前言

  新常態(tài)下，受下游建筑建材行業(yè)影響，我國粉煤灰綜合利用遭遇嚴峻挑戰(zhàn)，幾乎全國范圍內粉煤灰市場都出現了量價齊降的問題。與此同時，我國火力發(fā)電企業(yè)也面臨著最嚴格的環(huán)保標準，對粉煤灰的處理利用提出了更高的要求。本文基于國內經濟發(fā)展現狀和趨勢，對我國粉煤灰的生產和利用，進行一個簡要的總結、分析和預測。

  1中國粉煤灰的產生及利用基本現狀

  1.1粉煤灰產生量與利用量

  電力行業(yè)是粉煤灰的產生大戶，從2002年起，我國火電裝機容量呈現出爆炸式增長，粉煤灰產生量也急劇增加。從2001年的1.54億噸增加到了2013年的5.8億噸，增加了3.1倍。不過從2013年到2014年，盡管燃煤（含煤矸石）發(fā)電裝機容量增長了近5000萬千瓦，但是粉煤灰產生量10年來首次出現負增長：

  2014年粉煤灰產生量約5.78億噸，較2013年的5.80億噸略有降低。這主要是由于火力發(fā)電產能過剩，設備利用小時數降低，燃煤發(fā)電量減少導致。同時，隨著利用技術的發(fā)展，我國粉煤灰的利用也取得了較好的成效，粉煤灰綜合利用率穩(wěn)中有升，2014年粉煤灰綜合利用率突破70%。

  2015年，我國燃煤（含煤矸石）發(fā)電量同比下降4.7%；2016年1-7月份，全國規(guī)模以上火電發(fā)電量又同比下降1.9%，可以估計2015年和2016年我國粉煤灰產生量較2014年將出現略微降低，但總體仍將維持在較高水平。

  圖1、圖2分別是2007-2015年我國發(fā)電裝機容量和火電裝機容量情況和2007-2016年我國粉煤灰產生與利用情況。

  資料表明，中等發(fā)達國家人均年電力消費在6000kW/h以上。目前中國人均用電量約4000kW/h，是發(fā)達國家的2/3左右，仍有較大的電力需求?？紤]到環(huán)境等因素，未來國家計劃把新的電力需求增長主要寄托在水電、風電、核電、太陽能等可再生能源方面，而對于火力發(fā)電將會采取一定的限制政策。根據最新數據，2016年1-7月份，我國全國規(guī)模以上電廠發(fā)電量33121億千瓦時，同比增長2.0%，其中水電發(fā)電量同比增長13.2%，核電發(fā)電量同比增長24.5%，風電發(fā)電量同比增長26.1%，而火電發(fā)電量（占總發(fā)電量的約74%）同比下降1.9%，這也證明了未來我國電力能源結構的發(fā)展趨勢。由此可以判斷，未來一段時期內，我國火力發(fā)電的主體地位不會改變，但是未來電力需要增長將主要靠發(fā)展水電、風電、核電等清潔能源來供應，粉煤灰產生量不會有大幅增加，但仍將維持在目前的較高水平。結合中國電力聯(lián)合會的預測，未來五年我國粉煤灰的產生量預計在5.6-6.1億噸/年。從長期來看，我國粉煤灰的產生量可能會呈現緩慢下降的趨勢。

  1.2粉煤灰的利用途徑

  我國粉煤灰主要應用于建材、道路工程、回填工程、農業(yè)、礦物提取等領域。在建材工業(yè)，粉煤灰主要用于水泥，商品混凝土以及粉煤灰磚、加氣混凝土制品等新型墻體材料的生產；在筑路工程中，粉煤灰的主要利用形式是作為道路的路基，以及作為道路的路面混凝土摻合料。在農業(yè)中，粉煤灰主要用于土壤改良。粉煤灰在其他方面的潛在利用，包括粉煤灰提取氧化鋁和白炭黑、粉煤灰選鐵選碳等。我國粉煤灰在不用領域的利用情況見圖3。

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  2中國粉煤灰綜合利用的主要問題

  2.1粉煤灰產生量大

  2015年，我國火電發(fā)電量占總發(fā)電量的約73%，火電發(fā)電仍然是我國最主要的電力來源。因此，我國粉煤灰產生量仍將維持在較高水平，未來幾年產生量預計在5.6-6.1億噸/年，穩(wěn)居世界第一。

