基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式研究

王 綱,李虹麗,王 晉

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,江蘇徐州221008;2.華北科技學(xué)院,河北三河065201)

煤炭產(chǎn)業(yè)是我國(guó)重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。同時(shí),我國(guó)的能源儲(chǔ)量、能源結(jié)構(gòu),以及生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了我國(guó)現(xiàn)階段的能源供應(yīng)格局以煤炭為主,而且在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),這一格局不會(huì)發(fā)生改變。然而長(zhǎng)期以來(lái),煤炭資源的大量開(kāi)發(fā),導(dǎo)致了礦區(qū)的環(huán)境逐漸惡化,煤炭資源型城市的污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,傳統(tǒng)的煤炭開(kāi)采模式,必將導(dǎo)致能源短缺、環(huán)境污染和自然資源的耗竭。循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求在煤炭資源不斷循環(huán)的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟(jì),達(dá)到“低開(kāi)采、高利用和低排放”,使整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)在生產(chǎn)和消費(fèi)的過(guò)程中不產(chǎn)生或者產(chǎn)生極少量的廢物。循環(huán)經(jīng)濟(jì)對(duì)傳統(tǒng)煤炭開(kāi)采的核心要求是:降低煤炭的開(kāi)采量,提高煤炭利用率,減少?gòu)U棄物,實(shí)現(xiàn)煤炭資源開(kāi)發(fā)的清潔生產(chǎn)和生態(tài)化。[1]

1 基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展基本思路

1.1 煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的原則

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委煤炭行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)課題組的研究成果,煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想為:以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以優(yōu)化煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式為核心,以清潔、高效、安全為目標(biāo),提高煤炭資源回收率和利用率,推廣煤炭的清潔利用,減少環(huán)境污染,促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基本原則為:

1)“3R”原則。即減量化 (reduce)原則、再利用 (reuse)原則、再循環(huán) (recycle)模式。減量化原則,要求煤炭企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中提高煤炭的回收率,并減少煤泥水、煤矸石等污染物的排放;再利用原則,要求煤炭企業(yè)盡可能對(duì)開(kāi)采的煤炭進(jìn)行深加工,延長(zhǎng)煤炭產(chǎn)業(yè)鏈條,清潔、高效地使用煤炭資源;再循環(huán)原則,要求煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)部門對(duì)廢棄物進(jìn)行資源化再利用,使廢棄物重新變成可利用資源。

2)全程化原則。即在煤炭開(kāi)采與開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,在重視煤炭資源的高效利用的基礎(chǔ)上,同時(shí)也要重視煤炭資源的高效開(kāi)發(fā)與高效回收。并且在煤炭開(kāi)采利用的過(guò)程中,要實(shí)現(xiàn)廢棄物的全程減排。

3)全面化原則。即煤炭產(chǎn)業(yè)要重視廢棄物的全面利用,不僅要重視煤炭生產(chǎn)中過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物,也要重視煤炭消費(fèi)過(guò)程中中產(chǎn)生的廢棄物,同時(shí)還要重視土地資源的保護(hù)以及煤炭與其共伴生礦物全面開(kāi)發(fā)利用。[2]

1.2 煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思路

1)煤炭企業(yè)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的小循環(huán)

煤炭企業(yè)要提高煤炭資源的回收利用率,實(shí)現(xiàn)集約化生產(chǎn),這就要求煤炭企業(yè)尋求適合我國(guó)國(guó)情和企業(yè)自身情況的開(kāi)采方式,提高煤炭開(kāi)采率,制定合理的規(guī)章制度,對(duì)生產(chǎn)方式落后、資源回收率低的礦井進(jìn)行改造和限制。

同時(shí),企業(yè)還要從裝備、技術(shù)、工藝等方面,對(duì)自身的生產(chǎn)狀況進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的改變與調(diào)整,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)組織,建設(shè)高產(chǎn)高效的礦井。

