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            我國生態混凝土的三大機遇與六大“亮點”
            時間:2022-09-16    來源:張紅    分享:
            從水利堤防護岸到城市園林景觀,從廢棄礦山治理到海洋生態工程,我國生態混凝土產業正在這些領域風生水起大顯身手。雖然這幾年的新冠疫情給各行業都帶來了很多挑戰,但在國家大力推進生態文明建設和“雙碳”戰略,以及穩經濟政策效應逐步釋放的背景下,水利水運、生態修復與治理、海綿城市、工程建設等市場都在逐漸回暖,新基建勢能爆發,生態混凝土產業及上下游關聯產業迎來了新的發展機遇期。

             從水利堤防護岸到城市園林景觀,從廢棄礦山治理到海洋生態工程,我國生態混凝土產業正在這些領域風生水起大顯身手。雖然這幾年的新冠疫情給各行業都帶來了很多挑戰,但在國家大力推進生態文明建設和“雙碳”戰略,以及穩經濟政策效應逐步釋放的背景下,水利水運、生態修復與治理、海綿城市、工程建設等市場都在逐漸回暖,新基建勢能爆發,生態混凝土產業及上下游關聯產業迎來了新的發展機遇期。

            生態混凝土是指具有生態功能的混凝土材料及制品。生態功能涵蓋生態友好、環境保護與修復、生態景觀構建、綠植、資源和能源節約、生態文化與藝術等方面。生態混凝土在水利水運、市政工程、生態景觀、山體修復與治理、建筑及室內工程、立體綠化、海洋牧場與人工島礁、沙漠與荒漠化治理等領域都已有廣泛的應用。典型產品與技術有水工預制生態混凝土產品、生態透水及生態藝術混凝土地面技術與產品、低碳混凝土技術與產品、固體廢物資源化技術與產品等。

            我國生態混凝土行業面臨的三大市場機遇



            水利水運行業

            從2020年起,國家就進一步對全國河湖生態流量保障工作做出安排部署。一系列利好政策為生態混凝土行業的發展帶來重大市場機遇。2020年至2022年國家重點推進150項重大水利工程建設,工程主要包括防洪減災、水資源優化配置、灌溉節水和供水、水生態保護修復、智慧水利等五大類,總投資約1.29萬億元,帶動直接和間接投資約6.6萬億元。工程實施后,預計可治理河道長度約2950公里。這些工程中有96項涉及到京津冀協同發展、長江經濟帶發展、黃河流域生態保護和高質量發展等。今年以來,全國水利建設全面提速,取得了明顯成效。水利部出臺19項舉措,推動水利項目加快建設。這19項舉措包括:擴大水利建設融資渠道、全力推進55項重大水利工程建設、加快推進灌區建設和改造以及病險水庫除險加固等重點內容。截至7月底,新開工重大水利工程25項,在建水利項目達到3.18萬個,投資規模達1.7萬億元;完成水利建設投資5675億元,較去年同期增加71.4%。

            ▲裝配式護岸結構在通揚線高郵段航道整治工程中的應用
            ▲堆砌式生態框在京杭運河施橋船閘段整治工程的應用

            市政工程建設領域

            市政工程建設涉及公共交通設施、給水、排水、城市防洪、環境衛生等基礎設施建設。近年來,各地政府重點支持既促消費惠民生又調結構增后勁的“兩新一重”建設,其中六成左右資金投向交通基礎設施、市政和產業園區、城鄉建設、生態環保等領域重大基礎設施項目建設基建。海綿城市建設正在拉動新一輪城市建設熱潮。按照住建部估計的海綿城市建設每平方公里投資1億-1.5億元測算,到2030年,總投資規模將達6.4-9.6萬億元。財政部日前下達2022年城市管網及污水處理補助資金61.2億元,用于支持“十四五”第二批系統化全域推進海綿城市建設示范工作。據了解,此次下達14個東、中部地級及以上城市,每個2.2億元;9個西部地級及以上城市,每個3億元;東部縣級城市1.4億元;西部縣級城市2億元。這些都為生態混凝土制品在市政工程領域的應用提供了廣闊的市場空間。

            ▲北京環球影城主題公園生態裝飾混凝土硬質景觀(CityWalk地面)

            ▲北京環球影城主題公園生態裝飾混凝土硬質景觀(未來水世界地面)


