能源煤化工基地產(chǎn)業(yè)鏈評價(jià)與優(yōu)化對策

高寶，傅澤強(qiáng)，沈鵬，鄔娜，謝園園

中國環(huán)境科學(xué)研究院清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心，北京 100012

能源煤化工基地是指特定區(qū)域內(nèi)以煤炭、火電、煤化工和建材(簡稱煤電化)等產(chǎn)業(yè)為主體所形成的產(chǎn)業(yè)集群。具體而言，能源煤化工基地是在煤炭資源相對富集的地區(qū)，以煤炭及其共生或伴生資源的綜合開發(fā)利用為主線，通過與火電、煤化工等下游產(chǎn)業(yè)建立共生關(guān)系，實(shí)現(xiàn)煤炭資源就地轉(zhuǎn)化和價(jià)值增值的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。煤炭、火電、煤化工、建材等均屬于資源高耗型、污染密集型產(chǎn)業(yè)，而煤炭資源多分布在水資源短缺、生態(tài)環(huán)境比較脆弱的地區(qū)，因此，不合理的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)和資源利用方式必將對能源煤化工基地工業(yè)系統(tǒng)帶來嚴(yán)重的負(fù)面影響，甚至可能導(dǎo)致災(zāi)難性的環(huán)境后果。

工業(yè)種群之間的關(guān)聯(lián)度高低是工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)合理與否的重要影響因素，而且副產(chǎn)品、廢棄物的再生循環(huán)利用是加強(qiáng)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換的重要基礎(chǔ)，因此，筆者從關(guān)聯(lián)度和廢棄物資源化率兩方面對能源煤化工基地工業(yè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行分析評價(jià)，并據(jù)此提出產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化對策。

1 能源煤化工基地工業(yè)系統(tǒng)分析

1.1 能源煤化工基地系統(tǒng)分析

工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)之間存在著極大的相似性，工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)完全可以像自然生態(tài)系統(tǒng)那樣循環(huán)運(yùn)行。在生命的開始階段，有機(jī)生物的數(shù)量相當(dāng)少，對可利用資源產(chǎn)生的影響幾乎可以忽略不計(jì)，資源看起來是無限的，因而廢料也可以無限地產(chǎn)生，物質(zhì)流動(dòng)相互獨(dú)立地進(jìn)行，此即一級(jí)生態(tài)系統(tǒng)。在隨后的進(jìn)化過程中，資源變得有限了，有生命的有機(jī)物隨之變得非常地相互依賴并組成了復(fù)雜的相互作用的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也就是說，二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)變得極為重要，資源和廢料的進(jìn)出量受到資源數(shù)量與環(huán)境接受廢料能力的制約。在三級(jí)生態(tài)系統(tǒng)中，只有太陽能是來自外部的支援，生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)化成以完全循環(huán)的方式運(yùn)行，已不可能區(qū)分資源與廢料。理想的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)盡可能接近三級(jí)生態(tài)系統(tǒng)［1］。

自然生態(tài)系統(tǒng)的生物結(jié)構(gòu)可以分為個(gè)體、種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)四個(gè)層次。借鑒生態(tài)學(xué)概念，將工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)劃分為個(gè)體-企業(yè)、種群-工業(yè)種群(即相同類型的企業(yè))、群落-工業(yè)群落(即特定區(qū)域范圍內(nèi)工業(yè)部門的集合)、自然生態(tài)系統(tǒng)-工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)(即工業(yè)群落及其與外部環(huán)境的總和)。

能源煤化工基地是一個(gè)融經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)與環(huán)境為一體的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。該工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模擬自然生態(tài)系統(tǒng)食物鏈網(wǎng)的形式進(jìn)行橫向耦合，形成集生產(chǎn)、流通、消費(fèi)、回收、環(huán)境保護(hù)及能力建設(shè)為一體的產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)，建立物質(zhì)資源的多層分級(jí)利用和物質(zhì)循環(huán)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)信息交流、能量轉(zhuǎn)換、物質(zhì)代謝和價(jià)值增加。依據(jù)系統(tǒng)論，任何一個(gè)系統(tǒng)都是由諸多因素在系統(tǒng)環(huán)境下，通過一定的方式進(jìn)行耦合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是系統(tǒng)功能的內(nèi)在基礎(chǔ)，系統(tǒng)功能是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。針對能源煤化工基地而言，煤基產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)是能源煤化工基地實(shí)現(xiàn)物質(zhì)代謝和能量轉(zhuǎn)換的重要基礎(chǔ);煤炭等資源在能源煤化工基地內(nèi)的物質(zhì)流動(dòng)和能量轉(zhuǎn)換是產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)結(jié)構(gòu)的外在表現(xiàn)。

