新型材料變廢為寶填補(bǔ)飛灰利用空白

江镕

2023年年底，廣東省生態(tài)環(huán)境廳副廳長(zhǎng)何焱應(yīng)邀上線廣東《民生熱線》。在節(jié)目中，何焱副廳長(zhǎng)向大家介紹了“無廢城市”建設(shè)開展兩年來，廣東省取得的顯著成效，也向大家展示了固體廢物“變廢為寶”的應(yīng)用成果——有用咖啡渣做成的圓珠筆、有用外賣餐盒生產(chǎn)的飛盤……特別是用陶瓷渣、鋁灰渣和飛灰制作的中國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)吉祥物小山和小水，色彩鮮艷、質(zhì)感細(xì)膩，看起來似乎完全和固體廢物搭不上關(guān)系，真是令人耳目一新。

據(jù)介紹，這兩個(gè)小山、小水玩偶來自于江門恩平市，由國(guó)發(fā)環(huán)保新材料（江門）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)發(fā)環(huán)保新材”）生產(chǎn)，使用的都是自主研發(fā)的新材料。這種神奇的材料到底有什么特性，在應(yīng)用上又有哪些價(jià)值呢？近日，筆者來到這家企業(yè)一探究竟。

環(huán)保新材投產(chǎn)

跑出“灣區(qū)速度”

據(jù)國(guó)發(fā)環(huán)保新材董事長(zhǎng)陳永暉介紹，該公司年處理60萬噸工業(yè)一般固廢資源化利用項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“國(guó)發(fā)環(huán)保新材項(xiàng)目”）于2023年10月建設(shè)完工并進(jìn)入試生產(chǎn)階段。20萬噸生活垃圾焚燒飛灰（危險(xiǎn)廢物）已獲得環(huán)評(píng)批復(fù)，將于2024年年底前實(shí)現(xiàn)全面投產(chǎn)。

筆者了解到，廣東每年產(chǎn)生飛灰120—150萬噸。目前國(guó)內(nèi)主流的飛灰處置有二種——第一種是水泥窯協(xié)同處置，但費(fèi)用較高，需要每噸1200—1900元的成本；第二種是填埋處置，但大量占用土地資源。這兩種都不符合未來的發(fā)展趨勢(shì)。

作為廣東省江門市2022年度重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目和綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范項(xiàng)目，國(guó)發(fā)環(huán)保新材項(xiàng)目填補(bǔ)了廣東省內(nèi)甚至全國(guó)飛灰回收資源化利用的空白，將重點(diǎn)解決兩個(gè)“最后一公里”問題?！耙皇枪腆w廢物（危險(xiǎn)廢物）處置的‘最后一公里，最終實(shí)現(xiàn)固（危）廢100%全資源化利用；二是裝配式建筑發(fā)展的‘最后一公里，將解決外墻裝飾與保溫的行業(yè)痛點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)墻飾一體化，助力裝配式建筑產(chǎn)業(yè)走進(jìn)新時(shí)代?！?/p>

對(duì)于該項(xiàng)目的建成啟動(dòng)，恩平市副市長(zhǎng)、恩平工業(yè)園黨工委書記岑安林表示，這一項(xiàng)目是恩平市貫徹落實(shí)廣東省委省政府“無廢城市”部署的又一豐碩成果，是江門市“無廢城市”建設(shè)的重要一環(huán)。項(xiàng)目投產(chǎn)后，將實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的“多贏”，既能為江門僑鄉(xiāng)高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力，也將為恩平市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、傳統(tǒng)陶瓷產(chǎn)業(yè)變身“裝配式”補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈以及全省生態(tài)環(huán)保與裝配式建筑兩個(gè)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)貢獻(xiàn)“重要力量”。

“國(guó)發(fā)環(huán)保新材項(xiàng)目舉行點(diǎn)火儀式是我國(guó)實(shí)施碳中和戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)，也是中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)努力奮斗15年取得的成果?！北本┲锌苿?chuàng)新研究院理事長(zhǎng)、大灣區(qū)科學(xué)論壇秘書處常務(wù)副主任趙雁飛介紹說，國(guó)發(fā)環(huán)保新材作為首個(gè)示范項(xiàng)目落戶江門，不但可以填補(bǔ)飛灰回收資源化利用的空白，也將為“無廢城市”建設(shè)、大灣區(qū)綠色發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

