新型材料变废为宝填补飞灰利用空白

江镕

2023年年底，广东省生态环境厅副厅长何焱应邀上线广东《民生热线》。在节目中，何焱副厅长向大家介绍了“无废城市”建设开展两年来，广东省取得的显著成效，也向大家展示了固体废物“变废为宝”的应用成果——有用咖啡渣做成的圆珠笔、有用外卖餐盒生产的飞盘……特别是用陶瓷渣、铝灰渣和飞灰制作的中国生态环境保护吉祥物小山和小水，色彩鲜艳、质感细腻，看起来似乎完全和固体废物搭不上关系，真是令人耳目一新。

据介绍，这两个小山、小水玩偶来自于江门恩平市，由国发环保新材料（江门）有限公司（以下简称“国发环保新材”）生产，使用的都是自主研发的新材料。这种神奇的材料到底有什么特性，在应用上又有哪些价值呢？近日，笔者来到这家企业一探究竟。

环保新材投产

跑出“湾区速度”

据国发环保新材董事长陈永晖介绍，该公司年处理60万吨工业一般固废资源化利用项目（以下简称“国发环保新材项目”）于2023年10月建设完工并进入试生产阶段。20万吨生活垃圾焚烧飞灰（危险废物）已获得环评批复，将于2024年年底前实现全面投产。

笔者了解到，广东每年产生飞灰120—150万吨。目前国内主流的飞灰处置有二种——第一种是水泥窑协同处置，但费用较高，需要每吨1200—1900元的成本；第二种是填埋处置，但大量占用土地资源。这两种都不符合未来的发展趋势。

作为广东省江门市2022年度重点建设项目和绿色循环经济示范项目，国发环保新材项目填补了广东省内甚至全国飞灰回收资源化利用的空白，将重点解决两个“最后一公里”问题。“一是固体废物（危险废物）处置的‘最后一公里，最终实现固（危）废100%全资源化利用；二是装配式建筑发展的‘最后一公里，将解决外墙装饰与保温的行业痛点，实现墙饰一体化，助力装配式建筑产业走进新时代。”

对于该项目的建成启动，恩平市副市长、恩平工业园党工委书记岑安林表示，这一项目是恩平市贯彻落实广东省委省政府“无废城市”部署的又一丰硕成果，是江门市“无废城市”建设的重要一环。项目投产后，将实现社会效益、经济效益和生态效益的“多赢”，既能为江门侨乡高质量发展注入强劲动力，也将为恩平市经济发展、传统陶瓷产业变身“装配式”补链强链以及全省生态环保与装配式建筑两个产业优化升级贡献“重要力量”。

“国发环保新材项目举行点火仪式是我国实施碳中和战略的重要体现，也是中国科学院团队努力奋斗15年取得的成果。”北京中科创新研究院理事长、大湾区科学论坛秘书处常务副主任赵雁飞介绍说，国发环保新材作为首个示范项目落户江門，不但可以填补飞灰回收资源化利用的空白，也将为“无废城市”建设、大湾区绿色发展作出贡献。

赵雁飞说，填埋已经不再适应碳中和时代的发展需求，只会把问题留给下一代。现在每100吨垃圾焚烧后，就会产生2%—3%的飞灰，随着垃圾焚烧量不断增加，飞灰量也会不断增加。国发环保新材采用的中国科学院团队的专利技术，可以将飞灰转变为新型节能建材，实现废弃物资源化利用，可以说是目前全国高值化综合利用的典范，有利于大幅降低处置费用。

据国发环保新材项目的首席科学家、北京中科创新院数字低碳研究所所长陈伟光博士介绍，项目占地265亩，总投资11个亿，计划改造原有的生产线2条，新建生产线5条。建成后，预计可实现年产值20亿元，利税5亿元，安置就业近400人，年处理固体废物量达80万吨（含危险废物废20万吨）。

“项目每年还可生产高附加值功能性新兴材料240万立方米，今后将成为江门市最大的绿色工业资源化利用中心，为大湾区生态环保产业和经济社会发展作出积极贡献。”陈伟光告诉笔者。

