煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合機(jī)理及路徑研究

閆 函 吳 蔚 李中元(山西省環(huán)境科學(xué)研究院，山西 太原 030027)

煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合機(jī)理及路徑研究

閆 函 吳 蔚 李中元
(山西省環(huán)境科學(xué)研究院，山西 太原 030027)

機(jī)理是一個事物演變的原因與道理，研究煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合機(jī)理即尋找二者耦合的原因。本文確立了橫縱兩大方向，縱向以時間為維度，從歷史視角，運(yùn)用事實(shí)演化論述；橫向基于理論基礎(chǔ)，從耦合動因與耦合障礙正反兩方面證實(shí)耦合機(jī)理。基于原因分析，從制度建設(shè)、管控體系、生態(tài)補(bǔ)償、技術(shù)革新等方面提出了煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合路徑。

煤炭開采；生態(tài)保護(hù)；耦合

中國資源相對豐富，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)基本形式是“以煤為基，多元并存”，煤炭消費(fèi)的絕對值逐年增加。但我國采礦條件差，煤田結(jié)構(gòu)復(fù)雜、開采成本大、難度高，形勢不容樂觀。另一方面，生態(tài)環(huán)境被提高到“五位一體”的新高度，國家強(qiáng)力改善生態(tài)環(huán)境總體質(zhì)量，推進(jìn)集約型資源利用。因此，煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合關(guān)系成為研究焦點(diǎn)。

1 歷史縱觀

18世紀(jì)后期，瓦特發(fā)明蒸汽機(jī)，人類迎來了史上第一次能源轉(zhuǎn)換，從木材到煤炭，由此之后，“煤炭時代”開始。

圖1 重要年份各能源在消費(fèi)結(jié)構(gòu)中所占比重

由圖1可知，煤炭的消費(fèi)量雖處于下降趨勢，但在整個能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中都占最主要位置，煤炭為工業(yè)的發(fā)展提供了持續(xù)動力，經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時，部分學(xué)者提出環(huán)境資源的稀缺性，生態(tài)承載能力有限性等理論，反對傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)“環(huán)境資源取之不盡用之不竭”的假設(shè)條件[1-2]。

工業(yè)革命加速發(fā)展，煤炭資源開采量急劇上升，極大地影響了土地、水資源、大氣的質(zhì)量。科技進(jìn)步，觀念改變，已經(jīng)使人類對自然界中細(xì)微的變化十分敏感，以人為本的社會更加注重舒適的人居環(huán)境。同時，環(huán)境資源經(jīng)濟(jì)學(xué)家也進(jìn)行大量研究，測算生態(tài)環(huán)境有多大的承載力去應(yīng)對不斷發(fā)展的采掘產(chǎn)業(yè)。煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合也因此成為歷年研究重點(diǎn)。

2 現(xiàn)實(shí)探究

2.1 煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合動因

在我國煤炭資源儲量大、開采難、人均擁有量小、煤炭資源利用率低等特殊國情條件的制約下，煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合成為必然。促成耦合的具體原因有以下四個方面：資源的稀缺性、資源的可持續(xù)利用、帕累托最優(yōu)原則、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)要求。

2.1.1 耦合效應(yīng)根本源自資源的稀缺性

西方經(jīng)濟(jì)學(xué)中把“稀缺”主要概括為：在某一特定時期內(nèi)，資源的存量不能滿足人類的無限需求[3]。煤炭資源在短時期內(nèi)不能再生，是絕對稀缺的，一旦煤炭存量都已利用，邊際費(fèi)用增加，人類無法找到煤炭的完全替代品，生產(chǎn)資料無法及時調(diào)整，煤炭資源的有限性約束經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

生態(tài)環(huán)境是有限稀缺的。生態(tài)環(huán)境可以容納污染物，提供休閑、舒適的生活生產(chǎn)支持。當(dāng)生態(tài)環(huán)境存量小于人類的需求時，就會對經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展形成限制。因此，煤炭開采過程中如果不注意保護(hù)生態(tài)環(huán)境，必然會凸顯環(huán)境資源的稀缺性，從而影響煤炭資源的開采活動。二者雙向作用影響，必然導(dǎo)致耦合效應(yīng)出現(xiàn)。

