碳中和背景下廢棄礦山環(huán)境正效應(yīng)資源化開發(fā)利用

王根鎖,劉宏磊,武 強(qiáng),趙 頔,段 丞,王漢元,章愛衛(wèi)

(1.內(nèi)蒙古自治區(qū)地質(zhì)調(diào)查研究院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010020;2.中國礦業(yè)大學(xué)(北京) 地球科學(xué)與測繪工程學(xué)院,北京 100083;3.國家煤礦水害防治工程技術(shù)研究中心,北京 100083;4.華北有色工程勘察院有限公司,河北 石家莊 050021)

0 引 言

碳中和指一定時(shí)期內(nèi)CO2的排放量與去除量相互抵消，實(shí)現(xiàn)相對“零排放”[1]。自然界中碳的總量是動態(tài)平衡的，人類工程活動中大量化石燃料的燃燒使大氣中CO2的濃度逐漸遠(yuǎn)超生態(tài)環(huán)境碳匯能力，造成氣候變暖。2018年IPCC(聯(lián)合國政府氣候變化專門委員會，Intergovernmental Panel on Climate Change)《全球1.5 ℃升溫特別報(bào)告》提出，為實(shí)現(xiàn)全球變暖幅度控制在1.5 ℃以內(nèi)的目標(biāo)，必須在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)全球凈零碳排放[2]。2020年9月我國承諾“力爭溫室氣體排放于2030年前達(dá)到峰值，爭取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)”，并在“十四五”規(guī)劃中提出單位國內(nèi)生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放分別降低13.5%和18%的目標(biāo)[3]。碳中和已成為研究關(guān)注的熱點(diǎn)，如碳中和實(shí)現(xiàn)路徑與政策體系，綠色金融全體系，能源市場趨勢預(yù)測、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級路徑，高效循環(huán)利用技術(shù)、零碳能源技術(shù)、碳捕集封存技術(shù)，高耗能行業(yè)節(jié)能減排、碳匯產(chǎn)品研發(fā)等。

礦業(yè)工程活動使礦區(qū)碳平衡遭到嚴(yán)重破壞，其中有因礦山開采導(dǎo)致的直接碳排放，也有因開采擾動環(huán)境而間接產(chǎn)生的碳排放。因礦業(yè)工程活動擾動環(huán)境而造成的影響統(tǒng)稱為“礦山環(huán)境效應(yīng)”。絕大多數(shù)環(huán)境效應(yīng)是負(fù)面的，如生態(tài)退化、土地沙漠化、地面塌陷、劣質(zhì)礦井(坑)水、地表水污染等[4]，這些環(huán)境負(fù)效應(yīng)者間接導(dǎo)致了礦區(qū)碳固存、碳匯能力喪失。但是，有一些擾動可以被轉(zhuǎn)化和改造為積極的影響并開發(fā)利用，稱為“礦山環(huán)境正效應(yīng)”(以下簡稱“正效應(yīng)”)，它們以土地資源、生態(tài)資源、空間資源、清潔能源等形式分布于礦區(qū)內(nèi)，對實(shí)現(xiàn)礦區(qū)碳源向碳匯的轉(zhuǎn)變、清潔能源開發(fā)以及資源可持續(xù)性開發(fā)利用有重大的意義，并能產(chǎn)生一定的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會價(jià)值。