同时，国发环保新材项目落地投产也刷新了“湾区速度”。“恩平市沙湖镇陶瓷产业链完善，发展绿色经济基础良好。”陈伟光说，2022年11月项目团队到这里考察调研，之后仅用了11个月时间，就实现了项目落地投产，非常快。“恩平市和沙湖镇两级党委、政府服务热情周到，工作快捷高效，让我们对创新发展更有信心。”

固废充分利用  创造可观价值

建筑行业相关专家告诉笔者，我国自1986年开始制定民用建筑节能设计标准后，数年来始终在不断发展改进更新相关节能政策。

20世纪80年代初至1986年，国内主要工作集中在开展民用建筑节能调查并对相关技术和标准的制定进行研究；从1987年至1992年，政府开始进行试点示范和推广，从哈尔滨、成都示范入手，带动江苏等8个省市推广新型墙体材料和节能建筑；1993年至2005年开始重点建立法制、行政、技术体系，国家发布了各类节能标准，使建筑节能工作进入到有法可依环节；2006年至今，国家在对现在的法制、行政、技术和管理体系进行不断的完善，并推动既有建筑节能改造、绿色建筑以及可再生能源在建筑节能领域中的应用。

“我们国发环保新材也主要立足于绿色建筑领域，研发的新材料名为‘零碳板，英文名称叫做ERC（Environmental Recyclable Construction），也就是可循环再生节能建筑材料。我们的项目在全国率先实现零填埋，具有革命性意义。对比现有的工艺，也有着重大的技术突破，创新实现了100%全资源化利用，成本低、效益好、社会价值大。”陈伟光说。

在国发环保新材的研发中心，笔者现场看到用形态各异、功能齐全来形容零碳板这种新材料一点不为过——它们有方形、圆形、三角形、异形；贴在墙上就像瓷砖，铺在地上就像地板，和传统建材确实有着很大差异。

陈伟光说，零碳板之所以在外观形态和应用领域能有这么多的变化，主要得益于这种材料自身的特性，包括超轻、防水、防火、保温、隔音、防腐、耐高温、易造型、省人工、强度较高等优点，是新一代战略性新兴材料，可以完美替代水泥、木材、石材等传统资源消耗型的建材的应用场景。

在以往，水泥装饰构件（GRC）是前装饰构件中的主流产品，但水泥制品有容重过重、吸水、收缩性强等特点，很容易造成开裂和脱落，存在着很大的安全隐患。所以在国家《建材行业淘汰落后产能指导目录（2019版）》中，明确提出将逐渐淘汰GRC。

而ERC装饰构件容重仅为水泥的七分之一，且无热胀冷缩，不开裂，又可以防酸碱腐蚀，几乎可以完美替代GRC，特别是在对结构强度要求不是特别高的工程项目中，ERC材料就更加适合。

其次在耐候性和耐久性方面，传统材料大部分需要进行额外的防水、防腐等处理，以增强其耐久性。而ERC材料不受紫外线、酸碱等因素的影响，能够长期保持良好的状态，更适合应用于需要抵御恶劣环境条件或减少维护成本的工程项目中。

还有在灵活性和可塑性方面，传统材料在形状和造型方面的灵活性相对较低，通常需要额外加工和施工工艺才能实现复杂的设计要求。因此在需要实现复杂造型和细节雕刻的工程项目中，ERC材料可以根据设计师或业主的要求进行定制，实现个性化设计，比传统材料更灵活、便捷，真正实现物美价廉，多快好省。

特别是在节能环保方面，传统材料在生产过程中可能会产生大量的二氧化碳和废弃物，对环境造成较大的负面影响。而ERC材料不但能使固体废物循环利用，减少对环境造成的污染，自身还有良好的隔热性能，能够降低建筑物的能耗，很符合未来对绿色建筑的要求。

陈伟光说，目前该项技术已入选国家工业和信息化部《国家鼓励发展的重大环保装备目录（2023年版）》、产品被列入“十四五”规划鼓励类的战略性新兴功能材料（2024年版），同时生产技术入选廣东省“无废城市”重点推广应用技术，并荣获第十二届中国创新创业大赛优秀企业奖（节能环保领域广东省第一名）以及广东省环境技术进步一等奖。

