寧東能源化工基地工業固廢資源化利用探討

牛國彩 翟建 雍樂

[內容摘要]寧東能源化工基地是國務院批準的國家重點開發區、國家重要的大型煤炭生產基地、“西電東送”火電基地、煤化工產業基地和循環經濟示范區。隨著煤炭、電力、能源化工等重點項目加快推進，煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏、氣化爐渣、鍋爐灰渣、電石渣等工業固廢物的產生量迅速增大，綜合利用率相對較低，工業固廢物對高質量發展影響比較嚴峻。通過對寧東基地工業固廢的種類、數量、綜合利用情況進行調研，并在此基礎上提出工業固廢綜合利用及貯存處置的措施與政策性建議。本文提出對寧東基地工業固廢處置利用途徑的探討研究，不僅能夠為當地企業、管理部門提供決策支撐，也能夠為寧夏地區其它工業園區提供借鑒參考。

[關鍵詞]生態環境;工業園區;工業固廢;資源利用

1概述

寧東能源化工基地（以下簡稱“寧東基地”）是國務院批準的國家重點開發區、國家重要的大型煤炭生產基地、“西電東送”火電基地、煤化工產業基地和循環經濟示范區。隨著煤炭、電力、能源化工等重點項目加快推進，煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏、氣化爐渣、鍋爐灰渣、電石渣等工業固廢物的產生量迅速增大，綜合利用率相對較低，工業固廢物對高質量發展影響比較嚴峻。

2018年寧東基地核心區一般工業固廢產生總量 1725.2 萬噸，其中煤矸石 316.2 萬噸、粉煤灰475.2 萬噸、脫硫石膏 115.7 萬噸、氣化渣 710 萬噸、其它固廢 41.3 萬噸。2013年6月-2017年12月，寧東基地規劃建成的渣場累計貯存處置各類工業廢渣近1900萬噸，2018年以后每年貯存處置量將達到1000萬噸以上，原規劃建設的1、2、3號綜合渣場均出現了庫容不能滿足長期排渣的需要。

因此，針對目前寧東基地已無適合開發建設渣場的土地，而規劃的綜合渣場均出現了庫容不能滿足長期排渣的問題，對寧東基地工業固廢的種類、數量、綜合利用情況進行調研，并在此基礎上進行資源化利用，至關重要。

當前，寧東基地處在經濟轉型升級的關鍵期和創新驅動發展的攻堅期，環境保護形勢十分嚴峻。為加快寧東基地生態文明建設，切實改善環境質量，防范環境風險，實現建設生態工業園區和國家級循環經濟示范區的目標，必須加快工業固廢綜合利用。本文提出對寧東基地工業固廢處置利用途徑的分析探討，對于寧東基地經濟、環境、資源協調發展方針和政策制訂具有重要的指導意義，對于當地經濟社會可持續發展具有重要的戰略意義。

2寧東基地工業固廢處置利用現狀

2.1工業固廢產生情況

寧東基地工業固體廢物主要包括煤礦產生的煤矸石和煤泥、電廠鍋爐產生的粉煤灰、爐渣、脫硫石膏和化工企業產生的氣化渣以及污水處理產生的污泥。寧東基地工業固廢的產生量逐年增加，并且增長率不斷提高。據調查統計，2017年寧夏寶豐能源集團、國能寧煤煤制油公司、寧夏京能寧東發電公司等10戶企業，工業固廢產生量就達1417.92萬噸。2018年僅寧夏京能寧東發電公司、華電寧夏靈武發電公司、寧夏棗泉發電公司等9戶發電企業粉煤灰產出量1045.8萬噸。寧東基地2010-2017年工業固體廢物產生量趨勢見圖2-1。

2.2工業固廢綜合利用情況

寧東基地產生的工業固體廢物主要用于水泥、混凝土、墻體材料等建材行業以及鋪路、電力、熱力的生產和供應業等。2010-2017年，寧東基地工業固廢年產生量從461.04萬噸增加至1517.2萬噸，工業固廢產生量急劇增加，但綜合利用率卻不高，這已成為寧東基地的主要環境問題。寧東基地目前已投產運行的固廢綜合利用企業共16戶，年設計利用各類廢渣總規模為650萬噸。其中粉煤灰358萬噸、脫硫石膏143萬噸、電石渣140萬噸、爐渣9萬噸。據調查統計，2010-2017年工業固廢綜合利用率平均水平44.8%，其中2017年利用率只有32.3%，僅比2010年高出3.6個百分點。2010-2017年工業固廢綜合利用率趨勢見圖2-2。

