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摘 要:阐述了新汶矿业集团在多年的发展历程中,面对过去高投入、高耗能、高排放、低效益的严峻现实,认真总结经验教训,在科学发展观指导下,树立发展循环经济理念,采取创新技术措施,力求节约资源,减少污染,提高效益,坚持走能源循环经济新型工业化道路,取得了可喜的业绩。
关键词:循环经济;开采;资源利用
1 树立发展循环经济的理念
一是建立创新发展思维。从矿区发展的严酷现实中,新汶集团深刻体会到煤炭企业“高投入、高消耗、高排放、低效益”增长模式的恶果。本着“煤炭产业集中化、非煤产业集优化、产业发展生态化”的原则,把发展循环经济、延伸产业链作为谋求生存发展的现实选择、做大做强企业的战略依托,坚持“循环经济是清洁经济、高效经济、可持续发展经济”理念,努力走出一条科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源得到充分利用的新型工业化道路。
二是锻造循环经济产业链。资源是新汶集团发展的根基,效率是新矿集团发展循环经济的永恒主题。新矿集团以提升资源效率作为发展循环经济的理念,将其贯穿于企业生产周期的全过程,以煤炭产业为基础,以煤炭深加工和综合利用为突破口,积极调整产业、产品结构,拓宽延展产业链条,形成了“资源-产品-再生资源”的反馈循环型经济模式,初步构建了矿产领域循环经济指标体系。
三是搭建循环经济发展平台。新汶矿业集团编制了《建设循环经济型企业试点方案》,规划了新汶、大汶口-华丰、莱芜、龙固等4个循环经济工业园。努力延伸新汶矿区工业代谢流程,优化矿区企业系统结构,努力建成集煤、电、煤气、建材、化工为一体,技术先进、环境友好、结构和谐、有较强经济实力和可持续发展能力的综合性循环经济工业园。
四是架构循环经济体系。紧紧依靠科技创新,探寻解决资源瓶颈日益凸现、开采条件日趋复杂问题的途径,广泛引进新技术、新设备,积极推广新规划、新方案,与国内外知名大学和科研院所建立了长期稳定的合作关系,促进“产、学、研”有机结合,有效提高复杂地质条件下的资源开采利用水平,科学构建集群内企业间的链接模式。
2 实施循环经济的技术措施
2.1 以科技创新为支撑,提高资源利用水平
洁净煤生产。大力发展洁净煤技术,增加煤炭品种,提升煤炭品质,提高煤炭附加值,充分利用煤炭资源,减少煤炭排污总量。新矿集团投资5亿元,新建和改造了8座选煤厂,精煤产量提高到600万吨以上,取得了提质、减污、增效的显著成效。通过改进洗选工艺,增加了洁净煤产量,降低了煤炭灰分,提升了煤炭品质,减少了煤炭杂质的转移,有效改善了消费地的环境质量。
矸石换煤。新矿集团突破传统开采理念,创新开采模式,积极探索研究矸石充填技术,向采空区充填矸石以减小地面塌陷变形,进而开采保护煤柱,使煤炭资源得到最大限度回收。新矿集团拥有自主创新的多种以矸换煤技术,其中,盛泉公司的煤矿井下原生矸石充填与开采一体化技术其技术水平已达到了国际先进水平,孙村矿的似膏体充填技术达到了国际先进水平,翟镇矿的综采工作面高效机械化矸石充填技术其技术水平已达到国际领先水平,三项以矸换煤技术已申报获得了发明专利。仅2007年就实现减排矸石120万吨,2008年底,新矿集团所有生产矿井将全部实现“矸石不升井”。
薄煤层开采。近年来新矿集团在国内率先成功引进了螺旋钻井采煤法,盘活了难采低效的薄煤层资源,提高了资源回收率,为稳定新汶矿区生产能力,延缓矿井衰老起到了特别重大的意义。
