煤矸石是采煤和洗煤過程中排出的含碳巖石,是煤礦行業(yè)的工業(yè)固廢。如何消納處置煤矸石,一直是我國煤礦行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展繞不過去的課題。在多方努力下,近年來煤矸石綜合利用率雖有所提高,但大多數(shù)煤矸石仍是依溝而填、依山而堆,在與空氣接觸或自然淋溶的情況下,會產(chǎn)生自燃或大量滲出酸性礦山廢水,對生態(tài)環(huán)境造成嚴重污染。
有沒有新的更加高效的途徑,讓煤矸石“變廢為寶”?記者從“煤矸石綜合利用與生態(tài)修復高層研討會”上獲悉,在“綠水青山就是金山銀山”理念指引下,煤矸石綜合利用正從傳統(tǒng)的建筑材料、電廠燃料、化工利用,轉向新興的肥料化、土壤化生態(tài)利用,成為生態(tài)修復領域的好幫手。
“煤矸石等工業(yè)固廢通過綜合開發(fā)利用,正在生態(tài)修復領域發(fā)揮著重大作用。”中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所研究員、中國科學院大學教授劉建明說,利用煤矸石有機肥提升土壤生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力已成為現(xiàn)實,這也為煤矸石高凈值化利用、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一條新路徑。
煤矸石“活化”成有機肥
烏海,黃河進入內(nèi)蒙古第一站,庫布齊沙漠、烏蘭布和沙漠與毛烏素沙地在此交匯。這里是歷史上重要的南北通道,也是一座擁有“烏金之海”的煤都。據(jù)統(tǒng)計,烏海的含煤面積約占城市總面積的四分之一,煤炭地質(zhì)總儲量達44億噸。
從上個世紀50年代開始,優(yōu)質(zhì)的焦煤源源不斷地從烏海運往全國各地。然而,持續(xù)數(shù)十年的開采也帶來了大量煤矸石。“露天堆放的煤矸石山很容易自燃,不僅造成空氣和水污染,也存在較大的安全隱患。”曾多次到烏海調(diào)研的劉建明真切地感受到,煤矸石帶來的生態(tài)問題讓當?shù)?ldquo;壓力倍增”,煤矸石綜合利用與生態(tài)修復已迫在眉睫。
經(jīng)過多年持續(xù)努力,如今的烏海煤矸石上已長出了綠草,以往的石頭山變成了綠滿山,礦山正披綠重生,甚至種出了玉米、馬鈴薯、粟米等農(nóng)作物。出現(xiàn)這些變化,正是源于中科征途生態(tài)科技集團產(chǎn)學研合作項目的推進。
“煤炭和煤矸石,本就是由富含有機質(zhì)的有機土壤埋藏地下后經(jīng)煤化作用形成的。因此,煤矸石經(jīng)一定的活化處理和復配加工后,回歸土壤生態(tài)系統(tǒng)是自然而然的。而此時煤矸石中的炭質(zhì),就成為土壤中最寶貴的物質(zhì)——‘土壤腐植質(zhì)’。”劉建明說。
基于上述原理,中科征途科研團隊研發(fā)出了煤矸石占比80%以上,用固氮菌、磷鉀細菌、真菌等組合菌為發(fā)酵劑,以采用微爆氧發(fā)酵工藝為主要特征的生物有機肥料。“目前,煤矸石有機肥料在國內(nèi)累計使用面積已超2000萬畝,近年開始銷往東南亞國家和地區(qū)。”中科征途生態(tài)科技集團董事長郝金玲介紹,在農(nóng)業(yè)種植中,煤矸石基生物有機肥可以部分替代化學肥料氮、磷、鉀的投入,也可以和具有速效性的微生物菌劑配合使用。
煤矸石有機肥效果如何?郝金玲說,研發(fā)團隊對全國多地煤矸石有機肥使用情況跟蹤監(jiān)測發(fā)現(xiàn),煤矸石有機肥對生態(tài)有機農(nóng)業(yè)種植成效明顯,特別是在保產(chǎn)、提質(zhì)、抗逆、修復土壤等多方面效益顯著,不僅其自身通過了南京國環(huán)有機產(chǎn)品認證中心的有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料評估,使用后的相關農(nóng)產(chǎn)品也通過了中國及歐盟的有機產(chǎn)品認證。
綜合利用要算“三本賬”
據(jù)預測,我國煤矸石產(chǎn)量占原煤產(chǎn)量的10%至15%。煤矸石綜合利用技術的創(chuàng)新與應用,不僅能夠有效緩解資源環(huán)境壓力,還能促進生態(tài)文明建設,實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益多贏。