長期以來，我國學(xué)者側(cè)重對礦山環(huán)境問題誘發(fā)的環(huán)境負(fù)效應(yīng)及其修復(fù)治理技術(shù)方法的研究，對礦山環(huán)境正效應(yīng)的開發(fā)利用沒有足夠重視[5]。筆者聚焦于碳中和背景下廢棄礦山正效應(yīng)資源化開發(fā)利用，以礦業(yè)開發(fā)活動遺留的大量隱形和可利用的正效應(yīng)資源為研究對象，系統(tǒng)分析礦山環(huán)境正、負(fù)效應(yīng)與碳排放和碳減排之間的關(guān)聯(lián)性，以內(nèi)蒙古在生態(tài)環(huán)境、自然資源、區(qū)域地理等方面的優(yōu)勢及廢棄礦山具體的工程實(shí)踐為依據(jù)，明確廢棄礦山的碳源與碳匯構(gòu)成和環(huán)境正效應(yīng)具備的減排增匯能力，并討論其在助力礦區(qū)自然碳匯恢復(fù)、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、城市碳減排以及原位試驗(yàn)研究和文化科普方面存在的優(yōu)勢。碳中和愿景下，將礦山環(huán)境研究領(lǐng)域的視角從負(fù)效應(yīng)修復(fù)治理轉(zhuǎn)向正效應(yīng)資源化開發(fā)利用，在環(huán)境負(fù)效應(yīng)與碳排放耦合關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合正效應(yīng)的資源屬性，剖析資源化開發(fā)利用正效應(yīng)的途徑，對于促進(jìn)綠色低碳循環(huán)發(fā)展和助力實(shí)現(xiàn)碳中和具有重要意義。

1 礦山環(huán)境負(fù)效應(yīng)與碳排放

礦山勘察、建設(shè)、開發(fā)直至閉坑廢棄的全生命周期中，礦區(qū)碳排放主要包括礦產(chǎn)資源開發(fā)活動產(chǎn)生的直接碳排放和受開采擾動引起的礦山環(huán)境負(fù)效應(yīng)[6]產(chǎn)生的間接的碳排放(圖1)。其中，直接碳排放如開采、加工、運(yùn)輸和利用等過程消耗煤、汽油、柴油和石油天然氣等化石燃料產(chǎn)生的碳排放，炸藥爆破引起的碳排放以及配套產(chǎn)業(yè)的電力能源發(fā)電燃燒過程中產(chǎn)生的碳排放。負(fù)效應(yīng)間接造成的碳排放源自土地資源占用與破壞、水資源損毀、礦山次生地質(zhì)災(zāi)害以及景觀與生態(tài)破壞等負(fù)效應(yīng)[7]，不僅使礦區(qū)的地表植被遭到破壞，水土流失、土地沙漠化等問題凸顯，同時(shí)擾動了礦區(qū)的碳循環(huán)系統(tǒng)，土壤和植被原有的碳匯能力破壞、喪失，使二者從“碳匯”轉(zhuǎn)化為“碳源”。可以看出，負(fù)效應(yīng)與碳循環(huán)擾動均作為礦業(yè)活動對自然環(huán)境的干擾，二者之間在時(shí)間維度和空間存在一定的耦合關(guān)系。由于采礦活動對巖土體環(huán)境、水環(huán)境和生態(tài)環(huán)境的擾動破壞的后果具有滯后性和持久性[8]，采掘擾動造成的礦山環(huán)境負(fù)效應(yīng)及其間接碳排放的時(shí)間和數(shù)量均高于采掘活動期間直接產(chǎn)生的碳排放，這也是礦產(chǎn)資源開發(fā)對碳循環(huán)產(chǎn)生的干擾具有長期性和無形性特征[9]的原因。

圖1 礦業(yè)工程活動及其負(fù)效應(yīng)的直接和間接碳排放Fig.1 Direct and indirect carbon emissions and negative environment impacts in mines

1.1 土地資源占用與破壞

開采活動通過物理破壞或化學(xué)污染等手段，占用、損毀了礦區(qū)土地資源，造成了土壤質(zhì)地劣化和地表植被破壞，致使土壤和植被的固碳和碳匯能力損失，引起地上與地下生物量、枯落物、枯死木和土壤有機(jī)質(zhì)碳庫的大量釋放。如寶日希勒礦區(qū)高潛水位沉陷區(qū)形成區(qū)域性積水，大雁煤礦區(qū)形成大面積塌陷坑，白云鄂博礦區(qū)遺留露天采坑，阿拉善湖鹽露天礦大面積鹽湖尾礦和鹽溶沉陷區(qū)，直接破壞當(dāng)?shù)氐耐寥篮椭脖?，造成生態(tài)環(huán)境完全損毀，且暴露在空氣中的廢石堆在氧化和自燃過程中直接向大氣排放CO2。

