宁东能源化工基地土地承载与工业固废利用关联评价

解佳伟 刘荣安 王翠萍

[内容摘要]宁东能源化工基地作为国家重点开发区，随着工业固废贮存量逐年增加，导致土地承载压力日趋显现，对集约化、绿色化、可持续发展必將带来影响。本文以宁东基地土地承载力与工业固废利用关联评价为主要研究内容，借助目前比较科学的理论方法，初步提出了宁东基地土地承载力指标体系，也对“十三五”期间土地承载率进行动态模拟预测;同时，结合全面调研，对宁东基地工业固废资源化利用、贮存处置进行了关联分析。

[关键词]生态环境;土地承载;工业固废;资源利用

1引言

新时代，中国正处在一个发展的重要机遇期，又处在一个发展的矛盾凸显期，在未来的可持续发展道路上，土地承载力问题将显得尤为突出。宁东能源化工基地（以下简称宁东基地）作为国家重点开发区，随着煤炭、电力、能源化工等重点项目加快推进，宁东基地粉煤灰、煤矸石、脱硫石膏、气化炉渣、锅炉灰渣、电石渣等工业废渣的产生量迅速增大，综合利用率呈下降趋势，其土地承载力问题也应当引起高度关注。

本文开展对宁东基地土地承载与工业固废利用关联评价，将使宁东基地的建设发展更加契合宁东的自然环境优势及土地承载能力，使其在进一步发展中可能产生的生态、环境影响提前预见，提出预防或减轻生态、环境影响的对策与措施，为合理开发与科学发展提供重要的理论与技术支撑。

2宁东能源化工基地土地承载力评价

2.1 土地承载力

各指标承载量的理想值（ECQ）/承载力指标体系中各项指标的实际值（ECC）=承载率（ECR）。承载率<1表明土地承载力处于不饱和状态;承载率=1，表明土地承载力处于饱和状态;承载率>1，表明土地承载力处于超载状态。

2.2土地承载力评价指标体系构建

从宁东基地的实际出发，指标体系由自然资源、生产环境、社会条件三个系统层共15个评价指标构成。由此得到表2-1所示的宁东基地土地承载力评价指标体系。

其中，C1土地面积：指宁东基地核心区实际面积;C2工业用地面积比例：指工业用地面积与建设用地面积之比值;C3土地产出率：指归一化处理之后的单位土地上的平均年产值;C4工业固废产生量：指宁东基地每年工业固废产生量;C5工业固废贮存量;指宁东能源化工基地每年工业固废贮存量;C6工业固废综合利用量：指宁东能源化工基地每年工业固体废物综合利用量;C7工业固废综合利用率：指工业固体废物综合利用量与工业固体废物产生量（含往年贮存量）之比;C8非煤产业增加值占工业增加值比例：指非煤产业增加值与园区工业增加值之比;C9工业固废利用企业产值占园区总产值比例：指宁东基地工业固废利用企业产值与园区总产值之比;C10单位工业用地面积工业增加值：指园区内工业企业的单位工业用地面积产生的工业增加值;C11单位工业产值固废产生量：指园区内工业企业的单位工业产值的固废产生量;C12新增工业固废利用项目数量：指宁东基地每年新增工业固废利用项目数量;C13新增工业固废利用能力：指宁东基地每年新增工业固废利用能力;C14设立专管机构和环境管理制度：包括机构、职责、考核、监测;C15综合渣场剩余库容：指宁东基地规划的综合渣场剩余库容。

2.3权重确定

通过咨询环保、规划、经济方面相关的专家，对各指标的重要性进行划分，并计算各指标的权重。经过判断矩阵，并矩阵一致性检验形成指标权重。如下表2-2：

2.4土地承载力计算

2.4.1数据整理

通过搜集查阅相关统计数据资料，对2015-2017年宁东能源化工基地土地承载力指标体系指标层中的15项指标的统计数据进行整理。如下表2-3：

2.4.2统一量纲

按照平均化处理方法去除量纲，得出各指标无量纲化数据。如下表2-4：

2.4.3土地承载量、承载力计算

1、按照状态空间法计算土地承载量和土地承载力，得到新的指标层数据值。如下表2-5所示：

2、按照状态空间法计算得到领域层土地承载量和土地承载力数据。如下表2-6。

2.4.4土地承载率计算

用土地承载率来表示土地系统实际承载的压力相对于其潜在承载能力的大小。根据表2-6的数据，计算结果如下表2-7：

2.5土地承载状态评价

2.5.1土地承载状态分类标准

根据土地承载率与承载状态的对应关系划分土地承载状态分类标准。如下表2-8：

2.5.2土地承载状态评价结果

宁东基地2015-2017年土地承载率经过计算分别为0.8784、0.91224、0.88845;经过对标承载力分别处于高载状态、强载状态、高载状态。结果表明，虽然2017年土地承载率略有下降，但进一步提升土地承载力问题不容忽视。

