基于粗糙集的我国煤炭企业低碳经济 发展水平评价研究

来源: 未知 作者:Thesis 发布时间: 2020-11-26 12:53
论文地区:中国 论文语言:中文 论文类型:管理论文
煤炭在我国能源结构中占据着主导地位,是造成温室气体排放的最主要原因,煤炭 企业发展低碳经济势在必行,而科学地评价煤炭企业低碳经济发展水平是解决这一问题 的前提。准确地
煤炭在我国能源结构中占据着主导地位,是造成温室气体排放的最主要原因,煤炭 企业发展低碳经济势在必行,而科学地评价煤炭企业低碳经济发展水平是解决这一问题 的前提。准确地评价煤炭企业低碳化发展水平、深入剖析制约低碳化发展的关键因素与 关键环节,对煤炭企业制定有针对性的低碳化发展策略,促进低碳化目标的达成具有重 要的现实意义。
本文首先对国内外有关低碳经济的文献进行了梳理,通过与绿色经济、循环经济等 相关概念的对比分析,明晰了低碳经济的概念与特征;概述了和低碳经济相关的可持续 发展理论、环境库兹涅茨曲线、脱钩发展理论、外部性理论等理论,并对我国煤炭企业 低碳经济发展现状进行了分析与评价。在此基础上,遵循完备性、独立性、数据可获得 性、定性与定量相结合等原则,从低碳开采、资源利用、环境保护、科研创新四个方面 构建了包含17个指标的煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系,并进一步选取近年 来较为新颖的粗糙集评价法构建了评价模型。随后,利用该评价模型,以LY煤矿企业 2015年至2019年期间低碳经济发展数据作为样本,对该企业进行了实证评价。评价结 果表明:LY企业在2015年至2019年期间,低碳经济发展水平综合评价值逐年上升, 表明LY煤矿企业低碳经济发展良好,这与企业实际情况相符,在一定程度上验证了粗 糙集评价方法的有效性。此外,进一步的分析表明,万元产值水耗、“三废”综合利用、 煤肝石综合利用、环保投资比重等指标对LY煤矿企业实现低碳化发展具有重要的影响, 是I-Y企业发展低碳经济的关键因素,企业要注重对这些指标的监控。最后,根据上述 分析结果,本文提岀了 LY煤矿企业进一步提高低碳经济发展水平的几点建议。 关键词;煤炭企业;低碳经济;粗糙集;属性约简
研究类型:专题研究
Subject : Research on Evaluation of Low-carbon Economic Development Level of Coal Enterprises in China Based on Rough Set
Specialty : Accounting Name : Jia Xueying Instructor : Li Penglin
ABSTRACT
Coal occupies a dominant position in China's energy structure and is the most important cause of greenhouse gas emissions. It is imperative for coal companies to develop a low-carbon economy, and scientifically evaluating the development level of coal companies' low-carbon economy is the prerequisite for solving this problem. Accurately evaluating the low-carbon development level of coal enterprises, and in-depth analysis of the key factors and key links that restrict the development of low-carbon development are of great practical significance for coal companies to formulate targeted low-carbon development strategies and promote the achievement of low-carbon development goals.
This article first sorts out the domestic and foreign literature on low-carbon economy. Through comparative analysis with related concepts such as green economy and circular economy, it clarifies the concept and characteristics of low-carbon economy; outlines the sustainable development related to low-carbon economy theories, environmental Kuznets curve, decoupling development theory, externality theory and other theories have analyzed and evaluated the development status of China's coal enterprises' low-carbon economy. On this basis, following the principles of completeness, independence, data availability, qualitative and quantitative combination, a coal enterprise with 17 indicators has been constructed from four aspects of low-carbon mining, resource utilization, environmental protection, scientific research and innovation the evaluation index system of low-carbon economic development level, and further select the relatively new rough set evaluation method in recent years to construct the evaluation model. Subsequently, using the evaluation model, the LY coal mine enterprises' low carbon economic development data from 2015 to 2019 was used as a sample to conduct an empirical evaluation of the enterprise. The evaluation results show that: from 2015 to 2019, the comprehensive evaluation value of the low-carbon economic development level of LY enterprises has increased year by year, indicating that the low-carbon economy of LY coal mine enterprises is developing well, which is consistent with the actual situation of the enterprise, and has verified the rough set to a certain extent. Evaluate the effectiveness of the method. In addition, further analysis shows that water consumption per 10,000 yuan of output value, comprehensive utilization of "three wastes", comprehensive utilization of coal gangue, and the proportion of environmental protection investment have an important impact on the realization of low-carbon development of LY coal mine enterprises, which is the LY enterprise^ development of low-carbon economy the key factor, enterprises should pay attention to the monitoring of these indicators. Finally, based on the above analysis results, this article puts forward some suggestions for LY coal mine enterprises to further improve the development level of low-carbon economy. Keywords: Coal enterprise; Low carbon economy; Rough set; Attribute reduction Thesis : Monographic study
目录
1绪论 1
1.1研究背景和研究意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 2
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外研究现状 2
1.2.2国内研究现状 4
1.2.3研究现状评述 10
1.3研究内容和研究方法 11
1.3.1研究内容 11
1.3.2研究方法 12
1.3.3研究路径 12
2低碳经济相关理论 14
2.1低碳经济概念 14
2.2低碳经济理论基础 16
2.2.1可持续发展理论 17
2.2.2环境库兹涅茨曲线理论 17
2.2.3脫钩发展理论 18
2.2.4外部性理论 19
3我国煤炭企业低碳经济发展现状 21
3.1煤炭低碳开采现状 21
3.2资源综合利用现状 22
3.3节能减排技术现状 23
3.4环境治理现状 24
3.5低碳管理制度现状 25
4煤炭企业低碳经济发展水平评价模型构建 27
4.1评价指标体系构建 27
4.1.1构建评价指标体系的原则 27
4.1.2指标体系的构成 27
4.2评价方法介绍 31
4.2.1粗糙集基本概念 32
4.2.2属性约简与重要度 33
4.2.3粗糙集特点 34
5实证评价 36
5.1样本选取及数据来源 36
5.1.1样本选取 36
5.1.2数据来源 36
5.2 LY煤矿企业概况 36
5.3指标数据标准化处理 37
5.4指标属性约简 39
5.4.1低碳开采指标 39
5.4.2资源利用指标 40
5.4.3 环境保护指标 40
5.4.4科研创新指标 41
5.5确定指标权重 42
5.6评价结果分析 43
5.6.1指标权重分析 43
5.6.2综合评价分析 44
5.7 LY煤矿企业低碳经济发展建议 48
6结论与展望 49
6.1结论 49
6.2展望 49
致谢 51
参考文献 52
攻读硕士学位期间取得的成果 57
1绪论
1.1研究背景和研究意义
1.1.1研究背景
随着全球变暖以及生态系统的失衡,世界各国为了应对气候变化中减少温室气体排 放的要求,逐步减少煤炭的需求。整体来看,世界煤炭行业正向着洁净化、绿色化的方 向发展。加之近几年我国各地又出现了严重的雾霾天气,使空气中细颗粒物(PM2.5) 的浓度持续积聚,对人类安全生活和生产产生了危害,再一次对我国的能源企业提出了 新的挑战。而我国能源企业中最具有代表性的便是煤炭企业,煤炭是我国基础能源,在 一次能源构成中占70%左右,而且也是一种重要的基础工业原料,依据我国能源结构“富 煤、贫油、少气”的特点,虽然石油、天然气资源开采技术逐渐成熟,但是我国对煤炭 资源的依赖程度仍是很大,而传统的高污染、高消耗、低回收的方式又会带来严重的环 境问题。
为了解决这一问题,我国政府在《国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》中专 门提出:绿色发展是建设资源节约型、环境友好型社会作为加快经济转变的重要着力点, 贯彻节约资源和保护环境基本国策,节约能源,降低温室气体排放强度,发展循环经济, 推广低碳技术,健全节能减排激励约束机制等;并在《中共中央关于制定国民经济和社 会发展第十三个五年规划的建议》中指出推进能源革命,加快技术创新,建设清洁低碳、 安全高效的现代能源体系,对重点行业的碳排放进行控制等。在这一背景下,政府措施 的提出在一定程度上将会增加煤炭企业的成本,使越来越多的煤炭企业开始关注自身生 产模式和发展结构,如何在优化产业结构,保持生产力的基础上,又能减少对环境的污 染程度,这是当前煤炭企业面临的重大困难和挑战。
可见,发展低碳经济将是我国国民经济低碳化发展的必由之路,而在我国能源结构 中所处的地位决定了煤炭行业低碳化发展是实现低碳经济的重中之重,也表明煤炭企业 转变为“高效能、高效率、高回收、低消耗、低污染”的低碳经济发展方式是必然的, 将低碳经济的理念渗透到整个煤炭产业链中的各个环节,加速煤炭转型,促进煤炭企业 低碳经济的发展,从而推动我国国民经济绿色低碳化的发展。通过对煤炭行业有针对性 地评价分析,能够掌握当前煤炭企业低碳经济的发展水平,找出制约煤炭行业低碳化的 关键因素,为下一步制定科学化、合理化的路径和策略提供保证。因此,科学地评价我 国煤炭企业低碳经济发展水平是必要的,为制定煤炭行业低碳化制度奠定了基础,对推 动煤炭企业和国民经济具有重要意义。
