水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的奉獻(xiàn)
一、推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重大戰(zhàn)略意義
循環(huán)經(jīng)濟(jì)是運用生態(tài)學(xué)規(guī)律來指導(dǎo)人類社會經(jīng)濟(jì)活動，以資源和能源的最低消耗、最高效利用和最多的循環(huán)使用為核心，遵循其“減量化、再利用、再循環(huán)”原則，旨在實現(xiàn)以盡可能少的資源能源消耗和盡可能小的環(huán)境代價獲得盡可能大的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展效益。循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是要克服傳統(tǒng)的線性經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的弊端，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的循環(huán)型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，在獲得經(jīng)濟(jì)不斷增長的同時，始終保持人類和自然之間的生態(tài)平衡與和諧發(fā)展。
2006年6月，國家發(fā)改委正會同國家科技、財政、資源、金融、環(huán)保、建設(shè)、貿(mào)易、稅收質(zhì)檢等部門將研究起草《循環(huán)經(jīng)濟(jì)法》，著重于完善政策機(jī)制，推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，進(jìn)一步強化循環(huán)經(jīng)濟(jì)全面發(fā)展。這表明了政府對推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的高度重視和堅定決策，要制定一部具有指導(dǎo)性和可操作性的法律文件，強力推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，為把我國建設(shè)成一個節(jié)約、節(jié)能、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人與自然，可持續(xù)地和諧發(fā)展的社會而努力。
歷史和現(xiàn)實的經(jīng)驗教訓(xùn)是深刻甚至慘痛的，我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)上取得迅猛發(fā)展的同時必須吸取這些教訓(xùn)，引以為戒。我們一定要清醒地認(rèn)識到，只有發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，才是從根本上減輕環(huán)境污染，修復(fù)生態(tài)平衡的有效途徑；才是充分利用資源能源，緩解其緊缺的重要舉措；才是開發(fā)利用再生資源能源的根本出路；才是真正提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展實效的正確抉擇。此外，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的同時也是我國應(yīng)對某些新貿(mào)易保護(hù)主義或“綠色壁壘”的迫切需要。歸根到底，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是以人為本，以自然為源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)訴求。
總之，推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大戰(zhàn)略意義凸顯于其五大特征，即全局性、前瞻性、發(fā)展性、長期性和謀略性，對我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，具有提綱挈領(lǐng)之功，力拔千鈞之勢，影響深遠(yuǎn)，我們必須抓住機(jī)遇，強力推行之。
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二、水泥工業(yè)在推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位和作用
現(xiàn)代水泥工業(yè)是近代科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，也是社會物質(zhì)文明和經(jīng)濟(jì)增長的支撐之一。根據(jù)現(xiàn)今科技發(fā)展成果及其應(yīng)用趨勢來判斷，水泥在今后相當(dāng)長期內(nèi)（50～100年）仍是一種難以被替代的經(jīng)濟(jì)實用的大宗建筑材料[1]。
本文將針對我國PC窯水泥進(jìn)行探討，所有論述僅適用于PC窯水泥，與其他各種落后生產(chǎn)方式的水泥無關(guān)，特此聲明。
水泥工業(yè)作為現(xiàn)代重化工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)生態(tài)系統(tǒng)中的一員，因其生產(chǎn)工藝的固有特點，使其在推動全社會的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有較顯著的“鏈接”作用，處于較重要的促進(jìn)地位。因為，在先進(jìn)科技成果的工業(yè)實踐中，國際上業(yè)已證實：
首先，現(xiàn)代水泥工業(yè)本身已經(jīng)率先在重化工領(lǐng)域中實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)，在水泥的整個生命周期內(nèi)不會有廢料、廢渣的產(chǎn)生，沒有污水排放，廢氣中的粉塵以及各種有害物的含量均能符合當(dāng)今世界上最苛刻的排放極限（德國TA-Luft和17.Blmsch V標(biāo)準(zhǔn)）。2002年德國科技部、環(huán)保局和工業(yè)部已向世界通報，該國的水泥工業(yè)已率先步入了綠色工業(yè)和環(huán)境友好型工業(yè)的行列[2]。
其次，現(xiàn)代水泥工業(yè)在節(jié)約資源和能源方面不僅成效顯著——近10年單位能耗降低了20%以上，而且仍有很大潛力，前景看好。
