我国砖瓦工业节能减排潜力与对策

　　制砖企业基本概况墙体材料是房屋建筑材料中的主体材料，其发展受地域的气候、资源、能源、建筑、经济和社会等多种条件制约，而在我国，砖瓦又占墙体材料的主导地位。随着国民经济的持续快速发展，砖瓦总量仍呈上升势头。我国砖制品按原料和工艺分为烧结普通砖、空心砖、页岩砖、蒸压灰砂砖、粉煤灰砖、炉渣砖等10多个品种。

　　我国目前生产砖的企业大约有9万家，以乡镇企业为主，大多企业规模很小，年产量在1000万块以下的企业占多数，且以生产普通砖为主，工艺五花八门，生产设备简陋，工艺技术落后，资源、能源消耗大，污染严重。目前全国黏土砖年产量大约在7000多亿块（折标准砖），产品结构极不合理，黏土实心砖约占80%，产品质量较差，大部分承重砖抗压强度在100号左右，且外观尺寸、色泽不良，一般用于墙体后需要外装饰。近90%的产品使用自然干燥，坯场占地大，约90%的企业使用轮窑生产，劳动强度大，作业环境差，缺乏应有的自动监测控制手段，大多凭经验操作，产品质量、产量和消耗指标受人为因素影响较为突出，企业废弃物减排、绿化、环保意识淡。随着国家一系列墙材革新和建筑节能政策的出台，墙材革新与建筑节能工作的深入，以及随着节能概念的提出，节能墙材的发展环境已经形成。

　　与此同时，国家又发布了一系列关于加快墙体材料革新和推广节能建筑的规定，以及建筑节能技术政策等；颁布实施了系列建筑节能设计标准。国家发展和改革委员会已明令淘汰一些不符合节能要求的传统墙体材料（如黏土实心砖等），提倡使用隔热、隔音效果好、强度高、质量轻的墙体材料，以保证墙材产业向资源节约型、环境友好型方向发展。调整墙体材料结构，提高新型墙体材料在墙体材料总量中的比重，是墙体材料节能的关键。正是在这种形势下，砖瓦工业也发生了深刻的变化，黏土砖所占的市场比重已逐年下降，大、中城市周边的黏土砖厂多数已关闭，一些落后的土窑砖厂已被淘汰。空心砖的生产和应用逐步增加，普通黏土砖产量随之减少。据统计，截至2006年底，我国黏土实心砖年生产总量约为4800亿块，黏土空心砖年生产总量约为1600亿块（折标准砖），各种废渣砖总量约为1500亿块（折标准砖），年产各种墙体材料总计近8000亿块（折标准砖）。

　　砖瓦工业能源消耗我国建材工业能耗约占全国总能耗的9%，占全国工业能耗的13%，这其中墙体材料工业能耗约占建材工业能耗的23%，而黏土砖企业是墙体材料中的主要耗能大户。

　　在我国，烧结砖的生产能耗主要是电耗和燃料消耗。由于各企业间原料、工艺、装备条件、窑型、窑炉工作状态、操作技术和管理水平以及产品品种不同，其电耗、燃料消耗的差别很大。鉴于砖瓦企业间原料、产品和工艺装备的不同条件，我国在上世纪90年代颁布实施了行业能耗定额等级标准，为企业控制能耗，实施节能改造提供了依据，指明了方向，但由于行业对节能的重要性认识不足，《标准》的实施及其实施的相关配套措施不力，故而行业的节能工作没有列入重要的议事日程，整体进展不大。

　　而非烧结类砖制品生产时，一般要消耗一定量的水泥、石灰、石膏等原材料，这部分能量的消耗发生在上游原材料生产企业，但从砖瓦企业实际生产来看，由于混合料配方、颗粒级配不合理，也额外增加了原材料的消耗和能源消耗。

