中国煤炭工业可持续发展的系统分析_可持续发展论文

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“可持续发展”区别于传统的对环境与发展关系的认识，是一种全新的发展观，它的定义是：“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。”

对中国煤炭工业可持续进行系统分析，需要从可持续发展的观点分析中国煤炭工业的主要特点和问题，并在此基础上有针对性地全面分析该系统的要素结构、功能及构思完整的系统工程。

一、中国煤炭工业的几个主要特点和问题

（一）煤炭在一次能源的主体地位近50—60年难以改变

我国煤炭资源量占一次能源（指常规一次能源，以下同）总资源量的90%以上。根据专家预测，为保证我国国民经济的正常发展，2000年、2020年、2050年的原煤产量及占一次能源的比重分别为14亿t、21 亿t、26～28亿t及70%、68%、50%左右。从可持续发展的观点来看，虽然燃煤将带来严重的环境问题，煤炭不是理想的一次能源，但为保证能源供应的可靠性，必须立足国内自给，要用最大努力解决煤炭燃烧的环境污染及利用效率低的问题。

（二）煤炭资源的人均占有量偏低，资源条件差，消耗过快

据世界能源委员会《1992年能源资源调查》，1990年中国煤炭探明可采储量1145亿t，人均100t，仅相当于世界人均的1/2。从资源条件上看，包括赋存情况、地理分布及煤种，在世界主要产煤国家中，处于中等偏下的地位。此外，由于资源不计成本，无偿占用，煤炭资源采收率过低，综合采收率约为30%左右，对后代人满足其发展需要的能力将构成危害，必须采取有效的措施。

（三）大量开发煤炭及燃煤引起严重的环境污染

70年代以来，我国重视与加强了环保工作，限于经济及技术发展水平，投入不足，从总体上看，矿区环境容量逐渐缩小，城市大气污染尚未得到控制，主要表现为：

1.煤炭开采对土地资源的破坏。至1996年全国约有30万ha塌陷土地，平均每采万t煤塌陷土0.2ha，而目前复垦率只有16%。2.煤炭开采引起水资源的破坏及污染。如北方已有19%的岩溶水资源被煤矿排出，并使其受到不同程度的污染。3.煤炭开采产生煤矸积累已达15.75亿t，引起自然及环境污染。4.煤矿开采和加工、生产过程中排出的废水污染矿区附近的水源及江河湖海。5.煤炭开采排放甲烷污染大气及产生温室效应。我国煤炭工业的甲烷排放量约占世界煤炭开采排放甲烷总量的 1/3～1/4。6.燃煤引起的煤烟型污染是我国大气污染的主要类型，大气污染80%以上来源于煤炭燃烧。

（四）国有煤矿经济十分困难

有的专家指出，一个可持续发展的社会不可能建立在贫困、饥饿和生产停滞的基础上。同样，一个可持续发展的工业部门也不可能建立在经济十分困难的基础上。国有煤矿经济十分困难主要表现为相当一部分企业严重亏损，矿区社会发展严重滞后，其原因有历史的，有现实的，但历史原因是主要的。一是债务负担重。1985年实行“拨改”贷到1993年，国有重点煤矿贷款665.8亿元。由于国有煤矿一直实行严格的计划经济，国家将产品以低价调给各个部门，利润转移，无还贷能力，如今把债务压给企业，难以承受。二是离退休人员多，营业外支出与日俱增，企业负担不起。面对如此严重的经济困难，必须采取有效措施予以摆脱，否则煤矿的可持续发展难以起步。

（五）长期单一发展煤炭生产，产品结构亟待调整

我国煤炭工业长期单一发展煤炭生产，未能实行综合开发，把能够以煤为基础进行加工的电力、炼焦及煤化工等附加值高的下游产品人为地分割出去，造成产品结构极不合理。

根据国内外经验，实行综合开发并达到规模经营，可以使资源优势变为经济优势，带来远非煤炭企业一时、一事所产生的经济效益，是一条从根本上提高煤炭企业经济效益必由之路。

近几十年来，对煤炭实行综合开发，调整产品结构已引起决策层的重视，并在少数企业中取得成功，但从总体上看仍然是步履艰难，进展缓慢。究其原因，表面上看是资金及技术问题，实质是陈旧的思想观念及经济体制的束缚，而二者又是相辅相成的。令人鼓舞的是，现在经济体制已经开始向社会主义市场经济过渡，人们的陈旧思想也正在转变，为煤炭工业实行综合开发、调整产品结构带来了前所未有的机遇。可以设想，综合开发及调整产品结构步伐的加快，能从根本上提高煤矿的经济效益，为可持续发展奠定经济基础。