煤矸石投制砖机研制。通过引进、消化、吸收,成功研制了具有自主产权的全硬塑矸石制砖机成套设备,被列为国家重大装备国产化项目和国家级新型产品,在全国已推广60多条制砖生产线。该项技术的开发应用彻底解决了煤矸石利用的关键技术,也为实心粘土砖找到了最佳替代产品,解决了煤矸石堆放造成的占压土地和环境污染问题,对煤炭企业循环经济产业链条的拓展和延伸具有重要作用。
矿井水利用。从上世纪九十年代起,新矿集团先后投资3500多万元,建设了9座矿井水处理站。通过分级处理,矿井水被广泛的应用到矿区生产、生活、办公、灌溉和绿化用水,部分还被加工成矿泉水外销。目前,新矿集团年综合利用矿井水2608万吨,回用率达到55.3%,降低了环境污染,为下游企业生产经营降低了成本。
2.2 以节能减排为手段,深入发展循环经济
生产系统节能。针对矿井耗能最大的“采、掘、机、运、通、排”六大系统,重点实施生产系统改造和峰谷分时用电管理。对集团权属的地面单位淘汰落后生产工艺、优化生产系统等措施,促进集团内建材、纺织、造纸、化工等行业节能水平的提高。同时调整改造老、旧、不合理的供电系统,积极推广使用变频调速节能变压器、节能灯等节能新设备。
废物排放控制。由污染物的“末端治理”向“全过程控制”转变。通过改造电厂锅炉,提高燃烧效率,使粉煤灰和烟尘的排放量逐年递减;洗煤水、造纸废水利用闭路循环和再生利用等技术全部实现零排放;实现民用炉灶煤气化,减少了散烧煤的面源污染;利用电厂余热集中供暖,取消了六十余台锅炉,减少了烟尘、二氧化硫排放,大气环境质量明显提高。
低温余热利用。为实现能源的梯级利用,从四方面入手拓展能源供给:一是水泥窑尾废弃余热利用:利用泰山水泥厂产生的窑尾废气余热,配套建成了余热发电站,该项目成为国内第一个获得联合国注册的水泥余热发电CDM项目。二是地热利用:针对矿井排出的矿井水携带大量热量的实际,利用水源热泵对生产办公场所冬季供热、夏季供冷。三是电厂循环水余热利用:将电厂原系统凉水塔中散失的热量通过敷设一定的供暖系统实施余热利用,目前公司已有3家电厂实施了循环水供暖系统改造工程,年可实现节能量近2万吨标煤。四是矸石砖厂余热利用:充分利用煤矸石制砖在焙烧过程中产生的高温烟气蕴含的余热资源,通过余热锅炉替代燃煤锅炉,用于采暖、洗浴等生产生活。
2.3 以持续发展为目的,完善循环经济产业链
横向产业链条的拓展。一是原煤-精煤产业链。采用重介分选工艺替代浮选工艺提高精煤回收率,改造高效压滤机提高煤泥回收率,实现了资源的洁净化。二是精煤(煤泥)-水煤浆产业链。充分利用部分精煤、煤泥和造纸黑液建成了2座水煤浆厂,产品畅销省内外,提高了煤泥的利用效率,降低了煤泥燃烧二氧化硫,提升了生态效益。三是煤炭-地下汽化产业链。矿井遗留下来的各种煤柱及不适于开采的煤炭资源达9000多万吨,还有国家规定不准开采的高硫、高灰煤资源1.5亿多吨。针对该情况新矿集团于2000年3月实施了地下气化工程,建成了4座地下气化站,年产气量1.46亿立方米,广泛用于矿区居民生活,同时将高硫煤气脱硫汽化后用于发电和陶瓷生产。通过赋予这些煤炭资源新的价值,进一步开发煤炭气化下游产品(煤、热、电、化、能)提升资源效率,形成经济、环境和社会效益一体化的煤基能源高新技术。
