塔山循環經濟園區產業鏈構建及啟示

李 潔

(太原師范學院經濟系，山西省晉中市，030619)

隨著我國經濟發展階段的轉換，由過去注重數量、速度的增長逐漸轉變為關注產品、服務質量和生態環境的發展，必須要培育新的經濟增長點和新動能。黨的十九大報告提出，要推進資源全面節約和循環利用，建立健全綠色、低碳、循環發展的經濟體系。山西作為煤炭大省和典型的資源型地區，亟需對資源的利用方式和生產方式進行革新，而大力發展循環經濟，是當前資源、環境剛性約束下的必然選擇，對山西經濟結構調整具有重要的現實意義。晉能控股集團塔山循環經濟園區是煤炭行業實踐綠色發展的第一個“試驗區”，其產業鏈構建的“塔山模式”為煤炭行業和資源型企業的轉型發展樹立了典范。

1 塔山循環經濟園區發展概況

塔山循環經濟園區是晉能控股集團(原同煤集團)于2003年2月規劃建設的我國煤炭系統第一個循環經濟園區，2009年8月正式投產運行，成為我國煤炭行業首個循環經濟園區。園區建設初期，規劃有10個項目，即“一礦、八廠、一條鐵路”。園區的核心項目塔山煤礦于2003年2月開始建設，2008年投產，總投資35億元，設計能力為1 500萬t/a，是世界上最大的單井口井工礦井；圍繞塔山煤礦配套建設了塔山選煤廠，總投資4.3億元，2008年12月竣工，入選能力為1 500萬t/a，處理能力為3 000t/h，主要產品是中煤、洗混煤和塊煤；2008年投產的塔山坑口電廠一期，總投資為48億元，裝機總容量為2×600 MW，是國內單機容量最大的坑口電站；2006年投入運行的資源綜合利用電廠一期，裝機總容量為4×50 MW，發電量為12億kW·h/a；2009年7月投產的高嶺巖深加工廠(大同煤業金宇高嶺土化工有限公司)總投資為2.63億元，該項目主要利用煤矸石中的高嶺巖生產優質超細超白鍛燒高嶺土，產量為5萬t/a；2009年6月建成投產的大同煤礦同塔建材有限責任公司煤矸石燒結磚廠一期，總投資9 000萬元，主要利用煤矸石生產新型墻體材料，包括燒結多孔磚、空心磚和空心砌塊等，年產量為1.2億塊；2010年10月建成投產的新型干法水泥熟料生產線，總投資為7.7億元，產量為4 500 t/d的水泥熟料，該項目利用塔山電廠的工業廢渣生產水泥，產量為200萬t/a；同煤廣發化學工業有限公司的煤化工甲醇項目，投資為36.23億元，是山西省“十一五”規劃的重點項目，甲醇產量為120萬t/a，一期項目產量為60萬t/a，主產品為精甲醇，副產品為少量固體硫磺；2008年9月試運行的塔山污水處理廠，總投資為3 407萬元，主要處理園區內煤礦、電廠等項目的生活污水和工業廢水，處理量為4 000 m3/d；2006年7月開通運營的塔山鐵路專用線，全長為19.29 km，自北同蒲線與韓家嶺站接軌，終點至塔山站，與大秦鐵路相連，總投資為5.24億元，設計運量為6 500萬t/a，主要承擔精煤外運及園區相關企業的產品運輸。

近年來，隨著園區的發展和對產業鏈的加鏈補環及不斷完善，一大批項目陸續建成并投入運行， 2013年5月同忻煤礦正式投產，設計能力為1 000萬t/a，配套的同忻選煤廠于2009年10月試運行，投資金額為3.8億元，設計處理原煤1 000萬t/a，處理量為1 894 t/h；2013年12月，塔山光伏電站建成發電，總裝機容量為20 MW，是晉能控股集團首個光伏發電項目，2018年電站發電量達到2652.72萬kW·h；2014年1月，資源綜合利用電廠二期投產，裝機總容量為2×330 MW；2016年7月，塔山電廠二期順利投產，裝機總容量為2×660 MW；到2017年底，10萬t/a的煤基活性炭項目和1.2萬t/a的乳化炸藥火工品項目建成投產。

