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摘要:根据中央和自治区部署,煤电、煤化工成为新疆煤炭资源转化的重要方向,但煤制油项目耗资巨大,成本很高,尤其很耗水的行业特点,逐渐使得业内人士及政府的态度发生转变,新疆作为一个生态环境脆弱水资源贫乏的地区在大力发展煤制油产业时面临的水资源问题值得思考。
关键词:煤制油;水资源;新疆
一、 新疆煤制油产业发展现状
新疆是中国矿产资源最为丰富的省区之一,矿产数量多,储量大,有着广阔的开发前景。其中,煤炭是新疆的优势资源,也是重要的支柱产业。经预测新疆煤炭的储量占全国资源总预测量的40%以上。“十二五”国家把新疆确定为第十四大煤炭基地,煤炭产量将由目前的1亿t增加到4亿t以上。新疆煤炭预测资源量2.19万亿t,占全国预测资源总量40%以上,居全国第一位。其中千亿吨储量煤田5处,大于3000亿t的煤田3个,准东煤田、吐哈煤田属世界级大煤田。新疆煤炭种类齐全,煤质好,是优良的工业动力用煤和煤化工、煤制油用煤。煤层气预测资源量9万亿m3以上,约占全国预测资源总量的24.5%,居全国前列。经过几十年的发展,煤炭工业成为新疆能源产业的重要支柱。近年来,国内大企业大集团齐聚新疆参与煤炭勘探开发,在开发模式、装备水平、技术应用等方面带来全新的理念。自治区提出的基地化、一体化、大型化和集约化的产业发展战略,为 “十二五”新疆煤炭大规模开发提供了基础条件。根据规划和部署,到2015年新疆煤炭产量将达到4.2亿t,到2020年建成准东、吐哈、伊犁、库拜及和丰—克拉玛依五大煤炭开发和加工基地。自治区投资60亿建设的准东煤电煤化工产业带铁路、供水、公路、输电等基础设施已基本建成,神华、中电投、鲁能、国电、华能、兖矿、新汶、潞安、宜化等一大批有实力的大企业大集团相继进入新疆发展煤电煤化工产业,神华五彩湾2000万吨露天矿及12万吨活性炭、广汇120万吨甲醇80万吨二甲醚、新汶100亿立方煤制气、庆华55亿立方煤制气、中电投煤制气、兖矿60万吨醇氨联产等一批重点煤炭煤化工项目陆续开工,西煤东运吐哈煤炭基地建设开始起步,新疆煤炭煤电煤化工产业显现出良好的发展前景和巨大的发展潜力。
二、 新疆主要煤制油产业地区的水资源状况
新疆准东、吐哈、伊犁、库拜及和丰—克拉玛依五大煤炭基地是煤制油产业的聚集地。准东地区河流皆发源于天山北坡,大多数河流源高流短,出山口后汇入准噶尔盆地。境内31条河流多为相互独立的短小河流。地表水资源量为12.65亿m3,地下水资源量为3.93亿m3。目前,准东地区地表水利用率已超过开发利用率警戒线,而地下水由于严重超采,已形成全区最大的地下水漏斗区,水位年均降幅1m左右,现有水资源已不能支撑经济社会的可持续发展,需要通过内部节水挖潜、提高地表水资源有效利用率,以及通过利用 “引额济乌”及 “500”水库东延供水工程解决用水需求。
吐哈地区水资源开发利用程度已超过其承载能力,地下水严重超采。其中哈密全地区年径流量超过2000万m3的河流仅9条,地表水资源量为4.559亿m3,地下水资源量为3.99亿m3,地下水开采率高达223%,区域内人均水资源量仅为全疆人均水资源量的二分之一。吐鲁番地区水资源总量约16亿m3,但仅有2条河流上修有拦河控制性水库,地表水没有得到有效控制和合理利用。坎儿井数从20世纪50年代1237条、出水量5.6亿m3,下降到目前的331条、出水量仅2.0亿m3。
