徐永模：一文讀懂水泥行業(yè)的前世今生

走在向環(huán)保功能轉型的大道上

——祝賀全國水泥窯協(xié)同處置創(chuàng)新發(fā)展大會的召開

徐永模

中國硅酸鹽學會 理事長

  為貫徹落實十九大關于生態(tài)文明建設的決策部署，推動水泥工業(yè)綠色、可持續(xù)發(fā)展，加快推進水泥窯協(xié)同處置廢棄物進程，為美化生態(tài)環(huán)境、實現綠色發(fā)展、建設美麗中國作出更大貢獻，中國建筑材料聯合會和中國水泥協(xié)會定于2017年12月23日在北京召開全國水泥窯協(xié)同處置創(chuàng)新發(fā)展大會。

  中國水泥工業(yè)從上世紀90年代完成引進消化吸收新型干法水泥技術之后，就開始進入提升和再創(chuàng)新的階段。進入新世紀以來，中國的新型干法水泥技術不斷發(fā)展，尤其在節(jié)能減排方面，走在了世界前列，例如中國自主研發(fā)的萬噸級水泥生產線、水泥窯純低溫余熱發(fā)電、水泥低氮燃燒和煙氣脫除氮氧化物（NOx）、以及水泥節(jié)能粉磨工藝裝備與陶瓷研磨體等系列中國特色技術的開發(fā)，都已在國內外被廣泛應用，極大地提升了中國水泥工業(yè)節(jié)能減排水平。但是，這些創(chuàng)新發(fā)展都可歸類于水泥工業(yè)在清潔生產、節(jié)能減排、提高資源利用效率方面“潔身自好”的努力。與之不同的是水泥窯協(xié)同處置技術的創(chuàng)新，其社會意義和環(huán)保意義是外在的，解決的是社會文明和環(huán)境保護問題，而這一點恰恰沒有得到社會應有認識和重視。即將召開的全國水泥窯協(xié)同處置創(chuàng)新發(fā)展大會，是水泥工業(yè)向環(huán)保功能產業(yè)轉型的重大宣示，是水泥企業(yè)勇于擔當生態(tài)環(huán)保責任的宣示，是水泥窯協(xié)同處置技術創(chuàng)新發(fā)展成就的展示，當然也是協(xié)同處置廢棄物為社會文明和生態(tài)環(huán)境保護所做貢獻的展示。值此創(chuàng)新發(fā)展大會召開之際，筆者根據自己十幾年在建材行業(yè)從事相關科技管理工作的體會，對我國水泥窯協(xié)同處置技術的環(huán)保功能及其發(fā)展和演變過程做一個簡要梳理，希望能有助于社會各界客觀公正了解利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物對社會文明、生態(tài)環(huán)保的重要意義，水泥窯協(xié)同處置對環(huán)境保護和相關產業(yè)發(fā)展所做出的突出貢獻，關心和支持中國水泥工業(yè)向環(huán)保功能產業(yè)轉型發(fā)展。

  水泥工業(yè)，想說愛你不容易

  長期以來，中國水泥工業(yè)被定格為“兩高一資”產業(yè)，即高能耗、高排放、資源型原材料產業(yè)。說起水泥，雖然承認不可或缺，因為社會發(fā)展和社會財富主要都是由水泥混凝土建筑物承載，但是又認為水泥是嚴重污染產業(yè)。其實，水泥產業(yè)低排放甚至超低排放的水平，隨著工藝和環(huán)保技術的進步、發(fā)展而提升。在很多人印象中污染環(huán)境的立窯、濕法窯等落后水泥工廠早已成過去時，不見蹤影。現在，所有見過中國現代化的新型干法水泥工廠的政府領導和社會人士沒有不感慨和贊嘆的。尤其在晚上，現代化水泥工廠壯觀的100多米高預熱器塔架和工業(yè)建筑群已成為當地的一道亮麗美景。到目前為止，若按行業(yè)，在海外受到國家領導視察最多的是中國設計建造的現代化水泥工廠，例如2008年和2010年期間，有三位國家領導人出訪時視察了中材國際在沙特建設的SCC、RCC水泥工廠和敘利亞巴迪亞水泥廠。這些在國外建設的水泥工程，不僅是中國的驕傲，更是項目所在國家的驕傲。習近平總書記2014年9月還親自參加了華新水泥在塔吉克斯坦投資建設水泥廠的簽字儀式。中國現代化水泥工程技術在節(jié)能、減排和環(huán)保方面的水平已得到包括發(fā)達國家在內的國際市場廣泛認可，市場占有率達60%以上。

  為實現綠色發(fā)展，水泥工業(yè)主動實施余熱發(fā)電、非選擇性催化還原（SNCR）和分級燃燒脫除氮氧化物（NOx）等節(jié)能減排清潔生產技術，水泥工業(yè)污染物排放國家標準一再提升。盡管如此，由于高溫窯爐存在CO2、NOx和粉塵等污染物的排放，在環(huán)保面前，水泥工業(yè)好像仍是灰頭土臉，抬不起頭來。目前，國內水泥工業(yè)面臨去產能和減排的雙重壓力，在大氣環(huán)境對工業(yè)排放敏感時期，環(huán)保部和工信部要求一些地區(qū)實施水泥工業(yè)“錯峰生產”，以減輕對霧霾產生的影響。這些問題容易導致社會對水泥工業(yè)在其他方面對環(huán)保的各種積極意義和貢獻的忽視或主觀地選擇取舍。

