近年來,混凝土行業持續推進節能減排,綠色低碳也成為行業的重要指標。2021年10月20日,廣東省發改委印發《廣東省堅決遏制“兩高”項目盲目發展的實施方案》(以下簡稱《方案》),將預拌混凝土、水泥制品列為“兩高”行業高耗能高排放產品或工序。
據了解,通過綠色生產改造,廣州市混凝土企業都已升級設備實現節能減排,另外還通過減少使用水泥以及改進配合比以提升混凝土性能,特別是耐久性,從而減少預拌混凝土行業的碳排放。因此有企業認為,預拌混凝土“兩高”行業的認定也有不合理之處。
那么,混凝土行業如何在產品和工序上實現節能減排?“除了研發新材料,提升配合比設計以提升混凝土的耐用性外,升級設備,淘汰能耗高、噪音大、效率低的設備也是預拌混凝土行業節能減排的重要方向。”廣州市建筑科學研究院有限公司的鐘開紅教授如是說。
混凝土降碳,主要靠降水泥的“碳”
人們印象中,預拌混凝土行業一直都是高排放和高能耗大戶。上文所提及《方案》將“兩高”項目范圍暫定為年綜合能源消費量1萬噸標準煤以上的煤電、石化、化工、鋼鐵、有色金屬、建材、煤化工、焦化等8個行業的項目;而預拌混凝土、水泥制品就被列入其中。
據了解,按照不同材料每千克所隱含能量和二氧化碳計算,在主要的建造材料中,混凝土的潛在能耗與二氧化碳排放量是最低的。每千克素混凝土的砌塊碳排放量只有60g,鋼筋混凝土的也只有200g,塑料的則達約10000kg。同時,各種材料的單位碳排放量與能耗呈線性正相關。
雖說混凝土每千克所隱含的能量和二氧化碳不算高,但由于與其他材料相比,混凝土成本低、原材料易得、可加工,使用性能優良,這讓它成為世界上使用最廣泛的建筑材料,巨大的使用量以及上下游碳排放的疊加計算使得預拌混凝土行業常被認為是“雙高”行業。
從生產的角度看,混凝土的碳排放包括:原材料生產燃料動力帶入、混凝土生產過程動力產生、混凝土運輸過程燃油產生。研究顯示,混凝土碳排放量的90%以上來自于原材料,而這其中主要來自水泥。水泥行業因為生產過程需要煅燒以及需求大兩個原因一直都是碳排放大戶, 2020年,我國二氧化碳總排放量約為 96.6~102.5億噸,其中水泥生產的碳排放約 12.3億噸。因此,有業內人士認為,降低混凝土的碳排放本質上還是要降低水泥的碳排放。
混凝土工序綠改后,排放不再居“高”
據了解,綠色生產改造是以節能、降耗、減排以及提高混凝土耐久性為目標,控制預拌混凝土生產全過程,確保混凝土生產、運輸及使用全程對環境的不利影響最小化的一種方式,降低污染排放。
目前,廣州預拌混凝土企業基本都完成了綠色清潔生產的裝備改造和技術升級。絕大多數企業建成了全封閉帶自動感應噴霧降塵系統的室內料場、全封閉帶大型除塵裝置的攪拌樓、全封閉物料輸送系統、污水綜合處理和廢棄混凝土回收利用系統等,從技術上保證生產過程基本實現零排放。
在廣東聲威混凝土有限公司,攪拌站里路面干凈整潔,傳送帶、攪拌機均被“封裝”了起來,以減少噪音和灰塵,而生產中的廢水也被回收利用于清洗路面和攪拌車。通過升級設備,攪拌站切實履行著節能減排的職責,逐步擺脫了“臟亂差”的傳統印象。公司總經理黃炎鋒介紹,通過綠色生產改造,攪拌站環境得到大幅提升,生產用水等的排放也得到了有效控制。
業內人士認為,綠改后的攪拌站,無論是廠房建設還是設備改造,涉及生產全過程工序,實現了混凝土行業節能減排。
從原料入手,為行業減“高”
專家認為,基于混凝土碳排放的構成,混凝土的碳減排技術路線應該很清晰,一個方向是在混凝土中通過減少水泥的使用,從而降低碳排放;另一個方向是提高混凝土的質量,使其具有高性能和耐用性,通過減少拆除和修復改建從而減少碳排放。
對于減少水泥使用的技術主要包括多用礦物摻和料替代水泥,包括鋼鐵生產中的殘余化合物(即爐渣)和大量未使用的飛灰(燃煤電廠的殘余材料);此外,還可以采用工業固廢、尾礦、建筑垃圾替代骨料等原料,以實現資源合理使用。近年來,我國混凝土與水泥制品行業在大宗固廢綜合利用的技術創新方面取得了長足發展,工業固廢年綜合利用量超8億噸,約占全國綜合利用量的40%。
除此之外,目前大部分現有混凝土配料設計較粗放,并未達到原料組成與結構的最優化,一方面造成材料浪費,如普遍存在的多用高碳排放水泥;另一方面混凝土結構較易形成內部孔隙等缺陷,造成耐久性能劣化。若能通過提升混凝土質量,使得混凝土建筑的使用壽命從50年提升至100年,則碳排量減少一半。(王芷蕓)
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