1.2 水資源損毀

礦業(yè)工程活動對水資源損毀體現(xiàn)在2方面：①疏排水造成地下水量減損；②固、液廢直接或間接造成水質(zhì)劣化。當(dāng)水資源不能滿足生態(tài)環(huán)境在量與質(zhì)方面的需求時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)平衡就無法繼續(xù)維持，間接影響生態(tài)環(huán)境的匯碳能力。如烏海、石拐等資源枯竭礦區(qū)，水資源損毀效應(yīng)直接危及該地區(qū)的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，無法承擔(dān)礦區(qū)的生態(tài)涵養(yǎng)功能，造成生態(tài)環(huán)境退化，土壤和植被的碳匯能力也隨之大幅降低。

1.3 礦山次生地質(zhì)災(zāi)害

礦山次生地質(zhì)災(zāi)害效應(yīng)是開采活動對巖土體空間結(jié)構(gòu)和形態(tài)擾動出現(xiàn)一系列環(huán)境問題的綜合影響，如地面變形、水土流失、煤和矸石自燃、邊坡失穩(wěn)、煤層氣逸散等。其中，當(dāng)煤或矸石與空氣接觸時(shí)，會緩慢氧化、甚至自燃，進(jìn)而產(chǎn)生碳排放。當(dāng)煤層氣逸散時(shí)，CH4等溫室氣體也一起排放，其溫室效應(yīng)是CO2的25倍，對臭氧層的破壞程度是CO2的7倍[10]。

1.4 自然景觀與生態(tài)破壞

引起礦區(qū)地貌景觀與生態(tài)破壞的誘因是綜合的，在固廢堆積、地面變形、邊坡失穩(wěn)的綜合作用下，礦產(chǎn)開采活動破壞了土地原有的地貌形態(tài)和原有的土壤、植被以及動物、微生物群落，造成植被損毀、土地破壞和生物多樣性減少，使礦區(qū)林地、草地、耕地等生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能的急劇退化甚至喪失，并且礦區(qū)內(nèi)植被作物的損毀加速死有機(jī)物質(zhì)和土壤碳庫的分解速率，將生物固碳釋放到大氣環(huán)境。

2 礦山環(huán)境正效應(yīng)與碳中和

廢棄礦山的正效應(yīng)開發(fā)利用是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要路徑，是延長礦山產(chǎn)業(yè)鏈的重要支撐點(diǎn)。以內(nèi)蒙古廢棄礦山潛在的正效應(yīng)資源為例，探討正效應(yīng)開發(fā)對于實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的作用。內(nèi)蒙古是重要的能源、有色金屬冶煉和煤化工基地。隨著資源枯竭、淘汰落后產(chǎn)能政策實(shí)施以及礦山準(zhǔn)入門檻提高等因素，眾多不符合能源政策、生態(tài)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的礦山逐步停產(chǎn)和關(guān)閉，截至2020年，全區(qū)已有各類廢棄礦山2 024座。充分挖掘這些廢棄礦山的環(huán)境正效應(yīng)資源潛力，對于內(nèi)蒙古能源行業(yè)碳中和具有重要意義。

礦山正效應(yīng)的開發(fā)利用形式多樣(圖2)，根據(jù)其資源屬性不同，廢棄礦山中的正效應(yīng)包括生態(tài)資源、可再生資源、舊采殘留資源、空間資源、原位試驗(yàn)資源、文旅科普資源等(表1)。正效應(yīng)資源中蘊(yùn)含著巨大的固碳減排潛力，從碳減排、碳替代、碳封存、碳循環(huán)的角度[11]，正效應(yīng)資源化開發(fā)利用具有碳增匯和生態(tài)碳捕集、減少溫室氣體的排放、促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型優(yōu)化、加速推進(jìn)城市碳減排、綠色低碳科技成果普及與轉(zhuǎn)化等優(yōu)勢(圖3)。