  水泥利廢：一個被輕視的環(huán)保功能

  如果只從經濟發(fā)展的角度看待國家鼓勵發(fā)展循環(huán)經濟的意義，在認識上就低估了利廢的意義。這也許是我國目前只有《循環(huán)經濟促進法》，而不是更有約束力的循環(huán)經濟法的原因。其實，發(fā)展循環(huán)經濟更現實更緊迫更重要的意義是環(huán)保。遺憾的是，我們許多社會管理者對垃圾圍城、垃圾成山、危害環(huán)境的問題缺乏緊迫感，非到出了像深圳垃圾堆場滑坡等重大社會災難問題才重視。

  在另一方面，對環(huán)保意義的輕視也來自業(yè)內。許多水泥企業(yè)的確存在著以利益驅動為主導的利廢行為，看到的或重視的只是利廢的經濟利益。這些企業(yè)家們的擔當意識沒有上升到承擔社會環(huán)保責任的高度，也沒有意識到具有環(huán)保功能的水泥產業(yè)對于社會生態(tài)文明和水泥產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略意義。從長遠看，這恰是水泥工業(yè)對于社會最重要的價值所在。但是，不容置疑的是，盡管企業(yè)存在趨利行為，不管利廢動機如何，水泥工業(yè)處置利用廢物客觀上都實現了對環(huán)境的保護。

  水泥工業(yè)綜合利用工業(yè)固體廢物的歷史悠久。有多少工業(yè)產業(yè)的固廢要依賴水泥工業(yè)和水泥制品產業(yè)安全處置和資源化綜合利用呢？實在太多，筆者無法作全面統(tǒng)計，尤其是各種工業(yè)過程產生的危險廢棄物，但是圖1中所列出的相關產業(yè)已足夠令人有一個大觀。據2010年的數據，水泥工業(yè)固廢利用已占全國固廢利用量的30%左右。一些業(yè)內外人士認為水泥工業(yè)利廢是理所當然，其實不然。水泥生產利用可燃廢物，最初是因為國家能源短缺時降低水泥產品生產能耗的需要。水泥熟料生產有著嚴格的生料化學組分設計、成分波動范圍和熟料產品質量控制要求，從系統(tǒng)穩(wěn)定生產和質量控制上來說，組分變化或波動較大、所含微量元素不同和濃度高低、廢物性能差異較大的各種工業(yè)固廢的利用，均會對水泥生產過程和產品質量帶來影響，需要通過研發(fā)，采取相應的技術措施加以協(xié)同和消除影響?？梢哉f，每一種廢棄物的利用都必須研發(fā)相應的控制技術，水泥工業(yè)的環(huán)保功能是建立在科技創(chuàng)新的基礎之上。

  協(xié)同處置廢物，為什么非你莫屬

  國內水泥工業(yè)處置廢物開始時，中文用的是“共處置”一詞，與其它產業(yè)用的“共處置”一樣來自同一英文詞co-processing的翻譯。筆者覺得這樣簡單的直譯或轉用不能反映利用新型干法水泥窯爐處置廢物的特點，因此一開始就建議用“協(xié)同處置”而不是“共處置”，現已被廣泛認可。理由很簡單，因為必須在水泥窯系統(tǒng)安全正常穩(wěn)定生產出合格產品和滿足各項環(huán)境指標控制要求的條件下，才能有效協(xié)同處置各類廢棄物（包括可處理的危險廢棄物），沒有水泥生產系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行、產品質量和環(huán)境安全控制的要求，也就沒有水泥窯協(xié)同處置各類廢棄物之說，這也是水泥窯爐協(xié)同處置各類廢棄物不同于其它高溫焚燒爐的特點。事實上，利用水泥窯爐處理各類廢棄物，在工藝上是一個協(xié)同的概念，并不意味著什么廢棄物都可接納協(xié)同處理，來者不拒；只有做到如下幾個方面的控制，滿足水泥正常生產工藝才能處置：

  （1）高溫焚燒后各種廢棄物灰燼化學組分，包括微量元素和干擾元素（鉀、鈉、硫、氯、磷）及其波動范圍得到控制，以滿足水泥熟料產品質量要求；

  （2）廢棄物所含對金屬和耐火材料具有較強腐蝕性的元素（如鹵族元素（氟、氯、溴、碘）、重金屬（鋅、鉛、鉻）等）必須得到控制，以確保生產設備的安全運行；

  （3）處置過程中，必須滿足各項環(huán)保指標控制要求，以確保不會生成影響環(huán)境的污染物。

  需要指出的是，水泥窯協(xié)同處置必須也只能依靠新型干法水泥生產工藝。為什么？這要從新型干法工藝技術的特點說起。

  現代新型干法水泥工藝的一大特點是高濃度堿性物料的預熱、預分解。在高達100米左右的塔架上，數噸水泥生料粉體自上而下，從一至五級旋風預熱器到達分解爐，在預熱器中與來自旋窯自下而上的熱煙氣進行熱交換，物料溫度逐漸升高，并被分解和活化。在這個過程中，生料粉體從常溫逐漸被加熱到850℃左右，因此，這個過程不僅是物理的氣固兩相傳熱過程，也是化學的反應傳質過程。生料中主要組分碳酸鈣（石灰石）粉體在700℃左右開始分解為氧化鈣（CaO）和二氧化碳（CO2），這種新生態(tài)納米級的氧化鈣活性非常高，對煙氣中所含氯離子、硫酸根等酸性離子的化學吸附性很強。如果煙氣中氯離子濃度過高，還可以采用旁路放風(在1000℃~1200℃條件下引出部分熱煙氣，并驟冷至180℃以下)的技術措施，降低煙氣中氯離子濃度。這種化學反應吸附中和了煙氣中的酸性組分，消除了二噁英生成的前驅體。新型干法水泥窯爐這些技術特點是垃圾焚燒爐或其它工業(yè)高溫窯爐所沒有的。

