摘要:根據(jù)中央和自治區(qū)部署,煤電、煤化工成為新疆煤炭資源轉(zhuǎn)化的重要方向,但煤制油項目耗資巨大,成本很高,尤其很耗水的行業(yè)特點,逐漸使得業(yè)內(nèi)人士及政府的態(tài)度發(fā)生轉(zhuǎn)變,新疆作為一個生態(tài)環(huán)境脆弱水資源貧乏的地區(qū)在大力發(fā)展煤制油產(chǎn)業(yè)時面臨的水資源問題值得思考。
關(guān)鍵詞:煤制油;水資源;新疆
一、 新疆煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
新疆是中國礦產(chǎn)資源最為豐富的省區(qū)之一,礦產(chǎn)數(shù)量多,儲量大,有著廣闊的開發(fā)前景。其中,煤炭是新疆的優(yōu)勢資源,也是重要的支柱產(chǎn)業(yè)。經(jīng)預(yù)測新疆煤炭的儲量占全國資源總預(yù)測量的40%以上?!笆濉眹野研陆_定為第十四大煤炭基地,煤炭產(chǎn)量將由目前的1億t增加到4億t以上。新疆煤炭預(yù)測資源量2.19萬億t,占全國預(yù)測資源總量40%以上,居全國第一位。其中千億噸儲量煤田5處,大于3000億t的煤田3個,準(zhǔn)東煤田、吐哈煤田屬世界級大煤田。新疆煤炭種類齊全,煤質(zhì)好,是優(yōu)良的工業(yè)動力用煤和煤化工、煤制油用煤。煤層氣預(yù)測資源量9萬億m3以上,約占全國預(yù)測資源總量的24.5%,居全國前列。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,煤炭工業(yè)成為新疆能源產(chǎn)業(yè)的重要支柱。近年來,國內(nèi)大企業(yè)大集團(tuán)齊聚新疆參與煤炭勘探開發(fā),在開發(fā)模式、裝備水平、技術(shù)應(yīng)用等方面帶來全新的理念。自治區(qū)提出的基地化、一體化、大型化和集約化的產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,為 “十二五”新疆煤炭大規(guī)模開發(fā)提供了基礎(chǔ)條件。根據(jù)規(guī)劃和部署,到2015年新疆煤炭產(chǎn)量將達(dá)到4.2億t,到2020年建成準(zhǔn)東、吐哈、伊犁、庫拜及和豐—克拉瑪依五大煤炭開發(fā)和加工基地。自治區(qū)投資60億建設(shè)的準(zhǔn)東煤電煤化工產(chǎn)業(yè)帶鐵路、供水、公路、輸電等基礎(chǔ)設(shè)施已基本建成,神華、中電投、魯能、國電、華能、兗礦、新汶、潞安、宜化等一大批有實力的大企業(yè)大集團(tuán)相繼進(jìn)入新疆發(fā)展煤電煤化工產(chǎn)業(yè),神華五彩灣2000萬噸露天礦及12萬噸活性炭、廣匯120萬噸甲醇80萬噸二甲醚、新汶100億立方煤制氣、慶華55億立方煤制氣、中電投煤制氣、兗礦60萬噸醇氨聯(lián)產(chǎn)等一批重點煤炭煤化工項目陸續(xù)開工,西煤東運吐哈煤炭基地建設(shè)開始起步,新疆煤炭煤電煤化工產(chǎn)業(yè)顯現(xiàn)出良好的發(fā)展前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
二、 新疆主要煤制油產(chǎn)業(yè)地區(qū)的水資源狀況
新疆準(zhǔn)東、吐哈、伊犁、庫拜及和豐—克拉瑪依五大煤炭基地是煤制油產(chǎn)業(yè)的聚集地。準(zhǔn)東地區(qū)河流皆發(fā)源于天山北坡,大多數(shù)河流源高流短,出山口后匯入準(zhǔn)噶爾盆地。境內(nèi)31條河流多為相互獨立的短小河流。地表水資源量為12.65億m3,地下水資源量為3.93億m3。目前,準(zhǔn)東地區(qū)地表水利用率已超過開發(fā)利用率警戒線,而地下水由于嚴(yán)重超采,已形成全區(qū)最大的地下水漏斗區(qū),水位年均降幅1m左右,現(xiàn)有水資源已不能支撐經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展,需要通過內(nèi)部節(jié)水挖潛、提高地表水資源有效利用率,以及通過利用 “引額濟(jì)烏”及 “500”水庫東延供水工程解決用水需求。