截至2017年底，園區累計完成投資為384億元，由“兩礦、四化、五電、九廠、一條路”21個項目聚合而成，覆蓋了煤礦、電力、煤化工、選煤、運輸及資源綜合利用等多個產業，形成了煤-電-熱、煤-化工、煤-建材等多條產業鏈，取得了顯著的社會效益、經濟效益和環境效益。

2 塔山循環經濟園區產業鏈的構建

塔山循環經濟園區通過規劃布局，逐步增環補鏈，構建了能量、物料逐層減量利用，閉路循環的產業鏈條。按照“減量化、再利用，資源化”的原則，將21個項目有序鏈接，上游企業的廢棄物和副產品成為下游企業的原材料，構建了以煤炭利用為主的縱向產業鏈和以副產品、廢棄物利用為主的橫向產業鏈。各個鏈條間耦合共生、協同運營，達到了污染物排放的最小化、廢棄物的資源化和無害化，形成了“黑色煤炭，綠色開采”的循環經濟發展模式。

2.1 縱向主導產業鏈

2.1.1煤-電-熱

塔山循環經濟園區為了更好地實現煤炭資源的經濟效益和環保效益，采取煤炭就地轉化的方式，圍繞園區塔山煤礦和同忻煤礦建設大型燃煤坑口電站和資源綜合利用電廠，變運煤為輸電及供熱。塔山煤礦和同忻煤礦的原煤開采出來后，分別進入塔山選煤廠和同忻選煤廠，經洗選后，精煤送入精煤倉，通過鐵路專運線運往秦皇島港口外銷；篩分煤輸送到坑口電廠發電；中煤、部分矸石以及煤泥輸送到資源綜合利用電廠發電。

園區電廠建設采用高參數、大容量、超臨界設備和技術，節能環保，實現了低煤耗、低成本和低排放。坑口電廠低熱值煤發電機組可就地轉化煤炭約為800萬t/a，脫硫率達到99%，接近零排放。資源綜合利用電廠一期可消耗低熱值劣質中煤120萬t/a，發電量為11億kW·h[1]。目前，園區電力裝機達到了3 400 MW，產出的清潔電能被輸送到全國各地，形成了煤電一體化的發展模式。發電產生的熱能通過資源綜合利用電廠熱電聯供系統，可為附近10萬多戶居民集中供熱，供熱面積達2 300萬m2，替代了礦區約240臺散煤鍋爐和80余座小鍋爐房，每年可減少排放二氧化硫約1萬t，減少煙塵排放6 900 多t，節約標煤約200萬t，實現了經濟效益與環境效益的共贏[2]。

2.1.2煤-化工

塔山循環經濟園區為了進一步提高煤炭附加值，推動煤炭資源的深度轉化，以煤炭為原料，科學、合理地規劃下游深加工產品方案，積極培育現代煤化工產業。目前，已投資建成了產量為10萬t/a的煤基活性炭項目和產量為60萬t/a的煤制甲醇項目。煤基活性炭是煤炭深加工產品，主要應用于飲用水的深度凈化、廢水和廢氣的處理及脫色等環保領域，該項目可就地轉化煤炭約為40萬t/a，市場前景廣闊，經濟效益顯著，達產后銷售收入可實現7.6億元/a，利潤總額可達1.23億元/a；煤制甲醇項目是以煤為主要固體燃料，經過氣化、脫硫、脫碳等工藝過程生產甲醇，可消耗原料煤79.06萬t/a，2018年該項目實現營業收入11.72億元，利潤達3 000萬元[3]。

園區通過項目補鏈，正在加緊建設產量為60萬t/a的烯烴項目，這是甲醇產品的下游產業，可生產聚乙烯25.13萬t/a、聚丙烯44.12萬t/a[4]。塔山園區通過“煤-活性炭”“煤-甲醇-烯烴(聚乙烯和聚丙烯)”的延伸路徑，培育產值遞增、技術集成、高效循環的煤化工產業集群。3個煤化工項目全部投產后可轉化煤炭約500萬t/a，使得煤炭作為工業原料得到了更為充分、有效的利用。

2.2 橫向產業鏈

礦區生產過程中會產生各種副產品和廢棄物，主要包括煤矸石、礦井水、伴生礦物、煤層氣、煤泥和粉煤灰等，這些廢棄物和副產品具有潛在的產業價值。塔山循環經濟園區通過建設高嶺土廠、煤矸石燒結磚廠、水泥廠、粉煤灰磚廠、污水處理廠等項目對煤炭伴生礦物與工業廢棄物進行綜合利用和無害化處理，進一步延伸和拓寬了產業鏈條。