  例如垃圾焚燒爐，為了控制垃圾焚燒爐煙氣二噁英排放不超標，我國垃圾焚燒爐技術規(guī)程也要求采用堿性物質（例如氫氧化鈣粉）中和酸性煙氣組分，而不能只依靠干性活性炭粉的物理吸附?？梢源致员容^一下，目前承擔北京高安屯和魯家山兩大垃圾焚燒發(fā)電廠的飛灰無害化處置的琉璃河水泥廠年處理的飛灰量不過7萬噸左右，相當于這兩家工廠平均每天用200噸左右的氫氧化鈣中和酸性煙氣。根據有關資料，魯家山垃圾焚燒發(fā)電廠日處理生活垃圾3000噸，高安屯垃圾焚燒發(fā)電廠1800噸，這兩大垃圾焚燒廠日處理煙氣所用氫氧化鈣量與焚燒的生活垃圾量比例約為1:24，即1噸堿性物質要中和24噸垃圾焚燒產生的酸性煙氣。一條日產3000噸的熟料生產線，一般一天可處置500噸生活垃圾，中和酸性物質的粉體堿性物（氧化鈣占比按65%計算）與處置的生活垃圾比例為1:0.25。這種比較雖然粗略，但可以看到水泥生料預分解產生的如此大量堿性粉體對煙氣中酸性組分強大的化學吸附與中和能力，和垃圾焚燒爐工藝相比，處理煙氣酸性組分如同“殺雞用牛刀”。

  現代新型干法水泥的第二大優(yōu)勢是擁有溫度高達900℃左右的預分解爐和與之相連、長達60-90米長的水泥旋窯，窯內固相物料的溫度從窯尾900℃逐漸上升到熟料燒成帶1450℃,氣相溫度從窯頭燒成帶的1850℃~2200℃（火炬的溫度），到窯尾降至1100℃~1200℃，這遠比垃圾焚燒爐850℃左右的溫度要高，煙氣和物料在窯內高溫下滯留的時間相比在垃圾焚燒爐內長數倍。這種高溫下的長流程確保了各種廢棄（含部分危廢）物的徹底分解。這是目前環(huán)保部門確認多達37種危廢物(危廢種類多達50大類之多，37種僅是危廢中的一小部分)可被水泥窯協(xié)同處置的科學依據（見表一），也是垃圾焚燒爐所不具備的特殊能力。

  除此以外，水泥窯系統(tǒng)還有許多垃圾焚燒爐不具備的特點。特別突出的是，水泥窯協(xié)同處置是一站式終處置和資源綜合利用，不像垃圾焚燒爐二次產生飛灰這樣的危廢物以及需要二次處理的爐底渣。在協(xié)同處置中，可根據垃圾和廢物的物化特性（例如固態(tài)、液態(tài)、顆粒尺寸等）在窯頭、分解爐等部位或生料粉磨等過程中投入，水泥熟料燒成過程中對垃圾廢物中的無機組分，可吸收，可固溶，這也是包括垃圾焚燒爐在內的其它高溫窯爐所不具備的。在科學意義上，單位水泥熟料中能吸收和固溶多少危廢固相組分都有依據可計算。根據垃圾的化學組成可測算出一定產能的水泥窯系統(tǒng)每天能安全處置的危廢和生活垃圾數量上限。例如，日產5000噸熟料的窯爐系統(tǒng)，采用比較經濟的處理辦法，每天可處理的生活垃圾500-800噸，如果對垃圾進一步深化處理，將其水分進行有效控制，處置量還可以進一步提高。從經濟性來看，水泥窯系統(tǒng)處置廢物能力雖有較高的上限，但是不在乎量小，也不在垃圾熱值高低上“挑食”，在處理廢物種類和數量方面具有很強的靈活性和適應性。這與垃圾焚燒爐不僅對生活垃圾熱值品質要求較高，還需要生活垃圾供給量達到較大規(guī)模（例如每天300噸以上）才比較經濟的特點不同。從道德風險來看，由于協(xié)同處置必須在水泥正常工藝條件下進行，不能主觀改變，客觀上排除了一些垃圾焚燒爐企業(yè)曾出現的為降低成本“偷工減料”，造成二噁英等污染物超標排放的問題。

  其實，和其它高溫窯爐一樣，水泥窯協(xié)同處置的二噁英等污染物排放問題也是社會和環(huán)保部門高度關注和嚴格控制的問題。為從理論和實際上證明水泥窯協(xié)同處置的上述特點和優(yōu)勢，華新水泥、海螺水泥、中材國際（南京）等單位投入大量資金，與大學和第三方檢測機構合作，開展了實證性和理論研究，其中，僅對最受懷疑的二噁英排放濃度測定就投入數百萬人民幣。社會大眾有所不知的是，所有高溫窯爐二噁英排放濃度目前還不能在線實時監(jiān)測，取樣檢測一次非常昂貴，要花數萬元人民幣。廣州越堡水泥、溧陽天山水泥和華新水泥等企業(yè)的實測結果表明，在預分解爐內處置污泥和生活垃圾還可以形成還原氣氛，顯著降低氮氧化物排放濃度。這些研究和現場檢測驗證工作所取得的一系列理論成果和大量實際數據，確證了水泥窯協(xié)同處置的二噁英排放濃度比歐洲和我國的排放標準低數倍甚至一個數量級，氮氧化物排放濃度也顯著降低，為水泥窯協(xié)同處置危廢物、工業(yè)污染土、城市污泥和生活垃圾等固體廢物提供了可靠的科學依據。

