煤矸石是采煤和洗煤過程中排出的含碳巖石，是煤礦行業(yè)的工業(yè)固廢。如何消納處置煤矸石，一直是我國(guó)煤礦行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展繞不過去的課題。在多方努力下，近年來煤矸石綜合利用率雖有所提高，但大多數(shù)煤矸石仍是依溝而填、依山而堆，在與空氣接觸或自然淋溶的情況下，會(huì)產(chǎn)生自燃或大量滲出酸性礦山廢水，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

有沒有新的更加高效的途徑，讓煤矸石“變廢為寶”？記者從“煤矸石綜合利用與生態(tài)修復(fù)高層研討會(huì)”上獲悉，在“綠水青山就是金山銀山”理念指引下，煤矸石綜合利用正從傳統(tǒng)的建筑材料、電廠燃料、化工利用，轉(zhuǎn)向新興的肥料化、土壤化生態(tài)利用，成為生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域的好幫手。

“煤矸石等工業(yè)固廢通過綜合開發(fā)利用，正在生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域發(fā)揮著重大作用。”中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)教授劉建明說，利用煤矸石有機(jī)肥提升土壤生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力已成為現(xiàn)實(shí)，這也為煤矸石高凈值化利用、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了一條新路徑。

煤矸石“活化”成有機(jī)肥

烏海，黃河進(jìn)入內(nèi)蒙古第一站，庫(kù)布齊沙漠、烏蘭布和沙漠與毛烏素沙地在此交匯。這里是歷史上重要的南北通道，也是一座擁有“烏金之海”的煤都。據(jù)統(tǒng)計(jì)，烏海的含煤面積約占城市總面積的四分之一，煤炭地質(zhì)總儲(chǔ)量達(dá)44億噸。

從上個(gè)世紀(jì)50年代開始，優(yōu)質(zhì)的焦煤源源不斷地從烏海運(yùn)往全國(guó)各地。然而，持續(xù)數(shù)十年的開采也帶來了大量煤矸石。“露天堆放的煤矸石山很容易自燃，不僅造成空氣和水污染，也存在較大的安全隱患。”曾多次到烏海調(diào)研的劉建明真切地感受到，煤矸石帶來的生態(tài)問題讓當(dāng)?shù)?ldquo;壓力倍增”，煤矸石綜合利用與生態(tài)修復(fù)已迫在眉睫。

經(jīng)過多年持續(xù)努力，如今的烏海煤矸石上已長(zhǎng)出了綠草，以往的石頭山變成了綠滿山，礦山正披綠重生，甚至種出了玉米、馬鈴薯、粟米等農(nóng)作物。出現(xiàn)這些變化，正是源于中科征途生態(tài)科技集團(tuán)產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目的推進(jìn)。

“煤炭和煤矸石，本就是由富含有機(jī)質(zhì)的有機(jī)土壤埋藏地下后經(jīng)煤化作用形成的。因此，煤矸石經(jīng)一定的活化處理和復(fù)配加工后，回歸土壤生態(tài)系統(tǒng)是自然而然的。而此時(shí)煤矸石中的炭質(zhì)，就成為土壤中最寶貴的物質(zhì)——‘土壤腐植質(zhì)’。”劉建明說。

基于上述原理，中科征途科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了煤矸石占比80%以上，用固氮菌、磷鉀細(xì)菌、真菌等組合菌為發(fā)酵劑，以采用微爆氧發(fā)酵工藝為主要特征的生物有機(jī)肥料。“目前，煤矸石有機(jī)肥料在國(guó)內(nèi)累計(jì)使用面積已超2000萬畝，近年開始銷往東南亞國(guó)家和地區(qū)。”中科征途生態(tài)科技集團(tuán)董事長(zhǎng)郝金玲介紹，在農(nóng)業(yè)種植中，煤矸石基生物有機(jī)肥可以部分替代化學(xué)肥料氮、磷、鉀的投入，也可以和具有速效性的微生物菌劑配合使用。

煤矸石有機(jī)肥效果如何？郝金玲說，研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)全國(guó)多地煤矸石有機(jī)肥使用情況跟蹤監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，煤矸石有機(jī)肥對(duì)生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)種植成效明顯，特別是在保產(chǎn)、提質(zhì)、抗逆、修復(fù)土壤等多方面效益顯著，不僅其自身通過了南京國(guó)環(huán)有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證中心的有機(jī)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料評(píng)估，使用后的相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品也通過了中國(guó)及歐盟的有機(jī)產(chǎn)品認(rèn)證。

綜合利用要算“三本賬”

據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)煤矸石產(chǎn)量占原煤產(chǎn)量的10%至15%。煤矸石綜合利用技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，不僅能夠有效緩解資源環(huán)境壓力，還能促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益多贏。

