【水泥人網】如今，水泥工業在發達國家已經走上了循環經濟和可持續發展的道路。我國水泥工業在經歷了近10年的現代化大發展與大力淘汰落后生產方式以后，也開始走上了這條正確的發展道路。水泥工業實現“四零一負”——對生態環境的零污染、對外界電能的零消耗、對廢物廢水的零排放、對天然化石燃料的零消耗，以及對全社會部分廢物的負增長（消納利用）——可持續發展的戰略目標，已在國內外大量成功實踐中逐步形成了中外業界人士的普遍共識。針對我國水泥工業消納利用廢棄物的現狀及其發展方向即所謂的“一負”潛力，本文在此作進一步的探討。
水泥工業的利廢功能
隨著國民經濟的發展，全社會的三產（農業、工業、服務業）所產生的廢棄物數量日益增加，如何綜合利用和高效消納這些廢棄物，減少或消除填埋，節省占地，保護環境，促進循環經濟，已經成為一項嚴峻而長期的挑戰和必須要妥善解決的問題。
鑒于水泥工業的固有特征，使其在利廢領域具有顯著優勢。其利廢功能主要表現在3方面。首先是利用各種工業廢棄物作為混合材，摻入水泥熟料中一并粉磨成相應品種的水泥。這種方式簡便易行，既可以利廢又能直接增產水泥，降低生產成本。其次是將有些廢物（赤泥、電石渣、有色冶煉渣、鑄造砂等）用作水泥原料，替代一部分或全部石灰石、砂頁巖、黏土等天然礦石。這種利廢方式往往會給原有的水泥生產工藝或水泥性能帶來某些難題，需要采用較高的技術和裝備，增加一定的投入才能實施。再次是利用各種含可燃物質的廢物（工農業廢料和城市垃圾等）作為水泥窯的燃料，替代一部分或全部的天然化石燃料。這種利廢方式不僅對水泥廠的技術裝備要求更高，而且更主要的是涉及全社會的政策導向、技術路線、法規、標準、環保等諸多方面，沒有政府的引導與扶持，單靠水泥企業的努力是難以實現的。近10年來，德國和我國正反兩方面的實踐效果與經驗教訓足以說明這一點。
2010年我國水泥工業綜合利用社會廢棄物的基本數據及其與德國、日本和美國水泥工業的對比情況，如表1所列。應該說明，表中所謂的噸水泥利廢量（kg/t），并不是一個科學、嚴謹、準確的指標，它只是整體綜合地表明，每生產1噸水泥總共利用消納了多少公斤的社會廢棄物。其中用作混合材（含替代石膏）、替代原料和替代燃料的數量分別有多少公斤。顯然這里并未考慮到混合材、替代原料，尤其是替代燃料等原始形態及品位差異的因素，只是一個單位水泥利廢量的重量概念。該值越大則利廢量越多，但并一定代表其利廢中的技術含量最高，難度最大，貢獻最大。
對水泥工業3種利廢方式的分析
1.用作混合材
這是一種最簡便最粗放的利廢方式，實際上就是把礦渣、粉煤灰、石灰石、火山灰、頁巖等當作填充料摻于熟料中一并粉磨直接增加水泥產量的辦法，談不上什么技術難度和技術含量問題。對立窯熟料來說，礦渣或粉煤灰的摻入還有補救其固有缺陷的“救命稻草”之功效。上世紀50年代開始，在我國水泥工業立窯一統天下的發展中，“小水泥”不顧國家水泥標準規定，故意超標濫摻混合材的“積極性”一貫就十分高漲。加之后來國家原意為鼓勵水泥企業利廢，規定利廢率超過30%的才能獲得獎勵的政策，無形中就把我國水泥中的混合材摻入量提高到了30%左右。否則那些混合材摻不到30%的水泥企業就領不到利廢補貼。在行業生態扭曲，某些經營者逐利的驅使下，市場監管缺失，原本鼓勵利廢的政策卻部分地走向了自己的反面，變成了刺激某些人超標濫摻混合材，制造假冒偽劣水泥的動因。筆者贊成多摻混合材，但是必須以誠信為本，必須遵守國家水泥標準規范，加強市場監管，確保水泥品質。
