作者/尚濤
排版/張文武
出品/問道徽商100人
01 雙碳戰(zhàn)略下，推動固廢高值化利用勢在必行
當(dāng)下，環(huán)境保護(hù)議題正變得越來越重要。
改革開放以來，中國工業(yè)化取得了舉世矚目的成就，已成為世界第一制造業(yè)大國和貿(mào)易大國。
然而，長期以高碳排放、高能耗、高污染等為特征的粗放式發(fā)展模式給中國經(jīng)濟(jì)帶來高速發(fā)展的同時也給中國帶來了環(huán)境惡化和資源浪費等問題。
目前，中國是世界上能源消耗量和碳排放量最高的國家，巨大的碳排放量和不合理的能源消耗結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響著中國的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)問題。
2022年夏季極端高溫席卷全國。
2021年河南、山西等地更是陸續(xù)遭遇洪澇災(zāi)害。
圖為因高碳排放導(dǎo)致氣候變化引起河南大雨
這無疑對我國降碳減排提出緊迫性的要求，為解決我國高碳排放問題，2020年我國明確提出雙碳目標(biāo)，正式作出力爭在2030年前實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實現(xiàn)碳中和的承諾：在 2030年我國二氧化碳排放將達(dá)到峰值，不再增加，2060年時我國碳排放可通過植樹造林及節(jié)能減排的方式來抵消，雙碳戰(zhàn)略的提出將有效緩解我國嚴(yán)峻的高碳排放局勢，然而要實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略卻是一項復(fù)雜且艱巨的任務(wù)，我國仍面臨巨大挑戰(zhàn)。
盡管我國已在前期多個五年計劃中強制性節(jié)能減排，單位資源消耗和碳排放呈現(xiàn)下降趨勢，但和西方國家相比，我國能源消耗、碳排放總體水平仍偏高，現(xiàn)階段中國環(huán)境承載能力已接近上限，要想長遠(yuǎn)穩(wěn)定發(fā)展，必須發(fā)展雙碳戰(zhàn)略，作為“雙碳”工作重點行業(yè)，建材行業(yè)是影響我國達(dá)成2030年碳達(dá)峰目標(biāo)的重要因素。
長期以來，建材行業(yè)的高碳排放、高污染、高能源消耗備受詬病，據(jù)悉2021年中國建材行業(yè)碳排放14.8億噸，其中水泥行業(yè)共排放12.3億噸，約占建材行業(yè)碳總排放量80%，因此，中國能否實現(xiàn)雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)，建材行業(yè)至關(guān)重要。
2021年10月，國家發(fā)改委發(fā)布《2030年碳達(dá)峰行動方案》指出：加強新型膠凝材料、低碳混凝土等低碳建材產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)用，加強大宗固廢綜合利用率，提高礦產(chǎn)資源綜合利用水平，推動固廢資源化利用的目標(biāo)。
“固廢利用”的概念多次出現(xiàn)在高層發(fā)布的重磅文件中，這意味著“工業(yè)固廢”將在國家“雙碳”推動的歷史性進(jìn)程中，成為重要引擎和推手，固廢資源化利用是減少碳排放最具潛力的領(lǐng)域之一。
可以說，工業(yè)固廢資源化高效利用已成為我國推動建材行業(yè)綠色發(fā)展的有效手段，但在固廢資源綜合利用率方面，我國并未達(dá)到工業(yè)固廢資源化高效利用的水平。
