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計畫名稱:一貫作業鋼廠製程爐渣資源再利用規劃與管理研究計畫

委託機構:中國鋼鐵股份有限公司

研究人員:鄭耀文、伍中流

計畫期程:民國92年7月1日起民國93年1月31日止 

關鍵字:煉鋼爐渣、資源回收

 

摘要

  鋼鐵冶煉製程中衍生之高爐渣、脫硫渣與轉爐渣等副產物,因物化性質穩定、無毒性,過去已廣泛應用於整地、道路級配、填海造陸之背填材料及作為水泥替代原料等。目前國外先進鋼鐵國家均將爐渣視為資源物質,並訂定相關法令規範妥善管理,以有效利用。

國內由於現行相關環保法令執行上之疑義,以致再生資源之利用產生許多困難,為針對國內煉鋼業製程爐渣資源再利用管理制度與相關法令規範作一明確與深入之探討,乃有本研究計畫之執行。

本研究計畫主要就目前產業所面臨之困難,針對現行國內外資源再利用技術、法令規範、管理制度進行分析探討,除彙整兩場圓桌會議舉辦成果,並經由相關文獻資料與應用實績之佐證,促使政府相關主管機關針對法令執行有疑義之處進行檢討,以進一步建全國內資源再利用管理制度。因此本研究報告之內容主要包括:

(1)探討國內外資源再利用法規與制度

(2)蒐集國內外相關再利用技術與應用實績

(3)分析國內現行再利用管理之障礙與瓶頸

(4)研提促進煉鋼業製程爐渣資源再利用之可行管理策略與建議

 

各項工作執行成果如下:

1. 國內外資源再利用法規與制度

(1)國外先進國家之資源再利用法規與制度

  日本廢棄物與資源回收再利用之主要法令為廢棄物處理法與資源有效利用促進法。著重源頭管理與Reuse、Reduce、Recycle的設計,有關禁止、限用的規定較少;運作管理上主要仍依廢棄物處理法辦理,並加強輔導獎勵等鼓勵措施。

  美國廢棄物與資源回收再利用之主要法令為固體廢棄物處置法(SWDA)與資源保育暨回收法(RCRA)。廢棄物處理由州或當地政府負責,聯邦政府則負責發展或擴大再生市場。

  德國廢棄物與資源回收再利用之主要法令為封閉循環經濟與廢棄物管理法與包裝廢棄物減量命令。其導入「封閉迴路(Closed Loop)」之觀念於廢棄物管理策略,不僅有效抑制廢棄物產量之成長且提高資源回收比例;而廢棄物之再生處理,則根據廢棄物種類、狀態、數量等,以特殊方式進行。

  加拿大廢棄物與資源回收再利用之主要法令為加拿大環境保護法。因為聯邦制,各省有獨立立法權,故對廢棄物及資源回收再利用之制度與推動亦各不相同;其綠色資源回收網以及資源回收網複合指數,均成功運用網路推廣再生產品市場。

  澳洲並無另立資源回收再利用相關的法條,但各州仍有其個別措施。對資源再利用之做法採鼓勵方式,而非立法強制執行;同時採延伸製造者責任制度,向製造者收費,以基金統籌方式,推動各項方案。

(2)我國資源再利用法規與制度

我國現行主要之廢棄物與資源回收再利用法令為廢清法與資再法。廢棄物資源化之管理按其產源、再利用方式而有不同之管制方式,包括主管機關與法源。目前經大幅修法後並加重目的事業主管機關對資源化事務之管理權責。

資源與廢棄物的區分方式以「原效用減失」及「具經濟及回收再利用技術可行性」作為區分。在廢棄物處置之優先順序上,要求產出源先減少廢棄物之產生,之後再循再使用、再生利用、能源回收等過程進行資源化,最後再進行妥善處理。

2. 爐渣再利用技術與應用實績

(1)鋼鐵業製程爐渣可分為高爐渣與煉鋼爐渣,其中高爐渣因渣體冷卻方式可分為氣冷高爐石與水淬高爐石,煉鋼爐渣則因不同製程分為轉爐渣與電爐渣。

(2)高爐渣之組成主要由下列因素決定:鐵礦石的性質、原料本身的化學組成、高爐的大小及功效與所要煉製鋼鐵的種類,而這些因素直接影響單位爐渣產量。

(3)高爐渣經水淬處理後形成具大量玻璃質成分及膠結性質之材料,可利用於水泥原料之替代,因此大幅提升實用性與經濟價值。而氣冷高爐石則性質與一般岩石相近,故以道路、混凝土骨材、土木工程材料與土壤改良劑等之應用為主。

