環境規制對煤炭行業技術創新的影響研究

馬 媛，王曉東，尹 華，張韶穎

(山東科技大學經濟管理學院，山東 青島 266590)

我國是一個礦業大國，近一個世紀的大規模煤炭開采，雖然為經濟發展提供了持續的能源動力，但同時也造成了嚴重的環境問題，給礦區的生產生活帶來了不利影響和危害。煤炭開采過程會造成較為嚴重水體和土體破壞，煤炭開采加工過程中會產生大量的廢水、廢氣和固體廢棄物。環境問題具有很強的外部性，企業自身沒有足夠的動力去解決，因此環境規制是各國政府采取的主要方式。

1 煤炭行業的環境規制

我國政府不斷調整環境規制政策以實現經濟與環境的友好協調發展，先后制定并實施了多項環境規制政策引導煤炭企業向環境友好的方向發展，降低煤炭企業在生產過程中對環境造成的破壞和污染。對煤炭行業實施的環境規制政策大致經歷了以下幾個階段。

1.1 框架構建階段

此階段實施的環境規制措施以法律法規為主，明確了環境對于可持續發展的重要意義，但是缺乏具體的實施細則。1986年第六屆全國人大常委會第十五次會議通過的《中華人民共和國礦產資源法》是我國在礦產開發方面頒布實施的第一部重要方案，明確了礦產資源的所有權、探礦權、采礦權，明確提出礦山企業應當因地制宜地采用復墾利用、植樹種草或者其他措施減少因采礦對耕地、草原和林地的破壞；1989年、1996年、1997年陸續通過了《中華人民共和國環境保護法》、《土地復墾規定》、《中國人民共和國煤炭法》、《中華人民共和國節約能源法》。這些綱領性文件、法律的頒布為煤炭的高效、綠色開采提供了總體框架，提出了“環境保護規劃必須納入國民經濟和社會發展計劃”、“開發利用自然資源必須采取措施保護生態環境”、按照環保法律法規開發利用煤炭資源的要求，并提倡和支持煤炭的深加工和精加工。

1.2 逐步實施階段

這一階段陸續出臺了一些環境規制的績效標準，為污染物的界定提供了依據，為環境規制的實施提供了量化指標。以1996年《國務院關于環境保護若干問題的決定》為標志，陸續出臺了實施細則和量化辦法。此后陸續出臺了《城市區域環境噪聲標準》、《大氣污染物綜合排放標準》、《污水綜合排放標準》等環境規制績效標準。

1.3 規制加強階段

這一階段陸續出臺了《水污染防治法》《固體廢棄物污染環境防治法》等法規，循環經濟、清潔生產的相關方案逐步完善，環境規制更加具有針對性。天津、廣州、深圳等地碳排放權交易試點工作相繼啟動。以2005年《國務院關于落實科學發展觀加強環境保護的決定》為標志，陸續頒布了《循環經濟促進法》、《清潔生產促進法》、《固體廢棄物污染環境防治法》、《水污染防治法》、《礦山生態環境保護與污染防治技術政策》等法規，并對前期頒布實施的一些法規進行了修訂，2011年修訂的《煤炭法》增加了對煤礦建設、生產等方面的環境要求，如“煤炭開發與環境治理同步進行。煤礦建設項目的環境保護設施必須與主體工程同時設計、同時施工、同時驗收、同時投入使用”，“鼓勵煤炭企業發展煤炭洗選加工，綜合開發利用煤層氣、煤矸石、煤泥和泥炭”、取締土法煉焦；向在開采回采率、采礦貧化率、選礦回收率、礦山水循環利用率和土地復墾率等規定技術層面達標的企業授權頒發采礦許可證。同年重新頒布的《土地復墾條例》，由原來的26條增加到了42條，明確了復墾主體、資金渠道并完善了土地復墾的激勵措施，增加了土地復墾方案的編制、審查、監督、驗收等環節的管理措施。這些舉措的推出表明我國環境治理從污染監測到污染預防的升級。同時，伴隨著環境規制程度的加強，環境規制工具的運用也逐漸多樣化。《燃煤SO2排放污染防治技術政策》、《粉煤灰綜合利用管理辦法》、《重點節能技術推廣目錄》等技術標準、排污費、可交易許可證等基于市場的環境規制工具逐漸開發和實施。