吐哈地區(qū)水資源開發(fā)利用程度已超過其承載能力,地下水嚴(yán)重超采。其中哈密全地區(qū)年徑流量超過2000萬m3的河流僅9條,地表水資源量為4.559億m3,地下水資源量為3.99億m3,地下水開采率高達(dá)223%,區(qū)域內(nèi)人均水資源量僅為全疆人均水資源量的二分之一。吐魯番地區(qū)水資源總量約16億m3,但僅有2條河流上修有攔河控制性水庫,地表水沒有得到有效控制和合理利用??矁壕?dāng)?shù)從20世紀(jì)50年代1237條、出水量5.6億m3,下降到目前的331條、出水量僅2.0億m3。
伊犁地區(qū)不僅是我區(qū)四大煤田之一,是新疆及我國重要的生態(tài)屏障。伊犁煤田位于伊犁河流域伊,犁河年均地表水徑流量167億m3,占全疆水資源的19%。煤炭工業(yè)用水主要通過伊犁河南岸干渠及北岸調(diào)水工程解決。伊犁煤田以井工開采為主。主要環(huán)境問題是礦井排水對地表水環(huán)境影響,地表沉陷及礦井排水對地下水徑流的破壞,使地表及地下水水量減少。
庫拜礦區(qū)大多在山區(qū),區(qū)域內(nèi)分布有山地草原生態(tài)功能區(qū) (水源涵養(yǎng))。所處的天山南坡產(chǎn)業(yè)帶環(huán)塔里木盆地有大小河流144條,其中阿克蘇河流域水能理論蘊藏量2419.1 MW,占全疆水能理論蘊藏量的6.4%。該基地以耗水較少的煤焦化產(chǎn)品為主,用水量相對不大,主要通過調(diào)整用水結(jié)構(gòu)、合理調(diào)整水利工程布局等手段滿足用水需求。庫拜煤田以井工開采為主。主要環(huán)境問題為沉陷、裂縫、滑坡和崩塌等地表形態(tài)變化及地質(zhì)環(huán)境災(zāi)害,誘發(fā)水土流失,改變景觀格局。
和豐—克拉瑪依煤化工基地目前看,和豐白楊河礦區(qū)區(qū)域內(nèi)水資源不能支撐未來煤炭開發(fā)利用。白楊河勘查區(qū)內(nèi)水資源比較缺乏,和什托洛蓋煤田區(qū)域的5條小河中僅有白楊河1條流經(jīng)白楊河勘查區(qū),平均年徑流量2.45億m3,由和布克賽爾縣、克拉瑪依市及兵團(tuán)團(tuán)場按比例使用。根據(jù)地區(qū)煤電、煤化工以及其他工業(yè)項目規(guī)劃初步估算,和布克賽爾縣工業(yè)需水量2.315億m3。但是全縣可利用總水量為9730萬m3,缺水1.342億m3,新增水量需通過“引額濟(jì)烏”和白楊河飲水工程予以保障。
三、 對新疆煤制油發(fā)展的思考
煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)充分考慮水資源條件。煤制油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為一種戰(zhàn)略能源技術(shù)對于新疆來說具有光明的發(fā)展前景,煤制油技術(shù)的發(fā)展水平也日趨成熟,但高耗水仍是影響行業(yè)發(fā)展最大制約因素?!稉?jù)經(jīng)濟(jì)參考報》報道,以目前的技術(shù)水平來看,1噸煤化工產(chǎn)品所需的水耗基本不可能低于5噸,目前生產(chǎn)一噸煤制油的耗水量約為9噸。新疆自然條件的突出特點概括起來是地大土薄、無霜期短、風(fēng)沙大、水資源短缺,“木桶”效應(yīng)明顯。以煤-電、煤焦化、煤氣化、煤液化以及其它煤基化工為例,需要具備充足煤炭資源、充足水資源、便利的交通和較強的環(huán)境承載力等發(fā)展條件。