伊犁地区不仅是我区四大煤田之一,是新疆及我国重要的生态屏障。伊犁煤田位于伊犁河流域伊,犁河年均地表水径流量167亿m3,占全疆水资源的19%。煤炭工业用水主要通过伊犁河南岸干渠及北岸调水工程解决。伊犁煤田以井工开采为主。主要环境问题是矿井排水对地表水环境影响,地表沉陷及矿井排水对地下水径流的破坏,使地表及地下水水量减少。
库拜矿区大多在山区,区域内分布有山地草原生态功能区 (水源涵养)。所处的天山南坡产业带环塔里木盆地有大小河流144条,其中阿克苏河流域水能理论蕴藏量2419.1 MW,占全疆水能理论蕴藏量的6.4%。该基地以耗水较少的煤焦化产品为主,用水量相对不大,主要通过调整用水结构、合理调整水利工程布局等手段满足用水需求。库拜煤田以井工开采为主。主要环境问题为沉陷、裂缝、滑坡和崩塌等地表形态变化及地质环境灾害,诱发水土流失,改变景观格局。
和丰—克拉玛依煤化工基地目前看,和丰白杨河矿区区域内水资源不能支撑未来煤炭开发利用。白杨河勘查区内水资源比较缺乏,和什托洛盖煤田区域的5条小河中仅有白杨河1条流经白杨河勘查区,平均年径流量2.45亿m3,由和布克赛尔县、克拉玛依市及兵团团场按比例使用。根据地区煤电、煤化工以及其他工业项目规划初步估算,和布克赛尔县工业需水量2.315亿m3。但是全县可利用总水量为9730万m3,缺水1.342亿m3,新增水量需通过“引额济乌”和白杨河饮水工程予以保障。
三、 对新疆煤制油发展的思考
煤制油产业发展应充分考虑水资源条件。煤制油产业的发展作为一种战略能源技术对于新疆来说具有光明的发展前景,煤制油技术的发展水平也日趋成熟,但高耗水仍是影响行业发展最大制约因素。《据经济参考报》报道,以目前的技术水平来看,1吨煤化工产品所需的水耗基本不可能低于5吨,目前生产一吨煤制油的耗水量约为9吨。新疆自然条件的突出特点概括起来是地大土薄、无霜期短、风沙大、水资源短缺,“木桶”效应明显。以煤-电、煤焦化、煤气化、煤液化以及其它煤基化工为例,需要具备充足煤炭资源、充足水资源、便利的交通和较强的环境承载力等发展条件。新疆煤炭矿藏资源充足且价格低,而运距长是瓶颈,新疆更是中国水资源最短缺的地区之一,水一定是新疆经济社会发展的“短板”。从经济上看,水资源费各地有异,地表水0.1—0. 5元/吨、地下水0.2—2.0元/吨,新疆分别是0.2元/吨和0.5元/吨,低于产业同构省(自治区)。工业用水价格西北及新疆1.0元—5.0元/吨,新疆工业企业取水均价1元/吨,不高于东部和西南部。从资源上看,新疆水资源短缺、多数煤化工产品水消耗量大。尤其是深加工产品技术尚不成熟,发展煤化工应慎重。发展煤化工的四个基本条件只有一个与产业同构地区比较具有一定优势,环境差强人意,运输无优势,水绝对是劣势。新疆水资源分布不均衡,局部地区缺水严重。全疆水资源总量832亿m3,呈现北多南少、西多东少的分布格局。根据《全国水资源综合规划》最新成果,全疆年缺水26亿m3,缺水率5.4%。煤电、煤焦化、煤气化、煤液化及其它煤基化工等高载能、高耗能和高耗水的工业结构强化或会加速这种不可逆过程。煤制油对水资源的消耗情况为,采用煤直接液化技术,每吨油产品的新鲜用水量为5—6吨,采用煤间接液化技术,每吨油产品的新鲜用水量为9—12吨,由此可知,煤制油对水的消耗量是非常大的。油气和煤炭资源富集的东疆地区水资源较为匮乏,经济发达的天山北坡一带和吐哈盆地现状缺水率超过10%,南疆水资源开发利用程度已达到可承载能力。而从用水结构看,工业用水量仅占总用水量的2%左右。煤炭资源开发及转化、矿区经济发展,将加剧水资源短缺的矛盾,煤炭下游产业发展也需要水资源的支撑。
