日本粉煤灰綜合利用對我國的啟示

圖亞　高志娟

摘 要：目前，我國生產電能的主要方式依然是火電廠發電，粉煤灰作為我國火電廠電能生產的主要固體物，排放數量呈現級數倍增加。一旦對粉煤灰的處理不當則極易產生嚴重的生態環境問題。基于此，通過論述日本粉煤灰綜合利用優點，結合我國國情，針對性地提出粉煤灰綜合利用的發展建議，以期為我國粉煤灰的綜合利用提供參考。

關鍵詞：粉煤灰;綜合利用;應用

0 引言

粉煤灰作為我國火電廠電能生產的主要固體廢物，國內外學者經過多年的研究，對現有的70種粉煤灰的物理性能進行測試。根據粉煤灰的方孔篩平衡，可將諸如燃燒損失的物理性質分類為I級灰、II級灰和III級灰。就我國目前現有對粉煤灰利用的現狀來看，廢煤灰主要應用于建材產品、凝土、水泥和燒結磚的生產中。從1980年開始，從能源供應安全的角度來看，日本提高了一次能源中煤炭的比例。資料顯示，日本2017年度的粉煤灰產量達到1200萬t，日本受到國土資源的限制，政府通過制定各種限制粉煤灰排放的政策來鼓勵粉煤灰綜合利用技術的研發。

1 日本粉煤灰綜合利用情況

1.1 產生量及利用率

自石油危機以來，為了確保電力供應，日本大力發展了各種燃料發電廠，例如煤炭和天然氣。資料顯示，日本2018年的總裝機容量為12.4億千瓦，其中燃煤電廠的裝機容量為1.975億千瓦，占15.6%。預計到2021年，日本的燃煤的裝機容量將達到4100萬千瓦，占總量的15.5%。未來十年，日本燃煤電廠的裝機容量基本占到總裝機容量的17%。據日本公布的資料顯示，2017年度的粉煤灰產量為1200萬t，其中1160萬t的粉煤灰都得到了有效地利用。如圖1所示為日本電力設備組成現狀。

1.2 利用領域及技術發展趨勢

日本對粉煤灰的處理方法主要為綜合利用與垃圾掩埋。受制于國土面積的限制，日本政府只能通過大力發展粉煤灰的綜合利用技術，來降低粉煤灰對生態環境的污染。資料顯示，在1955年至1968年的13年間，日本政府利用粉煤灰建造了27座大壩，充分利用了粉煤灰資源。就目前來說，日本對粉煤灰的利用主要集中在水泥與混凝土領域。近年來，日本非常重視粉煤灰高價值利用技術的研究與開發。主要領域是：從粉煤灰中提取有用的物質，包括金屬。

1.3 法律政策與經濟手段

在日本政府1991年4月頒布的《回收法》中和之后擴展制定的《資源和積極使用促進法》，均要求：所有人有義務進行技術開發和設備改進，以進一步提高指定副產品作為資源的回收率，并加強對提高燃煤廢物利用率的法律約束。2000年6月實施的《促進循環型社會形成基本法》和2005年4月1日的《廢物處置法》規定，非法丟棄燃煤廢物殘留的公司將受到依法懲處，清潔和污染場地必須履行恢復原狀的義務。

1.4 科研支持

日本經濟和技術部于1999年成立了“21世紀煤炭技術戰略研究協會”，召集政府和企業組成煤炭供需網絡。政府委托研究部門制定了燃煤廢渣使用手冊。例如，在1999年，民間社會發布了《粉煤灰增強水泥混凝土的施工指南》、日本建筑學會出版了《粉煤灰改性水泥混凝土的實用設計和施工指南》。作為大型粉煤灰生產商，日本的9家主要電力公司和各種電力相關公司也一直在開發綜合的粉煤灰利用技術。

2 當前我國粉煤灰綜合利用現狀與問題

總的來說，在“十一五”期間，在傳統地區，由于科研投入少，廢煤灰的綜合利用效率依然較低。我國一些廢煤灰利用率較高的地區，廢煤灰利用率高達95%，就上海而言，對粉煤灰利用率較高的原因首先是基于現有綜合性科研成果和技術標準。粉煤灰主要在化學工業、環保、農業等領域有重要的應用，研究人員近年來也進行了一系列研究，并取得了一些科研成果，并取得了良好的效益。

3 日本粉煤灰綜合利用現狀對我國的啟示

3.1 技術層面

技術發展是粉煤灰綜合利用的關鍵。建筑工程、市政道路工程和灌漿回填方面已經形成了相對成熟的技術，但這些利用技術大多數處于中低水平隨著某些地區城市建設需求的減少，粉煤灰的供應可能會超過需求。因此，在促進大批量、低成本、高質量的粉煤灰的使用，并繼續開發新技術以增加粉煤灰的附加值并擴展粉煤灰利用領域。比如通過使用高鋁粉煤灰提取氧化鋁技術，就是有效利用粉煤灰，解決我國鋁資源短缺問題的重要技術措施。對于不同質量的高鋁粉煤灰，可以使用多種堿性工藝的組合，以提高氧化鋁的回收率。近年來，由于國外對中國鋁土礦資源出口的限制，國家對鋁生產企業的規范和整頓以及生活領域鋁工業的不斷擴大，鋁的價格飛漲，氧化鋁市場一直供不應求。同時，我國擁有豐富的高鋁煤共生礦產資源。據估計，高鋁粉煤灰中的鋁含量超過90億t，可以將中國鋁資源的保證期延長50年至60年，因此，高鋁粉煤灰提取的發展與完善。氧化鋁技術的應用，不僅有效利用粉煤灰，還解決了我國鋁資源短缺問題，從而豐富了我國的粉煤灰。

3.2 政策層面

就當下來說，我國針對粉煤灰的排放標準、綜合利用要求等相關規定尚不明確，缺乏足夠的法律支持來限制粉煤灰的排放與利用，障，導致一些地方政府和粉煤生產企業支付不足。大量的垃圾填埋場不僅占用土地，還會造成資源浪費。因此，建議制定粉煤灰當地排放標準，規定粉煤灰殘留量的分類、排放量。通過制定粉煤灰排放標準和利用規定，一方面從源頭上進行削減，以促進電廠洗煤和燃燒技術的發展，減少粉煤灰的數量;另一方面，從資源綜合利用的角度出發，嚴格規范生產。粉煤灰綜合利用由貯藏向利用轉變。簡而言之，就是讓粉煤灰的排放和利用受法律管轄。

3.3 投入方面

首先，建議粉煤灰綜合利用企業享受直接供電的價格政策。粉煤灰的綜合利用應成為電廠生產的重要組成部分。在我國，由一家電廠運營的任何國內粉煤灰項目均享有電網前直接供電價格，該價格與電廠價格相同，粉煤灰綜合利用企業為消除電廠污染做出了貢獻，應享受這一優惠政策。二是建議將粉煤灰綜合利用的研究和開發推廣到國家一級。第三是提出一項粉煤灰綜合利用的特殊政策，用于補貼粉煤灰資源利用技術的研發和生產項目，為技術創新和產業發展提供有力的資金保障，并考慮給予生產公司產品推廣補貼。

4 結論

雖然說，日本與我國的產能結構、應用環境、生產技術等均存在較大差異，但對粉煤灰的綜合利用卻存在相同的指導方針。文章，通過論述日本粉煤灰綜合利用優點，結合我國國情，針對性地提出粉煤灰綜合利用的發展建議。

參考文獻：

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