2009年12月丹麥哥本哈根全球氣候大會期間，我國政府提出“到2020年我國單位GDP的CO2排放量比2005年下降40%～45%”，顯示了我國政府在環境治理、轉變經濟發展方式等方面的決心。2012年審議通過的《國務院關于印發“十二五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》又進一步指出“完善企業信息發布制度，引導企業自愿進行減排交易活動”。這標志著我國的環境規制措施由政府規制向自愿實施的全面升級。

2 環境規制對煤炭企業技術創新的作用分析

學術界關于環境規制與企業技術創新關系的研究尚未達成一致觀點。一種觀點是以Porter為代表的“修正學派”提出的“波特假說”，該觀點認為恰當設計的環境規制能刺激被規制企業進行技術創新；另一種觀點是以Walley、Whitehead 為代表的傳統學派，他們認為環境規制阻礙企業進行技術創新活動。由于受人力、資本和企業規模等因素的限制，企業為服從環境規制進行污染治理投資，必然會增加企業的環境規制成本，導致企業資本從有發展前景的創新項目轉向污染治理項目，在一定程度上會抑制企業技術創新能力的提升，因此采用較高的環境標準可能是得不償失的做法。總體來看，越來越多的實證表明環境規制的實施能夠對技術創新起到促進作用。

自環境規制實施以來，我國的煤炭企業在技術創新、管理創新方面付諸了很多實踐以滿足這方面的要求。

2.1 技術方面的創新

2.1.1 綜合治理技術的開發應用—末端治理技術

我國95%的煤炭產量出自井工開采，礦區沉陷是煤炭開采帶來的主要環境破壞。解決該問題的主要方法是礦區沉陷地復墾和生態重建，根據地表塌陷的深度可以考慮采取土地復墾、深挖填淺、矸石回填、矸石筑堤、水域水產養殖等不同的方案[1]。地表塌陷治理是末端治理技術，是對已造成破壞的修復彌補，屬于綠色技術創新的初級階段。世界主要礦區都很注重礦區環境的綜合治理。德國的經驗尤其值得借鑒。我國自20世紀80年代以來開始對采煤沉陷地的治理進行研究，初步形成了具有中國特色的采煤沉陷地復墾技術[2]。淮南礦業集團走在國內行業前端。2003年淮南礦業集團和地方政府一道開始探尋統籌解決采煤塌陷搬遷，把采煤塌陷搬遷與城鎮化建設、生態環境治理“三合一”。從 2006年起，淮南礦業集團又著手對 22km2資源枯竭礦區進行環境修復和開發[3]。

2.1.2 洗選加工、清潔轉化技術—產品創新

受全球氣候變暖的影響，國際社會非常重視CO2等溫室氣體的排放，煤炭燃燒過程中會釋放大量的CO2、SO2等有害氣體，會加劇溫室效應。通過對煤炭的洗選可以提高煤質，減少煤炭中的硫分、灰分及其他有害元素，滿足客戶對發熱量和排放的要求。煤炭企業逐漸開發完善了選煤、型煤、配煤等潔凈煤技術，這些產品在使用過程中可以極大減少煙塵、顆粒物、SO2等有害物質的排放，同時還能提高發熱量。經過不斷積累，我國民用型煤技術在國際已處于領先地位。自2006年的“十一五”規劃以來，我國政府將節能減排作為宏觀調控的重點，受環境規制措施和規制程度的影響，煤炭企業也越來越重視產品的加工，全國原煤入洗率由2005年的31.9%提高到了2011年的50.9%。

為了減少廢棄物的排放，提高產品附加值，很多煤炭企業尤其是大型煤炭企業改變了過去“資源-產品-廢棄物”的傳統發展模式，形成了“資源-產品-再生資源”的循環經濟發展模式(圖1)，以資源流動集成和廢棄物的綜合利用為基礎實現產業鏈的延伸。大同煤礦集團建設的塔山循環經濟園區是我國煤炭系統的首個循環經濟園區，一方面通過前向關聯延長資源產品鏈，提高資源加工深度，充分利用資源，使資源增值，從而更好地發揮資源效益和經濟效益；另一方面提高資源的綜合利用效益，減少廢棄物對生態環境的破壞，使企業外部不經濟性最小，使環境成本最低。產業鏈的延伸使煤炭的附加值大幅增加，實現了煤炭能源的高效、綜合、低碳利用。

