粉煤灰市場調研報告
粉煤灰市場調研報告
粉煤灰市場調研報告
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粉煤灰市場調研報告1
前言
新常態下，受下游建築建材行業影響，我國粉煤灰綜合利用遭遇嚴峻挑戰，幾乎全國範圍內粉煤灰市場都出現了量價齊降的問題。與此同時，我國火力發電企業也面臨著最嚴格的環保標準，對粉煤灰的處理利用提出了更高的要求。本文基於國內經濟發展現狀和趨勢，對我國粉煤灰的生產和利用，進行一個簡要的總結、分析和預測。
1中國粉煤灰的產生及利用基本現狀
1.1粉煤灰產生量與利用量
電力行業是粉煤灰的產生大戶，從2002年起，我國火電裝機容量呈現出爆炸式增長，粉煤灰產生量也急劇增加。從2001年的1.54億噸增加到了2013年的5.8億噸，增加了3.1倍。不過從2013年到2014年，儘管燃煤（含煤矸石）發電裝機容量增長了近5000萬千瓦，但是粉煤灰產生量10年來首次出現負增長：
2014年粉煤灰產生量約5.78億噸，較2013年的5.80億噸略有降低。這主要是由於火力發電產能過剩，裝置利用小時數降低，燃煤發電量減少導致。同時，隨著利用技術的發展，我國粉煤灰的利用也取得了較好的成效，粉煤灰綜合利用率穩中有升，2014年粉煤灰綜合利用率突破70%。
2015年，我國燃煤（含煤矸石）發電量同比下降4.7%；2016年1-7月份，全國規模以上火電發電量又同比下降1.9%，可以估計2015年和2016年我國粉煤灰產生量較2014年將出現略微降低，但總體仍將維持在較高水平。
圖1、圖2分別是2007-2015年我國發電裝機容量和火電裝機容量情況和2007-2016年我國粉煤灰產生與利用情況。
資料表明，中等發達國家人均年電力消費在6000kW/h以上。目前中國人均用電量約4000kW/h，是發達國家的2/3左右，仍有較大的電力需求。考慮到環境等因素，未來國家計劃把新的電力需求增長主要寄託在水電、風電、核電、太陽能等可再生能源方面，而對於火力發電將會採取一定的限制政策。根據最新資料，2016年1-7月份，我國全國規模以上電廠發電量33121億千瓦時，同比增長2.0%，其中水電發電量同比增長13.2%，核電發電量同比增長24.5%，風電發電量同比增長26.1%，而火電發電量（佔總發電量的約74%）同比下降1.9%，這也證明了未來我國電力能源結構的發展趨勢。由此可以判斷，未來一段時期內，我國火力發電的主體地位不會改變，但是未來電力需要增長將主要靠發展水電、風電、核電等清潔能源來供應，粉煤灰產生量不會有大幅增加，但仍將維持在目前的較高水平。結合中國電力聯合會的預測，未來五年我國粉煤灰的產生量預計在5.6-6.1億噸/年。從長期來看，我國粉煤灰的產生量可能會呈現緩慢下降的趨勢。
1.2粉煤灰的利用途徑
我國粉煤灰主要應用於建材、道路工程、回填工程、農業、礦物提取等領域。在建材工業，粉煤灰主要用於水泥，商品混凝土以及粉煤灰磚、加氣混凝土製品等新型牆體材料的生產；在築路工程中，粉煤灰的主要利用形式是作為道路的路基，以及作為道路的路面混凝土摻合料。在農業中，粉煤灰主要用於土壤改良。粉煤灰在其他方面的潛在利用，包括粉煤灰提取氧化鋁和白炭黑、粉煤灰選鐵選碳等。我國粉煤灰在不用領域的利用情況見圖3。
