王 綱,李虹麗,王 晉

(1.中國礦業(yè)大學應用技術學院,江蘇徐州221008;2.華北科技學院,河北三河065201)

煤炭產業(yè)是我國重要的基礎產業(yè)。同時,我國的能源儲量、能源結構,以及生產和消費結構決定了我國現階段的能源供應格局以煤炭為主,而且在未來相當長的時期內,這一格局不會發(fā)生改變。然而長期以來,煤炭資源的大量開發(fā),導致了礦區(qū)的環(huán)境逐漸惡化,煤炭資源型城市的污染問題也日益嚴重。從長遠來看,傳統(tǒng)的煤炭開采模式,必將導致能源短缺、環(huán)境污染和自然資源的耗竭。循環(huán)經濟要求在煤炭資源不斷循環(huán)的基礎上發(fā)展經濟,達到“低開采、高利用和低排放”,使整個經濟系統(tǒng)在生產和消費的過程中不產生或者產生極少量的廢物。循環(huán)經濟對傳統(tǒng)煤炭開采的核心要求是:降低煤炭的開采量,提高煤炭利用率,減少廢棄物,實現煤炭資源開發(fā)的清潔生產和生態(tài)化。[1]

1 基于循環(huán)經濟的煤炭產業(yè)發(fā)展基本思路

1.1 煤炭產業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟的原則

根據國家發(fā)改委煤炭行業(yè)循環(huán)經濟課題組的研究成果,煤炭產業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟的指導思想為:以科學發(fā)展觀為指導,以優(yōu)化煤炭產業(yè)發(fā)展模式為核心,以清潔、高效、安全為目標,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,促進煤炭產業(yè)可持續(xù)發(fā)展。煤炭產業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟的基本原則為:

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)在生產過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)盡可能對開采的煤炭進行深加工,延長煤炭產業(yè)鏈條,清潔、高效地使用煤炭資源;再循環(huán)原則,要求煤炭生產和消費部門對廢棄物進行資源化再利用,使廢棄物重新變成可利用資源。

2)全程化原則。即在煤炭開采與開發(fā)的過程中,在重視煤炭資源的高效利用的基礎上,同時也要重視煤炭資源的高效開發(fā)與高效回收。并且在煤炭開采利用的過程中,要實現廢棄物的全程減排。

3)全面化原則。即煤炭產業(yè)要重視廢棄物的全面利用,不僅要重視煤炭生產中過程中產生的廢棄物,也要重視煤炭消費過程中中產生的廢棄物,同時還要重視土地資源的保護以及煤炭與其共伴生礦物全面開發(fā)利用。[2]

1.2 煤炭產業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟的思路

1)煤炭企業(yè)是循環(huán)經濟中的小循環(huán)

煤炭企業(yè)要提高煤炭資源的回收利用率,實現集約化生產,這就要求煤炭企業(yè)尋求適合我國國情和企業(yè)自身情況的開采方式,提高煤炭開采率,制定合理的規(guī)章制度,對生產方式落后、資源回收率低的礦井進行改造和限制。

同時,企業(yè)還要從裝備、技術、工藝等方面,對自身的生產狀況進行實質性的改變與調整,優(yōu)化產業(yè)組織,建設高產高效的礦井。

2)煤炭資源型城市是循環(huán)經濟中的中循環(huán)

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

3)社會是循環(huán)經濟中的大循環(huán)

我國社會要徹底改變“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,減少煤炭消費過程中的污染和浪費。

全社會要積極推進清潔能源的使用,進行煤炭消費結構的調整。要大力推廣無煙煤的無煙燃燒技術;要調整能源的消費結構,逐步降低煤炭在一次能源消費中的比例;同時,還要實現煤炭的清潔貯存和運輸。[3]

2 基于循環(huán)經濟的煤炭產業(yè)發(fā)展模式

根據煤炭開采過程中產生的廢棄物特征、礦區(qū)的資源條件和煤炭企業(yè)外部環(huán)境,煤炭產業(yè)發(fā)展循環(huán)經濟可以在企業(yè)、企業(yè)群體和社會三個層面來實現。

煤炭企業(yè)內部的循環(huán)經濟屬于微觀層次上的循環(huán)經濟。企業(yè)場地內可以配套建材生產線和熱電廠,礦井開采的煤矸石、煤泥等固體廢料可以用作燃料供電廠使用,電廠產生的灰渣又可以作為建材的原料供建材生產線使用。井下廢水經過處理可以作為水源供給電廠和礦井進行二次利用。這樣就實現了煤炭開采廢棄物的清潔循環(huán)。企業(yè)的新建礦井在設計規(guī)劃時,就要同步建設資源利用的循環(huán)經濟項目。

煤炭企業(yè)間的循環(huán)經濟屬于中等循環(huán)經濟。根據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)為煤炭生產企業(yè)提供熱能和電能。同時,加強礦區(qū)環(huán)境綜合治理,以土地復墾類型的礦區(qū)生態(tài)重建示范基地,逐步形成與生產同步的生態(tài)恢復建設機制。

煤炭企業(yè)和社會之間的循環(huán)經濟,比較符合煤炭資源型城市的實際狀況,其廢棄物資源豐富,礦井開采時間較長。煤炭企業(yè)僅靠自身的力量難以形成規(guī)?；难h(huán)經濟體制,政府可以采取多種經營方式和多種融資渠道,根據本地區(qū)的實際情況,將各種煤炭生產廢物集中利用作為綜合原料,形成規(guī)模化和集約化的“資源—產品—消費—再生資源”的整體社會循環(huán),真正實現完整的循環(huán)經濟體系。