2.用作替代原料
因為多數替代原料往往含水分高，易粘堵，難儲運，有的還含有若干影響正常生產或水泥性能的少量有害物質（鉀、鈉、氯、硫、磷、鋅……）或影響環境安全的重金屬等，可能會提高技術裝備的投資和生產成本。全社會對此應該進行技術、經濟和環保等各方面的綜合考量；水泥企業也要作出相應的協作，在政府激勵政策下履行一定的社會責任。
顯然，這種利廢方式是有其技術難點和技術含量的，而且在我國還有較大的改進完善發展空間。這里有必要重申筆者的一個觀點，那就是電石渣的問題。我國現在已經成功地在新型干法水泥窯上采用電石渣100%的替代石灰石生產出熟料，這一成果值得稱贊。但是從全社會的節能減排環保來考察，我們并不希望再產生更多的電石渣。因為電石渣是由電石（CaC2）加水（H2O）生成有機化工所需的原料乙炔氣（C2H2）后所剩余的殘渣氫氧化鈣（Ca（OH）2）。電石則需要用石灰石和焦炭在電爐中高溫煅燒而成，在該過程中要消耗大量的電能，排放大量的CO2。這種電石法生產乙炔氣的工藝，在30多年前已經開始被由石油裂解直接生成乙炔氣的方法所取代。這就是現如今發達國家之所以沒有電石渣的原因。筆者的體會是，電石法生產乙炔氣猶如立窯生產水泥，均屬應抓緊淘汰之列。我們的目標就是要把我國還存在的每年產出近2500萬噸電石渣及其存量全部消納干凈。今后我國電石渣的產出量應該漸趨減少。
3.用作替代燃料
發達國家水泥工業采用可燃燒廢物作為替代燃料已有30年的歷史，在這期間全球有約300臺水泥窯燃燒了近3億噸廢物，進行過約7000套次排放廢氣的環境安全檢測和近8000套次水泥混凝土制品的重金屬浸析檢測。實踐表明，水泥窯協同燃燒廢棄物不會影響窯的正常生產和熟料品質，對環境安全也是有充分保障的。
現今水泥窯兼燒廢棄物的技術與裝備已相當成熟，發達國家的相關法規、規章、制度也較完善。我國為此轉輾了近10年，如今終于盼到了開始正式啟動之勢。然而政府的引導協調與扶持尚亟待給力，真正落實。顯然這種利廢方式是涉及全社會的一項系統工程，政府的作為既是不可缺失的，也是責無旁貸的；同時也是對政府預見力、判斷力、領導力、執行力的現實考驗。我國水泥工業在采用替代燃料方面已經延誤了好多年的時間，現在該到了總結經驗教訓、正確決策的時候了。2011年4月國務院批轉了住房和城鄉建設部、環保部等16部門《關于進一步加強城市生活垃圾處理工作的意見》，對處置不力的省市要追究責任。看來水泥窯燒垃圾等廢棄物的潮流即將來到。
對我國水泥工業利廢水平的分析
1.處于粗放型的初級階段，過分偏重于多摻混合材
表面上看，我國水泥工業噸水泥利廢量達445kg/t，與德、日的相接近，比美國的高不少，似乎還挺不錯。實際上，這445kg/t之中有336kg/t來自混合材的大量摻用，替代燃料幾乎沒有，替代原料也很少。與德、日、美3國幾種利廢方式相對較均衡的數據相比較，可以看出我國的差距不小，尤其與德國的差距更甚。何況，混合材還有超標濫摻之嫌，豈不令人堪憂。所幸隨著立窯水泥的大量淘汰出局和水泥質量監管的加強，這種混合材超標濫摻的現象有望得到一定的管控。
2.開展混合材深加工，提高混合材品質
面對我國水泥工業大量摻用混合材的事實，我們更應加緊混合材深加工的研發工作，例如對礦渣和粉煤灰等的超細粉磨，將混合材由填充料轉變成提高或改進水泥某些品質的“激發劑”，或改性成為可以基本替代熟料的新材料，這方面的工作我國有些單位已經取得一定進展，還有許多研發要做。