2中國粉煤灰綜合利用的.主要問題
2.1粉煤灰產生量大
2015年，我國火電發電量佔總發電量的約73%，火電發電仍然是我國最主要的電力來源。因此，我國粉煤灰產生量仍將維持在較高水平，未來幾年產生量預計在5.6-6.1億噸/年，穩居世界第一。
2.2地區利用不均衡
中國粉煤灰存在著嚴重的地區分佈不均衡的問題。在東南沿海等發達地區以及一些大型城市，粉煤灰已經被完全資源化利用，甚至出現供不應求的局面，而山西、內蒙古、新疆等煤電產區，由於粉煤灰產生量大，而且消納能力有限，粉煤灰利用率很低。目前，未被綜合利用的1億多噸粉煤灰基本都集中在這些區域。如何更好地利用掉這些地區的粉煤灰，近年來一直是中國粉煤灰行業一個重要的且有待破解的難題！
2.3市場需求下降
受到下游建築及建材行業不景氣的影響，我國粉煤灰的市場需求大幅下降。根據亞洲粉煤灰協會和中國混凝土與水泥製品協會粉煤灰材料分會的調研情況來看，我國絕大部分地區粉煤灰市場都出現了量價齊降的局面，包括南京、上海等地區，粉煤灰供不應求的`情況沒有了，甚至在以往的銷售旺季，也有近1/3的粉煤灰銷售不掉。
2.4堆存粉煤灰缺乏科學處置
據估計，我國粉煤灰的歷史堆存量至少有25億噸，並且還在以每年約1.5億噸的速度增加。這些粉煤灰粉煤灰主要以幹排粉煤灰形式堆存在儲灰場（landfills）或溼排粉煤灰的形式儲存在灰壩（Ponds）中，且絕大部分集中在山西、內蒙古等煤電集中區域。這些歷史堆積的粉煤灰還缺乏科學有效的處置防護措施，對環境和人類健康存在嚴重威脅，無害化處置問題嚴重。
2.5迴圈流化床粉煤灰問題日益嚴重
迴圈流化床鍋爐技術是近十幾年來迅速發展起來的一項高效、低汙染的清潔燃燒新枝術，低等級煤和煤矸石發電大多采用迴圈流化床鍋爐。由於迴圈流化床鍋爐爐內溫度較低（約800-900℃），加之新增石灰石粉脫硫，產生的粉煤灰顆粒疏鬆團聚、需水量大、鈣含量高和成分複雜，應用過程中會造成製品安定性不穩定，假凝、開裂等一系列問題；因此，迴圈流化床粉煤灰的綜合利用一直存在較大困難。而迴圈流化床粉煤灰的產生量卻在不斷增加。以神華國華電力公司為例，據相關訊息，國華電力下屬電廠有一半的裝機是迴圈流化床鍋爐，加上迴圈流化床鍋爐比煤粉爐灰渣產生量大，其綜合利用問題日益嚴重。
3中國粉煤灰綜合利用的發展趨勢
建材行業是我國粉煤灰最主要的綜合利用領域，過去十年，得益於國家基礎設施投資和房地產行業的高速發展，建材工業的增長速度也一度保持在20%以上的水平，這也給我國粉煤灰的綜合利用提供了有利條件，極大地緩解了過去十年火電行業快速增長帶來的粉煤灰處置問題。但是隨著我國經濟發展進入新常態，也就是由高速增長轉為中高速增長，在國家宏觀經濟下行、有效需求乏力、出口市場萎縮等因素的作用下，加上結構升級緩慢等原因，建築業和基礎設施對水泥、混凝土等傳統建材的需求將進一步放緩，我國粉煤灰處理與利用將面臨著更加嚴峻的挑戰。
為此，未來我國粉煤灰綜合利用不能侷限於固守目前的應用結構和應用路線，而是應該朝著分級利用、面向產品深加工、進一步延伸產業鏈條方向發展。根據粉煤灰的物理、化學特點，開發生產高階、中端、低端等不同層次和用途的產品，實現粉煤灰的最大化開發和利用。綜合國內外的發展態勢，有幾個重要的發展方向值得我們關注。
