綠色礦山經濟效益核算理論與實證：以礦井充填開采技術為例

柳曉娟，侯華麗，武 強，劉宏磊

(1.中國自然資源經濟研究院，北京 101149；2.中國礦業大學(北京)地球科學與測繪工程學院，北京 100083)

加快推進綠色礦山建設踐行“綠水青山就是金山銀山”理念的具體行動，是碳達峰、碳中和實現的有效途徑[1]。礦山企業是綠色礦山建設的生力軍，是實現礦業高質量發展的中堅力量，因此，需通過政府引導逐步落實綠色礦山的主體責任，使之充分發揮建設綠色礦山的推動作用。而要實現綠色礦山建設目標，必然會經歷礦山企業由低效、粗放發展向綠色低碳的高質量發展轉型的過程，而在這一過程中，必然需要通過技術提升、人才引進等方式來提升自身建設和生產水平。因此，不論是技術提升，還是人才引進，建設初期的資金投入是必不可少的。由于資金儲備和預期利潤的不確定性，面對綠色開采過程中額外的成本投入，大部分礦山企業建設綠色礦山的能動性受到很大影響[2]，甚至會波及整個行業對綠色礦山創建和綠色礦業發展的推進效果。

政府層面出臺了一系列有關綠色礦山建設內容的財稅金融支持政策，如資源稅優惠、研發費用加計扣除稅收優惠等激勵政策，以及環境保護稅、礦山生態修復治理基金等約束政策，但目前支持力度和落實程度方面仍然具有局限性[3]。單純靠政府政策引導，對于大部分礦山企業，特別是中小型礦山企業，短期內還難以真正調動其追求綠色發展的主觀能動性。因此，需要從企業自身意識形態著手，讓企業認識到綠色礦山建設是“有利可圖”的，充分利用市場機制來引導企業主動建設綠色礦山。綠色礦山建設是否能為企業帶來可觀的收益，或者說能給企業帶來多少可觀的收益，無疑是破解企業能動性的關鍵。現階段綠色礦山經濟效益研究大多落腳于理論邏輯[4]，鮮有核算綠色礦山經濟效益的理論分析和實證論證的系統性研究。鑒于此，本文以微觀企業為視角，依托于經濟學生產函數和“投入-產量”情景構建，從“理論-實踐”的雙維度闡述了綠色礦山建設帶來額外經濟效益的可能性，目標是讓企業切實感受到綠色礦山帶來的好處，認識到建設綠色礦山在成本效益核算上是可行的。

1 綠色礦山經濟效益的內涵

礦業綠色發展的最終目標是實現經濟社會系統與生態環境系統的協調發展[5]。綠色礦山是實現礦業領域綠色經濟轉型的關鍵落腳點，而過去對礦產資源的粗放開采正是由于沒有將自然損耗納入到生產成本中，企業無須承擔這部分費用。然而，在當前生態文明體制下，國家逐步將這部分成本納入到企業預算支出中，或引導企業主動承擔相關社會責任，如“誰污染、誰治理”“誰破壞、誰修復”等[6-7]。2020年，自然資源部印發《綠色礦山評價指標》，包括礦區環境、資源開發方式、資源綜合利用、節能減排、科技創新與智能礦山、企業管理與企業形象共6項一級評價指標。其中前四項側重于評價綠色礦山的“資源節約”“環境友好”，體現了生態屬性，而后兩項偏重于評價“科技智能”“礦地和諧”，體現了社會屬性。因此，相對于傳統粗放型發展的礦山企業來講，綠色礦山的經濟效益是由經濟效益、生態效益和社會效益的三維度體系所構成。