1.2 產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)分析

在能源煤化工基地內(nèi)部，以煤炭采掘?yàn)樵搭^形成的產(chǎn)業(yè)鏈主要有以下幾條:煤炭采掘—火力發(fā)電—高載能產(chǎn)業(yè)鏈、煤炭采掘—煤化工—建材產(chǎn)業(yè)鏈、煤炭采掘—火力發(fā)電—建材產(chǎn)業(yè)鏈等。

煤炭采掘是能源煤化工基地產(chǎn)業(yè)鏈的起始端。原煤經(jīng)過采掘、洗選后，運(yùn)往坑口電站進(jìn)行火力發(fā)電，并結(jié)合當(dāng)?shù)刭Y源情況生產(chǎn)高能耗產(chǎn)品，如電解鋁、金屬鎂、石墨電極等，形成煤炭采掘—火力發(fā)電—高載能產(chǎn)業(yè)鏈;也可作為煤化工產(chǎn)業(yè)原料，生產(chǎn)甲醇、二甲醚、烯烴等化工產(chǎn)品，而在此過程中產(chǎn)生的氣化渣則可作為建材行業(yè)原料，從而形成煤炭采掘—煤化工—建材產(chǎn)業(yè)鏈。同時(shí)，煤炭采掘、火力發(fā)電廠的煤矸石等廢棄物資源也可作為建材行業(yè)原料，進(jìn)而形成煤炭采掘—火力發(fā)電—建材產(chǎn)業(yè)鏈。

1.3 物質(zhì)代謝分析

物質(zhì)代謝作為生命的基本特征，最初來自于生命科學(xué)。隨著物質(zhì)代謝研究的發(fā)展，Newman等［2-3］相繼提出“城市代謝”和“工業(yè)代謝”的概念，并且研究重心已經(jīng)轉(zhuǎn)向工業(yè)代謝。物質(zhì)代謝的概念可歸納為人類改造自然過程中，社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)消耗及其與外界自然環(huán)境之間的物質(zhì)交換過程的集合。

能源煤化工基地物質(zhì)代謝過程如圖1所示。原煤經(jīng)過洗選產(chǎn)生附加值更高的煤產(chǎn)品，可以直接外銷，也可以提供給基地內(nèi)火力發(fā)電廠作為燃料進(jìn)行發(fā)電，此外，還可以作為煤化工行業(yè)原料生產(chǎn)煤化工產(chǎn)品。因此，從物質(zhì)代謝角度分析［4-5］，原煤開采為熱電廠以及煤化工行業(yè)提供原料，是能源煤化工基地的生產(chǎn)者。電力和煤化工行業(yè)接受煤炭行業(yè)的產(chǎn)品或廢棄物，是初級(jí)消費(fèi)者;新材料等高載能行業(yè)則是次級(jí)消費(fèi)者;建材行業(yè)回收再利用粉煤灰、脫硫石膏、氣化細(xì)渣或粗渣等副產(chǎn)品，因而是分解者。

2 評價(jià)指標(biāo)與方法

圖1 能源煤化工基地物質(zhì)代謝過程Fig.1 Metabolism diagram of energy and coal chemical industry base

企業(yè)間關(guān)聯(lián)度是衡量工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)工業(yè)種群間物質(zhì)和能量鏈接關(guān)系的指標(biāo)，是以對自然生態(tài)系統(tǒng)中各物種之間關(guān)聯(lián)性大小的研究為基礎(chǔ)的［6-8］。關(guān)聯(lián)度越大，表明工業(yè)種群間物質(zhì)和能量的聯(lián)系越緊密。廢棄物資源化率是指工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)廢棄物(包括固體廢物、廢水等)作為原料供給下游企業(yè)使用的比例，是衡量工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)副產(chǎn)品、廢棄物資源化程度的重要指標(biāo)。廢棄物資源化率越高，副產(chǎn)品、廢棄物的資源化再利用程度越高［9］。