（六）多层次、多类型的煤矿亟待加强宏观调控

我国的国情决定了多层次、多类型的煤矿格局。多层次是指在管理体制上有国有重点煤矿、地方国有煤矿及乡镇煤矿。从类型上又分为大中小煤矿。在小型煤矿中包括现有设计能力的正规矿井及数万个手工开采的乡镇小煤矿。在向社会主义市场经济过渡的条件下，有关市场经济的法规、法律、政策不够健全，各层次、各类型的煤矿出现了不同程度的无序状态。如：部分国有煤矿由于经济困难出现了矿井失调、设备失修、技术倒退，乡镇煤矿发展失控，资源耗损过多。这些问题，亟待政府依靠法律、法规、产业政策、经济手段及行政干预，加强宏观调控，逐步从无序走向有序。

二、煤炭工业可持续发展系统的要素分析

系统要素的选择是系统分析的基础。根据《中国21世纪议程》及煤炭工业的特点和问题，选择可持续发展（指煤炭工业可持续发展，以下同）、经济（指煤炭经济，以下同）发展水平、社会（指矿区社会，以下同）发展水平、环境容量、资源承载程度、煤炭综合开发、洁净煤技术、少污染开采技术、环境保护措施、资源管理、团体及公众参与为系统的诸要素。这些要素相互依存、相互制约，又分别处于系统结构中的不同层次。现具体分析如下：

可持续发展。这是可持续发展系统要实现的主要目标。这个目标的定量，由于涉及到经济、社会、环境众多因素，只能探索运用模糊概念，可以设想把发展分为：传统发展，向可持续发展过渡，初级可持续发展及可持续发展。经济发展水平。经济发展水平有适当的增长速度，满足国民经济发展的需求，并有好的经济效益，可以用国民经济总产值等通用指标定量。矿区社会发展水平。矿区社会发展包括众多的内容。设想用矿区人口的平均受教育程度、住房面积等几个基本指标定量。环境容量。指矿区环境对煤炭开发的容量或承载程度。由于环境容量或承载程度均难以准确定量，对矿区环境用国家规定的排放废气废水达标率及土地塌陷后的复垦率衡量。资源承载程度。指煤炭资源在以煤为主的一次能源及原料的历史时期能否既满足当代人的需要，又不影响后人的需要。由于不确定因素很多，难以准确定量，在资源的保护方面，以国家规定的采收率为标准，在资源的勘探方面，能否保有近中远期发展所需的精查、详查及普查储量衡量。上述经济发展水平、社会发展水平、环境容量及资源承载程度，是相互依存、相互制约的四个要素，又是衡量煤炭工业可持续发展程度的四个主要指标。

