生活垃圾能否成為中國水泥業(yè)替代性燃料?
如果將水泥業(yè)視為一個國家,那么它將成為第四大二氧化碳排放國,占全球排放量的7%,與印度占比幾乎相同。
中國是主要的水泥生產(chǎn)國,這種粉質(zhì)物連同沙子、礫石和水一起混合制成混凝土。2011年至2013年期間,中國的水泥產(chǎn)量超過了美國二十世紀的水泥總產(chǎn)量。
中國水泥行業(yè)的能效已有所提升。2017年,中國水泥產(chǎn)量占全球總產(chǎn)值的57%,但排放僅占52%。然而,與采用碳捕集與封存(CCS)等創(chuàng)新性技術(shù)實現(xiàn)的減排相比,通過能效措施減少的排放量微不足道。
莫特·麥克唐納工程咨詢公司的馬德琳·羅林斯在今年早些時候接受“中外對話”采訪時說:“從長遠來看,我們要么需要為水泥行業(yè)建立碳捕集和封存(CCS)機制,要么尋找其他替代材料。”
不幸的是,大多數(shù)CCS技術(shù)仍處于發(fā)展初期。隨著全球水泥產(chǎn)量預期將從今天的40億噸增加到2030年的近50億噸,行業(yè)迫切需要其他減排措施。
水泥帶來的問題
從根本上講,減少水泥行業(yè)排放的問題是化學問題。要生產(chǎn)熟料(水泥中的關(guān)鍵成分),就需要石灰(CaO)。最常見的生產(chǎn)方法是通過煅燒,將石灰石(CaCO3)在水泥窯中加熱至1400°C左右,將其分解成石灰。這個過程會釋放大量的二氧化碳,約占水泥生產(chǎn)總排放量的50%。
為了減少煅燒過程產(chǎn)生的排放,一種方法就是,用其他材料替代熟料在水泥中的比例,但是這些“新型水泥”尚未大規(guī)模投入商業(yè)使用。
通常來講,近40%的排放來自加熱水泥窯所燃燒的化石燃料(最后5-10%的排放來自運營和運輸)。這意味著通過尋找替代燃料,可以大幅減少水泥的總體排放。在歐洲,水泥生產(chǎn)中天然氣、生物質(zhì)和垃圾衍生燃料的使用已增加至43%左右,但在中國,這一比例仍僅為8%左右。
替代燃料的類型非常重要,正如最近我們所看到的,出于對森林砍伐問題的關(guān)切,棕櫚油作為生物燃料被歐盟認定為是不可持續(xù)的。在這種情況下,垃圾焚燒聽起來是個不錯的選擇。與其進入垃圾填埋場、排放甲烷,還可能到達海洋,不如成為減少水泥行業(yè)排放的寶貴資源。
變廢為寶
生產(chǎn)一噸水泥就會排放出一噸二氧化碳,這個數(shù)字非常驚人。據(jù)工程公司FLSmidth介紹,如果用垃圾加熱水泥窯,垃圾的消耗量大約是煤炭的三倍,并且可以減少約10%的排放。
這并非開創(chuàng)性的技術(shù),但是,與更好的垃圾管理體制結(jié)合之后,在水泥生產(chǎn)中利用垃圾所帶來的好處(“共處理”)就不容小覷了。
鑒于中國的城市生活垃圾將以每年8-10%的速度增長,因此,增加水泥行業(yè)垃圾協(xié)同處理量應(yīng)該會引起政策制定者的興趣。威爾遜中心中國環(huán)境論壇的詹妮弗·特納認為,垃圾是中國“反污染戰(zhàn)爭”的新前沿,這種針對垃圾管理的雄心給城市垃圾管理系統(tǒng)的完善帶來了壓力。
特納說:“中國正在尋求解決其城市垃圾問題的方案。因此,我認為在目前改革的節(jié)點下,中國的水泥行業(yè)可能會越來越多地用垃圾替代煤炭?!?/p>
中國最大的水泥生產(chǎn)商已經(jīng)著手開發(fā)將替代燃料引入生產(chǎn)的協(xié)同處理技術(shù)。華潤水泥(CRC)在華南地區(qū)運營多個協(xié)同處理項目,中國海螺創(chuàng)投已與中國建材和中國山水水泥簽署了協(xié)議,以開發(fā)固體廢物共處理技術(shù)。
但是,這些項目中很多側(cè)重的是工業(yè)垃圾而非市政垃圾的協(xié)同處理上。家庭垃圾的水分含量較高,因此燃燒起來不如塑料等干垃圾效率高。由于中國城市經(jīng)常將干濕垃圾混合在一起,使得后者的燃燒潛力無法得到充分利用。因此,各城市開展更完善的垃圾管理實踐將有益于中國水泥行業(yè)開展廢能轉(zhuǎn)化。
家庭垃圾管理
盡管中國的垃圾管理存在諸多問題,但針對這一挑戰(zhàn),一些公司還是開發(fā)出了可以處理高水分含量垃圾的協(xié)同處理技術(shù)。
據(jù)中國水泥行業(yè)生活垃圾處理的最新協(xié)同處理技術(shù)的主要設(shè)計師之一高昌明說,中國目前可進行協(xié)同處理的水泥窯有120個,其中只有53個能夠處理生活垃圾,目前它們的年處理量為520萬噸,僅占中國城市生活垃圾總量的2.5%。
當被問及當前的政府政策是否鼓勵水泥生產(chǎn)商采用協(xié)同處理技術(shù)時,高強調(diào)了垃圾管理系統(tǒng)的重要性,例如7月份在上海推出的垃圾分類政策。
“更完善的垃圾管理系統(tǒng)可以減少對水泥窯所使用的生活垃圾的預處理成本。因此,如果能進一步加強垃圾管理,使用協(xié)同處理技術(shù)的水泥廠將受益匪淺?!?/p>
無論是嘗試處理家庭垃圾還是減少水泥行業(yè)的排放,減輕對環(huán)境和健康的損害最有效的方法始終是“減少”而不是“再利用”。換句話說,就是減少我們生產(chǎn)的廢料和混凝土。
同時,水泥行業(yè)協(xié)同處理技術(shù)的發(fā)展可以幫助中國減少對煤炭的依賴,同時處理大量的垃圾。
編輯:梁愛光
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