2.1 關(guān)聯(lián)度

在工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，上下游企業(yè)的鏈接主要有兩種方式:1)下游企業(yè)利用或者消解上游企業(yè)的副產(chǎn)品、廢棄物以及余能，形成再生鏈;2)上游企業(yè)的主產(chǎn)品作為下游企業(yè)的主要原料，形成產(chǎn)品鏈。

在進(jìn)行企業(yè)間關(guān)聯(lián)度計(jì)算時(shí)，將分成兩種情況:1)單獨(dú)分析系統(tǒng)內(nèi)的再生鏈;2)同時(shí)考慮系統(tǒng)內(nèi)的再生鏈和產(chǎn)品鏈，即總食物鏈=再生鏈+產(chǎn)品鏈。

設(shè)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的再生鏈數(shù)為Le，產(chǎn)品鏈數(shù)為Lp，總食物鏈數(shù)為Lt，工業(yè)種群數(shù)為S，則企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度(Ce)和總關(guān)聯(lián)度(Ct)的計(jì)算公式如下［10-11］:

當(dāng)Ct＜0.3時(shí)，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)工業(yè)種群間聯(lián)系不夠緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)不夠合理;當(dāng)0.3≤Ct≤0.5時(shí)，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各工業(yè)種群間聯(lián)系相對緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)基本合理;當(dāng)Ct＞0.5時(shí)，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各工業(yè)種群間聯(lián)系比較緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)比較合理。

2.2 廢棄物資源化率

設(shè)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各工業(yè)種群的廢棄物資源化率為 ui(0 ＜ ui≤100%，i=1，2，...，Le)，則工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的廢棄物資源化率(CR)按下式計(jì)算［9，12］:

對式(3)進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，可得:

式中，rL為工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各工業(yè)種群廢棄物資源化率的平均值。

CR＜20%，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)廢棄物尚未得到充分利用，物質(zhì)代謝效率較低;20%≤CR≤50%，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)廢棄物基本得到合理利用，物質(zhì)代謝效率尚可;CR＞50%，表示工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)廢棄物得到充分利用，物質(zhì)代謝效率較高。

3 產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化原則和技術(shù)途徑

3.1 優(yōu)化原則

3.1.1 技術(shù)可行原則

高新技術(shù)是提高資源利用效率、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、改變傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長方式的重要推動(dòng)力，也是企業(yè)贏得競爭優(yōu)勢、提升競爭力的重要源泉。因此，應(yīng)結(jié)合工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自然資源條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀等因素進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，選取實(shí)用可行的減量化技術(shù)、再循環(huán)技術(shù)、替代技術(shù)等綠色技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化。

3.1.2 經(jīng)濟(jì)合理原則

根據(jù)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的自然環(huán)境和資源條件，科學(xué)合理地調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局，確保工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈各節(jié)點(diǎn)的價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)，確保整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈網(wǎng)的價(jià)值得到最大限度增值，同時(shí)還要有助于帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的快速增長，實(shí)現(xiàn)地盡其利、物盡其用。

3.1.3 經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益并重原則

遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，加強(qiáng)工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量的循環(huán)利用，盡量減少資源消耗量和污染物產(chǎn)生量。在將工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)優(yōu)勢的同時(shí)，降低對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，以最小的資源環(huán)境代價(jià)取得工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)最大限度的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“高效開發(fā)、清潔生產(chǎn)、綜合利用、持續(xù)發(fā)展”。

3.2 技術(shù)途徑

3.2.1 優(yōu)化關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈

因地制宜，確定能夠發(fā)揮區(qū)域資源優(yōu)勢的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈，并根據(jù)關(guān)鍵種理論，優(yōu)選出關(guān)鍵種工業(yè)種群。關(guān)鍵種工業(yè)種群是指位于產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)ζ渌I(yè)種群及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生不可替代的重要影響的工業(yè)種群。它們是工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的“鏈核”，使用和傳輸?shù)奈镔|(zhì)較多，能量流動(dòng)的規(guī)模較大，廢棄物和副產(chǎn)品的排放量較大，對自然環(huán)境影響較大且能夠帶動(dòng)和牽制其他工業(yè)種群的發(fā)展［13］。