2.1.2 資源的可持續(xù)利用推動耦合效應(yīng)形成

按自然資源種類分，煤炭屬于不可回收的可耗竭資源。工業(yè)不斷發(fā)展，煤炭使用數(shù)量急劇增加，煤炭資源衰竭速度加快。而且，在煤炭使用過程中和使用后，都會排放大量有害物質(zhì)，所以煤炭資源利用率的高低直接影響環(huán)境的好壞。

在沒有人類作用的情況下，土地、植被、大氣和水資源都可以通過自身的新陳代謝保持綿延不絕。在適度開發(fā)資源的情況下，資源可以回復(fù)、循環(huán)、再生產(chǎn)；反之，它們就會失去原來的可更新性。煤炭資源的不合理開采不僅會使自身瀕臨耗竭，還會影響土地資源、水資源、大氣和植被的正常狀態(tài)。在現(xiàn)有煤炭開采技術(shù)水平條件下，礦產(chǎn)資源區(qū)的生態(tài)環(huán)境問題明顯比一般經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)嚴(yán)重。鼓勵煤炭企業(yè)使用清潔技術(shù)，進(jìn)行清潔開采，將是煤炭企業(yè)在生態(tài)建設(shè)方面要達(dá)到的目標(biāo)。

2.1.3 追尋帕累托最優(yōu)促成耦合效應(yīng)形成

煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合探究本質(zhì)是在追尋社會福利最大化，也就是帕累托最優(yōu)。該理論通過埃奇沃思盒狀圖來解釋，假設(shè)煤炭開采企業(yè)A和生態(tài)保護(hù)部門B，生產(chǎn)要素勞動(L)與資本(K)，兩種產(chǎn)出物X和Y，并且兩種生產(chǎn)要素的數(shù)量固定不變，則兩種商品的等產(chǎn)量曲線如圖2所示。

圖2 艾奇沃思盒狀圖

如果資源配置在D點(diǎn)，那么資源就沒有得到充分利用，此時，將D點(diǎn)移動到生產(chǎn)契約曲線上，就可以達(dá)到高效生產(chǎn)的目的。改變?nèi)魏我粋€點(diǎn)，如果整體效用減少，說明初始點(diǎn)就是福利最大化的位置[4]。

在研究中，對于煤炭資源的效率十分重視，因?yàn)樗鼪Q定了環(huán)境資源配置和利用方式的選擇。生態(tài)環(huán)境因素會影響到整個社會的福利水平，源于它能影響任何生產(chǎn)可能性邊界的能力。因而，將經(jīng)濟(jì)社會中的煤炭開采行為、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境、社會福利聯(lián)系起來，在兼顧效率與公平的基礎(chǔ)上分析環(huán)境經(jīng)濟(jì)問題，實(shí)現(xiàn)環(huán)境資源配置的效率目標(biāo)，會使社會福利最大化。

2.1.4 循環(huán)經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)實(shí)要求

循環(huán)經(jīng)濟(jì)就是“廢物再循環(huán)、再利用”，它要求人類社會在生產(chǎn)生活的各項(xiàng)活動中做到節(jié)約資源、減少浪費(fèi)、廢棄循環(huán)。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)增長依靠資源消耗與利用，呈現(xiàn)線性增長方式，企業(yè)利用資源進(jìn)行生產(chǎn)，出售產(chǎn)品、產(chǎn)品消費(fèi)之后，將廢棄物丟棄，至此完結(jié)。而循環(huán)經(jīng)濟(jì)增長理論就是要改變這種線性增長方式，對資源整合重新利用，出現(xiàn)類似環(huán)形模式。

具體到煤炭開采中，就是要求將伴生的其他資源甚至排棄物進(jìn)行綜合搜集利用，如：煤矸石、煤層氣、煤灰、煤泥等，可利用到建材行業(yè)、回填礦區(qū)等領(lǐng)域，在充分利用資源的同時還可以減少煤炭開采引起的負(fù)外部性。

2.2 煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合障礙

雖然有多方面的因素促進(jìn)煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合，但是依然存在許多因素阻礙二者正常協(xié)調(diào)。以下從公地的悲劇、外部性(主要是負(fù)外部性)、市場失靈、政策失效四個方面分析。