2)煤炭資源型城市是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的中循環(huán)

大氣污染是很多煤炭資源型城市面臨的普遍問(wèn)題,因此,煤炭資源型城市要實(shí)現(xiàn)清潔燃煤。推廣清潔、先進(jìn)的燃煤技術(shù),是提高能源效率、保護(hù)環(huán)境的重要手段。煤炭資型城市還要推廣煙氣凈化技術(shù)、發(fā)展粉煤灰的綜合利用技術(shù),并應(yīng)用先進(jìn)的發(fā)電技術(shù),以徹底減輕環(huán)境的污染問(wèn)題。

3)社會(huì)是循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的大循環(huán)

我國(guó)社會(huì)要徹底改變“先污染后治理”的思路,變分散治理為集中控制,變末端治理為源頭控制,減少煤炭消費(fèi)過(guò)程中的污染和浪費(fèi)。

全社會(huì)要積極推進(jìn)清潔能源的使用,進(jìn)行煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。要大力推廣無(wú)煙煤的無(wú)煙燃燒技術(shù);要調(diào)整能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu),逐步降低煤炭在一次能源消費(fèi)中的比例;同時(shí),還要實(shí)現(xiàn)煤炭的清潔貯存和運(yùn)輸。[3]

2 基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式

根據(jù)煤炭開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物特征、礦區(qū)的資源條件和煤炭企業(yè)外部環(huán)境,煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)可以在企業(yè)、企業(yè)群體和社會(huì)三個(gè)層面來(lái)實(shí)現(xiàn)。

煤炭企業(yè)內(nèi)部的循環(huán)經(jīng)濟(jì)屬于微觀層次上的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。企業(yè)場(chǎng)地內(nèi)可以配套建材生產(chǎn)線和熱電廠,礦井開(kāi)采的煤矸石、煤泥等固體廢料可以用作燃料供電廠使用,電廠產(chǎn)生的灰渣又可以作為建材的原料供建材生產(chǎn)線使用。井下廢水經(jīng)過(guò)處理可以作為水源供給電廠和礦井進(jìn)行二次利用。這樣就實(shí)現(xiàn)了煤炭開(kāi)采廢棄物的清潔循環(huán)。企業(yè)的新建礦井在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí),就要同步建設(shè)資源利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目。

煤炭企業(yè)間的循環(huán)經(jīng)濟(jì)屬于中等循環(huán)經(jīng)濟(jì)。根據(jù)礦井分布情況合理布置一定規(guī)模的建材廠、熱電廠等廢物綜合利用型企業(yè),形成資源共享和副產(chǎn)品互換。煤矸石、煤泥集中作為燃料供給熱電企業(yè),熱電企業(yè)為煤炭生產(chǎn)企業(yè)提供熱能和電能。同時(shí),加強(qiáng)礦區(qū)環(huán)境綜合治理,以土地復(fù)墾類型的礦區(qū)生態(tài)重建示范基地,逐步形成與生產(chǎn)同步的生態(tài)恢復(fù)建設(shè)機(jī)制。

煤炭企業(yè)和社會(huì)之間的循環(huán)經(jīng)濟(jì),比較符合煤炭資源型城市的實(shí)際狀況,其廢棄物資源豐富,礦井開(kāi)采時(shí)間較長(zhǎng)。煤炭企業(yè)僅靠自身的力量難以形成規(guī)?；难h(huán)經(jīng)濟(jì)體制,政府可以采取多種經(jīng)營(yíng)方式和多種融資渠道,根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況,將各種煤炭生產(chǎn)廢物集中利用作為綜合原料,形成規(guī)?；图s化的“資源—產(chǎn)品—消費(fèi)—再生資源”的整體社會(huì)循環(huán),真正實(shí)現(xiàn)完整的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。

3 基于循環(huán)經(jīng)濟(jì)的煤炭產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建