通過全面分析工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)優(yōu)勢資源的利用途徑，考察資源開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境友好性，并在關(guān)鍵種工業(yè)種群引進(jìn)高新技術(shù)、先進(jìn)工藝，拓展產(chǎn)品鏈，增加產(chǎn)業(yè)鏈上游和下游產(chǎn)品生產(chǎn)，向前或向后延伸拓展產(chǎn)業(yè)鏈，提升關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)水平及資源利用效率，從而增加產(chǎn)品附加值，提高產(chǎn)業(yè)鏈所創(chuàng)造的價(jià)值。

3.2.2 引入補(bǔ)鏈企業(yè)，拓寬生態(tài)位

生態(tài)位理論是生態(tài)學(xué)的重要理論之一。生態(tài)位是指群落中某種生物所占的物理空間，發(fā)揮的功能作用及其在各種環(huán)境梯度上的出現(xiàn)范圍［14］。生態(tài)位的大小常用其寬度來衡量。生態(tài)位寬度越大，表明該物種在自然生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的生態(tài)作用越大。反之，生態(tài)位寬度越小，其在自然生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮的生態(tài)作用越小。大多數(shù)自然生態(tài)系統(tǒng)具有不同生態(tài)位的物種，這些生態(tài)位不同的物種，避免了相互之間的競爭，同時(shí)由于提供了多條物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)途徑，從而有助于自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。

工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位是指工業(yè)種群可利用的自然因素(包括氣候、資源、能源、地形等)和社會(huì)因素(包括勞動(dòng)條件、生活條件、技術(shù)條件、社會(huì)關(guān)系等)的總和。工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位寬度越大，表明其對社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然資源的利用越廣泛，利用率越高，競爭力越強(qiáng)。反之，寬度越小，利用率越低，競爭力越弱。因此，應(yīng)以工業(yè)代謝分析為基礎(chǔ)，以生態(tài)位理論為指導(dǎo)，確定現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)鏈上未被充分利用的資源，并以關(guān)鍵種工業(yè)種群副產(chǎn)品和廢棄物為突破點(diǎn)，有針對性地引入補(bǔ)鏈型工業(yè)種群，促進(jìn)工業(yè)種群間副產(chǎn)品、廢棄物的資源化利用，挖掘潛在生態(tài)位，拓寬工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)位，增加園區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的穩(wěn)定性。

3.2.3 加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈耦合，完善產(chǎn)業(yè)鏈(網(wǎng))

自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物所固定的太陽能通過一系列取食和被取食的關(guān)系在生態(tài)系統(tǒng)中傳遞，生物之間的這種傳遞關(guān)系被稱為食物鏈。多條食物鏈彼此交織，相互聯(lián)系，進(jìn)而形成食物網(wǎng)。自然生態(tài)系統(tǒng)依靠食物鏈、食物網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，維持著自然生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，此即食物鏈(網(wǎng))理論［15］。

在工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，應(yīng)以食物鏈(網(wǎng))理論為指導(dǎo)，對工業(yè)種群的物質(zhì)流、能量流進(jìn)行系統(tǒng)集成，依據(jù)物質(zhì)流、能量流傳遞規(guī)律，并以資源利用最大化和保證產(chǎn)業(yè)鏈穩(wěn)定性為原則，通過不同產(chǎn)業(yè)鏈間物質(zhì)、能量的多級(jí)共享，加強(qiáng)不同產(chǎn)業(yè)鏈之間的共生耦合，豐富工業(yè)種群鏈接關(guān)系，完善產(chǎn)業(yè)鏈(網(wǎng))。同時(shí)，注重工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈上各節(jié)點(diǎn)企業(yè)間的協(xié)調(diào)發(fā)展及聯(lián)合協(xié)作，充分利用主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物等各類資源。

