當年齊柏林導演拍的『看見台灣』得到了廣大的迴響,也讓更多人更加關注我們的土地。電影中有一幕是水泥業採礦,山頭被剷平的鏡頭,也讓很多人開始反對水泥業。水泥的用途廣泛,各類基礎工程:舉凡建築、造橋、鋪路、運輸、碼頭、水利設施等都會用到水泥,但水泥的製程也連帶地會有許多污染產生,除了影片中所看到開採端的影響外,製程也是一個高耗能高碳排的產業。

‧水泥的生產

水泥的組成份複雜,大致上是由鈣、矽、鋁、鐵這四種元素的氧化物混合所組成。開採的石灰石原礦和其他如鐵礦石、鋁土礦、黏土或沙子等破碎後,經過“預勻化”調整化學組成,並混合磨成細粉,成為“生料”。生料再經過預熱、預煅燒後投入旋窯,在高達1500℃左右的溫度下“生料”會逐漸轉化成“熟料”。熟料經過快速冷卻後再和石膏等礦物成分混合、磨粉後才成為了水泥。

‧慢慢朝環保改善的水泥業

水泥是如此的重要,沒有它會很困擾,但環境問題也不能因此就不在乎,所幸,水泥業針對這些環境污染也有一些改善對策了:

‧豎井式開採取代露天開採

水泥業被一般民眾詬病的就是因為『看見台灣』中所見到的露天開採,這種開採方式成本較低,但因為大面積的開挖會對原本地表區域的植被、生態等造成重大影響,改用豎井是開採就可以將地表環境的影響給降低,不會造成礦區地表的裸露,可以大幅改善水土流失、動植物的滅絕等問題,降低採礦對礦區生態環境的衝擊。

‧旋窯協同處理廢棄物

由於水泥旋窯是在超高溫下運作,因此若時常停窯後再起窯是不經濟的。另一方面,旋窯和焚化爐有許多相似之處,其燃燒溫度更高,也燃燒更完全,燃燒後的灰渣更可以成為水泥原料,因此運用水泥旋窯代替焚化爐的功能,協助處理廢棄物是個可行的好選擇。

(圖片來源:科學發展543期)

 

‧原料的替代

由於水泥是由鈣、矽、鋁、鐵的氧化物所組成,所以其他含這些元素的物質也是可以投入水泥窯替代礦石來提供這些元素的,如此除了減少採礦的需求外,亦讓一些廢棄物有了再利用的機會,達成循環經濟。舉例而言:含鈣的廢棄物如氣冷爐石、還原渣、石材切割泥等,可用來替代大理石;含矽的廢棄物如廢鑄砂、淨水污泥等,則可替代矽礦;含鋁的廢棄物如化工廠廢氣濾料、電廠底灰等,則可替代黏土;含鐵的廢棄物如銹屑、鐵渣等則可替代鐵礦砂。另外,火力電廠的副產物如飛灰、石膏、硫磺等以及營造業的廢石膏等也都可以作為水泥的添加劑使用。

‧製程端的碳排減量

前面生產步驟中所提到,生料燒結製成熟料的這個階段,是十分耗能且高碳排的,原料在高溫下的化學變化以及化石燃料的使用都是碳排的來源。所幸現在有下列的技術可以降低這些碳排了(1)替代燃料的使用(2)再生能源的使用(3)碳捕捉技術(4)提升建築廢料再利用率(5)減少水泥量等。傳統上在鍛燒及旋窯皆是使用煤炭、石油焦或天然氣等化石燃料來提供熱值,不過一些熱值高的廢棄物也可以當燃料來使用,成為替代燃料,以減少化石燃料的消耗。例如:廢溶劑、異丙醇、廢光阻液、廢輪胎、經過挑選的一般生活廢棄物等等。

另外Fortera這間公司的清潔水泥也是一種有潛力的綠色材料技術。

(圖片來源:科學發展543期)

‧結語

水泥有笨重、容易變質的產品特性,較不利於長程運輸或進口,且從採礦、生料研磨、旋窯設施、料庫建置到後端所需的運籌系統,都需大量資本投入。我國從日治時期就開始有水泥業的發展,至今已有百餘年的歷史,期間更經歷十大建設帶動大量內需,目前上下游產業鏈已成熟穩固。就如同林業自產率1%的反思一樣,水泥業或許是個污染產業,但我們人類的生活中目前就是有這個需求,把水泥業趕出台灣改用進口的不會比較好。另一方面,目前也有更多可以改善製程,且對環境較為友善的有效技術了,利用這些技術不但可以去化一些其他產業的廢棄物,同時降低化石燃料的使用,因此把水泥業給留下來並且管好它,讓它成為循環經濟的一員,我想才是比較好的方式。

 


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