趙雁飛說，填埋已經(jīng)不再適應(yīng)碳中和時(shí)代的發(fā)展需求，只會(huì)把問題留給下一代?，F(xiàn)在每100噸垃圾焚燒后，就會(huì)產(chǎn)生2%—3%的飛灰，隨著垃圾焚燒量不斷增加，飛灰量也會(huì)不斷增加。國(guó)發(fā)環(huán)保新材采用的中國(guó)科學(xué)院團(tuán)隊(duì)的專利技術(shù)，可以將飛灰轉(zhuǎn)變?yōu)樾滦凸?jié)能建材，實(shí)現(xiàn)廢棄物資源化利用，可以說是目前全國(guó)高值化綜合利用的典范，有利于大幅降低處置費(fèi)用。

據(jù)國(guó)發(fā)環(huán)保新材項(xiàng)目的首席科學(xué)家、北京中科創(chuàng)新院數(shù)字低碳研究所所長(zhǎng)陳偉光博士介紹，項(xiàng)目占地265畝，總投資11個(gè)億，計(jì)劃改造原有的生產(chǎn)線2條，新建生產(chǎn)線5條。建成后，預(yù)計(jì)可實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)值20億元，利稅5億元，安置就業(yè)近400人，年處理固體廢物量達(dá)80萬噸（含危險(xiǎn)廢物廢20萬噸）。

“項(xiàng)目每年還可生產(chǎn)高附加值功能性新興材料240萬立方米，今后將成為江門市最大的綠色工業(yè)資源化利用中心，為大灣區(qū)生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)?！标悅ス飧嬖V筆者。

同時(shí)，國(guó)發(fā)環(huán)保新材項(xiàng)目落地投產(chǎn)也刷新了“灣區(qū)速度”?！岸髌绞猩澈?zhèn)陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈完善，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好?！标悅ス庹f，2022年11月項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)到這里考察調(diào)研，之后僅用了11個(gè)月時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目落地投產(chǎn)，非?？臁！岸髌绞泻蜕澈?zhèn)兩級(jí)黨委、政府服務(wù)熱情周到，工作快捷高效，讓我們對(duì)創(chuàng)新發(fā)展更有信心?！?/p>

固廢充分利用? 創(chuàng)造可觀價(jià)值

建筑行業(yè)相關(guān)專家告訴筆者，我國(guó)自1986年開始制定民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，數(shù)年來始終在不斷發(fā)展改進(jìn)更新相關(guān)節(jié)能政策。

20世紀(jì)80年代初至1986年，國(guó)內(nèi)主要工作集中在開展民用建筑節(jié)能調(diào)查并對(duì)相關(guān)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)行研究；從1987年至1992年，政府開始進(jìn)行試點(diǎn)示范和推廣，從哈爾濱、成都示范入手，帶動(dòng)江蘇等8個(gè)省市推廣新型墻體材料和節(jié)能建筑；1993年至2005年開始重點(diǎn)建立法制、行政、技術(shù)體系，國(guó)家發(fā)布了各類節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，使建筑節(jié)能工作進(jìn)入到有法可依環(huán)節(jié)；2006年至今，國(guó)家在對(duì)現(xiàn)在的法制、行政、技術(shù)和管理體系進(jìn)行不斷的完善，并推動(dòng)既有建筑節(jié)能改造、綠色建筑以及可再生能源在建筑節(jié)能領(lǐng)域中的應(yīng)用。

“我們國(guó)發(fā)環(huán)保新材也主要立足于綠色建筑領(lǐng)域，研發(fā)的新材料名為‘零碳板，英文名稱叫做ERC（Environmental Recyclable Construction），也就是可循環(huán)再生節(jié)能建筑材料。我們的項(xiàng)目在全國(guó)率先實(shí)現(xiàn)零填埋，具有革命性意義。對(duì)比現(xiàn)有的工藝，也有著重大的技術(shù)突破，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了100%全資源化利用，成本低、效益好、社會(huì)價(jià)值大?！标悅ス庹f。

在國(guó)發(fā)環(huán)保新材的研發(fā)中心，筆者現(xiàn)場(chǎng)看到用形態(tài)各異、功能齊全來形容零碳板這種新材料一點(diǎn)不為過——它們有方形、圓形、三角形、異形；貼在墻上就像瓷磚，鋪在地上就像地板，和傳統(tǒng)建材確實(shí)有著很大差異。

陳偉光說，零碳板之所以在外觀形態(tài)和應(yīng)用領(lǐng)域能有這么多的變化，主要得益于這種材料自身的特性，包括超輕、防水、防火、保溫、隔音、防腐、耐高溫、易造型、省人工、強(qiáng)度較高等優(yōu)點(diǎn)，是新一代戰(zhàn)略性新興材料，可以完美替代水泥、木材、石材等傳統(tǒng)資源消耗型的建材的應(yīng)用場(chǎng)景。