第三，現(xiàn)代水泥工業(yè)具有獨特的利廢功能，可以協(xié)助全社會利用和消納各種廢料、廢渣和生活垃圾等，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。其一是水泥工業(yè)可以消納的廢物種類很多，適應(yīng)范圍廣。其二是其消納量頗大。其三是在消納廢物過程中對環(huán)境安全有充分保障，不會造成二次污染，一步到位，沒有隱患。其四是可以充分利用水泥生產(chǎn)工藝中的既有裝備（水泥窯、分解爐、燃燒器、磨機(jī)、收塵器等），僅須添置少量的有關(guān)廢物的處置設(shè)施，就可以發(fā)揮既生產(chǎn)水泥又妥善利用和消納廢物的雙重功能；比新建廢物焚燒廠更經(jīng)濟(jì)更安全[3]。
經(jīng)歷了近20年的工業(yè)實踐，現(xiàn)代水泥工業(yè)固有的特點及其獨特的功能現(xiàn)今已獲得國際上的一致公認(rèn)。有關(guān)的理念也正在我國廣為流傳，開始贏得了政府主管部門和企業(yè)界的認(rèn)同和支持。
對現(xiàn)代水泥工業(yè)的正確認(rèn)識及有關(guān)理念的創(chuàng)新與認(rèn)同，進(jìn)一步明確了水泥工業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)范疇中的定位及其作用。那就是：水泥企業(yè)在循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的自身“小循環(huán)”中已實現(xiàn)了清潔生產(chǎn)與環(huán)境友好。而且在與其他重化工行業(yè)鏈接，和多個產(chǎn)業(yè)之間也實現(xiàn)了互補、互用、互利等“中循環(huán)”，適用面廣，適應(yīng)性強。最終在全社會的循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的“大循環(huán)”中也做出了相應(yīng)的更大貢獻(xiàn)。我們應(yīng)該科學(xué)客觀地評估水泥工業(yè)在全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的地位和作用，夸大或無視水泥工業(yè)對我國推行循環(huán)經(jīng)濟(jì)時可能作出貢獻(xiàn)的程度都應(yīng)注意克服?？陀^地說，與其他重化工業(yè)相比，水泥工業(yè)對循環(huán)經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)應(yīng)該是效益較明顯，地位較重要的。但是把水泥工業(yè)說成是什么“萬能”的“利廢之王”顯然是缺乏科學(xué)根據(jù)的。循環(huán)經(jīng)濟(jì)必須依靠全社會各行各業(yè)、政府、企業(yè)與大眾共同的協(xié)作努力才能付諸實現(xiàn)。
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三、水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的戰(zhàn)略目標(biāo)及其實踐
水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)是筆者在20世紀(jì)90年代初期，實地調(diào)研分析了水泥工業(yè)先進(jìn)國家的可持續(xù)發(fā)展理念及其戰(zhàn)略策略方針，結(jié)合國際水泥工業(yè)科技發(fā)展和應(yīng)用的實踐經(jīng)驗，綜合歸納后于1996年提出的一個大膽的假想和奮斗目標(biāo)。其具體內(nèi)容如下[4]：
①水泥工業(yè)和生態(tài)環(huán)境和諧共存，水泥企業(yè)對其周圍生態(tài)環(huán)境完全實現(xiàn)零污染；
②創(chuàng)新水泥工藝和余熱回收技術(shù)，降低單位水泥電耗，提高單位熟料余熱發(fā)電量，實現(xiàn)水泥企業(yè)對外界電能的零消耗；
③水泥企業(yè)完全實現(xiàn)廢料、廢渣、廢水的零排放；
④降低單位熟料熱耗，開發(fā)利用各種替代燃料，實現(xiàn)熟料生產(chǎn)對天然礦物燃料（煤、油、天然氣）的零消耗；
⑤節(jié)約資源，擴(kuò)大利廢功能，消納各種廢物，減輕環(huán)境負(fù)荷，為全社會廢渣、廢料的負(fù)增長作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。
實際上，1995前后在一些發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水泥企業(yè)中，“四零一負(fù)”技術(shù)發(fā)展和工業(yè)實踐已顯端倪，取得了不同程度的成效。只不過其所實踐的“四零一負(fù)”的內(nèi)容是分別地分散在各個不同的水泥企業(yè)中，而且離真正達(dá)到零消耗還有相當(dāng)?shù)牟罹唷?996年筆者把這些零散的現(xiàn)象和苗頭匯總概括在一起，系統(tǒng)地提升到“四零一負(fù)”的高度，當(dāng)初真有點使許多國際專家、學(xué)者一驚。但是很快他們就認(rèn)同了這種提法，而且下意識地不斷付諸實踐與完善之中。
水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)的提出至今已有10年，在這10年內(nèi)國際和我國水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的工業(yè)實踐進(jìn)展如何，取得那些成果，離其最終目標(biāo)還有多少差距，茲將其有關(guān)情況與數(shù)據(jù)匯列于表1中，供參照。
從表1可以明顯地看出，水泥工業(yè)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念是完全吻合一致的；其內(nèi)涵就是先把水泥工業(yè)自身做好，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，最大限度地達(dá)到節(jié)約資源能源，不污染環(huán)境；之后充分地發(fā)揮水泥工業(yè)獨特的比較優(yōu)勢，盡可能多地綜合利用各種廢料、廢渣、垃圾等作為水泥生產(chǎn)的替代性原料、燃料、材料；為經(jīng)濟(jì)安全地利用消納全社會的廢棄物作出最大可能的貢獻(xiàn)，為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)揮更顯著的作用[5]。
以下將對表1中“四零一負(fù)”的進(jìn)展作一些必要的補充說明。
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表1 國際及我國水泥工業(yè)推行“四零一負(fù)”的進(jìn)展和預(yù)測
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“四零一負(fù)”
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國際平均先進(jìn)水平
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我國PC窯水泥*