表1 廢棄礦山環(huán)境正效應(yīng)資源類型Table 1 Type of positive environmental impacts resources in abandoned mines

圖3 廢棄礦山環(huán)境正效應(yīng)及其助力碳中和的作用Fig.3 PEIs of abandoned mines and its roles in promoting carbon neutrality

2.1 生態(tài)資源修復(fù)礦區(qū)自然碳匯

生態(tài)資源分為土壤資源和生物資源。廢棄礦山有大量可用于林、草、木和農(nóng)作物生長的土地[12]，經(jīng)土壤改良、植被修復(fù)、生物多樣性修復(fù)等，恢復(fù)土壤和植被的碳儲存和固碳能力，將大氣中CO2以無機(jī)碳或有機(jī)碳形式固定在植被和土壤中，修復(fù)礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的碳匯功能。

內(nèi)蒙古涵蓋“三區(qū)四帶”的黃河重點(diǎn)生態(tài)區(qū)和北方防沙帶，加之其狹長的地理和區(qū)位特征，是北方的生態(tài)安全屏障[13]。大規(guī)模的礦產(chǎn)資源開發(fā)造成了礦區(qū)生態(tài)系統(tǒng)退化，全區(qū)廢棄礦山占用、損毀土地202.47 km2，其中草地面積108.39 km2，占比53.53%。截至2021年，廢棄礦山待生態(tài)修復(fù)面積143.75 km2，相當(dāng)于20 168個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場大小。鑒于動、植物分布與礦區(qū)氣候、水文等條件的關(guān)聯(lián)性，宜結(jié)合區(qū)域特征因地開發(fā)廢棄礦山生態(tài)資源。內(nèi)蒙古東、西部氣候條件差異顯著，東部(如興安盟、赤峰、通遼等盟市)宜以喬木、灌木植物碳匯為主，中、西部干旱、半干旱地區(qū)(如鄂爾多斯、巴彥淖爾、阿拉善等盟市)宜以鄉(xiāng)土草本植被碳匯為主。內(nèi)蒙古草地系統(tǒng)蘊(yùn)藏著大量的土壤層碳[14]，草地總碳儲量約3.76 Pg。內(nèi)蒙古退化草原修復(fù)后的碳匯能力為43.55 Tg/a，可減少碳排放15.95萬t，見表2。據(jù)此，廢棄礦山恢復(fù)草地后碳匯潛力巨大，碳匯能力可達(dá)1.88 Tg/a。

表2 內(nèi)蒙古退化草地碳匯潛力評估[15]Table 2 Assessment of potential carbon sinks in degraded grassland in Inner Mongolia[15]

通過林木草本育種栽培、改良土壤、優(yōu)化林草地管理等方式開發(fā)廢棄礦山的生態(tài)資源，不僅有助于增加土壤和植被吸收、儲存CO2的能力，同時(shí)增加了林草植被和農(nóng)作物的數(shù)量和面積，產(chǎn)出植被和土壤固碳匯集產(chǎn)品，成為碳抵消信用交易體系的組成部分。

2.2 可再生資源促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

可再生資源是能源結(jié)構(gòu)中降低化石能源消費(fèi)的主要替代資源。預(yù)計(jì)到2050年，風(fēng)能、太陽能等可再生能源在全球能源消費(fèi)量占比達(dá)48%[16]。2021年，內(nèi)蒙古規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)可再生能源發(fā)電量達(dá)1 095億kWh，占工業(yè)發(fā)電量的18.4%，與等量火電相比，減少碳排放88.9 Mt。雖然可再生能源短期尚不足以替代以煤炭為主的能源消費(fèi)，但隨著風(fēng)電、光伏電能裝機(jī)容量的提升，高耗能行業(yè)燃煤排碳將逐漸降低。