纵向产业链条的延伸。一是利用矸石、煤泥、矿井水资源实现热电联产。新矿集团相继建成了11座综合利用电厂,总装机容量687MW,年消耗煤矸石130万吨,煤泥45万吨,利用矿井水1300万吨。二是利用矸石、粉煤灰、石膏发展建材产业。截止目前新汶矿业已建成7座矸石砖厂,年产标砖4.65亿块,消耗煤矸石110万吨,减少占地54亩。泰山水泥集团利用煤矸石和粉煤灰替代粘土配置水泥熟料生产普通水泥,年利用量近100万吨。三是利用岩盐发展化工产业。泰山盐化工基地将岩盐电解产生的碱制品、液氢直接销售,产生氯气通过与乙炔合成生产聚氯乙烯。整个生产过程中产生的废水、废气、废渣都作为中间原料参与了盐化工园区的大循环,实现了物质和能量在盐化-电-建材等产业之间的高效循环流动。四是利用复垦土地发展农业、养殖业。新矿集团采用矸石回填法处理塌陷土地:一种是直接将矸石铺盖在充填区上压实后利用;另一种是将地表耕土挖起铺盖矸石压实后再复上耕土,恢复农业用地。土地沉陷采取挖深垫浅的综合治理方案,深部变成池塘,从事养鱼、栽藕及其他淡水养殖业,浅部变成可耕种的农田和苗圃。五是利用资源优势发展关联产业。目前除煤电建化四大支柱产业之外,集群内还有纺织、印染、服装、编织、造纸、冶炼、机械制造、制药等产业,形成了产业圈。这些企业的存在丰富集群内企业类型,增加了整个集群的稳定性。六是开发矿区旅游资源。新矿集团充分利用衰老矿井的现有资源,挖掘潜力,正在华泰公司的安仙矿筹备建设矿山公园,利用井下废旧巷道、地面塌陷等独特景观开辟出一条关闭矿井的新出路,也是解决“四矿问题”在新汶矿区的创新和发展。
3 发展循环经济的体会
3.1 加大煤炭资源综合利用是发展循环经济的基础
一是采用先进的技术设备,加快大型煤矿的建设,提高煤炭回收率、入洗率。增加煤炭用于发电,制气等二次能源的数量。二是提高煤炭资源的综合利用程度,如利用煤矸石发展建材、发电、制砖等。三是大力发展煤炭产品深加工如生产甲醇、烯烃等产品,发展煤化工产业。四是利用矿区资源优势,建立资源主导产业群,使经济快速发展。
3.2 发展新兴产业是延长产业链的有效手段
从新矿集团近一个时期的发展看,拓展新型产业、扩大服务性产业规模也是有效发展循环经济、延伸产业链的有效手段。新矿集团不论在煤炭的洗选加工、洗副产品的深度处理、不锈钢薄板的加工、环保产业的涉足还是旅游项目的开发方面,都取得了积极进展,成为循环经济的新亮点。
3.3 构建生态工业园区是煤炭产业发展循环经济的最重要途径
在新矿集团规划的4个园区内逐步建立起了较为完善的生态产业链,形成工业共生网络。园区建设之初,通过积极争取国家相关政策的支持。加上员工的不断探索,才形成了今天的兴旺景象,正逐步向着企业间资源的循环利用与园区内废物的零排放目标前进,通过产业、企业间的协调合作,逐步形成产品或废物循环链。生态园区的健康成长突现了循环经济的发展,构建生态工业园区是煤炭产业发展循环经济的重要途径。
3.4 建立技术支撑体系是发展循环经济的重要保障
循环经济发展到一定阶段后,如何深入开展与完善成为至关重要的焦点,这个时候建立起有效的技术支撑体系就显得尤为重要,因为只有加快矿区科技的发展、对发展循环经济的关键技术和共用技术进行深入探讨,才能为循环经济提供强有力的技术保障。要研究开发污染治理、能源综合利用、废物利用、清洁生产和生态工业链接、煤炭产业与其他相关产业的耦合革命共生等技术,这些都是循环经济发展所必需的技术,还应充分调动社会、企业资源进行重点攻关。
参考文献
[1]马世骏,王如松.复合生态系统与持续发展[M].复合型研究.科学出版社,1993.
[2]诸大建.从可持续发展到循环经济[M].循环经济理论与实践.中国环境科学出版社,2004.