圖1 煤炭企業循環經濟示意圖

2.1.3 節能技術改造——工藝過程的局部創新

通過對提升、排水、空氣壓縮、運輸、通風等工重點耗能工序進行技術改造，實現工序節能，以單機節能技術改造為主，在行業內推廣風機、水泵、提升機等先進技術裝備。

2.1.4 綠色開采技術——開采工藝創新

由于煤炭開采必然會造成巖層運動，導致巖體松動形成巖體內“裂隙場”，因此會影響到離層的發育狀態及位置，造成地表沉陷、改變瓦斯和地下水在裂隙體內的滲流規律。要從根本上解決煤炭開采造成的廢水、廢氣、廢渣等環境問題，就需要從廣義資源的角度上認識煤、瓦斯和水等一切可以利用的資源，防治或盡可能減輕煤炭開采對環境和其他資源造成的不良影響。我國學者率先提出了綠色開采的概念并構建了相應的理論體系和技術框架(圖2)，主要包括針對水資源保護的“保水開采”技術、針對土地與建筑物保護的離層注漿、充填與條帶開采技術；解決瓦斯抽放的“煤與瓦斯共采”技術、減少矸石排放的巷道支護與殲石排放技術和地下氣化技術。經過十幾年的不懈努力，綠色開采技術在關鍵技術層面和操作層面已經取得很大突破，并在新汶、棗莊、兗州等礦區得到應用。綠色開采體現了科學開采的思想，改變了過去“高開采、低利用、高排放”的傳統模式，是實現采礦業可持續發展的重大技術創新[4-5]。

2.2 管理、制度創新

隨著“十一五”規劃綱要的發布，節能減排被明確為是貫徹落實科學發展觀、構建社會主義和諧社會的重大舉措，環境規制程度逐漸加大。煤炭行業關閉了一些能耗高的小煤礦，實現結構重組。同時在煤炭工業協會、地方煤管局的推動下，在煤炭企業內部完善了相應的管理措施，通過制度創新和管理創新進一步推動環境目標的實現。

2.2.1 能效對標管理

由于煤炭企業的能耗水平和污染受埋藏深度、煤層厚度、地質條件、運輸遠近等先天性自然因素的影響，為了增強規制措施的可操作性，在國家能源局的領導下，煤炭行業內部自2009年開始推行節能示范工作，在山東省選擇了四家有代表性的煤礦，在此基礎上編制煤炭行業工序能耗標準，形成節能工作規范，制定適用的評價標準和對標體系。能耗對標

圖2 煤炭綠色開采基本框架

活動的開展是把煤炭企業自身制定的能耗標準體系與先進單位的能耗進行比較，通過比較來查找自身的不足，然后采取相關的措施進行優化改正，通過對標活動的開展達到推進能源管理工作的目的。

2.2.2 合同能源管理

合同能源管理是一種新型的市場化節能交易制度，其實質是以減少的能源費用來支付節能項目的全部成本。很多煤炭企業利用這一方式對重點能耗工序實現了節能技術改造。典型案例是新汶礦業集團的華豐煤礦與北京合康億盛科技有限公司簽訂的技術服務合同，應用合同能源管理模式對提風機房高壓變頻進行改造。華豐礦只需根據改造后風機運行的實際節電量確定節電費用，按季度進行結算支付，不增加額外成本，支付完后，合同終止，設備無償歸華豐礦所有。如果設備性能在使用中不符合設計要求，達不到預期節能標準，北京合康億盛公司向華豐礦支付合同總額的20%作為違約金，并賠償造成的全部經濟損失[6]。

通過技術、管理、制度等方面的創新，我國煤炭企業在控制環境影響方面取得了很大進展，以綜合能耗為例，我國國有煤炭企業的原煤生產綜合能耗從2000年的20.9kgce/t減少到了2008年的12.35kgce/t，降幅達到41%。環境規制作為一個外部壓力促進了煤炭行業的技術創新水平[7]。

