在碳达峰目标倒逼、传统治理模式亟待突破的背景下，一场以太原古交煤矸石资源化利用协同生态修复项目为核心的“全成土革命”，正为山西2030碳达峰目标注入强劲动能。从“末端处置”到“生态回归”的路径升级，从“固废包袱”到“碳汇资产”的价值重塑，古交模式以技术创新为核心驱动力、以制度协同为重要支撑，构建起“无害化处置—资源化利用—碳汇增益”的三维治理体系，既破解了煤矸石规模化利用的行业共性难题，更为能源大省实现生态效益与碳减排目标的双赢提供了可复制、可推广的实践样本，成为山西碳达峰战略中极具示范意义的绿色标杆。
太原古交煤矸石资源化利用协同生态修复项目的横空出世，为山西破解“固废治理与碳达峰协同推进”的现实难题提供了全新路径。
古交模式的技术革新：从“固废”到“全成土”的碳汇赋能
2024年10月，太原古交市西曲街道石炭咀村与港立村交界处的无名沟，成为山西煤矸石治理的“技术试验场”。由生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心、自然资源部国土整治中心、中国科学院地理科学与资源研究所等单位联合组建的科研团队，在此启动煤矸石资源化利用协同生态修复中试项目。经过近一年的技术攻坚，项目成功实现20万吨煤矸石的无害化处置与生态转化，创新构建“全固废—半成土—全成土”的生态回归新模式，其核心技术创新精准直击碳达峰目标下的固废治理痛点，展现出显著的技术优势与推广价值。
精准分选：碳减排的“减法革命”
煤矸石成分复杂，含硫量、热值、岩相差异显著，混合处理不仅难以实现无害化目标，更会造成资源价值浪费。古交模式率先采用“智能分选+分级分质”技术路径，破解了传统处理“一刀切”的弊端，为精准碳减排筑牢基础。
项目引入全国首台SPS脱害设备，集成X射线识别、人工智能算法与决策树模型，构建“场景适配+技术匹配+效益最优”的三维决策体系，对煤矸石实施高效分级分选。通过智能光电分选技术，实现矸石中有害物质95%的精准分离，针对不同类型矸石制定差异化处置路径：中高硫矸石接入土壤化改造流程，富铝矸石定向用于催化剂等高端材料制备，超低热值煤矸石（＜800kcal／kg）纳入“洗选—发电—灰渣消纳”闭环体系。这种“因材施教”的处理方式，既减少了后续加工环节的能源消耗与碳排放，又最大化释放了不同类型矸石的资源价值，为碳减排与资源化利用的协同推进提供了技术支撑。
在古交中试基地，分选后的矸石基质材料经破碎、分级等精准工序处理后整齐堆叠，杂质与有害成分已初步去除。“就像城市垃圾处理需要干湿分离一样，煤矸石的精准分选是实现低碳利用的前提。”项目技术负责人介绍，仅分选环节即可减少后续处理过程中30%以上的碳排放，同时大幅降低微生物改性的技术难度与能耗成本。
微生物改性：碳汇增益的“加法创新”
如果说精准分选是碳减排的“减法革命”，那么微生物改性技术便是古交模式实现碳汇赋能的“核心密码”。科研团队历经大量实验攻关，研发形成三大核心菌种体系，不仅实现煤矸石从“固废”到“全成土”的质变，更构建起可持续的碳汇系统。
针对高硫矸石自燃释碳、酸化污染的突出痛点，项目创新采用微生物固硫技术，筛选专用脱硫菌对矸石进行原位矿化处理。通过喷洒生物菌剂，将矸石中的硫化物转化为稳定矿物盐，从源头上抑制酸性淋溶水生成，同时阻隔氧气介入，彻底破解矸石山自燃释碳的行业难题。数据显示，经微生物固硫处理的矸石山，自燃风险降低98%，每万吨矸石每年可减少因自燃产生的二氧化碳排放约5000吨，同时避免二氧化硫对生态系统的破坏，有效保护周边植被的碳汇能力。
更具革命性的是，项目通过接种固氮菌、解磷菌、光合微藻等功能微生物群落，构建“微生物—植物”协同共生系统。这些微生物在生命活动中实现生物固碳、固氮、解磷，将无机碳转化为稳定的土壤有机质，既改良了土壤结构，又显著提升“全成土”的碳汇能力；同时依托碱性煤矸石的特性，通过矿化反应捕获并封存二氧化碳，形成无机碳酸盐固碳，构建起“固废处置—碳捕集—碳封存”的闭环体系。