  由此可見，水泥窯協(xié)同處置既不是萬能的，也不是隨便就能實現的功能，在技術上是非常有難度的。一旦通過技術創(chuàng)新滿足上述多方面的控制要求，其優(yōu)勢也是其它高溫窯爐處理廢棄物工藝無法比擬的。技術創(chuàng)新發(fā)展的實踐已經證明，利用水泥窯協(xié)同處理各類工業(yè)固廢、城市垃圾、污泥、污染土和部分危險廢棄物，無論在生產系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行和水泥熟料產品質量上，還是在資源利用和環(huán)境控制指標方面，均是可行的、安全的、可靠的，環(huán)保的，也是比較經濟合理的。

  處置工業(yè)危廢物，舍我其誰

  由于前已述及的水泥預熱、預分解和高溫旋窯系統(tǒng)的優(yōu)勢與特點，以及實際檢測結果，在溫度高達1600℃以上的長旋窯中開展安全無害化處置工業(yè)危廢物得到工業(yè)、環(huán)保等部門的積極支持和規(guī)范管理，2016年環(huán)保部發(fā)布了《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染防治技術政策》（2016年72號）。由于不同地區(qū)不同產業(yè)的危廢物特點不同，協(xié)同處置不同危廢物的技術具有個性化特點，不同企業(yè)的處置技術開發(fā)和通過環(huán)保認定許可的可處置的危廢物種類也有所不同。在國家公布的50類工業(yè)危廢物品中，筆者歸納的金隅水泥、華新水泥、海螺水泥三大企業(yè)已通過環(huán)保認定許可的可協(xié)同處置危廢物品已達37類。這是水泥工業(yè)對社會生態(tài)文明建設和相關工業(yè)產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要貢獻。試想一下之前媒體報道的那些因城市工業(yè)污染土造成的嚴重社會問題，如果這些危廢物不能被安全無害化最終處置，將會對社會產生多大的危害！由于金隅股份、華新水泥、海螺水泥、中材環(huán)保等企業(yè)在處置危廢物方面的技術與工程示范，水泥窯協(xié)同處置工業(yè)危廢物已成為北京、廣州、武漢、南京等特大型城市和許多工業(yè)城市不可或缺的環(huán)?；A設施和相關產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的支撐。

表一  已獲證水泥窯協(xié)同處置危廢物種類

注：按2008年版《國家危險廢物名錄》歸類。A：金隅集團，B：華新水泥，C：海螺水泥

  污泥處置，在競爭中展現優(yōu)勢

  在大規(guī)模的城市污水處理設施建設運行后，污泥處置成為污水處理的關鍵節(jié)點。在“十二五”期間，城市污泥處理成為國務院批準立項的國家重大科技項目水專項的課題。在眾多技術路線的競爭中，以天津水泥工業(yè)設計研究院（以下簡稱天津院）為項目負責單位的水泥窯協(xié)同處置污泥項目脫穎而出，獲得批準立項。由于這是國家管理層級最高的科研開發(fā)項目，說明政府和社會對水泥窯協(xié)同處置污泥給予厚望。在長達5年多的時間里，圍繞利用水泥窯協(xié)同處置污泥這一核心技術路線，各種污泥預處理技術競相出新。在工程實踐中，大規(guī)模和超大規(guī)模（日處理千噸級）處置污泥的技術獲得工程化突破并實現工業(yè)化運營。上海建材集團、天津院等單位率先突破污泥預脫水技術，采用一步法將污泥含水率降低到50-55%，在保證水泥熟料質量的前提下，提高了水泥窯協(xié)同處置污泥的能力、降低了處置污泥的能耗，進一步提高了水泥窯協(xié)同處置污泥的技術經濟競爭力。此外，由于城市污泥中難免存在有害組分，因此利用水泥窯協(xié)同處置和資源化利用污泥，從環(huán)保的意義上來說相較于其它方法具有明顯的優(yōu)勢。筆者參與并見證了該項目立項和技術創(chuàng)新發(fā)展過程。在政府主管部門中，國家發(fā)改委最先認可并鼓勵利用水泥窯協(xié)同處置污泥（國家發(fā)改委《“十二五”資源綜合利用指導意見》發(fā)改環(huán)資〔2011〕2919號），使得水泥窯協(xié)同處置污泥的創(chuàng)新發(fā)展獲得政策支持。和得到政府認可的其他污泥處置技術相比，由于在技術、環(huán)保和經濟方面顯著的競爭優(yōu)勢，水泥窯協(xié)同處置污泥已成為許多地方政府的首選。

  處置垃圾焚燒飛灰，形成“統(tǒng)一戰(zhàn)線”