四、新疆煤制油产业对水资源高效利用的建议
对环境而言,污染物的处理并非最终目的,资源充分利用才能从根本上解决环境与发展问题。以水资源为例,不管是目前还是将来,水资源匮乏对我国及新疆来说都是发展中的重要瓶颈,因此大力提倡水资源高效利用是煤制油产业发展的必由之路。
1、提倡中水回用
对于污水的排放,措施是将所有污水不往自然环境中排放,最终的污水全部集中到一个蒸发塘中进行蒸发。工厂所有污水进入水处理设备后,其中的60%—70%可以回收利用。对于一些用水量大,废水性质近似或单一的工厂密集区域,可以设置专门的污水处理厂,采取针对性的方法进行特殊处理,并返回给工厂重复使用,从而节省运输、处理成本。
2、加强水循环利用效率
首先,实施减量化。通过实施“节流减污”措施,提高水的过程效率,减少水的使用量,减少废水排放。
其次,促进水的循环利用。大幅度提高工业用水的循环利用率,加强原位回用、分质利用和厂域梯级利用。
参考文献:
[1]宋玲.六环玉.循环经济:新疆发展模式与支撑体系建设研究[M].新疆:新疆大学出版社,2010:11.
[2]曹凤中 . 水 资 源 制 约 环 保 掣 肘 煤 化 工 能 否 退 潮[N]. 中 国 经 济 导 报 ,2007-07-27.
[3]刘延伟.煤化工行业“ 十二五”发展分析[J].化学工业,2010,28( 10):8-10.
[4]王 京. 浅析煤化工废水处理工艺[J].广西轻工业,2009(11):99-100
[5]王万恩.煤炭企业发展循环经济管见[J].煤炭经济研究,2005(9):6-8.
[6]新疆维吾尔自治区经济贸易委员会.新疆维吾尔自治区煤电煤化工产业发展规划[R].2009.
注:本文是新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目《新疆煤制油产业发展对水资源损耗影响的研究》(XJGRI2013143)的阶段性陈果。
关键词:煤制油;水资源;新疆
一、 新疆煤制油产业发展现状
新疆是中国矿产资源最为丰富的省区之一,矿产数量多,储量大,有着广阔的开发前景。其中,煤炭是新疆的优势资源,也是重要的支柱产业。经预测新疆煤炭的储量占全国资源总预测量的40%以上。“十二五”国家把新疆确定为第十四大煤炭基地,煤炭产量将由目前的1亿t增加到4亿t以上。新疆煤炭预测资源量2.19万亿t,占全国预测资源总量40%以上,居全国第一位。其中千亿吨储量煤田5处,大于3000亿t的煤田3个,准东煤田、吐哈煤田属世界级大煤田。新疆煤炭种类齐全,煤质好,是优良的工业动力用煤和煤化工、煤制油用煤。煤层气预测资源量9万亿m3以上,约占全国预测资源总量的24.5%,居全国前列。经过几十年的发展,煤炭工业成为新疆能源产业的重要支柱。近年来,国内大企业大集团齐聚新疆参与煤炭勘探开发,在开发模式、装备水平、技术应用等方面带来全新的理念。自治区提出的基地化、一体化、大型化和集约化的产业发展战略,为 “十二五”新疆煤炭大规模开发提供了基础条件。根据规划和部署,到2015年新疆煤炭产量将达到4.2亿t,到2020年建成准东、吐哈、伊犁、库拜及和丰—克拉玛依五大煤炭开发和加工基地。自治区投资60亿建设的准东煤电煤化工产业带铁路、供水、公路、输电等基础设施已基本建成,神华、中电投、鲁能、国电、华能、兖矿、新汶、潞安、宜化等一大批有实力的大企业大集团相继进入新疆发展煤电煤化工产业,神华五彩湾2000万吨露天矿及12万吨活性炭、广汇120万吨甲醇80万吨二甲醚、新汶100亿立方煤制气、庆华55亿立方煤制气、中电投煤制气、兖矿60万吨醇氨联产等一批重点煤炭煤化工项目陆续开工,西煤东运吐哈煤炭基地建设开始起步,新疆煤炭煤电煤化工产业显现出良好的发展前景和巨大的发展潜力。
