姚燕:科技創(chuàng)新支撐建材工業(yè)可持續(xù)發(fā)展
以下是中國建材集團總經(jīng)理姚燕在建材工業(yè)“由大變強、靠新出強”發(fā)展戰(zhàn)略回顧與展望座談會上的講話。
建筑材料工業(yè)是我國國民經(jīng)濟重要的基礎(chǔ)原材料工業(yè),不僅為建筑業(yè)及其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供支撐和保證,而且也為解決和改善城鄉(xiāng)居住條件、提高人民生活水平提供物質(zhì)保障。在《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》中,建材工業(yè)和建筑業(yè)一并被列入國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的地位和作用。
隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐的加快,我國經(jīng)濟又進入了新一輪的高速增長期。作為經(jīng)濟建設(shè)重要原材料產(chǎn)業(yè)之一的建材產(chǎn)業(yè),在快速發(fā)展的建筑業(yè)的拉動下,其發(fā)展勢頭之快,遠遠超出了人們的預(yù)料。從1985年起,我國水泥、平板玻璃、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷等建材工業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量先后居于世界第一位,成為名副其實的建材生產(chǎn)和消費大國。盡管我國主要建材產(chǎn)品水泥、平板玻璃、建筑衛(wèi)生陶瓷等的產(chǎn)量已連續(xù)多年位居世界首位,但我國并不是建材強國,有關(guān)專家將建材工業(yè)“大而不強”的現(xiàn)實總結(jié)為“四大五低”。“四大”即為產(chǎn)品產(chǎn)量大、企業(yè)數(shù)量大、職工隊伍大、能源消耗大;“五低”則是勞動生產(chǎn)率低、集約化程度低、科技含量低、市場應(yīng)變能力低、經(jīng)濟效益低。針對這一狀況,建材工業(yè)提出了“由大變強,靠新出強”的跨世紀發(fā)展戰(zhàn)略。這里,“靠新出強”就是依靠科技進步和技術(shù)創(chuàng)新,提升建材工業(yè)總體技術(shù)經(jīng)濟水平,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)“由大變強”。
而建材制造業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展歷程也揭示出科技創(chuàng)新是貫穿行業(yè)發(fā)展的主旋律。
科技創(chuàng)新推動建材工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得突破性進展
“十一五”期間,建材主要產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,新型干法水泥比重超過70%,浮法玻璃比重超過80%。建材工業(yè)在結(jié)構(gòu)調(diào)整方面取得的突出成績與科技創(chuàng)新工作密切相關(guān)。
新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心,利用現(xiàn)代流體力學(xué)、燃燒動力學(xué)、熱工學(xué)、粉體工程學(xué)等現(xiàn)代科學(xué)理論和技術(shù),并采用計算機及其網(wǎng)絡(luò)化信息技術(shù)進行水泥工業(yè)生產(chǎn)的綜合技術(shù)。我國新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是以中國建筑材料科學(xué)研究總院開展的大量試驗研究為基礎(chǔ),天津院、合肥院等單位通過成套裝備及單機設(shè)計、制造技術(shù)引進,在消化吸收國外引進技術(shù)及掌握新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過研究開發(fā)不斷創(chuàng)新,最終克服了新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)推廣應(yīng)用的瓶頸,大幅度降低了建設(shè)投資,提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率,使生產(chǎn)能耗、粉塵排放及產(chǎn)品質(zhì)量等均接近或達到國際先進水平,從而使我國水泥工業(yè)實現(xiàn)以新型干法生產(chǎn)為主體的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)成為可能,加快了水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐。“十一五”期間,中國建筑材料科學(xué)研究總院等單位承擔(dān)了國家“973”計劃項目“水泥低能耗制備和高效應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”,通過開展水泥熟料分段燒成動力學(xué)及過程控制的研究,以期弄清熟料形成過程的最佳熱、動力學(xué)機制,建立最佳能量配置,建立新一代高能效水泥窯爐工藝原型,進一步降低水泥熟料燒成的能耗。
