水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的奉獻(xiàn)
一、推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重大戰(zhàn)略意義
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是運(yùn)用生態(tài)學(xué)規(guī)律來指導(dǎo)人類社會經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，以資源和能源的最低消耗、最高效利用和最多的循環(huán)使用為核心，遵循其“減量化、再利用、再循環(huán)”原則，旨在實(shí)現(xiàn)以盡可能少的資源能源消耗和盡可能小的環(huán)境代價(jià)獲得盡可能大的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是要克服傳統(tǒng)的線性經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，在獲得經(jīng)濟(jì)不斷增長的同時(shí)，始終保持人類和自然之間的生態(tài)平衡與和諧發(fā)展。
2006年6月，國家發(fā)改委正會同國家科技、財(cái)政、資源、金融、環(huán)保、建設(shè)、貿(mào)易、稅收質(zhì)檢等部門將研究起草《循環(huán)經(jīng)濟(jì)法》，著重于完善政策機(jī)制，推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步強(qiáng)化循環(huán)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。這表明了政府對推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度重視和堅(jiān)定決策，要制定一部具有指導(dǎo)性和可操作性的法律文件，強(qiáng)力推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，為把我國建設(shè)成一個(gè)節(jié)約、節(jié)能、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人與自然，可持續(xù)地和諧發(fā)展的社會而努力。
歷史和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是深刻甚至慘痛的，我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)上取得迅猛發(fā)展的同時(shí)必須吸取這些教訓(xùn)，引以為戒。我們一定要清醒地認(rèn)識到，只有發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，才是從根本上減輕環(huán)境污染，修復(fù)生態(tài)平衡的有效途徑；才是充分利用資源能源，緩解其緊缺的重要舉措；才是開發(fā)利用再生資源能源的根本出路；才是真正提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展實(shí)效的正確抉擇。此外，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也是我國應(yīng)對某些新貿(mào)易保護(hù)主義或“綠色壁壘”的迫切需要。歸根到底，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以人為本，以自然為源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)訴求。
總之，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略意義凸顯于其五大特征，即全局性、前瞻性、發(fā)展性、長期性和謀略性，對我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有提綱挈領(lǐng)之功，力拔千鈞之勢，影響深遠(yuǎn)，我們必須抓住機(jī)遇，強(qiáng)力推行之。
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二、水泥工業(yè)在推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用
現(xiàn)代水泥工業(yè)是近代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，也是社會物質(zhì)文明和經(jīng)濟(jì)增長的支撐之一。根據(jù)現(xiàn)今科技發(fā)展成果及其應(yīng)用趨勢來判斷，水泥在今后相當(dāng)長期內(nèi)（50～100年）仍是一種難以被替代的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大宗建筑材料[1]。
本文將針對我國PC窯水泥進(jìn)行探討，所有論述僅適用于PC窯水泥，與其他各種落后生產(chǎn)方式的水泥無關(guān)，特此聲明。
水泥工業(yè)作為現(xiàn)代重化工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)中的一員，因其生產(chǎn)工藝的固有特點(diǎn)，使其在推動(dòng)全社會的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有較顯著的“鏈接”作用，處于較重要的促進(jìn)地位。因?yàn)?，在先進(jìn)科技成果的工業(yè)實(shí)踐中，國際上業(yè)已證實(shí)：
首先，現(xiàn)代水泥工業(yè)本身已經(jīng)率先在重化工領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，在水泥的整個(gè)生命周期內(nèi)不會有廢料、廢渣的產(chǎn)生，沒有污水排放，廢氣中的粉塵以及各種有害物的含量均能符合當(dāng)今世界上最苛刻的排放極限（德國TA-Luft和17.Blmsch V標(biāo)準(zhǔn)）。2002年德國科技部、環(huán)保局和工業(yè)部已向世界通報(bào)，該國的水泥工業(yè)已率先步入了綠色工業(yè)和環(huán)境友好型工業(yè)的行列[2]。
其次，現(xiàn)代水泥工業(yè)在節(jié)約資源和能源方面不僅成效顯著——近10年單位能耗降低了20%以上，而且仍有很大潛力，前景看好。