1.1.2研究意义
本文对煤炭企业的低碳经济发展水平评价研究具有如下意义:
(1)有利于建立完善的煤炭行业低碳经济评价指标体系,科学评价煤炭企业低碳 经济发展现状。我国对低碳经济的研究起步较晚,构建低碳经济评价指标体系的研究还 处于初级发展阶段,对煤炭行业而言还没有统一的低碳经济评价指标体系的标准,因此, 建立起符合煤炭行业自身特点的低碳经济评价指标体系具有重要的意义。本文在以前学 者研究的基础上,将结合当前对于低碳经济的新要求,进一步构建煤炭行业低碳经济发 展水平评价指标体系,以期运用建立的评价指标体系对其进行横向和纵向的科学评价, 将企业实施低碳经济的实际效果和管理目标具体化,使评价结果更为直观、实际,将低 碳经济转变为具有可操作性、可量化、可对比的具体内容。
(2)有利于煤炭企业制定有针对性的政策,实现低碳化发展,提高经济效益。通 过科学评价煤炭企业低碳经济发展现状,发现低碳经济存在的问题,为企业制定相关低 碳经济发展水平的政策、措施或战略提供了明确的方向,加速低碳化发展,促进煤炭企 业及时调整产业结构,实施节能减排措施,使其能够形成投入少、产出多、污染少的模 式,提高企业经济效益,增强企业核心竞争力,提高能源的安全性。
(3)有利于促进国家整体上实现低碳经济。由于煤炭在我国能源结构中占据主导 地位,并与其他行业存在着紧密的联系,因此评价煤炭企业低碳经济发展非常重要,从 中发现煤炭企业低碳经济发展的关键性因素,推动煤炭企业低碳化发展,同时对其他行 业发展低碳经济起到了重要的基础性作用,并为国家制定低碳经济相关的政策和措施提 供了科学合理的保障,促进国家低碳经济总体上快速发展。
1.2国内外研究现状
低碳经济的研究首先要理解低碳经济的内涵,其次是影响因素,然后构建评价指标 体系、选取评价方法。基于低碳经济本身的研究过程,本文遵循这个思路,对国内外研 究现状进行了梳理。
1.2.1国外研究现状
(1)低碳经济内涵的研究
国外的低碳经济内涵最早是出现在《联合国气候变化框架条约》和《京都议定书》 中,以正式的政府文件形式出现是英国首相布莱尔的《我们能源的未来:创建低碳经济》。
英国的环境专家SternN (2010)提出低碳经济是一种正在兴起的经济发展模式, 其模式主要以市场机制为基础,以政策制定为动力,以此来推动节约能源技术、温室气 体减排技术等的开发、推广和应用,促使经济发展模式的转变,从而形成低碳排放、高 效能和低能耗的效果⑴。Toshihiko Nakata等(2010)认为低碳经济是减少能源消费中对 传统化石能源高度依赖的一种经济发展方式,并且提出低碳经济的发展是经济、能源和 环境三者的共同作用,这三者之间存在着紧密的内在联系,相互依存、相互制约⑵。 Charles Levy (2010)认为低碳经济的目的是降低大气中二氧化碳的浓度,通过高效率 利用化石能源、发展碳捕获或碳封存技术、制定碳金融和碳交易制度等来减少温室气体 的排放⑶。
其中较为认可的关于低碳经济内涵的提出是英国环境专家鲁宾斯德的观点(2008), 他认为低碳经济是一种新兴模式,通过科技的创新、政策的支持来推动对可再生能源的 开发和利用,从而减少对不可再生和高污染能源的使用,来达到节能减排、降低碳排放 的一种经济模式⑷。
(2)影响低碳经济因素的研究
有些国外学者以行业和气候变化为角度来分析低碳经济,Marco Mazzarino (2000) 通过比较静态的方法以及货币估值技术对运输业的碳排放量进行研究,研究发现运输业 的排放量约占到总排放量的三分之一左右,因此认为运输业是国家中碳排放量最大的行 业⑸。R • Rehan> M • Nehdi (2005)指出水泥行业是温室气体排放的主要行业之一, 并在清洁发展、联合履行、排放交易三个方面讨论了水泥业的未来发展前景⑹。Stern (2007)研究了低碳经济与气候变化之间的关联,提出了相应的减排目标以及减排的可 能性与政策建议⑺。
还有一些学者从GDP、能源消耗和碳排放三者关系的角度研究了低碳经济。Lantz 和Fang (2006)以加拿大为研究对象,回归分析了 1970年至2000年的人均GDP、人 口、技术和二氧化碳排放的大量数据,发现三者对低碳经济的不同程度的影响罔。 Ramakrishnan Ramanathan (2006)采用数据包络分析方法(即DEA方法)分析三者的 关系[9】。Ugur Soytas等人(2007)在GDP、能源消耗和碳排放之外,还采用了劳动力和 固定资本总额等变量来研究a】。
另外一些学者则从人口角度对低碳经济进行研究。Salvador Enrique Puliafito (2008) 使用模型分别对人口、GDP和能源消耗与碳排放量之间的关系进行研究分析go Pual Stretesky. Michael J Lynch (2009)选取了 1989年到2003年全世界169个国家作为研 究样本,探讨了各个国家人均碳排量与美国出口量之间的关系QI。Fan Ying等学者 (2006)则是选取了不同经济发展水平的国家,以这些国家1975年至2000年的人口、 经济和低碳技术为因素,对碳排放的影响进行了分析,得出这些因素对于不同发展水平 国家的碳排放的影响是不同的[⑶。PanX等(2019)以34个经合组织国家为研究对象, 利用符号回归法研究了影响碳排放强度的因素,结果发现,碳排放强度的影响因素因国 家的不同而存在差异,除了最重要影响因素GDP外,其次便是总人口和国际直接投资 [14] °
(3)低碳经济评价相关研究
国外对低碳经济评价的研究较早开始,国外学者更着重对低碳技术、低碳政策及碳 排放等领域的低碳经济进行专项研究,并且利用经济模型作为评价方法,对低碳经济发 展水平进行评价。
Mustafa (2005)量化评价了发达国家的能源密集型产业的转移效果,发现其取决于 市场结构的类型,能源密集型产业的大量转移对工业化国家的温室气体控制政策产生影 响,这将会导致更高的全球排放QI。
Lee (2007)基于灰色理论和投入产出理论,分析了在三种不同的碳税方案下碳减 排力度对经济的影响,为之后各国的碳税方案制定提供了有利的数据参考价值,同时也 将有利于各国能够更加合理地发挥碳税效果[⑹o
Druckman (2008)使用环境型投入产出模型来衡量英国在1990年至2004年之间实 现的二氧化碳减排量,并将其与生产角度进行了比较,分析出英国碳排放的情况"]。
Jyoti Parikh等学者(2009)按生产部门和家庭最终消费来分析印度经济中的2003 年至2004年的二氧化碳排放量,运用投入产出模型和社会核算矩阵,实证表明电力部 门是直接排放量最高的,其次是制造业、钢铁和公路运输[同。
Jia等人(2012)利用TOPSIS模型评价低碳经济,并用模糊层次分析法来确定指标 权重,以此来评价选取的47个国家的低碳经济发展水平。结果表明其评价低碳发展水 平是非常有用的,对某些项目做出决策时具有一定的指导意义,并提出了一些合理的政 策建议a】。
Jakob Zinck Thellufsen> Henrik Lund (2015)运用系统的方法对丹麦能源节约进行 研究,指出要确定其能源系统中的协同效应,应该对整个能源系统进行分析,对节约不 同类型能源之间的协同效应进行了研究㈤]。
Mao、Duan等人(2017)站在运输基础设施角度,利用生命周期的评价方法量化了 城市道路的碳足迹,以深圳市为例,对影响深圳市碳排放的道路建设、维护等进行分析, 从中找到大城市道路的碳足迹,为减少运输业二氧化碳排放提供借鉴,同时也为其他城 市量化碳足迹提供了参考0]。
1.2.2国内研究现状
(1)低碳经济内涵的研究
庄贵阳(2005)基于技术经济特征的角度认为发展低碳经济有利于我国转变经济增 长方式和环境保护,以高能效和清洁能源结构为本质,以能源技术创新和制度创新为核 心,并认为它与我国转变经济增长方式、节约资源、提高效率、调整能源结构、降低污 染排放等做法是一致的QI。
付允、马永欢等学者(2008)认为虽然每个学者的研究角度不同,但是他们都表达 了相同的含义,即低碳经济是在不影响经济和社会发展的前提下,通过技术创新和体制 创新来尽可能减少温室气体排放,从而减缓全球气候变化,并实现清洁、可持续的经济 和社会发展。同时提出了一种以“三低三高”为基础,低碳发展为方向,节能减排为方 式,碳中和技术为方法的绿色经济发展模式Q]。
金乐琴、刘瑞(2009)认为低碳经济是为应对全球气候变化,由发达国家提出的一 种新的经济发展模式,它强调以较少的温室气体排放获得较大的经济产出,这与可持续 发展理念和资源节约型、环境友好型社会的要求是一致的,并且具有综合性、战略性、 全球性三个重要特征0]。
徐南、陆成林(2010)提出我国正处于工业化和城市化的关键阶段,低碳经济应该 有更加丰富的内涵,便分别从可持续发展、碳循环、能源和技术四个角度来阐述和比较, 认为广义的低碳经济是以低排放、低能耗、低污染为标志的绿色生态经济模式,目标是 控制碳排放,维持生物圈碳平衡;实质是提高能源利用效率和创建清洁能源结构;核心 是技术创新、制度创新和发展观的转变。并且提出低碳经济具有先进性、创新性和阶段 性三个主要特征0]。
潘家华、郑艳等(2010)认为低碳经济是一种经济形态,目标是低碳高增长,强调 的是发展模式,可以通过技术发展和制度约束来实现,表现为提高能源效率、优化能源 结构以及理性消费行为。以低碳技术为竞争点,强调低碳并不是目的,而只是手段,重 要的是要保障人文发展目标的实现。并提出低碳转型过程具有阶段性特征,这种阶段性 特征可以用碳排放弹性指标即碳排放增长速度和GDP增长率的比值来表示[26]。
姚逊(2011)认为低碳经济的核心是通过调整体制机制,促进高能效、低排放技术 的创新和应用,从而提高全球的能源效率水平,减少温室气体的排放。并对低碳经济进 行了较为细致的解读,即低碳经济至少意味着高效率的工业生产和能源转化、能源供应 中的可再生能源的比重、交通领域的高能效和低排放、办公生活领域的节能[27]。
陈跃(2013)将低碳经济的概念分为两种,一种站在广义的角度上,低碳经济是一 种具有高度生态可持续性的新经济形式,其目标是将人类社会从现代工业文明转变为生 态文明,强调其目的性;另一种是狭义的概念,即低碳经济是一种减少资源、能源消耗 与碳排放量时,同期保持甚至提高经济活力和竞争力的发展模式,是实现人类发展与自 然和谐相处的一种手段,强调其手段性。并对这两种低碳经济概念进行了辨析,认为狭 义视角下的低碳经济概念更强调低碳经济的阶段性,符合当下低碳发展的手段和要求, 对推进区域低碳转型意义更大,更具有指导作用陈]。
吕学都、王艳等人(2013)认为低碳经济是一种新经济形式,它包括环境、能源、 经济这三个方面,以环境保护为基础,通过技术创新和体制创新来推动传统的生产、生 活和消费观念的转变,使用清洁能源,并提高能源和资源利用效率来减少能源消耗、废 物排放,实现节能减排。其发展的目的是在实现社会经济发展和保护生态环境的同时, 减缓气候变化,促进人类的可持续发展[29】。
崔宁(2017)指出低碳经济是一种经济发展模式,与传统的经济发展方式截然不同, 其特点在于以优化能源结构和产业结构为理念,开展生产活动,创新技术,开发新能源, 通过节能减排来抑制传统经济发展方式的恶性影响卩0】。
(2)影响低碳经济因素的研究
朱勤(2009)认为经济产出规模、人口规模、产业结构、能源结构及能源效率等因 素对碳排放具有影响,因素分解模型按照扩展的卡亚恒等式建立,对因素LMDI分解, 并对其碳排放主要因素的作用原理进行研究,并且通过计算出贡献率进行顺序排列。结 果表明:经济产出效应对我国该阶段的能源消费碳排放的贡献率的数值最大,之后依次 是能源强度、人口规模、产业结构和能源结构卩1]。
孙慧宗、李久明(2010)对我国城市化与碳能源消费中二氧化碳的碳排放量进行协 整分析,以1978年至2006年的统计数据为依据,并运用Granger因果关系检验的方法, 反映经济发展过程中城市化与二氧化碳排放量之间的规律性变化。结果表明,城市化与 二氧化碳排放量之间存在着长期稳定的均衡关系,具有一定的协整关系,并且城市化是 二氧化碳排放量的Granger原因〔辺。
林伯强和刘希颖(2010)以2010年至2020年中国二氧化碳排放量为基础,研究其 增长的静态和动态变动情况,结果表明:影响二氧化碳排放的最主要的因素是人均国内 生产总值和能源强度,随后顺序为能源消费碳强度、城市化和水泥产量⑴】。
艾小娟(2011)认为低碳经济的发展受到自然条件、经济发展阶段、产业技术水平 的制约和影响,并需全球范围的国际合作。并提出我国低碳排放技术水平参差不齐,研 发和创新能力有限,这也是我国由“高碳”经济向“低碳”转型的最大挑战hl。
王莉、何跃(2012)使用碳排放量分解模型、GMDH数据组合处理方法对经济、 资源、环境、社会等方面的17个影响因素进行分析。以我国1995年至2009年的统计 数据为依据,实证表明:人均GDP、城镇居民家庭人均可支配收入、农村居民家庭人均 纯收入、第三产业产值占GDP的比重、第三产业从业人员比重、煤炭占能源消费总量 的比重和水电、核电、风电占能源消费总量的比重是影响我国低碳经济发展的七个主要 因素[均。
赵忠、任俊义、黄婉澈(2013)在影响碳排放的因素包括能源消费结构、能源效率、 经济发展因素的基础上,提出了产业因素也是影响碳排放量的重要因素,并基于2000 年至2010年山东省碳排放量的数值,分析了山东省碳排放的现状和影响碳排放的因素, 并提出了加速发展山东省低碳经济发展的政策建议[殉。
贾登勋、黄杰(2014)测算了我国30个省(市)区2000年至2001年的低碳经济 发展效率,并用面板Tobit模型对影响低碳经济发展的相关因素进行探索,研究发现: 产业结构、经济发展水平、能源消费结构和能源消耗强度均与低碳经济发展水平呈负相 关关系,城镇化对低碳经济的发展有正向的影响卩7]。
段梅(2015)根据联合国政府间气候变化专门委员会公布的二氧化碳排放方程以及 TOPSIS模型,对2011年的30个省市的碳排放估测数据进行研究,结果发现中国低碳 经济发展能力的总体效率、能源消费弹性和环境支撑能力对低碳经济发展能力影响较 大,部分省市低碳经济发展能力与低碳经济和生活环境保护的概念导向不同有关[涸。