2.6宁东能源化工基地土地承载力的预测

2.6.1预测模型公式

在研究系统发展态势时，大多采用灰色预测模型 GM（1，1）。在不考虑经济发展政策和环境保护政策变化的情况下，利用上文计算得到的2015-2017年宁东基地土地承载率的数值计算得到预测模型公式：

2.6.2预测结果分析

通过上述预测模型公式预测 2015-2017年环境承载率，结果见表2-9所示。结果表明，检验指标C<0.5，模型精度合格，模型具有可行性。同时，通过上述预测模型公式预测宁东基地2018-2020年土地承载率的动态变化结果如表2-10所示。

预测结果表明，在现阶段土地承载力水平保持不变的前提下，宁东基地土地承载率持续下降，土地承载状况日趋向好，与宁东基地“十三五”规划的目标一致，宁东基地在“十三五”期间继续实施可持续发展，加大宁东基地土地承载力评价指标体系中的正向指标，减小逆向指标，加强环境保护和工业固废治理，实现上述结果是完全可能的。

3宁东能源化工基地工业固废关联分析

3.1 工业固废产生情况

宁东基地的主要工业固废为电厂锅炉产生的粉煤灰、炉渣、脱硫石膏，化工企业产生的气化渣、污水处理产生的污泥以及煤矿产生的煤矸石、煤泥等，工业固废的产生量逐年增加，并且增长率不断提高。宁东基地2010-2017年工业固体废物产生量趋势见图3-1。

3.2工业固废综合利用情况

宁东基地产生的工业固废主要用于水泥、混凝土、墙体材料等建材行业以及铺路、电力、热力的生产和供应业等。工业固废产生量急剧增加的同时，综合利用率却不高，2010-2014年工业固废综合利用率逐渐升高，2015年以后工业固废综合利用率逐渐降低，这已成为宁东基地的主要环境问题。宁东基地2010-2017年固体废物综合利用率趋势见图3-2。

3.3 工业固废贮存处置情况

宁东基地规划建设综合渣场4个，建成总库容3633.64万立方米，现已贮存库容2130.57万立方米，剩余库容是422.29万立方米。近年来每年的工业固废贮存量迅速增加，加上现有堆存，工业固体废物将给宁东地区带来巨大的土地承载压力。宁东基地工业固废2010-2017年贮存处置量趋势见图3-3。

宁东基地现有煤矸石堆场9个，分别属于国能宁煤、宁夏宝丰能源集团等6家煤炭企业。截至2017年底，煤矸石堆设计总库容1137.47万立方米，累计贮存1418.947万立方米，现已贮存库容851.77万立方米，利用减量567.177万立方米，剩余库容285.70万立方米。

3.4工业固废产生量预测

根据《宁东能源化工基地“十三五”开发总体规划》，到2020年宁东基地煤炭生产能力将达到10000万吨/年、火电装机容量达到2200万kW、发电量达到1100亿kW·h、煤化工产成品生产能力将达到3000万吨。按照关联系数测算，预计到 2020年煤矸石产生量700万吨、年粉煤灰产生量1100万吨、脱硫石膏产生量170万吨、锅炉炉渣264万吨、气化炉渣332万吨，工业固废总量2566万吨。

3.5工业固废贮存总量预测

根据宁东基地2010-2017年每年的工业固废贮存量，得到每年的工业固废贮存总量，以2010年为基准年，x=1，对其进行数据分析，得到工业固废总量预测方程，y=40.633x2+93.988x+338.24，R2=0.9855，预测出2020年工业固废贮存总量为6288.70万吨。宁东基地2010-2017年工业固废贮存总量趋势见图3-4。

3.6工业固废贮存年限预测

以宁东基地工业固废总量预测方程y=40.633x2+93.988x+338.24，R2=0.9855，进行计算，预测出宁东基地工业固废贮存年限为25.6年，以剩余总库容量进行计算，则宁东基地工业固废剩余贮存年限为17.6年。

4宁东基地土地承载力与工业固废利用的预见性研判和政策性建议

宁东基地的长远发展，不仅具有资源优势、区位优势、物流优势、产业优势、政策优势，而且与之而来的后发优势更加明显。同时，也应当充分认识到实践中面临的不利因素，现有渣场的处置能力与日益增长的废渣产生量与利用率矛盾愈来愈大，土地承载力日趋增大;受固体废弃物属性、运输半径、预处理成本等影响，固废综合利用市场活跃度较低，产业仍然较为初级;固废成分复杂、波动大，高端产品研发成本和预处理成本高，低端产品附加值低，盈利水平低，技术创新动力不足，拓展空间不够。为此，提出以下建议：