目前,一些發(fā)達(dá)國(guó)家的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系,已經(jīng)將生產(chǎn)和消費(fèi)有機(jī)地聯(lián)系了起來(lái)。這種聯(lián)系,一是企業(yè)內(nèi)部的清潔生產(chǎn)和資源循環(huán)再利用的結(jié)合;二是企業(yè)間或者產(chǎn)業(yè)間的工業(yè)網(wǎng)絡(luò);三是資源型城市和整個(gè)社會(huì)的廢物回收再利用體系。

按照“企業(yè)—企業(yè)間—產(chǎn)業(yè)間”的簡(jiǎn)單模式建設(shè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)體系,必然需要延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條。循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)悄７伦匀簧鷳B(tài)系統(tǒng),運(yùn)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)原理,對(duì)企業(yè)內(nèi)部產(chǎn)生的污染物進(jìn)行綜合利用,實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的閉路循環(huán)和能量的梯級(jí)利用。設(shè)計(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈,應(yīng)從技術(shù)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)三方面進(jìn)行考慮,技術(shù)上盡可能先進(jìn),環(huán)境上盡量避免或者減少污染,經(jīng)濟(jì)上保障企業(yè)利益。[4]

對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈設(shè)計(jì),對(duì)煤炭資源進(jìn)行深加工,實(shí)現(xiàn)廢物的減量化、再利用、再循環(huán),具有明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。依托洗精煤,以焦化廠作為產(chǎn)業(yè)鏈中的主要環(huán)節(jié),把廢物綜合利用作為主線,把發(fā)電廠作為能量流動(dòng)的紐帶,設(shè)計(jì)煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。

煤炭自身的特點(diǎn)決定了煤炭產(chǎn)業(yè)輻射的領(lǐng)域廣泛,涉及建材、電力、化工、冶金、深加工等多種行業(yè),多個(gè)領(lǐng)域。為此,在進(jìn)行以煤炭為核心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系研究時(shí),應(yīng)將那些規(guī)模較小、受輻射強(qiáng)度弱的領(lǐng)域舍棄,重點(diǎn)研究規(guī)模大、受輻射程度強(qiáng)的領(lǐng)域。

4 煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的核心技術(shù)簡(jiǎn)介

4.1 潔凈煤技術(shù)

潔凈煤技術(shù) (CCT)包括直接燃煤潔凈技術(shù)、煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料技術(shù),是煤炭工業(yè)發(fā)展的方向。它通過(guò)煤炭開(kāi)發(fā)、加工、燃燒和污染控制技術(shù),使煤炭達(dá)到最大限度的利用,同時(shí)將污染控制在較低水平。

在中國(guó),潔凈煤技術(shù)主要由以下五大領(lǐng)域構(gòu)成:燃前技術(shù)、燃中技術(shù)、燃后技術(shù)、轉(zhuǎn)化技術(shù)、煤層氣及煤系廢棄物利用。

中國(guó)作為以煤炭為主要能源的國(guó)家,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的必要性和緊迫性不言而喻。中國(guó)經(jīng)濟(jì)正處于新一輪發(fā)展的上升階段,在投資需求逐漸加大的同時(shí),能源短缺問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn),煤炭開(kāi)發(fā)綜合利用技術(shù)有巨大的發(fā)展?jié)摿Α８鶕?jù)我國(guó)的國(guó)情,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)的重點(diǎn)應(yīng)該是:在較短時(shí)間內(nèi),顯著提高煤炭利用效率、有效控制污染物排放技術(shù),能對(duì)當(dāng)前和未來(lái)優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用,利于解決石油供需矛盾、保障能源安全并有長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展前景的技術(shù)。

4.2 煤炭清潔生產(chǎn)技術(shù)