2.2.1煤矸石利用產業鏈

塔山煤礦開采的石炭二疊紀煤系含有大量的、極具經濟價值的高嶺巖，儲量高達2.59億t。從煤矸石中篩選出來的高嶺巖被運送至高嶺土廠進行產品深加工，經過磨細、干燥、鍛燒和改性后，制成高嶺土系列產品，可廣泛用于橡膠、涂料、造紙、電纜、化妝品、陶瓷以及醫藥等領域及行業。每年可消化礦井產生的高嶺巖約10萬t，產品遠銷澳大利亞、加拿大等國外市場，形成煤矸石-高嶺巖-高嶺土-市場產業鏈，經測算，這一項目直接創效可達億元。

由高嶺土廠篩選后的煤矸石，進入煤矸石磚廠做進一步的深加工處理，制成燒結磚，這是一種新型的建筑材料，用來替代我國傳統的粘土磚，具有體積大、砌筑便利、隔熱、隔音、保溫等優點。煤矸石磚廠可消化洗選過程中產生的煤矸石約為100萬t/a，矸石利用率達到90%以上，較好地解決了煤矸石堆放和填埋所引起的環境問題，形成煤矸石-燒結磚-市場產業鏈。

2.2.2粉煤灰利用產業鏈

粉煤灰是燃煤電廠排放量較大的工業廢渣之一，其毒性對人體和環境都造成了嚴重威脅。粉煤灰磚廠利用電廠產生的粉煤灰、鍋爐灰渣和脫硫石膏為原料，通過配料、壓制和蒸壓工藝，加工成粉煤灰蒸壓承重磚，替代現有的粘土標準磚。每年可消化電廠產生的粉煤灰65萬t，消化脫硫石膏6萬t，形成粉煤灰-粉煤灰磚-市場產業鏈。

新型干法水泥熟料生產項目利用電廠、甲醇廠產生的電爐渣、粉煤灰和脫硫石膏生產水泥熟料，每年可消化粉煤灰和電爐渣70萬t、脫硫石膏5萬t，生產優質、低堿、高標號水泥200多萬t，形成粉煤灰-水泥熟料-水泥產業鏈[5]。同時，水泥廠配套建設了純低溫余熱電站，以利用生產過程中產生的余熱，所產生的電能滿足生產線用電量的30%，實現對資源的高效利用。

2.2.3廢水利用產業鏈

園區生產過程中會產生大量的廢棄水，包括礦井水、工業污水和生活污水，礦井水進入礦井水處理站，經過化學混凝處理，用于選煤廠生產補水和井下灑水。工業污水和生活污水進入污水處理廠，處理后的水質達到國家A級排放標準，全部回收復用，可用于電廠冷卻水、礦區生活、消防及綠化澆灌。選煤過程中產生的煤泥水及廠房內產生的各種廢水，進入高效濃縮機進行沉淀，處理后的水返回主廠房循環使用，可用于綠化和消防，形成廢水-凈化-工業用水，生活用水產業鏈，實現污水“零”排放的閉路循環，提高水資源的綜合利用率[6]。

2.3 產業鏈網的形成

隨著園區構建的縱向主導產業鏈和橫向耦合的多條產業鏈的發展和完善，產業鏈各部分相互聯系、相互作用，基本形成了縱橫交錯的產業鏈網狀結構。塔山循環經濟園區產業鏈網結構簡圖如圖1所示。

