平顶山市采煤塌陷地生态工业园区发展规划＊

楚纯洁 于长立

(平顶山学院环境与地理科学系,河南省平顶山市,467000)

平顶山市采煤塌陷地生态工业园区发展规划＊

楚纯洁 于长立

(平顶山学院环境与地理科学系,河南省平顶山市,467000)

根据工业生态学原理和循环经济理论,对平顶山市采煤塌陷地建立生态工业园区进行了条件分析,并从主导产业链的确定、园区产业链网模型和生态工业园区构建模式三方面进行了规划分析。

采煤塌陷地 生态工业园区 发展规划 平顶山市

中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,但在煤炭开采中往往对周围环境造成地面塌陷、煤矸石和粉煤灰存放等破坏。目前采煤区地面塌陷造成土地破坏总量超过400万hm2,并且仍以每年3.3～4.7万hm2的速度增加。近年来,很多矿业城市都开展了塌陷地土地复垦等生态修复实践,也取得了较大的成效。但采煤塌陷地生态修复不仅仅是对采煤破坏后的土地资源进行修复和完善,而且要考虑到生态修复以后的社会、生态和经济效益。

河南省平顶山市是我国重要的煤炭资源型城市,长期的资源开采与利用,使矿区、城区甚至周边农村地区生态破坏非常严重,也产生了大面积的采煤塌陷区。塌陷区脆弱的生态环境、迫切的可持续发展需求表明,只有实现资源开发和生态环境保护的双赢,才能使矿区经济社会实现可持续发展,并能够积极促进平顶山市的生态城市建设。有不少学者都从循环经济角度对采煤塌陷区的生态修复及煤炭资源开采利用作了探讨。发展循环经济有企业、产业园区、城市和区域等层次,前者是后者的基础,后者是前者的平台。平顶山市近年来从企业层面进行了循环经济的探索与实践,平顶山煤业集团在2005年还被确定为全国首批循环经济示范企业。国内其他城市也有从产业园区层面进行循环经济实践,如山西大同煤矿塔山工业园区的循环经济实践创造出了有名的“塔山模式”。本文针对平顶山市的实际情况,结合工业生态学原理与循环经济理论,提出在采煤塌陷地建设生态工业园区的思路。

1 平顶山市区塌陷区概况

经过半个世纪的开采,平顶山市区所产生的塌陷区东西绵延约30 km,南北宽约8 km,塌陷面积约119.7 km2。破坏耕地6520 hm2,荒山地9000 hm2,部分农田出现常年和季节性积水,失去种植能力。采煤沉陷影响村庄121个,厂矿、企业、单位、学校、村庄公共设施等118个,受灾人数达96951人。形成矸石山73座,矸石量达2亿t,挤占耕地670 hm2。另外,17座矸石山发生过不同程度的自燃,矸石山的扬尘、自燃产生的有害气体严重污染大气环境。据环境监测资料,矿区各类废水年排放量达53万t,其中矿坑排水44.019万t,年排放悬浮物2004.88 t,COD 2256.57 t,挥发酚6.62 t,造成地表水系严重污染。矿坑疏干性排水,造成地下水位急剧下降,大量水井干枯,对当地群众的生产和生活造成了严重影响。

2 理论基础

生态工业园是依据工业生态学原理和循环经济理论而设计的一种新型工业组织形态,通过模拟自然生态系统来设计工业园区的物流和能流,表现为减量化(reduce)、再利用(reuse)、再循环(recycle)3R特征。园区内采用废物变换、清洁生产等手段把一个企业生产的副产品或废物作为另一个企业的投入或原材料,实现物质闭路循环和能量多级利用,形成相互依存、类似自然生态系统食物链的工业生态系统,达到物质、能量利用最大化和废物排放最小化的目的。生态工业园作为循环经济的一个重要发展形态,正在成为许多国家工业园区改造的方向。在工业集中的地区,积极发展循环经济型产业园区,不断延伸生产链条,实现区域或企业群的资源有效利用,使废物产量最小化、甚至实现零排放,是促进区域循环经济发展的有效措施。

3 平顶山采煤塌陷地建立生态工业园区的条件

(1)大面积采煤塌陷地既是平顶山市特有的资源,也是一类独特的生产要素。平顶山目前廉价的塌陷复垦土地所孕育的巨大商机已引起国内外客商的极大兴趣。利用成片已稳定的采煤塌陷地,在进行土地整理的基础上,完善道路、水、电、通讯等基础设施配套建设,建立生态工业园区,发展煤炭相关的生态工业项目,既可以节省土地资源又可获得高效的经济效益和生态效益。