　　从保护环境、节约资源和能源，发展循环经济的角度，节约能源是砖瓦行业的首要目标之一，上世纪80年代，人们就已提出能源将决定砖瓦工业的发展方向。

　　因此，行业专家、学者、生产者纷纷响应国家号召，开发节约能源、资源，降低消耗的新途径，发明了内燃烧砖的新工艺，截至2006年年底，平均万块砖耗标准煤从1t下降到0.6t，先进企业的煤耗可达0.5t，大约是发达国家的2倍。但由于我国大多数黏土砖企业，仍然采用自然干燥、露天晾晒、手工劳动，干燥过程基本无需能耗和电耗，使得黏土砖生产的总能耗大大降低。

　　砖瓦工业土地资源消耗上世纪80年代以后，我国的城乡建设发展迅猛，对建筑材料需求量大增，乡镇黏土砖得到空前的发展，黏土砖厂几乎遍布全国，黏土砖成了占市场比重非常大的墙体材料产品，实心黏土砖的产量从1980年的1500亿块增加到1997年的7000亿块，近年来实心黏土砖的产量虽有所下降，但年产量仍维持在5000亿块左右。耗费了相当大的土地资源，有些甚至占用和破坏了大量的耕地，与可持续发展目标相违背，加剧了我国人多地少的紧张关系。

　　合理利用黏土资源。从上世纪60年代开始，砖瓦工业已开始研究和开发用煤矸石、粉煤灰、炉渣、秸秆、锯末等废渣生产砖，并着力研究劣质土多组分配合原料的应用，以在不影响产品性能的前提下，节约黏土资源。此外也特别重视原料的利用效率问题，例如通过生产高强砖和空心砖，延长产品的使用周期和提高单位原料的投入产出比，以最大限度地节约资源。

　　砖瓦工业的废气排放二氧化硫是目前我国大气污染、生态环境破坏的主要污染物之一。燃煤是二氧化硫排放的主要来源，每燃烧1t含硫1%的煤，约排放18kg二氧化硫。

　　黏土砖生产的耗能由于以燃煤为主，燃煤造成的二氧化硫、二氧化碳排放量和粉尘污染本身很大，通常是燃油和天然气的几倍甚至十几倍，加之砖瓦企业的环保装备落后，污染程度就更加严重。国内大部分砖厂缺乏消烟和除尘设备，烟尘排放浓度超出了国家标准。根据新疆哈密市环境监测站对本地20家砖厂烟尘排放监测的结果表明，20家砖厂烟尘排放浓度总均值为9372mg/m3，超标30倍，万块砖粉尘的年排放量为17kg.由此推算，全国5000亿块黏土实心砖，造成的粉尘排放量约为85万t，烧砖造成的二氧化硫年排放量约为72万t.煤的燃烧也是造成大气氟污染的最大根源之一，煤中的氟化物主要以无机物形式存在，即存在于矿物质中。煤中的氟含量主要靠煤炭的分选降低，即煤的灰分愈低氟含量愈低，反之愈高。利用灰分高的煤烧砖，氟的排放量就高，对环境的危害就大。

　　砖瓦工业节能减排的潜力砖瓦工业的节能主要体现在建筑节能和生产节能两个环节。在我国，目前普通砖仍在大规模生产和使用，小规模企业仍是行业的主体，高能耗、低效率的生产方式仍普遍存在。如果在今后10～15年内，国内企业通过节能技术改造，高强装饰多孔砖、空心砖、混凝土砌块、加气混凝土制品等节能利废产品的市场占有率能提高到50%～60%，烧结普通砖减少至45%～40%，，企业平均规模提高到3000万块／年以上，有50%以上的企业使用窑炉余热人工干燥工艺技术，企业数减少到3万家左右，预计行业单位煤耗降低25%～35%，单位电耗降低15%～25%是完全可能的。