第三，現(xiàn)代水泥工業(yè)具有獨(dú)特的利廢功能，可以協(xié)助全社會利用和消納各種廢料、廢渣和生活垃圾等，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。其一是水泥工業(yè)可以消納的廢物種類很多，適應(yīng)范圍廣。其二是其消納量頗大。其三是在消納廢物過程中對環(huán)境安全有充分保障，不會造成二次污染，一步到位，沒有隱患。其四是可以充分利用水泥生產(chǎn)工藝中的既有裝備（水泥窯、分解爐、燃燒器、磨機(jī)、收塵器等），僅須添置少量的有關(guān)廢物的處置設(shè)施，就可以發(fā)揮既生產(chǎn)水泥又妥善利用和消納廢物的雙重功能；比新建廢物焚燒廠更經(jīng)濟(jì)更安全[3]。
經(jīng)歷了近20年的工業(yè)實(shí)踐，現(xiàn)代水泥工業(yè)固有的特點(diǎn)及其獨(dú)特的功能現(xiàn)今已獲得國際上的一致公認(rèn)。有關(guān)的理念也正在我國廣為流傳，開始贏得了政府主管部門和企業(yè)界的認(rèn)同和支持。
對現(xiàn)代水泥工業(yè)的正確認(rèn)識及有關(guān)理念的創(chuàng)新與認(rèn)同，進(jìn)一步明確了水泥工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)范疇中的定位及其作用。那就是：水泥企業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的自身“小循環(huán)”中已實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)與環(huán)境友好。而且在與其他重化工行業(yè)鏈接，和多個(gè)產(chǎn)業(yè)之間也實(shí)現(xiàn)了互補(bǔ)、互用、互利等“中循環(huán)”，適用面廣，適應(yīng)性強(qiáng)。最終在全社會的循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的“大循環(huán)”中也做出了相應(yīng)的更大貢獻(xiàn)。我們應(yīng)該科學(xué)客觀地評估水泥工業(yè)在全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的地位和作用，夸大或無視水泥工業(yè)對我國推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)時(shí)可能作出貢獻(xiàn)的程度都應(yīng)注意克服。客觀地說，與其他重化工業(yè)相比，水泥工業(yè)對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)應(yīng)該是效益較明顯，地位較重要的。但是把水泥工業(yè)說成是什么“萬能”的“利廢之王”顯然是缺乏科學(xué)根據(jù)的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須依靠全社會各行各業(yè)、政府、企業(yè)與大眾共同的協(xié)作努力才能付諸實(shí)現(xiàn)。
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三、水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的戰(zhàn)略目標(biāo)及其實(shí)踐
水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)是筆者在20世紀(jì)90年代初期，實(shí)地調(diào)研分析了水泥工業(yè)先進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展理念及其戰(zhàn)略策略方針，結(jié)合國際水泥工業(yè)科技發(fā)展和應(yīng)用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合歸納后于1996年提出的一個(gè)大膽的假想和奮斗目標(biāo)。其具體內(nèi)容如下[4]：
①水泥工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧共存，水泥企業(yè)對其周圍生態(tài)環(huán)境完全實(shí)現(xiàn)零污染；
②創(chuàng)新水泥工藝和余熱回收技術(shù)，降低單位水泥電耗，提高單位熟料余熱發(fā)電量，實(shí)現(xiàn)水泥企業(yè)對外界電能的零消耗；
③水泥企業(yè)完全實(shí)現(xiàn)廢料、廢渣、廢水的零排放；
④降低單位熟料熱耗，開發(fā)利用各種替代燃料，實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對天然礦物燃料（煤、油、天然氣）的零消耗；
⑤節(jié)約資源，擴(kuò)大利廢功能，消納各種廢物，減輕環(huán)境負(fù)荷，為全社會廢渣、廢料的負(fù)增長作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
實(shí)際上，1995前后在一些發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水泥企業(yè)中，“四零一負(fù)”技術(shù)發(fā)展和工業(yè)實(shí)踐已顯端倪，取得了不同程度的成效。只不過其所實(shí)踐的“四零一負(fù)”的內(nèi)容是分別地分散在各個(gè)不同的水泥企業(yè)中，而且離真正達(dá)到零消耗還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?996年筆者把這些零散的現(xiàn)象和苗頭匯總概括在一起，系統(tǒng)地提升到“四零一負(fù)”的高度，當(dāng)初真有點(diǎn)使許多國際專家、學(xué)者一驚。但是很快他們就認(rèn)同了這種提法，而且下意識地不斷付諸實(shí)踐與完善之中。
水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出至今已有10年，在這10年內(nèi)國際和我國水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的工業(yè)實(shí)踐進(jìn)展如何，取得那些成果，離其最終目標(biāo)還有多少差距，茲將其有關(guān)情況與數(shù)據(jù)匯列于表1中，供參照。
從表1可以明顯地看出，水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念是完全吻合一致的；其內(nèi)涵就是先把水泥工業(yè)自身做好，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，最大限度地達(dá)到節(jié)約資源能源，不污染環(huán)境；之后充分地發(fā)揮水泥工業(yè)獨(dú)特的比較優(yōu)勢，盡可能多地綜合利用各種廢料、廢渣、垃圾等作為水泥生產(chǎn)的替代性原料、燃料、材料；為經(jīng)濟(jì)安全地利用消納全社會的廢棄物作出最大可能的貢獻(xiàn)，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)揮更顯著的作用[5]。