(2)区位条件。平顶山市是河南省中原城市群之一,其定位为中国中西部新型能源化工城市,是当前和今后一个时期外资投向二级城市的首选地区。目前依托煤炭产业优势,正着力构建全国重要的煤化工基地、火电基地、冶金用煤基地。因此在采煤塌陷区建立生态工业园区具备优越的条件。

(3)产业条件。平顶山市以煤为依托发展新的产业方向,主要有3个方面。一是煤化工产业,二是煤电一体化产业,三是通过政策引导支持煤炭企业发展续接产业,如制造加工业、新型建材业等。因此,通过在采煤塌陷地进行产业集聚,具备了建立生态工业园区的产业优势。

4 采煤塌陷地生态工业园区规划

4.1 主导产业链的确定

生态工业园区的稳定发展离不开园区主导产业链的核心作用。主导产业链是工业区或企业群的核心链条,维系着工业区或企业生态产业链的稳定和发展。因此,必须确定主导产业链才能全面推进整个工业园区各条生态产业链的建设。在确定主导产业链时,应因地制宜,优选出突出地方产业优势或反映出园区产业建设主题的产业链。根据生态学的关键种理论,优选出关键种企业,也就是能源、资源和水消耗较大,废物和副产品排放量大,对环境影响较大且带动和牵制着其它企业、行业发展的重点企业。优选出关键种企业后,分析其工业代谢及补链,围绕其进行生态产业链的构建。

平顶山市采煤塌陷地的关键种企业是平顶山煤业集团。在实践中,以平煤集团为主导已逐步探索出了以煤电、煤焦、煤化工为主导的循环经济发展模式。

(1)以煤矸石、煤泥利用为源头,构建煤—电—建材产业链。将矿区排放的大量低热值煤变成电,同时将粉煤灰变成建筑原料。

(2)以煤炭焦化为起点,构建煤炭—炼焦—焦油加工—炭素产业链。

(3)以煤炭气化为起点,构建煤炭—气化—精细化工产业链。如平顶山焦化公司每年有6000万m3的富余煤气,而平煤集团飞行化工公司投巨资建成一套焦炉煤气转化装置,用焦炉煤气代替煤炭,实现年产合成氨180万t、尿素300万t、甲醇20万t、复合肥30万t的生产能力。

将这3条产业链做为塌陷地生态工业园区的主导产业链,可共同构成资源共享、产业共生、结构紧密的工业生态系统。

4.2 采煤塌陷地生态工业园区产业链网模型

在以上分析的基础上,对3条主导产业链进行分析,以主导产业链所产生的废物和副产品为原材料,有针对性地引入补链企业或工厂,延伸主导产业链,构建生态产业链网。可以续接的补链主要有:煤矸石—氯化铝、聚合氧化铝—净水剂—污水处理厂—工业用水;煤矸石—砌块材料厂;煤矸石—絮凝剂—净化水厂;矿井—矿井排水—农业灌溉—生态农业;发电厂—脱硫—工业石膏—石膏厂;发电厂—粉煤灰—水泥厂或筑路;煤炭生产-采煤塌陷地-生态农业-农产品加工业。以此为依据,平顶山市采煤塌陷地生态工业园区主要规划建设煤炭、电力、化工、建材、农产品加工等相关产业,园区生态产业链网模型见图1。这样不仅增强了产业链网结构,降低了产业发展风险,而且提高了资源能源利用率,从源头上大大减轻了环境污染。通过延长产业链条提高产品的附加值,从而创造出更大的经济效益,是一条资源综合利用与环境保护相协调的可持续发展之路。

图1 平顶山市采煤塌陷地生态工业园区生态产业链网模型

4.3 采煤塌陷地生态工业园区构建模式

鉴于平顶山市相关企业近年来围绕主导产业链所进行的循环经济探索与实践,在平顶山市采煤塌陷地主要采用现有改造型的生态工业园区模式,即以现有的采煤企业、焦化企业、发电厂等核心企业为基础,分析园区生态产业链网模型,在园区引入相关的补链企业。各企业间建立废物和能量的交换关系,并对新入园企业的土地、能源、水资源利用及污染物排放综合控制等提出要求。围绕煤炭这一核心资源发展相关产业,发挥产业集聚和工业生态效应,促进核心企业及上下游产业链的修补、拓展和延伸,形成互补互动。在园区的宏观调控与管理上,主要采取政府为主导、企业为主体的管理模式和运行机制,并不断从生态战略上对园区进行监管与调控。