  一直以來，在生活垃圾高溫處置技術選擇方面，對選擇垃圾焚燒或水泥窯協(xié)同處置存在爭議，但是支持垃圾焚燒者也承認的是，垃圾焚燒方案還存在另外的問題，一個規(guī)模經濟問題，一個是二次產生的垃圾焚燒飛灰和爐底灰渣的處置問題。垃圾焚燒飛灰是二噁英富集、被國家列為危廢物的物品。爐底渣，由于燃燒不充分也可能含有大量的污染物成分，如果處理不當仍存在著污染環(huán)境的問題。因此，垃圾焚燒一方面處置生活垃圾，一方面卻產生危險廢物和廢渣。從環(huán)保的意義上來說形成悖論，因此垃圾焚燒必須解決飛灰的安全無害化處置和爐底渣處理和利用問題。金隅琉璃河水泥廠自主開發(fā)垃圾焚燒飛灰安全無害化處置技術，在國家發(fā)改委和北京市發(fā)改委的支持下，不斷完善提升，終被北京市環(huán)保局認可，為北京市垃圾焚燒廠的飛灰處置提供了有效解決方案。最終，在生活垃圾處置方面兩個競爭性的產業(yè)形成了“統(tǒng)一戰(zhàn)線”，共同成為首都生態(tài)文明建設的環(huán)保基礎設施。類似地，金隅琉璃河水泥廠在工廠內建設的垃圾焚燒飛灰的預處理車間，也采用了全透明玻璃幕墻設計，向社會開放，有效地提升了工廠協(xié)同處置清潔生產形象。金隅琉璃河水泥廠垃圾焚燒飛灰的協(xié)同處置技術為全國垃圾焚燒廠和新型干法水泥廠和合作提供了樣板。

  處置生活垃圾，敢問路在何方

  盡管生活垃圾焚燒發(fā)電已先入為主進入國家政策，但是由于種種原因，推進并不順利，一直是政府和社會的疼點和難點。生活垃圾填埋形成“垃圾圍城”不行，采用垃圾焚燒又出現社會大眾非常敏感的二噁英排放問題。一些城市在垃圾焚燒廠選址方面成為問題焦點。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾能否作為一個政策選項，需要從科學上、技術上、環(huán)保上、經濟上、城市管理上以及市場機制等方面都需要回答的問題，這其中最大的困難是來自于有關方面對水泥窯協(xié)同處置技術的科學性、合理性的懷疑。

  奇怪的是，從國外引進的生活垃圾焚燒發(fā)電技術沒有受到質疑，而同樣是在發(fā)達國家廣泛采用的水泥窯協(xié)同處置技術在國內創(chuàng)新發(fā)展時，卻在科學性、合理性方面不斷受到種種質疑和懷疑，這是不是缺乏自信呢？這種懷疑和否定的確在很大程度上影響了中國水泥窯協(xié)同處置工程技術的創(chuàng)新發(fā)展，因為工程技術創(chuàng)新離不開工程項目的支持，每一個工程項目都是工程技術創(chuàng)新發(fā)展的一個支撐。

  實踐表明，在科學技術上和技術經濟方面證明水泥窯協(xié)同處置的先進性、經濟合理性并不難，真正難的是在市場競爭中處理好與先入為主、已得到政府認可和政策支持的垃圾焚燒產業(yè)之間的競爭關系。盡管生活垃圾焚燒不僅得到國家支持，中央政府還對垃圾焚燒發(fā)電上網電價給予補貼，減輕了地方政府的負擔，但地方政府還需要在土地、投資、環(huán)保、社會認可等方面承擔較大責任。在技術經濟方面，垃圾焚燒發(fā)電項目不僅投資很大，還受到規(guī)模經濟的限制。顯然，垃圾焚燒發(fā)電不可能完全適用于中小城市的生活垃圾處置，特別是今后，如果來一次“垃圾革命”，從制造到消費到回收利用，政府強制推進生活垃圾減量、分類、再利用，最后才是資源化處置利用，出現垃圾短缺、斷供的狀況是必然的。汶川地震后建設的建筑垃圾資源化利用工廠都已關門大吉就是先例。因此，在中小城市，生活垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的可持續(xù)性并不樂觀。

  為促進全社會對水泥窯協(xié)同處置廢物特點的認識，近年來，中國建筑材料聯合會、中國水泥協(xié)會不斷向政府主管部門提出支持水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的政策建議，全國人大代表和政協(xié)委員也不斷提出議案。在政府方面，貴州省政府敢于突破，2013年制定《貴州省推行水泥窯協(xié)同處置生活垃圾實施方案》，2014年5月，國家發(fā)改委等七部委發(fā)文《關于促進生產過程協(xié)同資源化處理城市及產業(yè)廢棄物工作的意見》，2014年11月全國政協(xié)召開“雙周座談會”，俞正聲主席親自主持水泥窯協(xié)同處置廢棄物的專題討論，有關方面都參加了會議，形成基本共識，即水泥窯協(xié)同處置生活垃圾雖然是與垃圾焚燒發(fā)電競爭的對手，也是對生活垃圾焚燒發(fā)電的補充（例如在不宜發(fā)展垃圾發(fā)電的城市和地區(qū)），更是垃圾焚燒發(fā)電的好幫手（處置垃圾焚燒飛灰）。在各個方面的努力下，2015年5月，工業(yè)和信息化部等六部委發(fā)文《關于開展水泥窯協(xié)同處理生活垃圾試點工作的通知》(工信廳聯節(jié)[2015]第28號)，進一步確定了6家企業(yè)為水泥窯協(xié)同處置生活垃圾試點單位。工信部還確定了貴州省為水泥窯協(xié)同處置生活垃圾省級試點單位，2016年11月在貴州召開了現場工作會議。