以下將對表1中“四零一負(fù)”的進(jìn)展作一些必要的補(bǔ)充說明。
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表1 國際及我國水泥工業(yè)推行“四零一負(fù)”的進(jìn)展和預(yù)測
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“四零一負(fù)”
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國際平均先進(jìn)水平
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我國PC窯水泥*
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1995
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2006現(xiàn)今
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2015（預(yù)）
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1995
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2006
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1. 對周圍環(huán)境的零污染
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接近實(shí)現(xiàn)
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已實(shí)現(xiàn)
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完全實(shí)現(xiàn)
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大半實(shí)現(xiàn)
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基本實(shí)現(xiàn)
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|
德， 日， 美
|
德，日，美
|
|
|
|
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粉塵排放（mg/Nm3）
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10-50，50，40-70
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10-50，50，40-70
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≤20
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150
|
50
|
|
|
NOX排放
|
200-800 未
560 定
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200-400，
560
|
≤200
|
未定
|
800
|
|
|
SO2排放
|
50-400 未
780 定
|
50-400，
780
|
≤100
|
未定
|
400
|
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2. 對外界電能的零消耗
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實(shí)現(xiàn)近半
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實(shí)現(xiàn)了大半
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基本實(shí)現(xiàn)
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只有補(bǔ)燃發(fā)電
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實(shí)現(xiàn)了一半
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熟料單位電耗（kwh/t）
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64-68
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52-56
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45-50
|
65-70
|
55-58
|
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|
水泥綜合電耗
|
105-115
|
85-95
|
75-85
|
105-115
|
90-100
|
|
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噸熟料發(fā)電量
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32-35
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38-40
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＞50
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32-36
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可回收熟料電耗（%）
|
50
|
72
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100-110
|
|
60
|
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可回收水泥電耗
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30
|
43
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60-70
|
|
34
|
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3. 對廢料廢渣廢水的零排放
