煤矿固废资源化利用的生态效率与碳减排——以淮北市为例

摘要

工业固废的大量堆积产生多种环境危害，工业固废的资源化利用能够节约资源和缓解环境压力。建筑行业是能源消耗和碳排放的主要部门之一，其中建筑材料生产阶段的能耗和碳排放占有重要的地位。粉煤灰、煤矸石是常见的工业固体废物，尤其是在以煤炭为主要能源的地区。粉煤灰、煤矸石资源化利用的途径之一是用于制造新型墙体砖。本文以煤炭资源型城市淮北市的新型墙体砖(粉煤灰砌块、煤矸石砖)和传统墙体砖(粘土砖、粘土多孔砖)为案例，对墙体砖生产过程的生态效率和碳排放进行分析和比较。在淮北市墙体材料行业碳排放不增加的前提下，以最优生态效率为目标，建立线性规划模型，对淮北市4种主要墙体材料的产量进行规划。分析结果表明：新型墙体材料的生态效率高于传统墙体材料；煤矸石砖生产过程的碳排放系数高于传统墙体砖；粉煤灰砌块生产过程的碳排放系数介于粘土砖和粘土多孔砖之间。在淮北市墙体材料行业碳排放不增加的前提下，与现有的产量相比，淮北市应禁止粘土砖的生产，适当减少粘土多孔砖的产量，适当增加粉煤灰砌块和煤矸石砖的产量，以达到最优生态效率。在最优生态效率的情况下，淮北市新型墙体材料煤矸石砖对煤矸石工业固废的利用率将由目前的15．8％增加到25．2％。