鄂爾多斯市構(gòu)建煤炭ＥＩＰ的初步構(gòu)想

李媛媛　田旭峰

一、鄂爾多斯市煤炭資源產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及問(wèn)題

位于內(nèi)蒙古自治區(qū)西南部的鄂爾多斯市是我國(guó)的第一產(chǎn)煤大市，享有“煤海之鄉(xiāng)”的美譽(yù)。近年來(lái)，煤炭工業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)推動(dòng)了鄂爾多斯市迅速崛起，形成了眾人矚目的“鄂爾多斯經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象”。

有大量的文獻(xiàn)對(duì)鄂爾多斯市的成功作了總結(jié)和歸納，但是，也有研究發(fā)現(xiàn)，這種經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式過(guò)于依賴于煤炭繁榮這一特殊背景和煤炭資源的初級(jí)開(kāi)發(fā)。雖然工業(yè)經(jīng)濟(jì)總量迅速擴(kuò)大，但工業(yè)體系仍以能源、原材料為主，資源優(yōu)勢(shì)沒(méi)有得到充分發(fā)揮，同時(shí)引發(fā)了一系列環(huán)境問(wèn)題。主要存在以下問(wèn)題：

(一)通過(guò)3年攻堅(jiān)，鄂爾多斯地方煤礦在提高資源回采率、技術(shù)改造等方面取得了較大成績(jī)，但地方煤礦耳前技術(shù)裝備、開(kāi)采工藝、經(jīng)營(yíng)管理等方面仍然不高，平均回采率約40％，資源采出率仍然較低。一些較難開(kāi)采的煤炭資源缺乏成熟技術(shù)支撐。

(二)2007年，全市原煤就地轉(zhuǎn)化率僅12％，且以發(fā)電和焦化為主，產(chǎn)業(yè)鏈短。附加值低。投產(chǎn)及在建的煤化工項(xiàng)目大多為甲醇、二甲醚、焦炭、PVC等初級(jí)化工產(chǎn)品，資源性初加工產(chǎn)品比重較高，二次、三次開(kāi)發(fā)產(chǎn)品少，產(chǎn)業(yè)鏈較短。加工深度淺。

(三)伴隨煤炭的開(kāi)采，產(chǎn)生和積壓了大量的煤矸石，煤矸石堆放量已達(dá)到2700萬(wàn)噸。目前主要利用途徑是煤矸石發(fā)電、煅燒高嶺土和生產(chǎn)腐殖酸肥料等，利用率僅為12％。煤矸石綜合利用技術(shù)需要進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和大力推廣。同時(shí)中煤、泥煤也主要用于發(fā)電，利用率不到40％。

(四)煤炭開(kāi)采中的瓦斯災(zāi)害、火災(zāi)、粉塵污染等方面，還須進(jìn)一步加強(qiáng)防治技術(shù)研究，為安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。瓦斯的主要成分甲烷，是一種具有強(qiáng)烈溫室效應(yīng)的氣體，其溫室效應(yīng)為二氧化碳的22倍。據(jù)測(cè)算，所有人類活動(dòng)造成的溫室效應(yīng)中，20％是由甲烷引起的。

(五)全市每年因采煤損失的水資源量達(dá)1.31億立方米，造成地下水位下降。雖然一些大型煤礦采取了利用措施，但浪費(fèi)依然嚴(yán)重。在煤炭開(kāi)采后引起的地質(zhì)塌陷、植被破壞、煤層自燃等方面的問(wèn)題也比較嚴(yán)重。

(六)鄂爾多斯市電廠建設(shè)時(shí)大多數(shù)沒(méi)有配套建設(shè)脫硫設(shè)施，能耗相對(duì)較高，二氧化硫、二氧化碳等污染物排放總量偏大。整個(gè)鄂爾多斯市每年發(fā)電燃煤約8.71×106噸(熱值按1.672×104千焦／千克計(jì)算)，每年由此產(chǎn)生的污染物分別為：SO2、Cox和NOx為2.14×107噸，灰渣排放量2.5×106噸。同時(shí)，電力行業(yè)的快速發(fā)展產(chǎn)生了大量的粉煤灰，而且前利用率僅為40％，大量的粉煤灰露天排放，既占用了土地，又造成環(huán)境污染。

分析鄂爾多斯市煤炭資源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，我們發(fā)現(xiàn)這種粗放型的發(fā)展模式存在以下問(wèn)題：一是開(kāi)采回采率低，與煤伴生礦體未能得到充分開(kāi)發(fā)利用，造成資源嚴(yán)重浪費(fèi)；二是資源開(kāi)采、洗選、運(yùn)輸、使用過(guò)程中產(chǎn)生的污染物，如煤矸石、粉煤灰、煤泥水、有害氣體等次級(jí)資源沒(méi)有得到科學(xué)的處理，導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重：三是煤炭礦區(qū)產(chǎn)業(yè)單一，產(chǎn)品單一，并沒(méi)有從資源利用這個(gè)角度開(kāi)發(fā)多產(chǎn)業(yè)、多產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)。

