利用水泥厂协同处置城市垃圾势在必行
——从日本生态水泥的教训说起
自1985年以来，我国为了处置城市垃圾已经先后在深圳、上海、天津、杭州、哈尔滨等大城市新建了20多座垃圾电厂，燃烧城市垃圾回收电能。每座垃圾电厂仅引进设备的费用平均就达5亿元，加上土建和国产附属设备等费用，共计高达6亿元以上。这些垃圾电厂日处理垃圾能力平均为400吨；在垃圾热值4200千焦/千克以上时，平均设计发电量为每天12.5万千瓦时。
按照“十一五”有关规划，2010年以前全国在建和拟建的垃圾电厂还有60座之多。虽然届时将会选用较多的国产设备，降低一些费用，但总投资至少需要250亿元以上。到那时，就算一切都顺利实现，每年处置垃圾能力总计还不到700万吨，仅占我国每年垃圾产生量的4%.同时新生30多万吨焚烧炉灰，还需要进行消除其二次污染隐患的再处置。这就是上世纪80年代日本处置城市垃圾技术路线的模式，花钱很多，后遗症不小。反之，如果我国采用德国的模式，以现有的水泥厂为首选，不需要新建垃圾焚烧炉，将垃圾送到水泥厂进行适当处理后，直接进入水泥窑燃烧，把垃圾兼用作部分替代燃料和原料，同时生产出符合国际通用标准的普通水泥（OPC）。这条技术路线已经被德国和欧洲诸国多年的实践证明，是处置城市垃圾最经济、最环保、总体效益最佳的解决方案。
笔者再次殷切地呼吁，国家主管部门集思广益、郑重决策，以免重蹈日本模式的覆辙。
换一个视角，反面的教训或许会使人感觉更深切清醒一些。那么就让我们从日本生态水泥的面世说起吧。
日本生态水泥的面世及其在我国的反响2001年4月，日本一家新成立的组织叫原生态水泥株式会社，该株式会社在日本太平洋水泥公司多年协助及共同研发下，一条名为“生态水泥厂”的生产线在日本千叶县投产。该厂每年能消纳6.2万吨垃圾焚烧炉灰和3万吨工业废弃物，最大产能为年产生态水泥11万吨。这种水泥生产技术解决了困惑日本多年的垃圾焚烧炉灰的处置问题，也为减少遍及全国的垃圾焚烧炉灰对生态环境的二次污染问题找到了一个途径，那就是设法将其用作水泥原料的主要组分来生产水泥。但因垃圾焚烧炉灰中含氯、苯及各种重金属元素等有害成分很高，尽管在此项生产技术中对其增设了浸洗、烘干、均化等工序，并且在水泥窑尾还采取了大量旁路放风以及废气脱硫、脱氮、清除二恶英的净化等工序，最后还加设了从水泥窑灰中回收有关重金属的设施；但是，其生产出来的水泥与日本现有的水泥标准仍有差异。所以必须给它另行命名，因而严格地讲，在2002年以前只能是非正式地称其为“生态水泥”。
从2002年开始，有关日本千叶县生态水泥厂投产，用大配比的垃圾焚烧炉灰渣替代主要原料来生产生态水泥的信息陆续传来我国。那时正值我国水泥工业对生态环境保护意识的觉醒和发展，于是，生态水泥这个词汇逐渐在我国广为流行，延续到今天已经成为我国水泥界最时髦的词汇之一。有人自告奋勇给生态水泥下定义，有人提倡我国也要发展生态水泥，有人称道赞扬生态水泥，还有人拿生态水泥给自己的产品贴金。一时间把生态水泥这个词汇捧得好不热闹，至今仍热度不减。如果我们只是泛泛地讲要将全社会的各种废弃物资源化，实现减量化、再利用、再循环的3R原则，把促进循环经济提到一个虚拟的生态水泥的话，这或许可以理解为一种理想，不需要当真。假如有人真把日本那种具体的生态水泥作为先进技术的话，那就很需要澄清真相了。
从日本生态水泥中应吸取的教训和经验实际上，日本生态水泥是一个特定社会历史条件下的产物，可以说是日本上世纪80~90年代在处置城市生活垃圾技术路线抉择重大失误后酿成的苦果。日本全国人口约1.27亿，每年产生工业废弃物4亿吨，居民生活垃圾5000万吨。因土地有限，除循环利用一部分以外，对所有废弃物和垃圾都必须立即实施减量化（主要是焚烧），体积和重量都缩减到原始状态的1/20左右，再进行填埋处置。