2.2.1 公地的悲劇

公共物品主要是區(qū)別于私人物品，不具備專有性和排他性的。多主體擁有所有權(quán)，個體使用資源的成本很小，遠(yuǎn)不及社會付出的成本，因此資源會被超額利用。造成“人人所有，人人沒有，誰都應(yīng)負(fù)責(zé)任，誰都不負(fù)責(zé)任”的情形。所以，個體不會關(guān)心資源不斷減少的現(xiàn)狀，造成大量浪費(fèi)，目光短淺，常常竭澤而漁，不想為擴(kuò)大再生產(chǎn)付出任何成本，致使資源濫用枯竭。在采煤過程中，煤炭開采主體不顧對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響，造成了土地、植被、水資源、大氣等的破壞，從而使煤炭開采與生態(tài)保護(hù)難以協(xié)調(diào)。

2.2.2 外部性的制約

外部性分外部經(jīng)濟(jì)與外部不經(jīng)濟(jì)，煤炭開采引起的環(huán)境污染是一種外部不經(jīng)濟(jì)。

圖3 外部不經(jīng)濟(jì)的私人成本和產(chǎn)量及社會成本和產(chǎn)量

MSC是社會邊際成本，它和邊際收益MR的交點(diǎn)即為有效的合理產(chǎn)量，但是，在外部不經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下，會出現(xiàn)一條私人邊際成本MPC，這一成本低于社會邊際成本，從而造成了MPC與MR的交點(diǎn)所對應(yīng)的產(chǎn)量大于有效合理的產(chǎn)量，同時，私人邊際成本所對應(yīng)的價格低于社會邊際成本所對應(yīng)的價格，因此，更催生了個人逐利行為[5]。

煤炭開采造成的污染與浪費(fèi)是外部不經(jīng)濟(jì)的一種典型代表，煤炭開采企業(yè)是一種微觀主體，在獲利動機(jī)驅(qū)使下他們計算的只是與其所得利益直接相關(guān)的成本，漠視自身行為產(chǎn)生的環(huán)境成本，若沒有相應(yīng)的法律機(jī)制與價格機(jī)制制約，他們沒有動力進(jìn)行生態(tài)環(huán)境保護(hù)，因此要做到煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合存在很大困難。

2.2.3 市場失靈的影響

資源配置扭曲就是市場失靈。很多誘因都會造成市場失靈，但是外部性和公共物品是兩個重要的因素。在環(huán)境資源配置過程中，水、空氣等表現(xiàn)出了環(huán)境和自然資源特屬的公共物品性質(zhì)。在采煤過程中，對環(huán)境免費(fèi)消費(fèi)，于是往往表現(xiàn)出非競爭性、非排他性和市場失靈，結(jié)果是煤炭開采無視生態(tài)保護(hù)，影響二者的耦合協(xié)調(diào)。

2.2.4 政策失效的妨礙

政府進(jìn)行干預(yù)必然是源于市場失靈，但市場失靈并不必然引起政府干預(yù)。理論上，政府可以建立相應(yīng)的政策法規(guī)或者改變制度體系糾正市場失靈。在煤炭開采過程中，不注意保護(hù)而造成水土流失、植被減少等，政府就可以通過向煤炭開采企業(yè)征收稅款來抑制破壞生態(tài)的行為，或者提供補(bǔ)貼來鼓勵回填復(fù)墾。

但有時政府出臺的政策對于市場失靈作用甚微，甚至?xí)故袌鲞M(jìn)一步扭曲，出現(xiàn)政策失效，即生產(chǎn)者的邊際生產(chǎn)成本低于生產(chǎn)要素的成本，即會導(dǎo)致生產(chǎn)要素(資源)無節(jié)制使用，造成生態(tài)惡化。政策實(shí)效無疑給煤炭開采和生態(tài)保護(hù)的耦合增加難度，當(dāng)市場失效需要政府干預(yù)，政府卻沒有反應(yīng)時，結(jié)果比市場失靈更加糟糕。