浮法玻璃生產(chǎn)工藝是1959年由英國Pilkington兄弟研制成功,由于該工藝具有產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品規(guī)格多等優(yōu)點,被譽為平板玻璃工業(yè)的一次革命。但由于受到技術(shù)封鎖,我國平板玻璃工業(yè)被迫走上自主創(chuàng)新之路,成為世界上唯一沒有購買皮爾金頓公司專利技術(shù)使用權(quán)的國家。1981年,通過建材行業(yè)各研究院所及企業(yè)的聯(lián)合攻關(guān),由我國自主開發(fā)的“中國洛陽浮法玻璃工藝”獲得成功并通過國家級鑒定。目前,“中國洛陽浮法玻璃工藝”已成為世界上具有自主知識產(chǎn)權(quán)的三大浮法玻璃技術(shù)之一。上世紀80年代自主開發(fā)成功的“中國洛陽浮法技術(shù)”經(jīng)過20多年的發(fā)展積淀,終于在近年取得重大突破。中國洛陽浮法玻璃集團率先攻克19mm~25mm超厚優(yōu)質(zhì)浮法玻璃生產(chǎn)技術(shù),填補國內(nèi)空白;開發(fā)出浮法技術(shù)生產(chǎn)電子工業(yè)用0.55mm、0.70mm超薄浮法玻璃產(chǎn)品,形成了完全具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生產(chǎn)工藝與技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量達到國外同類產(chǎn)品的先進水平。
“十一五”期間,中國建材國際工程公司、杭州新型建筑材料研究設(shè)計院承擔(dān)了國家科技支撐計劃“浮法玻璃高效節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究”課題,開發(fā)了高效節(jié)能浮法玻璃熔窯結(jié)構(gòu)和熔化工藝等技術(shù)與裝備,創(chuàng)新成果集成用于日熔化量600噸的浮法玻璃示范線,實現(xiàn)熔化能耗6182kJ/kg玻璃液(燃料為天然氣),與攻關(guān)前同等規(guī)模的浮法線相比節(jié)能15%以上,目前已在新建浮法玻璃生產(chǎn)線中得到全面推廣和應(yīng)用。研發(fā)和推廣了浮法玻璃熔窯廢氣余熱發(fā)電技術(shù)并在國內(nèi)率先開發(fā)出“冷熱電三聯(lián)供”與煙氣處理相結(jié)合的浮法玻璃熔窯廢氣余熱發(fā)電技術(shù)。打破了單一發(fā)電模式,較好地適應(yīng)了玻璃熔窯的廢氣余熱資源特性(低品位及波動性)以及玻璃窯的工作特點,先進的窄點分析技術(shù)提高了余熱綜合利用率,為國內(nèi)浮法玻璃生產(chǎn)實現(xiàn)節(jié)能減排起了示范作用。
科技創(chuàng)新引領(lǐng)建材工業(yè)昂首走向世界
經(jīng)過幾十年的持續(xù)創(chuàng)新,我國建材工業(yè)科技創(chuàng)新取得了一批具有顯著經(jīng)濟效益和社會影響的重大成果。建材主要行業(yè)技術(shù)裝備水平接近或達到國際先進水平。從上世紀90年代開始,我國水泥工業(yè)的科技發(fā)展以新型干法生產(chǎn)技術(shù)為主導(dǎo),在吸收消化的基礎(chǔ)上,自主開發(fā)技術(shù)與裝備開始取得重大發(fā)展。特別是進入21世紀后,天津水泥設(shè)計研究院、合肥水泥設(shè)計研究院等單位通過自主創(chuàng)新,在預(yù)分解窯節(jié)能煅燒、大型原料均化、節(jié)能粉磨、自動控制和環(huán)境保護等方面,從工藝設(shè)計到裝備制造取得一系列達到世界先進水平的重大成果。秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計院和中國建材國際工程公司在浮法玻璃生產(chǎn)大型化方面都取得重大進展?;谶@些創(chuàng)新成果,水泥、玻璃等行業(yè)在全國制造業(yè)中率先實現(xiàn)了從產(chǎn)品出口向大型成套技術(shù)裝備出口的跨越,其先進性、可靠性和優(yōu)異的性價比得到國際業(yè)界的好評?!笆晃濉逼陂g,合肥水泥設(shè)計研究院承擔(dān)了國家科技支撐計劃課題“高性能水泥綠色制造工藝與裝備”,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型立式磨(HRM4800)系統(tǒng)、大型輥壓機(HFCG160-140)系統(tǒng)和第四代步進式冷卻機(WHEC-5000),通過系統(tǒng)研究形成新型高效節(jié)能粉磨系統(tǒng),其技術(shù)經(jīng)濟指標達到國際先進水平。這些成果的推廣應(yīng)用將進一步提升我國水泥、玻璃等產(chǎn)業(yè)在國際市場的競爭力。
科技創(chuàng)新成就建材工業(yè)展現(xiàn)綠色產(chǎn)業(yè)價值
