循环经济与水泥工业发展

循环经济与水泥工业发展孙星寿建筑材料工业技术情报研究所摘要：水泥工业是典型的能源、资源消耗型原材料产业，其发展是以消耗大量的能源和矿产资源为代价的。面临日益严峻的资源、能源枯竭形势，已经严重威胁到水泥工业的发展甚至生存。只有按照循环经济理念，实现水泥工业的原、燃材料战略化转移，乃至整个行业的生态化转型，水泥工业才有可能保持长久活力。本文从水泥工业的能源、资源消耗和环境影响等角度对水泥工业面临的形势进行了分析和研究，论证了建立循环经济发展模式，是解决水泥工业生存和发展问题的根本出路，并在此基础上从节省资源和能源、利用废弃物和发展散装水泥等方面为水泥工业实现循环经济发展模式提供了参考。关键词：循环经济水泥工业水泥工业作为我国建材产业的重要组成部分，是我国重要的原材料工业，为我国经济、社会可持续发展和提高人民生活质量提供了强大的物质基础。在国民经济持续稳定发展的带动下，我国水泥工业总产量已连续18年保持世界第一的位置，2004年继续呈现出供需两旺的高速增长行情，总产量历史性的达到9.71亿吨，占世界水泥总产量的40%以上，其中新型干法达到了3.15亿吨，占全国水泥总量的32%。截止2005年11月份，全国水泥总产量为9.047亿吨，比去年同期增长10.41％，预计全年产量在10.5亿吨，将再创历史新高。然而，水泥工业作为矿产消耗型原材料产业，其迅速发展是以大量消耗矿产资源和能量资源来实现的，随着我国能源和矿资源形势的日益严峻，将会严重制约水泥工业的生存和发展。1．我国水泥工业的能源和资源形势1.1我国水泥工业的电力消耗情况水泥是一种高能耗产业，在其生产过程中，需要消耗大量的电力资源。根据我国目前水泥工业的生产水平，吨水泥生产的平均电耗约110千瓦时。由此推算，2003年我国水泥生产总耗电量约为949.3亿千瓦时，占我国同期全社会用电总量19080亿千瓦时的4.98%。表1我国水泥工业电力消耗情况年份装机容量(万千瓦)发电量（亿千瓦时）水泥产量（万吨）水泥生产总耗电量（亿千瓦时）占总发电量比例（%）200031932.013685.059700.0656.74.80200133800.014780.064000.0704.04.76200235450.915716.572500.0797.55.07200338450.019080.086300.0949.34.98200443450.021870.097139.01068.54.89从总体上来说，我国电力供应对水泥工业的保障程度较高。但随着经济建设的快速发展，电力对国民经济特别是工业生产造成了一定的瓶颈作用。2002—2003年我国部分地区用电紧张状况的加剧，部分地区的水泥生产受到电力供应不足的严重影响，甚至有些水泥企业在市场环境非常好的条件下，因拉闸限电而造成约60%的生产能力无法发挥。但从总体上来说，这种影响是暂时的和局部的，根据国家发展和改革委员会预测，到2005年，我国目前的用电局部性紧张状况得到了较大程度缓解。1.2我国水泥工业的煤炭消耗情况煅烧是水泥生产的核心工艺之一，在水泥生产过程中需要大量的热量，水泥工业是一个典型的能源依赖型产业。自1973年世界石油危机以来，世界上绝大多数的水泥厂已从烧油转为烧煤，我国生产水泥也是以燃煤为主。在我国现有水泥生产技术水平条件下，吨水泥的平均煤耗约为0.15吨标准煤，由此可以推算出2004年全国水泥生产总煤耗约折合标准煤1.46亿吨标准煤，约合实物煤1.68亿吨,占全国当年煤炭总需求量的9%。表2我国水泥工业煤炭消耗情况年份全国煤炭消费量（万吨）水泥产量（万吨）水泥生产总煤耗（万吨标准煤）占全国煤炭总消费量比例（%）200012453759700.08955.09.80200112333664000.09600.010.61200213695672500.010875.010.82200316000086300.012945.011.02200418900097139.014570.87.71随着近年来我国水泥工业结构调整的深入和水泥生产技术的不断进步，吨水泥煤耗的总体水平在逐渐下降，但由于我国水泥产量增长幅度高于吨水泥煤耗的下降程度，水泥行业总煤耗仍然呈增长态势。