調查統計表明，寧東基地2010-2014年工業固廢綜合利用率逐漸升高，2015年以后工業固廢綜合利用率逐漸降低，降低的主要原因分析如下：

1、寧東各類項目陸續投產運營，廢渣總量急劇產生，企業自身研發力量薄弱，只能對固廢做簡單處理。

2、寧東現有的企業利廢產品附加值低，利潤微薄，生產經營不景氣，利廢企業投資大，效益低，致使利廢項目難以生存，綜合利用產業發展緩慢。

3、寧東基地利廢產品銷售渠道有限，運輸成本高，利廢行業生產經營動能不足。

4、相關政策措施的利好效應沒有完全得以釋放。

2.3 工業固廢貯存處置情況

1、綜合渣場。寧東基地規劃建設綜合渣場4個，分類集中收集處置電力、化工企業產生的粉煤灰、脫硫石膏、氣化爐渣、鍋爐灰渣、電石渣、鹽泥、污泥等一般工業固廢，建成總庫容3633.64萬立方米，現已貯存庫容2130.57萬立方米，剩余庫容422.29萬立方米。近年來寧東基地每年的工業固廢貯存量迅速增加，隨著2016年國能寧煤年產400萬噸煤制油項目投產運營后，氣化爐渣的產生量倍增，加上現有堆存，工業固廢將給寧東地區帶來巨大的土地承載壓力。寧東基地工業固廢2010-2017年貯存處置量趨勢見圖2-3。

2、煤矸石堆場。寧東基地現有煤矸石堆場9個，分別屬于國能寧煤梅花井煤礦、國能寧煤羊場灣煤礦、國能寧煤靈新煤礦、國能寧煤石槽村煤礦、國能寧煤清水營煤礦、寧夏寶豐能源集團馬蓮臺煤礦6戶企業。設計總庫容1137.47萬立方米，現已貯存庫容851.77萬立方米，剩余庫容285.70萬立方米。

3寧東基地未來工業固廢產生量預測

3.1工業固廢產生總量預測

寧東能源化工基地“十三五”開發總體規劃表明，到2020年寧東基地煤炭產能達到10000萬噸，火電裝機容量達到2200萬kW，煤化工產能力達到3000萬噸。按照單位產品生產量與固廢產生量相關系數測算，預計2020年寧東基地工業固廢總量2566萬噸，其中煤矸石700萬噸、粉煤灰1100萬噸、脫硫石膏170萬、噸，鍋爐爐渣264萬噸、氣化爐渣332萬噸。

3.2工業固廢貯存總量預測

根據寧東基地2010-2017年每年的工業固廢貯存量，計算每年的工業固廢貯存總量，以2010年為基準年，x=1，對其進行數據分析，得到寧東基地工業固廢總量預測方程，y=40.633x2+93.988x+338.24，R2=0.9855，預測出寧東基地2020年工業固廢貯存總量為6288.70萬t。寧東能源化工基地2010-2017年工業固廢貯存總量趨勢見圖3-1。

3.3工業固廢貯存年限預測

據調查統計，寧東基地規劃建成的4個渣場，加上國能寧煤、京能電廠、馬蓮臺電廠、寧魯煤電、鴛鴦湖電廠5個企業渣場，設計總庫容29415.3萬立方米，累計貯存 3982.01萬立方米，總剩余庫容25433.38萬立方米。

以寧東基地工業固廢總量預測方程y=40.633x2+93.988x+338.24，R2=0.9855，進行計算，預測出寧東基地工業固廢貯存年限為25.6年，以剩余總庫容量進行計算，則寧東基地工業固廢剩余貯存年限為17.6年。

4寧東基地工業固廢處置利用途徑

4.1煤矸石綜合利用

目前，以“煤矸石脫碳→煙氣脫硫→余熱利用→煤矸石陶粒→輕質環保建材”循環經濟產業鏈構建起了煤矸石綜合利用發展模式，采用煤矸石綜合利用技術生產脫碳煤矸石、脫硫石膏、優質砂漿及水泥活性摻合料、陶粒及制品等系列產品，可以形成資源梯級利用、有序循環的循環經濟體系，成為寧東基地有效治理和資源化利用積存的煤矸石山、逐步解決煤矸石占地污染等問題的有效途徑。