            生態環境修復與治理領域

            隨著環境保護理念的深化,國家不斷加大自然生態系統和環境保護力度,開展水土流失綜合治理,加大荒漠化治理力度,擴大森林、湖泊、濕地面積,加強自然保護區保護,實施重大生態修復工程,生態狀況顯著改善。生態保護和環境治理的投資額增速不斷提高。

            ▲延崇高速公路(北京段)景觀綠化工程高陡坡面生態修復

            ▲廣西馱英水庫及灌區工程邊坡防護植物混凝土施工完成圖
            我國生態混凝土產業新發展中的六大“亮點”


            乘著綠色低碳發展的強勁東風,我國生態混凝土及各類制品和技術在水利水運、市政工程建設及生態環境治理與修復工程中的應用越來越廣泛,工廠化、預制化、標準化、集成化的發展趨勢日益明顯。其中有六大“亮點”集中反映了生態混凝土產業發展的生機勃勃與市場潛力。

            水環境綜合整治工程

            由于具有強度高、耐久性好、價格適中及施工工藝和安裝過程更加簡便快捷等優勢,使得生態混凝土制品已經被廣泛用于河道邊坡治理、河道岸坡防護工程等重大的水利水運工程中。

            建華建材(中國)有限公司利用企業在裝配式技術方面的優勢,已經形成了裝配式綠色生態框護岸、預制仿木樁生態護岸、預制裝配式L型擋土墻生態護岸、預制裝配式空箱護岸、預制混凝土波浪樁護岸等系列裝配式生態護岸技術,為國內各類邊坡治理工程提供強有力技術支撐,有效實現邊坡修復、固土復綠、黑臭治理、構建生態廊道,促進裝配化技術在生態環境治理工程中的發展。同時,建華建材還與科研院所和設計單位攜手推進產品和技術研發,推動生態混凝土產業的創新發展。

            ▲珠海市小林聯圍金灣區段海堤
            ▲珠海市小林聯圍金灣區段海堤生態框格綠化效果


            生態藝術混凝土

            生態藝術混凝土是指具有生態功能和藝術表現力的混凝土材料及制品,主要應用于室內外硬質景觀營建。生態藝術混凝土細分行業涵蓋了產品的創意設計、材料、工法及產品研發、工程施工專業安裝施工等環節 。這類產品主要用于建筑中硬質景觀的建設,代表性的應用場景有主題文旅、海綿城市、體育娛樂、市政景觀、文保項目等。典型產品如彩色混凝土藝術地面、仿石材藝術地面,不僅高承載、耐用、壽命長,可替代天然石材,同時低碳、節約天然資源。生態混凝土的骨料可利用廢棄資源,如廢棄玻璃、陶瓷、石料、建筑垃圾等,具生態友好屬性。運用混凝土的可塑性,以及具有的空間表現力、色彩、質感、造型等,比石材更加豐富的藝術效果,是海綿城市建設的重要技術支撐。近年來,已被成功應用于雙奧項目、上海迪士尼樂園、北京環球影城、北京故宮太廟、上海世博會、珠海廣州長隆度假區、長江三峽、西安大明宮、大唐不夜城等眾多地標工程。

            ▲北京環球影城主題公園生態裝飾混凝土硬質景觀(變形金剛基地地面)

            ▲北京環球影城主題公園生態裝飾混凝土硬質景觀(小黃人樂園砼賽克地面)
            綠地景觀人造山工程

            最典型的案例是桃浦科技智創城中央綠地景觀人造山工程。該工程從山體設計與“棕地”土壤修復緊密結合、探索道路穿越新模式,創造連續的城市公園、山體地基處理生態設計、隧道的創新設計,到示范推動區域推進海綿城市建設、景觀效果等,桃浦科技智創城中央綠地景觀人造山工程項目都備受注目。由于在材料和構造創新的生態化效果方面特色突出,這個項目成為典型的結構承載生態功能的人造山案例,它做到了在軟土地基上造山,形成綠色生態景觀,并使隧道穿“山”而過,滿足了市政的交通要求。

