建筑垃圾的生態效率研究
——以常州市鐘樓區為例

陳力碩，梅安，張科強

（常州新運城市發展集團有限公司，江蘇 常州 213000）

1 常州市鐘樓區建筑垃圾處理現狀

1.1 常州市鐘樓區概況

常州市鐘樓區，位于常州市的中心區域，全區區域總面積145.48 平方千米，下轄省級經濟開發區1 個、鎮（高新園區）1 個、街道7 個，截至2022 年末，鐘樓區戶籍總人口44.62 萬人，地區生產總值894.47 億元。

1.2 常州市鐘樓區建筑垃圾近五年產生量

建筑垃圾主要可以分為拆除垃圾和裝修垃圾，其中拆除垃圾是指各類建筑物，一般以砼、磚混為主，其他雜質含量少；裝修垃圾主要指房屋裝修過程中產生的廢棄物。現有的建筑垃圾計量方法可以歸為四類：建筑面積估算法、人均系數法、施工材料消耗法、經驗系數法[1]。考慮鐘樓區建筑垃圾產量數據不夠充分，因此選用具有明確參數的建筑面積估算法對鐘樓區2017—2021 年的拆除垃圾、裝修垃圾發生量進行定量分析。

按照建筑面積估算法：

拆除垃圾年產量=建筑施工面積×0.135t/m2

裝修垃圾年產量=房屋竣工面積×0.1t/m2

根據《常州市鐘樓區2017—2021 年國民經濟和社會發展統計公報》數據，得到的常州市鐘樓區2017—2021 年建筑垃圾產量見表1。

表1 常州市鐘樓區2017-2021 年建筑拆除垃圾產量

2 不同處理模式的生態效率分析

2.1 研究對象與范圍

通過現場調研可知，目前鐘樓區建筑垃圾處理方式主要分為三種：填埋、簡易處理、資源化處理。其中，簡易處理是指將建筑垃圾破碎后，分揀出具有較高經濟價值的砼、磚骨料等可回收材料；資源化處理是指在破碎分揀后，就地使用分揀出的可回收材料制成再生磚、再生混凝土等再生產品。

生態效率分析作為可定量的生態分析工具，近年來被廣泛應用于工業生態學領域，其核心為計算產品全生命周期中收益和成本的比例，通過橫向對比直觀反映整個系統經濟和環境的綜合治理水平，其計算公式如式①所示：

基于生態效率分析，統一以上三種處理方式的終端產品生產量后，在填埋場景加入填埋回挖、建筑材料再利用的過程，在簡易處理場景加入建筑材料再利用的過程。

2.2 生命周期評價（LCA）

為了定量分析常州市鐘樓區三種建筑垃圾處理情景的收益情況，在統一終端產品（再生混凝土、再生磚）的邊際系統內進行三種處理情景的經濟收益和生態收益測算，其中經濟收益定為處置費收益和再生產品銷售收益；生態收益定為生產相同量的全新混凝土、全新磚在原材料和生產階段的二氧化碳（CO2）排放處理費用。

2.2.1 經濟收益測算

近五年常州市鐘樓區拆除垃圾平均年產量為174.67 萬t、裝修垃圾平均年產量為20.09 萬t。根據調研可知，拆除垃圾中混凝土和磚瓦塊的占比為49%和49.3%，裝修垃圾中砼磚混合物占比為59.44%，混凝土和磚各取一半計算可知，174.67 萬t 拆除垃圾和20.09 萬t 裝修垃圾共可產生再生混凝土91.56 萬t、再生磚92.08 萬t。

三種建筑垃圾處理情景的經濟收益計算模型如式②-④所示：

根據調研，鐘樓區拆除垃圾處置價格為36 元/t，裝修垃圾處置價格為120 元/t，所以174.67 萬t 拆除垃圾處置費收益為6288.12 萬元，20.09 萬t 裝修垃圾處置費收益為2410.8 萬元，I處置費=8698.92 萬元。

