基于碳足跡的煤、電、碳減排和工業(yè)固體廢物管理

基于碳足跡的煤、電、碳減排和工業(yè)固體廢物管理

0上海建材工業(yè)總體節(jié)能情況。在資在5月的“五一”期間，上海的工業(yè)廢水、粉煤灰、脫石膏、爐渣和城市污水年出口量為20063.2648萬噸，綜合利用率為94.2%96.7%。因此，工業(yè)廢物可以廣泛應(yīng)用于水泥、混凝土、新材料等建筑材料產(chǎn)品中。然而,相當數(shù)量的建材生產(chǎn)企業(yè)也造成一些負面影響,例如規(guī)模普遍較小,生產(chǎn)能耗大,存在粉塵、噪聲問題,影響周邊環(huán)境,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊等。目前上海市工業(yè)用能占全市用能約56%,與發(fā)達國家一般工業(yè)用能占1/3左右的水平相比明顯偏高。建材工業(yè)是傳統(tǒng)的高能耗行業(yè),節(jié)能減排任務(wù)艱巨?！笆濉逼陂g,上海將加快經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整、推進經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。因此,對全市建材行業(yè)的能耗和碳排放的總體現(xiàn)狀進行分析梳理,提出利用工業(yè)固體廢物發(fā)展低碳建材的對策和建議,具有重要的意義。1碳排放源的劃分根據(jù)碳足跡(CarbonFootprint)的基本原理,建材生產(chǎn)的碳排放可由圖1表示。直接碳排放,企業(yè)擁有或控制的CO2氣體源產(chǎn)生的碳排放;間接碳排放,由企業(yè)活動產(chǎn)生的、但其CO2排放源由其他企業(yè)擁有或控制的碳排放;能源碳排放:能源導(dǎo)致的碳排放由燃料的燃燒產(chǎn)生的CO2;過程碳排放:由建材生產(chǎn)中原材料煅燒分解產(chǎn)生的CO2。2主要材料節(jié)能環(huán)保策略研究2.1推動能源安全上海保留700萬t水泥產(chǎn)能,包括全能生產(chǎn)(即兩磨一燒生產(chǎn)水泥)、粉磨加工(即外購熟料、摻加混合材、粉磨生產(chǎn)水泥)和配置加工(即外購硅酸鹽水泥、摻加摻合料、混合生產(chǎn)水泥)等3種生產(chǎn)工藝,能耗與碳排放見表1。由表1可知,粉磨加工和配置加工的電耗較低且基本接近,而全能生產(chǎn)水泥的能耗和碳排放較高。所以應(yīng)從全能水泥“兩磨一燒”的生產(chǎn)工藝入手,開展深入研究,充分利用工業(yè)固廢,降低生產(chǎn)能耗和碳排放見表2。上海市應(yīng)積極推進水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,以粉磨和配置加工作為主要生產(chǎn)工藝,節(jié)能減排效果顯著,同時可充分利用粉煤灰、爐渣和脫硫石膏。另一方面,為進一步消納本地固廢,保留270萬t全能水泥產(chǎn)能,在生料制備中充分利用污水廠污泥、生活垃圾、粉煤灰和鋼渣,在水泥磨時充分利用粉煤灰、爐渣和脫硫石膏。采用以上管理和技術(shù)措施,據(jù)測算,每年節(jié)能標煤50萬t,節(jié)電2.7億kWh,減排CO2376萬t。同時,綜合利用鋼渣55萬t、粉煤灰110萬t、脫硫石膏34萬t、污水廠污泥(含水率80%)53萬t。2.2鋼渣、礦渣分別加工成礦渣粉,以水泥、混凝土復(fù)合材料為原料生產(chǎn)的鋼渣粉2010年,上海市混凝土行業(yè)利用礦渣粉達344萬t,但礦渣粉的總體技術(shù)水平發(fā)展緩慢,近五年內(nèi),混凝土中礦渣粉的平均用量維持在60kg/m3左右。應(yīng)采用先進的工藝技術(shù)與裝備,將寶鋼鋼渣、礦渣分別加工成超細鋼渣粉、S95礦渣粉,并與脫硫建筑石膏復(fù)配,生產(chǎn)出改性礦渣粉,其28d活性指數(shù)提高至S105礦渣粉的指標,可取代部分高能耗水泥,并改善混凝土性能,提高節(jié)能減排效益。“十二五”期間,在寶山工業(yè)園區(qū)建設(shè)冶煉渣綜合利用示范基地,形成200萬t改性礦渣粉產(chǎn)能,取代200萬t水泥。