廢棄礦山中開發(fā)可再生資源優(yōu)勢顯著，如減少新建工程對場地環(huán)境的擾動、基礎(chǔ)設(shè)施循環(huán)利用以及大面積地表和地下可利用空間等。光、風(fēng)發(fā)電對礦山場地有良好的適應(yīng)性，如開采沉陷區(qū)、矸石堆，露天礦排土場、采坑邊幫和臺階等區(qū)域均可靈活布置太陽電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組。內(nèi)蒙古光、風(fēng)資源豐富，大部分地區(qū)年日照時(shí)數(shù)大于2 700 h，全區(qū)總輻射量4 800～6 400 MJ/m2，平均年大風(fēng)天數(shù)為10～40 d，錫林郭勒、烏蘭察布局部地區(qū)可達(dá)50 d以上。但是，風(fēng)、光電接入電網(wǎng)后，其波動性和間歇性給電力系統(tǒng)運(yùn)行和電網(wǎng)消納帶來一些問題，如冬季風(fēng)、光電大發(fā)期與供熱期重疊，夜間低谷時(shí)段風(fēng)電出力較大，棄風(fēng)、棄光顯著。結(jié)合礦井的勢能優(yōu)勢和抽水、壓縮空氣蓄能等技術(shù)，將具有地表蓄水和地下穩(wěn)定空間的金屬礦井改造為抽水蓄能發(fā)電站，配合傳統(tǒng)能源形成“風(fēng)光火儲”發(fā)電模式，為光風(fēng)電并入地區(qū)電網(wǎng)或者離網(wǎng)型風(fēng)光蓄能系統(tǒng)的穩(wěn)定提供條件。

此外，不少廢棄礦山深達(dá)數(shù)百米，甚至超千米，擁有豐富的低溫?zé)崮苜Y源。利用礦區(qū)水文鉆孔、地質(zhì)鉆孔或豎井、斜井等，結(jié)合單井、井群等換熱技術(shù)，這些蘊(yùn)藏在礦井水或含水層中的低溫?zé)崮芸捎米鹘ㄖ?、生態(tài)農(nóng)業(yè)大棚、牲畜養(yǎng)殖等供暖和制冷。

2.3 舊采殘留資源減少生產(chǎn)碳排放

舊采殘留資源包括殘留礦產(chǎn)資源、低品位伴生礦產(chǎn)資源、“三廢”資源及礦井水資源等，這些資源的回收與再利用，能夠減少新建礦井對環(huán)境的擾動及生產(chǎn)中的碳排放。內(nèi)蒙古早期礦井采用房柱式采煤法，采出率約30%，約有2/3以上的煤炭以殘留煤柱、護(hù)頂煤等形式殘留井下。據(jù)估計(jì)，僅鄂爾多斯市東勝區(qū)、伊金霍洛旗和準(zhǔn)格爾旗境內(nèi)，房柱式開采遺留煤柱量就超過23億t[17]。隨著開采技術(shù)、煤炭氣化技術(shù)、煤柱回收技術(shù)的優(yōu)化，相當(dāng)數(shù)量的“三下”壓煤、各類殘留煤柱體、遺留零散煤炭、不可采或不好采煤炭等資源，依托原有豎井、巷道和通風(fēng)、運(yùn)輸和供電等設(shè)施，無需開拓和占用新的場地，減少勘探、礦井開拓、巷道掘進(jìn)，是減少開采過程碳排放的重要途徑。另外，我國8個(gè)煤層氣資源儲量超過萬億方的含煤盆地，有3個(gè)位于內(nèi)蒙古境內(nèi)，分別為東部海拉爾盆地、中部二連盆地和西部鄂爾多斯盆地，境內(nèi)2 000 m以淺以煤層氣為主的氣體資源儲量約9.18萬億m3，約占全國資源總量的25%，其中低煤階煤層氣資源量約7萬億m3，約占全國資源總量的49%[18]。廢棄煤礦巷道和煤層富含低濃度煤層氣資源，如不進(jìn)行回采收集，部分煤層氣將從煤層或巖層表面細(xì)小的裂隙中溢出，造成甲烷等溫室氣體的直接釋放。依托于低透性煤層瓦斯抽采、低濃度瓦斯抽采、乏風(fēng)瓦斯回收等技術(shù)，在采前、采后利用地面瓦斯抽采技術(shù)，生產(chǎn)中采用井下抽采技術(shù)，建立地上、地下分布式瓦斯集輸管網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)化利用體系，經(jīng)過抽采和濃縮后可將瓦斯當(dāng)作氣體燃料直燃供熱或發(fā)電。

