新背景下建筑垃圾处理产业发展思考与探讨

2024-09-19 10:35

来源：《CE碳科技》微信公众号

作者：中城环境李欣、郝粼波、杨柳、王莉

李欣：现就职于中城环境第三事业部，助理工程师，聚焦建筑垃圾资源化利用方面技术研究。

建筑垃圾是工程渣土、工程泥浆、工程垃圾、拆除垃圾和装修垃圾等的总称。工程渣土指各类建（构）筑物及管网等基础开挖过程中产生的弃土，根据成分类别及成分，渣土资源化利用的产品多用于路基土及烧结砖等；工程泥浆是指钻孔桩基施工、地下连续墙施工、泥水盾构施工、水平定向钻及泥水顶管等施工产生的泥浆，其含水率较高，目前的资源化产品主要以绿化土为主；工程垃圾和拆除垃圾分别是指各类建（构）筑物等建设过程中、拆除过程中产生的弃料，二者多采用就地处置或集中处置的方式；装修垃圾指的是装饰装修房屋过程中产生的废弃物，资源化产品主要有再生骨料和再生砖砌块等。

随着我国新型城镇化建设的不断推进，建筑垃圾产量逐年增高，预计在 2026 年突破 40 亿吨，当前我国建筑垃圾综合利用水平远远低于国外发达国家。《“十四五”循环经济发展规划》提出：到 2025 年，建筑垃圾综合利用率达到 60%，因建筑垃圾的不合理处置及副产品的生成引起的生态环境受损现象，已经成为当今社会亟待解决的问题。

近年我国稳步推进产业架构改革，深化能源结构调整，大力发展可再生能源，走绿色环保可持续发展之路，我国也明确提出 2030 年“碳达峰”与 2060 年“碳中和”目标，“双碳” 目标的提出加速了建筑垃圾处理产业绿色低碳转型，引导绿色技术创新。

科学合理的进行建筑垃圾资源化利用，可有效缓解垃圾围城的难题，是最理想的环保途径，对国家发展和民生福祉至关重要，因此合理处置建筑垃圾及资源化利用已经成为我国建筑行业发展的重要课题，在我国循环经济发展中有着举足轻重的地位，有助于实现我国的“双碳” 目标。

一、建筑垃圾处理产业分析

01、产业政策

我国的基础建设规模在全球排名靠前，建筑垃圾的无序堆放处理，对生态环境造成的压力持续增加。建筑垃圾的复杂成分使其具备的潜在资源价值很少被重视，其分类处理具有较大难度，与当前倡导的绿色化、低碳化等发展理念相违背，特别是在“双碳”目标实施的背景下，我国基于绿色建造大力支持并推动建筑垃圾处理行业发展，经过长期实践目前已初步取得成效。

近些年，我国针对建筑垃圾处理陆续发布了许多政策，如表 1 所示。2015 年《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》要求，按照减量化、再利用、资源化的原则，完善再生资源回收体系，推进建筑垃圾资源化利用，全面促进资源节约循环高效使用。2019 年《“无废城市”建设试点工作方案》的提出，为我国建筑垃圾处理行业的管理监督和发展提供了新的思路。2021 年《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》要求鼓励建筑垃圾再生骨料及制品的应用，明确指出 2025 年新增大宗固废综合利用率要达到 60%。2022 年国务院办公厅转发的《国家发展改革委等部门关于加快推进城镇环境基础设施建设指导意见的通知》，着重强调要加强建筑垃圾处理过程的精细化分类及应用，提高再生建材的产品质量，扩大产品使用范围，规范建筑垃圾处理的各个流程监管。

表 1 我国建筑垃圾处理行业相关部分政策

各省市为了响应国家号召，也积极出台相关政策法规推动建筑垃圾处理行业的发展，见表 2。2022 年，天津市发布的碳达峰实施方案指出推动建材等行业碳达峰，推进产业园区低碳循环发展；健全资源循环利用体系，加强再生资源综合利用行业规范管理和资源再生产品推广应用，推动建筑垃圾等大宗固废大掺量、规模化、高值化利用。海南省发布的方案要求到 2024 年，全省建筑垃圾安全处置率达到 100%，综合利用率与资源化利用率达到 80%以上。河北省发布的措施要求加大再生产品的应用，房屋建筑工程中的比例不低于 10%；市政基础设施工程中的比例不低于 20%；公路工程和预拌混凝土企业优先使用建筑垃圾再生粗、细骨料。