中國礦業(yè)大學(北京)化學與環(huán)境工程學院教授舒新前認為,將煤矸石應用于土壤生態(tài)系統(tǒng)改良修復,不能只算經(jīng)濟賬,還要算生態(tài)賬、長遠賬,“通過優(yōu)化土壤生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán),能夠讓耕地數(shù)量減少和質(zhì)量下降、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降等難題得到協(xié)同緩解,同時提升耕地土壤的內(nèi)在生產(chǎn)力,還有望打造新的碳匯增長點,助力‘雙碳’目標實現(xiàn)”。
“黃河烏海段全長105公里。在烏海實施以煤矸石為主的工業(yè)固體廢棄物資源化利用以及生態(tài)修復,對于黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。”中國國土經(jīng)濟學會理事長、中國宏觀經(jīng)濟研究院二級研究員肖金成說。
烏海以及內(nèi)蒙古自治區(qū)的其他一些地區(qū),不僅有大量煤矸石,還有沙地、鹽堿地、荒草地等眾多未利用土地。內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展改革委二級巡視員焦秉智認為,通過煤矸石綜合利用技術的創(chuàng)新與應用,有助于改造未利用地的土壤生態(tài),對于實現(xiàn)資源節(jié)約集約利用、促進循環(huán)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。
今年年初,國務院辦公廳印發(fā)了《關于加快構建廢棄物循環(huán)利用體系的意見》,強調(diào)“強化大宗固體廢棄物綜合利用”,進一步拓寬大宗固體廢棄物綜合利用渠道。“讓煤矸石進入土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),并提升土壤生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和生態(tài)健康,就是廢棄物循環(huán)利用的最好體現(xiàn)。”科技部高技術研究發(fā)展中心原副主任卞曙光說。
精準施策形成合力
煤矸石綜合利用是煤炭能源產(chǎn)業(yè)鏈的進一步延伸。目前,國內(nèi)積存煤矸石達幾十億噸,每年新增煤矸石億噸級以上。與此同時,我國對煤矸石多組分梯級利用模式尚未建立,現(xiàn)有煤矸石無害化處置與綜合利用的規(guī)模能力,明顯已不能滿足煤炭能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。
“任何單一的解決方案,都很難從根本上解決如此量大和復雜交互的固廢問題。”舒新前建議,選擇像烏海這樣的重點地區(qū),開展煤矸石固廢資源化利用循環(huán)經(jīng)濟園和大宗固廢安全處置與生態(tài)修復基地建設典型示范,構建煤矸石大宗固廢全組分利用上下游產(chǎn)業(yè)鏈,形成固廢循環(huán)利用新興產(chǎn)業(yè)集群,實現(xiàn)煤矸石大宗固廢的有效資源化利用和規(guī)模化減量。
劉建明表示,用固廢改良土壤并優(yōu)化土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán),需要產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃、法規(guī)、標準規(guī)范建設等形成合力,特別是在政策層面能夠有新突破,在政策鼓勵、資金支持、稅收減免以及原材料供應和產(chǎn)品購銷配額等方面,對相關地區(qū)和企業(yè)給予政策扶持。
“具體來看,在優(yōu)化煤矸石綜合利用相關政策時,應充分考慮政策的激勵性,這樣才能充分調(diào)動社會資本的投入熱情;同時還要考慮系統(tǒng)性和可操作性,使其在實施過程中能夠層層傳導、環(huán)環(huán)相扣,充分體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)政策的引導性和針對性。”宏觀經(jīng)濟研究院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟與技術經(jīng)濟研究所研究員李金峰說。
中國宏觀經(jīng)濟學會會長徐善長表示,隨著煤矸石利用技術不斷創(chuàng)新,煤矸石堆場生態(tài)修復取得了積極成效,但也要看到,煤矸石綜合利用與生態(tài)修復仍面臨諸多挑戰(zhàn),比如技術水平參差不齊,部分先進技術推廣應用不夠;政策支持和資金投入仍需加大力度,多方形成合力仍有較大空間等,“一方面,要完善政策措施,吸引更多資本投向煤矸石綜合利用領域;另一方面,須深化政學產(chǎn)研用協(xié)作,形成推動煤矸石綜合利用和生態(tài)修復合力。”(經(jīng)濟日報記者 顧 陽)
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