王吉哲(2016)将影响我国低碳经济发展的因素分为有利因素和不利因素。有利因 素包括政治基础中党和国家的政策、经济基础中改革开放的发展成果;不利因素包括能 源消费结构不合理、产业结构发展不均衡、政策体制建设不完善卩9】。
王喜、周伯燕等人(2016)在分析中原经济区低碳经济发展的影响因素时,认为低 碳经济发展的主要目标是在保障经济和社会健康发展的前提下,有效降低或减少碳排 放,因此影响碳排放变化的能源消耗强度、产业结构、经济发展、人口增长、碳排放系 数等因素是低碳经济发展的主要因素,此外,技术进步、国家政策、居民消费模式、城 镇化等也是影响低碳经济发展的重要因素,并将以上因素分为经济、社会、资源环境及 其他四类购。
郑宝华、刘东皇(2017)以我国区域低碳经济效率的动态变化为特点,发现外商直 接投资、第三产业占比、研发投入都与低碳经济效率呈显著的正向关系;能源结构中煤 炭的使用占比对我国区域低碳经济有显著的负向关系HU。
郭晓玲和李凯(2017)将能源、经济和环境因素纳入煤炭企业低碳经济效率评价体 系中,通过构建Tobit模型对煤炭上市公司低碳经济效率的影响因素进行回归分析。结 果表明:从投入产出效率角度来看,我国煤炭上市公司低碳经济效率的提高主要依靠技 术进步驱动,而规模效率整体水平偏低且有待提升;另一方面从影响因素看,企业规模 和环保投入力度对促进低碳经济发展具有积极作用,内部管理成本和对外开放程度对发 展低碳经济效率具有负面作用,企业研发水平和市场势力对低碳经济的发展没有重大显 著的影响[42】。
王予波(2018)认为影响低碳经济发展的因素有很多,主要包括生态环境、人文素 养、产业结构、社会经济发展等几个方面⑷】。万兴伟、王秋敏、孟欣(2018)基于扩展 的STIRPAT模型探讨中国发展低碳经济的主要影响因素,实证研究发现:人口数量、 人均国内生产总值、能源强度、单位能耗碳排放量对碳排放总量有显著正向影响,城市 化水平和能源消费结构对碳排放总量有显著负向影响,而产业结构、国际贸易分工对碳 排放量影响不显著屮]。
孙永波、高帅(2019)对我国能源生产与消费总量情况进行描述,分析了我国能源 生产和消费情况及我国低碳经济发展下的能源消费结构,研究表明能源生产与消费总量 供需不平衡、煤炭能源消费所占比重较大、清洁能源和高科技能源所占比重严重不足等 都是限制我国能源安全的因素。并且从技术和管理两个方面提出加强能源利用,扩大对 外开放水平,着力提升科技创新能力,发展新能源新技术,最终实现保障能源安全的目 标昭。
(3)低碳经济评价相关研究
在构建低碳经济评价指标体系时,因为每个学者对低碳经济的理解因研究领域和考 虑因素的不同,使得指标的选择存在着差异,所以并没有统一规定的指标体系,各个指 标体系的构建都具有自身研究的针对性。评价方法上包括层次分析法(简称“AHP”)、 因子分析法、主成分分析法、模糊层次法、TOPSIS.爛权法、数据包络分析法(简称 “DEA”)等。
付加锋、庄贵阳等(2010)从低碳产出、低碳消费、低碳资源、低碳政策和低碳环 境五个方面构建了评价指标体系,包括碳生产力、居民消费碳排放、碳汇密度、碳税政 策等共14个指标,以期能够横向比较各国或经济体离低碳经济目标的差距以及纵向比 较各国或经济体向低碳经济转型的努力程度,并结合层次分析法与数据包络分析法方法 确定各指标权重,进而计算得出低碳经济总体评价结果H6]。
李晓燕、邓玲(2010)以我国四个直辖市为评价对象,从目标层、准则层和指标层 三个系统层次进行城市低碳经济发展综合评价指标体系构架,准则层包括经济系统、科 技系统、社会系统和环境系统四个方面,依据这四个方面指标层选取出包含人均GDP、 能源消费弹性系数、温室气体捕获与封存比例、单位GDP能耗、居民低碳理念及普及 率、森林覆盖率、农村居民纯收入、城镇可支配收入、恩格尔系数等27个指标,结合 模糊层次分析法和主成分分析法进行分析和比较,并对每个直辖市存在的问题提出了建 议阿。
肖翠仙、唐善茂(2011)通过建立多指标的城市低碳经济评价指标体系,从经济发 展指标、能耗、排放指标、技术发展指标、低碳产业指标、社会发展指标、低碳资源环 境发展指标、低碳科教普及指标共七个方面包含51个指标,以广西梧州市为例,利用 层次分析法进行实证分析,综合得出广西梧州市低碳经济的发展水平,并提出了该市发 展城市低碳经济的政策建议郎]。
徐君和马栋栋(2012)基于投入产出角度,从低碳技术、低碳教育、碳排放量、净 利润和低碳产品营业收入等方面构建了煤炭企业低碳经济的评价指标体系,并运用数据 包络分析方法,最终得出:煤炭企业发展低碳经济主要依赖于低碳技术的设备引进、低 碳教育的加强和人才的引进,同时尽量减少碳排放,保持企业效益不变〔49]。
阳玉香(2012)从低碳能耗水平、低碳技术水平、经济发展水平、社会支撑水平、 自然环境水平五个方面构建了低碳经济发展水平的评价指标体系,并将因子分析法和层 次分析法相结合,综合评价了我国三十个省市的低碳经济发展水平a】。
郑仕华(2013)按照构建评价体系的要求,从经济、社会、技术、环境、动态发展 等几方面建立了我国省域低碳经济发展评价指标体系,利用主成分分析和因子分析法对 其进行测算,发现我国省域低碳经济的发展呈现出阶梯状特征,并将其进行聚类分析分 为四个层次:低碳区、次低碳区、相对高碳区和高碳区⑶]。
袁晓玲、雷厉等人(2013)以我国29个省份和东、中、西三大区域为评价对象, 从低碳排放和发展能力两个层面选取了碳生产率、人均碳排放、人均绿地面积、人均 GDP、城市化率、高中以上学历人口比重等17个指标,并利用TOPSIS方法分别从整 体水平、省际间水平、东中西三大区域间水平进行了分析,并提出了相应的建议Q]。
刘圣源(2014)选取经济发展、低碳技术以及低碳环境三大子系统及影响低碳经济 的十二项评价指标,运用因子分析法进行赋权,构建省域低碳经济综合评价体系,并对 东部沿海地区5省份2012年低碳经济发展水平进行分析,研究5省份低碳经济发展水 平的整体进度,并进行横向比较[呵。
李沙浪(2014)采用TOPSIS模型对2004至2011年30个省份低碳经济发展情况进 行综合评价,通过空间面板计量模型进一步研究低碳经济中TOPSIS评价值与产业结构、 贸易结构、财政支出、城市化进程等因素的内在关联,并对评价结果深入分析,弥补了 传统低碳经济发展评价研究中只关注评价指标选取与评价模型设计的不足,为省级低碳 经济发展提供一定支持[刑。
王宗军、戴文婕、叶靖(2015)依据目标层、系统层、准则层、指标层四个层级建 立评价指标体系。目标层为省域低碳经济发展系统;系统层围绕碳排放选取了经济发展、 资源禀赋、低碳投入三个子系统;准则层包括六个维度:碳排放规模、碳排放质量、碳 源控制、碳汇建设、经费投入、技术投入;指标层选取了人均碳排放量(碳足迹)、碳 生产力、森林覆盖率等11个指标。并使用一致性组合方法构建和评价低碳经济发展水 平[55]。
陈芳琴、杨荣华、宋慧琳(2016)从经济水平、技术水平、资源生态水平和产出消 费水平四个方面选取24项具体指标构建了低碳经济综合评价指标体系,利用层次分析 法对江西2002年至2014年的低碳经济情况进行综合评价,并且根据综合评价结果,从 优化产业结构、推动技术进步、发展低碳农业和推广低碳生产生活方式等方面提出江西 发展低碳经济的路径[旳。
谢志祥、秦耀辰等人(2017)从投入和产出两个方面建立了低碳经济发展绩效评价 指标体系,投入指标从交通、绿化、土地、劳动力、资金、能源等几方面选取,产出指 标从环境和经济两个方面选取。运用DEA模型和Malmquist全要素生产率指数,从静 态和动态两个方面对2000年至2014年我国31个省级区域的低碳经济发展绩效进行评 价,在此基础上,采用Tobit回归模型分析低碳经济发展绩效的影响因素,为相关部门 的决策提供了参考[切。
刘娅萍(2017)基于DPSIR模型从驱动力、压力、状态、影响和响应五个方面建 立低碳经济发展水平评价指标体系,选取了人均地区生产总值、城镇化率、单位GDP 消耗、人均能源消耗量、单位GDP碳排放量、第三产业占GDP比重、城镇居民家庭恩 格尔系数、城镇人口登记失业率、工业固体废物综合利用率、R&D经费占GDP比重等 21个评价指标,运用TOPSIS法对2005到2015年浙江省低碳经济发展水平进行评价与 分析,为浙江省发展低碳经济提供决策参考歩1。
史学飞等(2018)建立包括经济、社会、环境、碳排放等方面的指标体系,将主成 分分析法与癇值法结合,评估了天津从2000年到2015年间的低碳经济发展水平,结果 发现对天津低碳经济发展水平产生主要影响的因素是环境水平、低碳产业水平和居民生 活水平,并依据实证分析结果,从优化低碳市场环境、调整产业结构、倡导低碳生活、 鼓励低碳出行四方面提出有利于天津市发展低碳经济的对策和建议a】。
谷月、杨力(2018)构建了从经济技术、社会发展、生态环境、能源排放四个方面 的城市低碳经济发展水平评价指标体系,运用纵横向拉开档次对安徽省16个地级市 2011年至2015年低碳经济发展水平进行动态综合评价分析,并利用余期望系数对其低 碳经济发展水平差异进行了测算与分析a】。
黄敦平、孟雨晴(2019)从经济发展、产业控制、能源利用、环境建设四个方面选 取了人均GDP、城镇居民消费水平、第三产业比重、废水排放总量、绿化覆盖率等13 个指标构成评价体系,采用因子分析法评价河南省各地市低碳经济发展水平,并进一步 利用聚类分析将河南省各地市按照低碳经济发展水平高低划分为三类,为河南省发展低 碳经济制定相应对策提供了参考⑹]o
李东起(2019)以低碳经济为导向选择了经济、社会、环境及综合评价指标,结合 T钢铁企业实际经营状况,构建了T钢铁企业“三重绩效”综合绩效评价体系,用突变 级数法将各种数据结合计算出绩效量化的数据,合理化分析企业的绩效评价,结合评价 结果提出具有针对性和可操作性的建议,并对此次研究的创新和改进的地方进行了总 结,提出之后对相关方面的研究方向g]。
1.2.3研究现状评述
通过对上述国内外研究现状的梳理,我们可以发现当前的研究呈现如下特点:
第一,虽然国内外学者研究的角度和领域不同,但是对于低碳经济内涵具有一致性。 他们认为低碳经济是通过科技的创新、政策的支持,实现能源的高效利用、清洁能源的 开发利用,最大限度地减少碳排放,以缓解全球气候变暖问题,逐渐向以低能耗、低污 染、低排放转变的一种新兴模式。
第二,在低碳经济发展水平评价指标体系构建中,国内外学者从多角度对指标进行 选取,但因研究对象的经济、社会、环境、技术、人口等方面的不同,对所选取的指标 也存在着千差万别,因此,国内外学者并没有一个统一的低碳经济发展水平评价指标体 系。但随着经济发展、社会变革以及低碳经济理论的不断发展,一些新的指标也逐渐加 入评价体系中,女口:低碳制度、低碳意识、低碳文化等,这些与时俱进的指标对现有的 低碳经济发展水平评价体系作出了适当的优化和调整,使得评价指标体系更为完善和全 面。
第三,通过文献可以看出,在选取低碳经济评价指标体系的方法时,根据选择的模 型或权重系数方法的不同,评价方法被分为主观赋权法和客观赋权法,但都有其局限性。 在分配指标权重的过程中,主观赋权法一般是专家根据自己的专业性经验给出指标的相 对重要性,具有一定的主观随意性;而客观赋权法要依据大量足够的样本数据,而且可 能忽略评价者对不同属性指标的重视程度,因此,难以反映某些指标的重要性,导致数 据差异不明显,从而造成实证结果差异较大。
因此,本文将在上面研究的基础上,结合低碳经济的新要求,以煤炭企业为研究对 象,进一步完善低碳经济发展水平评价指标体系,使其指标体系更加完整和全面,在评 价方法上采取粗糙集方法,对煤炭企业低碳经济发展水平进行横向和纵向的科学评价。 粗糙集方法主要是用来分析和推理一些不完备信息,不需要通过预先给定某些特征或者 属性的数据描述,直接从给定问题的分类知识出发,仅根据观测数据,运用属性约简方 法删除冗余信息,根据属性重要度得出属性间的依赖性与重要性,所以对问题的不确定 性描述或处理可以说是比较客观的。利用此方法能够更具有针对性地解决煤炭企业低碳 经济的实际问题,为煤炭企业低碳经济综合评价提供衡量标准和参考依据,促进煤炭企 业实现经济低碳化发展。
1.3研究内容和研究方法
1.3.1研究内容
本文主要研究基于粗糙集的我国煤炭企业低碳经济发展水平评价研究,分为六部 分:
第一章:绪论。这部分对本文的研究背景及研究意义进行说明,阐述了国内外研究 综述,并简要地概述了本文研究内容、研究方法和研究路径,为后续的工作提供了前提。
第二章:低碳经济相关理论。这部分详细介绍了低碳经济概念的界定、特征和与低 碳经济有关的理论基础。该部分通过介绍低碳经济的相关理论,为下文第三章、第四章 提供了理论基础。
第三章:我国煤炭企业低碳经济发展现状。这部分从煤炭企业的低碳开采、资源综 合利用、节能减排技术、环境治理、低碳管理制度五个方面对低碳经济现状进行分析, 为第四章评价指标体系的构建指明了方向。
第四章:煤炭企业低碳经济发展水平评价模型构建。这部分依据构建指标体系的原 则,从低碳开采、资源利用、环境保护、科研创新四个方面选取了 17个指标进行指标 体系构建,介绍了各指标的含义及计算公式。并选取了粗糙集作为评价方法,介绍了粗 糙集的基本概念、属性约简与重要度以及粗糙集特点,给实证评价明确了评价方法。
第五章:实证评价。这部分通过选取LY煤矿企业2015年至2019年低碳经济发展 水平的数据作为样本,运用粗糙集评价方法进行指标属性约简、确定指标权重,并对评 价结果进行分析,进一步验证粗糙集评价方法的有效性,并提出建议。
第六章:结论与展望。这部分根据本文得出结论,并提出展望。
1.3.2研究方法
(1)文献研究法
通过阅读大量有关低碳经济的国内外文献,对文献进行归纳、梳理,了解当前煤炭 企业低碳经济发展研究现状,将已有的相关研究运用到本文当中,奠定了研究的理论基 础。
(2)实证研究法
查阅大量统计资料,收集评价指标数据,运用粗糙集对我国煤炭企业的低碳经济发 展水平进行评价,并对实证结果进行分析,验证评价指标体系的有效性和评价方法的可 行性。
(3)实地调研法
构建煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系时,针对定量的数据,若不能通过国 泰安数据库、Wind数据库和《中国统计年鉴》获得,则需要去煤炭企业进行实地调研, 对相关数据进行收集,以保证数据的完整性。
1.3.3研究路径
本文研究路径图如图1.1所示。
 