在项目示范修复区，8亩“全成土”上已构建“本土树种—速生植被—耐性植被”的复合群落模式，油松、沙棘等植物长势良好，植被覆盖率达90%以上。监测数据显示，修复后的土壤有机质含量提升40%，每公顷每年可新增碳汇约12吨，相当于减少110吨二氧化碳排放。这种“以废治废、以废固碳”的创新模式，使煤矸石从碳排放源转变为碳汇载体，为碳达峰目标提供了全新的碳汇增量渠道。
闭环监管：碳减排长效性的“乘法保障”
固废治理的碳减排效益能否持续释放，关键在于全过程的精准监管。古交模式构建“政府备案—智能分选—过程监管—智慧监测—生态养护”的全流程闭环体系，通过技术赋能实现碳减排效果的可操作、可捕捉、可量化、可追溯，彻底破解传统治理“重建设、轻运维”的弊端。
项目在治理区域科学布设37个土壤监测点、6个水体监测点，构建覆盖温度、湿度、土壤pH值、碳含量等多指标的立体监测网络；同时集成温控技术与物联网平台，对矸石山温度、水土质量、地质稳定性实施24小时实时预警，确保治理效果长期稳定。在项目中控中心，电子屏实时显示各项监测数据，一旦出现温度异常、土壤酸化等迹象，系统将自动触发预警并启动干预措施，从根本上杜绝矸石山复燃与生态反弹，为碳减排效益的持续性提供坚实保障。
“碳减排不是一次性工程，而是贯穿全生命周期的长期任务。”项目负责人表示，闭环监管体系不仅确保当前治理效果，更通过持续的数据积累形成标准化的碳汇计量方法，为“全成土”碳汇后续纳入碳交易市场奠定基础，使煤矸石治理的碳减排效益真正转化为可交易、可增值的“碳资产”。
多路径转化：碳减排边界的“立体拓展”
古交模式并未局限于单一生态回填场景，而是构建多产业协同的碳减排布局，通过煤矸石的全价值链利用，最大化拓展碳减排边界。
依托“政企研”一体化协同创新平台，项目形成三大低碳利用路径：一是生态回填碳汇路径。将转化后的“全成土”定向用于采煤沉陷区、废弃矿坑的生态修复，重建植被生态系统，提升区域碳汇能力。目前古交项目已完成8亩示范修复，未来可推广应用于山西全省1.5万公顷矸石山治理，预计每年可新增碳汇约18万吨；二是高端材料低碳路径。聚焦富铝煤矸石，研发“机械破碎＋低温活化”预处理技术，生产煤矸石基催化剂等高端材料，替代传统高能耗生产的化工原料，降低产业链碳排放。据测算，每吨煤矸石基催化剂可替代传统催化剂减少约2吨二氧化碳排放；三是能源循环低碳路径。针对超低热值煤矸石，开发规模化脱碳燃烧技术，作为燃煤发电的补充燃料，同时实现灰渣闭环利用，减少化石能源消耗与固废堆存。参考中煤平朔安太堡热电项目实践，此类模式每年可消纳固废150万吨，减少约30万吨二氧化碳排放。
多路径转化模式使古交模式突破单一处置局限，形成覆盖生态、工业、能源等多领域的碳减排矩阵，为山西构建多元化碳减排体系提供了鲜活实践样本。
古交模式的多维价值：为山西碳达峰注入三重动能
古交煤矸石资源化利用协同生态修复项目的成功落地，不仅是技术层面的突破性进展，更在生态、经济、制度三大维度创造多重价值，为山西2030碳达峰目标提供全方位支撑，其示范意义远超项目本身。
生态价值：破解碳汇短板，筑牢黄河流域生态屏障
山西作为黄河流域重要的生态屏障，矸石山治理直接关系流域生态安全与碳汇能力提升。古交模式通过“全成土”生态转化，实现三大核心生态效益，为碳达峰奠定坚实生态基础。
其一，显著提升区域碳汇能力。项目示范修复区8亩“全成土”每年新增碳汇约96吨，按此推算，若山西15亿吨历史堆存煤矸石全部采用该技术转化，每年可新增碳汇约720万吨，相当于种植3.2亿棵成年树木的碳汇量，有效弥补煤炭产业造成的碳汇赤字。其二，修复受损生态系统。通过系统治理，矸石山从“生态包袱”转变为“绿色良田”，既解决土壤污染、水体污染等突出问题，又重建植物-微生物协同共生的生态系统，提升生态系统稳定性与固碳能力。监测数据显示，项目周边土壤pH值已恢复至6.5-7.5的适宜范围，地下水水质符合国家相关标准，昔日黑色荒坡已焕发生机。其三，保障黄河流域生态安全。古交地处汾河支流区域，项目通过精准控制矸石淋溶污染，有效保护地表水与地下水质量，减少对黄河流域的生态威胁，同时提升流域生态系统碳汇功能，为黄河流域生态保护和高质量发展贡献山西力量。