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1995
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2006現(xiàn)今
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2015（預(yù)）
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1995
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2006
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1. 對周圍環(huán)境的零污染
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接近實現(xiàn)
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已實現(xiàn)
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完全實現(xiàn)
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大半實現(xiàn)
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基本實現(xiàn)
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德， 日， 美
|
德，日，美
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|
|
|
|
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粉塵排放（mg/Nm3）
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10-50，50，40-70
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10-50，50，40-70
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≤20
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150
|
50
|
|
|
NOX排放
|
200-800 未
560 定
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200-400，
560
|
≤200
|
未定
|
800
|
|
|
SO2排放
|
50-400 未
780 定
|
50-400，
780
|
≤100
|
未定
|
400
|
|
|
2. 對外界電能的零消耗
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實現(xiàn)近半
|
實現(xiàn)了大半
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基本實現(xiàn)
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只有補燃發(fā)電
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實現(xiàn)了一半
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熟料單位電耗（kwh/t）
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64-68
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52-56
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45-50
|
65-70
|
55-58
|
|
|
水泥綜合電耗
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105-115
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85-95
|
75-85
|
105-115
|
90-100
|
|
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噸熟料發(fā)電量
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32-35
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38-40
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＞50
|
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32-36
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可回收熟料電耗（%）
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50
|
72
|
100-110
|
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60
|
|
|
可回收水泥電耗
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30
|
43
|
60-70
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|
34
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3. 對廢料廢渣廢水的零排放
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已實現(xiàn)
|
完全實現(xiàn)
|
完全實現(xiàn)
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基本實現(xiàn)
|
已實現(xiàn)
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4. 對天然礦物燃料的零消耗
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開始推行
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實現(xiàn)了一半多
