淮南煤炭城市的循环经济模式及环境效应研究

淮南煤炭城市的循环经济模式及环境效应研究刘崇刚　曹玉红　李露露[] 循环经济本质上是一种生态经济，要求运用生态学规律来指导人类社会的经济活动，倡导生产过程中废物的减量化、资源化，是我国“十三五”期间重点规划建设项目之一。

通过分析国内外对循环经济理论的研究现状，并结合淮南市的具体情况，构建出适合淮南市的循环经济模式，以此来分析循环经济对淮南市经济和环境的影响。

得出结论，发展循环经济具有很好的环境效应。

不仅对淮南市的经济发展有很大的贡献，而且可以减少环保投资，改善环境质量，提高经济发展的环境效益，这对于淮南市的发展具有重要的理论和现实意义。

循环经济的研究是国内外的热点问题，德国及欧盟是提出循环经济最早的国家和地区。

日本是循环经济立法最全面的国家，推进形成循环型社会基本法明确了日本在21世纪经济和社会发展的方向，提出了建立循环型经济社会的根本原则。

美国则在众多领域发展循环经济，各个州也相继制定和颁布了适合本地的资源再生循环法规。

循环经济模式是一种经济、资源与环境协调发展的新型发展模式，在我国仍处于起步阶段。

我国对工矿企业废物的综合利用的重视始于20世纪80年代，从末端治理思想出发，通过回收利用达到节约资源、治理污染的目的，进入90年代开始提出生产过程治理的思想。

近年来，循环经济在我国开始引起人们的关注，一些地区也开始发展循环经济来缓解日渐枯竭的资源，成效显著。

“十一五”期间，国家发改委与财政部在重点行业、产业园区、重点领域及省市层面，选择了178家单位进行广泛试点，探索形成了60个循环经济典型模式案例。

“十二五”期间，选择循环经济发展薄弱环节开展专项试点示范工作，包括100个园区循环化改造示范试点、100个餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点、49个国家“城市矿产”示范基地、28个循环经济教育示范基地和101个循环经济示范城市（县）建设地区等。

这一系列举措为“十三五”期间继续推进发展循环经济提供了良好示范作用。

淮南市是我国重要的煤炭城市，长期以来，单一依靠煤炭开采加工的经济结构，随着煤炭资源的日渐枯竭而渐显弊端。

环境污染、地面塌陷、经济发展动力不足等问题非常严重，单纯走先污染、后治理的道路不利于城市的可持续发展。

走循环经济的道路，既可以发展经济、节约资源，又可以在发展的同时降低污染排放，改善环境质量。

研究区概况 淮南市位于安徽中北部、淮河中游，地处长三角附近，位于东经116°21′21″—117°11′59″与北纬32°32′45″—33°00′24″之间。

淮南长期以来经济增长主要依靠煤炭产业，以煤炭开采业为主导的工业模式单一，重工业占主要方面，产业链 短且分布不合理，煤炭的深加工程度低，资源利用率不高。

另外，淮南市产业结构不合理，三大产业发展不平衡，服务与高新技术产业的发展不足，尤其是新能源材料、生物等新兴产业发展缓慢，整体规模小。

由于长期单一的资源型经济结构，使得淮南市的环境问题突出，大气污染、水污染、煤矸石堆积、地面塌陷等问题十分突出。

而单纯依靠经济投入来治理环境污染，效果不太理想，不仅会耗费大量的财力、物力，而且不利于资源的回收利用，会造成资源的浪费。

所以通过构建循环经济来转变淮南市的经济发展模式，不仅可以促进经济的可持续发展，而且具有很好的环境效益。

发展思路及原则 煤炭城市发展循环经济要遵循一定的原则，明确发展思路和目标。

循环经济要求经济的循环发展、物质的循环利用和废物的资源化，也就是要遵循“3R”原则，即reduce，reuse，recycle。

根据这些原则并结合淮南市矿区企业的具体情况，建立一系列的循环发展工业体系，从企业和产业两方面来改善工业模式，从纵向和横向两种角度来延长产业链条、发展多元经济。

循环经济在煤炭产业的应用原则见表1。

表１　循环经济在煤炭产业的应用原则模式借鉴及可行性分析 （1）模式借鉴 国外对城市发展循环经济研究较早，体系也更完善，形成了一些比较有代表性和特色的发展模式，主要有以丹麦为代表的生态工业园模式；以德国为代表的双元回收系统（DSD）模式；以日本为代表的立法推进模式；以法国为代表的行业协会推进模式。

其中以丹麦为代表的生态工业园模式比较符合淮南市的发展现状，对其有一定的借鉴意义。

该模式的基本特征是：按照工业生态学的原理，将企业间的物质、能量和信息进行结合分析，形成产业之间的物质能量代谢和共生耦合关系，使一家企业的生产废弃物，如废水、废渣等成为另一家企业的原料和能源，所有企业通过彼此利用“废物”而获益。

（2）可行性分析 矿区产业共生系统分析。

淮南市是以煤炭、电力、化工为主导的产业类型，几大产业之间具有很强的依赖性和互补性。

从清洁生产方面来说，传统的煤炭产业多用于直接燃烧发电和供热，污染和资源浪费较严重，可以将煤炭与化工产业结合，提取醇类燃料、醚类、烯烃等。

煤炭是火力发电的主要燃料，火力发电的废水通过脱硫后可用作输煤过程中的除尘，采煤和洗煤过程中产生的煤矸石可用作填补地面采空区，也可以用来做建材、发电等。

产业链系统分析。

淮南市是传统的煤炭城市，长期的工业发展形成了较稳定且丰富的产业链系统，以煤炭产业为基础能源产业，与电力、化工、光伏等产业有效结合，形成清洁高效的产业链条，见图1。