在此基礎上，進一步從經濟效益核算的角度來解析綠色礦山經濟效益的內涵。首先，要充分考慮綠色礦山建設帶來的額外資金投入，以及礦產資源開發利用過程中的生態影響和社會影響，將以上考慮充分納入到成本核算中。其次，要充分考慮綠色礦山建設帶來的經濟收益變化，以及生態效益和社會效益，同樣將這些變化和效益全部納入到收益核算中。通過計算新的“收益”“成本”差異，得到綠色礦山真實的經濟效益，以便在認識綠色礦山經濟效益科學內涵的基礎上，進一步從“成本-收益”的直觀要素構成上解析其實現路徑。

2 綠色礦山經濟效益的理論分析

2.1 基于經濟學生產函數的收益分析

生產函數是指在一定時期內，在技術水平不變的情況下，生產中所使用的各種生產要素的數量與所能生產的最大產量之間的關系。經濟學分析中，通常只使用勞動和資本這兩種生產要素，引入柯布-道格拉斯生產函數，見式(1)。

Q=ALa1Kb1

(1)

式中：Q為產量；L為勞動；K為資本；A、a1和b1均為固定參數。假定勞動不變的情況下，則產量僅與投入的資本有關。

為建設綠色礦山，企業需要在前期投入更多資金用于技術研發、節能降耗設備購買、綠色開采技術系統構建等，其目的除了通過節能降耗等途徑保護生態環境之外，另一個重要目標就是提高資源利用效率。由生產函數曲線(圖1)可以看出，先進技術的開發應用可通過提高礦產資源回采率來提升資源產出量(由T1到T2)。基于此，若不計技術研發和應用成本，企業投入相同的資本，則產量是增加的(由Q1到Q2)，即實現了生產效率的提升。也就是說，技術創新能夠提高企業的生產效率，進而實現礦山企業的收益增加。若收益增加值大于技術研發與應用的總成本投入，則這項新技術就會為企業帶來額外的經濟收益，進而進一步提高企業建設綠色礦山的積極性。

圖1 不同技術條件下的生產函數曲線Fig.1 Production function curves under differenttechnical conditions

2.2 基于“成本-收益”關系情景的成本分析

在政府引導下，企業作為完全主體，需采用優化布局、綠色開發、節能減排、綜合利用等方式，自主實現綠色礦山建設。綠色開采的關鍵途徑在于綠色技術創新，但綠色技術創新卻面臨著資金投入高、技術要求高的問題[8]，可以說，讓企業躊躇不前的核心問題是綠色礦山所帶來的額外的成本投入。這項額外的成本投入是否會超過由技術創新帶來的收益增量，是企業能否主動建設綠色礦山的關鍵。為了理清綠色礦山“成本-收益”的關系問題，驗證綠色礦山經濟效益的可實現性，圖2給出了綠色礦山“成本-收益”關系的概念模型，該模型出于對成本與收益之間關系的不同情景考慮，從理論上闡述了綠色礦業經濟效益的實現路徑。M1表示在礦山建設過程中，礦山建設和生產階段會投入較大環境保護成本，但事實上，很多環保技術投入都是一次性的投入，比如設備的購置、生產系統的建設等，它們隨著生產階段的延伸，總投入會趨向穩定(圖2(a)和2(b))。M2是指在礦山建設、生產和運營過程中，隨著產品類型和數量的增多，產品總的經濟價值在增加。從資本循環理論來看，縱坐標(資本量)也反映了生產能力，即單位生產時間內資本數量越多，資本生產速率越高，生產能力越大，企業規模越大。

圖2 綠色礦山“成本-收益”四種情景關系的概念模型Fig.2 Conceptual models of “cost-benefit” scenarios in green mines(注：橫坐標表示企業的生產過程，包括礦山的勘查、建設、資源開采、冶煉加工、廢棄物綜合利用、節能減排以及生態修復等階段，縱坐標表示資本量；M1表示環保投入即成本，M2表示產品價值即收益)