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接近全實現(xiàn)
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尚未推行
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試點推行
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德，日，美
|
德，日，美
|
|
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二次燃料替代率（%）
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15，0，5
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55-60，4，16
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85-95
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0
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接近0
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5. 對全社會廢棄物的負(fù)增長
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開始推行
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利廢較顯著
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利廢效益好
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混合材利
廢量大
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混合材利
廢量大
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資源利用及利廢功能
|
德，日，美
|
德，日，美
|
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|||
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資源產(chǎn)出利用率（%）
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100，100，100
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100，100，100
|
100
|
80
|
90
|
|
|
礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)率（%）
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30，30，25
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60，60，50
|
80
|
5
|
15
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|
二次原料利用量
（kg/t水泥）
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120，200，50
|
180，280，70
|
500
|
60
|
75
|
|
|
二次燃料利用量
（kg/t水泥）
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11，0，7
|
45，7，21
|
70
|
0
|
0.07
|
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廢料（混合材）摻入量
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150，90，60
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170，100，70
|
250
|
275
|
280
|
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噸水泥廢料利用量
（kg/t水泥）
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281，290，117
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395，387，161
|
820
|
335
|
355
|
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噸水泥綜合利廢率（%）
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12-30
|
16-40
|
60-70
|
23
|
30
|
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6. 單位水泥總CO2排放（kg/t）
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1050-1100
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860-920
|
650-750
|
950-1050△
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800-900△
|
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注：* 2000t/d以上的PC窯平均先進(jìn)值；△因我國水泥中混合材摻入量多，故該值已相應(yīng)減少了。
實際上，水泥企業(yè)對其周圍生態(tài)環(huán)境達(dá)到零污染的第一項目標(biāo)，德國在20世紀(jì)七十年代已經(jīng)開始了這項研究工作，經(jīng)歷了30年的對比監(jiān)測，得出了具有充分說服力的科學(xué)結(jié)論。2002年德國正式向世界宣布了該國水泥工業(yè)已實現(xiàn)了對其周圍生態(tài)環(huán)境的零污染。這在水泥工業(yè)發(fā)展史上是一項劃時代的成果。
我國PC窯水泥在達(dá)到零污染方面與國際先進(jìn)水平尚有一些差距，但差距并不大。