3 未來趨勢及建議

環境技術創新經歷了一個由末端治理、無廢工藝、清潔技術、污染防控的發展過程[8]。在政府剛剛推出環境規制時，此時的規制程度不大，通過末端治理技術即可滿足環境規制要求，而末端治理技術作為環境技術的推廣，不需要企業太多的創新投入，此時較低的投入產出比是可行的；但是隨著環境規制程度的加深，末端治理已不能滿足規制要求，企業需要從工藝過程、產品質量等方面做出改進，因此需要開發無廢工藝和清潔技術，這個階段與末端治理最大的不同在于它不是污染后的修復彌補，而是在生產過程中對污染源的控制和減少，因此需要投入較多的創新資源對原有的工藝和產品進行改進，才能滿足環境規制的要求。歐盟的發展歷程驗證了這一點，20世紀90年代之前10年間歐共體單位GDP能耗平均下降了22%，而90年代之后這種下降有所遲緩。由于任何技術都有它原有的軌道和極限，當到達現有技術極限時，繼續加大創新投入進行改進可能不會滿足越來越強的環境規制，此時就需要出現技術跳躍脫離原有的軌道，即突變型技術創新。而突變型技術創新無論是在創新風險還是創新投入方面，都要大于漸進性創新。因此，隨著環境規制程度的加深，企業需要投入更多的創新資源來滿足環境要求。這就意味著為了滿足未來逐步嚴格的環境規制，煤炭企業需要加大創新力度，尤其是工藝創新的力度。

煤炭產品與其他產品最大的區別在于產品的差異化比較小，企業間的競爭基本上是依靠價格。煤炭的價格是受整個市場供求關系的決定，作為商品很難體現出在開采時的難度及技術含量，也比較難以體現出其“綠色”的程度。因此這種類型的企業在應對環境問題時大都采取規制應對的策略。這就需要國家在制定環境規制措施時充分考慮行業特色，沿著有益于環境的方向引導企業持續搜索。以充填開采為例，充填開采是一種能有效減少矸石排放和預防土地塌陷的綠色開采技術，但是由于初期投資較大、充填成本較高，限制了其推廣應用。這就需要政府根據各類情況在政策和稅收方面加以支持，以使煤炭企業健康發展。

4 結束語

伴隨著經濟的高速增長，人類賴以生存的環境遭到了一定程度的破壞。我國政府高度重視環境問題，自20世紀80年代以來陸續出臺了很多法律法規和行業措施。為了滿足環境規制的要求，我國的煤炭行業在技術、管理、制度等方面采取了很多創新方法和實踐，并取得了顯著成績。考慮到環境技術創新軌跡，煤炭行業需要付出更多的創新投入才能滿足越來越嚴格的環境規制需要。而煤炭產品的無差異性，決定了這些創新投入在產品價格中很難得到體現，因此建議政府出臺靈活的環境規制措施以激勵煤炭行業的技術創新。

[1] 馬文明.礦區沉陷地復墾與生態重建研究[J].水土保持通訊，2008(2)：135-139.

[2] 胡振琪，肖武，王培俊，等.試論井工煤礦邊開采邊復墾技術[J].煤炭學報，2013(2)：301-307.

[3] 李軍偉.煤炭工業實施低碳經濟的途徑探析[J].中州煤炭，2010(4)：98-99.

[4] 錢鳴高.煤炭的科學開采[J].煤炭學報，2010(4)：529-534.

[5] 陳玉和，王方.論中國礦業的可持續發展[J].科技進步與對策，2010(12)：64-67.

[6] 王振，鄭銀龍，韓小慶.“EMC”模式：打造節能型企業的新途徑[J].山東煤炭科技，2007(6)：86.

[7] Ma.Y.Yin,H.Cui,W.Research on technology innovation of coal industry under environmental regulation[J].Advanced Materials Research,2013,Vol.734,815-818.

[8] 肖顯靜，趙偉.從技術創新到環境技術創新[J].科學技術與辨證法，2006(8)：80-83.