淮南市的循环经济发展建议 借鉴国外的循环经济发展经验，结合淮南市的具体现状，淮南市应遵循以下的发展模式： （1）支持重点行业和重点企业，通过资源共享、废物利用、产业链延伸等途径，大力发展循环经济，促进资源综合利用。

其中，重点围绕煤炭、电力等行业，积极发展煤炭综合利用、瓦斯资源化利用、矿井水资源化利用、固体废弃物资源化利用等循环经济产业链。

同时，积极发展农业循环经济产业链。

（2）煤炭综合利用。

积极发展坑口电站，并利用电力资源，发展煤—电—化、煤—电—铝—新材料、煤—电—硅—光伏等产业链，提高煤炭综合利用率和产品附加值。

结合煤层气开发与利用，采用地面打井开采与生产矿井下抽排两种方式开发利用煤层气资源，提升储输能力，用于城镇居民用气和发电。

（3）矿井水资源化利用。

矿井水清洁分流与地面净化处理技术有机结合，矿井水处理后需达到国家饮用水Ⅲ类水质标准，以用作生产、生活用水以及资源化利用，或者用于其他工业区用水的需求，减少对地下水资源的利用。

（4）煤矸石综合利用。

利用生产和煤炭洗选过程中产生的煤矸石、煤泥、中煤发电。

鼓励煤矸石电厂以合同方式向工矿企业直接供电，并按国家有关规定与电网经营企业签订电力支持与辅助服务合同。

结合全面禁止使用实心砖，大力推广使用煤矸石砖。

同时考虑利用煤矸石填充塌陷区复土选田，如图2。

图1　煤电一体化产业链示意图2　煤电化工循环发展模式循环经济模式的环境效应分析污染排放减少，环境治理费用大大降低 循环经济倡导污染的低排放和资源循环利用，所以在工业生产过程中不仅减少了污染排放，而且使资源利用率大大提高，既减少了资金投入，又提高了环境效益。

例如对于煤炭资源的综合利用方面，首先是改造传统产业，结构调整，打造新型支柱产业。

依据煤炭资源优势，做强做大煤电产业，积极开发优势替代产业，培育战略性新兴产业。

充分发挥丰富的煤炭资源和人才技术优势，以大型企业为坚强后盾，通过“建大 矿、办大电”，继续推进规模升级，进一步巩固和扩大淮南市作为国家能源基地的重要地位。

其次积极延伸煤炭产业链，打造新型支柱产业，以煤炭、电力等资源优势为基础极延伸煤化工、新材料等煤电产业链，积极打造煤炭— 电力—铝和煤炭—电力—硅—光伏等纵向一体化产业链，加快推向煤化工及新材料等领域发展，将煤化工作为延伸重点支柱产业。

这样不仅将生产废物循环利用，将煤电化过程中产生的废热、废渣等重复利用，变废为宝，而且减少了煤矸石、废渣等固体污染物的排放量，提高了环境效益，减少了污染物的排放与治理费用的投入。

大气、水污染逐渐减少，环境质量日益提高99.31%，可以说工业对环境的污染相当严重。

通过借鉴以丹麦为代表的生态工业园模式，按照工业生态学的原理，将企业间的物质、能量和信息进行结合分析，形成产业之间的物质能量代谢和共生耦合关系，使一家企业的生产废弃物，如废水、废渣等成为另一家企业的原料和能源，相关企业通过彼此利用“废物”而获益。

这必然会减少废水、废气的排放量，并且转化为经济效益，降低环境治理的投入。

对于淮南市而言，通过打造煤电铝等一体化产业链，不仅提高了煤炭资源的利用率，而且将发电过程中的废气、废渣通过技术分流，将有用的资源重新回收利用，对于废弃物经过物理和化学方法处理后再排放，最大程度上减少了污染物向环境中的排放量，减轻了环境压力，工业废气、废水排放量得到了有效控制。

合理利用堆积的煤矸石提高环境和经济效益 由于长期的煤炭开采使淮南市煤矸石堆积和地面塌陷问题十分严重，严重影响了矿区资源的可持续利用及周边居民的生产生活。

据淮南市经信委2014年的统计资料，淮南市堆积的粉煤灰和煤矸石等固体废弃物总量已经高达2 487.85万吨，累计占地面积621平方千米。

沉陷区的总面积达到了132.82平方千米，采空区面积达到了68.5平方千米，最大下沉数达到了21.3米。

淮南市目前的煤矸石堆积和地面塌陷问题十分严峻，因此依据循环经济的废物利用技术，结合地面塌陷来将堆积的煤矸石用于填补地面塌陷，实现废物处理一举两得。

在填补地面塌陷及矿区绿化的过程中，为周边居民提供一些工作岗位，提高居民收入，将环境治理与提高居民收入有机结合。

另外还可以利用煤矸石来制水泥、烧制煤矸石砖，用于建材或水泥的原材料；将煤矸石用于矸石发电，可以通过煤矸石复垦，来为农业林业发展提供条件。

这样不仅有效减少煤矸石的堆积，还减少了环境污染，提高了经济效益。

（作者单位：安徽师范大学环境科学与工程学院；基金项目：国家自然科学基金青年项目——极化区生态安全格局演化过程、测度与机制研究——以皖江城市带承接产业转移示范区为例，编号：41201186）。