2005年我国水泥产量将突破10亿吨大关，新增煤炭需求500万吨以上。1.3我国水泥工业的资源消耗水泥工业对对资源的依赖性极强，在其生产过程中需要消耗大量的资源。制造水泥的主要原料是石灰石、粘土质原料及铁粉等其他一些辅助性原料，其中，石灰质资源作为水泥生产的主要原料对水泥生产具有决定性作用。根据我国水泥工业的生产技术水平，生产1吨水泥约需消耗1.1吨石灰石、0.18吨粘土。以此推算，2003年全国水泥生产需要消耗石灰石9.49亿吨，粘土1.55亿吨。表3我国水泥工业资源消耗情况年份水泥产量（万吨）石灰石消耗量（万吨）粘土消耗量（万吨）200059700.065670.010746.0200164000.070400.011520.0200272500.079750.013050.0200386300.094930.015534.0200497139.0106853.017485.0根据预测，为了满足国民经济快速发展的需要，水泥工业在未来几年内仍将保持着增长态势。根据专家预测，2004年我国水泥产量达到9.7亿吨，并将在2008年左右达到水泥饱和点，之后我国水泥产量才会呈现出平稳下降趋势。在这过程中，为了满足水泥生产的需求，仍需消耗大量的电力、煤炭、石灰石及粘土等资源。2．发展循环经济是水泥工业生存和发展的根本出路水泥工业是一个高度资源、能源消耗型产业，在其生产过程中需要消耗大量的煤炭、电力、石灰石等资源，而这些资源中绝大部分属于不可再生的矿产资源。同时，为了满足国民经济快速发展和基本建设需求较大等因素影响，水泥工业又不得不保持较高速度的增长态势。在这种情况下，资源、能源因素也就成为水泥工业保持快速、稳定和可持续发展的决定力量。2.1能源问题影响了水泥工业的正常发展我国是世界上煤炭资源最丰富的国家之一，但探明程度很低。2002年底，我国已探明煤炭资源中经济可采资源量约为1300亿吨，占世界经济可采资源量的12%，无法满足近期煤矿建设的需要，必须加紧勘探。另外尚未利用的经济精查储量中86%分布在干旱缺水、远离消费中心的中、西部地区，开发、运输和利用的难度势必加大。根据中国能源白皮书公布的数字显示，我国已探明煤炭的可开采年限只有54—81年。在水泥生产成本中，燃煤成本占有重大比例，对我国一般水泥企业来说，吨水泥燃煤成本一般在20—45元，对于资源短缺和运输条件较差的地区，燃煤成本还将增加。因此，努力减少单位产品煤耗，降低水泥生产成本是众多水泥生产企业追求的目标。尽管我国煤炭储量丰富，品种齐全，但在全国煤炭储量分布及品种分布上却不平衡。许多地区的煤炭主要是低挥发分煤（无烟煤）和含硫量大的煤，能够用于水泥工业的煤质越来越差。由于低挥发分煤的燃点高、燃烧速度慢、燃尽时间长，一直难以用于旋窑生产。因此，我国许多地区，主要是南方地区的回转窑企业长期使用烟煤。从而造成燃煤使用成本的增加并进一步加大了铁路、公路运输的压力。从总体上来说，我国煤炭资源大致能够满足水泥生产的需求，但在一定程度上仍受交通运输等因素的制约，铁路煤炭运力不足的问题没有得到根本解决，同时煤炭市场价格的波动也对水泥生产的造成比较大的影响。2003年下半年我国部分地区水泥价格的大幅度上涨，企业难以消化燃料价格的上涨也是其中的主要因素之一。2.2资源枯竭已经成为影响水泥工业生存的重要因素我国是世界上石灰岩资源丰富的国家之一，除上海市外，各省市自治区均有分布。据统计，全国水泥石灰岩分布面积可达44万平方公里，约占国土面积的4.5%左右。目前我国已发现石灰岩矿区（点）10000个左右，分布于除上海以外的29个省市自治区。截止2000年底，全国保有储量的水泥石灰岩产地1326处（其中大型214处、中型465处），探明保有储量约561.2亿吨。