據(jù)《固廢產(chǎn)業(yè)年度報告》數(shù)據(jù)顯示，2021年我國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)量為37.2億噸，大宗固廢綜合利用率僅達(dá)到56.8%，也就是說我國仍有近半數(shù)工業(yè)固廢采取填埋、貯存等方式處理，不僅如此，目前我國固廢利用仍以低值化產(chǎn)品為主，難以有效轉(zhuǎn)化成高附加值產(chǎn)品。
以安徽省煤矸石和金屬尾礦等固廢為例，作為資源大省，安徽全省每年開采巨額煤礦的同時都會留下海量的煤矸石等固廢堆積，據(jù)統(tǒng)計僅宿州市埇橋區(qū)就已查明有煤矸石18.64億噸，大量的廢料尾礦堆積不僅造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，更會對人民生命財產(chǎn)造成威脅，2005年馬鞍山黃梅山鐵礦丙子山礦東郊尾礦庫壩體部分坍塌，400多名村民被緊急疏散，隨后更是發(fā)生多次壩體崩塌，人民群眾的生命財產(chǎn)受到嚴(yán)重威脅。
圖為煤矸石堆積對環(huán)境造成嚴(yán)重污染
不僅如此，因處置能力不足，大量固廢的消納速度遠(yuǎn)不及產(chǎn)生、堆積的速度，當(dāng)下安徽省每年新增煤矸石約638.3萬噸，其中60%以上進(jìn)行了回填、制磚等非能源利用，在破壞環(huán)境的同時也造成了高碳排放，問題長期難以解決，這完全違背了我國雙碳戰(zhàn)略。
圖為2012-2021年我國大宗工業(yè)固廢產(chǎn)量
面對如今高碳排放和固廢低值化利用，助力推動碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)是企業(yè)肩負(fù)的使命和責(zé)任。
以安徽國礦環(huán)�？萍加邢薰緸槔鳛榘不帐”就镰h(huán)保企業(yè)，安徽國礦充分利用煤矸石、金屬尾礦、鋼鐵廢渣等各類工業(yè)固廢，通過特有專利技術(shù)推動工業(yè)固廢變高附加值資源的綠色低碳循環(huán)發(fā)展，消耗固廢垃圾，產(chǎn)出環(huán)保新材，實現(xiàn)安徽工業(yè)固廢變廢為寶，化身“綠色低碳建材”，在解決各種工業(yè)固廢堆積問題的同時，還能大大降低安徽碳排放。
02 研發(fā)超細(xì)粉摻合料，安徽國礦為降碳提供有效解決方案
早在2020年還處于創(chuàng)業(yè)初期的安徽國礦就率先抓住雙碳戰(zhàn)略發(fā)展機遇，彼時“碳達(dá)峰”和“碳中和”戰(zhàn)略剛被高層提出，業(yè)界還未對“降碳減排”戰(zhàn)略做出反應(yīng)，而安徽國礦卻早已布局固廢高值化處理，開辟性的利用粉煤灰、礦渣、金屬尾礦、建筑垃圾等各種工業(yè)固廢為生產(chǎn)原料，通過原研技術(shù)將這些固廢轉(zhuǎn)化為新型“無碳超細(xì)膠凝摻合料”等高值化綠色建材。
這種新型綠色低碳材料可在水泥生產(chǎn)中有效替代部分熟料，從而減少熟料的使用量，直接降低因生產(chǎn)水泥造成的碳排放。
圖為生產(chǎn)無碳超細(xì)膠凝摻合料所需各種固廢原料
傳統(tǒng)水泥在生產(chǎn)時，大量石灰石、黏土等原料會被送入鍋爐中高溫煅燒成熟料，這一過程中大量碳元素會與氧結(jié)合釋放出大量二氧化碳。據(jù)統(tǒng)計，每生產(chǎn)一噸水泥熟料會排出約0.92噸二氧化碳，作為水泥熟料生產(chǎn)大省，2021年安徽省水泥熟料產(chǎn)量高達(dá)1.43億噸，同比增加2.9%，據(jù)此計算，光是水泥熟料生產(chǎn)這一項，2021年安徽省就排放約1.3億噸二氧化碳。
圖為2022年全國各省市水泥熟料生產(chǎn)排名，安徽穩(wěn)居前列
那么，安徽國礦生產(chǎn)的“無碳超細(xì)膠凝摻合料”是如何能在不降低水泥產(chǎn)品性能的前提下，通過“部分替代”實現(xiàn)降碳減排呢？