4.2高效水泥助磨劑

高效水泥助磨劑生產是將粉煤灰、煤矸石、電石渣、脫硫石膏及其他輔料按比例進行攪拌混合、輥壓破碎、磨粉篩分后 形成水泥生產添加劑，水泥助磨增強劑不僅可以顯著提高水泥臺時效率，還可以提高水泥早期強度和后期強度。年產 200 萬噸高效水泥助磨增強劑生產線，年可以利用工業固體廢棄物212 萬噸，其中粉煤灰 112 萬噸、脫硫石膏 10 萬噸、煤矸石 40 萬噸、爐渣 30 萬噸、電石渣 20 萬噸。

4.3新型墻體材料

新型墻體材料中，加氣混凝土砌塊和板材具有重量輕、抗震、隔熱、保溫、防火、隔音、節能、施工效率高、適應性強等特點;蒸壓灰砂磚具抗凍性、耐蝕性、抗壓強度等多項性能。加氣混凝土砌塊和板材、蒸壓灰砂磚是國家重點推廣新型墻體材料。1 條蒸壓加氣混凝土砌塊/墻板生產線及 2 條全自動蒸壓灰砂磚生產線，年可以利用工業固體廢棄物 41.4 萬噸，其中粉煤灰 40.5 萬噸、脫硫石膏 0.9 萬噸。

4.4土壤調理劑

土壤調理劑不僅能夠增強土壤肥水滲透力、增強農作物抗病能力、恢復農作物原生態等功能，還能夠大幅度提高植樹成活率和農產品產量、恢復農林產品的天然風貌。1條年產 50 萬噸土壤調理劑生產線，年可以利用氣化渣 45 萬噸。

4.5新型活性摻合料

新型活性摻合料將粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、火山灰質材料和硅灰等，經過水化反應，生成具有水硬性的膠凝物質。尤其是在減水劑的作用下，不僅可以提供新拌混凝土的質量品質，還可以改善混凝土的可泵性。1 條年產 30 萬噸活性摻合料生產線，年可以利用粉煤灰 21 萬噸。

4.6硅酸鈣板

硅酸鈣板生產是紙漿制備與及硅灰石、云母等打漿處理后制成纖維漿，再與水泥、粉煤灰分別混料攪拌后制成料漿，經過制板、加壓、脫模、干燥等工序制成板材。硅酸鈣板不僅具有較高的強度和良好的耐水性，而且以其突出防火性能新型裝飾材料，防范用于復合墻體面板、吊頂裝飾和防火覆蓋、防火通道、防火隔墻、煙道等建筑施工。2 條年產900 萬 m2硅酸鈣板生產線，年可以利用粉煤灰 12 萬噸。

4.7高強石膏及 GRG 石膏制品

高強石膏廣泛用于陶瓷生產制模，與玻璃鋼和環氧樹脂同類型模具材料相比具有明顯價格優勢，同時可以逐步替代國外低膨脹率、高價格的超高強石膏粉。GRG 石膏制品采用高密度ɑ石膏粉、強化玻璃纖維和微量環保添加劑加工而成，系預鑄式玻璃纖維加強石膏板，材質品質優良環保，裝飾效果無限可塑，廣泛運用于展覽裝飾、室內裝飾、景觀造景行業和產品與造型制作。1條年產 10 萬噸高強石膏生產線和1條年產 3 萬噸預鑄式玻璃纖維增強石膏成型品生產線，年可以利用脫硫石膏 10 萬噸。

4.8脫硫石膏粉體深加工

利用脫硫石膏粉體進行深加工，按照不同的摻合料、外加劑進行配比，生產石膏膩子、粘接石膏、粉刷石膏、嵌縫石膏等系列裝飾裝修配套材料。1 條年產 20 萬噸脫硫石膏粉體深加工生產線（石膏膩子 14 萬噸、粘結石膏 2.4 萬噸、粉刷石膏 2.4 萬噸、嵌縫石膏 1.2 萬噸），年可以利用脫硫石膏 20 萬噸。

4.9全固廢燒結磚

全固廢燒結磚是利用氣化渣生產燒結墻體材料，在工序中以大斷面平頂隧道窯作為焙燒窯，同時循環利用焙燒窯余熱作為干燥熱源。2 條年產 6000 萬塊標準磚全固廢燒結磚生產線，年可以利用氣化渣 28 萬噸。

4.10礦井填充材料

礦井充填材料生產經過水泥與氣化灰渣配比混合攪拌、配置濃鹽水注入攪拌、卸入填充泵。利用礦井充填材料進行煤礦井下密閉和空峒充填，在施工速度、生產效率方面具有顯著優勢。 1 條年產 30 萬噸礦井填充材料生產線，年可以利用氣化渣 27 萬噸。