需要说明的是，保有储量的多少并不代表实际资源量的多少，而仅仅代表做过一定的地质工作、对资源状况具有相对可靠的了解程度的资源量。从目前已探明或正在开采的石灰石资源来看，交通运输条件比较好的资源基本已经开发。从理论上，按2004年全国水泥产量计算，全国已探明石灰石资源仅供保障水泥生产53年。但由于许多小水泥企业是外购石灰石，资源利用水平比较低，采富弃贫、乱采乱挖、浪费资源的现象比较普遍，如果没有新探明石灰石资源的情况下，使用年限还会缩短。从总体上说，我国水泥灰岩的矿产资源充足，分布广泛，但不容忽视的是，我国水泥石灰岩资源的分布极不平衡。东部沿海地区和对水泥需求量大的经济发达地区的石灰岩资源相对紧缺，已经不易找到尚未开发的具有良好条件的大型矿区，后备资源紧张的倪端已现，许多地区在不远的将来，就会面临石灰石资源枯竭的危机。而有些资源非常丰富的地区，又因运距和消费规模的问题难以大规模开发利用。自2001年以来，我国新型干法水泥工业发展迅猛，水泥工业面临着重大的结构调整的机遇。同时，以海螺集团、山水集团为代表的大型水泥企业集团发展在全国迅速兴起，以资源占有作为企业竞争力的重要体现，各大型水泥企业对水泥生产用灰岩的占用已经成为企业发展的战略中心任务。而我国粘土资源更缺，现在许多大水泥厂已不再使用粘土，而用其它原料配料，基本使用页岩、粉砂页、铝矾土、粉煤灰、煤矸石等来代替粘土，以节省资源。虽然随着勘探工作的进行，新的石灰石资源会不断探明，同时粘土等替代性资源也得到了广泛的应用，但石灰石等天然矿产资源终将枯竭的问题已经对水泥工业的生存构成威胁。2.3水泥工业造成了较为严重的环境问题水泥工业对环境所造成的影响也十分严重。目前水泥生产粉尘排放量占全国工业生产粉尘排放量的27.1%，二氧化碳排放量占全国工业生产二氧化碳排放量的21.8%，二氧化硫排放量占全国工业生产二氧化硫排放量的4.85%。按照目前水泥工业生产技术水平，每生产1吨水泥熟料，水泥粉尘排放量将达到2%左右，同时还将排出1吨CO2，2千克SO2，4千克NOX。依此测算按照2004年水泥产量计算，全年排放水泥粉尘1457万吨，排放72854万吨CO2，146万吨SO2，292万吨NOX。CO2过多，将使地球产生温室效应，SO2、NOX是有害人体健康的气体，也是酸雨形成的重要原因。水泥工业已经成为造成我国环境恶化的重要原因之一。由此可见,水泥工业作为高能耗、高资源消耗、高污染,对生态环境破坏较大的产业，在其生产过程中所表现出的能源、资源、环境问题已经成为影响我国水泥工业生存和发展的根本因素。而我国人均资源占有量小,生态环境系统十分脆弱,如果不采取预防措施，后果不堪设想。按照传统的发展模式，不但水泥工业自身难保，同时也将威胁到人类的可持续发展，必须探寻新的发展模式，以保持经济、资源和环境的协调发展。2.4发展循环经济成为水泥工业的必然选择正是在国内外人口、资源和环境问题日益严酷的形势下，20世纪90年代以来，在发达国家先后提出了循环经济的概念，以解决经济和社会的可持续发展问题。循环经济是一种新的经济形态，它要求按照生态规律组织生产、消费和处理废物，合理利用自然资源和环境容量，在物质不断循环利用的基础上发展经济，使经济系统和谐地纳入到自然生态系统的物质循环过程中。它倡导的是一种与环境和谐的经济发展模式，即不是“生产过程末端治理”的难以治本的先污染后治理模式，更不是传统的不考虑环境因素的“资源——产品——污染排放”的单向物质流动经济。循环经济根据资源的减量化、产品的反复使用和废弃物的资源化原则，组成一个“资源——产品——再生资源——再生产品”的闭环反馈式经济循环过程，使得整个过程不产生或少产生废弃物，最大限度地减少末端处理，达到物质、能量利用最大化，废弃物排放最小化的目的。“3R原理（Reduce——减量化、Reuse——再使用、Recycling——再循环）”可以说是循环经济的核心内容，是提高资源、能源利用效率、保护生态和促进经济发展所遵循的基本原则