二、 新疆主要煤制油产业地区的水资源状况
新疆准东、吐哈、伊犁、库拜及和丰—克拉玛依五大煤炭基地是煤制油产业的聚集地。准东地区河流皆发源于天山北坡,大多数河流源高流短,出山口后汇入准噶尔盆地。境内31条河流多为相互独立的短小河流。地表水资源量为12.65亿m3,地下水资源量为3.93亿m3。目前,准东地区地表水利用率已超过开发利用率警戒线,而地下水由于严重超采,已形成全区最大的地下水漏斗区,水位年均降幅1m左右,现有水资源已不能支撑经济社会的可持续发展,需要通过内部节水挖潜、提高地表水资源有效利用率,以及通过利用 “引额济乌”及 “500”水库东延供水工程解决用水需求。
吐哈地区水资源开发利用程度已超过其承载能力,地下水严重超采。其中哈密全地区年径流量超过2000万m3的河流仅9条,地表水资源量为4.559亿m3,地下水资源量为3.99亿m3,地下水开采率高达223%,区域内人均水资源量仅为全疆人均水资源量的二分之一。吐鲁番地区水资源总量约16亿m3,但仅有2条河流上修有拦河控制性水库,地表水没有得到有效控制和合理利用。坎儿井数从20世纪50年代1237条、出水量5.6亿m3,下降到目前的331条、出水量仅2.0亿m3。
伊犁地区不仅是我区四大煤田之一,是新疆及我国重要的生态屏障。伊犁煤田位于伊犁河流域伊,犁河年均地表水径流量167亿m3,占全疆水资源的19%。煤炭工业用水主要通过伊犁河南岸干渠及北岸调水工程解决。伊犁煤田以井工开采为主。主要环境问题是矿井排水对地表水环境影响,地表沉陷及矿井排水对地下水径流的破坏,使地表及地下水水量减少。
库拜矿区大多在山区,区域内分布有山地草原生态功能区 (水源涵养)。所处的天山南坡产业带环塔里木盆地有大小河流144条,其中阿克苏河流域水能理论蕴藏量2419.1 MW,占全疆水能理论蕴藏量的6.4%。该基地以耗水较少的煤焦化产品为主,用水量相对不大,主要通过调整用水结构、合理调整水利工程布局等手段满足用水需求。库拜煤田以井工开采为主。主要环境问题为沉陷、裂缝、滑坡和崩塌等地表形态变化及地质环境灾害,诱发水土流失,改变景观格局。
和丰—克拉玛依煤化工基地目前看,和丰白杨河矿区区域内水资源不能支撑未来煤炭开发利用。白杨河勘查区内水资源比较缺乏,和什托洛盖煤田区域的5条小河中仅有白杨河1条流经白杨河勘查区,平均年径流量2.45亿m3,由和布克赛尔县、克拉玛依市及兵团团场按比例使用。根据地区煤电、煤化工以及其他工业项目规划初步估算,和布克赛尔县工业需水量2.315亿m3。但是全县可利用总水量为9730万m3,缺水1.342亿m3,新增水量需通过“引额济乌”和白杨河饮水工程予以保障。
三、 对新疆煤制油发展的思考