目前市場再生混凝土平均銷售價格為60 元/t，再生磚平均銷售價格為20 元/t，所以91.56 萬t 再生混凝土銷售收益為5493.6 萬元，92.08 萬t 再生磚銷售收益為1841.6 萬元，I銷售費=7335.2 萬元。

最終得到三種建筑垃圾處理情景的經濟收益分別為：I填埋經濟收益=7335.2 萬元，I簡易經濟收益=16 034.12 萬元，I資源化經濟收益=16 034.12 萬元。

2.2.2 生態收益測算

本文中生態收益定為生產相同量的全新混凝土、全新磚在原材料和生產階段的CO2排放處理費用，CO2處理費用按照全國碳市場交易價格（56 元/t）進行計算。再生磚生態收益按B06 級混凝土砌塊（625kg/m3）和燒結空心磚（1000kg/m3）各50%進行計算[2]，再生混凝土環境效益計算時取混凝土密度2.5t/m3，生產過程碳排放275kg/m3[3]。再生磚環境效益測算結果見表2。再生混凝土環境效益測算結果見表3。

表2 再生磚環境效益測算

表3 再生混凝土環境效益測算

由表2、表3 可知，I環境收益=混凝土砌塊+燒結空心磚+混凝土=788.01+551.52+564=1903.53 萬元，因為三種建筑垃圾處理情景最終產品一致，所以三種處理情景均能產生1903.53 萬元的環境收益。

2.3 全生命周期成本分析（LCC）

運用全生命周期成本分析法對三種建筑垃圾處理情景進行成本分析，三種建筑垃圾處理情景的成本組成見表4。

表4 三種建筑垃圾處理情景的成本組成

其中，選取鐘樓區區政府作為城區中心，選取鐘樓區建筑垃圾消納場作為簡易處理點，選取江蘇綠和環境科技有限公司作為資源化處理點計算運輸距離，填埋地點以城區中心外15 公里為計算基礎；各情景運營成本為過程發生總成本（包含人員、設備、水電等成本）；環境成本因三種建筑垃圾處理情景最終產品一致，所以結果唯一，最終得到各項數值見表5。

表5 主要參數值及來源

根據表5，C1=34 472.52 萬元，C2=23 040.1 萬元，C3=17 528.4 萬元，C環=1024.5 萬元，填埋全生命周期成本為35 497.02 萬元，簡易處理全生命周期成本為24 064.6 萬元，資源化處理全生命周期成本為18 552.9 萬元。

2.4 三種處理情景生態效率分析

由公式③計算得填埋、簡易處理、資源化處理的生態效率分別為:

結合上述計算過程可知：

（1）填埋過程包含兩次運輸和處理成本，生命周期成本較高

建筑垃圾直接填埋屬于非合規處理方式，因此在測算中沒有處置費收入。此外，處置過程包含從垃圾產生點到填埋點、從填埋點到資源化處置點兩次運輸成本，以及填埋運營、再資源化運營兩次運營成本。直接填埋的生態效率為0.2603，僅為簡易處理方式的1/3、資源化處理方式的1/4。

（2）資源化處理雖具有高生態效率，但建設和運營成本較高

根據測算結果，資源化處理的生態效率為簡易處理的1.297 倍，在統一邊界系統中生態效率最優。但本系統并未考慮工廠的建設成本，而且強制規定最終產品為可再生利用產品。相比資源化處理方式，簡易處理由于減少了再生產品產線，運營成本顯著降低。因此，從經濟角度出發，綜合考慮建設成本和運營成本，簡易處理方式可能更理想。

3 結語

根據建筑面積估算法，測算得出常州市鐘樓區2017—2021 年拆除垃圾平均年產量為174.67 萬t，裝修垃圾平均年產量為20.09 萬t。對鐘樓區三種建筑垃圾處理方式進行生態效率分析可知，直接填埋的生態效率僅為簡易處理的1/3、為資源化處理的1/4。