(4)轉爐渣由於物化特性而在使用上有其限制。因此有各項轉爐渣穩定化、安定化技術相繼開發,以克服此一材料使用之缺陷。

(5)以2002年資料推估,全球約年產3億公噸之鋼鐵爐渣,若未能妥善利用,勢必對自然環境與資源產生極大之衝擊,因此爐渣之應用一直是各鋼鐵生產國努力之重點。

(6)由於水淬技術之成功,各國高爐渣主要應用在水泥原料使用。而轉爐渣部分則應用在道路及回填材料,少數應用於水泥、肥料、或海洋工程。

(7)目前中鋼公司年產約400萬噸之鋼鐵爐渣,高爐渣部分目前水淬率約為94%,主要為水泥原料。轉爐渣部分,填海造陸、圍堤背填與土木工程填方佔再利用用途之70%以上。累計至2003年4月為止,中鋼轉爐渣之實際應用已達330餘萬公噸。

3. 國內爐渣再利用之障礙與問題分析

(1)我國自廢清法與資再法相繼修正與制訂以來,由於兩法中仍存在諸多彼此規定不一,以致執行時相互產生干擾,因此對資源化工作之推動仍存在諸多運作上的困難。但相對在再生資源市場面之推廣則仍未見妥善之法令規範,以有效促進再生市場之成長。

(2)由於土水法之運作方式可能發生再生資源合法利用後再利用機構卻有需面對土水法整治清償連帶責任之虞,而導致再利用機構之不可測風險,對資源再利用推廣工作產生極大的阻礙。

(3)國內目前所訂定資源化產品相關之標準、規範或規格相較於已公告之再利用廢棄物或再生資源仍嫌不足,且亦缺乏相關驗證機制建置,對提升再生資源及再生產品之品質與市場接受度之成效仍極有限。

(4)目前爐渣之利用大多侷限在較低階之應用,因經濟性不高,以致應用市場仍未蓬勃發展,尤其轉爐渣因其本身特性,以致在工程運用上仍受到許多限制。而為確保爐渣使用對環境衝擊最小,各項相關監測、檢測作業技術與規範之建置,亦仍極為欠缺。

(5)由於資訊不足國內一般民眾仍時有排拒、質疑爐渣再利用之情形,如此增加再生利用業者對爐渣使用的顧慮,而減低其對爐渣使用之意願。

4. 製程爐渣資源回收管理推動策略

(1)為解決國內爐渣資源化所遭遇之問題,以有效推動爐渣再利用,乃邀請產、官、學、研各界參與二場圓桌會議之討論,會後並分別做成結論供相關業者與主管機關參考。

(2)依據二場圓桌會議討論後之結論,針對煉鋼爐渣之產源機構研擬後續之具體推動策略包括:

永續發展理念下之法規檢討、工程技術規範之建置、監督與管理制度之推動、檢測技術與標準之研究、應用技術之開發、環境教育之落實。

(3)針對資源回收管理作業各相關單位研提建議措施,包括:釐清管制標準與檢測方法、修訂管理辦法、訂定產品與技術規範、訂定各相關單位作業指引、強化環境污染防制機制以及加強技術研發,並提出具體作法與各參與單位之權責。

  最後針對煉鋼業在推動製程爐渣之資源再利用工作時,提出以下幾點建議:

1. 鋼鐵爐渣產源機構應依兩場圓桌會議結論所得到之共識與方向,進行研擬各項後續推動工作。

2. 爐渣產出與資源化應用之相關資訊應予透明化、公開化,並積極宣導相關應用實績與對環境之效益。

3. 落實爐渣應用場址使用前後之環境資料蒐集與分析,透過監督管理制度之建置,以得到社會層面之認同。

4. 加強與國外先進鋼鐵國家之交流合作,包括技術引進、技術交流或共同研究,以及舉辦國際性之技術研討會議。

5. 建立鋼鐵業者爐渣資源化之自主管理方式,成立爐渣資源化專責機構,以整合各項資源,落實各項工作。

6. 針對資再法、廢清法與土水法等相關法規對煉鋼爐渣資源再利用作業之影響,建議應規劃研擬後續之相關修法程序,包括:

(1)釐清廢清法與資再法之競合問題,以解決現行再利用制度推動之瓶頸(廢清法第三十九條及資再法第十五條等)、

(2)完成各項輔導獎勵措施立法與實施(資再法第十六、二十二及二十三條)、

(3)完成再生資源輸出內管制規定以保障國內再生資源之利用(資再法第十七及十八條)、

(4)檢討現行土水法檢測分析方法(土水法第五條及土壤污染監測基準第三條)、

(5)考量實施土壤分區管制方式(土水法第五條)、

(6)增訂合法再利用作業之除排條款等(土水法第二、五、十一、及二十五條等)。