前言

  2017年，继续受建筑建材行业下行，水泥行业去产能，煤炭价格波动等因素影响，我国粉煤灰综合利用遭遇严峻挑战，几乎全国范围内粉煤灰市场都出现了量价齐降的问题。与此同时，2018年1月1日环境保护税法即将实施、新修订的国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596-2017发布，对粉煤灰的综合利用造成了巨大挑战。

  1 中国粉煤灰的产生情况

  火电行业是粉煤灰最主要的产生来源，据中国电力联合会数据显示，2017年1-6月份，全国规模以上电厂火电发电量22215亿千瓦时，同比增长7.1％，增速比上年同期提高10.2个百分点。根据2016年度中国粉煤灰行业发展报告，2016年中国粉煤灰产生量约为5.65亿吨，可以推测2017年中国粉煤灰产生量约为6.0亿吨，较2016年略有增长。

  2 中国粉煤灰综合利用的主要方向

  2.1 粉煤灰细磨

  粉煤灰细磨是提高粉煤灰用量和粉煤灰附加值的重要途径。通过磨细可以提高粉煤灰的活性，使其能够以更大掺量用于水泥、混凝土、墙材等建材产品中。磨细粉煤灰的市场价值也会相应提高。通常主要将二级粉煤灰和三级粉煤灰磨细至一级灰水平。

  目前，我国已有很多地方将粉煤灰进行超细粉磨，以提高其使用价值。超细粉煤灰比表面积一般为700-1000m²/kg，在425水泥中的掺加量可高达45%。也可以将粉煤灰磨细至比表面积2000m²/kg以上并改性后，用于替代炭黑或非金属矿粉用作橡胶、塑料等工业的填料。

  2.2 粉煤灰用于水泥生产

  水泥工业是最主要的粉煤灰利用途径。粉煤灰可替代粘土用作水泥原料，也可用作水泥混合材，其中粉煤灰用作水泥混合材应用较为普遍。一般粉煤灰在水泥中的掺加量为15%-30%，超细粉煤灰掺量更高。从全国范围看，除粉煤灰堆积严重的地区外一级粉煤灰市场价格在50-150元/吨，将粉煤灰生产出水泥后，由于水泥价格大大高于粉煤灰，从而可使粉煤灰附加值提高，市场半径扩大。

  2.3 粉煤灰用于混凝土生产

  粉煤灰可用作掺和料用于混凝土生产中。目前，粉煤灰已成为混凝土生产中不可或缺的重要组分之一。

  粉煤灰的应用不仅可以减少水泥用量，降低混凝土生产成本，而且可以改善混凝土的工作性能。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化发展，具有高耐久性、长寿命的高性能混凝土应用将越来越普遍。粉煤灰等工业废渣是制备高性能混凝土的关键，因此，利用粉煤灰生产高性能混凝土是粉煤灰综合利用的重要方向。

  2.4 粉煤灰生产新型墙材

  粉煤灰可作为蒸压砖、加气混凝土砌块和板材等新型墙材的主要原料。随着建筑节能、墙体材料革新工作的推进，这些比传统墙材更为节能更为环保的墙体材料产品必要会得到大力推崇和发展。在粉煤灰产生量大的地区，利用粉煤灰替代粘土等资源生产新型墙材产品是当下也是未来的发展方向。

  2.5 粉煤灰生产基础设施的预制构件利用

  粉煤灰直接生产预制构件，可以很好地解决生产水泥时早期强度低的问题。将粉煤灰制成管桩、涵管等市政工程材料，包括轨枕等道路工程材料，以及一些海洋工程材料等预制构件，一方面可以提高构件的强度、抗腐蚀性等使用性能，另一方面也大大提升了粉煤灰的价值，使其运输半径更大。

  2.6 粉煤灰生产建筑部品

  建筑工业化是将建筑的部分或全部构件在工厂预制完成，然后运输到施工现场，通过可靠的连接方式将构件组装，这样既能够提高生产效率，缩短建设周期，又能提高产品质量，减少资源能源消耗。目前，德国、日本等发达国家建筑工业化的程度已经非常高，建筑工业化是建筑业发展的必然趋势。利用粉煤灰生产屋面板、隔墙板等建筑部件，用于组合式住宅、集成建筑的建造，是未来粉煤灰应用的重要方向之一。

  2.7 粉煤灰用于被动房建设

  利用粉煤灰生产粉煤灰陶粒以及具有自保温性能的陶粒混凝土，进而用于被动式房屋等低能耗甚至零能耗建筑的建设，是未来粉煤灰综合利用的又一个重要方向。与普通建筑相比，被动式房屋和建筑可节省能耗高达90%以上。从2012年我国第一个被动房屋示范项目—秦皇岛“在水一方”项目开始，被动式房屋在我国得到迅速发展，各个地方和相关行业都在积极推进被动房的发展。充分利用粉煤灰的优良性能，将其用于被动房建设对于未来粉煤灰综合利用十分重要。