中国工程院王双明院士实地考察后评价：“基于高硫煤矸石植生基质的土壤重构研究是一项优秀的、高质量的科研成果，其生态价值不仅在于修复了局部环境，更在于为煤炭产区构建可持续碳汇体系提供了可行路径。”
经济价值：培育绿色新质生产力，激活碳汇经济新引擎
古交模式打破“环保投入是负担”的传统认知，通过技术创新将煤矸石转化为经济资产与碳汇资产，为山西培育绿色新质生产力，为碳达峰注入持续经济动力。
项目直接经济效益显著：古交中试基地年消纳煤矸石9.09万吨，减少堆存占地60亩，规模化推广后可年消纳1亿吨煤矸石，创造百亿级产值；核心技术单位山西坤泰环保科技集团与天津美腾智能科技合作成立合资公司，计划两年内投资20亿元，完成山西焦煤集团、晋能控股集团100个选煤厂矸石智能化改造，预计2027年净利润达1亿元，2029年申报上市，逐步形成以固废处置为核心的环保产业集群。
更具突破性的是，项目构建起全新碳汇经济模式。随着“全成土”碳汇量精准核算体系完善与碳交易市场成熟，煤矸石治理产生的碳汇将成为企业的“绿色财富”。按当前碳交易价格约60元/吨计算，古交模式每年新增的720万吨碳汇可实现4.32亿元碳资产价值，形成“环保投入—碳汇产出—经济回报”的良性循环，彻底转变企业参与固废治理的动力机制，使碳减排从“政策要求”转化为“市场自觉”。
此外，项目还创造显著间接经济效益：治理后释放的土地资源为山西产业转型升级提供发展空间；减少环境污染导致的治理成本与健康损失，降低社会总成本；煤矸石基催化剂、VOCs吸附材料等高端产品研发，延伸煤炭产业链条，提升产业附加值，为山西从“煤炭大省”向“煤炭强省”转型注入绿色动能。
制度价值：构建协同机制，完善碳达峰制度保障
古交模式的成功落地，离不开“政企研”协同创新机制与政策制度的有力支撑，其在制度层面的探索为山西碳达峰制度体系完善提供了宝贵经验。
项目创新构建“政府引导、企业主导、科研支撑、市场驱动”的协同治理格局：生态环境部、自然资源部等部门提供政策支持与标准指导，省属企业与民营企业投入资金和场地，科研机构提供技术研发与成果转化支撑，形成强大治理合力。这一机制有效破解传统治理中“政府单打独斗、企业动力不足、科研与实践脱节”的难题，为规模化碳减排项目落地提供坚实制度保障。
在政策创新层面，古交模式推动固废属性排除的法律实践。依据《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》第124条规定，项目处理后的“全成土”经无害化加工、符合产品标准且不危害生态安全，成功实现从“固废”到“产品”的法律属性转变。这一实践为修订完善相关法律法规提供鲜活样本，推动法律规制从“管制思维”向“赋能思维”转变，为更多固废资源化项目提供清晰法律路径。
同时，项目为山西碳达峰政策体系完善提供实践支撑。山西省印发的《固体废物污染防治攻坚行动方案》明确提出以“无废城市”建设为总抓手，推动大宗固废资源化利用，古交模式正是该方案的生动实践。项目形成的“监测诊断—系统治理—碳汇核算—市场转化”全链条制度框架，为能源大省碳达峰提供了坚实制度保障。
古交模式的实践充分证明，煤矸石治理绝非单纯的环保任务，而是兼具生态效益、经济效益与制度价值的绿色发展工程。在山西2030碳达峰的关键进程中，这一“全成土革命”正以技术创新破局、以制度协同护航，让黑色固废焕发绿色生机，为资源型地区转型提供可复制的“山西方案”，更向全球展示了“固废—固碳”协同发展的无限可能。（世界绿色设计组织传媒委员会副主席兼秘书长、中国网生态中国频道副总监、中国绿发会生态环境专项基金副主任兼秘书长刘景）