为及时处置每年近5000万吨的居民生活垃圾，1~2年内，日本全国就匆忙新建了2000多台垃圾焚烧炉，平均每台炉日处理垃圾约100吨。虽然当时是解决了垃圾的大幅减量问题，又回收了一部分电（热）能源。然而，10年以后，也就是在1995年前后，因焚烧炉灰有害成分含量很高及填埋后难以避免的渗漏，使其二次污染的隐患日益凸显，迫使日本必须尽快设法解决每年200多万吨焚烧炉灰的再处置问题，几经周折最后还是转回到水泥工业寻求出路。于是花了很大力气，采用了诸多繁杂工序，总算开发出了一条“千叶”型的生态水泥生产线。
2001年9月，虽然这种生态水泥的生产技术被日本经济产业省认定为“生态乐园技术”。但是，它仅具有年处理焚烧炉灰6.2万吨的能力，距离每年200多万吨的焚烧炉灰产生量相去甚远。于是，在2002~2006年间又相继新建了4个年产生态水泥10万~20万吨的水泥厂。这4个水泥厂全部建成投产以后，每年处置焚烧炉灰的能力也只有50万吨左右。那么每年还有150万吨以上的焚烧炉灰仍需要填埋，加之建造生态水泥厂的投资比常规水泥厂的投资要多1倍，所以，必须再寻找其他更好的解决办法。直到2004年，日本才找到或认识到了另外两条出路，一条是把焚烧炉灰送到常规水泥厂，在水泥厂设置一套较简单的浸洗工序，将浸洗后的焚烧炉灰适量地掺入生料中用作水泥原料，其配比不一定要达到50%以上，按现有的JISR5210标准生产普通水泥，水泥窑尾废气是否需要增设再净化装置，视具体情况可由各水泥厂自定，这样还能用得上已有的2000多台垃圾焚烧炉的功能。另一条就是采用国际上，特别是德国和北欧诸国业已成熟的常规水泥厂直接接受垃圾，经筛分、发酵、除臭或成型后送入窑内燃烧的技术，将居民垃圾适量替代原料和燃料，生产国际通用标准的普通水泥，这样就不需要垃圾焚烧炉了，日本称为AK系统。
欧洲水泥工业大量成功的实践已充分表明，利用现有水泥厂处理城市垃圾是最环保、最经济、最有效的技术路线；反之，像日本那样的教训也沉痛地证实了先用焚烧炉烧垃圾，再建工艺技术复杂的生态水泥厂来处置焚烧炉灰的技术路线是很不经济、不可取的。很明显，日本为这条曲折的道路已付出了惨痛的代价，2000多台垃圾焚烧炉浪费了大量资金，还要背负着200多万吨焚烧炉灰的再处置重担。自作自受，只有给这个苦果取一个好听的名字聊以自慰了！所以，我国应该吸取其教训，完全没有必要去提倡或称道这样的生态水泥。
应该强调指出，日本毕竟是一个科技先进、机制成熟规范的发达国家。所以命名一个所谓的生态水泥必须是严肃地、科学地、经过国家级的申报审批程序才能获得正式认可，才可以在工程实践中使用，才能得以在市场上销售的。为此，日本有关方面在开发研制生态水泥的同时做了许多相应的试验研究工作，使生态水泥在技术规范、标准、法规等方面的合法命名与认可具备了坚实的基础。这一点很值得我国水泥界认真学习和提倡。类似我国这样，好像是谁都可以随便命名一种“新”水泥的情况在日本是绝对不允许出现的。
在日本，有关生态水泥方面的建树主要有：1.2002年6月，日本工业标准委员会颁布了生态水泥标准JISR5214，其中规定采用垃圾焚烧炉灰为主要原料，配比为50%左右，其生产的生态水泥的各项指标和性能虽与普通OPC水泥（JISR5210标准）比较近似，但是属于另一类型，因而必须另行命名，另订标准。2.2003年12月，日本工业标准批准了生态水泥用于预拌混凝土的标准JISA5308.3.2004年3月日本政府颁布的《促进绿色采购法》审批同意将生态水泥列入采购目录中。4.2004年3月，日本工业标准批准了生态水泥用于预浇筑混凝土制品的标准JISA5364.5.此外还有生态水泥厂的污染物允许排入标准等等一系列的有关法规。可以看出，要搞出一个新命名的水泥或无机胶凝材料，必须进行较长时间工程实践的检验和诸多艰苦细致、具体科学试验的验证，通过国家级一系列的审批，获得各种相关法规性文件后才可以进入销售市场。任何不具备必要的法规性批文的“新产品”，尤其是涉及新品种水泥命名的产品，一律不准进行任何形式的商业性宣传和推销。不像我国似乎是谁都可以随便登广告搞促销。在遵守法规、诚信经营、履行职业道德等方面，日本水泥界就生态水泥的案例给我国提供了一个范例，值得我们好好学习，希望那些对生态水泥这块招牌感兴趣的个人和企业能吸取经验。因为我国的法规也是同样的，即任何个人或企业都无权自行命名或定义任何一种“新水泥”，既使你是该新水泥的发明人，也必须先向国家专门机构提出申请，经审查批准后由专门机构予以颁布实施。