[3]瑞伦•埃尔克曼.徐兴元(译).怎样实施超工业化社会的可持续发展[M].工业生态学.经济日报出版社,1999.
关键词:循环经济;开采;资源利用
1 树立发展循环经济的理念
一是建立创新发展思维。从矿区发展的严酷现实中,新汶集团深刻体会到煤炭企业“高投入、高消耗、高排放、低效益”增长模式的恶果。本着“煤炭产业集中化、非煤产业集优化、产业发展生态化”的原则,把发展循环经济、延伸产业链作为谋求生存发展的现实选择、做大做强企业的战略依托,坚持“循环经济是清洁经济、高效经济、可持续发展经济”理念,努力走出一条科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源得到充分利用的新型工业化道路。
二是锻造循环经济产业链。资源是新汶集团发展的根基,效率是新矿集团发展循环经济的永恒主题。新矿集团以提升资源效率作为发展循环经济的理念,将其贯穿于企业生产周期的全过程,以煤炭产业为基础,以煤炭深加工和综合利用为突破口,积极调整产业、产品结构,拓宽延展产业链条,形成了“资源-产品-再生资源”的反馈循环型经济模式,初步构建了矿产领域循环经济指标体系。
三是搭建循环经济发展平台。新汶矿业集团编制了《建设循环经济型企业试点方案》,规划了新汶、大汶口-华丰、莱芜、龙固等4个循环经济工业园。努力延伸新汶矿区工业代谢流程,优化矿区企业系统结构,努力建成集煤、电、煤气、建材、化工为一体,技术先进、环境友好、结构和谐、有较强经济实力和可持续发展能力的综合性循环经济工业园。
四是架构循环经济体系。紧紧依靠科技创新,探寻解决资源瓶颈日益凸现、开采条件日趋复杂问题的途径,广泛引进新技术、新设备,积极推广新规划、新方案,与国内外知名大学和科研院所建立了长期稳定的合作关系,促进“产、学、研”有机结合,有效提高复杂地质条件下的资源开采利用水平,科学构建集群内企业间的链接模式。
2 实施循环经济的技术措施
2.1 以科技创新为支撑,提高资源利用水平
洁净煤生产。大力发展洁净煤技术,增加煤炭品种,提升煤炭品质,提高煤炭附加值,充分利用煤炭资源,减少煤炭排污总量。新矿集团投资5亿元,新建和改造了8座选煤厂,精煤产量提高到600万吨以上,取得了提质、减污、增效的显著成效。通过改进洗选工艺,增加了洁净煤产量,降低了煤炭灰分,提升了煤炭品质,减少了煤炭杂质的转移,有效改善了消费地的环境质量。
矸石换煤。新矿集团突破传统开采理念,创新开采模式,积极探索研究矸石充填技术,向采空区充填矸石以减小地面塌陷变形,进而开采保护煤柱,使煤炭资源得到最大限度回收。新矿集团拥有自主创新的多种以矸换煤技术,其中,盛泉公司的煤矿井下原生矸石充填与开采一体化技术其技术水平已达到了国际先进水平,孙村矿的似膏体充填技术达到了国际先进水平,翟镇矿的综采工作面高效机械化矸石充填技术其技术水平已达到国际领先水平,三项以矸换煤技术已申报获得了发明专利。仅2007年就实现减排矸石120万吨,2008年底,新矿集团所有生产矿井将全部实现“矸石不升井”。
薄煤层开采。近年来新矿集团在国内率先成功引进了螺旋钻井采煤法,盘活了难采低效的薄煤层资源,提高了资源回收率,为稳定新汶矿区生产能力,延缓矿井衰老起到了特别重大的意义。