“我们这项技术的专利多达150多个，都是来自我国自主研发与创新，而且远远领先于欧美国家。这么高附加值、高功能性的材料，原料没有使用一颗沙子、一块石头，全都是固废利用，变废为宝。”陈伟光不无自豪地说，“以前，老外把洋垃圾卖给我们，现在我们拒绝进口，每年还能把十几亿吨的固废垃圾变成优质产品，卖回给他们，实现出口创汇。我们预计，今后面向全国每年可以达到十万亿元的市场空间，前景非常广阔。”

应用场景多样  新政落地加持

由于ERC新材料具有的高功能性，目前已经可以普遍应用于工业防腐、农业养殖、环保防水、市政园艺、军工防护、公路隔音、河道治理等领域。

在广东的北部山区，常年空气湿度达到80%～90%，经常雾气缭绕、雨水氤氲，特别是到了夏天的雨季，空气中的水汽就更加饱和，经常还会遇到比较极端的天气情况，对于建筑物的用材是一个很大的考验。

位于韶关天井山海拔700米山间林场内的一栋建筑，就由于长年处于空气湿度高、昼夜温差大的环境，墙体漏水严重，保温性能丧失。2023年，该建筑的管理者找到国发环保新材，请他们帮忙将这座建筑进行翻新，同时也提出了希望能尽量缩短工期、节约成本的要求。

经过现场评估，国发环保新材的工程师认为，保温装饰一体板和ERC构件具有易于拼装、造价较低的特点，同时兼具防水、保温、美观、耐候、安全等属性，很适合建筑所处的地理环境，也符合业主方节省造价的要求。

在具体施工过程中，国发环保新材尽量保留原有的房屋结构和材料，通过ERC构件进行翻新，减少拆除量，并且将原来的简约欧式风格改成新中式风格，这样整体建筑不但更加美观实用，而且节省了3个月工期和近40万的修缮费用，令业主方感到非常满意。

位于广州市的广东轻工职业技术学院，原本的屋顶材料为彩钢板，下雨时噪音巨大，对学生听课造成很大影响；而且材料不隔热，夏季使人感到非常闷热，长期的热胀冷缩也已造成接缝处变形开裂，导致屋顶经常漏水。

为此，广东轻工职业技术学院也找到国发环保新材，希望他们能够帮助进行一下翻修。国发环保新材考虑到使用其他材料改装都会存在过程量大、工期太长、成本较高的问题，因此使用ERC新型防水隔热瓦在原有的基础上进行加建，这样既不影响原结构，又解决了屋面漏水、隔热等问题，造型更加美观，还大幅度缩短了工期和施工预算。

随着城市更新进程的加快，很多城市都亟待开展旧城修缮翻新，但普遍面临的问题是建筑老化后原结构承重荷载过低，使用传统材料往往无法达到建筑荷载和抗风压荷载，存在较大的安全隐患。

据陈伟光介绍，在这些应用场景中，如果使用ERC装饰构件，结合钢结构的形式，将能有效减轻造型整体重量，达到设计要求，并且能全程跟上工期进度。因此ERC较传统材料具有很强的替代性，新型材料在未来的城市开发和建设中将大有可为。

2023年12月24日，广东省人民政府发布《广东省散装水泥和新型墙体材料发展应用管理规定》，将于2024年3月1日起正式施行。其中第十六条指出：“各级人民政府及有关部门应当支持发展本质安全、节能环保和轻质高强的新型墙体材料，推广适用于装配式混凝土结构、钢结构建筑的围护结构体系，大力发展绿色新型墙体材料，支持企业绿色生产改造升级。”

对此，广东省住房和城市建设厅相关负责人表示，近几年，各级行政主管部门对散装水泥和新型墙材企业加大了监管力度，取得了一定的成效。但还有部分预拌混凝土企业没有完成改造。散装水泥、新型墙体材料作为工程建设最重要的消耗材料，是碳排放的重要一环，必须大力推动对散装水泥、新型墙体材料企业进行绿色化达标等升级改造，降低其在生产过程中的碳排放，达到高效、低碳、环保的要求。

广东省生态环境厅相关负责人也表示，希望今后有越来越多相关企业通过多种技术多种方式加大飞灰高值化利用力度，在公共建筑等领域进一步加强产品的推广应用。也希望发改、住建、工信等部门和生态环境部门都能出台更多的新政策、新规定，对飞灰高值化利用加大扶持、助力发展。