最近開始新建的美國Lee lsland 12000t/d水泥生產(chǎn)線對環(huán)保的承諾是，在政府批給該廠的4000英畝（1620公頃）原生態(tài)土地范圍內(nèi)，以及水泥廠的整個生命周期內(nèi)都不得發(fā)生任何有損環(huán)境或生態(tài)平衡的顯發(fā)事件和隱性跡象；此外，必需有2200英畝（890公頃）以上的整片土地始終保持其原生狀態(tài)，無論是地面上還是地下均不得動用。廢氣的排放限值為：粉塵＜20mg/Nm3，NOx＜200mg/Nm3，SO2＜50mg/Nm3。這一案例是第一次將水泥廠零污染的范圍給出了明確界限。這可能是美國新建水泥廠有關(guān)環(huán)保承諾的一種動向，顯然其保證零污染范圍更明確更擴(kuò)大了很多很多。（我國一條萬噸級生產(chǎn)線的廠區(qū)占地約35公頃。）不過這種動向即使在美國其普遍性如何尚有待觀察。
水泥廠對廢料、廢渣、廢水的零排放，國際上在上世紀(jì)90年代早已實現(xiàn)。記得1996年筆者在德國的Lagerdorf水泥廠考察時，其化驗室水管中放出的處理后循環(huán)水已達(dá)到飲用標(biāo)準(zhǔn)，遠(yuǎn)高于廢水零排放的要求。我國現(xiàn)今2500t/d以上的PC窯水泥廠多數(shù)能達(dá)到廢水零排放的目標(biāo)。
水泥廠對外界電能的零消耗，過去10年左右國際上也有較大進(jìn)展，噸熟料純低溫余熱的回收電能，從彌補熟料電耗的近50%上升到約72%，或從彌補水泥電耗的30%上升到約43%。預(yù)計到2015年前后，即10年以后，熟料生產(chǎn)就可實現(xiàn)對外界電能的零消耗了。
在這方面，我國PC窯水泥廠正處于快速發(fā)展之勢，純低溫余熱發(fā)電技術(shù)與裝備，今后5年中將會在250臺PC窯上推廣應(yīng)用，如此大量的工業(yè)實踐，必然導(dǎo)致該項技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新。筆者相信到2015年在電能的零消耗方面，我國PC窯水泥將與國際先進(jìn)水平并駕齊驅(qū)，雙雙實現(xiàn)熟料生產(chǎn)對外界電能的零消耗。
過去10年水泥工業(yè)對天然礦物燃料的零消耗方面，國際上的進(jìn)展很大，采用各種可燃廢料用作二次燃料的全國按熟料熱耗計的替代率大致由10%上升到50%；預(yù)計10年后（2015年）將達(dá)85-90%。這將是一項巨大的進(jìn)步。
而我國PC窯水泥在這方面的差距卻很大，二次燃料的替代率幾乎為零。因為水泥廠燒廢料或垃圾，確實是一項復(fù)雜的全社會性的系統(tǒng)工程。多年來少數(shù)水泥企業(yè)和設(shè)計院雖然做了不少工作，事實證明，單靠水泥工業(yè)本身，的確力不從心難以突破，可能最關(guān)鍵的還是需要中央與地方政府的政策引導(dǎo)和必要的財政投入，支持試點水泥企業(yè)切實地推進(jìn)這項工作。
在資源綜合利用與消納社會廢物方面，過去10年國際上一直做得較好，現(xiàn)在只是進(jìn)一步完善了，尤其是礦山復(fù)墾環(huán)境修復(fù)工程效果甚佳；而我國對此似乎尚未引起普遍認(rèn)知，需注意改進(jìn)。
應(yīng)該指出，在利廢方面我國水泥中的混合材摻入量特多。這種現(xiàn)象是“先進(jìn)”還是“弊端”，因具體情況之不同而異，難以一概而論。好在我國正在修改水泥標(biāo)準(zhǔn)，力求完善之。但是，我國應(yīng)向德國學(xué)習(xí)，多用二次燃料；向日本學(xué)習(xí)，多用二次原料，這是肯定無疑的。
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四、結(jié)語
如果說10多年前筆者提出水泥工業(yè)“四零一負(fù)”的假想時還只是一個輪廓性理念的話，經(jīng)過不懈的工業(yè)實踐的進(jìn)展與改進(jìn)，現(xiàn)今這一理念已經(jīng)變得相當(dāng)成熟清晰。國際上業(yè)已獲得的成果是，水泥工業(yè)對其周圍環(huán)境的零污染已實現(xiàn)；對外界電能的零消耗實現(xiàn)了大半；對廢料廢渣廢水的零排放已完全實現(xiàn)；對天然礦物的燃料的零消耗已實現(xiàn)一多半；噸水泥的利廢量已近400Kg，綜合利廢率達(dá)30%以上；單位水泥CO2排放900kg/t。筆者可以有把握的預(yù)測，10年以后（2015年前后），國際水泥工業(yè)將基本實現(xiàn)“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)；即達(dá)到對環(huán)境的零污染；對廢料、廢渣、廢水的零排放；生產(chǎn)熟料時對外界電能的零消耗，生產(chǎn)水泥時的綜合電耗降到25kwh/t以下；熟料燒成對天然礦物燃料的零消耗或?qū)嶋H標(biāo)煤耗不會超過15kg/t；制造水泥所需的原料有近50%、所需的燃料有80%以上、所需的摻入料（混合材）有近100%均為社會的各種廢棄物，噸水泥的利廢量達(dá)800kg，綜合利廢率達(dá)70%；單位水泥CO2排放約700kg/t。
屆時我國PC窯水泥除天然燃料零消耗這一目標(biāo)尚有一定差距外，其它各項都將與國際先進(jìn)水平處于同一條起跑線上。2020年我國水泥工業(yè)將全面達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的“四零一負(fù)”戰(zhàn)略目標(biāo)。
近年來，循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念在我國許多大型水泥集團(tuán)公司進(jìn)行了成功的實踐，例如金隅、萬安、亞泰、蒙西、海螺、三獅、山水等，成效卓越，效益顯著，對廣大水泥企業(yè)積極投入發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的行列發(fā)揮了重要的示范和促進(jìn)作用。今后在進(jìn)一步的推進(jìn)中必須結(jié)合我國的具體情況自主創(chuàng)新，走我國水泥工業(yè)自己的“四零一負(fù)”道路。當(dāng)然可以借鑒國際先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗，但是不必受其拘泥。因為國情不同，難以照搬。此外更重要的是，我國水泥工業(yè)無論在技術(shù)裝備和經(jīng)濟(jì)實力等方面現(xiàn)在已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)哪芰?，完全可以針對國情開發(fā)出最適宜的技術(shù)與裝備。至于燒廢料等課題，其是否能有效地形成相應(yīng)的工業(yè)規(guī)模，若干非技術(shù)性關(guān)鍵障礙的突破則較大程度上有賴于政府的全面策劃和引導(dǎo)，亟待政府出臺配套的舉措。
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