公路“吃”鋰渣緩解新能源發(fā)展之憂
世界知名企業(yè)家馬斯克曾說,鋰電池就是“新石油”,并對“鋰電是新能源革命基石”十分堅信。但他也許不曾預(yù)見,鋰真如“石油提煉瀝青”一般,會成為筑路的新材料。
公開數(shù)據(jù)顯示,2023年,我國新能源汽車產(chǎn)量達(dá)958.7萬輛,市場占有率達(dá)31.6%。國際能源署測算,一輛新能源汽車的動力電池需消耗50千克至70千克的碳酸鋰。“亞洲鋰都”——江西省宜春市數(shù)據(jù)顯示,平均每生產(chǎn)1噸碳酸鋰要產(chǎn)生30噸至50噸鋰渣,產(chǎn)渣比高達(dá)96%以上。隨著鋰用量增多,鋰渣的科學(xué)處理將逐漸成為難題。
《綠色交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》提出,鼓勵工業(yè)固廢在交通建設(shè)領(lǐng)域的規(guī)?;瘧?yīng)用。交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院(簡稱部交科院)就承擔(dān)了這樣一個交通強(qiáng)國建設(shè)試點任務(wù):固廢資源化利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,其中就包括把廢棄鋰渣用于道路建設(shè)的研究。
鋰渣路基可降低四成建設(shè)成本
近年來,我國每年公路建設(shè)消耗砂石骨料超100億噸,如果能因地制宜利用鋰渣替代部分公路建設(shè)材料,不僅能緩解當(dāng)?shù)亟ú木o缺的狀況,更能促進(jìn)鋰渣實現(xiàn)綠色、高效、高值、規(guī)?;谩T圏c項目負(fù)責(zé)人,部交科院工程技術(shù)與材料研究中心副研究員程寅介紹,在公路建設(shè)中,改良后的鋰渣可用作優(yōu)質(zhì)的填料或摻和料,其細(xì)膩的顆粒和穩(wěn)定的性能有助于提高公路的承載力和耐久性。
為實現(xiàn)鋰渣在公路工程中的資源化利用,部交科院聯(lián)合宜春市公路事業(yè)發(fā)展中心、長沙理工大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等組建研發(fā)團(tuán)隊,深入調(diào)研新能源電池企業(yè),對各企業(yè)所產(chǎn)鋰渣現(xiàn)場取樣,開展鋰渣物化性質(zhì)試驗和改良鋰渣配合比試驗,分析論證了鋰渣的路用及環(huán)保性能。今年5月,部交科院在全國范圍內(nèi)率先制定的《公路路基工程利用鋰渣技術(shù)規(guī)范》批準(zhǔn)發(fā)布,填補(bǔ)了鋰渣在交通運(yùn)輸行業(yè)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)空白。
在實際應(yīng)用中,程寅團(tuán)隊選取了宜春3個路段作為試驗路段,編制了建設(shè)工程專項施工技術(shù)方案,通過一系列物理處置和化學(xué)改良措施降低鋰渣的環(huán)境污染風(fēng)險,實現(xiàn)了鋰渣路基的填筑應(yīng)用。經(jīng)檢測,鋰渣路基的各項技術(shù)指標(biāo)均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
“劃算嗎?”記者問。程寅沒說話,笑著拿起筆,給記者算了一筆賬:每段試驗路段都不算長,合計1公里多,其中有幾百米屬于高填方,累計消納鋰渣20多萬噸,降低公路工程建設(shè)成本15%至40%,節(jié)省鋰渣堆存、填埋等處置費用及環(huán)保稅費超千萬元,減少20%以上碳排放量。
長期監(jiān)測應(yīng)用道路周邊環(huán)境
根據(jù)程寅團(tuán)隊測算,到2025年,僅宜春市的鋰渣年產(chǎn)量就將達(dá)到1500萬噸,跨入大宗工業(yè)固廢級別。但目前針對鋰渣的資源化綜合處理能力卻不足90萬噸,鋰渣的大量堆積會進(jìn)一步加劇土地資源浪費、生態(tài)環(huán)境污染等問題。如何合理處置利用鋰渣已成為鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)難題。
今年5月,江西發(fā)布《公路路基工程利用鋰渣技術(shù)規(guī)范(試行)》,部交科院是起草單位之一。在這份地方標(biāo)準(zhǔn)中,有大量篇幅對環(huán)保指標(biāo)及要求作了規(guī)范,規(guī)定屬于工業(yè)固體廢物的鋰渣,經(jīng)改性后方可用于公路路堤填筑,并詳細(xì)規(guī)定了對應(yīng)用路段地下水、地表水和土壤進(jìn)行檢測的標(biāo)準(zhǔn)和要求。
“環(huán)境問題一直是我們考慮的重點。試驗段已鋪筑近兩年時間,性能和環(huán)境方面都沒有問題。”程寅說,部交科院聯(lián)合生態(tài)環(huán)境部固體廢物與化學(xué)品管理技術(shù)中心、中國環(huán)境科學(xué)研究院,對試點公路周圍土地、水體、河流進(jìn)行長期監(jiān)測評估。
部交科院院長周曉航介紹,該院緊緊圍繞加快建設(shè)交通強(qiáng)國重大任務(wù),注重理論創(chuàng)新與實踐指導(dǎo)相結(jié)合,強(qiáng)化高質(zhì)量科技供給,促進(jìn)新技術(shù)與交通運(yùn)輸融合,加快推進(jìn)固廢資源化利用技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等7項試點任務(wù)不斷取得新成效,形成一批可復(fù)制、可推廣的典型經(jīng)驗。以固廢資源化利用技術(shù)為代表,該技術(shù)目前已在全國10多個省區(qū)公路工程建設(shè)中成功應(yīng)用,累計鋪筑公路里程百余公里,利用工業(yè)固廢總量達(dá)480萬噸,實現(xiàn)碳減排量1.1萬噸。
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