4.11石油支撐劑

石油支撐劑是石油、天然氣開采壓裂施工的關鍵材料，具有支撐和導流作用。利用電廠粉煤灰與無煙煤分經過攪拌混合、成球盤成型、燒結焙燒、陶粒破碎、振動篩分，形成陶砂、陶粒，作為石油支撐劑。1 條年產 5 萬噸石油支撐劑生產線，年可以利用粉煤灰 5 萬噸。

4.12高強陶粒

陶粒作為人造輕骨料，代替石子等天然骨料，利用電廠粉煤灰與無煙煤分經過攪拌混合、成球盤成型、燒結焙燒、陶粒破碎、振動篩分，制成陶粒，主要應用于陶粒混凝土、陶粒砌塊和花木種植。 2 條年產 40 萬 m3，年可以利用粉煤灰 28 萬噸。

5寧東基地工業固廢綜合利用及貯存處置的措施與政策性建議

5.1有利條件

寧東基地大力開展工業固廢處置利用，全力發展環保產業、資源綜合利用產業，不僅具有資源優勢、區位優勢、物流優勢、產業優勢、政策優勢，而且與之而來的后發優勢更加明顯。其中政策方面的有利條件主要體現在以下四個方面：

1、黨的十九大報告指出，加快建立綠色生產和消費的法律制度和政策導向，建立健全綠色低碳循環發展的經濟體系。構建市場導向的綠色技術創新體系，發展綠色金融，壯大節能環保產業、清潔生產產業、清潔能源產業。“加強固體廢棄物和垃圾處置”，固體廢物資源化技術的產業化推廣，已經上升為國家戰略，成為生態文明建設不可缺少的重要內容。

2、2017年國家發展改革委等部門聯合發布的《循環發展引領行動》指出，到2020年主要廢棄物循環利用率達到54.6% 左右，一般工業固體廢物綜合利用率達到73%。2018 年正式實施的《環境保護稅法》規定，固體廢物的稅目稅額分別為煤矸石5 元/ 噸，尾礦15 元/ 噸，危險廢物1000 元/ 噸，冶煉渣、粉煤灰、爐渣、其他固體廢物（含半固態、液態廢物）25 元/ 噸。2019年國家發改委、工業和信息化部的《關于推進大宗固體廢棄物綜合利用產業聚集發展的通知》提出探索建設一批具有示范和引領作用的綜合利用基地，基地廢棄物綜合利用率達到75%以上。

3、寧夏政府部門高度重視資源綜合利用工作，先后出臺了《自治區資源綜合利用企業示范創建方案（2018-2020年）》《寧夏回族自治區工業固體廢物資源綜合利用評價管理實施細則》《關于印發自治區加快工業固廢綜合利用的政策措施的通知》，通過完善體系、健全機制、創建資源綜合利用示范企業、加大資金扶持力度等一系列政策措施，積極推進資源綜合利用工作。

4、寧東基地高度重視寧東資源綜合利用產業的發展。除了積極貫徹國家關于資源綜合利用的優惠政策外， 2016 年出臺了《關于促進寧東基地工業經濟平穩較快發展意見》，提出對于固體廢棄物利用企業的激勵政策;2019 年印發了《寧東能源化工基地工業固體廢棄物綜合利用管理辦法（試行）》，明確了綜合利用的內涵和對綜合利用企業的補貼和優惠政策。

5.2不利因素

寧東基地工業固廢處置利用在具備諸多有利條件的同時，也應當充分認識到實踐中面臨的不利因素，現有渣場的處置能力與日益增長的廢渣產生量與利用率矛盾愈來愈大，土地承載力日趨增大;受固體廢棄物屬性、運輸半徑、預處理成本等影響，固廢綜合利用市場活躍度較低，產業仍然較為初級;固廢成分復雜、波動大，高端產品研發成本和預處理成本高，低端產品附加值低，盈利水平低，技術創新動力不足，拓展空間不夠。

不僅如此，隨著我國經濟發展步入新常態，房地產和建筑業發展進入調整期，而直接面對房地產、基礎設施建設投資的建材產業增速更是持續放緩，由此以粉煤灰和脫硫石膏主要是作為原材料，摻用于水泥、商品混凝土、砂漿、加氣砌塊、保溫材料、混凝土磚等建材產品市場需求不足，必然影響粉煤灰、脫硫石膏等重點工業固廢的利用。