煤炭综合开发。指以生产原煤为基础，综合开发一系列与原煤关联的系列产品。实行综合开发可彻底改变煤矿长期单一生产煤炭的模式，有效地调整产品结构，充分利用资源，提高结构效益，从根本上摆脱煤矿的经济困境。从可持续发展的观点来看，实行综合开发是提高可持续发展能力的重要途径。洁净煤技术。指在煤炭开发利用过程中，旨在减少污染与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制技术。因其包括众多内容，而又相互紧密相关，构成了一个完整的技术体系。该体系涉及到煤炭、电力、机械、化工等众多部门。作为煤炭部门研究煤炭工业可持续发展，应全面考虑研究开发洁净煤技术体系，但按目前部门分工的实际情况，要侧重研究开发煤炭的洗选加工、配煤、转化，也要研究燃烧及污染控制，并主动与相关部门协调。洁净煤技术的开发是解决环境污染关键技术。少污染的开采技术。这是一个正在探索的概念，指在开采过程采用的技术能对矿山环境减少污染以至不污染。如：在开发布局中研究有利于保护环境的方案；综合开发及开采的废物资源化技术；采用用人少、效率高、环境好的高产、高效采煤技术；改造乡镇煤矿的技术。环境保护措施。国家对总体的环境保护已制定了比较完整的法律、法规及政策、措施以及奋斗目标。这里提出的环境保护措施在于具体解决矿区环境保护问题。具体包括：矿区“三废”及噪声和污染防治；矿区土地复垦与水土流失控制对策；矿区环境恢复与重建；引入经济手段与市场机制，建立环境成本、排污补偿、污染权交易等制度。煤炭资源管理。通过加强煤炭资源管理，解决煤炭开发利用中的资源保护及资源勘探的保证等两个方面的问题。除加强资源立法外，要从明晰产权关系入手，建立地质勘探成果有偿使用及资源采矿权有偿出让的管理模式及符合市场经济要求的煤炭资源管理机制。团体及公众参与。实现可持续发展，必须依靠社会团体及公众的支持和参与。团体及公众参与可持续发展的决策过程及对实现过程的监督，需要一定的参与机制与方式。团体及公众主要包括工会及矿工、科技界，参与的具体内容包括上述诸因素。

三、建立煤炭工业可持续发展系统结构模型

建立煤炭工业可持续发展系统结构模型的目的在于科学地表达上述系统中诸因素相互依存、相互制约的关系，为构思一个完整的系统工程奠定基础。设想运用解释结构模型法，建立结构模型。这种方法比较适用于分析复杂的社会经济系统，其特点是把复杂系统分解为若干要素，再利用人们的经验和电子计算机的帮助，将系统构造成一个多级递阶的结构模型，具体的步骤是：①分析系统中诸要素之间的关系用可达矩阵表达；②在可达矩阵的基础上，建立结构模型。

（一）分析系统中诸要素之间的关系

将诸要素以s[,1]～s[,11]表达

可持续发展s[,1]；经济发展水平s[,2]；社会发展水平s[,3]；环境容量s[,4]；资源承载程度s[,5]；煤炭综合开发s[,6]；洁净煤技术s[,7]；少污染开采技术s[,8]；环境保护措施s[,9]；资源管理s[,10]；团体及公众参与s[,11]。

每一个要素作为1个节点，建立可达矩阵前要根据专家经验回答两节点相互的关系，并从以下可能的四种结果中选一种。

1）s[,i]～s[,j]：表示s[,i]与s[,j]互有关系。在结构图上形成相互反馈回路；2）s[,i]×s[,j]：表示s[,i]与s[,j]相互无关；3）s[,i]＞s[,j]：表示s[,i]促进s[,j]，s[,j]对s[,i]不起影响；4）s[,i]＜s[,j]：表示s[,j]促进s[,i]，s[,i]对s[,j]不起影响。

可达矩阵有一个重要特性，即推移率特性。当s[,i]经过单位长度通路可达到s[,k]，而s[,k]又可达到s[,j]时，则s[,i]必可达到s[,j]。

根据上述原则研究了s[,i]～s[,j]的两个关系。在可达矩阵中：

s[,ij]＝0表示s[,i]与s[,j]无关；

s[,ij]＝1表示i行的要素对于j列要素起影响作用，即在可达矩阵中，s[,i]可达s[,j]，但j列要素并不对i行要素起影响作用；

s[,ij]＝1，还表示s[,i]＝s[,j]。

据此，建立如下可达矩阵，如图1—1。

（二）在可达矩阵的基础上建立四级阶结构模型，各节点关系如图1—2。

图1—2

根据图1—2所示各要素关系，以要素名称代入相应位置，即得解释结构模型，如图1—3。

图1—3

可持续发展系统是一个具有四个等级的多级递阶结构。

可持续发展S[,1]位于一级，是系统的总目标。

经济发展水平S[,2]、社会发展水平S[,3]、环境容量S[,4]、资源承载程度S[,5]位处二级，是直接影响可持续发展总目标的四个基本要素。

综合开发S[,6]、洁净技术S[,7]、少污染开采技术S[,8]、环保措施S[,9]及资源管理S[,10]等五个要素位处三级，直接影响二级诸要素，并通过二级诸要素促进及影响一级总目标。这五个要素是提高可持续发展能力的激励要素。综合开发S[,5]能够提高产品结构效益，提高经济发展水平并促进社会发展水平；洁净煤技术S[,7]能够减少大气污染，增加环境容量；少污染开采技术S[,8]能够改善作业环境，提高环境容量，能够改善采煤方法，提高资源承载程度；环保措施S[,9]能够直接提高环境容量。资源管理S[,10]能够加强资源保护及增加保证程度，提高资源承载程度。团体与公众参与S[,11]位处四级能够直接促进及影响三级诸要素。