在以往，水泥裝飾構(gòu)件（GRC）是前裝飾構(gòu)件中的主流產(chǎn)品，但水泥制品有容重過重、吸水、收縮性強(qiáng)等特點(diǎn)，很容易造成開裂和脫落，存在著很大的安全隱患。所以在國(guó)家《建材行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能指導(dǎo)目錄（2019版）》中，明確提出將逐漸淘汰GRC。

而ERC裝飾構(gòu)件容重僅為水泥的七分之一，且無熱脹冷縮，不開裂，又可以防酸堿腐蝕，幾乎可以完美替代GRC，特別是在對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求不是特別高的工程項(xiàng)目中，ERC材料就更加適合。

其次在耐候性和耐久性方面，傳統(tǒng)材料大部分需要進(jìn)行額外的防水、防腐等處理，以增強(qiáng)其耐久性。而ERC材料不受紫外線、酸堿等因素的影響，能夠長(zhǎng)期保持良好的狀態(tài)，更適合應(yīng)用于需要抵御惡劣環(huán)境條件或減少維護(hù)成本的工程項(xiàng)目中。

還有在靈活性和可塑性方面，傳統(tǒng)材料在形狀和造型方面的靈活性相對(duì)較低，通常需要額外加工和施工工藝才能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的設(shè)計(jì)要求。因此在需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜造型和細(xì)節(jié)雕刻的工程項(xiàng)目中，ERC材料可以根據(jù)設(shè)計(jì)師或業(yè)主的要求進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化設(shè)計(jì)，比傳統(tǒng)材料更靈活、便捷，真正實(shí)現(xiàn)物美價(jià)廉，多快好省。

特別是在節(jié)能環(huán)保方面，傳統(tǒng)材料在生產(chǎn)過程中可能會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳和廢棄物，對(duì)環(huán)境造成較大的負(fù)面影響。而ERC材料不但能使固體廢物循環(huán)利用，減少對(duì)環(huán)境造成的污染，自身還有良好的隔熱性能，能夠降低建筑物的能耗，很符合未來對(duì)綠色建筑的要求。

陳偉光說，目前該項(xiàng)技術(shù)已入選國(guó)家工業(yè)和信息化部《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保裝備目錄（2023年版）》、產(chǎn)品被列入“十四五”規(guī)劃鼓勵(lì)類的戰(zhàn)略性新興功能材料（2024年版），同時(shí)生產(chǎn)技術(shù)入選廣東省“無廢城市”重點(diǎn)推廣應(yīng)用技術(shù)，并榮獲第十二屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽優(yōu)秀企業(yè)獎(jiǎng)（節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域廣東省第一名）以及廣東省環(huán)境技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

“我們這項(xiàng)技術(shù)的專利多達(dá)150多個(gè)，都是來自我國(guó)自主研發(fā)與創(chuàng)新，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于歐美國(guó)家。這么高附加值、高功能性的材料，原料沒有使用一顆沙子、一塊石頭，全都是固廢利用，變廢為寶。”陳偉光不無自豪地說，“以前，老外把洋垃圾賣給我們，現(xiàn)在我們拒絕進(jìn)口，每年還能把十幾億噸的固廢垃圾變成優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，賣回給他們，實(shí)現(xiàn)出口創(chuàng)匯。我們預(yù)計(jì)，今后面向全國(guó)每年可以達(dá)到十萬億元的市場(chǎng)空間，前景非常廣闊?！?/p>

應(yīng)用場(chǎng)景多樣? 新政落地加持

由于ERC新材料具有的高功能性，目前已經(jīng)可以普遍應(yīng)用于工業(yè)防腐、農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖、環(huán)保防水、市政園藝、軍工防護(hù)、公路隔音、河道治理等領(lǐng)域。

在廣東的北部山區(qū)，常年空氣濕度達(dá)到80%～90%，經(jīng)常霧氣繚繞、雨水氤氳，特別是到了夏天的雨季，空氣中的水汽就更加飽和，經(jīng)常還會(huì)遇到比較極端的天氣情況，對(duì)于建筑物的用材是一個(gè)很大的考驗(yàn)。

