经煤矸石有机肥料改良土壤后的有机土豆种植示范园。经济日报记者 顾 阳摄
煤矸石是采煤和洗煤过程中排出的含碳岩石，是煤矿行业的工业固废。如何消纳处置煤矸石，一直是我国煤矿行业高质量发展绕不过去的课题。在多方努力下，近年来煤矸石综合利用率虽有所提高，但大多数煤矸石仍是依沟而填、依山而堆，在与空气接触或自然淋溶的情况下，会产生自燃或大量渗出酸性矿山废水，对生态环境造成严重污染。
有没有新的更加高效的途径，让煤矸石“变废为宝”？记者从“煤矸石综合利用与生态修复高层研讨会”上获悉，在“绿水青山就是金山银山”理念指引下，煤矸石综合利用正从传统的建筑材料、电厂燃料、化工利用，转向新兴的肥料化、土壤化生态利用，成为生态修复领域的好帮手。
“煤矸石等工业固废通过综合开发利用，正在生态修复领域发挥着重大作用。”中国科学院地质与地球物理研究所研究员、中国科学院大学教授刘建明说，利用煤矸石有机肥提升土壤生态系统的生产力已成为现实，这也为煤矸石高净值化利用、产业化发展提供了一条新路径。
煤矸石“活化”成有机肥
乌海，黄河进入内蒙古第一站，库布齐沙漠、乌兰布和沙漠与毛乌素沙地在此交汇。这里是历史上重要的南北通道，也是一座拥有“乌金之海”的煤都。据统计，乌海的含煤面积约占城市总面积的四分之一，煤炭地质总储量达44亿吨。
从上个世纪50年代开始，优质的焦煤源源不断地从乌海运往全国各地。然而，持续数十年的开采也带来了大量煤矸石。“露天堆放的煤矸石山很容易自燃，不仅造成空气和水污染，也存在较大的安全隐患。”曾多次到乌海调研的刘建明真切地感受到，煤矸石带来的生态问题让当地“压力倍增”，煤矸石综合利用与生态修复已迫在眉睫。
经过多年持续努力，如今的乌海煤矸石上已长出了绿草，以往的石头山变成了绿满山，矿山正披绿重生，甚至种出了玉米、马铃薯、粟米等农作物。出现这些变化，正是源于中科征途生态科技集团产学研合作项目的推进。
“煤炭和煤矸石，本就是由富含有机质的有机土壤埋藏地下后经煤化作用形成的。因此，煤矸石经一定的活化处理和复配加工后，回归土壤生态系统是自然而然的。而此时煤矸石中的炭质，就成为土壤中最宝贵的物质——‘土壤腐植质’。”刘建明说。
基于上述原理，中科征途科研团队研发出了煤矸石占比80%以上，用固氮菌、磷钾细菌、真菌等组合菌为发酵剂，以采用微爆氧发酵工艺为主要特征的生物有机肥料。“目前，煤矸石有机肥料在国内累计使用面积已超2000万亩，近年开始销往东南亚国家和地区。”中科征途生态科技集团董事长郝金玲介绍，在农业种植中，煤矸石基生物有机肥可以部分替代化学肥料氮、磷、钾的投入，也可以和具有速效性的微生物菌剂配合使用。
煤矸石有机肥效果如何？郝金玲说，研发团队对全国多地煤矸石有机肥使用情况跟踪监测发现，煤矸石有机肥对生态有机农业种植成效明显，特别是在保产、提质、抗逆、修复土壤等多方面效益显著，不仅其自身通过了南京国环有机产品认证中心的有机农业生产资料评估，使用后的相关农产品也通过了中国及欧盟的有机产品认证。
综合利用要算“三本账”
据预测，我国煤矸石产量占原煤产量的10%至15%。煤矸石综合利用技术的创新与应用，不仅能够有效缓解资源环境压力，还能促进生态文明建设，实现经济效益、社会效益和环境效益多赢。
中国矿业大学（北京）化学与环境工程学院教授舒新前认为，将煤矸石应用于土壤生态系统改良修复，不能只算经济账，还要算生态账、长远账，“通过优化土壤生态系统的循环，能够让耕地数量减少和质量下降、生态环境质量下降等难题得到协同缓解，同时提升耕地土壤的内在生产力，还有望打造新的碳汇增长点，助力‘双碳’目标实现”。
“黄河乌海段全长105公里。在乌海实施以煤矸石为主的工业固体废弃物资源化利用以及生态修复，对于黄河流域生态保护和高质量发展具有十分重要的意义。”中国国土经济学会理事长、中国宏观经济研究院二级研究员肖金成说。
乌海以及内蒙古自治区的其他一些地区，不仅有大量煤矸石，还有沙地、盐碱地、荒草地等众多未利用土地。内蒙古自治区发展改革委二级巡视员焦秉智认为，通过煤矸石综合利用技术的创新与应用，有助于改造未利用地的土壤生态，对于实现资源节约集约利用、促进循环经济高质量发展产生了重要影响。
今年年初，国务院办公厅印发了《关于加快构建废弃物循环利用体系的意见》，强调“强化大宗固体废弃物综合利用”，进一步拓宽大宗固体废弃物综合利用渠道。“让煤矸石进入土壤生态系统的物质循环，并提升土壤生态系统的生产力和生态健康，就是废弃物循环利用的最好体现。”科技部高技术研究发展中心原副主任卞曙光说。
精准施策形成合力
煤矸石综合利用是煤炭能源产业链的进一步延伸。目前，国内积存煤矸石达几十亿吨，每年新增煤矸石亿吨级以上。与此同时，我国对煤矸石多组分梯级利用模式尚未建立，现有煤矸石无害化处置与综合利用的规模能力，明显已不能满足煤炭能源产业高质量发展的要求。
“任何单一的解决方案，都很难从根本上解决如此量大和复杂交互的固废问题。”舒新前建议，选择像乌海这样的重点地区，开展煤矸石固废资源化利用循环经济园和大宗固废安全处置与生态修复基地建设典型示范，构建煤矸石大宗固废全组分利用上下游产业链，形成固废循环利用新兴产业集群，实现煤矸石大宗固废的有效资源化利用和规模化减量。
刘建明表示，用固废改良土壤并优化土壤生态系统的物质循环，需要产业政策和规划、法规、标准规范建设等形成合力，特别是在政策层面能够有新突破，在政策鼓励、资金支持、税收减免以及原材料供应和产品购销配额等方面，对相关地区和企业给予政策扶持。
“具体来看，在优化煤矸石综合利用相关政策时，应充分考虑政策的激励性，这样才能充分调动社会资本的投入热情；同时还要考虑系统性和可操作性，使其在实施过程中能够层层传导、环环相扣，充分体现产业政策的引导性和针对性。”宏观经济研究院产业经济与技术经济研究所研究员李金峰说。
中国宏观经济学会会长徐善长表示，随着煤矸石利用技术不断创新，煤矸石堆场生态修复取得了积极成效，但也要看到，煤矸石综合利用与生态修复仍面临诸多挑战，比如技术水平参差不齐，部分先进技术推广应用不够；政策支持和资金投入仍需加大力度，多方形成合力仍有较大空间等，“一方面，要完善政策措施，吸引更多资本投向煤矸石综合利用领域；另一方面，须深化政学产研用协作，形成推动煤矸石综合利用和生态修复合力。”（经济日报记者 顾 阳）
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