（1）粉煤灰提取有價元素
粉煤灰中含有鋁、矽、鐵、碳等大宗元素外，還含有鎵、鍺等15種稀土貴金屬元素。利用粉煤灰為原料提取相關有價元素，是實現粉煤灰高附加值利用的重要途徑。目前，粉煤灰選碳和選鐵技術已比較成熟，分離提取氧化鋁、白炭黑、金屬鎵等技術也已取得重要進展，大唐國際在內蒙古利用托克托電廠的高鋁粉煤灰提取氧化鋁專案已經實現工業化生產，而且執行狀況良好。隨著該專案經濟性的不斷改善，發展前景相當廣闊。國外也有研究人員根據當地的粉煤灰特點在從事粉煤灰提取磷、鎂等元素的相關研究工作，包括美國杜克大學的粉煤灰提取稀土元素，都值得我們認真關注。
（2）粉煤灰生產建築建材產品
分離提取有用元素後，粉煤灰仍然可用於水泥、混凝土、預製構件、牆體材料等產品的生產。目前，粉煤灰已廣泛應用於水泥、混凝土、加氣混凝土製品等新型牆材的生產。未來，隨著建築節能、建築工業化、被動式建築等的推進，粉煤灰由於其優良的特性還將大量應用於裝飾混凝土、預製構件、建築部品、節能保溫板材等優質、長壽命的建築建材產品領域，不斷拓展新的高附加值產品鏈條。
（3）粉煤灰生產陶瓷磚、石油壓裂支撐劑等產品
隨著綜合利用技術的創新，粉煤灰越來越多地應用於生產陶瓷磚、石油壓裂支撐劑、功能填料等產品，附加值不斷提升，有效提升了粉煤灰產品的市場半徑，一定程度上突破了粉煤灰綜合利用的地域侷限性。
未來，在多領域拓展開發粉煤灰應用產品，包括節能環保的粉煤灰免燒陶粒和燒結陶粒，生產汙水處理過濾材料和建築節能的輕質高強混凝土製品等，都可以擴大粉煤灰市場和應用範圍，也是粉煤灰綜合利用的一大趨勢。
（4）粉煤灰築路、回填等
對於偏遠地區特別是煤電集中地區，粉煤灰的產生量大大超出市場需求量，不可能完全實現就地資源化利用。粉煤灰還應該側重於強化欠發達地區的基礎設施建設，譬如粉煤灰築路和蓋房、粉煤灰用於礦井塌陷區回填、粉煤灰無害化儲存等低端處置利用方式。一來可以緩解粉煤灰對環境的汙染問題，二來還能夠將粉煤灰作為一種資源儲存起來，作為未來的開發和應用原料。
4我國粉煤灰綜合利用的政策建議
雖然目前國家已有粉煤灰等廢物回收利用的鼓勵政策，但是未來粉煤灰的處理利用還需要更多的政策激勵。粉煤灰是一種優質的原料，可以生產很多優質、長壽命的建材產品和傳統建材的替代產品。因此，建議國家相關部門出臺具體的導向政策，支援傳統建材減量化，提高粉煤灰產品的市場份額，減少天然礦產資源的消耗。為了更好地實現綠色發展和可持續發展，既然粉煤灰能夠更好地滿足建設需求，那就應該毫不猶豫地減少傳統建材的生產，把更多的天然資源留給子孫後代！
5結語
未來一段時期內我國粉煤灰產生量還將維持在較高水平，不但西部欠發達地區將面臨更加嚴重的新老粉煤灰堆存和產能過剩問題，發達的東部地區也可能會有越來越多的地區面臨粉煤灰的深加工和綜合利用問題；總體形勢比較嚴峻。
但是，隨著國家環保政策的不斷嚴厲，以及行業和企業對粉煤灰的綜合利用的重視和技術不斷進步，未來我國粉煤灰資源的開發和利用渠道將不斷拓寬，東西部將根據各自資源的特點，充分發揮政策和技術的優勢，實現分級利用，深化加工和拓展應用領域、不斷擴大應用份額；我國的粉煤灰綜合利用的事業必將迎來一個更加美好的明天！