M1可能會出現后期環境保護成本降低的現象(圖2(c)和2(d))，來源于兩個方面。一是生態修復費用減少。礦山企業在項目設計階段就確定了環境保護方案，包括科技研發、先進設備、員工培訓、專家聘請等環保投入在建設初期就已經完成，因此在項目后期，在零排放或少污染目標實現基礎上，前期或生產階段對生態環境的保護減少了后期的修復費用，就會出現環境保護成本降低的可能性。二是政府財稅金融支持政策的扶持。政府對綠色產品的財稅優惠政策支持等同于降低了環境保護成本，如對充填開采置換出的煤炭可減征50%資源稅。此外，M1在綠色礦山建設初期也并不一定高于產出值(圖2(b)和2(d))。比如煤炭充填開采可以減少征占土地，從而大大降低項目初期的遷村費用和給予農民的補償費用，因而可能會比不采用該項技術更加節約成本。

因此，從資本循環理論角度分析，礦山企業通過綠色礦山發展獲取自身經濟效益是可行的，該實現路徑的科學闡釋對于深入挖掘綠色礦業的內生動力具有理論與方法參考。另一方面，基于政治經濟學對象特殊性的觀點，中國經濟體制改革下要將市場經濟體制與社會主義經濟制度相結合，由此形成了“使市場在資源配置中起決定性作用和更好發揮政府作用”這一創新性理論成就。可以說，為有效催生礦山企業對綠色礦業經濟的內生動力，市場作用和政府作用需相互協調、相得益彰。其一可從市場準入入手，引導礦山企業和社會公眾樹立綠色發展理念，提高綠色生產意識，營造公眾輿論氛圍，“倒逼”企業向綠色生產方式轉變；其二可從資金體系入手，通過金融財稅等多元化手段，加大對綠色環保產業的政策扶持力度，完善綠色礦山的市場調節作用。

2.3 基于“成本-收益”因子的經濟效益核算方法構建

以上分別從收益和成本兩個方面闡述了綠色礦山經濟效益的理論邏輯。在此基礎上，本文通過識別因綠色礦山建設而發生變化的成本因子和收益因子，進而核算得到綠色礦山的經濟效益。事實上，因綠色礦山建設所發生變化的成本因子和收益因子可以看作二維因子結構。一方面，綠色礦山的建設、生產和運營過程可劃分為準備、建設、生產和銷售四個階段，每個階段有成本和收益的變化。另一方面，這些因子又可分為額外的經濟成本(ΔCm)和政府規制下的生態、社會成本(ΔCg)兩個類別。因此，初步構建由綠色礦山建設而發生變化的“成本-收益”因子(ΔC)的矩陣模型見表1。

表1 矩陣模型Table 1 Matrix model

由表1可知，由綠色礦山建設所帶來的額外成本計算見式(2)～式(4)。

ΔCm=X1+X2+X3+…+Xn

(2)

ΔCg=Y1+Y2+Y3+…+Yn

(3)

ΔC=ΔCm+ΔCg

(4)

采用綠色礦山先進技術后，煤炭產量由Q1提升至Q2，則增加量為ΔQ，計算見式(5)。

ΔQ=Q2-Q1

(5)

若p為價格，則可計算綠色礦山所帶來的額外收益ΔK’，見式(6)。

ΔK’=ΔQ×p

(6)

因此，綠色礦山建設和生產所帶來的經濟效益P計算見式(7)。

P=ΔK’-ΔC

(7)

若P<0，則企業建設綠色礦山不能獲得經濟效益，綠色礦山建設不利于企業生存；若P>0，則企業建設綠色礦山能夠獲得經濟效益，且P值越大，獲得經濟效益越明顯，企業應通過調整模型中的因子，努力提升P值。