項目實施后,每年可節(jié)能標煤18萬t,節(jié)電0.9億kWh,減排CO2142萬t。同時,高附加值利用礦渣160萬t、鋼渣30萬t、脫硫建筑石膏10萬t。改性礦渣粉生產(chǎn)的能耗與碳排放分析見表3。2.3其他新型墻體材料2010年,上海市各類墻體材料的產(chǎn)量折合標磚為53.44億塊,其中黏土燒結(jié)磚占17.2%,非黏土新型墻體材料占82.8%。非黏土類新型墻材以蒸壓加氣混凝土砌塊為主(標磚16.66億塊),此外還包括小型混凝土空心砌塊、灰砂磚、輕質(zhì)隔墻板等。各種新型墻體材料的能耗與碳排放分析見表4。由表4可知,燒結(jié)磚和蒸壓灰砂多孔磚的能耗相對較低,應(yīng)積極開展關(guān)鍵技術(shù)裝備研究與開發(fā),提高本地固廢(粉煤灰、長江口淤沙、自來水廠沉泥等)的利用率;蒸壓加氣混凝土砌塊的能耗和碳排放遠高于其他新型墻體材料,應(yīng)限制其盲目擴產(chǎn);輕質(zhì)隔墻板吃灰量大、生產(chǎn)能耗低、施工安裝快速,適應(yīng)于住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的要求,應(yīng)加大推廣應(yīng)用力度,將輕質(zhì)隔墻板產(chǎn)能提高500萬m2。采用以上技術(shù)和管理措施,將節(jié)能標煤2萬t,節(jié)電1000萬kWh,減排CO25萬t,并消納本地粉煤灰90萬t、爐渣21萬t。2.4粉煤灰商品砂漿能耗及碳排放對比根據(jù)相關(guān)政策,上海應(yīng)全面使用商品砂漿,禁止現(xiàn)場攪拌,理論上每年應(yīng)使用商品砂漿1000～1500萬t,但2010年商品砂漿產(chǎn)量僅250萬t,很多施工企業(yè)為了降低成本,仍自拌砂漿。推廣商品砂漿,不但可以提高工程質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率,而且有利于水泥散裝化和粉煤灰綜合利用,以及環(huán)境保護和節(jié)能減排。以用量最大的DP10商品砂漿和傳統(tǒng)的1:1:4混合砂漿為例,進行能耗和碳排放對比分析。表5表明,DP10粉煤灰商品砂漿與1:1:4混合砂漿相比,煤耗降低9kgce/t,電耗降低4kWh/t,減排CO270kg/t。因此,推廣粉煤灰商品砂漿的節(jié)能減排效果顯著。“十二五”期間,應(yīng)加強建筑行業(yè)監(jiān)管,加大推廣力度,商品砂漿產(chǎn)量達800萬t;開展科學(xué)研究,以爐渣代替30%的中砂,進一步提高工業(yè)固廢利用率。采取以上措施,將節(jié)能標煤7萬t,節(jié)電3200萬kWh,減排CO256萬t,并且綜合利用粉煤灰78萬t,爐渣188萬t。2.5透水鋼渣混凝土路面磚普通路面磚的生產(chǎn)以水泥和天然碎石為主要原材料,采用振動加壓工藝,但透水效果差。利用穩(wěn)定性可靠的滾筒預(yù)處理鋼渣,作為單級配特種集料,采用水泥和適量外加劑復(fù)合碾壓成型,開發(fā)具有高強、高耐磨和高透水性的透水鋼渣混凝土產(chǎn)品。與普通路面磚相比,透水鋼渣混凝土產(chǎn)品不僅充分利用鋼渣,節(jié)約天然碎石資源,生產(chǎn)時可減少25%的水泥用量,還具有抑制夏天路面溫度上升、減輕雨水進入城市污水管網(wǎng)壓力、保護水資源等綜合環(huán)境效益,對比分析見表6。發(fā)展透水鋼渣混凝土產(chǎn)品,取代傳統(tǒng)的路面磚,具有良好的節(jié)能減排效果。透水混凝土路面在發(fā)達國家的應(yīng)用較普及,在美國、德國和日本,60%以上的城市路面為透水路面。在我國,透水鋼渣混凝土的標準和技術(shù)規(guī)程不健全,應(yīng)用規(guī)模較小。應(yīng)通過政策推動、技術(shù)開發(fā)、標準制訂和產(chǎn)業(yè)化推廣,形成每年透水混凝土150萬m2的應(yīng)用規(guī)模,將節(jié)能標煤0.3萬t,節(jié)電360萬kWh,減排CO23萬t,并且綜合利用鋼渣63萬t,節(jié)能減排利廢和節(jié)約水資源的綜合效益顯