利用建材工業(yè)特點科學(xué)處理和合理利用廢棄物受到當今世界各國越來越多的重視,我國在這方面的研發(fā)和實踐起步較早,也取得了可喜的成績。2009年,建材行業(yè)粉煤灰的綜合利用量占全國的30%以上,煤矸石的利用量占全國的50%以上,利用固體廢棄物達到7億噸。其中水泥是建材工業(yè)綜合利用固體廢棄物最大行業(yè),從上世紀50年代我國就開始了工業(yè)廢渣作水泥混合材的研究并建立了一系列的國家和行業(yè)標準,毫無疑問,我國在利用廢渣作混合材料方面已經(jīng)處于世界領(lǐng)先水平。工業(yè)廢渣除了可用作水泥混合材外,尚可利用成份符合原料配料要求的廢渣作替代原料,以及利用可燃廢棄物作替代燃料,但在利用廢棄物作替代原燃料方面,我國與發(fā)達國家相比還有差距。“十五”期間建材總院等單位承擔(dān)了國家“973”計劃項目“高性能水泥制備和應(yīng)用的基礎(chǔ)研究”,提出高阿利特含量和高介穩(wěn)態(tài)的高對稱性結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熟料高膠凝性的理論,實現(xiàn)了在大型新型干法生產(chǎn)線上穩(wěn)定生產(chǎn)出阿利特含量65%左右、28天抗壓強度達到65MPa的高膠凝性水泥熟料,利用高膠凝性硅酸鹽水泥熟料和30%~40%的工業(yè)廢渣活性混合材制備的42.5復(fù)合硅酸鹽水泥比現(xiàn)有同等級水泥中工業(yè)廢渣的摻量提高10%以上,這些成果的取得進一步鞏固了我國在水泥基材料基礎(chǔ)研究和利用工業(yè)廢渣作水泥混合材方面的優(yōu)勢地位。
墻體材料工業(yè)是利廢的第二大行業(yè),目前,國內(nèi)在利用固體廢棄物的主要墻體材料產(chǎn)品有:塊材類有燒結(jié)磚(粉煤灰)、蒸壓磚(粉煤灰)、加氣混凝土(粉煤灰)、混凝土砌塊(粉煤灰、建筑廢棄物);板材類有空心隔墻板(粉煤灰、爐渣、工業(yè)副產(chǎn)石膏、秸桿)、硅酸鈣板(粉煤灰、電石泥、廢玻璃)等。“十一五”期間,西安墻體材料研究設(shè)計院承擔(dān)了國家科技支撐計劃課題“新型墻體材料綠色制造工藝技術(shù)與裝備”,開發(fā)出燒結(jié)保溫空心砌塊,成果填補了我國燒結(jié)保溫空心砌塊生產(chǎn)制造的空白,產(chǎn)品質(zhì)量達到國際先進水平。其中,廢棄物利用與微孔技術(shù)的結(jié)合具國際領(lǐng)先水平,熱工性能可以滿足寒冷地區(qū)建筑節(jié)能65%的設(shè)計標準要求,用作建筑圍護結(jié)構(gòu),具有安全、耐久、節(jié)能、環(huán)保、防火等顯著優(yōu)點,是一種優(yōu)良的新型節(jié)能保溫隔熱墻體材料。目前已在吉林光大集團和新疆城建集團分別建成年產(chǎn)8000萬塊燒結(jié)??招钠鰤K示范生產(chǎn)線和年產(chǎn)30000塊粉煤灰頁巖磚生產(chǎn)線。
關(guān)于“十二五”建材工業(yè)科技創(chuàng)新的思考
我國建筑材料工業(yè)現(xiàn)狀及存在問題
建材工業(yè)經(jīng)過60年的快速發(fā)展取得了巨大的進步和成就,建材生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)裝備水平不斷提高,產(chǎn)品品種不斷增加,基本滿足了國家經(jīng)濟建設(shè)、人民生活、國防軍工和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)配套的需要。但我們?nèi)匀粦?yīng)清楚地認識到,建材工業(yè)是資源和能源依賴度較高、環(huán)境影響較大的產(chǎn)業(yè),由于產(chǎn)量的持續(xù)增加,能源消耗、環(huán)境影響仍位列各工業(yè)部門第三位,同時隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)的不斷深入和擴大,工程技術(shù)水平和使用壽命要求的提高,大壩工程、核電建設(shè)、建筑節(jié)能等國家重大工程對建筑材料提出了更新更高的要求。通過分析現(xiàn)狀我們認為建筑材料工業(yè)存在的主要問題表現(xiàn)為:(1)資源利用率低、能源消耗高、環(huán)境負荷重這一局面仍未根本改觀;(2)不能完全滿足基礎(chǔ)工程耐久性不斷提升的要求;(3)不能滿足節(jié)能、智能化及太陽能建筑的需求。
建材工業(yè)科技創(chuàng)新的主要任務(wù)
圍繞《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》“重點領(lǐng)域”中的優(yōu)先主題“制造業(yè)”等方向,針對制造業(yè)節(jié)能減排和建筑節(jié)能等重大工程對建筑材料功能化的需求,對建材窯爐及工藝技術(shù)、高效適宜成本減排技術(shù)進行創(chuàng)新研究和示范,使建材行業(yè)典型制造業(yè)的節(jié)能減排指標達到國際先進水平。開展重大工程用新材料、環(huán)境友好型功能建筑材料和功能復(fù)合和模塊化技術(shù)的研究及應(yīng)用,滿足建筑節(jié)能、核電、高速鐵(公)路等重大工程的迫切需求。發(fā)展建材工業(yè)協(xié)同處置大宗、難以處置、環(huán)境危害較大的廢棄物技術(shù),體現(xiàn)建材工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟中的作用;以生命周期評價理論為基礎(chǔ),開展綠色建材評價方法與認證技術(shù)的研究,開展綠色建材產(chǎn)品認證示范,推動建材工業(yè)實施綠色制造和建筑工程使用綠色建材。實現(xiàn)建材工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