　　从建筑节能的角度推动砖瓦工业节能减排我国落后的墙体材料工业和低水平的建筑施工技术，难以为建筑节能提供基本的保证条件，墙体材料的现状难以满足建筑节能高标准的需求。在我国墙体材料的构成中，尚有60%是保温隔热性能差的传统黏土实心砖，墙材产品结构和技术结构不尽如人意。页岩、煤矸石、粉煤灰等制品的生产大而不强，普通型企业较多，大多数砖瓦企业都属于一般性的中低档、劳动密集型产品结构。而其他新型墙体材料也普遍存在着档次不高、性能较差的问题，为复合墙体配套的基本材料的质量和品种还不够完善，复合墙体施工应用技术尚不够成熟。在我国的夏热冬暖地区，若要达到现行的节能设计标准，如采用实心黏土砖砌墙，厚度要达到370mm左右；在寒冷地区和严寒地区厚度要求就更高了，如在哈尔滨地区，实心黏土砖墙体的厚度要达到约1.5m的厚度才能满足建筑节能的要求，只有发展复合外墙才是解决问题的根本出路。

　　建筑节能的发展离不开节能建材的大力支持，而建筑节能的发展必然会推动节能建材的发展，大力推广建筑节能给建材、墙材，特别是制砖领域节能的发展提供巨大的推动力。随着节能概念的提出，丰富了住房品质的内涵，未来的节能墙材使用量巨大，市场空间巨大。据专家预测，随着消费者节能意识的提高，需要更多的节能建材，以选择更高舒适度的产品。节能标准的实施还将促进保温技术和相关产品的完善。

　　因此，砖瓦工业要抓住这个千载难逢的大好时机，研究、开发、引进消化吸收和推广一大批生产节能技术和设备，发展推广各种新型建筑材料，如烧结空心砖，重点发展以粉煤灰、煤矸石、工业废渣、工业尾矿以及页岩、河道淤泥为主要原料的烧结空心砖和多孔砖；生产能耗低、保温性能好的加气混凝土、泡沫混凝土制品、混凝土空心砌块。

　　从生产工艺和设备的角度推动砖瓦工业的节能减排在砖瓦原料制备工艺上，我国多数企业主要使用“一破一搅”工艺和设备，泥料制备度差，粒度在3mm以上；在成型切码工艺方面我国以使用50型以下真空和非真空挤泥机为主，切码多为人工操作；在干燥、烧成工艺装备方面，我国仅有数百家企业使用了与国外较接近的真空挤出成型、人工干燥和隧道窑烧成工艺，这主要是一些引进或引进技术装备消化吸收的企业。

　　从原料方面看，黏土原料的化学性能和物理性能对生产能耗的影响很大，其程度往往大于生产工艺中单项技术对能耗的影响。比如说原料中碳酸盐含量将加剧吸热反应的发生，而可燃物的含量和硫化物的含量相反会造成放热反应的发生。原料的含水率也是影响能耗的一个重要因素，砖坯的水分需经干燥才能蒸发掉，而干燥耗能很大。含水率的大小会对挤出成型有影响，影响的程度与原料的配比和成型工艺有关。现在的砖瓦厂原料挤出成型时的含水率比以往已降低了很多，但仍有很大空间。

　　干燥和焙烧是砖瓦生产最主要的能耗部分。从干燥工艺来看，控制半成品从干燥室出来的以及缩短干燥室和焙烧窑之间的距离均是工艺设计中要考虑的问题。干燥室的密封性能和室壁性能的改善均有助于能耗的减少。

　　用高效设备替代能耗高的设备，如节能引风机，高效节能破碎设备，搅拌挤出设备，成型设备等，可以适应多品种的要求，做到设备运行成本低，运行可靠，故障率低，维修费用低或不需要维修、维修方便，操作控制简单安全。