由于 “無碳超細(xì)膠凝摻合料”是經(jīng)過反復(fù)粉磨及激化劑催化下生成的，因此它有著極細(xì)的顆粒粒徑，在摻入水泥后，可有效填充于水泥微小縫隙中，這樣不僅不會降低水泥的原始性能，反而還能提高水泥產(chǎn)品的品質(zhì)，使其更耐磨、后期強度更高。
因此，安徽國礦生產(chǎn)的“無碳超細(xì)膠凝摻合料”可有效替代部分水泥，減少水泥使用，并且在水泥生產(chǎn)時摻和量越大，水泥總體性能越好，生產(chǎn)水泥所需煅燒的熟料就越少，從而實現(xiàn)降碳減排。
據(jù)悉，1噸的無碳超細(xì)膠凝摻合料在水泥生產(chǎn)中可替代10%的熟料，2020年全國水泥年產(chǎn)量23.77億噸左右，按每噸水泥使用80%熟料計算，全年將少用熟料2.85億噸，少用水泥7.13億噸，可減排7.74億噸二氧化碳，相當(dāng)于植樹70億棵，安徽國礦的高值化固廢利用能大大降低因水泥生產(chǎn)造成的高碳排放。
如今，安徽國礦已成長為雙碳固廢資源化綜合利用技術(shù)的領(lǐng)跑者，在產(chǎn)品應(yīng)用上，其生產(chǎn)的無碳超細(xì)膠凝摻合料不僅適用于水泥生產(chǎn)，更適用于多種應(yīng)用場景來實現(xiàn)降碳減排。
作為在建材產(chǎn)業(yè)鏈中距水泥最近的產(chǎn)業(yè)，混凝土在制備過程中無疑會消耗大量水泥并排放巨量二氧化碳，因此，研發(fā)低碳混凝土是當(dāng)下雙碳戰(zhàn)略中的重要一環(huán)。
研究發(fā)現(xiàn)，在混凝土生產(chǎn)過程中，摻入安徽國礦的無碳超細(xì)膠凝摻合料可極大提高混凝土的凝聚性和保水性能，讓混凝土更持久耐用，提高混凝土的壽命，因此，在混凝土制備中，安徽國礦生產(chǎn)的無碳超細(xì)膠凝摻合料可大大減少水泥消耗實現(xiàn)降碳減排，據(jù)悉每立方混凝土中能替代水泥80-100kg，能實現(xiàn)降碳73-92kg，這對于混凝土產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和資源合理利用以及生態(tài)保護(hù)具有重要的意義。
在混凝土走向低碳的同時，安徽國礦的無碳超細(xì)膠凝材料還可適用于不同場景，在“淤泥、軟土固化”及“道路基層修筑”領(lǐng)域，安徽國礦都能給出有效的解決方案。
在淤泥及軟土固化方面，安徽國礦的礦物基膠凝材料是一種專用淤泥及軟土固化的新型材料，其可作為固化劑拌入淤泥中，經(jīng)過自身的物理化學(xué)反應(yīng)后，能將粒度小于10微米的散粒物料膠結(jié)，發(fā)生膠結(jié)反應(yīng)，使得淤泥及軟土固化成為一個整體，這有效解決了如河道清淤、尾礦（漿）固化等因淤泥或軟土造成的各種環(huán)境及工程問題。在使用效果上，固化后的土體強度高，密實性好，抗?jié)B、抗軟化、抗沖刷、抗酸堿腐蝕，并且還能兼顧更高的效益，用量少，價格低，其單位處置運行為30-50元/噸。
圖為淤泥（左）及淤泥固化式樣（右）
與水泥相比，在同樣的施工以及性能指標(biāo)不變的前提下，安徽國礦的礦物基膠凝材料用量僅是水泥的1/3至1/5，在同樣用量情況下，性能是水泥的3倍至10倍，不僅如此，在同樣用量情況下，固化土體強度7天強度相當(dāng)于或超過水泥的28天強度。
如今，這一優(yōu)秀產(chǎn)品已應(yīng)用在多個場景，在馬鞍山長江不夜城項目上，需要在20天內(nèi)對長江沿岸軟弱地基迅速加固，若使用傳統(tǒng)水泥材料加固，會大大延長工期和造價，而使用安徽國礦新材料，不僅在工期內(nèi)完成，且強度更強，價格更低。
圖為安徽國礦助力馬鞍山長江不夜城項目固化效果
不僅如此，其在工程上也有著諸多應(yīng)用。