 
2低碳经济相关理论
2.1低碳经济概念
虽然有生物质能、风能、太阳能、水能、地热能、化石能、核能等能源的开发和利 用,推动着社会从原始社会的农业文明走向现代化的工业文明,但是,新能源的开发利 用技术还不完善,还是需要依靠大量化石能源等常规能源,由此产生大量的环境问题, 如:废水污染、光化学烟雾、酸雨、氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳等。人类对于这些 环境问题后果的认识也不断更新,在全球气候变暖的背景下,以低能耗、低污染为基础 的“低碳经济”已成为全球热点,其概念也应运而生。但是由于目前各个国家对于低碳 经济的定义是以能源与经济的关系研究为基础,对低碳经济发展过程中低碳的理解和认 知有很明显的地域特征,因此,到目前为止全球对于低碳经济还没有统一的概念。
在国际上,1992年《联合国气候变化框架公约》和1997年《京都协议书》中都较 早对低碳经济进行了系统阐述。直到2003年英国《我们能源的未来:创建低碳经济》 中首次在政府公文中提出低碳经济这一概念,才引起国际社会的普遍关注。但是能源白 皮书也没有准确定义出低碳经济,只是指出低碳经济可通过降低对自然资源的消费损 耗,减少对环境污染,以此来得到更多的经济产出,为更高生活水平和质量提供了方式 和机会,也为先进技术的开发、应用和出口创造了途径,同样也激发出新的商业机会和 就业机会[冋。
英国环境专家鲁宾斯德提出的低碳经济的概念得到了广泛地使用,他认为低碳经济 是经济发展模式中一种新兴的方式,以市场机制为基础,以科技为手段,结合相关的制 度和政策的支持来推动对可再生能源的开发和利用,从而减少对不可再生和高污染能源 的利用,来达到节能减排、降低碳排放的目标,形成低能耗、低排放、高能效的发展模 式叫
在亚太经合组织第十五次领导人会议上,国家主席胡锦涛秉承着对人类和未来高度 负责任的态度,提出了关于人民福祉的四项建议,其中就明确表达了发展低碳经济这一 主张。中国环境与发展国际合作委员会(CCICED)报告指出:低碳经济是后工业社会 出现的一种经济形式,其目的是让温室气体排放降低到标准水平,以此减少气候变化对 国家经济和国民生活的不利影响,从而对全世界人类居住的环境起到可持续的保障作用 [65]。
李玉婷认为低碳经济通常是以三低为特点的发展模式,即低能耗、低污染、低排放, 是为了应对气候变化,形成能源安全保障和经济社会可持续发展的世界发展新格局[66]。 刘传江认为从高碳经济向绝对低碳经济的转型一般依次经历三个“过山车”分别为碳排 
放强度、人均碳排放量、碳排放总量,其先后从不断上升向稳定下降方向转变,直到实 现区域的零碳排放,这个过程就是低碳经济⑹】。李胜等人认为低碳经济包括四个环节分 别为低碳生产、低碳流通、低碳分配和低碳消费,其核心内涵是提升和完善节能技术、 可再生能源技术、温室气体减排技术,在市场运行机制的基础上结合相关的创新性政策 和制度,建立低碳能源体系和产业结构,促进低碳在这四个环节的发展[网。
在上述概念的基础上,可以将低碳经济理解为一种经济发展方式,通过低碳技术和 低碳制度,促进产业转型,减少自然资源消耗,提高能源利用效率,减少温室气体排放, 使得经济效益和环境效益达到双赢、和谐发展的目标。
在理解低碳经济时,绿色经济和循环经济的概念频繁出现。绿色经济是在自然资源 可持续发展的前提下,正确处理人与自然以及人与人之间的关系,在自然资源可承受的 范围内,实现经济、社会和环境的可持续发展,形成资源节约型和环境友好型经济。绿 色经济多关注的是以人为本,人与自然相处的状态,环境保护是发展绿色经济的出发点 和最终目的,其基本特征是低消耗、低排放、低污染、高效率、高循环。循环经济主要 是指物质的循环再生利用过程,通过实施减量化、再利用、资源化的“3R”原则,促进 资源的高效循环利用,以此实现污染物的低排放甚至零排放,使其降低资源消耗和减少 环境成本,实现可持续发展,达到经济效益、环境效益和社会效益最大化。循环经济基 本特征是低消耗、低排放、高效率、再利用。通过绿色经济和循环经济的概念,可以发 现低碳经济中产业结构化、能源低碳化过程中对减少自然资源消耗和温室气体排放的要 求,是绿色经济的一个重要体现;而提高能源利用效率,新能源的开发和利用则是发展 循环经济的一个具体方式。由此可见,低碳经济是绿色经济、循环经济的进一步深入和 拓展。
绿色经济、循环经济、低碳经济这三者之间既有联系又有区别,在理论基础、追求 目的、技术手段等方面具有相同点。三者都基于生态经济理论和系统理论,结合了可持 续发展中的资源问题和环境问题,并着重将经济系统和生态系统的各个要素结合起来进 行综合调查和实施,找到经济效益和生态发展两者协调发展的平衡点,以实现生态经济 的优化目标;将保护和改善环境,建设环境友好型社会,形成可持续发展作为共同的目 的;技术上依靠生态技术既能满足经济发展要求,也能节约资源和能源,保护环境,提 高资源与能源利用效率,实现清洁生产。
同时,绿色经济、循环经济、低碳经济在以下几个方面存在差异。(1)研究侧重 点不同。绿色经济主要通过科学技术,实现对自然资源的可持续合理利用,包括绿色生 产、绿色流通和绿色分配等,使人和自然和谐相处。循环经济着眼于生产、流通、消费 整个过程的社会物质循环,运用自身的“3R”原则使得物质得到多次重复循环利用的同 时能够节约资源,达到最终环境保护的目的。低碳经济主要指能源行业和全球变暖,侧 重于实现清洁生产,减少能源消耗,提高能源综合利用效率,使其在一定程度上能够减 少碳排放,减少温室气体,尤其是在经济高速发展的时候,较低的碳排放能够缓解全球 气候变暖的情况。(2)控制端不同。绿色经济更加注重经济活动所产生的后果对环境 的影响,即绿色经济控制的是出口端。循环经济则是从资源的输入端和产生的废弃物、 污染物的出口端来控制,特别强调是对不可再生资源的输入影响。低碳经济关注能源的 输入端,通过清洁能源的输入,从开端就减少二氧化碳的排放[69]。(3)中心内容不同。 绿色经济的核心是人与自然,是寻找经济发展方式和自然持续发展两者协调发展的平衡 点,能够保障人与自然、人与环境的和谐共存,改善人类生活水平,提高生活质量。循 环经济的核心是物质的循环利用,以提高资源效率和环境效率,能够实现较少资源耗费 和较少的环境代价,发挥经济效益和社会发展的最大作用。低碳经济通过节能减排技术、 能源结构优化、能源消费观念转变等方式,达到低能耗、低污染、低排放的目标。(4) 政府干预不同。低碳经济面对的是温室气体导致的全球气候变暖问题,是全世界国家共 同但有区别的责任,因此需要各个国家的政府进行合作才能够控制和解决这一问题,包 括国家间签订的《京都议定书》、《哥本哈根协议》等都是为了推动低碳经济在全球的 发展。绿色经济和循环经济则在没有鲜明政治色彩的无国界情况下进行绿色经济和循环 经济发展模式㈤]。(5)评价体系不同。循环经济可依据《循环经济发展评价指标体系》 中综合指标、专项指标和参考指标来选取和理解指标。综合指标主要考虑资源利用水平 和资源循环水平两个方面,借此选取了主要资源产出率和主要废弃物循环利用率两个主 要指标。专项指标主要分为资源产出效率指标、资源循环利用(综合利用)指标和资源 循环产业指标等11个具体指标。参考指标虽然不用作评价指标,但其主要是废弃物末 端处理处置指标,用于描述工业固体废物、工业废水、城市垃圾和污染物的最终排放量。 此《循环经济发展评价指标体系》适用于国家、省域等两个层面。而目前我国对绿色经 济和低碳经济还没有一个专门针对的评价指标体系。
综上,低碳经济具有以下几方面的特征:一是低碳经济是一种经济发展模式,涵盖 了生产、能源、消费、技术等众多领域,在低碳技术上结合了节能减排、循环经济的方 式,是以较少的生产投入获得较大产出为目标;二是低碳经济旨在提高能源利用效率, 建立清洁能源结构,降低污染排放,并保护生态环境,使经济成本降低时,经济效益和 环境效益达到可持续发展;三是低碳经济以低能耗、低排放、低污染为特征,通过低碳 技术以及转变能源利用方式等途径,降低能源消费碳排放。
2.2低碳经济理论基础
低碳经济的理论基础涉及可持续发展理论、环境库兹涅茨曲线理论、脱钩发展理论 等,本节对其进行梳理,为定性和定量分析提供了理论基础。
2.2.1可持续发展理论
可持续发展理论是不仅要满足当下人们的生活和生产需求,而且还要有能力来满足 下一代的需求,最终目的是达到共同、协调、公平、高效、多维的发展,其基础理论包 含经济学理论、生态学理论、人口承载力理论以及人地系统理论。
可持续发展理论有三大基本原则。一是公平性原则,所谓公平是指机会选择的平等 性,包括两个方面:一方面是当代人间横向公平;另一方面是两代人即当代人与后代人 之间的纵向公平。从理论上讲,在对自然资源和生态环境的要求上,后代人和当代人应 当是处于同一个位置,但是当代人比后代人占有主动的先机,可以先行对资源进行使用 和开发,这就会导致后代人处于相对被动的状态,后代人的需求也会发生变化,因此也 就要求当代人在满足自身消费需求的同时,也为后代人的消费需求创造条件。并且公平 性也要求每一代人在社会、经济、资源中能够公平地追求生存与发展,任何世代都不应 处于主导地位。二是持续性原则,此原则要求人类在社会生产活动的同时要在生态环境 所能承受的范围内进行,即经济发展不应以破坏生态环境为代价,要合理开发、合理利 用自然资源,使再生资源能保持再生产能力,非再生资源减少过度消耗,并有足够时间 找到可替代资源,使经济和环境协调发展,以此来保证发展的可持续性。三是共同性原 则,可持续发展是一个全球性问题,因此为了实现可持续发展的全球目标必须要各个国 家配合行动,在满足各方利益的同时又能保护环境的发展,促使国与国、人与自然之间 协调发展。
在具体内容方面,可持续发展是经济、生态、社会三者相辅相成的表现。首先是可 持续经济发展,这个内容主要强调改变经济生产发展方式,从传统生产的“高投入、高 消耗、高污染”方式转变为清净生产、高效利用资源、文明消费的方式,促使经济发展 和保护环境的发展步调一致,实现经济发展的数量和质量同步发展。然后,在追求经济 增长和社会进步的同时要注重可持续生态的承受能力,做到自然资源合理利用,减少污 染物的排放,以可持续发展的方式控制环境成本,使之处于生态承载力之内,并且能够 在一定程度上减少经济生产成本,达到三者协调发展。最后,在社会可持续发展方面着 重强调在环境保护上的社会公平,主要体现在当代人和后代人对自然资源和社会资源的 公平使用上。总体而言,在可持续发展理论中经济可持续、生态可持续、社会可持续三 者的关系中生态是基本,经济是前提,社会是终极目标。
2.2.2环境库兹涅茨曲线理论
库兹涅茨曲线是获得诺贝尔奖的经济学家库兹涅茨在20世纪50年代提出的一种学 说,此曲线主要是用来了解人均收入水平和公平分配之间的关系。20世纪90年代有些 学者借鉴库兹涅茨倒U形曲线得出人均收入不平等的结果,添加了环境质量这一变量, 将环境质量与人均收入之间的关系首次定义为环境库兹涅茨曲线(简称EKC)。环境库 兹涅茨曲线显示随着经济的增长,人均收入的不平等先是上升然后下降,总体呈现出倒 U型曲线关系。当一个国家的经济处于发展时期时,在初期可能处于经济探索状态,经 济发展水平较低,所产生的污染物和废弃物较少,对环境造成的污染较轻;当经济快速 增长时,人均收入也在不断增加,环境污染出现明显的由低到高的趋势,这时明显看出 环境危险和经济增长处于同方向发展;但是当经济发展达到一定的临界点或“转折点” 后,人均收入再次扩大,此时环境污染的程度逐渐放慢,环境污染的趋势由高慢慢降低, 环境状态在逐渐恢复,环境质量也在逐步提高,这种现象称为环境库兹涅茨曲线。
环境库兹涅茨曲线中人均收入对污染环境的影响主要体现在三个效应,分别是规模 效应、结构效应和消除效应。第一,规模效应也被称为规模经济,是指规模的增加带来 了经济利益的增加,但是规模太大可能会导致信息传递缓慢、信息失真、管理官僚化等 弊端。在环境库兹涅茨曲线中规模效应主要是指产业结构规模之间的变化,经济的不断 发展促使第一产业和第二产业的规模逐渐增加,在一定程度上加重了环境压力,增加了 环境污染,但随着科学技术的创新,新兴产业在不断地发展,产业规模逐渐增加,此时 科学技术将会减少环境的污染。第二,结构效应主要是指随着经济的发展,人们对环境 保护意识的变化过程。在经济发展初期,为了快速增加财富,人们不断地扩大规模从而 忽略了环境,此时人们的环境保护意识相对薄弱。但随着经济发展处于稳定状态时,人 们开始注重环境保护的问题,对环境保护提出相应的制度和措施,降低对环境的污染。 第三是消除效应。消除效应主要是指国家在经济运行中,为了促进市场发育、规范市场 运行,对社会经济总体进行了调节与控制,经济的发展给国家带来了经济效益以及奠定 了政府的管理职责,国家出台环境保护的法律法规和政策,加大治理环境污染的监督力 度,形成增加经济收入时环境污染降低的情形,这符合环境库兹涅茨曲线倒U型趋势SI。 同时,在分析库兹涅茨曲线时大多使用时间序列或面板数据两种方法。
由此可以看出,传统的粗放式经济对生态环境造成了一定的破坏,而低碳经济恰恰 符合环境库兹涅茨曲线“拐点”之后的可持续发展模式,加大低碳技术研发,提高资源 有效利用,在保持人均收入的同时积极保护环境,改变消费结构和产业结构,最终促进 可持续消费与可持续发展。因此,环境库兹涅茨曲线理论是低碳经济的理论基础之一。
2.2.3脱钩发展理论
脱钩发展理论起初是应用到农业政策发展研究中,在20世纪末逐步扩展到环境经 济等领域上面,是指在工业发展的进程中,物质能耗总量在工业化发展之初随经济总量 的增长而共同增长,但在之后的某个特定的阶段两者失去了这种关系,出现了反方向变 化,实现了经济增长的同时物质能耗地下降。
脱钩分为相对脱钩和绝对脱钩。相对脱钩是经济发展、资源利用和环境压力相对的 表现,具体是指在经济发展过程中,资源利用和环境压力的增长率相对较低。而绝对脱 钩是在经济发展过程中,尽管资源利用的总量变得越来越大,但资源利用和环境压力的 增长率在减小。如能源消费脱钩是指当经济发展达到一定水平以后,由于科技进步等因 素影响,能源消费量会随着经济量的增长呈现减缓的趋势,甚至出现负增长的现象,我 们把这种现象称之为能源消费与经济发展的脱钩现象(简称“能源消费脫钩”),这种 现象不是由于突发因素(如不可抗力或经济危机等)而引起,而是一个国家或地区各种 综合因素形成的一种综合反应SI。
脱钩发展理论说明了实现低碳经济的可能性,低碳经济的本质是通过低能耗、低排 放加速资源最大限度地优化利用,用更少的资源投入获得更多的产出,从而实现高产出 目标,促进经济发展。但目前来说,自然资源仍过度消耗,利用率较低,低碳经济就是 从传统的高投入、高能耗、高污染、低产出的模式向低投入、低能耗、低污染、高产出 的模式转变,积极研发低碳技术,降低资源消耗量,减少废气、废液、固体废弃物的排 放量,保护生态环境,提高社会经济发展水平。
2.2.4外部性理论
外部性主要是对两个经济实体而言的,指一个经济实体对另一个经济实体形成外部 影响,但这种影响无法通过市场交易得以消除,并在无形之中影响着市场活动。根据特 点不同分成两类:外部经济和外部不经济。其中外部经济又叫外在经济,是指一些人的 生产或消费使另一些人受益,但是无法向后者索取经济收益的现象;外部不经济是指生 产或消费给其他人造成损失,而其他人却不能得到补偿的情况。
外部性在社会经济运行过程中广泛存在,其影响无处不在,主要表现在以下几个方 面:第一对资源利用产生影响。由于外部性造成的公平和可持续原则的缺乏,使得资源 利用受到限制,主要体现在引发地方保护主义,造成过多的资源消耗,导致行业对资源 利用的垄断等方面。第二损害生态环境,环境资源具有收入外在化的属性,经济主体的 逐利行为往往导致过度利用环境资源以获得更多收入,同时,还试图转移成本,从而造 成环境污染和生态破坏,并对子孙后代造成影响。第三影响产业发展,产业发展最注重 各产业之间均衡平稳发展,而外部性对产业政策倾向性问题上具有一定影响,这将势必 打破平衡局面,严重的会使某些产业被单独隔离或消失,这样不均衡发展的局面会妨碍 城市化发展,影响产业转型升级。第四影响区域发展,外部性的发展使得各区域间经济 发展水平存在差别,可能出现两极分化的现象。在追求区域发展时会频繁反复地出现较 低水平的问题,不考虑成本和收入问题,过度依赖外部性事物,这将会阻碍区域发展, 造成区域经济由繁荣到衰退甚至落后的局面。第五形成社会危害,产业政策倾向性造成 市场无法有效地分配商品和劳务,将会导致一系列的社会问题,例如诚信、腐败、环境 等问题,使处于社会弱势群体的一方将会受到极大危害⑺】。
近年来,随着经济和社会的不断发展,外部性理论的应用方面也越来越广泛,该领 域的研究成果也是越来越多,包括金融、环境、交通等方面。目前对于外部性问题的解 决方法分成两种:一种是经济上税收和补贴,最具代表的是庇古稅理论,这种理论的主 要观点是:国家利用提高税收的办法来应对外部不经济的企业,而对于那些外部经济的 企业要发放一定的补助,这样企业投入的成本抵消其造成的影响。另一种是政府的直接 管制,政府可以采取行政措施对外部性进行干预,如限制工业厂址的选择地点,调整高 污染工业企业的生产布局,发放排污许可证等。
3我国煤炭企业低碳经济发展现状
煤炭的开采、加工、综合利用等过程中会产生大量氮氧化物、二氧化碳、二氧化硫、 光化学烟雾、烟尘、煤肝石、粉煤灰、伴生矿等废弃物,这些废弃物对环境污染、气候 变暖都具有一定程度的影响。同时,低碳经济是一个综合的系统,任何环节的低碳水平 都会对煤炭企业的经济产生重大的影响。基于此,本文以煤炭企业生产环节为角度,选 取了几个主要方面对我国煤炭企业低碳经济发展现状进行分析。
3.1煤炭低碳开采现状
低碳开采是煤炭企业低碳生产的出发点,同时也是整个煤炭生产链中最基础的环 节,要求在进行煤炭资源开采的同时保护环境,减少土地资源和水资源的污染,减少废 弃物的排放。在开采过程中,推广使用回收率高的现代化设备,积极探索节水开采技术、 煤层地下气化技术、开采与生态恢复一体化技术等,逐步向集约化生产、节能、绿色环 保转变。
煤炭企业低碳开采可以体现在能源消耗和高效开采两个方面,使其达到“低投入、 高产出”的效果。能源消耗是指将能源作为生产性要素与生活产品分别投入到生产与生 活中进行消费,具体是指生产过程中所消耗的燃料、电力、水资源等,如万元产值水耗、 万元产值电耗等都能够体现企业能源消耗的情况。以2016年至2019年大型煤炭企业为 例,如图3.1所示,发现在2016年至2019年间,大型煤炭企业原煤产量呈现逐年上升 趋势,同时大型煤炭企业原煤生产综合能耗整体上呈下降趋势,说明大型煤炭企业在保 证高产量时在一定程度上降低了能源的消耗,达到了低碳开采、节约能源的目的。
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图3.1 2016-2019年大型煤炭企业原煤产量、原煤生产综合能耗情况
另外,高效开采是指在可持续发展下,利用先进的开采技术和现代化的管理手段, 以期能够最大限度地开采煤炭资源,实现煤炭资源高效率地加工和转化。在这个过程中, 高效的机械化能够在一定程度上减少煤炭开采的浪费程度,提高煤炭开采率,煤炭企业 的采煤机械化和掘进机械化在2018年分别达到了 96.1%、54.1%o同时优化煤炭的选洗 加工技术,利用选择性絮凝法、高压静电选煤技术、介质旋流器选煤技术等方法,使得 原煤入洗率由2012年的56.16%提高到2019年的73.2% (如图3.2所示),可以看出距 离国土资源部规定的原煤入洗率75%以上的目标正在接近中,说明煤炭企业的原煤低碳 高效开采技术正在不断进步,原煤质量也在不断提高。
110
盟口 70.2 718 732
 