新疆煤炭礦藏資源充足且價格低,而運距長是瓶頸,新疆更是中國水資源最短缺的地區(qū)之一,水一定是新疆經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的“短板”。從經(jīng)濟(jì)上看,水資源費各地有異,地表水0.1—0. 5元/噸、地下水0.2—2.0元/噸,新疆分別是0.2元/噸和0.5元/噸,低于產(chǎn)業(yè)同構(gòu)?。ㄗ灾螀^(qū))。工業(yè)用水價格西北及新疆1.0元—5.0元/噸,新疆工業(yè)企業(yè)取水均價1元/噸,不高于東部和西南部。從資源上看,新疆水資源短缺、多數(shù)煤化工產(chǎn)品水消耗量大。尤其是深加工產(chǎn)品技術(shù)尚不成熟,發(fā)展煤化工應(yīng)慎重。發(fā)展煤化工的四個基本條件只有一個與產(chǎn)業(yè)同構(gòu)地區(qū)比較具有一定優(yōu)勢,環(huán)境差強人意,運輸無優(yōu)勢,水絕對是劣勢。新疆水資源分布不均衡,局部地區(qū)缺水嚴(yán)重。全疆水資源總量832億m3,呈現(xiàn)北多南少、西多東少的分布格局。根據(jù)《全國水資源綜合規(guī)劃》最新成果,全疆年缺水26億m3,缺水率5.4%。煤電、煤焦化、煤氣化、煤液化及其它煤基化工等高載能、高耗能和高耗水的工業(yè)結(jié)構(gòu)強化或會加速這種不可逆過程。煤制油對水資源的消耗情況為,采用煤直接液化技術(shù),每噸油產(chǎn)品的新鮮用水量為5—6噸,采用煤間接液化技術(shù),每噸油產(chǎn)品的新鮮用水量為9—12噸,由此可知,煤制油對水的消耗量是非常大的。油氣和煤炭資源富集的東疆地區(qū)水資源較為匱乏,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的天山北坡一帶和吐哈盆地現(xiàn)狀缺水率超過10%,南疆水資源開發(fā)利用程度已達(dá)到可承載能力。而從用水結(jié)構(gòu)看,工業(yè)用水量僅占總用水量的2%左右。煤炭資源開發(fā)及轉(zhuǎn)化、礦區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,將加劇水資源短缺的矛盾,煤炭下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展也需要水資源的支撐。
四、新疆煤制油產(chǎn)業(yè)對水資源高效利用的建議
對環(huán)境而言,污染物的處理并非最終目的,資源充分利用才能從根本上解決環(huán)境與發(fā)展問題。以水資源為例,不管是目前還是將來,水資源匱乏對我國及新疆來說都是發(fā)展中的重要瓶頸,因此大力提倡水資源高效利用是煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。
1、提倡中水回用
對于污水的排放,措施是將所有污水不往自然環(huán)境中排放,最終的污水全部集中到一個蒸發(fā)塘中進(jìn)行蒸發(fā)。工廠所有污水進(jìn)入水處理設(shè)備后,其中的60%—70%可以回收利用。對于一些用水量大,廢水性質(zhì)近似或單一的工廠密集區(qū)域,可以設(shè)置專門的污水處理廠,采取針對性的方法進(jìn)行特殊處理,并返回給工廠重復(fù)使用,從而節(jié)省運輸、處理成本。
2、加強水循環(huán)利用效率
首先,實施減量化。通過實施“節(jié)流減污”措施,提高水的過程效率,減少水的使用量,減少廢水排放。
其次,促進(jìn)水的循環(huán)利用。大幅度提高工業(yè)用水的循環(huán)利用率,加強原位回用、分質(zhì)利用和廠域梯級利用。
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注:本文是新疆維吾爾自治區(qū)研究生科研創(chuàng)新項目《新疆煤制油產(chǎn)業(yè)發(fā)展對水資源損耗影響的研究》(XJGRI2013143)的階段性陳果。