关于处置我国城市垃圾的看法和建议利用我国现有的400多条日产熟料2000吨以上大中型新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾和可燃废料，无论在理论上还是实践中，无论在经济上还是技术上，无论在环保方面还是循环经济方面，都比新建垃圾焚烧炉回收电（热）能量的方案优越得多。
我国已有的20座垃圾电厂的实际运行情况表明，运行成本很高，往往因垃圾来源及其热值难以保证稳定，加之“洋设备”对我国的垃圾“水土不服”，时开时停，实际运行表现欠佳，非但发电量远低于设计值，而且还因废气经常频繁地波动在二恶英最易于生成的温度区段（360℃~820℃），对厂区周围的环境安全也有不良影响。国家环保总局2007年6月紧急叫停北京六里屯垃圾焚烧项目，就是一个实例。
除了个别客观条件较好、管理操作水平较高的垃圾电厂以外，多数厂的运行情况及其经济效益都不尽如人意，国家的投资效益和实际环保效益都不理想，还不如拿这些钱，或者是其中的一部分投入到现有水泥厂的垃圾预处理系统上，直接就把垃圾烧掉，没有炉灰的二次污染隐患，重金属也都被固定在熟料的结晶构造中，水泥窑中持续1450℃的高温又能确保二恶英的彻底分解烧尽，等等。这的确是一个又好又快、技术把握性较大、可望从根本上解决城市垃圾协同处置的路线和办法。
为了更全面、重点地说明问题，我们不妨假设两种情况，一个是新建一座日处理量1000吨的垃圾电厂，另一个是新建一座日产熟料5000吨的水泥厂，比较一下两者在处理垃圾和技术经济效益方面的优劣情况，详见下表所列。
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水泥厂协同焚烧垃圾与新建垃圾发电厂的投资及效益对比
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通过对比，这两个方案的优缺点可以一目了然，其中有些数据不一定很准确，但是从总体上足以给我们一个明确清晰的判断。更何况还可以充分利用现有分布在全国各地的数百家日产熟料2000吨以上的新型干法水泥厂，不必都新建水泥厂，效益又好又快。
利用水泥窑协同处置，既烧各种可燃废弃物和垃圾，同时又生产出符合国家标准的水泥熟料，水泥界已经呼吁了很多年，并且在技术、装备等各方面都进行了比较充分的准备。但是，没有国家或省、市政府的支持和引导，水泥工业自身实在是力不从心，难以推进这样一个带有全社会性质的庞杂的系统工程。例如，准备了多年，一直盼望着在北京水泥厂和安徽铜陵水泥厂烧大量可燃废料和垃圾的长期工业生产试验，因各种协调关系的不够到位而只能旷日以待。没有工程实践的机会，又谈何改进、完善与创新。
当然，我国正在自主开发各种垃圾发电的技术装备，垃圾电厂的投资已有较大降低，垃圾的数量和质量也可以设法使之趋于稳定，发电运转水平也在逐渐提高。所以，我们并非完全排斥采用垃圾发电厂处置垃圾的方案，只是再次提醒主管部门不要舍近求远，舍简取繁。建议在评价水泥厂协同处置可燃废料和垃圾的方案时，要全面科学地权衡和抉择，适当地兼容并举，促使其在不同的具体情况下发挥各自的优势。相信实际情况也绝不可能发展成某一方案一统天下的局面。物极必反，日本的教训就是前车之鉴。
根据笔者分析，谨此建议：我国现阶段应该对水泥厂协同处置可燃废料和垃圾的方案予以适当的优先考虑为宜。再次强烈呼吁国家发改委、国家环保总局和各省、市政府全面权衡和抉择。因为我国众多的新型干法水泥窑，在技术装备上已经具有这样的能力，可以协同解决全社会可燃废料和城市垃圾处置的难题。
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