煤矸石投制砖机研制。通过引进、消化、吸收,成功研制了具有自主产权的全硬塑矸石制砖机成套设备,被列为国家重大装备国产化项目和国家级新型产品,在全国已推广60多条制砖生产线。该项技术的开发应用彻底解决了煤矸石利用的关键技术,也为实心粘土砖找到了最佳替代产品,解决了煤矸石堆放造成的占压土地和环境污染问题,对煤炭企业循环经济产业链条的拓展和延伸具有重要作用。
矿井水利用。从上世纪九十年代起,新矿集团先后投资3500多万元,建设了9座矿井水处理站。通过分级处理,矿井水被广泛的应用到矿区生产、生活、办公、灌溉和绿化用水,部分还被加工成矿泉水外销。目前,新矿集团年综合利用矿井水2608万吨,回用率达到55.3%,降低了环境污染,为下游企业生产经营降低了成本。
2.2 以节能减排为手段,深入发展循环经济
生产系统节能。针对矿井耗能最大的“采、掘、机、运、通、排”六大系统,重点实施生产系统改造和峰谷分时用电管理。对集团权属的地面单位淘汰落后生产工艺、优化生产系统等措施,促进集团内建材、纺织、造纸、化工等行业节能水平的提高。同时调整改造老、旧、不合理的供电系统,积极推广使用变频调速节能变压器、节能灯等节能新设备。
废物排放控制。由污染物的“末端治理”向“全过程控制”转变。通过改造电厂锅炉,提高燃烧效率,使粉煤灰和烟尘的排放量逐年递减;洗煤水、造纸废水利用闭路循环和再生利用等技术全部实现零排放;实现民用炉灶煤气化,减少了散烧煤的面源污染;利用电厂余热集中供暖,取消了六十余台锅炉,减少了烟尘、二氧化硫排放,大气环境质量明显提高。
低温余热利用。为实现能源的梯级利用,从四方面入手拓展能源供给:一是水泥窑尾废弃余热利用:利用泰山水泥厂产生的窑尾废气余热,配套建成了余热发电站,该项目成为国内第一个获得联合国注册的水泥余热发电CDM项目。二是地热利用:针对矿井排出的矿井水携带大量热量的实际,利用水源热泵对生产办公场所冬季供热、夏季供冷。三是电厂循环水余热利用:将电厂原系统凉水塔中散失的热量通过敷设一定的供暖系统实施余热利用,目前公司已有3家电厂实施了循环水供暖系统改造工程,年可实现节能量近2万吨标煤。四是矸石砖厂余热利用:充分利用煤矸石制砖在焙烧过程中产生的高温烟气蕴含的余热资源,通过余热锅炉替代燃煤锅炉,用于采暖、洗浴等生产生活。
2.3 以持续发展为目的,完善循环经济产业链
横向产业链条的拓展。一是原煤-精煤产业链。采用重介分选工艺替代浮选工艺提高精煤回收率,改造高效压滤机提高煤泥回收率,实现了资源的洁净化。二是精煤(煤泥)-水煤浆产业链。充分利用部分精煤、煤泥和造纸黑液建成了2座水煤浆厂,产品畅销省内外,提高了煤泥的利用效率,降低了煤泥燃烧二氧化硫,提升了生态效益。三是煤炭-地下汽化产业链。矿井遗留下来的各种煤柱及不适于开采的煤炭资源达9000多万吨,还有国家规定不准开采的高硫、高灰煤资源1.5亿多吨。针对该情况新矿集团于2000年3月实施了地下气化工程,建成了4座地下气化站,年产气量1.46亿立方米,广泛用于矿区居民生活,同时将高硫煤气脱硫汽化后用于发电和陶瓷生产。通过赋予这些煤炭资源新的价值,进一步开发煤炭气化下游产品(煤、热、电、化、能)提升资源效率,形成经济、环境和社会效益一体化的煤基能源高新技术。
