随着燃煤发电的不断发展， 粉煤灰排放量也在逐年增加。如何提高粉煤灰综合利用率， 促进资源循环利用，减少粉煤灰对环境的污染一直是国内外研究的热点问题。本文通过介绍日本粉煤灰排放现状， 总结其有效利用途径与技术， 分析政府为支持粉煤灰有效利用所采取的技术、经济、法规措施， 提出我国粉煤灰综合利用的建议。日本自20世纪80年代开始， 从能源安全供给的角度出发， 增加了煤炭在一次能源中的比重。2007年粉煤灰产生量达到1200万t [ 1] .日本土地资源匮乏，政府对粉煤灰的排放做出了严格的控制， 并对其综合利用给与了极大的技术支持和政策鼓励， 当年粉煤灰综合利用率达到97% [1] ，位居世界前列。

　　1、日本粉煤灰综合利用情况

　　1.1 产生量及利用率

　　自从石油危机以来，为保证电力供应，日本大力发展燃煤、燃气等多种燃料火力发电厂。根据日本经济产业省2008年3月统计的电力行业发电设备组成数据[1] , 2008年日本总装机容量为2. 4亿千瓦，其中燃煤发电厂装机容量为0. 375亿千瓦，占15.6%.预计到2017年，日本总装机容量将达到2. 6240亿千瓦，届时燃煤装机容量为0.41亿千瓦，占总量的15. 5%.未来十年内， 日本燃煤电厂装机容量基本稳定在总装机容量的16%左右。

　　日本2007年粉煤灰产量为1200万，其中1160万t得到有效利用，利用率达97%; 电力工业产生粉煤灰876万，占总产量的73% , 其余的27%来自于一般工业。1994年至2007年，日本粉煤灰产量逐年增长，且燃煤发电厂一直是粉煤灰的产生大户， 平均占到粉煤灰总产量的四分之三以上[2] .近10年，粉煤灰总的利用率和燃煤电厂利用率均有很大提高，电力工业综合利用率从1994年的约60%提高至2007年的97%.见图1、2、3.

　　图1 日本电力设备组成的现状与发展预测

　　图2 1994年-2007年日本工业产生粉煤灰变化情况

　　图3 1994年-2007年日本电力工业粉煤灰综合利用情况

　　1.2 利用领域及技术发展趋势

　　日本的粉煤灰处理方法包括综合利用和填埋。基于环境保护和资源再生利用的立场， 日本大力发展综合利用技术，1955年首先在大坝中使用粉煤灰。从1955年至1968年共建筑了27座粉煤灰混凝土水坝，而后在工民建筑、道路、桥梁等工程中大量应用。现阶段，日本粉煤灰大部分用于水泥和混凝土领域，其他如土木工程、建筑材料、农林水产等也有大量利用[3] , 见表1.2007年日本粉煤灰综合利用途径图见图4.

　　表1 2007年日本粉煤灰利用领域及利用量

　　图4 2007 年日本粉煤灰综合利用途径

　　近年来日本重视粉煤灰高值利用技术的研发，主要领域有：利用物理、化学手段从粉煤灰中提取有用物质，包括金属物、矿物质等；利用粉煤灰作脱硫剂，抗腐蚀性添加剂，聚合材料（纤维和塑料）添加剂[ 4] ; 粉煤灰经沸石化后， 用作吸附剂、催化剂、离子交换剂以及干燥剂。另外，对粉煤灰基本特性深入研究，开发其用途，用于炼钢过程中防止氧化生锈、水的净化处理以及砂铸造过程[ 5] .2009 年日本专利局发布多项有关粉煤灰利用的专利， 涉及新型材料、环保、化工、农林等领域， 不仅提高了粉煤灰综合利用的环境效益， 促进了资源循环利用， 更提高了粉煤灰的经济价值。见表2.