在道路修筑時，安徽國礦創(chuàng)新性使用“礦物基膠凝材料”作為固化劑，在渣土層上平鋪固化劑并均勻攪拌形成復(fù)合土，并對復(fù)合土反復(fù)碾壓、養(yǎng)生后即可進(jìn)行瀝青層的鋪設(shè)。這種摻入固化劑的復(fù)合渣土路面有著優(yōu)異的性能，其壓實度高達(dá)96%,平均含水率17.1%，不僅能做到道路堅實度高，還能解決無法在含水量高的土壤下施工的技術(shù)難題，不僅如此，其單平方材料成本僅為26-31.2元/噸，遠(yuǎn)低于水泥46-51.2元/噸價格。
這完全可以替代用水泥固化土壤的方式，不僅大幅減少施工程序，降低施工成本，更能大幅提高路面性能。
03 強勢的技術(shù)競爭力，助力安徽國礦領(lǐng)跑業(yè)界
安徽國礦能高效利用固廢實現(xiàn)降碳減排及處理固廢堆積問題，源于企業(yè)對降碳技術(shù)的執(zhí)著探索。
依托于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)材料與工程學(xué)院、中科院納米所、中建材合肥水泥研究院等科研機構(gòu)，安徽國礦在球磨機等低碳材料生產(chǎn)設(shè)備上做出了顛覆性的創(chuàng)新設(shè)計。
在球磨機領(lǐng)域，安徽國礦優(yōu)化了整個粉磨系統(tǒng)，大大提升了工業(yè)固廢的粉磨效率，其5000次/秒撮磨撞擊能有效破壞顆粒表面堅實的外殼，增加比表面積，提高精細(xì)度。如今安徽國礦的粉磨產(chǎn)品成品細(xì)度已能達(dá)到800m2/kg，遠(yuǎn)超中國建材集團(tuán)等同行企業(yè)只能生產(chǎn)加工300-400m2/kg的水平，其生產(chǎn)顆粒平均粒徑小于10微米，生產(chǎn)更細(xì)、性能更優(yōu)的無碳超細(xì)膠凝摻和料，不僅能有效替代部分水泥，且各項性能均優(yōu)于S95礦粉，此領(lǐng)先的技術(shù)為安徽國礦獨創(chuàng)，在國內(nèi)沒有競爭對手。
圖為同行業(yè)對手的超細(xì)粉研磨細(xì)度及產(chǎn)量
不僅如此，在安徽國礦的研磨技術(shù)遠(yuǎn)超建材行業(yè)的同時，其球磨設(shè)備同樣能做到高產(chǎn)量和低成本。
以安徽國礦的超細(xì)球磨機為例，其每小時能生產(chǎn)超60噸無碳超細(xì)膠凝摻和料，每年能生產(chǎn)40萬噸以上，而同行競爭對手卻只能每小時生產(chǎn)45-50噸無碳超細(xì)膠凝摻和料，在生產(chǎn)成本上，安徽國礦的球磨機設(shè)備單位電耗低，每噸生產(chǎn)綜合電耗只有32-35KWh。無論是設(shè)備技術(shù)、生產(chǎn)效率、綜合耗電，安徽國礦均具國際技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢，遠(yuǎn)超同行，有效避免了高耗能、低產(chǎn)量、產(chǎn)品性能差等問題。
圖為安徽國礦三維技術(shù)專利
如今，安徽國礦不僅擁有三項微納米級超細(xì)粉專利，三項超細(xì)粉磨工藝專利及六項超細(xì)粉磨設(shè)備專利組成的三維專利技術(shù)保護(hù)池，構(gòu)建起業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)壁壘，更是擁有先進(jìn)的試驗室及檢測試驗設(shè)備，目前安徽國礦在合肥設(shè)立了碳中和新材料中心實驗室，擁有先進(jìn)的檢測實驗設(shè)備，用以主導(dǎo)無碳超細(xì)活性膠凝材料系列產(chǎn)品開發(fā)，在銅陵設(shè)立銅陵國礦新材料科技有限責(zé)任公司，驅(qū)動公司無碳超細(xì)膠凝摻合料生產(chǎn)，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，形成技術(shù)-工廠-產(chǎn)品-銷售-應(yīng)用的閉環(huán)。
