基于循环经济模式的生态煤炭产业区规划研究

2020-03-07时光

工程建设与设计 2020年2期

时光

（中煤科工集团北京华宇工程有限公司，北京100120）

1 引言

我国自从实施改革开放政策，经济飞速发展，但是，这个经济增长以牺牲资源和环境为代价，原始且粗放，导致现阶段的经济发展面临着巨大的挑战，所以，实施循环经济很关键。我国国民经济的主体产业是工业，所以，基于循环经济模式规划和评价以煤为主的工业园区作用重大且意义深远。

2 循环经济工业园区理论

2.1 循环经济工业园区的概念

循环经济工作园区的构建原则为：（1）整体性原则。循环经济工业园区是一个内部资源互生互利，相互关联的一个闭合循环系统。必须从整体上综合考虑园区各个循环主体和客体及其之间的关系，如确立煤炭产业在园区的主导地位，考虑下游及周边产业的发展情况，衡量地方经济水平及外运通路的问题等[1]。（2）层次性原则。煤炭产业链的延伸是目前煤炭产业循环经济模式中发展较为成功的一种模式。产业链的延伸主要取决于技术水平，因此，在构建煤炭产业循环产业链时，应根据目标市场、原料水平及资源状况等，有梯度、有层次地延伸产业链。目前，应用较广泛的产业链主要有煤—电，煤—化，煤—建材等，有条件的园区还可以发展煤化工精深加工，延伸出甲醇—精细化工业产业链等。（3）开放性原则。煤炭产业园区内部资源互生互利，构成一个闭合循环系统。但每个循环系统并不是封闭存在的，需要发展园区与外界的中介服务组织，加强信息技术交流，提升园区循环经济的发展水平，同时，还需要政府相关政策法规的扶持。

2.2 生态工业及生态煤炭的定义

生态工业指的是按照生态学与相关理论知识，通过先进的科学技术，建立与发展多层次、丰富多彩的集约经营管理和循环生产的综合型工业生产体系。生态煤炭的指导理念是依据煤炭工业生态学相关的理论学科及循环经济知识，煤炭工业园区建设模式需要循环生产发展、提高资源利用效率、保护环境，尽可能发挥主观能动性，使复合生态系统实现高效、稳定与协调发展。

2.3 生态煤炭的特点

生态煤炭的特点包括：（1）生态煤炭的工业发展模式效仿了自然生态系统，其生产者、消费者与分解者是一整条完整的生态工业发展链，并且不会伤害自然生态；（2）在生态煤炭产业区内的企业，互相为产业协调和共生关系，它们之间的原料、产品或废弃物是完整的链条供给关系；（3）在生态煤炭产业区内的企业，互相不会达到全部的产业共生，一定要借助园区管理者与外部企业一起协调完善。

3 生态煤炭产业区系统规划

3.1 发展背景介绍

我国的产业园区或技术园区大致有3种类型，第一种为经济技术开发区；第二种为高新技术开发区；第三种为生态型产业园区。生态型产业园区实现了产业结构生态化，按照循环经济理论与工业生态学原理，变成一个全新的工业组织，利用效仿自然系统从生产者到消费者，再到分解者这样的循环，让物质实现闭路循环，多次使用能量，最后，提高物质资源的使用效率，是一种意识形态高度抽象、产业协作具体可行的仿生学。

3.2 生态煤炭产业区的循环结构

循环经济效仿的是自然生态系统，以传统的经济方式为基础，添加反馈机制，利用废资源循环再生，让资源可持续。生态煤炭产业区内部分工明确，职责清晰。例如，管理部门运用生态绿色的管理理念和人性化管理制度，提供完整的基础设施和各类保障，让园区满足产业发展所需。技术部门提供科技创新力量与学术理论基础，为产业战略发展提供智慧堡垒并指明方向，为企业稳产增效提供技术支撑和服务保障。工业生态系统服务力求高效低耗。在生态煤炭产业区内的企业必须以循环经济模式为发展基础，它们互相之间的原料、产品或废弃物形成完整的链条供给关系，同时，要充分考虑下游产业和企业的需求，量身定做生产产品并提供针对性原料，降低二次加工和转换的能耗，使产业链高效运转，能量物质链高效传递。在园区企业内部也要重视物质能量的循环利用，诸多环节随生产关系的变动而产生角色换位，要力求组建角色可变、能量平衡、零排放低污染的综合物流网络，加强园区外部企业互相配合，组成虚拟化的生态区，够实现社会经济循环，增加循环经济空间[2]。

4 煤炭产业循环经济系统特性

一个完整的循环经济系统主要包括以下主要特性：（1）系统稳定性。根据生态学，不管是人工系统还是自然系统，都会根据种群演进导致系统更替演进，其本质是调整内部结构。如果系统自身不够稳定，自循环一定无法进行。在调整内部结构、打通衔接关键点的基础上，辅以一定的外部干预，综合促使系统达到动态有序且稳定发展。维持循环机制稳定性主要考虑工艺改进、科技创新、利益驱动和合理的分配机制等影响因素。（2）协调可控性。系统的协调可控性代表了系统的成熟度与完整性。利用各系统发展的相互制约和引力，形成当不平衡状态发生时的自主调节机制，利用增设的人为调整环节来干预和控制，使系统的发展和演进可控、有序。（3）系统可修复性。如果系统环节发生不能逆转的过失，应可以尽快修正，保障系统顺利运作。（4）可持续性。传统的煤炭行业运作时经常因为煤炭开采完毕就结束了系统，致使矿区走向衰败。为防止“煤空人走”的现象，必须坚持煤炭生态产业区的循环经济理念和模式，延长开采周期与产业链条，提早为转型发展打好基础，大力发展服务业并发掘社会配套服务潜力，从而提高煤炭产业区的可持续发展能力。

5 生态煤炭产业区综合利用

煤炭资源在开采时伴随产生大量的煤矸石，会严重影响矿区周边的生态环境。近年来，煤矸石的综合利用方法很多且较为成熟，可回填采空区，可用于改良土壤，可当建筑材料的原料等。更高端的煤矸石综合利用还可制备化工产品，如氯化铝、氢氧化铝等，还能用于生产白炭黑、水玻璃等化工制品，从中提取镓、钛和钒等微量元素。煤炭生成过程中也会伴生有煤层气。煤层气作为清洁能源具有高效、清洁等诸多优点，应充分利用，而避免无序排放造成环境污染和资源浪费。目前，我国不少煤矿在瓦斯突出的地方建立了瓦斯发电站，不仅可以得到发电能源，发电产生的余热还能满足居民的取暖需求，综合利用煤层气可以带来可观的经济收益。煤电产业最大的废弃物是粉煤灰。热电厂在通过煤炭发电时，燃烧过程中产生大量粉煤灰，其综合利用渠道丰富，能够作为建筑材料的生产原料，用来回填采矿区，防止开采其他矿产资源时破坏土地，还能用于改良土壤。