2024年煤矸石资源化利用行业发展现状、竞争格局及未来发展趋势分析

煤矸石是煤炭开采和洗选过程中产生的固体废弃物，主要由碳质页岩、泥岩、砂岩及煤炭等物质组成，具有含碳量低、比煤硬、干基灰分大于50%的特点。随着全球煤炭产量的逐年增加，煤矸石的产量也呈现不断上升的趋势。我国作为煤炭生产大国，煤矸石的产生量巨大，长期大量堆积不仅占用大量土地资源，还会对大气、水体和土壤造成严重污染，成为制约矿山生态修复的重大战略问题。因此，实现煤矸石的资源化利用，减少其对环境的污染，提高资源利用率，对于推动煤炭行业的绿色、低碳和循环发展具有重要的现实意义。

一、煤矸石资源化利用行业发展现状分析

(一)主要利用途径

能源利用

据中研普华产业院研究报告《2024-2029年中国煤矸石资源化利用行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》显示，煤矸石在能源方面的利用与碳元素含量密切相关。高碳矸石的碳含量可达20%，此类矸石可用于锅炉燃烧、发电以及煤制气。煤矸石发电利用手段发展较早，早期采用链条炉机组，目前广泛应用的循环流化床(CFB)发电技术提高了燃烧热效率和发电效率。通过将低值煤矸石与高值燃料混合充当发电燃料，我国每年用作发电的煤矸石数量可观，等同于节省了大量标准发电燃煤。此外，碳含量达20%—30%的矸石可满足低热锅炉的燃烧要求，减少标准煤的使用。煤矸石制煤气也是能源利用的一种方式，将煤矸石破碎筛分处理后进行热解，产生气体经收集净化提纯制得煤气。

建筑材料

煤矸石在建筑材料领域的应用具有独特优势。其强度高、空隙率高且化学性能稳定，可用于烧结制砖、作为混凝土填料和环保新材料等。煤矸石制砖工艺成熟，可生产实心矸石砖、多孔承重矸石砖和空心矸石砖等，产品具有较高的机械强度、良好的保温性能和抗震性能。煤矸石与黏土类矿物化学成分相似、替代性强，可代替部分黏土生产水泥，直接作为水泥熟料生产的原料或替代燃料，燃烧后产生的灰渣直接固化在熟料颗粒中，实现100%综合利用。同时，煤矸石还可替代混凝土基料，缓解砂石资源不足的问题。

工程填料

煤矸石作为工程填料，包括筑路、造地复垦、回填采空区和塌陷区等，是煤矸石综合利用的重要途径。煤矸石筑路不需要增加成本且用量大，能给煤矿带来较好的经济效益。交通运输部发布的《大宗固废筑路技术指南》明确矸石可用于高速公路底基层，压实度达到一定标准。利用煤矸石回填采空区和塌陷区，可有效减少地表塌陷，改善矿区生态环境。例如，安徽省部分煤矿早在20世纪70年代就开展了利用煤矸石充填塌陷区造地的实践。

化工产品

煤矸石中含有多种元素，特别是稀有元素，其化工用途广泛。一是通过不同方法提取煤矸石中的稀有元素，如镓、硒、钛、钴等;二是回收煤矸石中的有益矿产品，如高岭土、硫铁矿等;三是生产含硅、铝、硫等无机化工产品，如合成碳化硅、制备分子筛、制取白炭黑、聚合氧化铝、硅铝铁合金等。用煤矸石生产化工产品可解决传统技术不足，实现资源化再利用，是煤矸石重要的高值化利用途径。

农业领域

利用煤矸石生产有机复合肥、微生物肥料或土壤改良剂在农业领域具有一定的应用潜力。煤矸石含有较丰富的有机碳和农作物生长所必需的微量元素，如锌、铜、钴、钼、锰等。施入土壤后，可增加土壤中的有机质含量，满足农作物生长期对微量元素的需要，改善土壤质量，促进农作物生长。

(二)技术发展水平

能源利用技术

在煤矸石发电方面，循环流化床发电技术得到了广泛应用和发展。该技术通过将煤矸石粉末进入循环流化床后与上升气流相互作用充分混合，提高了燃烧热效率和发电效率。同时，针对煤矸石热值较低的特点，研究人员开展了“低热值煤+矸石”耦合发电技术的研究，通过合理配比低热值煤和煤矸石，提高了发电的经济性和稳定性。在煤矸石制煤气方面，热解技术不断改进，提高了煤气的产量和质量。

建筑材料技术

煤矸石制砖技术不断成熟，全煤矸石烧结砖技术装备达到国际先进水平。研究人员通过优化原料配方、改进成型工艺和烧成制度，提高了煤矸石砖的质量和性能。在煤矸石生产水泥方面，国内外仍在研究如何充分激发煤矸石的水泥化活性以提高其掺加量。同时，煤矸石作为混凝土填料的研究也在不断深入，通过研究煤矸石细骨料置换率、养护时间和水灰比等因素对混凝土性能的影响，确定了最佳的细骨料置换率。

元素回收技术

从煤矸石中回收元素的技术难度较高，但近年来取得了一定的进展。例如，从高铝矸石中回收氧化铝的方法有酸溶法、碱石灰烧结法和石灰石烧结法等。在回收稀土元素、镓元素和硒元素等方面，也开展了相关的研究工作，通过破碎研磨溶解等技术手段提取煤矸石中的有价值元素。