煤炭清潔生產(chǎn)包括煤炭清潔開(kāi)采、清潔轉(zhuǎn)化、清潔燃燒。煤炭清潔開(kāi)采要求在生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)煤炭的同時(shí),把對(duì)礦區(qū)內(nèi)部的污染降到最小化。煤炭清潔轉(zhuǎn)化技術(shù)包括煤的氣化、液化、煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電及燃煤磁流體發(fā)電技術(shù)。煤炭的清潔燃燒技術(shù)包括煤炭燃前處理凈化技術(shù)、煤炭燃燒中凈化技術(shù)和煤炭燃燒后凈化技術(shù)。[5]

4.3 煤炭開(kāi)采伴生物的綜合利用

煤炭開(kāi)采伴生物的綜合利用,包括煤矸石的綜合利用、煤系共伴生礦產(chǎn)的綜合利用、煤泥的綜合利用和粉煤灰的綜合利用。

煤矸石是煤炭開(kāi)采和加工過(guò)程中排放的廢棄物,主要有煤層開(kāi)采產(chǎn)生的煤矸石、煤層中的夾矸、混入煤中的頂?shù)装鍘r石等。煤矸石占用大量耕地,同時(shí),堆積的煤矸石山不僅對(duì)環(huán)境造成污染,也破壞自然景觀,形成揚(yáng)塵,污染地表水和地下水。將煤矸石應(yīng)用于農(nóng)業(yè),可以作為有機(jī)復(fù)合肥和煤矸石微生物廢料,同時(shí)還可以用煤矸石改良土壤,用煤矸石發(fā)電,生產(chǎn)建材原料等。

煤系共伴生礦產(chǎn)主要有煤系高嶺土、煤系硫鐵礦、煤系石英巖類礦物。這類礦產(chǎn),可以應(yīng)用于制造玻璃、陶瓷材料,還可應(yīng)用于冶金工業(yè)。

煤泥可以直接成漿使用和干燥成型利用,也可以直接燃燒發(fā)電、制成型煤、水煤漿、氣化、井下充填、制造化工產(chǎn)品等。

粉煤灰屬于火山類物質(zhì),能發(fā)生火山類反應(yīng)。其產(chǎn)生量一般為燃煤量的10%～50%。粉煤灰不僅污染大氣環(huán)境,也會(huì)造成土壤和水體污染。將粉煤灰利用在建材方面,可以作為混凝土的基本材料。[6]

5 結(jié)論

我國(guó)傳統(tǒng)的煤炭開(kāi)采方式,由于向自然過(guò)度索取,導(dǎo)致了生態(tài)退化、自然災(zāi)害增多、環(huán)境污染嚴(yán)重,給人類的健康帶來(lái)了極大的損害,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí),也付出了巨大的環(huán)境代價(jià)。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),不僅可以降低能耗,降低成本,而且可以以最小的環(huán)境和資源成本,取得最大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。因此,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)要求,是煤炭產(chǎn)業(yè)貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀的重要措施。

同時(shí),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)是實(shí)現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)的根本出路,也是實(shí)現(xiàn)煤炭資源合理開(kāi)發(fā)和綜合利用的根本出路。所以,我國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)應(yīng)該摒棄傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式,大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),實(shí)現(xiàn)高效清潔的煤炭生產(chǎn)。

[1] 張瑞,郝傳波.循環(huán)經(jīng)濟(jì)與中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展 [M].北京:新華出版社,2006.

[2] 耿殿明,宋華嶺,等.礦區(qū)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略模式與實(shí)現(xiàn)途徑 [J].中國(guó)煤炭,2005(1):25-26.

[3] 趙淑英,王鑫.我國(guó)煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展模式研究[J].中國(guó)礦業(yè),2009(3):52-55.

[4] 周仁,任一鑫.煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式研究 [J].發(fā)展論壇,2004.

[5] 張久銘,梁亞紅.資源型城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的理性思考[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2007(7):76-78.

[6] 劉金平,張幼蒂,楊會(huì)俊.綠色開(kāi)采的礦產(chǎn)資源價(jià)值 [J].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,33(2):233-236.