3 基于循環(huán)經濟的煤炭產業(yè)鏈構建

目前,一些發(fā)達國家的循環(huán)經濟體系,已經將生產和消費有機地聯(lián)系了起來。這種聯(lián)系,一是企業(yè)內部的清潔生產和資源循環(huán)再利用的結合;二是企業(yè)間或者產業(yè)間的工業(yè)網絡;三是資源型城市和整個社會的廢物回收再利用體系。

按照“企業(yè)—企業(yè)間—產業(yè)間”的簡單模式建設循環(huán)經濟的產業(yè)體系,必然需要延長產業(yè)鏈條。循環(huán)經濟產業(yè)鏈是模仿自然生態(tài)系統(tǒng),運用循環(huán)經濟原理,對企業(yè)內部產生的污染物進行綜合利用,實現物質的閉路循環(huán)和能量的梯級利用。設計循環(huán)經濟產業(yè)鏈,應從技術、環(huán)境和經濟三方面進行考慮,技術上盡可能先進,環(huán)境上盡量避免或者減少污染,經濟上保障企業(yè)利益。[4]

對煤炭產業(yè)進行產業(yè)鏈設計,對煤炭資源進行深加工,實現廢物的減量化、再利用、再循環(huán),具有明顯的環(huán)境效益和經濟效益。依托洗精煤,以焦化廠作為產業(yè)鏈中的主要環(huán)節(jié),把廢物綜合利用作為主線,把發(fā)電廠作為能量流動的紐帶,設計煤炭產業(yè)循環(huán)經濟產業(yè)鏈。

煤炭自身的特點決定了煤炭產業(yè)輻射的領域廣泛,涉及建材、電力、化工、冶金、深加工等多種行業(yè),多個領域。為此,在進行以煤炭為核心的循環(huán)經濟體系研究時,應將那些規(guī)模較小、受輻射強度弱的領域舍棄,重點研究規(guī)模大、受輻射程度強的領域。

4 煤炭產業(yè)循環(huán)經濟的核心技術簡介

4.1 潔凈煤技術

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

在中國,潔凈煤技術主要由以下五大領域構成:燃前技術、燃中技術、燃后技術、轉化技術、煤層氣及煤系廢棄物利用。

中國作為以煤炭為主要能源的國家,發(fā)展?jié)崈裘杭夹g的必要性和緊迫性不言而喻。中國經濟正處于新一輪發(fā)展的上升階段,在投資需求逐漸加大的同時,能源短缺問題也逐漸顯現,煤炭開發(fā)綜合利用技術有巨大的發(fā)展?jié)摿?。根據我國的國?發(fā)展?jié)崈裘杭夹g的重點應該是:在較短時間內,顯著提高煤炭利用效率、有效控制污染物排放技術,能對當前和未來優(yōu)化能源結構發(fā)揮作用,利于解決石油供需矛盾、保障能源安全并有長遠發(fā)展前景的技術。

4.2 煤炭清潔生產技術

煤炭清潔生產包括煤炭清潔開采、清潔轉化、清潔燃燒。煤炭清潔開采要求在生產優(yōu)質煤炭的同時,把對礦區(qū)內部的污染降到最小化。煤炭清潔轉化技術包括煤的氣化、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。煤炭的清潔燃燒技術包括煤炭燃前處理凈化技術、煤炭燃燒中凈化技術和煤炭燃燒后凈化技術。[5]

4.3 煤炭開采伴生物的綜合利用

煤炭開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。

煤矸石是煤炭開采和加工過程中排放的廢棄物,主要有煤層開采產生的煤矸石、煤層中的夾矸、混入煤中的頂底板巖石等。煤矸石占用大量耕地,同時,堆積的煤矸石山不僅對環(huán)境造成污染,也破壞自然景觀,形成揚塵,污染地表水和地下水。將煤矸石應用于農業(yè),可以作為有機復合肥和煤矸石微生物廢料,同時還可以用煤矸石改良土壤,用煤矸石發(fā)電,生產建材原料等。

煤系共伴生礦產主要有煤系高嶺土、煤系硫鐵礦、煤系石英巖類礦物。這類礦產,可以應用于制造玻璃、陶瓷材料,還可應用于冶金工業(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、制造化工產品等。

粉煤灰屬于火山類物質,能發(fā)生火山類反應。其產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 結論

我國傳統(tǒng)的煤炭開采方式,由于向自然過度索取,導致了生態(tài)退化、自然災害增多、環(huán)境污染嚴重,給人類的健康帶來了極大的損害,在發(fā)展經濟的同時,也付出了巨大的環(huán)境代價。發(fā)展循環(huán)經濟,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,取得最大的社會經濟效益。因此,發(fā)展循環(huán)經濟是實現可持續(xù)發(fā)展的本質要求,是煤炭產業(yè)貫徹落實科學發(fā)展觀的重要措施。

同時,發(fā)展循環(huán)經濟是實現煤炭產業(yè)經濟和環(huán)境保護的根本出路,也是實現煤炭資源合理開發(fā)和綜合利用的根本出路。所以,我國的煤炭產業(yè)應該摒棄傳統(tǒng)的生產方式,大力發(fā)展循環(huán)經濟,實現高效清潔的煤炭生產。

[1] 張瑞,郝傳波.循環(huán)經濟與中國煤炭產業(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)略模式與實現途徑 [J].中國煤炭,2005(1):25-26.

[3] 趙淑英,王鑫.我國煤炭循環(huán)經濟產業(yè)鏈發(fā)展模式研究[J].中國礦業(yè),2009(3):52-55.

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

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

[6] 劉金平,張幼蒂,楊會俊.綠色開采的礦產資源價值 [J].中國礦業(yè)大學學報,2004,33(2):233-236.