四、煤炭工业可持续发展系统工程的构思

（一）系统工程的框架

以上系统表达了系统内诸要素之间的关系。其中，有一级的总目标要素、二级的四个基本要素及三级和四级的六个促进、激励要素。但这还不能构成完整的系统工程，还要有评价、反馈及控制的内容，才能构成完整的系统工程，而且煤炭工业可持续发展系统存在于全国国民经济可持续发展的大系统之中，同时系统本身又包括了诸多的矿区可持续发展子系统。据此，构思的系统工程的框架如图1—4所示。

图1—4 煤炭工业可持续发展系统工程框架图

1.可持续发展取决于煤炭经济发展、社会发展与环境容量、资源承载程度等四个因素相互协调地发展。

2.系统的功能是发展，发展的方向不是唯一的，可能是牺牲环境及过多耗费资源的传统发展，也可能是可持续发展。现在人们的意愿和需要是可持续发展，因此将输出目标定为可持续发展。

3.为了促进和激励系统的诸因素能协调发展，走可持续发展道路，需要输入增强可持续发展的能力，主要包括：综合开发、洁净煤技术、少污染开采技术、环保措施及资源管理，这些管理及技术措施，都离不开团体及公众的参与。

4.对输出目标达到可持续发展的程度，要进行评价，评价结果经过鉴别偏差后，向宏观调控体系反馈信息。

5.宏观调控体系是系统的中枢。该体系由法律、法规、产业政策、经济手段及行政干预组成。根据反馈信息，采取各种手段向输入发出调控信息，调整增强可持续发展能力的结构及力度，强化促进及激励措施，使系统中的基本因素协调发展，达到可持续发展的目标。

6.国民经济可持续发展系统为煤炭工业可持续发展系统的上一层大系统。

7.各类矿区及其他子系统为煤炭工业可持续发展系统的子系统。

（二）可持续发展系统评价思路

1.评价的目的

从煤炭工业的总体上（宏观上）对该系统工程输出目标的认识与估计，对其价值能做出明确的判断，为由传统的发展向可持续发展的决策提供信息。

2.评价方法的选择

可持续发展是一个人和自然复合的十分复杂的大系统，涉及到经济、社会、环境、资源等诸多不确定因素，不可能用确定性的数学方法，又由于在可持续发展方面还没有具体实践，没有必要的统计资料，也不能用随机性的统计数学方法，唯一可以考虑运用的只有不确定性的模糊数学方法。而且近年来，国内外对于评价国民经济中复杂的社会经济系统，运用模糊数学理论的模糊综合评价方法已取一定的经验可供借鉴，为此选择了模糊评价方法。

3.评价指标体系的选定

考虑到煤炭工业是传统的发展还是可持续发展，取决于经济发展、社会发展、环境容量、资源承载能力等四个基本要素的发展是否协调。因此，以这四个基本要素作为评价可持续发展系统的基本指标。

在煤炭工业可持续发展结构中已表明促进与激励上述四个基本要素的主要措施为：综合开发、洁净煤技术、少污染开采技术、环保措施、资源管理和团体及公众参与。对这几项措施的实施程度可以用某些可以定量的指标来表达，因而这些定量的指标，也可以表达上述四个基本要素的发展状况，并以此为基础建立起评价指标体系。定量指标的选定是比较复杂的工作。在原则上：1）这些定量指标能够表征事物的特性，但又不宜过多，以致造成主次不清，给分配权重带来困难。2 ）指标的选定是煤炭工业系统比较通用的，而又是可以掌握的。3 ）定量指标应依靠专家经验集体确定。

根据上述原则，初步确定以下指标体系：