綜上，建立煤炭產(chǎn)業(yè)集中化、非煤產(chǎn)業(yè)集優(yōu)化、產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)化的煤炭生態(tài)工業(yè)園，創(chuàng)新發(fā)展模式，改變單一的產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，圍繞煤炭生產(chǎn)這一主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，積極延伸產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展已成為鄂爾多斯發(fā)展的必由之路。

二、鄂爾多斯市煤炭EIP的構(gòu)建思路

按照生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)，在生態(tài)系統(tǒng)中從生產(chǎn)者、消費(fèi)者、到分解者，不存在垃圾和廢物，物質(zhì)和能量按一定路線循環(huán)流動(dòng)，即從環(huán)境到生物，然后又回到環(huán)境。生態(tài)工業(yè)園以生態(tài)學(xué)為指導(dǎo)，就是要借鑒自然界中這種合理的物質(zhì)能量循環(huán)流動(dòng)方式，最為充分地利用自然資源。消化廢棄物。達(dá)到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的目的。為實(shí)現(xiàn)這一目的，園區(qū)內(nèi)要設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度高、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈，根據(jù)鄂爾多斯市煤炭產(chǎn)業(yè)特征和煤炭企業(yè)實(shí)際，起碼可建立以下幾種煤炭生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈：

首先是煤——電——深度加工產(chǎn)業(yè)鏈

煤矸石是煤炭開(kāi)采中產(chǎn)生的主要副產(chǎn)品，是目前鄂爾多斯排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，其堆放不僅占用大量土地，還污染環(huán)境。煤泥則是煤炭洗選過(guò)程中的副產(chǎn)品。對(duì)煤矸石和煤泥的綜合利用最主要的做法就是配建坑口電廠，建立低熱電廠，利用循環(huán)流化床燃燒煤泥、煤矸石發(fā)電，采取熱電聯(lián)供，大大降低冬季供熱和燃煤費(fèi)用，減少環(huán)境污染。熱電廠和下面將要介紹的低濃度瓦斯發(fā)電廠的發(fā)電量，可以解決電力自用和園區(qū)其他企業(yè)的用電問(wèn)題。同時(shí)，熱電廠產(chǎn)生的廢渣，可用作水泥、砂漿、混凝土的摻合料，推動(dòng)新型建材廠的發(fā)展；也可從中分選漂珠、微珠、鐵精粉、碳、鋁等有用物質(zhì)。此外，煤矸石還可用于造氣、回收伴生礦產(chǎn)資源、生產(chǎn)各種化工產(chǎn)品、建筑材料和復(fù)合肥料等。

煤層氣主要是瓦斯氣。瓦斯的溫室效應(yīng)是C02的21倍，直接排放會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。然而，瓦斯又是一種潔凈能源，純瓦斯的熱值大于33000千焦，立方米，與常規(guī)天然氣相當(dāng)。每1000立方米瓦斯就相當(dāng)于1噸原油，具有極大的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。通常只有濃度高于25％的瓦斯才能用來(lái)發(fā)電，低于這個(gè)下限容易引起爆炸。而由山東勝動(dòng)集團(tuán)研制的低濃度瓦斯發(fā)電機(jī)組的問(wèn)世，將瓦斯的利用范圍擴(kuò)大了20個(gè)百分點(diǎn)。即只要瓦斯?jié)舛雀哂?％，就可以安全發(fā)電。低濃度瓦斯發(fā)電技術(shù)的推廣。不僅能提高經(jīng)濟(jì)效益。也有助于提高煤炭開(kāi)采過(guò)程中的安全系數(shù)。同時(shí)，從井下抽排出的煤層氣，可直接作為居民生活燃料，經(jīng)處理后可作為汽車燃料。引進(jìn)和開(kāi)發(fā)煤層氣制取甲醇、甲醛、炭黑等精細(xì)化工產(chǎn)品，以及甲醇下游產(chǎn)品(醋酸、二甲醚、碳酸二甲脂、液體燃料和烯烴)。

通過(guò)煤炭氣化、液化或焦化，生產(chǎn)晶煤、型煤等潔凈煤以及開(kāi)展煤化工，提高煤炭的利用效率，增加煤炭產(chǎn)品的附加值。例如用焦?fàn)t煤氣制備甲醇。同時(shí)，焦?fàn)t煤氣可作為園區(qū)內(nèi)高嶺粉體公司的燃料，生產(chǎn)高附加值的高嶺粉土；也可送到電廠發(fā)電，而電廠又將產(chǎn)生的電以低于市場(chǎng)的價(jià)格用于園區(qū)的生產(chǎn)。

充分利用電廠脫硫石膏生產(chǎn)紙面石膏板等先進(jìn)技術(shù)，使電廠脫硫副產(chǎn)品得到資源化利用。

其次是煤——矸石、粉煤灰——建材一體化產(chǎn)業(yè)鏈

長(zhǎng)期以來(lái)。鄂爾多斯市的矸石、粉煤灰等固體廢棄物。不但占?jí)和恋?。污染地下水源，而且還能夠自燃，污染空氣，對(duì)礦區(qū)環(huán)境破壞嚴(yán)重，。通過(guò)配建建材廠。利用坑口電廠的電力、熱量和礦井水。把廢棄的煤矸石、自燃后的煤矸石、到處都有的風(fēng)積沙，以及從粉煤灰中提取的氧化鋁用來(lái)造磚、制水泥等建材。不但節(jié)省了寶貴的土地資源，而且解決了令人頭痛的固體廢棄物問(wèn)題，變廢為寶，保護(hù)了環(huán)境。