  從2010年至2017年，與水泥窯協(xié)同處置相關的國務院和部委發(fā)布的政策已達26項之多（表二）。這些直接和間接支持水泥窯協(xié)同處置的政策創(chuàng)新和政府主管部門的直接推動，加快了水泥窯協(xié)同處置的創(chuàng)新發(fā)展。但遺憾的是，水泥窯協(xié)同處置企業(yè)迄今仍然不能享受國家對生活垃圾處置的財政補貼。其實，在市場機制下，他們真正需要的是公平競爭環(huán)境。筆者相信，長風破浪會有時，不用多久，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾一定會成為政府不可或缺的好幫手。

  自主創(chuàng)新，打造中國特色中國樣板

  回顧過去，如果說中國發(fā)展新型干法水泥技術走的是一條全生產線引進、消化吸收、再創(chuàng)新提升的創(chuàng)新之路，那么在發(fā)展利用水泥窯協(xié)同處置廢物的技術，打造環(huán)保功能水泥產業(yè)方面，主要是依靠自主創(chuàng)新。這是因為中國的國情與國外不同。發(fā)達國家在經濟全球化進程中，已將主要的傳統(tǒng)工業(yè)轉移到工業(yè)不發(fā)達國家和地區(qū)，加之社會文化與管理等方面的差異，在城市污泥、生活垃圾、工業(yè)危廢物等主要廢棄物的種類和物化性質方面，中國與發(fā)達國家大不相同，因此不能簡單引進復制。別無選擇，中國只有走自主創(chuàng)新之路。在技術創(chuàng)新發(fā)展中，除了北京水泥廠引進意大利污泥間接干化裝備、海螺水泥引進日本流化床熱氣化爐、華潤水泥引進丹麥熱盤爐，以及生活垃圾破碎機等專項裝備外，水泥窯協(xié)同處置各種廢物的全產業(yè)鏈系統(tǒng)工藝技術創(chuàng)新和裝備開發(fā)與集成，都是自主創(chuàng)新的成果。中國經過30多年的改革開放，國家工業(yè)體系完備，相關技術裝備基礎條件不斷提升，為工程技術自主創(chuàng)新提供了支撐條件。

  2010年，中材集團天津水泥工業(yè)設計研究院與金隅北京水泥廠、廣州越堡水泥等一批企業(yè)合作，勇于擔當、敢為人先，開發(fā)出了具有自主知識產權的利用水泥窯余熱直接干化和間接干化污泥的工藝技術，并得到地方政府的認可和支持，成為水泥工業(yè)向環(huán)保功能產業(yè)發(fā)展的全國排頭兵和標桿企業(yè)。金隅集團響亮提出金隅水泥企業(yè)要做“城市凈化器、政府好幫手”，在安全化、無害化處置和資源化利用北京工業(yè)危廢物、下水污泥、工業(yè)污染土的安全無害化處置方面，做出了重要貢獻。金隅集團的創(chuàng)新發(fā)展受到政府和社會的高度關注和支持，國務院、國家發(fā)改委、環(huán)保部和北京市委市政府主要領導和主管部門先后視察了金隅北京水泥廠，筆者也曾陪同考察，見證了一些領導對水泥工業(yè)向環(huán)保功能產業(yè)轉型給予的肯定和贊揚。金隅集團的成功實踐為全國水泥行業(yè)的綠色發(fā)展和技術創(chuàng)新樹立了一個新的標桿，各地來參觀取經者絡繹不絕，極大地促進了科研開發(fā)單位和水泥企業(yè)發(fā)展水泥窯協(xié)同處置技術積極性。這個時期是中國水泥工業(yè)在綠色發(fā)展中從自發(fā)到自覺向環(huán)保功能產業(yè)轉型發(fā)展的一個轉折點。

  2013年，華新水泥（株洲）、中材國際（南京）與天山溧陽水泥、海螺水泥（銅陵）自主創(chuàng)新的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術被國家發(fā)改委批準為低碳發(fā)展全國試點示范項目。這三個企業(yè)的協(xié)同處置技術創(chuàng)新路線各有特點，適應了中國不同城市和區(qū)域生活垃圾的產生和管理特點。值得指出的是，在當時國家政策一邊倒支持生活垃圾焚燒的環(huán)境下，國家發(fā)改委敢于將這三個企業(yè)的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項目列入國家級低碳示范工程并予以財政補貼，體現了鼓勵創(chuàng)新、敢于擔當的精神。事實上，這些示范工程成就了中國水泥窯協(xié)同處置技術創(chuàng)新發(fā)展的一個里程碑。

  華新水泥在其株洲水泥廠示范線基礎上，又針對武漢中心城市日產2000多噸生活垃圾的問題，開發(fā)了大規(guī)模生態(tài)化預處置生活垃圾的技術體系。華新技術體系包括建設在武漢市陳家沖垃圾填埋場旁的大規(guī)模生態(tài)化預處理工廠，其處置能力已達到每天2000噸。從單一工廠處置量來說，創(chuàng)了世界紀錄。原生態(tài)垃圾在生態(tài)化預處理工廠內通過分選分類、破碎和生物干燥，成為工業(yè)化產品替代燃料（RDF）。在地方環(huán)保部門的理解支持下，華新水泥利用長江水系運送RDF，在武漢相鄰地區(qū)的華新水泥工廠配置協(xié)同處置能力，水泥廠替代燃料率高達到40%以上。華新水泥的技術路線為我國大中型城市圈大規(guī)模生態(tài)化集中預處置生活垃圾、利用周邊水泥工廠協(xié)同處置提供了可行的技術示范。