  2.8 粉煤灰提取有价元素

  粉煤灰中含有硅、铝、铁、碳、镓、锗等多种有用元素，利用粉煤灰为原料提取相关有价元素，是未来实现粉煤灰高附加值利用的重要途径。目前，粉煤灰选碳和选铁技术已比较成熟，分离提取氧化铝、白炭黑、金属镓等技术也已取得重要进展。国外也有研究人员根据当地的粉煤灰特点在从事粉煤灰提取磷、镁等元素的相关研究工作。提取有用元素后的粉煤灰还可以用于建材生产，进行综合利用，避免粉煤灰残渣形成二次污染。目前产业化应用方面，粉煤灰提取氧化铝仅大唐国际再生资源开发有限公司年产20万吨氧化铝生产线稳定运行。

  2.9 粉煤灰生产陶瓷砖、石油压裂支撑剂等产品

  2014年，我国第一条粉煤灰陶瓷砖生产线顺利投产并成功生产出了粉煤灰陶瓷砖产品。近来，我们也看到国内外陆续有相关企业实现了由粉煤灰向地板、家具、耐火材料、石油压裂支撑剂等产品的转化，进而实现了粉煤灰市场由区域市场向全国各地乃至海外市场的扩张。利用新技术生产陶瓷砖、石油压裂支撑剂等高附加值产品是粉煤灰特别是煤电产业粉煤灰综合利用的重要方向。

  2.10 粉煤灰用于道路工程

  粉煤灰是一种优良的道路工程材料。粉煤灰用于道路工程的主要形式包括作为轻质填料用于路堤回填，作为胶凝材料与石灰、碎石等材料行程稳定类道路基层，以粉煤灰混凝土形式用于道路路面等。现阶段，粉煤灰第二大应用领域便是道路工程，包括桥梁和涵洞等基础设施，仅次于建材行业。未来，道路工程依然是粉煤灰资源化利用的主力军之一。

  3 中国粉煤灰综合利用的主要问题

  3.1 环保税法颁布，粉煤灰处置利用压力大火电发电仍然是我国最主要的电力来源。因此，我国粉煤灰产生量仍将维持在较高水平，未来几年产生量预计在5.6-6.1亿吨/年，稳居世界第一。环境保护税法将于2018年1月1日正式实施，届时粉煤灰处置和利用不符合国家或地方环境保护标准的，将收取25元每吨的环保税，一方面将给粉煤灰产生单位带来巨大压力，另一方面也将督促粉煤灰的处置和综合利用。

  3.2 新国标修订，循环流化床粉煤灰利用难新修订的国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB/T 1596-2017，明确指出粉煤灰不包括循环流化床锅炉燃烧收集的粉末。近几年来循环流化床锅炉燃烧技术发展迅速，据不完全统计，循环流化床灰渣年排量已超过1亿吨，然而新国标的出台，循环流化床灰渣在水泥混凝土中的应用无标准可依，而水泥混凝土是主要的利用方向，综合利用比较困难，急需制定相关标准规范。

  3.3 地区利用不均衡中国粉煤灰存在着严重的地区分布不均衡的问题。在东南沿海等发达地区以及一些大型城市，粉煤灰已经被完全资源化利用，甚至出现供不应求的局面，而山西、内蒙古、新疆等煤电产区，由于粉煤灰产生量大，而且消纳能力有限，粉煤灰利用率很低。目前，未被综合利用的1亿多吨粉煤灰基本都集中在这些区域。如何更好地利用掉这些地区的粉煤灰，近年来一直是中国粉煤灰行业一个重要的且有待破解的难题！

  3.4 市场需求下降受到下游建筑及建材行业不景气的影响，我国粉煤灰的市场需求大幅下降。根据亚洲粉煤灰协会和 粉煤灰材料分会的调研情况来看，我国绝大部分地区粉煤灰市场都出现了量价齐降的局面，包括南京、上海等地区，粉煤灰供不应求的情况没有了，甚至在以往的销售旺季，也有近1/3的粉煤灰销售不掉。

  3.5 堆存粉煤灰缺乏科学处置据估计，我国粉煤灰的历史堆存量至少有25亿吨，并且还在以每年约1.5亿吨的速度增加。这些粉煤灰粉煤灰主要以干排粉煤灰形式堆存在储灰场（landfills）或湿排粉煤灰的形式储存在灰坝（Ponds）中，且绝大部分集中在山西、内蒙古等煤电集中区域。这些历史堆积的粉煤灰还缺乏科学有效的处置防护措施，对环境和人类健康存在严重威胁，无害化处置问题严重。

  4 结语

  未来一段时期内我国粉煤灰产生量还将维持在较高水平，不但西部欠发达地区将面临更加严重的新老粉煤灰堆存和产能过剩问题，发达的东部地区也可能会有越来越多的地区面临粉煤灰的深加工和综合利用问题；总体形势比较严峻。

  但是，随着国家环保政策的不断严厉，以及行业和企业对粉煤灰的综合利用的重视和技术不断进步，未来我国粉煤灰资源的开发和利用渠道将不断拓宽，东西部将根据各自资源的特点，充分发挥政策和技术的优势，实现分级利用，深化加工和拓展应用领域、不断扩大应用份额；我国的粉煤灰综合利用的事业必将迎来一个更加美好的明天！