4 典型案例分析

由于寧東能源煤化工基地已被列入國家第二批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)園區(qū)［16］，同時(shí)國務(wù)院、環(huán)境保護(hù)部等部門對寧東能源煤化工基地的開發(fā)建設(shè)做出明確指示，要求高起點(diǎn)、高水平地建設(shè)寧東基地，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)［17-18］，故選取寧東能源煤化工基地進(jìn)行典型案例分析。

4.1 概況

寧東能源煤化工基地位于黃河中下游地區(qū)，隸屬于寧夏回族自治區(qū)，規(guī)劃區(qū)總面積約為3484 km2，東西寬16～41 km，南北長127 km。寧東能源煤化工基地是國家規(guī)劃建設(shè)的大型煤炭基地、煤化工產(chǎn)業(yè)基地和西電東送火電基地之一，是全國能源基地的重要組成部分［19］。目前，寧東能源煤化工基地依托豐富的煤炭資源，已形成煤炭、電力和煤化工三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)包括原油開采、石油加工、建材業(yè)、建筑業(yè)等有機(jī)組成部分，已形成10個(gè)相對獨(dú)立、相互共生的工業(yè)種群，其食物鏈(網(wǎng))如圖2所示。

圖2 寧東能源煤化工基地食物鏈(網(wǎng))Fig.2 Food chain(web)diagram of Ningdong energy and coal chemical industry base

4.2 關(guān)聯(lián)度分析

由圖2可見，寧東能源煤化工基地食物鏈(網(wǎng))的工業(yè)種群數(shù)(S)為10，總食物鏈數(shù)(Lt)為17，由式(2)可知，企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度(Ct)為0.378，表明寧東能源煤化工基地工業(yè)種群間聯(lián)系相對緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)基本合理。

丹麥卡倫堡生態(tài)工業(yè)園是世界上最典型的生態(tài)工業(yè)園之一，1995年該工業(yè)園的企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度(Ct)為0.309;我國生態(tài)工業(yè)園區(qū)企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度(Ct)的平均值為0.303［12］。而典型自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度為0.5～0.6［20］?？梢钥闯?，寧東能源煤化工基地企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度高于1995年卡倫堡生態(tài)工業(yè)園的企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度及我國生態(tài)工業(yè)園區(qū)企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度的平均值，表明寧東能源煤化工基地已達(dá)到相對較高的發(fā)展水平。但是，寧東能源煤化工基地企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度低于典型自然生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)度，表明其尚不具備與自然生態(tài)系統(tǒng)相似的結(jié)構(gòu)。

4.3 廢棄物資源化率分析

由圖2可得，寧東能源煤化工基地食物鏈(網(wǎng))的再生鏈數(shù)(Le)為6，則由式(1)可知，寧東能源煤化工基地企業(yè)間生態(tài)關(guān)聯(lián)度(Ce)為0.133。

根據(jù)2007年寧東能源煤化工基地的統(tǒng)計(jì)資料［21］，寧東能源煤化工基地內(nèi)各工業(yè)種群的廢棄物資源化率見表1。由表1可知，寧東能源煤化工基地內(nèi)各工業(yè)種群固體廢物資源化率的平均值(rL1)為80.37%。通過式(4)可得，寧東能源煤化工基地的固體廢物資源化率(CR1)為10.69%。同理可得，寧東能源煤化工基地的廢水資源化率(CR2)為9.91%。

表1 寧東能源煤化工基地內(nèi)各工業(yè)種群的廢棄物資源化率［21］Table 1 The waste recycling rate in Ningdong energy and coal chemical industry base %

可以看出，寧東能源煤化工基地內(nèi)各工業(yè)種群自身的廢棄物資源化率相對較高，平均值較大，但是廢棄物在各工業(yè)種群之間尚未得到充分利用，致使寧東能源煤化工基地整體的廢棄物資源化率相對較低，因此，應(yīng)采取有力措施，促使形成更多再生鏈，提高廢棄物資源化率。

4.4 產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)化對策

4.4.1 開展重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)