  南京水泥工業(yè)設計研究院和天山溧陽水泥采用在城市垃圾填埋場旁建立生活垃圾收集、分類、破碎預處理工廠，將處理后的生活垃圾送至該地區(qū)的水泥窯協(xié)同處置，該項技術的特點是保證區(qū)域內生活垃圾日產日清，垃圾填埋場僅作為生活垃圾的臨時儲存場地，以備水泥廠因各種原因暫時停產時儲存之需。地理空間上水泥廠與城市環(huán)衛(wèi)功能分離、不改變水泥工廠的產業(yè)外觀形象，一條日常5000噸熟料生產線能承擔城市生活垃圾日產生量在500噸左右的處置需求。

  海螺銅陵水泥從日本引進流化床熱氣化爐，采用在水泥工廠內一體化處置生活垃圾的技術路線，在水泥工廠內建設城市生活垃圾收儲和預處理車間，生活垃圾由城市環(huán)衛(wèi)部門直接送到廠內收儲車間，然后對生活垃圾進行分類、破碎，熱氣化處理與水泥窯爐生產線實現無縫對接，利用水泥燒成系統(tǒng)代替垃圾焚燒廠的尾氣凈化系統(tǒng)，形成了將熱氣化爐預處理生活垃圾與水泥窯協(xié)同處置一體化的中國版技術。

  2015年，華潤水泥采用丹麥史密斯公司熱盤爐技術，集成開發(fā)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術，針對廣西賓陽縣生活垃圾特性和熱盤爐技術特點，開發(fā)出適應不同品質生活垃圾的熱盤爐燃燒控制技術，并與水泥窯爐系統(tǒng)實現無縫對接，形成與熱盤爐燃燒特性相適應的生活垃圾剪切破碎、生物干化、擠壓脫水的預處理技術，成為中國又一個具有鮮明特色的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術體系。

  在這些具有示范性樣板工程建設基礎上，中國水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工程技術創(chuàng)新不斷發(fā)展，各種技術體系不斷完善提升，形成了具有自主知識產權、適應不同品質特性、不同數量規(guī)模大小、不同地方條件限制的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的多種技術體系。在國家水專項污泥處理課題和許多省市級技術研發(fā)項目的帶動下，協(xié)同處置技術創(chuàng)新成果不斷涌現，包括利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾系統(tǒng)集成技術、生活垃圾生態(tài)化前處理與水泥窯協(xié)同處置系統(tǒng)集成創(chuàng)新技術、水泥窯協(xié)同處置垃圾焚燒飛灰工程化技術、城市污泥深度脫水與水泥窯協(xié)同處置技術、水泥窯協(xié)同處置配套用耐火快速修補材料等。這些成果分別獲得各種獎勵，其中，華新水泥的水泥窯協(xié)同處置技術創(chuàng)新成果獲得2016年度國家科技進步二等獎，其它成果有的獲得中國建筑材料聯合會-中國硅酸鹽學會建筑材料科學技術獎，有的獲得所在省市的科學技術獎。海螺水泥的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術獲得2009年全球可再生能源領先技術“藍天獎”提名獎。

  中國水泥窯協(xié)同處置技術的創(chuàng)新成就和推廣應用，不僅在于為中國生態(tài)環(huán)境保護做出了重要貢獻，為中國經濟社會可持續(xù)發(fā)展提供了有力的支撐，也是對世界水泥工業(yè)協(xié)同處置技術發(fā)展的中國貢獻，為已經享譽世界的中國水泥工程技術和正在走向世界的中國水泥產業(yè)提供了新的核心競爭力，也為其他國家利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾、保護生態(tài)環(huán)境提供了中國設計、中國創(chuàng)造、中國樣板。

  走向新時代，向環(huán)保功能產業(yè)轉型

  其實早在上世紀末，中國引進消化吸收國際先進的新型干法技術取得突破之后，我國水泥工業(yè)的領導就開始關注國際水泥工業(yè)科技新的發(fā)展方向。2000年，國家建材局主管科技的蔣明麟副局長就組團到歐洲考察，調研發(fā)達國家水泥工業(yè)協(xié)同處置廢物的發(fā)展，筆者有幸擔任隨團翻譯。瑞士蘇黎世附近的一家以處理城市污泥、汽車廢舊輪胎和工業(yè)可燃廢物的水泥廠，由于其環(huán)保功能的定位，在政府環(huán)保政策的支持下實現了“負成本”運行，這給我們留下深刻印象。之后不久，時任國務院參事室副主任的蔣明麟參事，發(fā)表了《水泥工業(yè)處置和利用可燃廢棄物技術和政策研究》，指出不能單純從經濟利益上將處置廢物理解“變廢為寶”，“水泥行業(yè)要把處置和利用可燃性工業(yè)廢棄物作為本行業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路和產業(yè)結構調整的重要內容（《建材工業(yè)信息》2002年第11期）。蔣明麟及其他兩位參事上書國務院領導，提出了《關于利用水泥工業(yè)處置廢棄物的建議》（《國務院參事蔣明麟咨詢國是文稿匯編》），使得水泥工業(yè)協(xié)同處置廢棄物開始受到國務院領導的關注。中國建筑材料聯合會和中國水泥協(xié)會領導對水泥窯協(xié)同處置給予高度重視。2002年，筆者隨同原國家建材局局長，時任中國建材工業(yè)協(xié)會張人為會長考察臺灣臺泥花蓮工廠，調研水泥窯協(xié)同處置技術在臺灣的發(fā)展，2004年筆者又陪同張人為會長赴歐洲丹麥、德國、日本等國專題考察水泥窯協(xié)同處置生活垃圾技術的創(chuàng)新發(fā)展。之后，更多中國水泥協(xié)會、企業(yè)領導和技術專家組團出國考察水泥窯協(xié)同處置技術工作；國內有關會議、論壇和技術交流此起彼伏，行業(yè)內水泥窯協(xié)同處置城市污泥和生活垃圾技術的創(chuàng)新工作開始涌動，并逐漸形成熱潮。2012年下半年，中國建筑材料聯合會在喬龍德會長領導下，發(fā)起以趕超世界先進水平為目標的“第二代新型干法水泥技術”創(chuàng)新工作，將水泥窯協(xié)同處置技術創(chuàng)新納入其中。2013年國務院發(fā)布《國務院關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》（國發(fā)〔2013〕41號），“支持利用現有水泥窯無害化協(xié)同處置城市生活垃圾和產業(yè)廢棄物，進一步完善費用結算機制，協(xié)同處置生產線數量比重不低于10%?！钡?，中國新型干法水泥生產線多達1600余條，進行協(xié)同處置城市生活垃圾和產業(yè)廢棄物的生產線數量目前還沒有達到國務院的要求。