　　表2 2009年日本粉煤灰综合利用相关专利一览[6]

　　1. 3法律政策与经济手段

　　日本政府在1968年颁发的《大气污染防止法》第2条中， 把燃煤废渣规定为飞灰和块状煤渣， 课以消费者有效利用的义务。1991年4月开始实施的《再生利用法》以及在其基础上修改扩充并于2001 年颁布的《资源有功利用促进》法中，把燃炭废渣规定为特定副生物，规定业主有义务进行技术开发、设备改良，以便进一步提高指定副生物作为资源的循环利用率，加强了对提高燃煤废渣利用率的法律约束。1993年出台的环境基本法， 对燃煤废渣中的水银、有机磷化合物、铅、氟、硼酸等可能对土地、水源、空气形成污染的物质含量规定了严格的检测基准。2000年6月开始实施的《循环型社会形成推进基本法》和2005年4月1日《废弃物处理法》中规定，不法投弃燃煤废渣的企业，应依法受到处罚和有清洗被污染现场使其恢复原

　　状的义务[7] .

　　另外， 政府在 能源供给构造改革促进财政投资的税收制度。中关于粉煤灰的再生处理设备投资给予减税和退税的优惠[8] .凡是用于将粉煤灰转化为水泥、混凝土等建筑材料或者排烟脱硫用脱硫剂的设备投资，从所得税或者法人税中减除相当于设备投资额7%的税额。另外，所得税税额30%予以退税优惠。该优惠政策要求相应的设备至少要配套按1t/m3以下的堆积密度计算，设计构造容积30m3 以上的粉煤灰储藏槽。日本开发银行对一般产业引进使用环保型煤炭利用设备（包括脱硫脱氮设备、粉煤灰处理设备、流化床锅炉等）的融资，给予高融资率（40%）和低利率（1.9%）的特别优惠。

　　政府在税收上对从事粉煤灰利用途径和相关技术的科学研究及技术开发活动，给予相当于研究经费6%的减税待遇。其优惠对象为粉煤灰做水泥轻质骨料、高流动性混凝土（比重小于2.0）、路基碎石的替代品以及未燃尽炭素的分离技术等。

　　1.4 科研支持

　　日本产业经济省资源能源厅于1999年设立了“21世纪煤炭技术战略研究会”, 集结政府和企业， 形成燃煤废渣的供需网。政府委托研究部门制定燃煤废渣利用技术手册，如1999年土木学会印发了《用飞灰制作钢筋水泥混凝土的施工指南》， 日本建筑学会出版了《实用飞灰调制水泥混凝土的设计施工指南》等。环境技术协会-日本飞灰协会于1995年起至2002年，每年发行《燃煤废渣手册》， 详细分析日本全国各地的用煤企业中燃煤废渣的发生量及有效利用状况；日本煤炭能源中心（ JCOAL）自2003年开始发布《日本清洁燃煤技术》手册，对日本清洁燃煤技术和粉煤灰利用技术进行总结分析。

　　作为粉煤灰的产生大户，日本九大电力公司及各个电力相关企业也一直研发粉煤灰综合利用技术。电源开发株式会社于1954年开始发行《调查资料》研究论文集，从20世纪90年代后期起，定期刊登关于燃煤废渣应用技术开发状况的论文。资源能源厅直属的煤炭利用综合中心定期拨出专用款项，委托专家调研。作为其成果，于2003年出版了《燃煤废渣全国调研报告书》。此外，还涌现出加藤土木建设株式会社等专门以燃煤废渣为原料生产建筑材料的企业。

　　2 我国粉煤灰产生量及利用情况

　　我国2008年燃煤发电厂及供热消耗原煤约14.6亿t,产生粉煤灰约3.9亿t,同比增长2.6%, 燃煤电厂粉煤灰利用量达到2. 6亿t,综合利用率为67% [9] .可见，我国粉煤灰产生量巨大，且利用率不高，同日本相比有较大差距，每年仍有大量粉煤灰没有得到有效利用而需进行贮存填埋，不仅占用大量土地资源，长期来看，也会对环境造成一定影响。

　　目前，我国粉煤灰综合利用技术有近200项，其中得到实施应用的近70项，粉煤灰综合利用主要是粗放型简单再利用，精细化、高附加值的工业化利用很少，见图5.因此要有效提高粉煤灰综合利用率， 必须加强粉煤灰综合利用的深度与广度， 推进粉煤灰精细化利用的产业化进程。