表 2 部分省市建筑垃圾处理行业相关政策

02、产业技术

国外于 20 世纪 60 年代，就开始对绿色建造领域进行探索研究，主要针对于整个建筑生命期内废弃物的回收，以减少建筑垃圾乱丢放对人类健康造成的伤害，各国通过不同举措推动对建筑废弃物的资源化利用，降低不可再生能源的消耗。日本大部分地区的建筑垃圾资源化率基本达到 99% 以上，其主要从源头减量和资源化利用来减少建筑废弃物。美国的建筑垃圾资源化率已经超过 95%，其中建筑垃圾的 75% 做成再生产品使用，主要靠政府制订相关政策来监管鼓励。德国具有先进的建筑垃圾处理技术及其完善的产业链，其源头控制—过程减量—循环利用的建筑垃圾处理模式，处于世界领先水平，德国目前已基本实现建筑垃圾源头减量和循环利用。

图 1 德国某厂商 20 世纪建筑垃圾处理设备

国外学者 M Sawazaki 等研究了使用石膏板、扇贝壳对建筑垃圾进行固化，研究发现建筑垃圾可以通过固化进行资源化利用。K Balakrishnan 等使用钡作为固体碱催化剂改良建筑废石，研究发现改良方法可以有效实现建筑垃圾资源化利用。K Tamanna 等研究废灰作为水泥或骨料的替代材料，结论说明材料各性能可靠，可以实现废灰的利用。

我国对建筑垃圾的研究起步相对较晚，上世纪 80 年代开始，我国在管理管控、技术应用、资源化利用等方面的研究逐见成效。

肖建庄基于循环经济理念，分析废弃混凝土再生利用价值，从不同层面提出建筑垃圾处理产业链的最佳运作模式；赵平通对建筑工地现场垃圾进行分析，提议现场就地处理，研究分析发现该模式在特定情况下前景广阔；梁勇等对国内外建筑垃圾处理设备的性能及特点进行了分析研究，对国内行业处理工艺的发展提供了宝贵经验；尹博文对建筑垃圾进行处理，制备再生骨料，在轻钢龙骨架上喷涂，构成绿色墙体材料，研究发现材料的各项指标性能均满足相关标准要求，为建筑垃圾的利用方法提供了参考；孙金坤通过阐述国内建筑垃圾处置工艺，对其现状的优缺点进行分析对比，通过改进工艺的不足，提高处理效率和质量；张亮等分析了建筑垃圾处理工艺的碳减排效益，发现建筑垃圾的精细物理分离率对促进建筑垃圾再生循环利用有至关重要的作用。

由此可见，国内学者对建筑垃圾不同方向都进行了大量研究，为我国建筑垃圾资源化产业的发展提供了持续前进的动力。

二、建筑垃圾处理产业历史机遇及面临挑战

01、历史机遇

1. 建筑行业快速发展

随着我国经济的快速发展，建筑行业蓬勃兴起，建筑垃圾产生量大大增加，根据建筑垃圾处置行业报告研究预测，“十四五”期间建筑垃圾产量维持在约 5% 的增速，“十四五”收官之年建筑垃圾总量有可能突破 40 亿吨，而目前我们国家资源化利用率平均仅有 8%~12% 左右。“无废城市”建设目标要求，2025 年全国预计有 100 个左右地市级实施“无废城市”建设工作，设定城市建筑垃圾资源化率 30% 的考核目标，这也为建筑垃圾处理产业提供了巨大的市场需求。

2. 国家双碳政策的落实

推进建筑领域的绿色发展是我国达成“双碳”目标至关重要的一环。在国家相关政策的指引下，我国在逐步推进生态文明建设的同时出台了一系列政策，《绿色建筑行动方案》里将“推进建筑废弃物资源化利用”作为十大重点任务之一。绿色建造是建筑业达成“双碳”目标的核心方式，重点在于减少建造全过程的资源消耗、环境污染和二氧化碳排放，并生产出绿色化的建筑产品。

绿色建造相较于传统建造，形成了“原材料生产—建筑产品加工—建筑产品使用—废弃物资源化处理—再生产品使用”的循环式产业链模式，该模式涉及主体多、技术要求高、协调难度大等问题，要求相关产业链的上中下游企业可以高效的协同运行，保障建造全过程的整体效率，推动建筑垃圾处理企业的发展。

3. 技术发展的创新

以建筑垃圾为原料制备再生产品是建筑垃圾资源化的重要途径，随着科技的进步与创新，建筑垃圾处理有了一些新的高效处理方法和设备，对筛选出的砂石骨料的性能也有一定的提高，使再生产品的性能均满足相应指标要求，显著降低绿色建造的生产成本。

02、面临挑战

由于建筑垃圾处理的各个环节分属不同政府部门和不同企业，其处理过程牵一发而动全身。首先在源头控制上，我国建筑垃圾资源化产业政策并不完善，政府关于建筑资源化监督管理的机构设置不明确，出现的多头管理现象，对源头的合理控制产生不利影响。