位于韶關(guān)天井山海拔700米山間林場(chǎng)內(nèi)的一棟建筑，就由于長(zhǎng)年處于空氣濕度高、晝夜溫差大的環(huán)境，墻體漏水嚴(yán)重，保溫性能喪失。2023年，該建筑的管理者找到國(guó)發(fā)環(huán)保新材，請(qǐng)他們幫忙將這座建筑進(jìn)行翻新，同時(shí)也提出了希望能盡量縮短工期、節(jié)約成本的要求。

經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)評(píng)估，國(guó)發(fā)環(huán)保新材的工程師認(rèn)為，保溫裝飾一體板和ERC構(gòu)件具有易于拼裝、造價(jià)較低的特點(diǎn)，同時(shí)兼具防水、保溫、美觀、耐候、安全等屬性，很適合建筑所處的地理環(huán)境，也符合業(yè)主方節(jié)省造價(jià)的要求。

在具體施工過程中，國(guó)發(fā)環(huán)保新材盡量保留原有的房屋結(jié)構(gòu)和材料，通過ERC構(gòu)件進(jìn)行翻新，減少拆除量，并且將原來的簡(jiǎn)約歐式風(fēng)格改成新中式風(fēng)格，這樣整體建筑不但更加美觀實(shí)用，而且節(jié)省了3個(gè)月工期和近40萬的修繕費(fèi)用，令業(yè)主方感到非常滿意。

位于廣州市的廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，原本的屋頂材料為彩鋼板，下雨時(shí)噪音巨大，對(duì)學(xué)生聽課造成很大影響；而且材料不隔熱，夏季使人感到非常悶熱，長(zhǎng)期的熱脹冷縮也已造成接縫處變形開裂，導(dǎo)致屋頂經(jīng)常漏水。

為此，廣東輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院也找到國(guó)發(fā)環(huán)保新材，希望他們能夠幫助進(jìn)行一下翻修。國(guó)發(fā)環(huán)保新材考慮到使用其他材料改裝都會(huì)存在過程量大、工期太長(zhǎng)、成本較高的問題，因此使用ERC新型防水隔熱瓦在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行加建，這樣既不影響原結(jié)構(gòu)，又解決了屋面漏水、隔熱等問題，造型更加美觀，還大幅度縮短了工期和施工預(yù)算。

隨著城市更新進(jìn)程的加快，很多城市都亟待開展舊城修繕翻新，但普遍面臨的問題是建筑老化后原結(jié)構(gòu)承重荷載過低，使用傳統(tǒng)材料往往無法達(dá)到建筑荷載和抗風(fēng)壓荷載，存在較大的安全隱患。

據(jù)陳偉光介紹，在這些應(yīng)用場(chǎng)景中，如果使用ERC裝飾構(gòu)件，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)的形式，將能有效減輕造型整體重量，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且能全程跟上工期進(jìn)度。因此ERC較傳統(tǒng)材料具有很強(qiáng)的替代性，新型材料在未來的城市開發(fā)和建設(shè)中將大有可為。

2023年12月24日，廣東省人民政府發(fā)布《廣東省散裝水泥和新型墻體材料發(fā)展應(yīng)用管理規(guī)定》，將于2024年3月1日起正式施行。其中第十六條指出：“各級(jí)人民政府及有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)支持發(fā)展本質(zhì)安全、節(jié)能環(huán)保和輕質(zhì)高強(qiáng)的新型墻體材料，推廣適用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系，大力發(fā)展綠色新型墻體材料，支持企業(yè)綠色生產(chǎn)改造升級(jí)?！?/p>

對(duì)此，廣東省住房和城市建設(shè)廳相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，近幾年，各級(jí)行政主管部門對(duì)散裝水泥和新型墻材企業(yè)加大了監(jiān)管力度，取得了一定的成效。但還有部分預(yù)拌混凝土企業(yè)沒有完成改造。散裝水泥、新型墻體材料作為工程建設(shè)最重要的消耗材料，是碳排放的重要一環(huán)，必須大力推動(dòng)對(duì)散裝水泥、新型墻體材料企業(yè)進(jìn)行綠色化達(dá)標(biāo)等升級(jí)改造，降低其在生產(chǎn)過程中的碳排放，達(dá)到高效、低碳、環(huán)保的要求。

廣東省生態(tài)環(huán)境廳相關(guān)負(fù)責(zé)人也表示，希望今后有越來越多相關(guān)企業(yè)通過多種技術(shù)多種方式加大飛灰高值化利用力度，在公共建筑等領(lǐng)域進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。也希望發(fā)改、住建、工信等部門和生態(tài)環(huán)境部門都能出臺(tái)更多的新政策、新規(guī)定，對(duì)飛灰高值化利用加大扶持、助力發(fā)展。