此外，廢棄礦山水資源豐富，有沉陷區(qū)積水、采坑人工湖以及地下水庫等。結(jié)合礦井水控制，處理，利用，回灌與生態(tài)環(huán)保“五位一體”礦井水資源化利用技術(shù)[19]，解決水資源、生態(tài)環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的可持續(xù)發(fā)展難題，將礦井水用作土壤涵養(yǎng)、木草養(yǎng)護(hù)、農(nóng)業(yè)灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖以及各加工環(huán)節(jié)的水源，在保護(hù)地下水資源的同時(shí)調(diào)蓄與利用礦井水。

2.4 空間資源助力城鎮(zhèn)碳減排

廢棄礦山空間資源分為地表與地下兩種空間類型，是開發(fā)其他各類正效應(yīng)資源的基礎(chǔ)，既能助力城鎮(zhèn)碳減排，又能緩解土地和空間資源緊缺的現(xiàn)狀。2018年，我國建筑全過程碳排放量達(dá)49.3億t，占碳排放總量的51.3%[20]，其較高的碳排放量主要是由建造過程資源消耗大、建造方式粗放所致。針對內(nèi)蒙古資源型城市碳減排戰(zhàn)略，再利用城鎮(zhèn)周邊礦山內(nèi)保存完善的辦公樓、工業(yè)建筑、電力、水利、道路等設(shè)施可減少新建建筑工程產(chǎn)生的碳排放。內(nèi)蒙古《城市地下空間開發(fā)利用“十三五”綜合規(guī)劃》，提出引導(dǎo)城市開發(fā)利用地下空間資源縱向發(fā)展，解決城鎮(zhèn)生存空間擁擠、交通堵塞、環(huán)境惡化等問題。相比地面建筑，礦山地下空間有防空、隔熱、保溫、抗輻射等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具備通風(fēng)、供電、逃生、排水等設(shè)施，其開發(fā)能夠有效減少新建工程和運(yùn)維的碳排放。如利用固體礦山地下空間溫、濕度相對穩(wěn)定的特點(diǎn)，開發(fā)地下農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)等，或者作為倉儲、流體和有害氣體處理、固廢無害填埋等場所；在空間緊缺型城鎮(zhèn)周邊礦山地下空間建設(shè)物流倉儲、停車場、地下療養(yǎng)院、酒店等城市服務(wù)場所；利用CCUS等深度脫碳技術(shù)，將超臨界狀態(tài)CO2注入廢棄的油氣田、咸水層等地下空間，用于碳封存[21-23]。

2.5 原位科學(xué)試驗(yàn)促進(jìn)技術(shù)提質(zhì)增效

碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開科學(xué)技術(shù)體系的支撐。而礦產(chǎn)資源采掘洗選加工以及生態(tài)修復(fù)等環(huán)節(jié)的節(jié)能減排和提質(zhì)增效離不開原位試驗(yàn)。有些礦業(yè)領(lǐng)域的試驗(yàn)可能影響礦山的安全生產(chǎn)，難以在生產(chǎn)礦山開展。廢棄礦山是最接近實(shí)際生產(chǎn)條件的研究場所，對優(yōu)化工業(yè)工程設(shè)計(jì)、技術(shù)工藝參數(shù)具有關(guān)鍵作用。如利用井下空間模擬圍巖失穩(wěn)、礦井突涌水、沖擊地壓等條件，開展地質(zhì)、采礦、水文以及巖土等學(xué)科試驗(yàn)，以及應(yīng)急逃生和安全演習(xí)等。再如，廢棄礦山中空曠的渣堆、矸石山、尾礦庫等，對培育適應(yīng)貧瘠土壤條件、惡劣自然環(huán)境的植被育、選種試驗(yàn)提供了原位試驗(yàn)場所，有利于培養(yǎng)固碳能力良好的植被、農(nóng)作物以及土壤改良技術(shù)優(yōu)化，如呼倫貝爾東明露天煤礦、錫林郭勒勝利東二號和西二號露天煤礦等在排土場設(shè)立的原位生態(tài)修復(fù)育種試驗(yàn)基地，研發(fā)出適應(yīng)于寒區(qū)草原氣候的排土場土壤改良和生態(tài)修復(fù)技術(shù)。