　　从废渣利用角度推动砖瓦工业的节能减排砖瓦企业利用粉煤灰、炉渣、煤矸石、锯末和农作物——秸秆等可燃性废料作内燃料，实行内燃烧砖，可以节约原煤、提高产品质量和产量。原材料中掺加含能的工业废渣和废料不仅可以减少资源的消耗，还可以减少能源的消耗。实践证明，内燃砖是热能利用率较高的一种燃料方法。它是将原料粉碎到一定程度并均匀地混合到制砖原料中（此时的原料通常称为内燃料），从而使原料中的各组成各司其职、各负其责。这是由于燃料在坯体内部燃烧直接加热坯体，加热效率高，窑内最高温度在坯体内部，窑内气流温度比坯体温度低，与外燃砖比较，窑体向外部散热相对减少，所以内燃砖能降低单位产品的热能消耗。其中，高掺量粉煤灰烧结砖，具有可提高能源利用率、降低坯体密度和煤灰的预分解作用等节能效应，可明显降低坯体焙烧的燃料消耗，与外燃烧砖相比，具有实质意义的节能效率（不包括粉煤灰等工业废渣所含可燃成分取代燃烧煤的比例）可达25%以上，因此，可减少温室气体——CO2排放量25%以上。

　　由于内燃料的种类较多，货源不一，发热量也不尽相同，要在保证烧结砖质量的前提下，达到节煤降耗的目的，还必须做到：一要了解内燃料的种类、性质和热值；二注重内燃料的粉碎和掺配；三要掌握内燃烧砖的码烧技术。

　　有效利用工业废渣是目前我国墙体材料的一个显著特点，更是烧结砖瓦的一大优势。早在上世纪60～70年代，我国就开始提倡和鼓励利用工业废渣生产烧结砖瓦。到目前为止已覆盖到行业的许多企业，成为砖瓦行业节能、节材的一个主要亮点。因此，利用工业废渣烧砖是砖瓦企业节能和温室气体减排的有效途径。当然，建筑垃圾、城市生活垃圾等也可用于烧砖。

　　据了解，我国9万家砖瓦企业中掺废渣30%以上的企业有7000多家，部分企业掺废渣达到了60%～70％。据测算，目前砖瓦行业年利用各种工业废渣2.5亿t，年可节约燃煤（折标准煤）3000万t.砖瓦工业节能减排对策砖瓦行业是资源密集型产业，生产消耗大量能源。当前，如何采取更加有效的手段，全面落实一系列的节能措施，成为当务之急。节能工作关系到砖瓦行业的持续发展，既是长期的重要任务，也是当前的紧迫任务，解决砖瓦行业的能源消耗问题，根本出路是必须坚持开发与节约并举、节能优先的方针，大力开展节能工作，提高能源利用效率。

　　“大处着眼，小处着手”。砖瓦行业要建立一种节能降耗的长效机制，把节能降耗指标纳入干部乃至企业的考核体系。政绩考核与资源节约、社会效益、环境保护、社会和谐等指标挂钩。作为企业负责人要深刻认识节能降耗的重要性，增强节能降耗的意识。发展节能、节地、轻质、高强、环保的优质砖瓦产品。坚决淘汰实心黏土砖，减少低水平重复建设，改变长期以来高耗能、低产出的落后生产方式。砖瓦企业的发展应以节约能源、资源、保护环境为中心，以墙材革新为重点，以提高资源利用率、固体废弃物利用率和降低污染物排放及生产节能产品为目标，紧紧依靠科技进步，按照循环经济的发展模式，把砖瓦企业发展成为资源节约型、环境友好型企业。为此，建议：

　　1.完善行业能源使用法规和管理体系，修订并有效实施行业能源等级定额标准，建立行业能耗警示监测制度和企业自律机制，设立行业节能专项基金，以行政和经济措施相结合，逐步引导企业节能工作走向市场化。

　　2.调整产品结构、企业规模结构和工艺装备结构，逐步实施各种节能改造措施，提高行业能效水平。

　　3.利用工业废渣，包括建筑垃圾和城市生活垃圾，特别是废渣中残余热量的二次利用。减少普通砖的生产和使用量，加强优质节能型产品的开发、生产和推广，推行使用节能型装备，实现清洁化生产工艺和循环经济模式应成为砖瓦行业的发展方向。