3 煤炭開采與生態(tài)保護(hù)耦合路徑

(1)創(chuàng)新制度，合理管控。在嚴(yán)格遵循各項(xiàng)法律法規(guī)的前提下，針對不同礦區(qū)特點(diǎn)，因礦制宜。厘清礦業(yè)產(chǎn)權(quán)，將生態(tài)保護(hù)與礦權(quán)掛鉤，并設(shè)立采煤效率與生態(tài)恢復(fù)(保護(hù))的雙向考評制度，以此作為第二輪礦權(quán)分配的依據(jù)，這樣將市場運(yùn)行與政府調(diào)控有機(jī)結(jié)合，既防止煤企目光短淺，帶來“負(fù)外部性”，又有效降低“政策失效”的風(fēng)險。

(2)調(diào)整結(jié)構(gòu)，多元補(bǔ)償。調(diào)整煤炭開采行業(yè)結(jié)構(gòu)，叫停傳統(tǒng)粗放式采煤企業(yè)，推行“綠色開采”模式，最大力度降低污染物排放。貫徹“循環(huán)發(fā)展”的理念，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，將廢棄物回收利用，保證低開采高利用。運(yùn)用多元化生態(tài)補(bǔ)償方式，煤炭開采中，“誰破壞，誰補(bǔ)償”，煤炭開采之后，“誰受益，誰補(bǔ)償”，并且，需要以煤炭開采量為基準(zhǔn)，建立一套科學(xué)的補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)[6]。

(3)革新技術(shù)，高效開采。大力推廣清潔型開采技術(shù)，如煤矸石回填復(fù)墾、煤層氣抽采技術(shù)、礦井水循環(huán)利用技術(shù)等，力爭資源最優(yōu)配置。采用新型環(huán)境預(yù)警技術(shù)，貫穿采煤整個過程，一旦發(fā)現(xiàn)超標(biāo)排污，立即停止開采并采取相應(yīng)措施，防止出現(xiàn)“先污染，后治理”。以此來確保煤炭開采與生態(tài)的平衡協(xié)調(diào)。

[1]M.Farhad Howladar.Coal mining impacts on water environs around the Barapukuria coal mining area，Dinajpur，Bangladesh[J].Environmental Earth Sciences，2013，70(1)：215-226.

[2]Alhamed M，Wohnlich S.etal. Environmental impact of the abandoned coal mines on the surface water and the groundwater quality in the south of Bochum，Germany[J].Environmental Earth Sciences，2014，72(9)：3251-3267.

[3]Loupasakis C，Angelitsa V，Rozos D.etal. Mining geohazards—land subsidence caused by the dewatering of opencast coal mines：The case study of the Amyntaio coal mine，F(xiàn)lorina，Greece[J].Natural Hazards，2014，70(1)：675-691.

[4]范小杉，高吉喜，田美榮，張瑋.內(nèi)蒙古自治區(qū)煤炭開采資源耗損及生態(tài)破壞成本核算與分析[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2015，29(9)：83-86.

[5]趙國浩，盧曉慶.煤炭開采綜合效益模型及其應(yīng)用[J].資源科學(xué)，2011，33(10)：1924-1931.

[6]張思鋒，楊瀟.煤炭開采區(qū)生態(tài)補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)體系的構(gòu)建與應(yīng)用[J].中國軟科學(xué)，2010，12(8)：106-116.

Coupling Mechanism and Path Research of Coal Mining and Ecological Protecting

YAN Han WU Wei LI Zhongyuan
(Environmental science research institute of Shanxi Province，Shanxi University；Taiyuan 030027)

Mechanism is the cause of the evolution of things. Research on the coupling mechanism of coal mining and ecological protecting means to find the coupling reasons of the two. This article established transverse and longitudinal direction. Longitudinal dimension is time. Using facts evolution to discuss from the perspectives of history. Transverse dimension is theory basis. Confirming the coupling mechanism from the coupling agent and coupling obstacles. Based on the analysis of the causes，puts forward the coupling paths of coal mining and ecological protecting which is from system construction，control system，ecological compensation and technology innovation.

coal mining；ecological protecting；the coupled

閆函，高級工程師，環(huán)境政策信息研究所副所長，從事環(huán)境政策研究、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)制定以及環(huán)境影響評價等

X21

A

1673-288X(2017)01-0107-03

引用文獻(xiàn)格式：閆 函 等.煤炭開采與生態(tài)保護(hù)的耦合機(jī)理及路徑研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(1)：107-109.