粉煤灰是火力發(fā)電廠煤炭燃燒過(guò)

程中遺留下來(lái)的未充分燃燒的物質(zhì)，主要包括從煙筒排出的飛灰、除塵器中排出的細(xì)灰和燃燒爐中排出的灰渣。鄂爾多斯市的粉煤灰排放目前大多是濕排，需耗用大量的水，而且其堆放需占用大量的土地。而干排除灰方式不僅可以節(jié)省大量的水資源，還可以保持粉煤灰的活性，提高粉煤灰的可利用價(jià)值。干排粉煤灰經(jīng)適當(dāng)?shù)姆诌x加工，可生產(chǎn)出一種具有高附加值的建筑材料——微珠。所以園區(qū)內(nèi)可以采用先進(jìn)適用的氣力輸送除灰技術(shù)，安裝從電廠除灰口到水泥廠的千灰氣力直輸管道，把分選出的商品粉煤灰直送到水泥廠作為水泥混合原材料使用。也可以發(fā)展粉煤灰新型墻體材料、凈水材料、多元復(fù)合材料、纖維棉、微晶玻璃等粉煤灰綜合利用新產(chǎn)品或利用粉煤灰提取氧化鋁產(chǎn)生的副產(chǎn)品硅鈣渣，發(fā)展多晶硅、有機(jī)硅、單晶硅產(chǎn)品。研究多晶硅、單晶硅在太陽(yáng)能級(jí)硅片的應(yīng)用與深加工技術(shù)，結(jié)合最新突破的“采用數(shù)倍聚光的光伏發(fā)電系統(tǒng)”技術(shù)，充分利用鄂爾多斯豐富的光照資源。

水泥窯尾廢氣提取的二氧化碳可以用來(lái)生產(chǎn)納米碳酸鈣、二氧化碳全降解塑料。

再次是煤——生態(tài)復(fù)墾——農(nóng)、林——養(yǎng)殖、旅游一體化產(chǎn)業(yè)鏈

利用園區(qū)中的煤矸石，電廠等企業(yè)所產(chǎn)生的灰渣等廢棄物進(jìn)行廢棄礦井、塌陷土地的回填，運(yùn)用生態(tài)恢復(fù)技術(shù)進(jìn)行土地復(fù)墾，開(kāi)展養(yǎng)殖、種植活動(dòng)，也可作企業(yè)建設(shè)用地或進(jìn)行房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)。由于采用挖深填淺等方法進(jìn)行土地復(fù)墾，覆土來(lái)源少，成本高，見(jiàn)效慢，所以應(yīng)采用生物技術(shù)。即通過(guò)人為接種微生物，利用微生物和植物根際微生物本身的生命活動(dòng)。挖掘矸石的潛在肥力。加速其分解成土的轉(zhuǎn)化過(guò)程：通過(guò)引進(jìn)硫桿菌進(jìn)行矸石脫硫。調(diào)節(jié)土壤pH值，從根本上消除硫污染，提高改良土壤的生產(chǎn)能力。

另外。在自然條件較好的塌陷區(qū)，還可將經(jīng)過(guò)處理的礦井水直接引灌，建成水產(chǎn)養(yǎng)殖基地或開(kāi)發(fā)為休閑度假村。這不僅解決了園區(qū)環(huán)境的問(wèn)題，還可以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高人民生活水平，使園區(qū)成為高效益的經(jīng)濟(jì)示范基地和環(huán)境優(yōu)美的休閑度假勝地。

最后是煤——礦區(qū)污水——生產(chǎn)、綠化、養(yǎng)殖一體化產(chǎn)業(yè)鏈

煤礦污水主要源于煤炭開(kāi)采和洗選過(guò)程，pH值低、呈酸性、具腐蝕性且硫化鐵含量多。含有重金屬離子，若不經(jīng)處理直接排放，會(huì)污染周邊水源。對(duì)礦區(qū)污水，可通過(guò)生物污水處理系統(tǒng)凈化。作為園區(qū)內(nèi)消防綠化、工業(yè)生產(chǎn)、周邊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和水產(chǎn)養(yǎng)殖用水。同時(shí)，生物污水處理系統(tǒng)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，還是養(yǎng)殖業(yè)的主要原料。

通過(guò)上述煤炭產(chǎn)業(yè)鏈的構(gòu)建可以看出，生態(tài)工業(yè)園的煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈模式。通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈的延長(zhǎng)，在各鏈條之間形成廢物利用關(guān)系，節(jié)約了資源，減少了污染物的排放量。充分發(fā)揮了鄂爾多斯煤炭資源的可循環(huán)優(yōu)勢(shì)。