2012 2013 2014 2015 2016 2017 201S 2019
年份
 
图3.2 2012-2019年原煤入洗率
3.2资源综合利用现状
煤炭企业的资源综合利用主要可以分为三个阶段:煤炭开采过程、生产过程、社会 生产和消费过程,分别表现为在煤炭资源的开采过程中对共生矿、伴生矿等进行综合开 发与合理利用;对生产过程中产生的固体废弃物、废水(或废液)、废气、余热余压等 进行回收和合理利用;对社会生产和消费过程中产生的各种废弃物进行回收和再生利 用。资源综合利用包括“三废”综合利用、煤肝石综合利用、矿井水综合利用、粉煤灰 综合利用、共伴生矿物质利用、物料循环利用、工业用水循环利用等。
近年来,在国家法律法规、政府相关部门监督和煤炭生产企业的共同协作下,煤炭 企业的资源综合利用状况总体上呈现良好的发展趋势。其中,如图3.3所示,煤肝石综 合利用率从2012年的63.1%提高到2019年71%。煤肝石是企业在煤炭开采过程和原煤 洗选过程中产生的固体废弃物,在废弃资源中占有一定的比重,科技的创新推动了煤肝 石的进一步回收和综合利用,从最初利用煤肝石发电、建立煤砰石砖厂、煤肝石制水泥 到现在进行的煤石干石井下充填开采、煤肝石复垦、煤肝石制取化工产品等科技含量高且 附加值高的煤肝石综合利用产品和技术,这些产品和技术在一定程度上都促进了煤肝石 综合利用率的发展。矿井水一般是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水,矿井 水的重复再利用可以对选煤厂、电厂、生活区用水等进行用水补充,在2012年矿井水 综合利用率为62%到2019年为75.8%,这已经超过了国土资源部规定的矿井水综合利 用率应达到75%以上的要求。
瓦斯作为煤炭企业面临的一个重要安全隐患,不仅会威胁到人员的生命安全,而且 还会造成巨大的经济损失和严重的社会影响,因此,我国煤炭企业高度重视井下瓦斯抽 采技术,形成了 “先抽后采、监测监控、以风定产”的煤矿瓦斯防治指导方针,在2012 年至2019年全国煤炭产量增加的同时,井下瓦斯抽采利用率也从2012年31.2%提升到 2019年42.4% (如图3.3所示)。这表明井下瓦斯抽采技术取得了较大的成果,并且井 下瓦斯抽采利用率的提高在一定程度上能够降低全国煤矿百万吨死亡率,提高煤矿的安 全系数,给煤矿工人提供了一个相对安全的煤矿工作环境。
3AA :
 
2012 201S 2014 2015 2015 2017 2018 2019
■煤秆石综合利用率■矿井水综合利用率「井下瓦斯抽采利用率
 
图3.3 2012-2019年煤肝石综合利用率、矿井水综合利用率、井下瓦斯抽采利用率情况
3.3节能减排技术现状
煤炭企业的节能减排是指利用先进的节能技术对煤肝石、煤泥、煤层气、粉煤灰、 共伴生矿、工业用水等综合利用,减少煤层气、粉煤灰、二氧化硫、氮氧化物、废水、 固体废弃物等排放量⑴],从而实现污染的零排放目标,避免煤炭企业片面追求经济效益, 借此平衡环保效益和社会效益之间的关系。
我国煤炭企业对节能减排技术越来越重视,进入了高速发展时期,企业每年在科技 上投入过亿资金来研发节能减排技术,实现煤化工气化废水处理技术环保质量升级;研 发成功露井协同开采技术,实现露天矿和不采区压煤资源的高效回收;研发推广薄煤层 自动化无人工作面成套技术与装备,形成薄煤层开采“矮掘进、低移动、薄回采”的低 成本技术体系,降低了巷道掘进高度和破岩量,提高了煤炭回采率等节能减排技术,同 时煤炭企业还和重点矿业高校国家重点实验室进行战略合作,协同开展深井热害治理、 冲击地压防治、露天矿边坡治理等先进实用技术,进一步降低煤炭开采生产成本。
目前煤炭企业的节能减排技术包括煤泥水处理技术、煤肝石处理技术、煤炭洗选技 术、矿井水处理技术、动力配煤处理技术、型煤处理技术、粉煤灰综合利用技术、煤层 甲烷处理技术、高炉煤气脱硫技术、余热锅炉节能技术等,总体而言,煤炭企业的节能 减排技术改善了煤炭洗选技术,提高了原煤入选比例和煤炭品质;优化了采煤机械化程 度,节约煤炭资源,提高煤炭采区回采率;优化了矿井内水资源的净化处理;加强了煤 肝石、共伴生矿物、工业用水、矿井水、固体废弃物等综合利用和循环利用;创新瓦斯 气体地表开采和井下抽采的技术;加强了煤炭企业环境污染治理,促进土地复垦治理和 沉陷区治理;完善了煤炭企业内部节能减排相关制度;增加了科技研究投入,树立了员 工节能减排意识,扩大了科学技术是第一生产力的思想等,促进了煤炭企业调整自身经 济结构,延伸了煤炭产业链长度,建立了一个低碳清洁、高效安全的能源系统,加速了 煤炭企业低碳经济的快速发展。
3.4环境治理现状
煤炭在我国能源结构中一直占据着主导地位,对生活、生产都有着重大的影响。煤 炭在推动经济快速发展时,也造成了严重的环境污染,煤炭从生产、加工到消费都产生 了大量的污染物,对大气、水资源、土地资源等都带来了重大的影响,甚至造成某些不 可再生资源的消失,因此,煤炭行业已经被列为重污染行业。煤炭产生的污染物除了资 源综合利用中的煤肝石、矿井水、共伴生矿物质、工业用水、粉煤灰、煤泥等,还有噪 声污染。而噪声污染是无形的,噪声来源一般是生产机械设备,如分级筛、空气压缩机、 离心泵等工艺设备,这些噪声影响了生产线上的工人以及周围的居民,尤其是生产线上 与高噪声设备长期接触的工人,久而久之会严重影响煤炭企业员工的身心健康El。
为了解决环境污染,国家积极出台了《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民 共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国环境影响评价法》、《中华人民共和国水 土保持法》、《矿山地质环境保护规定》等法律法规,这些法律法规为低碳发展提供了 有力保障。同时,煤炭企业也重视建设环境管理体系,推行IS014001环境管理、HSE 管理体系等,全行业树立起“绿水青山就是金山银山”、“敬畏自然、尊重自然、顺应 自然、保护自然”的理念,全面排查整改环境污染、生态破坏问题,并通过水土保持、 防风固沙、塌陷区治理、复垦绿化、建立生态园区、实施环保实时指标监控等方式,持 续推进矿区生态环境修复治理,生态环境质量持续好转,最明显的表现就是土地复垦率 从2016年48%到2019年52% (如图3.4所示),提高了植被覆盖率,改善了矿区环境, 构建了内外兼修、和谐发展的绿色生态煤炭区,积极寻找经济效益和环境效益的平衡点。 因此,煤炭企业的环境治理仍是一项长期且重要的工作。
53
 
 
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2016 2017 2018 2019
年份
图3.4 2016-2019年土地复垦率
3.5低碳管理制度现状
我国煤炭企业的低碳管理制度主要是指适用煤炭企业低碳相关的法律法规制度。一 方面,当前我国主要的低碳法律法规有《中华人民共和国煤炭法》(简称《煤炭法》)、 《中华人民共和国清洁生产促进法》(简称《清洁生产促进法》)、《节能中长期专项 规划》、《可再生能源中长期发展规划》、《中国应对气候变化科技专项行动》、《中 华人民共和国可再生能源法》(简称《可再生能源法》)、《中华人民共和国节约能源 法》(简称《节约能源法》)、《中华人民共和国循环经济促进法》(简称《循环经济 促进法》)、《固体废弃物污染防治法》、《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动 计划的通知》等。其中,《清洁生产促进法》、《可再生能源法》和《循环经济促进法》 是低碳经济立法中的经典立法,这三大法律的颁布与实施对促进清洁生产、节能减排、 提高资源利用效率、发展新能源和可再生能源、保护和改善环境方面具有重大的作用, 其主要内容见表3.1。2018年6月公布的《国务院关于印发打赢蓝天保卫战三年行动计 划的通知》中规定了目标指标具体的下降比例,提出加快调整能源结构,构建清洁低碳 高效的能源体系,对露天矿山综合整治制定了要求。另一方面,除了遵守国家法律法规, 各煤炭企业结合自身特点制定了符合生产流程的制度,如中国神华神东煤炭集团制定了 《环境目标责任制》、中煤能源编制完成《环境保护工作发展规划》(2018年至2022 年)等。通过以上的低碳管理制度培养了煤炭企业的环保意识、低碳意识,促进了煤炭 企业低碳文化的形成。
 
表3・1我国主要低碳法规
法律法规 主要内容
《清洁生产促进法》 促进清洁生产,提高资源利用效率,减少和避免污染物的产生,保护和 改善环境,保障人体健康,促进经济与社会可持续发展
《可再生能源法》 促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源
安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展制定
《循环经济促进法》 促进循环经济发展,提高资源利用效率,保护和改善环境,实现可持续 发展,主要是指在生产、流通和消费等过程中进行的减量化、再利用、 资源化
 
4煤炭企业低碳经济发展水平评价模型构建
4.1评价指标体系构建
4.1.1构建评价指标体系的原则
(1)完备性原则
在构建煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系时,应该从不同的角度和方面进行 指标的选取,并且各指标应具有代表性,使其能够比较完备、全面地体现煤炭企业在低 碳经济中的发展水平状况。同时,各指标要与煤炭企业低碳经济发展水平具有密切联系, 通过分析和评价这些指标,能够反映煤炭企业低碳经济发展的总体水平。
(2)独立性原则
由于在构建评价指标体系时筛选的各个指标属于不同方面,则独立性尤为重要。独 立性要求每个指标的内容要清晰明确,彼此之间相互独立,不能出现相互交叉、相互重 叠的情况,不能相互矛盾。同一层级内的指标之间以及不同层级之间都要保持其独立性, 才能确保最终分析结果的准确性。
(3)数据可获得性原则
影响煤炭企业低碳经济发展的因素较多,同时指标的数据量也较大,由于煤炭企业 低碳经济发展的数据在统计方面相对缺乏,可能存在某些指标数据无法获得的情况,因 此,设置指标体系时要从实际情况出发,通过实地调研、文献统计等方式获得可靠的指 标数据信息,以此能够保证指标数据的真实性和分析结果的准确性。
(4)定性与定量相结合原则
低碳经济发展不仅包括能源消耗、资源再利用、经济效益、科技创新等方面,还包 括环保意识、低碳意识、低碳文化等精神方面,仅用定量指标还不能准确全面地评价, 因此在建立评价指标体系时要以定量指标为主、定性指标为辅,定量指标更加直观地反 映,而定性指标能够弥补定量指标的不足,这样才能够更加全面地分析煤炭企业低碳经 济发展水平的方方面面。
4.1.2指标体系的构成
煤炭企业的低碳经济评价指标体系具有综合性特征,目前我国在这方面已经取得了 一定的成果:吴玉萍以煤一焦一电一建材产业链为例,从生产过程、综合利用、环境治 理和低碳意识四个层面对低碳经济进行划分,选取了万元产值能耗、万元产值水耗、三 废综合利用率、废水治理达标率、环保投资比重、低碳教育普及率、低碳技术研发重视 度等指标"6],较早地建立了一个比较明确的煤炭行业的低碳指标评价体系,也是低碳意 识成为指标体系的较早开端。以此为基础各学者不断增加和扩充低碳经济评价指标体 系,如王心宇分为低碳能源、低碳环境、低碳产业产出、资源综合利用、支撑能力五个 方面,选取单位GDP能耗、清洁能源占能源消费比例、土地塌陷率、采区回采率、煤 肝石利用率、科研投入占财政支出比例等构成煤炭企业低碳经济综合评价指标体系[7Q 宋华岭选取原煤产量、非煤产值比率、煤炭资源回采率、煤肝石综合利用率、土地复垦 率、绿化系数、机械化水平、原煤单耗等指标,从低碳技术经济、低碳高效利用、低碳 清洁环保、低碳科技安全和低碳能源消耗五个方面来反映"J本文也以此为基础,通过 对相关学者研究中提出的指标体系进行归纳和综合,并结合煤炭企业自身低碳经济发展 的特点,从低碳开采、资源利用、环境保护、科研创新四个方面建立了煤炭企业低碳经 济发展水平评价指标体系,具体指标如下:
(1)万元产值能耗
万元产值能耗一般是指工业企业在一定时期内生产出来的万元产品所消耗的能源, 是年能源消费总量与企业生产总值之比,反映企业能源经济效益高低的综合指标,其单 位通常以“吨标准煤/万元”表示。
(2)万元产值电耗
万元产值电耗指在一定时期内企业电量消耗总量与企业生产总值的比例,反映企业 生产过程中用电消耗的指标,单位通常以“万千瓦时/万元”来表示。
(3)万元产值水耗
万元产值水耗是一定时期内企业每万元生产总值所消耗的用水量,是年消耗的用水 量和企业生产总值的比值,可以反映出企业在用水管理方面的状况,通常用“吨/万元” 为单位表示。
(4)采区回采率
采区回采率是指采区已开采部分的实际采出煤量占采区已开采部分的储量的比重, 体现煤炭企业煤炭资源的实际开采程度,对国民经济的可持续发展具有深远的意义,单 位用“%”表示。
(5)原煤入洗率
原煤入洗率是指一定时期内经过洗选的煤炭数量与原煤总产量的比值,原煤入洗是 要去除掉原煤中的肝石或其他杂质,以此提高煤炭质量,是衡量企业生产的煤炭质量的 重要指标,同时表现出煤炭企业在洗选技术上的能力,单位用“%”表示。
(6)“三废”综合利用率
“三废” 一般是指工业污染源产生的废水、废气和固体废弃物,三废的排放量在煤 炭企业产生的污染物中占绝大部分,重新综合利用不仅可以减少环境污染,而且能够变 废为宝,为煤炭企业提供原料,促使其可持续发展。单位用“%”表示。
(7) 矿井水综合利用率
矿井水通常是指煤炭开采过程中所有渗入井下采掘空间的水,由于其成分复杂,并 且含有大量悬浮物、废机油、乳化油等污染物,直接排放的危害较大,不但破坏水体的 自然生态功能,还抑制水生生物和沿岸农作物的生长,并且对机器设备具有一定的腐蚀 性,易消耗设备寿命等。矿井水综合利用能够缓解矿区的缺水问题,补给生产、生活用 水,改善环境,使有限水资源得到充分循环利用。单位用“%”表示。
(8) 物料循环利用率
物料是指直接或间接用于产品制造或服务时所提供的物品,总体上物料的范围可以 分为广义和狭义。广义的物料包括成品、原物料、半成品、在制品、固定资产等;狭义 的物料主要是指与产品生产制造相关的原材料、外购物料、自制半成品等。煤炭行业属 于特殊原材料提供行业,物料品种复杂,配置数量较大,而且需求量较多,并且企业受 地质和矿山等条件的影响,不确定性损坏的配件也会较多,物料作为基础设施和硬件设 备起到关键作用,合理循环利用物料可以在一定程度上减少成本,加强硬件管理。单位 用“%”表示。
(9) 煤肝石综合利用率
煤肝石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物,无论是在工业时代还是能源时 代,煤炭都占据着不可替代的地位,煤炭需求量增大的同时伴随着煤肝石的产量也在不 断上升,煤肝石中含有碳、硫、硅、铝等多种化学元素,长期大量堆积,将会腐蚀土地, 污染水资源,对环境造成严重污染。利用科研技术可以使煤肝石变废为宝,为煤炭企业 提供动力,因此煤肝石的综合利用对企业来说是至关重要的。单位用“%”表示。
(10) 工业用水循环利用率
工业用水是指企业在生产流程或者生产期间,在生产、加工、冷却、洗涤、锅炉等 使用的水以及工厂内职工生活用水的总称,主要用途包括原料用水、产品处理用水、锅 炉用水、冷却用水等。工业用水循环利用率是指单位生产过程中使用的循环水消耗量与 一定时期内工业用水量的百分比。工业用水经适当技术处理后可以重复使用,能够达到 不补充或少量补充新鲜水的程度,以此达到减少排放废水的效果。单位用“%”表示。
(11) 环保投资比重
环保即环境保护,是指为了协调人类与环境之间的关系所做出的行动和措施,以保 护自然环境免受污染和破坏,运用科学的方法合理利用自然资源,对已经受到破坏的环 境做出相应的保护措施以防止再次受到污染。环保投资就是为解决以上存在的问题的方 法和手段,包括管理、经济、法律等方面,由此可以改善煤炭企业生产生活环境,提高 资源综合利用效率,更新具备环保资格的设备,减少生产成本,提高职工环保意识,促 进可持续发展等。单位用“%”表示。
(12)矿区植被覆盖率
植被覆盖率是指植被所占面积占矿区土地总面积之比,单位用“%”表示。植被对 矿区的环境起到更直接的、更重大的作用,在美化环境的同时,能够防止开采过的土地 水土流失,并通过光合作用和呼吸作用吸附空气中的有害气体、烟尘、粉尘等,减少噪 音。
(13)土地复垦率
据统计,采矿业是破坏土地水土流失最严重的行业,对土地进行复垦能够使土地失 去的生产能力得到重新再利用,加速土地的再生和系统恢复能力,体现出企业在治理土 地资源的效果。土地复垦率是已恢复的土地面积与被破坏土地的面积之比,单位用“%” 表示。
(14)环保教育普及率
对于煤炭企业而言,通过学习相关的环保知识,了解环保存在的问题,培养环保意 识,建立起正确的环保价值观,对煤炭企业生产生活的可持续低碳发展起到重大的作用。 环保教育普及率是指企业中接受环保知识人数占总人数的比重,单位用“%”表示。
(15)研发投入比
研发投入比是衡量当期研发投入与企业销售收入的比重,是衡量企业在科技研发方 面投入的经济效益,单位用“%”表示。
(16)科技进步贡献率
科技进步贡献率是指科技进步对经济增长的贡献份额,通常采用柯布■道格拉斯生 产函数法来计算,单位用“%”表示。
Y = A+ ax K+P^L
其中丫为产出的年均增长速度,/为科技的年均增长速度,K为资本的年均增长速 度,厶为劳动的平均增长速度,。为资本产出弹性,0为劳动产出弹性。当u+〃>l,表 明使用当下科学技术来增加生产时是有利的,即规模报酬递增;当U+0V1,表明使用 当下科学技术来增加生产时是不利的,即规模报酬递减;当表明生产规模的 扩大不会导致生产效率的提高,此时技术水平的提高才会促进经济效益,即规模报酬不 变。
(17)设备更新率
设备更新率是指固定资产的更新率,表明企业在一定时期内增加的新的固定资产价 值与全部固定资产价值的比率,可大致反映出企业固定资产使用情况、折旧状况和更新 速度。单位用“%”表示。
综上,对以上17个指标进行分类整理出煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系, 具体指标的计算公式如下表4.1所示。
 
