日本粉煤灰综合利用对我国的启示

图亚　高志娟

摘 要：目前，我国生产电能的主要方式依然是火电厂发电，粉煤灰作为我国火电厂电能生产的主要固体物，排放数量呈现级数倍增加。一旦对粉煤灰的处理不当则极易产生严重的生态环境问题。基于此，通过论述日本粉煤灰综合利用优点，结合我国国情，针对性地提出粉煤灰综合利用的发展建议，以期为我国粉煤灰的综合利用提供参考。

关键词：粉煤灰;综合利用;应用

0 引言

粉煤灰作为我国火电厂电能生产的主要固体废物，国内外学者经过多年的研究，对现有的70种粉煤灰的物理性能进行测试。根据粉煤灰的方孔筛平衡，可将诸如燃烧损失的物理性质分类为I级灰、II级灰和III级灰。就我国目前现有对粉煤灰利用的现状来看，废煤灰主要应用于建材产品、凝土、水泥和烧结砖的生产中。从1980年开始，从能源供应安全的角度来看，日本提高了一次能源中煤炭的比例。资料显示，日本2017年度的粉煤灰产量达到1200万t，日本受到国土资源的限制，政府通过制定各种限制粉煤灰排放的政策来鼓励粉煤灰综合利用技术的研发。

1 日本粉煤灰综合利用情况

1.1 产生量及利用率

自石油危机以来，为了确保电力供应，日本大力发展了各种燃料发电厂，例如煤炭和天然气。资料显示，日本2018年的总装机容量为12.4亿千瓦，其中燃煤電厂的装机容量为1.975亿千瓦，占15.6%。预计到2021年，日本的燃煤的装机容量将达到4100万千瓦，占总量的15.5%。未来十年，日本燃煤电厂的装机容量基本占到总装机容量的17%。据日本公布的资料显示，2017年度的粉煤灰产量为1200万t，其中1160万t的粉煤灰都得到了有效地利用。如图1所示为日本电力设备组成现状。

1.2 利用领域及技术发展趋势

日本对粉煤灰的处理方法主要为综合利用与垃圾掩埋。受制于国土面积的限制，日本政府只能通过大力发展粉煤灰的综合利用技术，来降低粉煤灰对生态环境的污染。资料显示，在1955年至1968年的13年间，日本政府利用粉煤灰建造了27座大坝，充分利用了粉煤灰资源。就目前来说，日本对粉煤灰的利用主要集中在水泥与混凝土领域。近年来，日本非常重视粉煤灰高价值利用技术的研究与开发。主要领域是：从粉煤灰中提取有用的物质，包括金属。

1.3 法律政策与经济手段

在日本政府1991年4月颁布的《回收法》中和之后扩展制定的《资源和积极使用促进法》，均要求：所有人有义务进行技术开发和设备改进，以进一步提高指定副产品作为资源的回收率，并加强对提高燃煤废物利用率的法律约束。2000年6月实施的《促进循环型社会形成基本法》和2005年4月1日的《废物处置法》规定，非法丢弃燃煤废物残留的公司将受到依法惩处，清洁和污染场地必须履行恢复原状的义务。

1.4 科研支持

日本经济和技术部于1999年成立了“21世纪煤炭技术战略研究协会”，召集政府和企业组成煤炭供需网络。政府委托研究部门制定了燃煤废渣使用手册。例如，在1999年，民间社会发布了《粉煤灰增强水泥混凝土的施工指南》、日本建筑学会出版了《粉煤灰改性水泥混凝土的实用设计和施工指南》。作为大型粉煤灰生产商，日本的9家主要电力公司和各种电力相关公司也一直在开发综合的粉煤灰利用技术。

2 当前我国粉煤灰综合利用现状与问题

总的来说，在“十一五”期间，在传统地区，由于科研投入少，废煤灰的综合利用效率依然较低。我国一些废煤灰利用率较高的地区，废煤灰利用率高达95%，就上海而言，对粉煤灰利用率较高的原因首先是基于现有综合性科研成果和技术标准。粉煤灰主要在化学工业、环保、农业等领域有重要的应用，研究人员近年来也进行了一系列研究，并取得了一些科研成果，并取得了良好的效益。

3 日本粉煤灰综合利用现状对我国的启示

3.1 技术层面

技术发展是粉煤灰综合利用的关键。建筑工程、市政道路工程和灌浆回填方面已经形成了相对成熟的技术，但这些利用技术大多数处于中低水平随着某些地区城市建设需求的减少，粉煤灰的供应可能会超过需求。因此，在促进大批量、低成本、高质量的粉煤灰的使用，并继续开发新技术以增加粉煤灰的附加值并扩展粉煤灰利用领域。比如通过使用高铝粉煤灰提取氧化铝技术，就是有效利用粉煤灰，解决我国铝资源短缺问题的重要技术措施。对于不同质量的高铝粉煤灰，可以使用多种碱性工艺的组合，以提高氧化铝的回收率。近年来，由于国外对中国铝土矿资源出口的限制，国家对铝生产企业的规范和整顿以及生活领域铝工业的不断扩大，铝的价格飞涨，氧化铝市场一直供不应求。同时，我国拥有丰富的高铝煤共生矿产资源。据估计，高铝粉煤灰中的铝含量超过90亿t，可以将中国铝资源的保证期延长50年至60年，因此，高铝粉煤灰提取的发展与完善。氧化铝技术的应用，不仅有效利用粉煤灰，还解决了我国铝资源短缺问题，从而丰富了我国的粉煤灰。

3.2 政策层面

就当下来说，我国针对粉煤灰的排放标准、综合利用要求等相关规定尚不明确，缺乏足够的法律支持来限制粉煤灰的排放与利用，障，导致一些地方政府和粉煤生产企业支付不足。大量的垃圾填埋场不仅占用土地，还会造成资源浪费。因此，建议制定粉煤灰当地排放标准，规定粉煤灰残留量的分类、排放量。通过制定粉煤灰排放标准和利用规定，一方面从源头上进行削减，以促进电厂洗煤和燃烧技术的发展，减少粉煤灰的数量;另一方面，从资源综合利用的角度出发，严格规范生产。粉煤灰综合利用由贮藏向利用转变。简而言之，就是让粉煤灰的排放和利用受法律管辖。

3.3 投入方面

首先，建议粉煤灰综合利用企业享受直接供电的价格政策。粉煤灰的综合利用应成为电厂生产的重要组成部分。在我国，由一家电厂运营的任何国内粉煤灰项目均享有电网前直接供电价格，该价格与电厂价格相同，粉煤灰综合利用企业为消除电厂污染做出了贡献，应享受这一优惠政策。二是建议将粉煤灰综合利用的研究和开发推广到国家一级。第三是提出一项粉煤灰综合利用的特殊政策，用于补贴粉煤灰资源利用技术的研发和生产项目，为技术创新和产业发展提供有力的资金保障，并考虑给予生产公司产品推广补贴。

4 结论

虽然说，日本与我国的产能结构、应用环境、生产技术等均存在较大差异，但对粉煤灰的综合利用却存在相同的指导方针。文章，通过论述日本粉煤灰综合利用优点，结合我国国情，针对性地提出粉煤灰综合利用的发展建议。

参考文献：

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