3 綠色礦山經濟效益核算實證研究

3.1 案例背景

“十三五”時期，煤炭行業著力推動煤炭安全高效智能化開采和清潔高效集約化利用，著力推動產業轉型升級，并在結構性去產能方面取得明顯成效。“十四五”規劃明確提到“加快發展方式綠色轉型”“大力發展綠色經濟”“推動煤炭等化石能源清潔高效利用”。同時，充填開采是近年發展起來的生態保護性開采技術，采用充填開采防控采煤沉陷并建設生態礦山，涵蓋煤礦安全生產、生態環境治理、廢棄物利用等多個領域，更多的是側重語社會公益事業，符合生態文明建設和保護環境的發展戰略[9]。充填開采的實施體現了經濟效益、生態效益和社會效益的協調統一。一是提升礦井安全性，包括減少井下采空區水、瓦斯積聚空間，降低采空區突水、瓦斯爆炸、有害氣體突出、浮煤自燃等事故發生的風險；二是降低煤炭開采對生態環境的負面影響，包括減少地面矸石山占地，有效遏制地表沉陷，保護地表和地下水資源等；三是避免了地面基礎設施和建筑物損毀和村莊搬遷，顯現了一定的社會效益[9-10]。

邢東煤礦位于河北省邢臺市東郊，于2001年11月投產，生產規模60萬t/a，后經技術改造其生產能力核定為125萬t/a。井田面積約14.5 km2，所產煤炭屬低灰、特低硫、特低磷、高熱值的優質氣肥煤，洗選后的精煤是最理想的煉焦配煤。邢東煤礦所屬地區人口密集、經濟發展迅速、土地資源緊缺，對礦山綠色開采的需求度較高，同時，由于臨近城區，井田區域內的村莊、農田及工業廣場煤柱壓煤量占全礦井地質儲量的82.8%，礦井開采面臨巨大的搬遷壓力。因此，為控制地表沉陷、處理存量矸石、降低遷村成本，也為增加礦井服務年限，解決建下壓煤問題，提高資源利用率，礦井自2003年起實行了高水充填和矸石充填的開采方式，符合煤炭綠色開采技術中的充填開采要求。

截至2021年底，礦山原煤總產量為2 085.9萬t，通過充填開采獲取煤炭資源390.1萬t，其中274.5萬t為高水充填，115.6萬t為矸石充填。在此基礎上，本文梳理了該礦山建設成本和生產成本，對比核算煤礦企業在采用充填開采和不采用充填開采這兩種情況下的“成本-收益”值，進而驗證綠色礦山能否為企業帶來經濟效益。

3.2 核算結果

從成本角度看，本案例中由煤炭礦山充填開采技術帶來的運行成本的變化主要涉及三大環節。一是準備階段，主要是占地搬遷補償費用，本案例采用充填開采后可以減少遷村費用大約12億元。二是建設階段，主要是充填系統建設的技術投入，其中矸石充填系統包括投料孔工程、煤矸石綜合利用項目和井下設備共計約8 800萬元，高水充填系統包括地面注漿站、井下回采設備、技術研發費用共計約5 900萬元，兩項技術合計約1.47億元。三是生產階段，主要是開采費用，包括人工費、材料費、電費、設備費、修理費、油脂費。普通工作面開采費用為24.57元/t，矸石充填和高水充填開采費用分別提高到60.17元/t和141.73元/t。此外，生產階段還包括資源稅費和礦山地質環境保護與土地復墾費用的變化。 其中，由于充填開采技術既避免了矸石山占地，又有效降低了地表塌陷的風險，因此，采用充填開采技術后，礦山地質環境保護與土地復墾費用也由原來的大約1 400萬元/a降低到大約200萬元/a。從成本因子的變化看(表2)，雖然充填開采提高了開采成本，但相比遷村和礦山生態修復費用，仍節省成本5.1億元，折合噸煤開采成本大約降低了24元。

表2 綠色開采技術應用前后累計成本對比Table 2 Cumulative cost comparison before and after the application of green mining technology

從收益因子的變化看，對村莊壓占煤炭資源的開采，可大大提升礦山的原煤產量。本案例中通過充填開采獲得的原煤產量為390.1萬t，礦山2003—2021年期間煤炭的平均價格大約為500元/t，近20年充填開采帶來的采煤直接經濟收益為ΔK’=ΔQ×p=390.1×500=19.51億元。充填開采共額外帶來經濟效益為P=ΔK’-ΔC=19.51-(-5.1)=24.61億元。