2.6 文旅科普資源推動低碳化能源消費(fèi)

碳中和目標(biāo)不僅依靠能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，也需要公眾生態(tài)環(huán)保和節(jié)能減排意識的增強(qiáng)。廢棄礦山具有工業(yè)旅游和文化科普價(jià)值，如內(nèi)蒙古扎賚諾爾露天礦山公園、大井國家礦山公園、古力腦包地質(zhì)公園等，將地質(zhì)地貌景觀、古生物化石等地質(zhì)遺跡和機(jī)械設(shè)備、巷道等工業(yè)遺跡開發(fā)為礦山公園、礦山博物館等，展示礦山生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)施，普及地質(zhì)學(xué)常識、礦山開采歷史和技術(shù)等內(nèi)容，使公眾在游覽的同時(shí)增強(qiáng)生態(tài)環(huán)保的意識。此外，傳播與氣候變化和碳減排相關(guān)知識，提升民眾節(jié)能減排、引導(dǎo)低碳化生活能源消費(fèi)意識，普及日常生活節(jié)能減排的方式，使公眾通過直觀和切身的感受強(qiáng)化節(jié)能減排的觀念。

3 礦山環(huán)境正效應(yīng)開發(fā)利用與管理對策

從我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型發(fā)展的角度，碳中和背景下正效應(yīng)資源化開發(fā)利用要確保開發(fā)方式的可持續(xù)和綠色低碳，防止負(fù)效應(yīng)加重產(chǎn)生新的碳源；從城鎮(zhèn)發(fā)展的需求，要服務(wù)礦山周邊的國土空間規(guī)劃與社會經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，助力城鎮(zhèn)碳減排；從資源立體化利用的角度，要將地下和地上空間綜合利用起來，減少工程建設(shè)碳排放。圍繞這些約束條件與正效應(yīng)的資源屬性優(yōu)勢，筆者提出4項(xiàng)正效應(yīng)開發(fā)利用與管理的對策。

1)強(qiáng)化正效應(yīng)產(chǎn)業(yè)政策導(dǎo)向作用。完善激勵政策，引導(dǎo)碳中和背景下廢棄礦山正效應(yīng)開發(fā)的產(chǎn)業(yè)政策、投資方向、科技攻關(guān)等，發(fā)展工藝先進(jìn)、生產(chǎn)效率高、資源利用效率高、環(huán)境保護(hù)水平高的資源化正效應(yīng)開發(fā)產(chǎn)能。建立正效應(yīng)資源的監(jiān)管機(jī)制，形成企業(yè)與政府聯(lián)動，構(gòu)建正效應(yīng)產(chǎn)業(yè)推廣平臺和信息化推廣渠道，將礦山環(huán)境正效應(yīng)資源的開發(fā)利用作為礦業(yè)轉(zhuǎn)型經(jīng)濟(jì)市場建設(shè)的一部分，引導(dǎo)正效應(yīng)多元化發(fā)展。