  2.2地區(qū)利用不均衡

  中國粉煤灰存在著嚴重的地區(qū)分布不均衡的問題。在東南沿海等發(fā)達地區(qū)以及一些大型城市，粉煤灰已經被完全資源化利用，甚至出現供不應求的局面，而山西、內蒙古、新疆等煤電產區(qū)，由于粉煤灰產生量大，而且消納能力有限，粉煤灰利用率很低。目前，未被綜合利用的1億多噸粉煤灰基本都集中在這些區(qū)域。如何更好地利用掉這些地區(qū)的粉煤灰，近年來一直是中國粉煤灰行業(yè)一個重要的且有待破解的難題！

  2.3市場需求下降

  受到下游建筑及建材行業(yè)不景氣的影響，我國粉煤灰的市場需求大幅下降。根據亞洲粉煤灰協(xié)會和中國混凝土與水泥制品協(xié)會粉煤灰材料分會的調研情況來看，我國絕大部分地區(qū)粉煤灰市場都出現了量價齊降的局面，包括南京、上海等地區(qū)，粉煤灰供不應求的情況沒有了，甚至在以往的銷售旺季，也有近1/3的粉煤灰銷售不掉。

  2.4堆存粉煤灰缺乏科學處置

  據估計，我國粉煤灰的歷史堆存量至少有25億噸，并且還在以每年約1.5億噸的速度增加。這些粉煤灰粉煤灰主要以干排粉煤灰形式堆存在儲灰場（landfills）或濕排粉煤灰的形式儲存在灰壩（Ponds）中，且絕大部分集中在山西、內蒙古等煤電集中區(qū)域。這些歷史堆積的粉煤灰還缺乏科學有效的處置防護措施，對環(huán)境和人類健康存在嚴重威脅，無害化處置問題嚴重。

  2.5循環(huán)流化床粉煤灰問題日益嚴重

  循環(huán)流化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發(fā)展起來的一項高效、低污染的清潔燃燒新枝術，低等級煤和煤矸石發(fā)電大多采用循環(huán)流化床鍋爐。由于循環(huán)流化床鍋爐爐內溫度較低（約800-900℃），加之添加石灰石粉脫硫，產生的粉煤灰顆粒疏松團聚、需水量大、鈣含量高和成分復雜，應用過程中會造成制品安定性不穩(wěn)定，假凝、開裂等一系列問題；因此，循環(huán)流化床粉煤灰的綜合利用一直存在較大困難。而循環(huán)流化床粉煤灰的產生量卻在不斷增加。以神華國華電力公司為例，據相關消息，國華電力下屬電廠有一半的裝機是循環(huán)流化床鍋爐，加上循環(huán)流化床鍋爐比煤粉爐灰渣產生量大，其綜合利用問題日益嚴重。

  3中國粉煤灰綜合利用的發(fā)展趨勢

  建材行業(yè)是我國粉煤灰最主要的綜合利用領域，過去十年，得益于國家基礎設施投資和房地產行業(yè)的高速發(fā)展，建材工業(yè)的增長速度也一度保持在20%以上的水平，這也給我國粉煤灰的綜合利用提供了有利條件，極大地緩解了過去十年火電行業(yè)快速增長帶來的粉煤灰處置問題。但是隨著我國經濟發(fā)展進入新常態(tài)，也就是由高速增長轉為中高速增長，在國家宏觀經濟下行、有效需求乏力、出口市場萎縮等因素的作用下，加上結構升級緩慢等原因，建筑業(yè)和基礎設施對水泥、混凝土等傳統(tǒng)建材的需求將進一步放緩，我國粉煤灰處理與利用將面臨著更加嚴峻的挑戰(zhàn)。

  為此，未來我國粉煤灰綜合利用不能局限于固守目前的應用結構和應用路線，而是應該朝著分級利用、面向產品深加工、進一步延伸產業(yè)鏈條方向發(fā)展。根據粉煤灰的物理、化學特點，開發(fā)生產高端、中端、低端等不同層次和用途的產品，實現粉煤灰的最大化開發(fā)和利用。綜合國內外的發(fā)展態(tài)勢，有幾個重要的發(fā)展方向值得我們關注。