表4.1煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系及计算公式
一级指标 二级指标 计算公式
万元产值能耗Ai 年能源消费总量/企业生产总值
万元产值电耗a2 用电消耗总量/企业生产总值
低碳开采A 万元产值水耗a3 用水消耗总量/企业生产总值
采区回采率a4 采出煤量总量/采区动用煤量X100%
原煤入洗率a5 洗选原煤量/原煤总量X100%
“三废”综合利用率Bl 三废再利用量/三废排放总量X100%
矿井水综合利用率B2 矿井水利用量/矿井水可利用总量X100%
资源利用B 物料循环利用率坯 物料循环利用量/物料消耗总量xlOO%
煤肝石综合利用率B4 煤石干石再利用量/煤石干石总量x 100%
工业用水循环利用率b5 工业循环用水量/工业用水总量X100%
环保投资比重C1 环保投资资金/投资金额总额X100%
矿区植被覆盖率C2 植被覆盖面积/矿区土地总面积X100%
环境保护c 土地复垦率C3 已恢复土地面积/被破坏土地面积X100%
环保教育普及率C4 己接受环保教育人数/总人数X100%
研发投入比D1 研发成本/销售总收入X100%
科研创新D 科技进步贡献率D2 生产函数法
设备更新率D3 本年新增固定资产价值总和/年末固定资产总值X100%
 
4.2评价方法介绍
粗糙集理论作为一种数据分析处理理论,由波兰科学家乙Pawlak在1982年提出, 作为一种处理不精确、不完整和不需要通过预先给定某些特征或者属性的各种数据的有 效工具。粗糙集的主要研究对象的数据是通过信息系统来进行表示,其主要思路是在保 持分类能力不变的前提下,依据信息系统数据,通过属性约简消除冗余属性,客观评价 各约简后属性的重要度和权重,从而导出问题的分类规则或者属性。粗糙集区别于其他 数据分析方法的是:粗糙集无需任何先验知识,以其特有的属性约简和属性依赖度可以 有效地从大量的因素中剔除掉冗余,识别和找出关键的因素,发现内在联系,并依据重 要性或权重对关键属性的程度及意义进行分析[79】。迄今为止,粗糙集依据自身的特点形 成了较为成熟的理论知识体系和应用领域。
4.2.1粗糙集基本概念
定义一 将S二(U, A, 7, f)的四元组定义为一个信息系统,其中:
(1)u: U={X1, X2,…,Xn} (n为正整数),即U为对象的有限非空集合,称为 论域,U中的每个& (i <n)称为一个对象;
(2)A: A={aif a2, am},其中每个& (0<i<m)都为/的一个属性,则称/ 为属性集,并且为有限非空集合;
(3)V, eu%,称J4为属性a的值域,其中,ai, a2, 同乘时用a来表示;
(4)/: UxA^V是一个信息函数,为论域中每个对象的属性指定唯一值,表明其 为论域U和属性集/的关系集,即Vaw/, VxWEA fk (x, a)三厶。
通常在粗糙集理论中,信息系统也可称为信息表、属性值表或者数据表,也是知识 的表示系统,也可简记为S= (U, A)或S二(U, A, 7)。由上述定义可以看出,一 个属性就代表着一个等价关系,并且信息系统中的所有属性的集合也可视为一个等价关 系族叫
定义二 在信息系统 S=(U, A, V, f)中,令Vaw/, Vxet/, f (x, a) e J4, 对于任一非空子集RS,定义属性集7?在U上的不可分辨关系,也可定义为7?在U上 的等价关系为:
ind (R) ={ (x, y) ^UxU\f (x, a) = f (y, a) , Va^T?} (4.1)
等价关系ind (7?)满足以下性质剛:
(1)自反性:(Xi, Xi) wind (R) , (i<n);
(2)对称性:Vi, j < |U|, (Xi, Xj) wind (R) => (xj, xj wind (R);
(3)传递性:Vi, j, k< |U|, (Xi, Xj) wind (R) , (xj, xQ wind (R) => (Xi, Xk) wind (R) o
由上可得,U/ind (R)表示不可分辨关系ind (R)生成的所有等价类,也是不可分 辨关系ind (7?)在U上导出的划分。
定义三 在信息系统S=CU, A, V,f)中,对于论域U,如果存在 则满足以下条件:
(1)u^0 (i<|U|);
(2)Ui Auj = 0 (i#j, i<|U|, j < |U|);
/u/
(3)[JU^U;
i=i
则称/匸{ui, U2,…,U|U|}为U的一个分划。
定义四 给定一个信息系统S= (U, A, V, f) , VxCtA任意一个等价关系ind
(R) (0刃?匸力),则对于子集X而言其等价关系ind (R)的下近似集和上近似集定义
 
如下:
下近似集:posmd(q(X) = {x|(Vxc t/)A([x]md匸 X}
= U{K| Vret//ind (7?)人(丫匸乂)} (4.2)
上近似集:际讹(q(X) = {X |(Vxct/)A ([x]md 仞匸 X n X H 0 )}
=U{YI (VY G U/ind (7?))人(丫"X H 0)} (4.3)
同理可以得出子集X关于等价关系ind (7?)下的正域、负域和边界域,如下所示: 正域:pos (X) = pos (X) (4.4)
F ind (7?) ind (R)
负域:negmd(q(X) = E/-posmdm(X)
边界域:bnmd ®(X) = posmd ®(X) - posmd ⑻(X)
若poSmd的(X)二pos】…(X),则称集合X是在论域U上关于等价关系ind (7?)的可 定义的集合;若posmdW(X) = posmd舗)(X),则称集合X是在论域U上关于等价关系ind (R)的不可定义集,即粗糙集阿。
4.2.2属性约简与重要度
属性约简是粗糙集理论数据处理中的最重要组成部分,通过利用粗糙集基本理论和 相关公式,对信息系统中的每个属性进行计算,以此来确定每个属性是否必要,得出必 要属性约简后的属性集或者最小属性集。由此用约简后的属性集或者最小属性集中的必 要属性来代替约简前的属性集,进行研究对象地分析和评价,更加具有针对性,并且约 简后得到的属性数量能够影响导出规则的规模。
定义五 在信息系统S二(U, A, V, /)中,对于非空集合RUA,如果ind (R) 二ind C4),则表明集合7?和集合/相协调,称集合7?为协调集。若集合7?是协调集, 且集合R中的任何真子集都不是协调集,则称集合7?是约简集,可用RED (7?)来表示 R的全体约简后的组成集合固]。
定义六 在信息系统 S= (U, A, V, f)中,如果 ind (/ — {a}) = ind (/), 则称a在/中是不必要的属性,相反a在/中是必要的属性。另外,在信息系统S = (U, A, V, f)中 RU4, tUR,若 posind(A-{r})(U)二 pos吨)(U),则 r 为非必要的属性, 否则r便为必要的属性,由此可见,此种方法也可以区分属性集中的必要属性和非必要 属性,由必要属性组成的合集即为核心集,表示为COREo
定义七 设定S二OJ, A, V, /)为一个信息系统,RS,则论域U的近似质量
可以定义为:
S心号严 (4.7)
其中,IU表示集合的个数,近似质量加如)(U)也可以用来表明依赖程度,当丫讹的 (U) =1时,称U完全依赖于用 当0"讹的(U) S1时,U部分依赖于7?,也称U 粗糙依赖于尺当 (U) =0时,则称[/完全独立于人。由此可见,W) (U)数 值的大小反应了 U对7?总体上的依赖程度。
定义八 设定信息系统S二(U, A, y, D , P、QQA, pep,则属性F在0
中的重要度可以定义为:
sig (p, Q) = Ymd(p)(0)—蚀(只{p})(0) (4.8)
在信息系统中,属性& (&三力)在/中的重要度为:
sig(ai, A) = Ymd(A)(A) — 丫讹⑷冋)G4) (4.9)
通常称属性的重要度为属性在属性集中的权重。
4.2.3粗糙集特点
粗糙集理论主要有以下特点:
(1)粗糙集理论仅依赖原本存在的数据,无需任何先验知识
粗糙集是以研究对象本身存在的客观数据作为分析依据,从而研究出各数据之间关 系,反映出研究问题的内在联系,无需任何先验知识和附加信息,在一定程度上减少了 人为的主观因素的影响,具有较大的客观性。
(2)粗糙集理论是一种较强的数据分析工具
通常下数据分析工具大多处理完备信息,而粗糙集数据类型较广泛,既能够处理完 备信息,也能分析不完备信息,这主要得益于粗糙集特有的属性约简和权重的客观性。 粗糙集在进行数据分析时要在保持分类能力不变的情况下,对信息系统中的属性集剔除 不必要属性,保留必要属性,由此形成最小属性集,利用属性依赖度和重要性确定各属 性的权重,从而得出分类规则或预测方向,是一款强大的数据分析工具。
(3)粗糙集理论具有很好的适用性
粗糙集理论能够从较多的指标中分析出对研究对象而言深层次的、重要的指标,即 属性约简后的指标,这为之后分析问题提供了重要的针对性方向,利用这些重要指标数 据计算出重要性和权重大小,分析出问题的内在联系。并且也可以与其他方法结合,女口: 概率统计、遗传算法、灰色关联等方法,能够优势互补,从而使研究更具有针对性和全 面性。
(4)粗糙集理论具有广泛的应用性
粗糙集理论当前大多应用于金融、经济、医学、计算机等方面,如进行故障诊断、 图像处理、专家系统、模式识别、信息安全、预测研究、决策分析、数据挖掘、风险评 估、风险控制等。
5实证评价
5.1样本选取及数据来源
5.1.1样本选取
煤炭企业低碳经济发展水平评价指标体系既可以针对单一企业进行连续几年的动 态的纵向的低碳经济发展水平评价比较,也可以适用于特定的某一时间的多家煤炭企业 低碳经济发展水平的横向对比。由于低碳经济数据的保密性特点,大规模收集多家企业 数据面临一定的挑战性,本文利用该低碳经济发展水平评价指标体系对单一企业进行动 态纵向评价分析,选取了冀中能源邯矿集团LY煤矿企业为评价对象,对该企业低碳经 济发展水平进行分析。
5.1.2数据来源
本文指标体系从低碳开采、资源利用、环境保护、科研创新四个方面,一共包括17 个具体的二级指标,以冀中能源邯矿集团LY煤矿企业2015年至2019年的低碳经济指 标的数据为基础,该原始数据均来源于中国煤炭资源网、邯矿集团统计数据、实地考察 等。
5.2LY煤矿企业概况
LY煤矿企业位于河北省邯郸市,是冀中能源邯郸矿业集团下属的主力生产矿井之 一,属于国有重点煤矿,是一座集先进技术、现代化装备、实行全员责任目标精细化管 理的大型国营现代化无烟煤矿井。该矿现有职工2300名,矿井设计生产能力60万吨/ 年,通过对矿井采煤、支护、提升、运输、通风系统进行改革,生产能力达到150万吨 /年。矿井现有三个生产采区分别为:一采区、八采区、九一采区。LY煤矿企业矿井采 用立井单水平开拓方式,仅有・150ni水平。井筒数量为3个,即主井、副井和风井,其 中主井位于井田中东部,担负矿井煤炭提升任务;副井位于井田中东部,担负矿井全部 辅助提升任务;风井位于井田的西部边界,担负矿井的回风任务;主、副井进风,风井 回风,副井和风井设置有梯子间作为矿井安全出口 o 2019年回采工作面为12808、12810、 12105下、12109下、12110下和南翼煤柱六个回采工作面。矿井现有四个采煤工作面: 12808、12109下两个采煤工作面正在回采,12110下采煤工作面正在安装,12810采煤 工作面刚形成系统,准备安装。掘进工作面目前有5个:九一采区皮带上山、九一采区 轨道上山、12810副巷、南翼煤柱面运巷、南翼煤柱面运巷副巷及切眼。LY煤矿企业生
产的煤炭产品属于低硫、低灰分、高热量的优质无烟煤,主要品种有精粒煤、精小块、 精中块、精大块、精沫煤、中煤、煤沙、煤泥和混煤等,受到电力、化工、冶金等行业 的欢迎。并且其地理位置优越,地处四省交界,京广和邯济铁路、京珠和青兰高速、309 国道在此交汇,交通便利。
LY煤矿企业坚持走新型工业化道路,大力实施科技兴矿战略,实现了采煤综放化、 开拓掘进综掘化、巷道支护锚网化、管理信息化等,并在国内首次成功应用5.0m以下 综放采煤技术。认真落实科学发展观,通过打造以人为本、争创一流的企业文化,导入 先进的安全理念和6S行为规范,形成了 “管理理论科学、责任目标明确、内部控制到 位、管理效果明显”的精细责任目标管理模式。该矿先后荣获省级高产高效矿井、全国 文明煤矿、省级文明单位、省级安康杯竞赛优胜单位、省级环保先进单位等称号,被命 名为“国家安全文化建设示范企业” o
在冀中能源集团跨越式发展战略指引下,LY煤矿企业坚持煤为基础,积极拓展新 增资源。有序、高效推进内外部整合,集约经营生产要素,着力降低成本,提高效益, 加快形成煤、电深加工产业链,进一步提高煤炭的科技含量和附加值。同时,LY煤矿 企业始终坚持“安全、高效、绿色”的发展理念,加快发展煤炭清洁开发利用技术,推 进矿井“四化”建设和智能化开采水平,攻克了矿井水防治、充填开采、建下开采及清 洁生产等技术难题,开发、利用矿井生产水净化、生活污水净化、井下筛选、电厂废气 脱尘脱硫处理等清洁生产技术,并大力推广应用矿山资源综合利用技术,实现了矿井水、 瓦斯、固废、余热等矿山资源的再利用,大大地减少了矿山废弃物的排放量,使LY煤 矿企业成为国家级绿色矿山。
5.3指标数据标准化处理
将17个二级指标的数据进行标准化处理后,对标准化后的指标进行聚类,建立如 表5.1所示的LY煤矿企业低碳经济发展水平评价指标信息系统。
西安科技大学硕士学位论文
表5.1 LY煤矿企业低碳经济发展水平评价指标信息系统
A1 a2 A3 A4 A5 Bi b2 b3 b4 b5 Ci c2 c3 c4 Di d2 d3
XI 2 2 1 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
X2 2 2 2 2 1 3 1 1 3 1 1 2 1 1 2 2 1
X3 3 3 3 1 1 3 1 3 3 3 3 2 1 1 2 2 3
X4 1 1 3 3 1 2 1 3 2 3 2 2 1 1 3 3 2
X5 1 1 2 3 1 1 1 3 2 3 2 3 1 1 3 2 2
 