煤炭采掘、火力發(fā)電、煤化工是寧東能源煤化工基地的關(guān)鍵種工業(yè)種群，因此，應(yīng)積極開展重點(diǎn)技術(shù)研發(fā)，并適時(shí)推廣先進(jìn)資源開采技術(shù)。在煤炭開采行業(yè)推廣厚煤層綜采放頂煤技術(shù)，矸石充填開采、保水開采、煤與瓦斯共采等綠色開采技術(shù)，以及潔凈煤技術(shù)、水煤漿技術(shù)、型煤技術(shù)等煤炭清潔高效利用技術(shù)。積極研發(fā)從煤礦中引取煤層氣，或者制備煤氣進(jìn)行發(fā)電的整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)等，推動(dòng)煤電聯(lián)產(chǎn)。重點(diǎn)支持煤制甲醇、二甲醚、烯烴合成、煤制油等技術(shù)和催化劑的技術(shù)研究，以及煤炭氣化、煤炭液化技術(shù)及裝備的引進(jìn)消化和再創(chuàng)新。通過高新技術(shù)的研發(fā)轉(zhuǎn)化，提升關(guān)鍵環(huán)節(jié)技術(shù)水平，拓展產(chǎn)品鏈，促進(jìn)資源利用效率及經(jīng)濟(jì)效益的不斷提高。

4.4.2 發(fā)展補(bǔ)鏈型產(chǎn)業(yè)

寧東能源煤化工基地存在著煤矸石、粉煤灰、氣化渣等多種可再生利用資源，因此，在發(fā)展主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，應(yīng)積極發(fā)展補(bǔ)鏈型產(chǎn)業(yè)，對煤炭、火電、煤化工等工業(yè)種群的副產(chǎn)品及廢棄物進(jìn)行再加工、精加工，促進(jìn)副產(chǎn)品及廢棄物資源的再生循環(huán)利用。重點(diǎn)開展煤矸石、粉煤灰等在土壤改良、化肥生產(chǎn)以及塑料添加劑等方面的可行性研究，拓寬其應(yīng)用范圍，充實(shí)資源回收利用系統(tǒng)，扶持廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)，追求長期綜合效益。

4.4.3 建立企業(yè)聯(lián)盟

在政府相關(guān)政策的引導(dǎo)下，行業(yè)主管部門的業(yè)務(wù)指導(dǎo)和監(jiān)督管理下，建立以推動(dòng)基地資源高效利用為原則、跨行業(yè)產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的企業(yè)聯(lián)盟，整合基地內(nèi)主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、廢棄物等資源，統(tǒng)一規(guī)劃各行業(yè)的技術(shù)研發(fā)，組織瓶頸技術(shù)的創(chuàng)新攻關(guān)，避免重復(fù)勞動(dòng)，加快研究成果的共享與轉(zhuǎn)化，提高基地資源的循環(huán)利用率，促進(jìn)寧東能源煤化工基地經(jīng)濟(jì)效益的快速增長。

5 結(jié)論

(1)能源煤化工基地內(nèi)各產(chǎn)業(yè)通過橫向耦合、縱向聯(lián)合形成了與自然生態(tài)系統(tǒng)相類似的工業(yè)食物鏈(網(wǎng))結(jié)構(gòu)和物質(zhì)代謝功能。關(guān)聯(lián)度是衡量工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)的重要指標(biāo)之一，隨著關(guān)聯(lián)度增大，工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)各工業(yè)種群間聯(lián)系越加緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)趨于合理;廢棄物資源化率是表征工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)代謝功能的指標(biāo)，其值越大，表明工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)代謝效率越高。

(2)以寧東能源煤化工基地進(jìn)行的典型案例分析結(jié)果顯示，該基地企業(yè)間總關(guān)聯(lián)度為0.378，固體廢物資源化率為10.69%，廢水資源化率為9.91%，表明寧東能源煤化工基地各工業(yè)種群間聯(lián)系相對緊密，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)基本合理，但固體廢物及廢水資源利用水平相對較低。

(3)選取的企業(yè)間關(guān)聯(lián)度和廢棄物資源化率兩項(xiàng)指標(biāo)基本上能夠反映工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展水平，而從多個(gè)角度、采用多個(gè)指標(biāo)對其進(jìn)行系統(tǒng)評價(jià)，并對結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系進(jìn)行深入剖析，是該領(lǐng)域的重要研究方向和趨勢。

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