粉煤灰市場調研報告2
粉煤灰是火力發電廠的廢渣，數量很大。若處理不當，會造成大氣、水體汙染，世界各國都把粉煤灰的綜合利用列為國家環保、建材部門的大事。我國是世界生產粉煤灰最多的國家，也是受粉煤灰汙染最嚴重的國家。
粉煤灰是怎樣形成的呢？首先煤灰在鍋爐中燃燒後形成細灰，可被排出的煙氣攜帶，一般稱這種菸灰為“飛灰”，而粉煤灰是指被除塵器所收集的那部分飛灰。粉煤灰基本上是由低鐵玻璃珠、高鐵玻璃珠，多孔玻璃體和多孔碳粒等顆粒組成，玻璃體佔粉煤灰總量40%到80%。我國現在排放的大部分是低鈣粉煤灰。其中玻璃體含量較低，往往只有50%左右。而粉煤灰的品質主要取決於這些顆粒的大小及組合比例。早期，我國的粉煤灰利用率較低，但近幾年，國家政策的改革，使得粉煤灰利用率大大提高。一般可達到50%至60%之間。現在，粉煤灰已廣泛的用於建材、建工、化工、冶金等工業領域。有時，還用於造田，改良土壤等農業領域。本次實踐主要是參觀與瞭解粉煤灰在建材領域的應用。
首先，我們先來了解一下粉煤灰在混凝土領域的應用。隨著我國建築行業施工技術不斷提高，大體積混凝土被廣泛應用。大體積混凝土一般是指結構斷面最小尺寸大於80cm、水化熱引起混凝土內的最高溫度與環境溫度之差預計超過25攝氏度的混凝土。大體積混凝土施工的技術難度是：水泥水化熱放熱引起的混凝土內部溫升以及隨溫度差產生的溫度應力，最終造成混凝土開裂。而粉煤灰應用於大體積混凝土中，可以抑制大體積混凝土內部的溫升，從而減小內外溫差，控制大體積混凝土溫度裂縫的產生。那麼粉煤灰的摻入佔百份幾最能有效的提高混凝土的效能？據工廠技術人員介紹，隨粉煤灰摻量增加，混凝土的水化熱降低，摻量越大，降低越明顯。但是粉煤灰摻量的線性增加，並沒有引起水化熱的線性降低，而是比線性值更低，這是因為粉煤灰起到一定的擴散作用，分散了水泥顆粒，一定程度上減緩了水化反應，降低水熱化。粉煤灰在混凝土中摻量在60%以內，能明顯降低混凝土水熱化，但不宜超過60%，因為過多的粉煤灰會降低混凝土的強度。故以60%的摻量最為合適。
其次，我們還了解了粉煤灰在燒結磚中的應用。粉煤灰根據其顆粒大小不同，可分為ⅰ級灰，ⅱ級灰與ⅲ級灰，ⅰ級灰摻量的燒結磚比ⅱ、ⅲ在各項效能上高出許多。那麼摻量多少有助於提高燒結磚效能呢？有關資料給出了不同資料，有的人認為適宜的摻量為50%至60%，焙燒溫度為1000至1100攝氏度，當超過70%時，焙燒溫度應為1150攝氏度才比較適宜，但由於能耗大，不適宜投入生產。實際上高摻量的粉煤灰需要那麼高的焙燒溫度嗎？有試驗表明，高摻量的焙燒磚，燒成溫度在1000攝氏度左右有一定液相量生成，保溫1h磚的強度可達到50至98.5mpa，而國家的強度標準僅為10%至30%，故有人認為在工業生產中，當粉煤灰量達50%左右，磚的焙燒溫度低於1000攝氏度就可以滿足要求。除了摻雜量的影響，粉煤灰的各顆粒成分在燒結過程及磚的最終效能的形成中所發揮的作用亦有顯著的差異。故瞭解粉煤灰各顆粒成分的組成，對高摻量粉煤灰燒結磚的燒結特徵以及指導高摻量粉煤灰燒結磚的焙燒工藝操作有著重要作用。
相信，隨著對粉煤灰研究的不斷深入，粉煤灰的利用率將不斷地提高，從而減少對環境、水體的汙染，實現資源的再生化。