5.3措施與政策性建議

結合寧東基地的實際情況和現有政策，從控制工業固廢增量、提高工業固廢綜合利用率、加大技術創新、保障措施和政策落實等方面提出以下建議：

1、完善監管體系，創新管理模式。完善工業固廢監督管理制度，重點包括工業固廢產生、貯存和利用的統計監測，以及環境信息公開、固廢回收利用和處置交易市場準入、交易信息發布機制，形成一個專門的大數據信息系統平臺。

2、開展決策咨詢，強化技術支撐。完善工業固廢土地承載力評價指標體系，定期對主要產業產出效益、工業固廢排放、資源綜合利用等方面的指標執行情況進行評價;按照“控制增量、監管存量”原則，開展一般工業固廢底數核查工作，完善相關數據庫。同時，建立完善人才培養和引進機制，鼓勵企業和科研中心重視培養資源綜合利用人才。

3、加大處置力度，拓寬利用途徑。建立符合園區內產業特點的工業固體廢棄物分類處置及綜合利用機制，使企業間形成共享資源和互換副產品的產業共生組合，達到相互間資源的最優化配置。

4、注重源頭控制，控制排放水平。核定企業工業固體廢物綜合利用率，對達不到標準的企業，新上項目限批;新上煤炭洗選、火電、煤化工等項目，應當編制工業固廢綜合利用治理方案;創建“循環經濟（或固體廢物交易）公共信息服務平臺”，以“互聯網+”循環經濟模式，搭建園區之間、企業之間的物質流、信息流交互服務平臺。

5、開發深度利用技術，鼓勵技術創新應用。加快建立以企業為主體的技術創新體系，積極實施技術創新工程，大力推動科技成果轉化，鼓勵發展具有自主知識產權的工業固廢綜合利用技術與產品，促進工業固廢綜合利用技術產業化發展;加快清潔生產指標體系和技術規范重點企業的試點示范，以政策激勵與強化環境監管雙向推動企業改進生產工藝流程、提高先進生產技術設備應用水平，科學合理高效利用資源，形成節能、增效、減排的清潔生產產業發展模式。

6、抓好典型示范項目，推進綠色發展融合。大力發展工業綠色制造技術，支持企業和園區開展循環化改造、完善產業鏈，編制工業固廢綜合利用方案，實施一批工業固廢綜合利用項目，發揮試點示范作用，鼓勵引領企業和園區提高固廢綜合利用水平，實現環境和企業效益同步提升。推動組建跨區域全產業鏈的工業固廢產業聯盟，助推企業間在技術、資金、資源等方面形成協同效應。

6結論

1、由于寧東基地的快速發展，導致粉煤灰、脫硫石膏、氣化爐渣等工業廢渣的產生量迅速增大，綜合利用率相對較低，工業固廢貯存量逐年增加，對基地高質量發展影響嚴峻。

2、通過預測分析寧東基地工業固廢貯存總量、工業固廢貯存年限可以看出，嚴格控制增量、加強監管存量、資源利用減量，是減輕或消除生態環保壓力的戰略性選擇。

3、依靠科技創新，先行發展新型環保產業，與推進現有傳統產業轉型升級并舉，尤其是引導和鼓勵企業創新驅動，從根本上化解長遠發展與與生態環境治理的矛盾，是寧東基地可持續發展的必由之路。

4、對寧東基地工業固廢資源化利用的分析研究，具有科學性、可靠性，不僅能夠為當地企業、管理部門提供決策支撐，也能夠為寧夏地區其它工業園區提供借鑒參考。

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作者簡介 牛國彩（1970-），女，經濟師，河南新鄭人，甘肅省建材科研設計院有限責任公司寧夏分公司副院長，通訊地址：寧夏銀川市北京東路219號，郵編：750001，郵箱：23398665161@qq.com，電話：13995316542，研究方向：循環經濟及工業固廢綜合利用研究。

翟建（1964-），男，高級經濟師，山西大同人，寧夏回族自治區工業和信息化廳，通訊地址：寧夏銀川市解放西街361號，郵編：750001，信箱nxyczhaijian@126.com，研究方向：經濟管理。

雍樂（1989-），男，助理工程師，寧夏銀川市人，甘肅省建材科研設計院有限責任公司寧夏分公司，通訊地址：寧夏銀川市北京東路219號，郵編：750001，郵箱：3646236671@qq.com，電話：15121981223，研究方向：循環經濟及工業固廢綜合利用研究。