煤制油产业发展应充分考虑水资源条件。煤制油产业的发展作为一种战略能源技术对于新疆来说具有光明的发展前景,煤制油技术的发展水平也日趋成熟,但高耗水仍是影响行业发展最大制约因素。《据经济参考报》报道,以目前的技术水平来看,1吨煤化工产品所需的水耗基本不可能低于5吨,目前生产一吨煤制油的耗水量约为9吨。新疆自然条件的突出特点概括起来是地大土薄、无霜期短、风沙大、水资源短缺,“木桶”效应明显。以煤-电、煤焦化、煤气化、煤液化以及其它煤基化工为例,需要具备充足煤炭资源、充足水资源、便利的交通和较强的环境承载力等发展条件。新疆煤炭矿藏资源充足且价格低,而运距长是瓶颈,新疆更是中国水资源最短缺的地区之一,水一定是新疆经济社会发展的“短板”。从经济上看,水资源费各地有异,地表水0.1—0. 5元/吨、地下水0.2—2.0元/吨,新疆分别是0.2元/吨和0.5元/吨,低于产业同构省(自治区)。工业用水价格西北及新疆1.0元—5.0元/吨,新疆工业企业取水均价1元/吨,不高于东部和西南部。从资源上看,新疆水资源短缺、多数煤化工产品水消耗量大。尤其是深加工产品技术尚不成熟,发展煤化工应慎重。发展煤化工的四个基本条件只有一个与产业同构地区比较具有一定优势,环境差强人意,运输无优势,水绝对是劣势。新疆水资源分布不均衡,局部地区缺水严重。全疆水资源总量832亿m3,呈现北多南少、西多东少的分布格局。根据《全国水资源综合规划》最新成果,全疆年缺水26亿m3,缺水率5.4%。煤电、煤焦化、煤气化、煤液化及其它煤基化工等高载能、高耗能和高耗水的工业结构强化或会加速这种不可逆过程。煤制油对水资源的消耗情况为,采用煤直接液化技术,每吨油产品的新鲜用水量为5—6吨,采用煤间接液化技术,每吨油产品的新鲜用水量为9—12吨,由此可知,煤制油对水的消耗量是非常大的。油气和煤炭资源富集的东疆地区水资源较为匮乏,经济发达的天山北坡一带和吐哈盆地现状缺水率超过10%,南疆水资源开发利用程度已达到可承载能力。而从用水结构看,工业用水量仅占总用水量的2%左右。煤炭资源开发及转化、矿区经济发展,将加剧水资源短缺的矛盾,煤炭下游产业发展也需要水资源的支撑。
四、新疆煤制油产业对水资源高效利用的建议
对环境而言,污染物的处理并非最终目的,资源充分利用才能从根本上解决环境与发展问题。以水资源为例,不管是目前还是将来,水资源匮乏对我国及新疆来说都是发展中的重要瓶颈,因此大力提倡水资源高效利用是煤制油产业发展的必由之路。
1、提倡中水回用
对于污水的排放,措施是将所有污水不往自然环境中排放,最终的污水全部集中到一个蒸发塘中进行蒸发。工厂所有污水进入水处理设备后,其中的60%—70%可以回收利用。对于一些用水量大,废水性质近似或单一的工厂密集区域,可以设置专门的污水处理厂,采取针对性的方法进行特殊处理,并返回给工厂重复使用,从而节省运输、处理成本。
2、加强水循环利用效率
首先,实施减量化。通过实施“节流减污”措施,提高水的过程效率,减少水的使用量,减少废水排放。
其次,促进水的循环利用。大幅度提高工业用水的循环利用率,加强原位回用、分质利用和厂域梯级利用。
参考文献:
[1]宋玲.六环玉.循环经济:新疆发展模式与支撑体系建设研究[M].新疆:新疆大学出版社,2010:11.
[2]曹凤中 . 水 资 源 制 约 环 保 掣 肘 煤 化 工 能 否 退 潮[N]. 中 国 经 济 导 报 ,2007-07-27.
[3]刘延伟.煤化工行业“ 十二五”发展分析[J].化学工业,2010,28( 10):8-10.
[4]王 京. 浅析煤化工废水处理工艺[J].广西轻工业,2009(11):99-100
[5]王万恩.煤炭企业发展循环经济管见[J].煤炭经济研究,2005(9):6-8.
[6]新疆维吾尔自治区经济贸易委员会.新疆维吾尔自治区煤电煤化工产业发展规划[R].2009.
注:本文是新疆维吾尔自治区研究生科研创新项目《新疆煤制油产业发展对水资源损耗影响的研究》(XJGRI2013143)的阶段性陈果。