中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院教授舒新前認(rèn)為，將煤矸石應(yīng)用于土壤生態(tài)系統(tǒng)改良修復(fù)，不能只算經(jīng)濟(jì)賬，還要算生態(tài)賬、長(zhǎng)遠(yuǎn)賬，“通過優(yōu)化土壤生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)，能夠讓耕地?cái)?shù)量減少和質(zhì)量下降、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降等難題得到協(xié)同緩解，同時(shí)提升耕地土壤的內(nèi)在生產(chǎn)力，還有望打造新的碳匯增長(zhǎng)點(diǎn)，助力‘雙碳’目標(biāo)實(shí)現(xiàn)”。

“黃河烏海段全長(zhǎng)105公里。在烏海實(shí)施以煤矸石為主的工業(yè)固體廢棄物資源化利用以及生態(tài)修復(fù)，對(duì)于黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展具有十分重要的意義。”中國(guó)國(guó)土經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)研究院二級(jí)研究員肖金成說。

烏海以及內(nèi)蒙古自治區(qū)的其他一些地區(qū)，不僅有大量煤矸石，還有沙地、鹽堿地、荒草地等眾多未利用土地。內(nèi)蒙古自治區(qū)發(fā)展改革委二級(jí)巡視員焦秉智認(rèn)為，通過煤矸石綜合利用技術(shù)的創(chuàng)新與應(yīng)用，有助于改造未利用地的土壤生態(tài)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約集約利用、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。

今年年初，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于加快構(gòu)建廢棄物循環(huán)利用體系的意見》，強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)化大宗固體廢棄物綜合利用”，進(jìn)一步拓寬大宗固體廢棄物綜合利用渠道。“讓煤矸石進(jìn)入土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，并提升土壤生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和生態(tài)健康，就是廢棄物循環(huán)利用的最好體現(xiàn)。”科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心原副主任卞曙光說。

精準(zhǔn)施策形成合力

煤矸石綜合利用是煤炭能源產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步延伸。目前，國(guó)內(nèi)積存煤矸石達(dá)幾十億噸，每年新增煤矸石億噸級(jí)以上。與此同時(shí)，我國(guó)對(duì)煤矸石多組分梯級(jí)利用模式尚未建立，現(xiàn)有煤矸石無害化處置與綜合利用的規(guī)模能力，明顯已不能滿足煤炭能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的要求。

“任何單一的解決方案，都很難從根本上解決如此量大和復(fù)雜交互的固廢問題。”舒新前建議，選擇像烏海這樣的重點(diǎn)地區(qū)，開展煤矸石固廢資源化利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)園和大宗固廢安全處置與生態(tài)修復(fù)基地建設(shè)典型示范，構(gòu)建煤矸石大宗固廢全組分利用上下游產(chǎn)業(yè)鏈，形成固廢循環(huán)利用新興產(chǎn)業(yè)集群，實(shí)現(xiàn)煤矸石大宗固廢的有效資源化利用和規(guī)模化減量。

劉建明表示，用固廢改良土壤并優(yōu)化土壤生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，需要產(chǎn)業(yè)政策和規(guī)劃、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)等形成合力，特別是在政策層面能夠有新突破，在政策鼓勵(lì)、資金支持、稅收減免以及原材料供應(yīng)和產(chǎn)品購(gòu)銷配額等方面，對(duì)相關(guān)地區(qū)和企業(yè)給予政策扶持。

“具體來看，在優(yōu)化煤矸石綜合利用相關(guān)政策時(shí)，應(yīng)充分考慮政策的激勵(lì)性，這樣才能充分調(diào)動(dòng)社會(huì)資本的投入熱情；同時(shí)還要考慮系統(tǒng)性和可操作性，使其在實(shí)施過程中能夠?qū)訉觽鲗?dǎo)、環(huán)環(huán)相扣，充分體現(xiàn)產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)性和針對(duì)性。”宏觀經(jīng)濟(jì)研究院產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所研究員李金峰說。

中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)徐善長(zhǎng)表示，隨著煤矸石利用技術(shù)不斷創(chuàng)新，煤矸石堆場(chǎng)生態(tài)修復(fù)取得了積極成效，但也要看到，煤矸石綜合利用與生態(tài)修復(fù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，比如技術(shù)水平參差不齊，部分先進(jìn)技術(shù)推廣應(yīng)用不夠；政策支持和資金投入仍需加大力度，多方形成合力仍有較大空間等，“一方面，要完善政策措施，吸引更多資本投向煤矸石綜合利用領(lǐng)域；另一方面，須深化政學(xué)產(chǎn)研用協(xié)作，形成推動(dòng)煤矸石綜合利用和生態(tài)修復(fù)合力。”