5.4指标属性约简
煤炭企业低碳经济评价指标由4个一级指标和17个二级指标构成,这些指标能够 在一定程度上评价LY煤矿企业的低碳经济发展水平,但这么多指标中存在冗余指标, 使得评价结果不具有针对性和准确性,通过粗糙集的属性约简对指标进行筛选,增加其 针对性。
5.4.1低碳开采指标
设定低碳开采指标信息系统为Sl (U, A, V, F),指标约简过程如下:
表5.2低碳开采指标信息系统
Ai a2 A3 a4 a5
X1 2 2 1 1 1
X2 2 2 2 2 1
X3 3 3 3 1 1
X4 1 1 3 3 1
X5 1 1 2 3 1
论域 U= {xi, X2, X3: (A) = {xi, X2, X3, X4, ,X4,
X5}, X5},属性集 A = {Ai, A2, A3, A4, A5},等价关系 U/ind 贝y POSmd (A) (u) = {xi, X2, X3, X4, X5}。
 
根据定义四算法,从属性集/中去除一个属性如(A^A),贝赧
 
价体系中的不必要指标,力3为必要指标。
5.4.2资源利用指标
设资源利用指标信息系统为S2二(U, B, 7, F),指标约简过程如下: 表5・3资源利用指标信息系统
Bi b2 B3 b4 b5
XI 3 1 1 1 1
X2 3 1 1 3 1
X3 3 1 3 3 3
X4 2 1 3 2 3
X5 1 1 3 2 3
论域U= {xi, X2, X3, X4, X5},属性集B = {Bi, B2, B3, B4, B5}, 等价关系U/ind
(B) = {xi, X2, X3, X4, X5}, 则 pOSmd (E) ( U) 二{X .1, X2, X3, X4, X5}。
根据定义四,从属性集B中去除一个属性B ,贝赧
去除 b 得切ind (5—{5i}) ={xi, X2, X3, {x4, X5}} 卩0$讹(趴山})(^)={&, X2, X3}
去除 戲 得 U/ind (5— {^2}) = {xi, X2, X3, X4, X5}
X2, X3, X4, X5}
同理去除掉B3、氏可得:
U/ind (5— {53}) = U/ind (5— {5s}) = {xi, X2, X3, X4, X5}
POSmda-®})©)二 P°Sind(B-{B5})(^)={X^ X2, X3, X4, X5}
去除 血得 Mind (5— {54}) = {{xi, X2}, X3, X4, X5}
P°s 讹(庆⑷})(")= {X3, x4, X5}
综上可知,pos = pos md (趴{》})(/) = pos md(B.{B5})(t/) = posmd (B)
(U) , P0Smd(5.{5i})(t/)= {xi, X2, X3}^ posmd(5)( U) , POS 讹(庆他})(U )二{X3, X4,
X5} H pOSmd(B)(U),则戲、B3、B5为资源利用评价体系中的不必要指标,51 >血为必 要指标。
5.4.3环境保护指标
设环境保护指标信息系统为S3二(U, C, V, F),指标约简过程如下:
表5・4环境保护指标信息系统
Cl c2 C3 c4
Xi 1 1 1 1
X2 1 2 1 1
X3 3 2 1 1
X4 2 2 1 1
X5 2 3 1 1
 
论域 U= {xi, X2, X3, X4, X5},属性集 C = {Ci, C2, C3, C4},等价关系 U/ind (C)
= {xi, X2, X3, X4, X5},贝!j pOSind(C)( U) = {Xl, X2, X3, X4, X5}。
根据定义四算法,从属性集C中去除一个属性Cl (Gee),贝u:
去除 Ci得 Mind (C—{Ci}) ={xi, {X2, X3, X4}, X5}
P°S 讹(eg})©)二{xi,X5)
去除 C2得 U/ind (C—{C2}) ={{xi, X2}, X3, {&, X5}}
POSnuKCg})©)^^}
去除 C3得切ind (C—{C3}) ={xi, X2, X3, X4, X5}
POSmdQGMUjHVxi, X2, X3, X4, X5}
同理可得去除 C4: U/ind (C-{C4}) = U/ind (C-{C3})
P0S ind(C-{C4}) (^) = P0S ind(C-{C3}) (^ )
由定义六可知,posmd(c_{C3})([/) = posmd(c_{C3})(t/) = posmd(c)(tz), posmd(c.{Ci})(t/) 二{xi, X5} # POSind(C) (U),pos ind(C-{C2})(^)= {X3}# POSind(C)( U),则 C3、C4 为环 境保护评价体系中的不必要指标,Cl、C2为必要指标。
5.4.4科研创新指标
设科研创新指标信息系统为S尸(U, D, V, F),指标约简过程如下:
表5・5科研创新指标信息系统
Di D2 D3
XI 1 1 1
X2 2 2 1
X3 2 2 3
x4 3 3 2
x5 3 2 2
论域 U= {xi, X2, X3, X4, X5},属性集D= {Di, D2, D3},等价关系 ET/ind (D)=
 
{xi, X2, X3, X4, X5},贝 fj pOSmd(D)( U) = {Xi, X2, X3, X4, X5}。
根据定义四算法,从属性集。中去除一个属性D,贝【J:
去除 Di 得切ind (D-{Di}) = {xi,
P^ln^D-{D1V(U) = {Xl, 去除 02 得切ind (D—{D2}) = {xi,
POSnuiUHd})©)^^】,
去除 03 得切ind (D-{Ds}) = {xi,
POSmdSg})©)二{xi, X2, X3, X4, X5}
X2, X3, X4, X5}
X2, X3, {X4, X5}}
X2, X3}
{X2, X3}, X4, X5}
X4, X5}
依据定义六可得,P0Smd(D.{Di})(t/)= pOSmd (D)(U) , pOSmd(D.{D2})(t/) = {Xi, X2, X3} pOSmd(L>)(U) , POS ind(Q_{/j>3})(t/) = {xl, X4, X5} pOSind(D)( C7),则 D 为科研创 新评价体系中的不必要指标,。2、03为必要指标。
综上所述,必要属性的核心集CORE={/3, 艮,Ci, C2, D2, 6},由此可以得出
约简后的精简指标体系,见表5.6。
表5・6 LY煤矿企业低碳经济发展水平评价指标体系(约简后)
 
环境保护C
 
科技进步贡献率D2
设备更新率D3
5.5确定指标权重
依据定义七和定义八中的公式(4.7)、(4.8)、(4.9),分别计算出各个指标对
于对应属性集的重要度。
2 sig(4, /) =l-/md u_{a3})( U}=-
同理可以分别求出5, B4, Cl,C2, D2,的重要度:
3 2
sig (5i, B) =1・人词 gb-{B]})(/)=1_T 二孑
3 2
sig(血,B) =i-ymd })(U)=]_t 二 §
23
sig (Ci, C) =l%d (c—{C]}2)=1-孑二孑
1 4
sig (C2, C) =1・人词(c—心2)=1-孑二 丁
32
sig(6, D) =l-/md (D-{D2})^
3 2
sig(D3, D) =l-ymd cD-{D3/U^=1-- = -
根据公式对每一个评价指标的重要度进行归一化处理,即可得出各属性指标的权 重,如表5.7所示。
表5.7属性权重表
评价指标 A3 Bi B4 Ci c2 d2 d3
权重 1 0.5 0.5 0.43 0.57 0.5 0.5
 