1、开展决策咨询，强化技术支撑。完善工业固废土地承载力评价指标体系，定期对主要产业产出效益、工业固废排放、资源综合利用等方面的指标执行情况进行评价;按照“控制增量、监管存量”原则，开展一般工业固废底数核查工作，完善相关数据库。同时，建立完善人才培养和引进机制，鼓励企业和科研中心重视培养资源综合利用人才。

2、加大处置力度，拓宽利用途径。建立符合园区内产业特点的工业固体废弃物分类处置及综合利用机制，使企业间形成共享资源和互换副产品的产业共生组合，达到相互间资源的最优化配置。依靠先进科学技术，进一步促进粉煤灰、脱硫石膏、锅炉灰渣、汽化炉渣、煤矸石、电石渣等固废应用于水泥、建材等行业，消化减少宁东基地工业固废总量。

3、注重源头控制，控制排放水平。严格核定现有企业工业固体废物综合利用率，针对不达标企业，新上项目应当限批;新上煤炭洗选、火电、煤化工等项目，应当编制工业固废综合利用治理方案;创建“循环经济（或固体废物交易）公共信息服务平台”，以“互联网+”循环经济模式，搭建园区之间、企业之间的物质流、信息流交互服务平台。

4、开发深度利用技术，鼓励技术创新应用。加快建立以企业为主体的技术创新体系，积极实施技术创新工程，大力推动科技成果转化，鼓励发展具有自主知识产权的工业固废综合利用技术与产品，促进工业固废综合利用技术产业化发展;加快清洁生产指标体系和技术规范重点企业的试点示范，以政策激励与强化環境监管双向推动企业改进生产工艺流程、提高先进生产技术设备应用水平，科学合理高效利用资源，形成节能、增效、减排的清洁生产产业发展模式。

5、抓好典型示范项目，推进绿色发展融合。大力发展工业绿色制造技术，支持企业和园区开展循环化改造、产业链延伸，编制和完善工业固废综合利用方案，以工业固废综合利用示范企业、工业固废综合利用重点项目，发挥示范引领作用，鼓励引领园区和企业提高固废综合利用水平，实现环境和企业效益同步提升。推动组建跨区域全产业链的工业固废产业联盟，助推企业间在技术、资金、资源等方面形成协同效应。

5结论

本文以宁东基地土地承载力与工业固废利用关联评价为主要研究内容，借助目前比较科学的理论方法，初步提出宁东基地土地承载力指标体系，对土地承载量、土地承载力、土地承载率进行了计算，也对“十三五”期间土地承载率进行动态模拟预测;同时结合全面调研，对宁东基地工业固废资源化利用、贮存处置进行了关联分析。得到以下结论：

（1）宁东基地在2015-2017年期间土地承载力的总体状况并不理想，2015年处于高载状态，2016年处于强载状态，2017年处于高载状态。

（2）由于宁东能源化工基地的快速发展，一方面导致粉煤灰、脱硫石膏、气化炉渣等工业废渣的产生量迅速增大，综合利用率呈下降趋势;另一方面工业固废贮存量逐年增加，加上已有库存，必将给宁东地区土地承载带来一定压力，对宁东基地的可持续发展具有潜在影响。

（3）宁东基地“十三五”期间的土地承载率数据预测表明，虽然2017年情况有所好转，但从长远发展来看，情况不容乐观，需要持续高度关注。在生态环保的强力约束条件下，以创新驱动为手段，以引导和激励为措施，以固废治理为重点，在巩固发展优势产业的同时，着力发展绿色环保配套产业，以利于增大土地承载力评价指标体系中的正向指标，减小逆向指标，从而促进宁东基地可持续发展良性的循环。

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作者简介 解佳伟，（1989.11—），男，宁夏银川人，甘肃省建材科研设计院有限责任公司宁夏分公司，通讯地址：宁夏银川市北京东路219号，邮编：750001，邮箱：545672961@qq.com，电话：15202601190，研究方向：循环经济及工业固废综合利用研究。

刘荣安（1973—）男，宁夏灵武市人，宁东基地环境监测站副站长 ;通讯地址：宁东镇长城路7号，邮编：751411 电子邮箱：zhslra@126.com，电话：13995488380，研究方向：宁东基地工业固废综合利用研究。

王翠萍（1963—），女，宁夏银川市人，甘肃省建材科研设计院有限责任公司宁夏分公司院长，教授级高级工程师，通讯地址：宁夏银川市北京东路219号，邮编：750001，电话：13895374358，研究方向：循环经济及工业固废综合利用研究。