3.成功地采用電石渣100%替代石灰石，為推廣各種高水分尾礦用作替代原料創造了良好的開端
雖然電石渣的產出量勢將縮減，但是該項研發的技術含量將為其他各種高水分、難儲運的冶煉尾礦用作替代原料提供了有益借鑒。我們應該在開拓替代原料方面繼續研發，努力爭取在“十二五”之內把噸水泥替代原料的利廢量由2010年的80kg/t提高到現今德日的水平即200kg/t左右。
4.我國替代燃料的水分高，熱值低，其消納廢物的環保意義或者更甚于節省熟料燒成用煤。
2010年美、德、日3國水泥工業采用替代燃料的大致情況，如表2所列。
可以看出，美國的替代燃料以廢輪胎為主，平均熱值高于標煤，噸固廢相當于1.1噸標準煤；德國則以家俱、廢油、垃圾等各占25%。噸固廢相當于0.8噸標準煤；日本則以家具、塑料、廢油、溶劑為主，平均熱值較低，噸固廢相當于0.35噸標準煤。而我國當前急需消納的則是城市垃圾和下水污泥，其平均水分高達30%左右，平均熱值僅約10500KJ/kg。扣除其中水分蒸發所須的熱耗，其可用作替代燃料的熱值僅剩5000~7000kJ/kg，噸固廢相當于0.18~0.24噸標準煤。
因而一臺5000t/d水泥窯，消納垃圾300t/d（水分30%，熱值10500kJ/kg），理論上其對煤的替代率可達11.5%，實際上其節煤為4%～5%（銅陵CKK數據）。這種情況下其消納垃圾的環保價值或大于節煤。所以更須要政府的扶持政策才能推進。看來銅陵市政府給予海螺每燒1噸垃圾190元補貼，相對于全國一般垃圾發電廠所得到的總補貼來說，是比較公平合理的，而且是有遠見的。我們呼吁國家主管部門，總結10多年來垃圾發電項目的經驗教訓，公平、公正地審視水泥窯協同消納垃圾的項目，并給以必要的扶持政策。2015年水泥工業采用替代燃料的替代率有望達30%左右，相當于節省標準煤4500萬噸，在替代燃料平均品位較低的條件下，噸水泥替代燃料量約100kg/t。
5.對我國水泥工業利廢激勵政策導向的淺見
我國水泥工業利廢激勵政策以30%利廢量為門檻的辦法已實施了多年，總體上看正面效果是肯定無疑的。這里筆者提出幾點不成熟的改進想法，僅供參考。
1）加大對采用替代燃料和替代原料的獎勵力度；
2）增設對采用深加工混合材的獎勵條款及驗證制度；
3）削減甚至取消對通用混合材的獎勵，加強對超標濫摻的監管與懲處；
4）根據其利廢量，更主要的是其在技術、經濟、環保、社會責任等各方面貢獻的大小制定不同等級的獎勵辦法，逐步改變籠統地按30%利廢量來規定有或無獎勵的辦法，爭取修訂得更科學精確一些。
當然修訂利廢獎勵辦法，其工作量肯定不小，需要落實到具體的部門和人員。另外我們是否可以考慮勤修訂的方法，不求面面俱到，一步到位，是否可以根據形勢要求和出現的新問題及時進行修訂。
應該指出，我國水泥行業利廢量竟占全國利廢總量的55%，這種情況揭示了我國許多其他行業的利廢功能尚沒有發揮到其應有的水平；相反地卻是各種廢棄物似乎都可以往水泥這個巨大的麻袋里裝，對照德國和日本，雖然其水泥工業也屬利廢大戶，但利廢量達全國總量的18%~20%，說明其他行業的利廢功能也有較均衡的發揮。我國水泥工業如此熱衷于“利廢”所造成的“一枝獨秀”局面，值得全社會各行各業，特別是水泥工業本身認真反省。2005年筆者曾提出過要注意扭轉這種傾向，考慮到熟料質量提高的因素后，至今仍未見好轉趨向。懇請有關主管部門關注并采取切實措施，科學引導，具體指導落實，必須要花大力氣剎住超標濫摻之歪風，把這個問題牢牢地置于市場和政府的共同掌控之中，不能放任。