?。?)研究開發(fā)和推廣應(yīng)用基礎(chǔ)材料制造的節(jié)能減排技術(shù)。在建材窯爐設(shè)計、建材制造工藝技術(shù)、替代原燃料與原料減量化技術(shù)、高效燃燒技術(shù)、耐高溫材料研究與制備、余熱高效利用、粉塵、NOx、SO3、CO2減排等方面開展創(chuàng)新性研究,取得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、趕超國際先進水平的技術(shù)創(chuàng)新成果,提升我國在建材制造業(yè)領(lǐng)域自主和持續(xù)創(chuàng)新能力,實現(xiàn)我國建材制造技術(shù)領(lǐng)域的跨躍式發(fā)展。
(2)研究開發(fā)和推廣應(yīng)用重大工程用新材料的制備技術(shù)。在重大工程用材料的設(shè)計、制備和應(yīng)用等方面開展創(chuàng)新性研究,重點突破低輻射玻璃、真空玻璃、高效節(jié)能圍護材料、核防護及核廢物處理用新型膠凝材料、高速鐵(公)路橋隧新型混凝土等關(guān)鍵材料的研發(fā)和應(yīng)用,滿足建筑節(jié)能、核電、道路交通等重大工程的需求,搭建服務(wù)于重大工程的研究開發(fā)和工程應(yīng)用平臺。
?。?)研究開發(fā)環(huán)境友好型功能建筑材料。在功能建筑材料設(shè)計、制備和應(yīng)用方面開展前瞻性、創(chuàng)新性研究,重點突破吸波建材、相變儲能建筑材料、阻燃高效保溫材料等功能及功能復(fù)合材料制備和應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù),取得一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)、達到世界先進水平的技術(shù)創(chuàng)新成果。建立我國功能建材研究、設(shè)計與制備的技術(shù)創(chuàng)新體系,造就一支高素質(zhì)的研究開發(fā)人才隊伍。
(4)開發(fā)綜合利用和協(xié)同處理技術(shù)和裝備。通過研究示范和推廣建材窯爐綜合利用和協(xié)同處置廢棄物關(guān)鍵技術(shù)和裝備,一方面充分利用廢棄物的殘余熱值,另一方面協(xié)同處置了大宗、難以處置、環(huán)境危害較大的工農(nóng)業(yè)和生活廢棄物,體現(xiàn)了綠色建材在社會大循環(huán)中的作用和價值,實現(xiàn)建材行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
?。?)開展綠色建筑材料評價和認證。通過研究建筑材料使用過程中節(jié)能性能與生產(chǎn)過程中資源消耗、環(huán)境負荷的關(guān)系,建立建筑材料全生命周期評價體系,提出評價分析方法,建立綠色建筑材料認證規(guī)程,為建材領(lǐng)域開展綠色建筑材料評價與認證提供原則性指導(dǎo)和理論框架。開展建材工業(yè)關(guān)鍵產(chǎn)品綠色化評價與認證示范,建立企業(yè)資源、能源管理信息系統(tǒng),促進建材工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
縱觀工業(yè)經(jīng)濟時代,歷次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重大調(diào)整、歷次先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)及其更換,都是科技創(chuàng)新的成果。十七屆五中全會給我們提出了明確要求,關(guān)鍵詞是轉(zhuǎn)型和民生。我國持續(xù)的經(jīng)濟增長給建材工業(yè)帶來了機遇,同時也使建材工業(yè)面臨可持續(xù)發(fā)展的巨大壓力,科技創(chuàng)新成為可選的唯一途徑,只有通過科技創(chuàng)新進一步促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,只有通過科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)升級換代,只有通過科技創(chuàng)新促使產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式,才能使建材工業(yè)走上綠色、低碳的可持續(xù)發(fā)展之路,真正實現(xiàn)“由大變強”。
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