  回首發(fā)展歷程，可以看到，實際上每一個水泥窯協(xié)同處置項目的落地，都是通過技術創(chuàng)新和市場競爭的結果，尤其是生活垃圾處置項目。當前，中國水泥窯協(xié)同處置技術和項目的創(chuàng)新發(fā)展已進入快車道。隨著各種協(xié)同處置技術的不斷完善提升和示范工程增多，越來越多的地方政府選擇采用水泥窯協(xié)同處置城市污泥和生活垃圾，越來越多的工業(yè)危廢排放企業(yè)（包括生活垃圾焚燒企業(yè)）依靠水泥企業(yè)進行無害化處置，越來越多的環(huán)保專家參與水泥窯協(xié)同處置技術的創(chuàng)新發(fā)展，大勢所趨，真有“兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山”之感。

  展望新時代，由于中國社會主要矛盾的轉變，任何產業(yè)的發(fā)展都將受制于越來越嚴的環(huán)保法規(guī)、毫無妥協(xié)余地。因此，發(fā)展協(xié)同處置，向環(huán)保功能產業(yè)轉型發(fā)展，必將成為淘汰落后水泥、化解水泥產能過剩和產品同質化競爭的重要戰(zhàn)略舉措。可以預見，將來即使水泥企業(yè)處置生活垃圾仍不能公平享受生活垃圾焚燒企業(yè)得到的政府補助，水泥企業(yè)也將積極發(fā)展協(xié)同處置技術和業(yè)務，向環(huán)保功能產業(yè)轉型。從發(fā)達國家社會發(fā)展對水泥需求的演變規(guī)律來看，能否成為政府認可的環(huán)保功能產業(yè)將可能是許多水泥企業(yè)的生死線。

  走向新時代，綠水青山就是金山銀山，生態(tài)美麗就是生產力。由于水泥窯協(xié)同處置在投資、環(huán)保、社會影響方面，在技術先進性和多樣性、以及對處置包括生活垃圾在內的不同廢棄物種類、品質和數量的適應性等等，其競爭優(yōu)勢不可抗拒，地方政府會逐漸把利用水泥窯協(xié)同處置城市和工業(yè)廢棄物作為首選，水泥企業(yè)向環(huán)保功能產業(yè)轉型的愿景正在變?yōu)楝F實。在這方面，金隅集團又走在了全國水泥行業(yè)的前列。不久前，北京市根據中央批準的四個定位，將北京水泥廠、北京琉璃河水泥廠認定并更名為北水環(huán)保科技公司和北京琉水環(huán)?？萍脊?，負責處置北京城市污泥、工業(yè)危廢物、下水污泥和生活垃圾焚燒飛灰等各類廢棄物，成為城市環(huán)?；A設施?？梢哉f，只有這樣的水泥企業(yè)才可能真正成為基業(yè)長青、可持續(xù)發(fā)展的企業(yè)。

  走在新時代，不勝感慨。在過去的十五年中，筆者作為在中國建筑材料聯合會負責行業(yè)科技工作的專職副會長，在行業(yè)和企業(yè)層面參與了水泥窯協(xié)同處置技術的創(chuàng)新規(guī)劃、有關國家重大技術創(chuàng)新項目的爭取和實施、以及國家相關產業(yè)政策的建議和貫徹，親歷和見證了中國水泥窯協(xié)同處置技術發(fā)展從學習、借鑒、跨越到自主創(chuàng)新（因為不能模仿照搬），技術水平從低到高、中國特色和中國創(chuàng)造從無到有的過程，并且還在企業(yè)中零距離感受了在發(fā)展協(xié)同處置技術和環(huán)保產業(yè)中的戰(zhàn)略創(chuàng)新、責任擔當、堅忍不拔的企業(yè)家精神。為了創(chuàng)新發(fā)展中國水泥窯協(xié)同處置技術，這些企業(yè)持續(xù)投入大量資金，很多項目虧損經營多年仍矢志不渝，這才有了今天的成就。盡管技術創(chuàng)新無止境，現有技術仍然還有較多創(chuàng)新提升空間，筆者深信，中國水泥窯協(xié)同處置技術已完全具備國際競爭力，必將隨著中國水泥工程技術和水泥產業(yè)的國際化走向世界。沿著向環(huán)保功能轉型的大道前行，中國水泥工業(yè)一定會走得更遠更高，中國水泥工業(yè)由大變強的中國夢在新時代一定會很快實現。