　　图5 我国粉煤灰利用方式图

　　3 日本粉煤灰利用现状对我国的启示

　　3. 1 加强技术研发拓展粉煤灰高层次利用领域

　　技术发展是粉煤灰综合利用的关键，经过几十年的发展，我国在水泥建材、建筑工程、市政道路工程以及灌浆回填等方面已经形成较为成熟的技术，但这些利用技术大多为中低层次应用，随着一些地区城市建设需求的降低，可能会出现粉煤灰供大于需的情况。因此必须在巩固和发展现有技术基础上，推行大用灰量、低成本、高质量的粉煤灰利用，并不断研发新技术，提高粉煤灰的附加值、拓展利用领域，保证粉煤灰综合利用的社会效益和环境效益的同时，提高经济效益。

　　目前，我国在粉煤灰高值利用领域已取得了一定的研究成果。在粉煤灰有用物质提取方面，凌志友等成功研制“三步法”[10] ,将粉煤灰中各矿相物质逐次分离并得到碳粉、漂珠、沉珠、氧化钛磁珠以及活性二氧化硅微粉，另外，薛彦辉等人[11]通过试验研究实现了粉煤灰99%分解，并从中得到高附加值的产品如白炭黑、氢氧化铝、偏硅酸钠，这些工艺的研制开发实现了废弃资源综合利用最佳化和资源增殖最大化。

　　我国在开发新型材料工艺上也有突破：陈鸿等人[ 12] 研制新型建筑胶凝材料凝石，和寻常水泥相比在强度、耐腐蚀性、生产成本和清洁生产方面具有突出效果；阎炳义等人[13] 以粉煤灰、石灰、石膏及细集料作为原材料制成的新型承重墙体材料，用其建造的建筑物耐久性能可以和粘土砖媲美；江西萍乡市硅酸盐研究所和发电厂合作研制的粉煤灰泡沫玻璃比美国、日本同类产品多掺粉煤灰10%-20%, 其性能更佳，应用于保温防水隔热、蒸汽管绝热保温和轻质墙体；另外利用粉煤灰制得催化剂的技术也有很大发展[14] .在环境保护方面，我国开展了大量利用粉煤灰处理各类工业废水的研究，近年来对废气处理的研究也取得一定突破，赵毅[15]等人开发了以粉煤灰、氢氧化钙为基础物质的新型高活性吸附剂，应用于干法管道喷射烟气脱硫脱氮工艺，并在较低钙硫比情况下，脱硫效率达84%, 脱氮效率可达40%左右。可以看出我国粉煤灰综合利用试验研究很多，高、中、低三个层次的成果丰富。但是在应用研究、工艺研究、使用规范制定、成套技术装备开发等实际应用方面还不成熟，导致技术和工艺的实用性和稳定性程度不高，也限制了这些技术投入应用。另一方面，综合利用产品开发投资一般都比较大，销路不稳不顺，在技术准入、公众意识和市场接受方面存在落后、误解和困难，综合利用产业与各国民经济管理部门的关系有待完善。

　　3. 2  建立法律法规完善经济政策

　　（1）建立粉煤灰排放标准依法产灰治灰。国家对粉煤灰尚无合理的排放标准，对粉煤灰利用也没有相应的法律法规，缺乏管理的强制性和法制保障，这导致了一些地方政府和产灰企业对粉煤灰利用不够重视，有灰而不用，大量贮存填埋不仅占用土地还造成资源浪费。因此，建议制定粉煤灰地方排放标准，规定粉煤灰渣的分类、排放量、排放区域和一定时期内的利用量评价指标以及粉煤灰的贮存运输、管理要求，使粉煤灰排放标准化、定量化；将粉煤灰综合利用立法化，加强法制保障。通过制定粉煤灰排放标准和利用法规，一方面从源头减量化，促进电厂洗选煤、燃烧技术的发展，减少粉煤灰的产生量；另一方面从资源综合利用角度，严格规范产灰单位对粉煤灰的综合利用，从以储为主转向以用为主，以储为辅， 并严格控制贮灰场的建造。简而言之，即让粉煤灰的排放和利用有法可依，依法管理。