纵向产业链条的延伸。一是利用矸石、煤泥、矿井水资源实现热电联产。新矿集团相继建成了11座综合利用电厂,总装机容量687MW,年消耗煤矸石130万吨,煤泥45万吨,利用矿井水1300万吨。二是利用矸石、粉煤灰、石膏发展建材产业。截止目前新汶矿业已建成7座矸石砖厂,年产标砖4.65亿块,消耗煤矸石110万吨,减少占地54亩。泰山水泥集团利用煤矸石和粉煤灰替代粘土配置水泥熟料生产普通水泥,年利用量近100万吨。三是利用岩盐发展化工产业。泰山盐化工基地将岩盐电解产生的碱制品、液氢直接销售,产生氯气通过与乙炔合成生产聚氯乙烯。整个生产过程中产生的废水、废气、废渣都作为中间原料参与了盐化工园区的大循环,实现了物质和能量在盐化-电-建材等产业之间的高效循环流动。四是利用复垦土地发展农业、养殖业。新矿集团采用矸石回填法处理塌陷土地:一种是直接将矸石铺盖在充填区上压实后利用;另一种是将地表耕土挖起铺盖矸石压实后再复上耕土,恢复农业用地。土地沉陷采取挖深垫浅的综合治理方案,深部变成池塘,从事养鱼、栽藕及其他淡水养殖业,浅部变成可耕种的农田和苗圃。五是利用资源优势发展关联产业。目前除煤电建化四大支柱产业之外,集群内还有纺织、印染、服装、编织、造纸、冶炼、机械制造、制药等产业,形成了产业圈。这些企业的存在丰富集群内企业类型,增加了整个集群的稳定性。六是开发矿区旅游资源。新矿集团充分利用衰老矿井的现有资源,挖掘潜力,正在华泰公司的安仙矿筹备建设矿山公园,利用井下废旧巷道、地面塌陷等独特景观开辟出一条关闭矿井的新出路,也是解决“四矿问题”在新汶矿区的创新和发展。
3 发展循环经济的体会
3.1 加大煤炭资源综合利用是发展循环经济的基础
一是采用先进的技术设备,加快大型煤矿的建设,提高煤炭回收率、入洗率。增加煤炭用于发电,制气等二次能源的数量。二是提高煤炭资源的综合利用程度,如利用煤矸石发展建材、发电、制砖等。三是大力发展煤炭产品深加工如生产甲醇、烯烃等产品,发展煤化工产业。四是利用矿区资源优势,建立资源主导产业群,使经济快速发展。
3.2 发展新兴产业是延长产业链的有效手段
从新矿集团近一个时期的发展看,拓展新型产业、扩大服务性产业规模也是有效发展循环经济、延伸产业链的有效手段。新矿集团不论在煤炭的洗选加工、洗副产品的深度处理、不锈钢薄板的加工、环保产业的涉足还是旅游项目的开发方面,都取得了积极进展,成为循环经济的新亮点。
3.3 构建生态工业园区是煤炭产业发展循环经济的最重要途径
在新矿集团规划的4个园区内逐步建立起了较为完善的生态产业链,形成工业共生网络。园区建设之初,通过积极争取国家相关政策的支持。加上员工的不断探索,才形成了今天的兴旺景象,正逐步向着企业间资源的循环利用与园区内废物的零排放目标前进,通过产业、企业间的协调合作,逐步形成产品或废物循环链。生态园区的健康成长突现了循环经济的发展,构建生态工业园区是煤炭产业发展循环经济的重要途径。
3.4 建立技术支撑体系是发展循环经济的重要保障
循环经济发展到一定阶段后,如何深入开展与完善成为至关重要的焦点,这个时候建立起有效的技术支撑体系就显得尤为重要,因为只有加快矿区科技的发展、对发展循环经济的关键技术和共用技术进行深入探讨,才能为循环经济提供强有力的技术保障。要研究开发污染治理、能源综合利用、废物利用、清洁生产和生态工业链接、煤炭产业与其他相关产业的耦合革命共生等技术,这些都是循环经济发展所必需的技术,还应充分调动社会、企业资源进行重点攻关。
参考文献
[1]马世骏,王如松.复合生态系统与持续发展[M].复合型研究.科学出版社,1993.
[2]诸大建.从可持续发展到循环经济[M].循环经济理论与实践.中国环境科学出版社,2004.
[3]瑞伦•埃尔克曼.徐兴元(译).怎样实施超工业化社会的可持续发展[M].工业生态学.经济日报出版社,1999.