04低碳市場容量巨大，安徽國礦沖擊高端化
立足于合肥高新區(qū)，2020年12月才成立的安徽國礦是一家年輕的公司，但作為“碳達(dá)峰”及“碳中和”戰(zhàn)略下固廢資源高值化利用的探索者，安徽國礦始終保持飛速發(fā)展并取得優(yōu)異的成績。
截至2022年9月，安徽國礦銅陵工廠生產(chǎn)的“微納米超細(xì)粉”系列產(chǎn)品月產(chǎn)量超11000噸，其產(chǎn)品在江蘇、山東等發(fā)達(dá)地區(qū)建材產(chǎn)業(yè)廣泛銷售并應(yīng)用，如今，安徽國礦已開始直接向一線央企供貨并獲高度肯定。
然而，面對領(lǐng)先的技術(shù)和市場認(rèn)可，安徽國礦并未止步于此。
在利用固廢節(jié)能降碳的道路上，安徽國礦依舊在最前沿探索并陸續(xù)研發(fā)出新技術(shù)，以適用于更高端化的多場景應(yīng)用，沖擊產(chǎn)業(yè)高端。
通過組態(tài)研發(fā)，安徽國礦采取m3 VA技術(shù)進(jìn)行配方形成以工業(yè)固廢為基礎(chǔ)的新型綠色添加材料如：地聚物（GPC）和氣凝膠等前沿技術(shù)產(chǎn)品。
相比其他種類的低碳膠凝材料，安徽國礦研發(fā)的地聚物膠凝材料由于自身形成化學(xué)鍵緣故，強度比一般低碳膠凝材料要更高，更耐腐蝕，更耐高溫、抗輻射，可應(yīng)用在水壩壩體結(jié)構(gòu)補強，內(nèi)部防滲，固封重金屬離子與放射廢料等更高端及高難的場景。
對產(chǎn)品的高端化探索讓安徽國礦能更早更快占領(lǐng)市場。
在國家雙碳戰(zhàn)略驅(qū)動下，固廢資源再利用已是發(fā)展低碳產(chǎn)業(yè)最具潛力的領(lǐng)域之一，不僅能大量消納工業(yè)固廢，還可以降碳減排，實現(xiàn)大宗工業(yè)固廢高價值利用。伴隨未來中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)向綠色低碳模式，可以預(yù)見，這種固廢資源變革無疑有著巨大的市場規(guī)模及經(jīng)濟(jì)效益。
據(jù)中國建筑材料聯(lián)合會預(yù)測，2025年我國綠色建筑市場規(guī)模有望超9萬億元，其中，綠色建材市場規(guī)模預(yù)計約為1.3萬億元，應(yīng)用比例將持續(xù)提升。這對具有行業(yè)技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢的安徽國礦來說，其生產(chǎn)的超細(xì)粉復(fù)合摻合料的市場容量會越來越大，銷售前景非常廣闊。
當(dāng)前安徽經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于動力轉(zhuǎn)換節(jié)點，數(shù)十年的粗放式發(fā)展讓安徽經(jīng)濟(jì)取得舉世矚目的成就，但這也導(dǎo)致了安徽資源消耗高，高碳排放的負(fù)面影響放大。在雙碳戰(zhàn)略的大背景下，安徽低碳建材生產(chǎn)和固廢資源高值化利用均面臨新的挑戰(zhàn)和重大機遇。
盡管成立僅兩年，安徽國礦卻依勢而起，抓住了發(fā)展先機，依靠自身強勢的核心技術(shù)競爭力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在消納固廢和降碳減排的最前沿，面對安徽嚴(yán)峻的高碳排放挑戰(zhàn)，或許安徽國礦能提交一份完美的答卷。
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