圖1 塔山循環經濟園區產業鏈網結構簡圖

3 塔山循環經濟園區產業鏈構建的特點

3.1 產業鏈穩定性高

塔山園區是以晉能控股集團為主體建立的循環經濟園區，從設計規劃開始即以工業生態學為指導，根據礦區的資源稟賦狀況和礦井分布情況，模仿自然生態系統興建了生產者企業、消費者企業和分解者企業，并開展技術關聯與耦合研究，逐步形成了園區的產業鏈結構。園區的核心企業是塔山煤礦和同忻煤礦，基于煤炭的清潔轉化和深度轉化，形成了兩條主導產業鏈，煤炭-電力-熱能，煤炭-化工-市場；根據煤炭生產中的副產品和廢棄物特征，構建了煤矸石-高嶺巖-高嶺土-市場、煤矸石-燒結磚-市場、粉煤灰-粉煤灰磚-市場、粉煤灰-水泥熟料-水泥-市場、廢水-凈化-工業用水、生活用水等多條橫向耦合產業鏈。這些生態產業鏈通過物質和能量的相互交換而銜接起來，形成了相對復雜的生態網絡結構，具有較強的抗干擾力和穩定性。同時，由于園區各企業之間存在明確而緊密的產權關系，它們之間的廢物交換和利用，具有更高的專業化分工效率。當產業鏈的運轉出現問題時，能夠從企業集團的效益最大化出發，合理規劃園區資源循環系統，協調相關企業間的利益關系，有助于最大限度地保證園區系統的穩定。

3.2 產業鏈構建以高新技術作為支撐

塔山循環經濟園區注重經濟科技層次的提升，通過煤炭的綠色開采、資源的梯級利用和能量的閉路循環，實現了煤炭產業的低碳發展，改變了傳統的高投入、高排放、高污染的經濟增長方式。

一是通過技術引進，園區項目裝備達到世界一流水平。塔山煤礦從德國引進了大功率采煤機和無軌膠輪車輔助運輸系統，提高了采煤效率，降低了工人勞動強度；甲醇項目氣化爐裝置采用了世界先進的殼牌氣化工藝裝置；塔山電廠采用的高效靜電除塵設備，除塵效率比國內電廠高出0.85%，相當于每年減少煙塵排放量280 t[7]。先進的設備是園區產業鏈延伸的基礎，保證了園區資源綜合利用的最大化。

二是園區鼓勵科技創新，截至2017年底，園區獲省部級以上科技進步獎達59項，幾乎每個企業都有自己的核心技術。塔山煤礦自主研發的“特厚煤層一次采全高”技術，實現了對超厚煤層高效、高產、安全地開采，不僅保證了工作面資源回收率達到85%以上，而且保障了下游企業的原料供應。塔山電廠“直接空冷”技術的運用每年可節約用水900多萬t。水資源實現了閉路循環，廢水的重復利用率達到100%。高嶺巖廠的“細磨鍛燒”技術，利用煤矸石中的高嶺巖能夠生產優質超細鍛燒高嶺土，其中包括世界上最細的6 250目高嶺土，拓寬了產業鏈條，提升了產品價值。這些低碳技術的充分運用，將園區的廢棄物和副產品再利用、再資源化，成為園區產業鏈構建和延伸的保障，為煤炭產業轉型發展提供了動力和支撐。

3.3 產業鏈構建的環境效應顯著

針對煤炭開采和生產中的環境污染問題，園區逐步延伸產業鏈條以充分利用煤礦伴生資源和生產過程中的廢棄物。園區圍繞核心企業塔山煤礦規劃建設了選煤廠，以實現煤炭的清潔生產；建設了發電廠，實現煤炭的就地轉化以減少污染，提高效益；建設高嶺巖加工廠和煤矸石燒結磚廠，對煤矸石進行再利用，以解決煤矸石占地和污染問題；建設了新型干法水泥熟料生產線，來利用電廠的工業廢渣；建設了污水廠來處理園區的工業廢水和生活污水。隨著塔山循環經濟園區產業鏈的不斷完善，園區內所有工業項目排出的廢棄物均可消化在循環鏈條之內，通過逐層轉化利用，不斷增值，變廢為寶。

2017年，園區煤矸石、粉煤灰、爐渣等工業固廢綜合利用量為176.59萬t，工業固廢利用率達10.5 % ，其余全部進行填埋、復墾、綠化等無害化處理，無害化處置率達到100%，園區生活污水得到100%處理，礦井水處理利用率達到100%，真正做到廢水不外排，極大地改善了區域的環境質量[2]。

4 經驗與啟示

4.1 超前規劃布局，逐步增環補鏈

煤炭礦區經過長年的發展，大多會面臨資源枯竭、環境污染、產業單一等困境，塔山煤礦在建設之初就明確了要貫徹循環經濟的思想。晉能控股集團按照循環經濟的發展模式設立管理機構，成立了塔山園區管理委員會，對園區統一規劃、整體布局。通過編制《塔山循環經濟園區實施方案》和制訂園區指標體系，指導園區建設。集團從土地、資金等政策方面優先保障項目建設，2009年8月，園區初步建成10個項目，通過彼此間物質、能量、信息的鏈接，形成了兩條產業鏈。隨著對各種副產品的循環利用，產業鏈不斷地增環補鏈，到2017年底，已建成了21個項目，形成了縱橫交錯的產業鏈網絡，實現了資源的優化配置和社會效益的最大化。