            ▲桃浦科技智創城中央綠地景觀人造山工程鳥瞰圖

            ▲桃浦科技智創城中央綠地景觀人造山工程隧道洞口景觀

            ▲桃浦科技智創城中央綠地景觀人造山工隧道結構兩側管樁處理圖

            固廢資源化利用

            磷石膏的資源化利用取得較大突破。通過將磷石膏進行改性處理,制備出較高強度的輕骨料,代替普通碎石和磷石膏膠凝材料同時用于公路穩定層、公路混凝土及混凝土制品等產品。生產工藝較為簡單,易操作,生產成本低并具有較高的經濟性,且產品效益好??纱笠幠?、低成本、高附加值地進行固廢資源化利用,具有強大的經濟效益和環保效益。對磷石膏進行無害化、穩定化、資源化處理后制成各種再生綠色建材、工程土、園林綠化土,不僅可以解決磷石膏處理處置難題,更是一種低資源消耗率的綠色建材生產模式。磷石膏制品的生態化應用,包括項目中大量使用的階梯式生態護坡、擋墻、長廊、花池、花桶、圍欄等,在保證產品質量和使用性能的前提下,實現了成本節約與資源節約的雙重突破。

            ▲磷石膏輕骨料

            ▲工程土 

            ▲磷石膏生態護坡應用實景

            ▲磷石膏生態護坡應用實景

            ▲磷石膏制品在園林景觀工程中的應用實景

            海洋混凝土 

            說起海洋混凝土,我們需要了解海洋混凝土工程表面的微生物和生物;海洋生物膜對混凝土防腐蝕機理;高性能與生態修復一體化技術;工程應用等四個方面的信息。目前,已有項目開始利用海洋固著生物——牡蠣進行海洋混凝土結構腐蝕防護與海洋生態修復。開發多種誘導劑,調節牡蠣基因表達,高耐久與生態修復一體化海洋生態混凝土可促進牡蠣附著與生長,致密附著的牡蠣賦予混凝土多重防腐機制,大幅提高工程服役壽命,減少工程建設與維護成本。同時可實現凈化海水、固定二氧化碳、修復海洋生態環境的效果,從而構建可持續的海洋生態系統。

            此外,將固廢制作成海洋魚礁,不僅可以為水中的植物提供根部的附著場所、為魚類提供水中生息和避難的場所, 還可以起到凈化水質的作用。

            ▲致密附著牡蠣的混凝土構件

            ▲防波堤牡蠣致密附著現象應用場景

            固碳混凝土

            二氧化碳礦化混凝土建材在國外已有很多成功的應用實踐。目前,固碳混凝土在我國已經開始應用。清潔捕獲的技術核心優勢是二氧化碳礦化利用技術,可以在不降低混凝土建材質量的同時,降低原材料成本,實現固廢的循環使用,同時將捕集的廢棄二氧化碳高效利用到混凝土的制造流程環節中,實現將二氧化碳封存在混凝土中,打造負碳綠色建材。二氧化碳礦化技術在混凝土建材領域的應用,可以助力實現混凝土產品的全生命周期零碳排放,可以為推動我國相關行業低碳綠色轉型提供新的技術途徑。

            2020年8月,國家“十三五”重點研發計劃課題“二氧化碳深度礦化養護制建材關鍵技術與萬噸級工業試驗”示范工程在河南一家混凝土企業通過72小時運行。 通過CO?礦化養護技術可實現每年1萬噸的CO?溫室氣體封存, 并生產1億塊MU15 標準的輕質實心混凝土磚,是全球第一個工業規模CO? 養護混凝土示范工程。今年,利用二氧化碳礦化技術生產的新型混凝土建材產品在香港有機資源回收中心二期工程項目中的應用,這實現了在施工階段大幅降低碳足跡,成為全國首個在施工期內實現碳中和的綠色工程。

            目前,美國、加拿大已開始制定混凝土中二氧化碳含量的國際標準。美國舊金山國際機場的施工項目首次使用該標準,通過對不同的混凝土供應商提供的產品進行評定、篩選,以保證效果優異的固碳混凝土建材在項目中得以應用,從而緩解項目建設階段對全球氣候變暖帶來的壓力。據國際能源署(IEA)評估,全球利用碳捕集技術捕集的CO2總量將從2020年的約4000萬噸增至2050年的約76億噸,增幅超過一百倍;在可持續發展情景中,全球2070年實現凈零排放,CCUS 將貢獻15%的累積減排量。生態混凝土在此趨勢下必將大有可為!

            ▲香港有機資源回收中心二期工程(O·PARK2) 項目施工現場

            ▲CCUS混凝土磚

            CCUS混凝土磚



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