5.6评价结果分析
5.6.1指标权重分析
依据表5.6、表5.7可以得到约简后的LY企业低碳经济发展水平指标权重系数,如 表5.8所示。
表5・8 LY煤矿企业低碳经济发展水平指标体系(约简后)权重
一级指标 二级指标 指标权重
低碳开采A 万元产值水耗a3 1
资源利用B “三废”综合利用率Bi 0.5
煤肝石综合利用率B4 0.5
环境保护c 环保投资比重Ci 0.43
矿区植被覆盖率C2 0.57
科研创新D 科技进步贡献率d2 0.5
设备更新率D3 0.5
从表5.8中可以看出,LY煤矿企业的低碳经济发展水平各二级指标权重中,万元产 值水耗占权重最高,这说明在煤炭开采过程中的用水消耗对于开采成本相对重要。在资 源利用的二级指标中,“三废”综合利用率和煤肝石综合利用率的重要性数据一样,表 明在LY煤矿企业煤炭生产中所产生的废水、废气、固体废弃物等的排放量以及产生的 煤肝石占资源利用的重要组成部分,并且这两者对环境污染也具有重大的影响,合理化 再利用三废和煤肝石能够为煤炭企业提供原料,体现出LY煤矿企业在低碳经济中资源 利用的效果。在环境保护的二级指标中矿区植被覆盖率权重较大,说明LY煤炭企业非 常重视矿区植被恢复情况,矿区植树能够对环境起到直接的作用,植被恢复可以减少水 土流失、地质灾害等,对二氧化硫、氮氧化物、烟尘、粉尘具有一定吸附作用,还可以 减少噪音危害,改善附近水质和空气质量,推动绿色矿山发展。在科研创新的二级指标 中,科技进步贡献率和设备更新率的权重相同,说明科技进步和设备更新同等重要,科 技进步可以提高资源综合利用效率,促进自行研发的固定资产设备的加速更新,使其能 够更好地适应生产力的发展,达到高回收、低耗能、多产出的效果;而设备的及时更新 会减少对旧设备的管理成本和修理工作量,能够优化生产线,调整生产方式,提高生产 效率。
5.6.2综合评价分析
结合表5.8的指标权重,分别计算出LY煤矿企业2015年至2019年低碳经济发展
水平各指标评价结果和综合评价值,分别如表5.9、表5.10所示。
(1)各指标评价值分析
表5・9 LY煤矿企业2015年至2019年低碳经济发展水平各指标(约简后)评价结果
年份
指标 2015 2016 2017 2018 2019
万元产值水耗 -1.67 0.55 0.04 0.15 0.94
“三废”综合利用率 0.25 0.25 0.50 -0.25 -0.75
煤肝石综合利用率 0.23 0.36 0.47 -0.42 -0.64
环保投资比重 -0.46 -0.31 -0.13 0.43 0.48
矿区植被覆盖率 -0.43 -0.26 -0.22 -0.09 1.00
科技进步贡献率 -0.74 -0.07 -0.07 0.61 0.27
设备更新率 -0.58 -0.47 0.16 0.35 0.54
从表5.9可知,万元产值水耗评价值经历了上升、下降、再上升的过程,2015年至 2016年评价值从负值变为正值,且最高评价值在2019年。这是因为2015年国际能源价 格大幅下降,我国经济增长速度放缓,煤炭价格在低位继续大幅度下跌,行业持续亏损, 库存高位,导致煤炭产值减少;在2016年,为了进一步化解煤炭行业产能过剩的情况,
实现煤炭企业脱困发展,我国对煤炭行业实施供给侧结构性改革,推动煤炭需求阶段性 大幅增长,出现了煤炭价格上涨,局部地区煤炭供应出现偏紧的情况,从而促进产能增 加,继而增加了用水消耗,所以2015年至2016年评价值从负值变为正值。2019年冀中 能源集团转型走以轻资产经营为主、促进重工业转型的升级道路,将部分煤矿进行关闭, 保留下来的LY煤矿企业的产煤需求增加,伴随着水耗相应增加,以原煤产量129.95万 吨的佳绩提前一个月完成了全年生产任务。
“三废”综合利用率评价值2017年最高,原因在于2017年随着供给侧改革“去产 能”工作的稳步推进,国民经济稳中有进,煤炭市场价格上涨并且保持稳定运行,煤炭 需求量也逐渐达到之前的水平,由此所产生的废气、废水、固体废弃物的排放量也在增 加。在上述背景下,LY煤矿企业运用节能减排方法和技术,对产生的三废进行合理化 再利用,提高“三废”资源综合利用率,例如,矿井水经过矿井水处理站处理后,可用 于井下洒水、洗煤厂生产用水、控尘用水、消防用水、绿化用水、景观用水等,还可利 用处理后的矿井水的低温热能用于建筑供暖、减少燃煤锅炉使用等;生活污水排入LY 煤矿企业建立的肝石热电厂内的生活污水处理站之后,也可用于肝石热电厂冷却系统补 水,减少新鲜用水量。同时,电厂的冷却水和井下的废水通过矿井水源热泵工程将其转 化为职工生活用水,可每年节约标准煤数千吨,并且矿区能够达到污水零排放的目标。 原煤进行破碎筛分之后产生的二氧化硫、氮氧化物等通过除尘器处理后,排放浓度达到 排放标准之后再进行排放。
煤肝石综合利用率评价值在2015年至2017年呈上升趋势,2018年开始大幅度下降。 原因在于在2015年到2017年,LY煤矿企业受供给侧结构性改革的影响其煤炭产量开 始逐年增加,相应地开采和洗选过程中煤肝石的数量也在增加。LY煤矿将产生的煤肝 石作为坑口肝石热电厂的主要原料,使其转化为电能,为矿区的生产和生活提供便利; 还利用建材肝石砖厂,该厂年生产能力约为6000万块标准砖,每年可消耗煤肝石至少 二十万吨,使煤肝石变废为宝,实现煤肝石再利用,并且为邯矿集团出资建设的肝石热 电有限公司提供煤肝石、煤泥等低热值副产品作为生产燃料,以LY煤矿企业矿井疏干 水处理后再利用作为生产用水,产生的电量除了矿井自用外,多余的负荷网销售,同时 利用发电的余热供矿区和市区供暖,使其能够在达到合理综合利用低碳化发展时,还实 现了经济效益和社会效益。在2018年为响应冀中能源邯矿集团邯郸矿区矿井规划要求, LY煤矿企业于下半年完成了肝石不升井目标,并利用抛肝机这一关键设备进行了煤肝 石巷道回填技术,减少了部分煤肝石数量,从而煤石干石利用率降低,所以从2018年开 始评价值下降。
环保投资比重的评价值在2015年至2019年间总体上呈现逐年增加趋势,评价值增 加了 204.35%。在这几年间,LY煤矿企业严格执行环境保护设施的“三同时”和生产、 施工过程中的污染防治工作,成立了环境保护工作小组和环保工作专班,多次召开专项 会议对煤尘污染等环保难题进行研究攻关,对矿井污水循环利用、肝石山综合治理等环 保项目进行排查整治,部署并实施中煤皮带走廊、PM2.5厂界在线监测等重点项目,全 力化解环保风险。LY煤矿企业建有三个封闭的大棚,实现了颗粒状沫煤进棚进仓,为 有效治理露天堆放的较大尺寸块煤的扬尘问题,对煤场棚化进行改造工程。在完成煤场 料场棚化仓化的基础上,LY煤矿企业全面落实属地无组织精准治理方案,加大物料卸 落、输送、落料等过程的密闭管理、粉尘收集和精准治理,在主要排放点安装在线监测 和报警装置,加强污染治理监控能力,全面开展厂区硬化、绿化,初步实现美化、亮化、 绿化。并且LY煤矿企业在2019年年末完成工业屋顶光伏电站,光伏电站所发电量采用 自发自用、余电上网模式,可用于疏干水处理,并且将满足部分工业、生活及办公用电 需求。并对洗煤厂、矿井水深化处理设备、原煤系统、储煤场自动喷淋设施、挡风抑尘 墙、喷淋、洗车台等进行每年定期管理和维护,该矿还加强矿区降尘抑尘管理,对矿区 内煤炭运输、转载等地点和主要道路进行定期清扫和洒水降尘,减少了扬尘污染,净化 了周边大气环境。
矿区植被覆盖率在2015年至2019年的评价值整体逐年上升,增长了 332.56%。多 年来,LY煤矿企业对植被绿化加大投入、科学规划,坚持厂区和肝石山两项植树绿化 工程一起抓,以建设“绿色生态矿山”为目标,以“以人为本,生态优美”的绿化理念 为指导,以矿区“美化、硬化、绿化、亮化、净化”五化为标准,实施了厂区绿化工程, 在拓宽、硬化路面的两旁栽种花草树木,不留绿化死角,提高绿化覆盖率;在工业厂区 内栽种小树林、修建花房,洗煤厂围墙周围栽种多排达千余米的防护林,挡风除尘,净 化空气;对矿区的黄杨、柳树、柏树、草坪等品种进行更新换代,增加绿地面积;建设 了矿区休闲公园,园内植物选择了本地乡土树种,按照自然方式布置,形成了层次错落、 色彩丰富的景观效果,提升了厂区绿化美化水平。LY企业实施肝石山绿化工程,先后 多次对肝石山进行绿化建设,完成了肝石山下场地平整、山下场地绿化、肝石山山体绿 化等工作,种植火炬树、垂柳、侧柏、大叶黄杨等各种树木,起到了涵养水分、防风固 土、降低粉尘排放的效果。为了提高种植树木成活率,LY煤矿企业还建设了水池及泵 房,种植期间规定了施肥方法、施肥用量和养护浇水时间等,保证了所栽植苗木良好生 长,使LY煤矿企业实现了矿区三季有花、四季常青的景色,被省级建设厅授予“花园 式单位”称号。
科技进步贡献率评价值在2015年至2019年间由负值变为正值,可以看出,LY煤 矿企业对科技进步的重视和发展,企业始终坚持科技是第一生产力,实施科技兴矿战略, 积极开展技术革新、技术改造,不断推广新技术、新工艺,在科技创新方面取得了显著 的经济效益和社会效益。如LY煤矿企业利用科技建立了多个集团公司级的精品工程, 实现了采煤工艺综放化、矿井提升自动化、瓦斯监测网络化、作业环境标准化、开拓掘 进综掘化、巷道支护锚网化等,改善了矿井的作业环境,降低了矿井事故发生率,提高 了安全监督力度;并对洗煤厂的浓缩机、粗煤泥回收系统和水循环系统进行科技革新, 提高了煤泥水处理能力,改善了循环水质量,提高了产品质量;LY煤矿企业优化布置 了采煤设计方案,大力推进沿空留巷技术,既提高了煤炭回收率,又降低了生产成本, 实现了稳产增效经济效益,并且改善巷道维护状态;对主井、副井提升电控技术进行改 造,一定程度上克服了制约生产的问题,并对主井绞车改造,具备了自动控制功能;地 面变电站对井下变电所的运行进行了远程操作、检测监控和故障报警等功能的完善;地 面35kV变电站主控室对地面35kV变电所及井下进行远程监测和控制,形成多网络集 成平台,进行电网监控、视频、音频等性能,全面提升电网的远程监控和调动功能,改 善信息化管理。
设备更新率评价值在2015年至2019年呈现出明显的上升趋势,增长193.10%。在 这几年中,LY煤矿企业陆续更新了 NG30浓缩机、双臂钻装机、掘进机、巷修机、局 部通风机、无压风门、高强无缝风筒、坑道钻机、抽放泵、抽放管路、防水闸门、水泵、 水害微震监测系统、井下安全监测设备补套、烟雾传感器、温度传感器、高压配电柜、 粉尘传感器、抗冲击波门、排水设备、甲烷传感器、风速传感器、风压传感器、风筒风 量传感器、放水钻机等设备,这些设备的及时更新在一定程度上减少了旧设备维修、换 件的费用,降低了管理费用等,使得LY煤矿企业提高了煤炭产品的产量和质量,降低 了产品成本,提高了劳动生产率,使企业取得较好的经济效益。同时,设备更新改造还 可以减少企业生产过程中排放的废气、废水、固体废弃物、烟尘等废弃资源,能够提高 资源综合利用率,改善环境状况,促进LY煤矿企业低碳化发展。总体而言,设备更新 能够促进LY煤矿企业在经济效益和环境效益中获得重大益处。
(2)综合评价值分析
表5.10 LY煤矿企业2015年至2019年低碳经济发展水平综合评价值
年份 2015 2016 2017 2018 2019
低碳经济发展综合
评价值 -3.40 0.05 0.75 0.78 1.84
通过对表5.9的分析可知,LY煤矿企业积极落实供给侧结构性改革措施,加强煤炭 转型升级,大力推进科技投入,提高资源综合利用率,加强生产力,促进经济增长,注 重环境保护,推动该企业低碳经济的发展。从表5.10中可知,LY煤矿企业2015年至 2019年低碳经济发展水平综合评价值总体上处于逐年增加的状态,表明LY煤矿企业的 低碳经济相关的措施起到了推动作用,使得企业低碳经济发展水平较好,这与LY煤矿 企业实际的低碳经济发展状况相一致,同时也表明粗糙集方法的可行性和适用性。
5.7 LY煤矿企业低碳经济发展建议
(1)加大科技资金投入,大力研发低碳技术
科学技术是第一生产力,对促进LY煤矿企业的低碳经济发展具有重要的作用,也 是发展低碳经济最直接的措施,低碳技术的发展要以能源降耗、清洁生产、节能减排、 资源合理再利用等为研究重点,加速科技对经济的转换。从评价结果可以看出,LY煤 矿企业近几年在万元产值水耗方面有逐年增加的趋势,这在一定程度上从起始点阻碍了 低碳经济的发展,因此要在保持正常完成生产目标的前提下,利用低碳技术降低能耗, 减少成本消耗。另外,LY煤矿企业在增强自主创新能力和对现有低碳技术二次改造时, 还要与科研机构和高等院校进行协同合作,建立项目实验室,做到产学研相结合,培养 具备煤炭低碳技术的科技人才,为之后企业的科技人才队伍的扩大奠定了基础。
(2)提高资源利用效率,加强综合利用开发
从实证结果可以看出,自2018年开始“三废”综合利用率处于减少的趋势,三废 利用作为资源利用中的最重要部分,可以体现出资源利用的效果,因此企业要加强资源 开发利用,提高资源利用效率。由此,LY煤矿企业可以从两个方面进行:一方面,大 力推行清洁开采和生产,从开采和生产中减少废弃物的产生,实现废弃物的减量化和无 害化;另一方面,对已经出现的废弃物运用节能减排技术和措施进行处理,进一步减少 废弃物的污染,增加废弃物的附加值,变废为宝,可以在一定程度上减少对能源和资源 的需求,提高资源利用效率,减少污染,保护环境,便于实现经济效益和环境效益协同 发展。
(3)合理利用环保投资,改善矿区生态环境
环保投资是环境保护的基础,从表5.9指标评价结果可以看出,LY煤矿企业在环保 投资比重方面有着良好的发展趋势,并且矿区的植被覆盖率也是逐年增加,因此合理化 地利用环保投资,改善生态环境是非常重要的。LY煤矿企业在加大环保投资时可以建 立环保管理机构、环保投资管理制度、监督制度和相关的操作流程,将环保投资付诸实 践,提高环保资金的使用效率,可以进行污水排放系统、垃圾回收清理、植被等投资, 对工业垃圾、二氧化碳、二氧化硫、噪声、工业污水等从源头进行处理,提前预防或者 减少污染物的排放,增加植被绿化面积,为矿区的生态环境的良好循环奠定了基础。
6结论与展望
6.1结论
煤炭在我国能源结构中占据着主导地位,决定了煤炭企业发展低碳经济刻不容缓, 因此,准确地评价煤炭企业低碳化发展水平、发现制约其低碳化发展的关键因素和环节, 对煤炭企业有针对性制定低碳化发展战略,促进低碳化目标的完成具有重要的现实意 义。本文以LY煤矿企业2015年至2019年期间低碳经济发展数据作为样本,选取粗糙 集评价方法作为评价模型,利用该评价模型,对该企业进行了实证评价。根据本文的相 关理论分析、我国煤炭企业低碳经济发展现状的分析以及实证评价结果分析,本文得出 以下几点结论:
(1)结合国内外有关低碳经济的文献和我国煤炭企业低碳经济发展现状,遵循完 备性、独立性、数据可获得性、定性与定量相结合等原则,从低碳开采、资源利用、环 境保护、科研创新四个方面构建了包含17个指标的煤炭企业低碳经济发展水平评价指 标体系。
(2)以LY煤矿企业为例,利用粗糙集评价模型进行属性约简和重要度计算得出: 万元产值水耗、“三废”综合利用、煤肝石综合利用、环保投资比重、矿区植被覆盖率、 科技进步贡献率、设备更新率等指标是LY煤矿企业发展低碳经济的关键因素,对LY 煤矿企业实现低碳化发展具有重要的影响。综合评价分析表明:LY煤矿企业在2015年 至2019年期间,低碳经济发展水平综合评价值逐年上升,表明LY煤矿企业低碳经济发 展良好,这与企业实际情况相符,在一定程度上验证了粗糙集评价方法的有效性。
(3)通过实证评价,提出加大科技资金投入,大力研发低碳技术;提高资源利用 效率,加强综合利用开发;合理利用环保投资,改善矿区生态环境等建议,促进LY煤 矿企业进一步提高低碳经济发展水平。
6.2展望
本文以煤炭企业低碳经济发展水平为研究对象,结合文献研究和实际调研,运用粗 糙集方法对评价指标进行针对性研究,但由于本人学识有限,本文还存在一些问题需要 继续研究,主要有以下几个后续问题:
(1)因我国煤炭企业低碳经济发展水平相关数据的不可获得性,本文主要是对粗 糙集方法的验证,暂时不能对整个煤炭行业的低碳经济发展水平进行研究,这需要进一 步获得数据。
(2)本文主要是运用了粗糙集方法中的属性约简,并进行了实证运用,证明了该 方法的实用性和可行性,在后续的研究过程中,要不断完善属性约简的方法,运用更好 的约简方法对各项指标属性进行评价,也要考虑粗糙集和其他方法相结合,以期得出更 加合理科学的结论。
致谢
时光荏苒,白驹过隙。转眼间三年的研究生学习生涯即将结束,在学校度过的这三 年间的点点滴滴都会成为以后生活和工作中最美好的人生财富和回忆。在这里,我真诚 地对我的母校说一声谢谢,感谢各位老师、同学、家人和朋友的关心和帮助。感激之情, 不胜言表。
首先,要向我最尊敬的导师李朋林教授表达感谢。在论文撰写过程中,从论文的选 题、开题、框架的结构到最终论文的定稿,从论文的内容、格式到标点,每一步老师都 提供了无私的指导;对每一次论文中遇到的疑问和困难,老师都耐心给我解答,提出解 决方法,为我指明方向,使我的写作以及科研能力都有了很大水平的提升。李朋林教授 不仅传授知识和道理,而且其严谨负责的治学态度,严于律己、宽容他人的风范以及与 人相处的人格魅力,都对我产生了深远的影响,使我不仅提高学术认知,还在精神上充 实自我,明白了与人沟通、待人接物的道理,使我受益无穷。在此,再次感谢李朋林教 授!
其次,要感谢学习期间的各位任课老师和与我互相帮助、共同努力的同学。任课的 老师们用专业知识和实际案例让我对每一个课程有了新的认识,学习到新的分析方法和 分析工具,增加了研究问题的深度,进一步丰富了对本专业的理解和学习,提高了自己 的应用能力。感谢给予我信任和支持的同学们,无论是在学习上还是比赛中,彼此之间 的交流让我拓宽了新思路,转变了新的角度,感谢每一个贡献出自己观点的同学。也要 感谢我的同门和舍友,在我遇到困难时给予的帮助。
最后,要感谢在我背后默默付出的家人们,感谢你们对我学习无私的帮助、理解和 支持。家人是我坚实的后盾,让我可以心无杂念地做自己的事情;家人是我的温暖港湾, 当我感到疲惫时有暖暖的鼓励;家人是我奋斗的强大动力,我会尽自己最大的努力,去 回报家人给予的关爱、支持和守护!
感谢参加答辩的各位专家教授,由于自己的专业能力有限,尽管在论文写作中付出 了大量的努力,但是仍存在一些不足之处。恳请各位专家及老师批评、指正!