4.2 建設產學研平臺，提高人員素質

為了使企業走上持續發展的快車道，晉能控股集團加快推進產學研的深度融合，聯合專業院校，科研機構和裝備制造企業搭建合作平臺，以促進產品結構調整和產業升級。針對塔山煤礦特厚煤層開采中面臨的技術難題，尋找合作伙伴，組建了創新戰略聯盟，圍繞開采工藝、裝備研發與技術標準等方面展開了聯合攻關。2010年攻關成果試驗取得成功，并推廣應用于其他煤礦和相關領域。該技術成果有效解決了特厚煤層高產、高回收率、安全開采等技術難題，填補了我國特厚煤層開采的技術空白，達到國際領先水平。塔山煤礦積極響應平臺建設，成立職工技術協會，挖掘生產問題，加大科技人員投入，先后完成了80余項科技創新成果，不僅解決了制約生產的難題，有效緩解了生產壓力，而且為企業帶來極大的經濟效益[8]。

產學研平臺的建設為員工教育培訓工作創造了條件，集團利用高校和研究機構的教育資源，組織管理人員、技術骨干、基層工人進行系統性、專業化的職業教育和專業培訓，提高員工的綜合素質，同時通過組織高端培訓、對有突出貢獻的優秀人才進行獎勵等措施，培養造就了一大批科技領軍人才和高技能人才，有效彌補了園區技術人才的短板。

4.3 創新管理模式，實施文化管理

園區大膽創新管理方式，在技術上，通過運用先進的工業控制軟件和自動化產品，實現了礦井的“三網”融合與礦工井下GPS定位，實現了辦公自動化，信息交流、共享和遠程實時監控，提升了管理效率。在生產中，塔山礦采用“小業主、大中介”的模式，在煤炭生產、機電、運輸等工作環節實現專業化管理，在設備維護、地質測量、后勤服務等環節實行市場化運作、社會化管理；在項目建設中，全部采用法人負責制；在項目核準、工程質量、建設工期等各個環節嚴格考核，明確責任，強力推進；在運營方式上，從外部引入戰略合作者，與國際化大公司聯合，實現股權結構的多元化；在內部，集團公司統籌項目成本和收益，與各項目主體多元投資，形成風險共擔、利益共享的格局；在監管上，對園區企業各項指標進行考核，督促其節能減排，同時對園區的公共資源、公共設施和公共服務實施共享管理，以推動園區項目協同運營和整體環境水平的提升。

園區注重文化對產業的引領。塔山煤礦在生產中提出了“塑造六個典范，建設一流礦井”的戰略目標，制定了“和諧篤志，追求卓越”的價值理念，并將這種理念滲入到安全生產、干群關系、社會責任等各個方面，極大地調動了員工的積極性，推動了企業的發展，創造了晉能控股集團發展史上的多項紀錄。塔山電廠依據自身特點，提出了“六個一流”的奮斗目標，即管理一流、技術一流、文化一流、合作一流、創新一流和效益一流，圍繞奮斗目標，率先推行了施工現場準軍事化、設備的專業化儲運和專業化委托運行的管理模式，創造了北方地區同類型機組工期的新紀錄；金宇高嶺土廠和煤矸石燒結磚廠圍繞各自的發展戰略和目標，全力打造一流企業，在生產產量、銷售收入等方面屢創新高。各企業在管理中將文化與產業相融合，形成了各具特色的文化管理模式，增強了企業間的凝聚力，優化了產業的共生環境，保證了產業鏈的穩定運轉。

5 結語

推動循環經濟的發展是實現我國可持續發展的重要基礎，特別是對煤炭礦區而言，受資源稟賦、環境容量、產業結構等因素的影響，其低碳轉型更加迫切和艱難。塔山循環經濟園區立足自身實際，通過超前規劃，技術創新和文化管理構建了多條產業鏈，取得了巨大的效益。“塔山模式”也為其他礦區的轉型發展提供了新的思路和視角。