其次由于建筑垃圾的复杂性和处理技术的限制，需要更加精细化的处理技术和设备支持，生产线初期生产投入大，全国已建成并具备年生产能力在百万吨的生产线仅有几十条，且由于原料供应得不到保证，实际产能与设计产能出入较大，部分生产线甚至处于停滞状态；同时由于各个利益主体的公信力缺失，信息更新缓慢，使建筑垃圾利用信息渠道相对闭塞，出现再生产品销售不佳，更加增大了处理成本，建筑垃圾再生企业生存困难。

图 2 国内某地建筑垃圾生产线

最后，由于建筑垃圾处理产业相对较新，国内创新革命技术并不完善，加上政策补贴扶持力度不足，相关企业获得的资金和技术支持有限，同时建筑垃圾处理产业涉及环境、建材等多学科的协作，缺少系统的研究分析，使技术研发与生产脱节较为严重，造成建筑垃圾资源化率低等情况。

总体来说，我国建筑垃圾处理产业在历史机遇和挑战中虽然取得了一定的进展，但仍面临着政策、成本和技术等方面的问题。未来，加大政府政策支持力度，推动多学科协作进行技术攻关，以充分准备迎接新挑战，促进建筑垃圾处理产业的持续发展。

三、建筑垃圾处理产业发展策略及优化建议

01、产生阶段

任何行业的发展离不开政策支持，政府应加强对建筑垃圾处理产业的政策支持和规范管理，鼓励企业投入资金研发绿色技术、提高处理效率，提供相应的补贴和奖励政策，同时制定相关法规和标准，确保产业健康有序的发展。

在发达国家，针对建筑项目不同阶段制定不同的对应政策，可以有效发展建筑垃圾产业。

1. 设计阶段

建筑垃圾源头减量最早要从设计阶段开始，大力推行装配式建筑的应用，通过生产预构配件等方式减少建材的损耗，达到建筑垃圾源头减量化。

2. 实施工程中

工程实施过程中，是最直接产生建筑垃圾的过程，因为计算失误或采购超量等等原因，都会直接产生建筑垃圾。因此，在建筑项目实施阶段中加强管理尤为重要，特别是施工顺序，合理的施工顺序可以减少原材料的损耗。同时，工作人员应提升环保意识和自身能力，针对图纸工艺可以准确估算耗材用量，这样可直接减少建筑垃圾的产生量。

02、处理阶段

1. 处理阶段

我国建筑垃圾处理起步较晚，且建筑垃圾种类多，分离难度较大，相关企业应积极参与国际合作与交流，借鉴和吸收国外先进的技术和经验；处理生产线的设备也应尽量选用高效振动分选设备和电磁分选设备，可大幅度减少人工分拣情况，提高工作效率，获得高质量的再生原料。

2. 资源化利用阶段

在双碳背景下，建筑垃圾处理产业需要加大对绿色建材技术的研发和应用，应当与其他相关学科产业相互配合，加强校企合作，建立起跨界合作与资源共享的机制，形成循环经济模式，尽可能实现建筑垃圾的资源化利用，减少对自然资源的依赖，发展新型的建筑材料替代品，推动资源的有效利用。

近几十年，国内外不断开发和生产绿色建材产品，我国目前仍处于初级阶段，技术创新提升在当下尤为重要。目前市场上绿色建材产品主要有以下几类：

（1）新型低碳胶凝材料

煅烧黏土与石灰石复合胶凝材料体系的 LC3 水泥具有良好的性能，可以较好的保护钢筋、具有非常好的抗氯离子侵入的能力、能够较好的缓解与活性骨料的碱激发反应、在有硫酸盐的环境中体现出较好的耐久性、抗碳化性能与其他种类的混合水泥相当。

具有水硬活性的碱激发胶凝材料，其能耗低、排放少，同时具有优异的耐化学侵蚀、耐高温以及快硬早强性能，其在一些工程结构中也得到应用和推广。

（2）绿色装饰混凝土

透水混凝土、植生混凝土、3D 打印混凝土作为绿色装饰混凝土的典型代表，在很多国家已经工程应用，目前国内的绿色混凝土的热点在 3D 打印混凝土上。

3D 打印混凝土主要由胶凝材料、骨料、纤维、外加剂、水等配制而成，可以通过掺加硫铝酸盐水泥或磷酸镁水泥、粉煤灰、矿粉、硅灰和凹凸棒土等来平衡 3D 打印混凝土的可挤出性和可建造性、改善混凝土的孔隙结构和各项性能。