2)發(fā)揮市場和綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的“引擎”功能。碳排放權(quán)交易市場和產(chǎn)品的成熟將推動正效應(yīng)中優(yōu)質(zhì)碳匯產(chǎn)品貨幣化，創(chuàng)造環(huán)境效益的同時(shí)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值。單純依靠政府財(cái)政補(bǔ)貼和政策激勵難以緩解正效益資源化開發(fā)中工業(yè)設(shè)計(jì)、設(shè)備和技術(shù)研發(fā)、人才培養(yǎng)等環(huán)節(jié)的資金壓力。在市場驅(qū)動下倡導(dǎo)綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向，引導(dǎo)社會資本有序進(jìn)入礦山環(huán)境正效應(yīng)資源化開發(fā)的上下游市場協(xié)助能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，建立生態(tài)碳匯產(chǎn)品供應(yīng)、消費(fèi)、運(yùn)行機(jī)制，加快標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)合作等，構(gòu)建正效應(yīng)示范工程和產(chǎn)業(yè)示范，建設(shè)推廣可再生能源與生態(tài)、農(nóng)業(yè)、供熱、儲能等產(chǎn)業(yè)融合，增強(qiáng)企業(yè)碳減排內(nèi)生動力。

3)推進(jìn)正效應(yīng)數(shù)字化與產(chǎn)業(yè)鏈智能化應(yīng)用。將大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于正效應(yīng)開發(fā)利用，實(shí)現(xiàn)與能源電力、工業(yè)、交通、建筑等重點(diǎn)碳排放領(lǐng)域深度融合。建立礦山碳排放數(shù)字化自動核算模型和數(shù)據(jù)智能監(jiān)管，控制礦業(yè)活動的直接碳排放，提升可再生能源、儲能產(chǎn)業(yè)鏈分配與消納智能化水平，提升風(fēng)、光資源的利用效率，解決可再生能源供需關(guān)系不平衡和難消納等問題。完善正效應(yīng)領(lǐng)域綠色低碳技術(shù)評估、交易體系和科技創(chuàng)新服務(wù)平臺，利用云計(jì)算、人工智能等優(yōu)化能源系統(tǒng)，推動正效應(yīng)數(shù)字化產(chǎn)業(yè)與綠色信貸、綠色債券、綠色基金、碳交易碳期貨等領(lǐng)域的協(xié)同發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)“低排放、高碳匯、高效益”的礦山環(huán)境正效應(yīng)資源開發(fā)利用發(fā)展態(tài)勢。

4)拓展廢棄礦山碳匯與正效應(yīng)產(chǎn)能減排核算。結(jié)合礦產(chǎn)資源開發(fā)生命周期精準(zhǔn)核算正效應(yīng)資源化開發(fā)利用的碳匯與綠色產(chǎn)能，既能確保能源供給的安全與穩(wěn)定，同時(shí)合理利用各類正效應(yīng)資源緩解碳排放壓力。礦山在閉坑前可預(yù)估礦山廢棄后的生態(tài)系統(tǒng)碳匯和可再生能源減排能力，從碳的支出端建立碳排放監(jiān)測、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)體系，避免重復(fù)計(jì)算，精準(zhǔn)、動態(tài)掌控廢棄礦山的碳排放和減排情況，及時(shí)調(diào)控正效應(yīng)開發(fā)中的能源安全不確定因素。

4 結(jié) 語

碳中和目標(biāo)已納入建設(shè)美麗中國和推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的戰(zhàn)略布局。礦山環(huán)境正效應(yīng)資源具有資源和環(huán)境雙重效應(yīng)，符合“碳中和”目標(biāo)下經(jīng)濟(jì)和社會對生態(tài)、可再生資源、城鎮(zhèn)低碳排放等方面的要求，為我國應(yīng)對氣候變化與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展戰(zhàn)略、供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革和低碳轉(zhuǎn)型、生態(tài)環(huán)境保護(hù)創(chuàng)造生態(tài)安全保障和能源提供新的“減排”和“增匯”路徑。正效應(yīng)資源化開發(fā)利用也是礦業(yè)領(lǐng)域新的發(fā)展轉(zhuǎn)折點(diǎn)，市場化運(yùn)作、政策指引導(dǎo)向、數(shù)字化建設(shè)以及精細(xì)化綠色產(chǎn)能核算等將推動正效應(yīng)多元碳匯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。