因此，通過充填開采，礦山獲取的直接經濟收益為24.61億元，大約占20年來礦山綜合收益的23%。由此可見，充填開采技術確實為該礦山企業帶來了一定的經濟效益，正因為如此，該礦山在推動充填開采技術研發和應用方面具有較強的積極性，2016年就已入選為國家級綠色礦山試點單位。

4 問題與建議

通過理論研究和實踐探索發現，從切實提高企業建設綠色礦山的主動性出發考慮，不論是企業自身，還是政府引導，依然存在一定的障礙因素，因此總結歸納三點問題并提出相應建議。

一是企業對綠色發展資金投入的認識存在一定偏頗，政府應在宣傳推廣方面把握重點、加強力度。有人認為綠色礦山是“高投入、高成本、高科技”的礦山，特別是小型礦山、老舊礦山、經營效益較差的礦山，認為綠色礦山建設周期長、投入大，更加注重眼前的經濟利益，開展綠色礦山建設的積極性、主動性不足。事實上，綠色礦山建設雖然在前期需要投入一定的人力、物力、財力，用于開采加工技術的研發、生產設備的升級改造、環境監測及治理等方面，但綠色礦山后期所創造的經濟、社會、環境和資源的效益往往遠遠超過前期投入的成本。鑒于此，企業應在政府的宣傳引導下，客觀評估綠色礦山的投入與收益，合理測算經濟效益，政府也應轉變思路方法，在宣傳推廣中加強經濟效益評估方面的引導，提高社會對綠色礦山經濟效益可行性的認識，解除企業的后顧之憂[3]。

二是地方對綠色礦山的財稅金融激勵政策落實不夠，應通過政府宏觀調控的經濟手段進一步完善綠色礦山市場機制。2017年，原國土資源部等六部委聯合出臺了《關于加快建設綠色礦山的實施意見》(國土資規〔2017〕4號)，明確了用地、用礦、財稅、金融等四個方面的綠色礦山建設配套激勵政策，為各地支持綠色礦山建設指明了方向，但目前地方管理部門對相關政策的細化落實力度不夠，部分省(區、市)在建設方案或規劃等文件中提出的激勵支持政策存在照搬照抄情況，未能制定符合當地實際的配套政策措施，不利于激勵支持政策的落地實施，也就不能有效推動綠色礦山的市場化建設。如稅收優惠政策作用十分有限，目前僅有的在煤炭領域采用充填開采的50%資源稅減免。因此，政府應加強研究細化政策措施以解決突出問題，加強自然資源部、財政部等部門間的溝通與協調，積極制定并推動利好綠色礦山的金融財稅支持政策，充分發揮市場在推進綠色礦山建設的關鍵作用。

三是綠色開采先進技術推廣和應用受到資金投入的約束，應通過政府引導作用充分激發先進技術研發的外溢效應。本文案例中充填開采技術的前期投入累計超過1億元，開采成本也提高了近3倍，這對于部分礦山企業，特別是礦井煤質差、利潤低的礦山而言，確實具有一定資金壓力。充填開采是從源頭防止地表沉陷，實現以最小的生態擾動獲取煤炭資源，把對生態環境、水土資源和基礎設施等影響限制在生態環境對開采行為容忍度可控范圍之內的有效方法，但近年來，我國真正選擇通過充填開采解決實際問題和堅持長期充填開采的煤礦占比很小，一方面是由于充填開采投資大、周期長，以及矸石等充填材料獲取不足但獲取成本高的問題，另一方面也存在充填開采技術推廣宣傳不夠深入、政府激勵政策和約束機制力度不夠等原因[9]。因此，政府應充分發揮協調和引導作用，探索建立先進技術轉化的市場機制，完善行業內發明專利的共享機制，通過創新技術外溢效應，促進綠色礦山先進技術在不同地區、不同規模的礦山之間的推廣和應用。