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已實(shí)現(xiàn)
|
完全實(shí)現(xiàn)
|
完全實(shí)現(xiàn)
|
基本實(shí)現(xiàn)
|
已實(shí)現(xiàn)
|
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4. 對天然礦物燃料的零消耗
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開始推行
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實(shí)現(xiàn)了一半多
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接近全實(shí)現(xiàn)
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尚未推行
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試點(diǎn)推行
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|
德，日，美
|
德，日，美
|
|
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二次燃料替代率（%）
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15，0，5
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55-60，4，16
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85-95
|
0
|
接近0
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5. 對全社會廢棄物的負(fù)增長
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開始推行
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利廢較顯著
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利廢效益好
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混合材利
廢量大
|
混合材利
廢量大
|
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資源利用及利廢功能
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德，日，美
|
德，日，美
|
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資源產(chǎn)出利用率（%）
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100，100，100
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100，100，100
|
100
|
80
|
90
|
|
|
礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)率（%）
|
30，30，25
|
60，60，50
|
80
|
5
|
15
|
|
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二次原料利用量
（kg/t水泥）
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120，200，50
|
180，280，70
|
500
|
60
|
75
|
|
|
二次燃料利用量
（kg/t水泥）
|
11，0，7
|
45，7，21
|
70
|
0
|
0.07
|
|
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廢料（混合材）摻入量
|
150，90，60
|
170，100，70
|
250
|
275
|
280
|
|
|
噸水泥廢料利用量
（kg/t水泥）
|
281，290，117
|
395，387，161
|
820
|
335
|
355
|
|
|
噸水泥綜合利廢率（%）
|
12-30
|
16-40
|
60-70
|
23
|
30
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6. 單位水泥總CO2排放（kg/t）
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1050-1100
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860-920
|
650-750
|
950-1050△
|
800-900△
|
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注：* 2000t/d以上的PC窯平均先進(jìn)值；△因我國水泥中混合材摻入量多，故該值已相應(yīng)減少了。
實(shí)際上，水泥企業(yè)對其周圍生態(tài)環(huán)境達(dá)到零污染的第一項(xiàng)目標(biāo)，德國在20世紀(jì)七十年代已經(jīng)開始了這項(xiàng)研究工作，經(jīng)歷了30年的對比監(jiān)測，得出了具有充分說服力的科學(xué)結(jié)論。2002年德國正式向世界宣布了該國水泥工業(yè)已實(shí)現(xiàn)了對其周圍生態(tài)環(huán)境的零污染。這在水泥工業(yè)發(fā)展史上是一項(xiàng)劃時(shí)代的成果。
我國PC窯水泥在達(dá)到零污染方面與國際先進(jìn)水平尚有一些差距，但差距并不大。
最近開始新建的美國Lee lsland 12000t/d水泥生產(chǎn)線對環(huán)保的承諾是，在政府批給該廠的4000英畝（1620公頃）原生態(tài)土地范圍內(nèi)，以及水泥廠的整個(gè)生命周期內(nèi)都不得發(fā)生任何有損環(huán)境或生態(tài)平衡的顯發(fā)事件和隱性跡象；此外，必需有2200英畝（890公頃）以上的整片土地始終保持其原生狀態(tài)，無論是地面上還是地下均不得動(dòng)用。廢氣的排放限值為：粉塵＜20mg/Nm3，NOx＜200mg/Nm3，SO2＜50mg/Nm3。這一案例是第一次將水泥廠零污染的范圍給出了明確界限。這可能是美國新建水泥廠有關(guān)環(huán)保承諾的一種動(dòng)向，顯然其保證零污染范圍更明確更擴(kuò)大了很多很多。（我國一條萬噸級生產(chǎn)線的廠區(qū)占地約35公頃。）不過這種動(dòng)向即使在美國其普遍性如何尚有待觀察。