图2为塌陷地生态工业园区结构示意图,可将生态工业园区系统结构分成3大类。一类是公共设施类,即支持生态工业园中企业发展的一些公共设施,包括信息中心、技术中心、环境监测中心、道路交通、垃圾填埋厂、污水处理厂、资源能源中心(水、电、气、热)等;第二类是生态产业链网,是指生态工业园中的各类企业,是园区的主体,按照生态关系分别处于产业链条的不同节点,并按照生物链的运作规律进行着资源、信息、资金和人才的流动;第三类是支持服务类,包括政府、园区管理者、市场、法律和金融等,从政策、宏观调控、资金和市场等角度影响园区的产业发展。由此可见,园区各类要素之间既有产业链网各环节企业之间的副产品交换、信息和资金的流动关系,也存在当地政府、园区管理者的政策和管理活动以及市场的竞争与合作关系。

图2 塌陷地生态工业园区结构示意图

5 结语

采煤塌陷地的生态修复,不只是单纯的环境修复工程,应该结合煤炭产业的发展,成为一种新资源的开发设计。根据工业生态学原理和循环经济理论,平顶山市采煤塌陷地建立生态工业园区具备特有的资源条件、区位条件和产业条件,并且以平煤集团为核心企业,以煤电、煤焦、煤化工为循环经济发展模式,形成了3条主导产业链。以主导产业链所产生的废物和副产品为原材料,有针对性地引入补链企业或工厂,延伸主导产业链,构建生态产业链网。生态工业园区主要采用现有改造型模式,并采取政府为主导、企业为主体的管理模式和运行机制。生态工业园区结构主要包括公共设施、生态产业链网和支持服务三大类,各类要素间存在着十分复杂的关系。

[1] 李新举,胡振琪,李晶等.采煤塌陷地复垦土壤质量研究进展[J].农业工程学报,2007(6)

[2] 方创琳.采煤塌陷地的综合开发与协调发展[J].中国人口.资源与环境,1997(2)

[3] 方创琳,毛汉英.充滕两淮地区采煤塌陷地的动态演化规律与综合整治[J].地理学报,1998(1)

[4] 门洪云.构建煤矿区资源循环利用产业网状链的探讨[J].中国煤炭,2005(10)

[5] 夏青,梁钰.面向循环经济的矿产资源开发利用模式[J].自然资源学报,2006(2)

[6] 冯少茹.基于循环经济的淮北采煤塌陷地生态修复研究[J].安徽地质,2006(3)

[7] 胡振鹏,汪勤峰.矿产资源利用的循环经济分析[J].自然资源学报,2007(2)

[8] 张海波,刘芳芳.循环经济对采煤塌陷地生态修复研究[J].中国矿业,2007(1)

[9] 娄华君,庄健鸿.煤矿开采区水、土地与煤炭资源同步利用模式研究[J].资源科学,2007(5)

[10] 许尽峰,郭一格.浅析平煤集团的新型工业化之路[J].煤炭经济研究,2003(10)

[11] 常建华.用发展循环经济的思路统领平煤集团汝州矿区建设[J].中国煤炭,2004(12)

[12] 曹海霞.山西焦化生态工业园区发展模式及推进途径研究[J].煤炭加工与综合利用,2008(1)

[13] 姬婧,刘富齐,张登明.平顶山市区采煤塌陷地治理现状与分区治理措施探讨[J].煤炭工程,2006(7)

[14] 张万红,秦勇.循环减灾理论在平顶山矿区的应用研究[J].采矿与安全工程学报,2006(3)

[15] 房春生,李娟,王菊等.工业园区循环经济发展规划研究[J].环境科学与技术,2007(11)

[16] 甘树福,彭晓春,徐文彬.关于构建工业园区生态产业链的探讨[J].环境保护,2007(12)

Development plan for eco-industrial park in coal mining subsidence area of Pingdingshan city

Chu Chunjie,Yu Changli

(Department of Environment and Geography,Pingdingshan University,Pingdingshan,Henan province 467000,China)

On the basis of industrial ecology principle and circular economy theory,the author of this paper carries out an analysis of the conditions for the establishment of the eco-industrial park in Pingdingshan mining subsidence area.Then,the author presents a detailed analysis of the eco-industrial park from the aspects such as the determination of the key industrial sector chains,the industrial sector model of the park and the industrial park configuration model.

coal mining subsidence area,eco-industrial park,development plan,Pingdingshan city

TD997

A

平顶山市重大科技攻关资助项目(2008031)《生态平顶山建设与保障体系研究》中的部分研究成果和河南省林业厅低山丘陵区生态修复重点实验室、河南省重点学科《生态学》与平顶山学院重点学科《生态地理学》资助研究成果之一。

楚纯洁(1978-),男,河南平顶山人,硕士,讲师,主要从事生态经济与生态环境评价方面的教学研究工作。

(责任编辑 张大鹏)