　　（2）确立监管体制完善粉煤灰管理办法和相关政策。我国目前从中央到地方尚没有明确的粉煤灰监管部门，使得粉煤灰管理工作中的混乱和利用工作的困难，尽管有少数城市成立相关部门进行粉煤灰的管理，但由于其权责不明确，导致投入力度不够，成效小。因此，必须确立一套统一的自上而下的管理体系并赋予其相应的责任和权利。有法可依，还需有相应的执行部门。1994年，国家经贸委颁布了《粉煤灰综合利用管理办法》， 1996年，国务院批转了国家经贸委等部门联合制定的 《关于进一步开展资源综合利用意见》， 逐步确立了粉煤灰综合利用工作的指导思想、管理原则、管理措施和优惠政策，但这些文件其从颁布至今已有十几年，管理机构、粉煤灰现状已发生巨大的变化，政策跟不上发展，内容过于原则，不能解决我国现有的粉煤灰利用问题，因此建议对其进行修订和完善，从我国目前的粉煤灰实际情况出发，从管理法规部门、利用原则技术以及资源循环等方面明确办法。

　　（3）加强经济优惠力度  经济手段是一把双刃剑，一方面督促产灰单位采取措施减少粉煤灰排放，另一方面鼓励和支持用灰单位大量用灰，创新利用技术，提高综合利用率。

　　对于产灰单位，首先要对粉煤灰正确定位。粉煤灰作为一种工业废渣，应当符合国家排放标准，对达标排放的产灰单位，可以向用灰单位收取一定费用，而对于未达标排放的产灰单位，不仅要依据法律缴纳排污费，并且对用灰单位无权收取费用，遵循“谁排放，谁治理，谁利用，谁收益”原则。另外，规范粉煤灰市场，防止哄抬价格、转让承包并囤积粉煤灰，垄断市场。对于用灰单位，要实行有力的税收减免和财政补贴政策，目前我国对享受优惠的利用产品和企业范围不广，局限在水泥、砖、混凝土等建筑材料和部分墙体材料，可以享受优惠政策的产品要求也高，这势必影响了企业的用灰热情。因此建立有效的经济政策，对用灰单位尤其是采用高技术、深加工发展的企业从建设项目立项、信贷等方面给与政策优惠，鼓励和刺激企业用灰热情，有效提高综合利用率。

　　3.3  利用宏观调控平衡地区差异

　　我国华东、华中、四川三地粉煤灰利用情况较好，利用率在50%以上，上海、南京地区近年来更是达到100%利用[16] , 而西北和南部地区利用率则很低。解决地区差异问题一直是我国粉煤灰综合利用的难题。首先，建立地区间信息平台，对各个地区粉煤灰产量状况、供需情况进行及时发布，增进地区间粉煤灰管理、综合利用技术效果的交流合作，西北、南部地区要学习发达地区管理和技术经验，自身要重视粉煤灰的利用，结合各电厂燃煤固体产物的资源特性，积极开拓高技术产业化项目，同时根据当地经济与地理等特点，搭建合理的产业链条，发展循环经济。其次，由于火电厂存在的地方，不一定市场对粉煤灰有巨大的需求，对于附加值较低的粉煤灰而言，超过50 km的运距，粉煤灰制品的成本就会因为原材料的成本增加高过市场销售价，就没有市场需求了。因此建议在运输环节给予成本补贴，扩大经济利用半径。解决地区平衡要靠外力帮助，更要靠内力发展。就地区自身而言，要加强地区政府、企业、社会三位一体的合作，形成合力，大力发展高新科技和环保产业，促进不同企业、行业和地区间排放物、副产品、废弃物的相互利用和循环使用，推进循环经济。

　　4 结语

　　《“十一五”资源综合利用指导意见》中指出，到2010年，我国工业固废利用率达到60%, 其中粉煤灰综合利用率达到75%[17], 任重而道远。日本作为东亚地区的一个岛国，对国土资源的危机意识和对环境资源的保护意识使得他们在处理粉煤灰时大量采用环保、高效益的综合利用技术，从观念普及到技术革新、管理体系的完善，以及政府给予的政策支持，无疑对我国的粉煤灰综合利用具有极大的参考价值。