水泥廠對廢料、廢渣、廢水的零排放，國際上在上世紀(jì)90年代早已實(shí)現(xiàn)。記得1996年筆者在德國的Lagerdorf水泥廠考察時(shí)，其化驗(yàn)室水管中放出的處理后循環(huán)水已達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于廢水零排放的要求。我國現(xiàn)今2500t/d以上的PC窯水泥廠多數(shù)能達(dá)到廢水零排放的目標(biāo)。
水泥廠對外界電能的零消耗，過去10年左右國際上也有較大進(jìn)展，噸熟料純低溫余熱的回收電能，從彌補(bǔ)熟料電耗的近50%上升到約72%，或從彌補(bǔ)水泥電耗的30%上升到約43%。預(yù)計(jì)到2015年前后，即10年以后，熟料生產(chǎn)就可實(shí)現(xiàn)對外界電能的零消耗了。
在這方面，我國PC窯水泥廠正處于快速發(fā)展之勢，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)與裝備，今后5年中將會在250臺PC窯上推廣應(yīng)用，如此大量的工業(yè)實(shí)踐，必然導(dǎo)致該項(xiàng)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。筆者相信到2015年在電能的零消耗方面，我國PC窯水泥將與國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)，雙雙實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對外界電能的零消耗。
過去10年水泥工業(yè)對天然礦物燃料的零消耗方面，國際上的進(jìn)展很大，采用各種可燃廢料用作二次燃料的全國按熟料熱耗計(jì)的替代率大致由10%上升到50%；預(yù)計(jì)10年后（2015年）將達(dá)85-90%。這將是一項(xiàng)巨大的進(jìn)步。
而我國PC窯水泥在這方面的差距卻很大，二次燃料的替代率幾乎為零。因?yàn)樗鄰S燒廢料或垃圾，確實(shí)是一項(xiàng)復(fù)雜的全社會性的系統(tǒng)工程。多年來少數(shù)水泥企業(yè)和設(shè)計(jì)院雖然做了不少工作，事實(shí)證明，單靠水泥工業(yè)本身，的確力不從心難以突破，可能最關(guān)鍵的還是需要中央與地方政府的政策引導(dǎo)和必要的財(cái)政投入，支持試點(diǎn)水泥企業(yè)切實(shí)地推進(jìn)這項(xiàng)工作。
在資源綜合利用與消納社會廢物方面，過去10年國際上一直做得較好，現(xiàn)在只是進(jìn)一步完善了，尤其是礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)工程效果甚佳；而我國對此似乎尚未引起普遍認(rèn)知，需注意改進(jìn)。
應(yīng)該指出，在利廢方面我國水泥中的混合材摻入量特多。這種現(xiàn)象是“先進(jìn)”還是“弊端”，因具體情況之不同而異，難以一概而論。好在我國正在修改水泥標(biāo)準(zhǔn)，力求完善之。但是，我國應(yīng)向德國學(xué)習(xí)，多用二次燃料；向日本學(xué)習(xí)，多用二次原料，這是肯定無疑的。
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四、結(jié)語
如果說10多年前筆者提出水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的假想時(shí)還只是一個(gè)輪廓性理念的話，經(jīng)過不懈的工業(yè)實(shí)踐的進(jìn)展與改進(jìn)，現(xiàn)今這一理念已經(jīng)變得相當(dāng)成熟清晰。國際上業(yè)已獲得的成果是，水泥工業(yè)對其周圍環(huán)境的零污染已實(shí)現(xiàn)；對外界電能的零消耗實(shí)現(xiàn)了大半；對廢料廢渣廢水的零排放已完全實(shí)現(xiàn)；對天然礦物的燃料的零消耗已實(shí)現(xiàn)一多半；噸水泥的利廢量已近400Kg，綜合利廢率達(dá)30%以上；單位水泥CO2排放900kg/t。筆者可以有把握的預(yù)測，10年以后（2015年前后），國際水泥工業(yè)將基本實(shí)現(xiàn)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)；即達(dá)到對環(huán)境的零污染；對廢料、廢渣、廢水的零排放；生產(chǎn)熟料時(shí)對外界電能的零消耗，生產(chǎn)水泥時(shí)的綜合電耗降到25kwh/t以下；熟料燒成對天然礦物燃料的零消耗或?qū)嶋H標(biāo)煤耗不會超過15kg/t；制造水泥所需的原料有近50%、所需的燃料有80%以上、所需的摻入料（混合材）有近100%均為社會的各種廢棄物，噸水泥的利廢量達(dá)800kg，綜合利廢率達(dá)70%；單位水泥CO2排放約700kg/t。
屆時(shí)我國PC窯水泥除天然燃料零消耗這一目標(biāo)尚有一定差距外，其它各項(xiàng)都將與國際先進(jìn)水平處于同一條起跑線上。2020年我國水泥工業(yè)將全面達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)。
近年來，循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念在我國許多大型水泥集團(tuán)公司進(jìn)行了成功的實(shí)踐，例如金隅、萬安、亞泰、蒙西、海螺、三獅、山水等，成效卓越，效益顯著，對廣大水泥企業(yè)積極投入發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的行列發(fā)揮了重要的示范和促進(jìn)作用。今后在進(jìn)一步的推進(jìn)中必須結(jié)合我國的具體情況自主創(chuàng)新，走我國水泥工業(yè)自己的“四零一負(fù)”道路。當(dāng)然可以借鑒國際先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，但是不必受其拘泥。因?yàn)閲椴煌?，難以照搬。此外更重要的是，我國水泥工業(yè)無論在技術(shù)裝備和經(jīng)濟(jì)實(shí)力等方面現(xiàn)在已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)哪芰?，完全可以針對國情開發(fā)出最適宜的技術(shù)與裝備。至于燒廢料等課題，其是否能有效地形成相應(yīng)的工業(yè)規(guī)模，若干非技術(shù)性關(guān)鍵障礙的突破則較大程度上有賴于政府的全面策劃和引導(dǎo)，亟待政府出臺配套的舉措。
參考文獻(xiàn)
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