  （1）粉煤灰提取有價元素

  粉煤灰中含有鋁、硅、鐵、碳等大宗元素外，還含有鎵、鍺等15種稀土貴金屬元素。利用粉煤灰為原料提取相關有價元素，是實現粉煤灰高附加值利用的重要途徑。目前，粉煤灰選碳和選鐵技術已比較成熟，分離提取氧化鋁、白炭黑、金屬鎵等技術也已取得重要進展，大唐國際在內蒙古利用托克托電廠的高鋁粉煤灰提取氧化鋁項目已經實現工業(yè)化生產，而且運行狀況良好。隨著該項目經濟性的不斷改善，發(fā)展前景相當廣闊。國外也有研究人員根據當地的粉煤灰特點在從事粉煤灰提取磷、鎂等元素的相關研究工作，包括美國杜克大學的粉煤灰提取稀土元素，都值得我們認真關注。

  （2）粉煤灰生產建筑建材產品

  分離提取有用元素后，粉煤灰仍然可用于水泥、混凝土、預制構件、墻體材料等產品的生產。目前，粉煤灰已廣泛應用于水泥、混凝土、加氣混凝土制品等新型墻材的生產。未來，隨著建筑節(jié)能、建筑工業(yè)化、被動式建筑等的推進，粉煤灰由于其優(yōu)良的特性還將大量應用于裝飾混凝土、預制構件、建筑部品、節(jié)能保溫板材等優(yōu)質、長壽命的建筑建材產品領域，不斷拓展新的高附加值產品鏈條。

  （3）粉煤灰生產陶瓷磚、石油壓裂支撐劑等產品

  隨著綜合利用技術的創(chuàng)新，粉煤灰越來越多地應用于生產陶瓷磚、石油壓裂支撐劑、功能填料等產品，附加值不斷提升，有效提升了粉煤灰產品的市場半徑，一定程度上突破了粉煤灰綜合利用的地域局限性。

  未來，在多領域拓展開發(fā)粉煤灰應用產品，包括節(jié)能環(huán)保的粉煤灰免燒陶粒和燒結陶粒，生產污水處理過濾材料和建筑節(jié)能的輕質高強混凝土制品等，都可以擴大粉煤灰市場和應用范圍，也是粉煤灰綜合利用的一大趨勢。

  （4）粉煤灰筑路、回填等

  對于偏遠地區(qū)特別是煤電集中地區(qū)，粉煤灰的產生量大大超出市場需求量，不可能完全實現就地資源化利用。粉煤灰還應該側重于強化欠發(fā)達地區(qū)的基礎設施建設，譬如粉煤灰筑路和蓋房、粉煤灰用于礦井塌陷區(qū)回填、粉煤灰無害化儲存等低端處置利用方式。一來可以緩解粉煤灰對環(huán)境的污染問題，二來還能夠將粉煤灰作為一種資源儲存起來，作為未來的開發(fā)和應用原料。

  4我國粉煤灰綜合利用的政策建議

  雖然目前國家已有粉煤灰等廢物回收利用的鼓勵政策，但是未來粉煤灰的處理利用還需要更多的政策激勵。粉煤灰是一種優(yōu)質的原料，可以生產很多優(yōu)質、長壽命的建材產品和傳統(tǒng)建材的替代產品。因此，建議國家相關部門出臺具體的導向政策，支持傳統(tǒng)建材減量化，提高粉煤灰產品的市場份額，減少天然礦產資源的消耗。為了更好地實現綠色發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展，既然粉煤灰能夠更好地滿足建設需求，那就應該毫不猶豫地減少傳統(tǒng)建材的生產，把更多的天然資源留給子孫后代！

  5結語

  未來一段時期內我國粉煤灰產生量還將維持在較高水平，不但西部欠發(fā)達地區(qū)將面臨更加嚴重的新老粉煤灰堆存和產能過剩問題，發(fā)達的東部地區(qū)也可能會有越來越多的地區(qū)面臨粉煤灰的深加工和綜合利用問題；總體形勢比較嚴峻。

  但是，隨著國家環(huán)保政策的不斷嚴厲，以及行業(yè)和企業(yè)對粉煤灰的綜合利用的重視和技術不斷進步，未來我國粉煤灰資源的開發(fā)和利用渠道將不斷拓寬，東西部將根據各自資源的特點，充分發(fā)揮政策和技術的優(yōu)勢，實現分級利用，深化加工和拓展應用領域、不斷擴大應用份額；我國的粉煤灰綜合利用的事業(yè)必將迎來一個更加美好的明天！