(三)政策环境

国家高度重视煤矸石的综合利用和环境保护工作，出台了一系列政策文件。例如，《节能降碳中央预算内投资专项管理办法》明确支持煤矸石等固体废弃物的综合利用，并提供相应的资金补贴。政府还制定了煤矸石资源化利用行业的标准和监管要求，规范了市场秩序，提升了行业形象。此外，国家能源局发布的《煤矸石综合利用发电2025行动计划》要求提高煤矸石及低热值煤发电装机容量和年运行小时数;生态环境部发布的《“无废城市”建设指标体系》对煤矸石产消平衡提出了要求;自然资源部发布的《矿山生态修复“十四五”行动计划》明确启动矸石山生态修复项目，并提供中央资金补助。

二、煤矸石资源化利用行业竞争格局分析

(一)企业竞争态势

大型企业主导

在煤矸石资源化利用行业，大型企业凭借资金、技术和规模优势占据主导地位。例如，陕煤集团成立了固废综合利用中心，规划了多个固废综合利用产业园，设计了煤矸石制陶粒、煤矸石制岩板等项目，实现了集团固体废物内循环。山东创联建材有限公司利用当地丰富的煤矸石制砖和制砂，并通过余热利用和产业联动模式，取得了可观的经济和社会效益。

中小企业参与

众多中小企业也积极参与煤矸石资源化利用行业，主要集中在煤矸石制砖、筑路等传统领域。这些企业规模较小，技术水平和资金实力相对较弱，但在满足当地市场需求方面发挥了一定作用。然而，由于市场竞争激烈，部分中小企业面临着生存压力。

(二)区域竞争差异

中西部地区

我国煤矸石主要产地集中在中西部及西北地区，这些地区煤矸石产量占全国总产量的比例较高。在中西部地区，煤矸石集中度高，但下游建材市场需求不足，资源化利用多以制备烧结砖为主，市场需求相对单一。不过，一些地区和企业通过开展顶层规划，加快项目布局，形成了具有区域特色的煤矸石综合利用路径。例如，山西省怀仁县积极布局煤系高岭土新型煅烧工艺开发与关键设备产业化，建设了多个处理规模大、技术含量高的煅烧高岭土项目。

东部地区

在矿产资源匮乏的东部地区，煤矸石产生量较少，但综合利用率高，技术发展快。煤矸石在东部地区常被用来生产水泥、砖瓦等建筑材料，以及制备装配式建筑材料、免烧陶粒、陶瓷等建材制品。由于煤矸石作为一种稀缺资源，其综合利用产业的经济效益得到充分体现。然而，若将中西部地区的煤矸石运至东部地区，运输成本过高，经济价值较低。

三、煤矸石资源化利用行业未来发展趋势分析

(一)技术创新方向

高效能源利用技术

未来，煤矸石能源利用技术将朝着提高能源转换效率和降低环境污染的方向发展。例如，研发更加高效的循环流化床发电技术和煤矸石制煤气技术，提高煤矸石的燃烧效率和气体的产率。同时，探索煤矸石与其他低热值燃料的协同利用技术，实现能源的最大化利用。

高值化利用技术

在煤矸石高值化利用方面，将加大对元素回收和化工产品生产技术的研发力度。通过改进提取工艺，降低元素回收成本，提高元素的回收率和纯度。在化工产品生产方面，开发具有更高附加值的产品，如高性能陶瓷材料、新型功能材料等。

绿色环保技术

随着环保要求的不断提高，煤矸石资源化利用过程中的绿色环保技术将成为研发重点。例如，研发低污染、低能耗的煤矸石处理技术，减少处理过程中二氧化硫、氮氧化物等有害气体和粉尘的排放。同时，加强对煤矸石堆存场地的生态修复技术研究，降低煤矸石对环境的长期影响。

(二)市场需求变化

建筑材料需求持续增长

随着城市化进程和基础设施建设的持续推进，对煤矸石作为建筑材料和路基材料的需求将持续增长。特别是在新型城镇化和乡村振兴战略的实施下，对高品质建筑材料的需求将不断增加，为煤矸石在建筑材料领域的应用提供了广阔的市场空间。

能源利用需求调整

在未来“双碳”目标的推进下，新增燃煤发电机组的装机量将有效压减，煤矸石发电的市场需求可能会受到一定影响。然而，随着能源结构的调整和清洁能源的发展，煤矸石作为一种低热值燃料，在分布式能源和综合能源系统中的应用可能会增加。

高值化产品需求兴起

随着科技的不断进步和市场对高附加值产品的需求增加，煤矸石高值化利用产品的市场需求将逐渐兴起。例如，利用煤矸石生产的高性能陶瓷材料、新型功能材料等将在电子、航天、环保等领域得到广泛应用。

(三)政策导向影响

政策支持力度加大

国家将继续加大对煤矸石资源化利用行业的政策支持力度，出台更多的优惠政策和补贴措施。例如，进一步扩大中央预算内投资对煤矸石综合利用项目的支持范围，提高补贴标准。同时，地方政府也将结合本地实际情况，制定相应的配套政策，促进煤矸石资源化利用产业的发展。

环保要求更加严格

随着全球对环境保护和可持续发展的重视日益增强，煤矸石行业将面临更高的环保要求。政府将加强对煤矸石资源化利用企业的环保监管，加大对违规排放行为的处罚力度。企业需要加大环保投入，提高煤矸石的综合利用效率和环保水平，实现绿色发展。

标准规范不断完善

为了规范煤矸石资源化利用市场，政府将不断完善相关标准和规范。制定更加严格的煤矸石产品质量标准、生产工艺标准和环保排放标准，引导企业提高产品质量和技术水平。同时，加强对煤矸石资源化利用项目的审批和监管，确保项目符合国家和地方的相关要求。

欲了解煤矸石资源化利用行业深度分析，请点击查看中研普华产业研究院发布的《2024-2029年中国煤矸石资源化利用行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》。