新疆煤炭基地多系統耦合協調發展指標體系

宋 梅，馬冰彥，張云文

（1.中國礦業大學 （北京）煤炭資源與安全開采國家重點實驗室，北京100083；2.中國礦業大學 （北京）管理學院，北京100083）

新疆煤炭資源豐富，全區煤炭儲量資源儲量達2.19萬億t，居全國首位[1]，被納入全國14個大型煤炭基地之列。截至2011年末，已累計查明煤炭資源儲量4428億t[2]，其中吐魯番、昌吉、伊犁和哈密四個地區共占76.7%。新疆經濟資源性明顯，“十一五”時期以來，新疆以打造準東、伊犁、吐哈、庫拜四大煤炭基地為立足點，大力開發煤炭資源，煤炭對新疆各地州經濟發展發揮著重要的拉動作用[3－4]。但與其他省市相比，新疆經濟發展水平相對落后，2011年新疆全區GDP為6610.1億元，全國排名第25位[5]，人均收入低于全國平均水平且差距持續擴大。同時，新疆生態環境極其脆弱，沙漠化擴大、水資源缺乏、天然森林和草場縮減使得自然生態承載力極其有限，制約了新疆煤炭資源開發和經濟發展[6－7]。如何實現煤炭資源開發與經濟、環境的協調發展成為新疆煤炭產業建設的重點和難點。

在現有的能源、經濟與環境協調發展的研究中，多側重于能源消費與經濟增長、能源消費與環境污染、經濟增長與環境污染兩個系統之間的分析，對三個系統協調發展的研究多是宏觀定性的分析，且研究的區域多集中在我國中東部地區[8]，對于新疆等西部生態脆弱和貧困地區的能源－經濟－環境的協調發展的研究較少。

1 新疆煤炭基地資源－經濟－環境協調發展評價指標體系與模型選擇

鑒于新疆煤炭基地經濟發展、經濟結構與煤炭生產、消費以及生態環境承載力的相互影響，本文對新疆各煤炭生產基地構建了經濟協調度、能源協調度和環境協調度的評價指標體系，并對新疆各煤炭生產基地的經濟、能源、環境的協調發展做出綜合分析。

1.1 評價指標體系的構建

根據指標體系設計的科學性、系統性、全面性和可操作性原則，根據新疆煤炭生產基地自身的經濟發展、資源開發和生態環境狀況，結合前人的研究成果，同時考慮到數據的可獲取性，從各子系統的發展總量、發展結構、發展增速和發展效益設計出新疆煤炭生產基地經濟－能源－環境協調發展評價指標體系，選取的指標能夠度量和反映新疆經濟發展、能源開發和生態環境系統的結構和功能、現狀以及發展的趨勢。詳見表1。

表1 新疆煤炭基地經濟發展、能源開發、生態環境協調發展評價指標體系

1.2 評價方法與模型選擇

1.2.1 數據標準化處理

為消除各評價指標的數量單位差異，要對各數據指標進行無量綱化處理，經過標準化處理的值即為對應指標的標準化值，所有的標準化值都處于[0，1]區間內，無量綱化處理公式如式（1）、式（2）所示。

1.2.2 子系統的發展水平指數測算

為避免人為主觀因素影響，本文運用主成分分析法對指標數值進行賦權，通過找出描述各子系統中的主要指標將各個主成分的方差貢獻率αi和因子載荷（i＝1，2，…n；j＝1，2，…m）的線性組合求出各指標對整個系統的貢獻度[9]，再利用線性加權計算各子系統的發展水平指數t。

1.2.3 經濟－能源－環境系統協調評價模型

本文引用協同論中的多系統耦合協調原理，在耦合度模型基礎上構造多系統耦合協調度函數，用以評價系統發展過程中參量之間協同作用的強弱程度[10]。多系統相互作用的耦合度模型見式（3）。

式中，ti（i＝1，2，..m）表示各子系統的發展水平指數；m為子系統的個數，C為耦合度且C∈[0，1]。

根據協同論原理構造多系統耦合協調度函數，協調度公式見式（4）。

式中，D為協調度，C為耦合度，T為多系統綜合協調指數，通常定義為式（5）。

式中，α，β，γ均為待定系數，根據系統貢獻量決定且α＋β＋...＋γ＝1。由于經濟發展、資源開發和生態環境三個系統在協調度模型中具有同等重要的地位，因此在本文的研究中，認為各子系統的貢獻率是相同的。

1.2.4 協調發展的分類體系和判別標準

本文采用國際能源機構（IEA）發表的協調度評價等級作為協調度標價的標準[11]，見表2。

表2 系統協調度等級劃分

2 新疆煤炭基地經濟－能源－環境協調發展分析

本文根據構建的指標體系，選取烏魯木齊、吐魯番、哈密、伊犁等新疆主要煤炭生產基地2011年的統計指標數據，數據來源于《2011年新疆國民經濟和社會發展統計公報》、《2012年新疆統計年鑒》以及新疆各地區的統計年鑒，并將所得數據利用式（1）和式（2）進行標準化處理。利用SPSS17.0軟件中的主成分分析求得新疆煤炭基地經濟發展、能源開發、生態環境三個子系統的發展水平指數t1、t2、t3，分別見式（6）、式（7）、式（8）。

根據式（3）～（5），計算兩兩子系統的協調度及三個系統的綜合協調度，詳見表3。

表3 新疆煤炭基地經濟－能源－環境協調度

3 結果分析

3.1 單系統協調度分析

從表3可以看出，現階段新疆煤炭基地的經濟發展多數處于不協調的狀態，人均生產總值、工業占GDP比重、能源工業投資占總投資比重、工業資產貢獻率和全社會勞動生產率是影響經濟發展的主要因素。從經濟發展指數t1可看出，烏魯木齊處于弱協調，克拉瑪依市、伊犁地區處于輕度不協調，哈密處于中度不協調，其他地區皆處于極不協調狀態。在能源發展指數t2中，吐魯番地區和巴音郭楞處于優質協調，烏魯木齊市、昌吉州處于初級協調，其他地區處于不協調狀態，這主要是由于城市能源消耗量大、能源加工轉換和利用效率低、單位GDP能耗大造成的。在環境發展指數t3中，除了吐魯番地區、哈密地區、巴音郭楞處于協調狀態外，其他地區皆為不協調。影響環境發展的主要因素包括人均水資源量、環保投資、工業三廢的排放量以及三廢治理的達標率。

3.2 兩兩系統協調度分析

在經濟發展、能源開發和生態環境兩兩系統的協調發展程度中，新疆各煤炭基地的兩兩系統協調度變化方向基本相同，除石河子、塔城地區、阿勒泰地區處于不協調狀態外，烏魯木齊處于中度協調，吐魯番地區、伊犁處于初級協調，克拉瑪依、哈密地區、博爾塔拉、巴音郭楞處于弱協調狀態。經濟快速發展與低能耗的要求以及能源消耗劇增與低污染要求的矛盾是造成兩兩系統協調度低的主要原因。

3.3 綜合協調度分析

分析表3可知，烏魯木齊和吐魯番地區處于中度協調，昌吉、伊犁屬于初級協調，克拉瑪依、哈密、巴音郭楞、博爾塔拉屬于弱協調，其他地區屬于不協調狀態。這說明新疆絕大多數城市的經濟、能源和環境三個系統發展不均衡，大部分于不協調和弱協調的狀態。

4 新疆煤炭基地協調發展建議

4.1 優化經濟系統，保障煤炭工業和生態環境協調發展

新疆煤炭基地普遍存在經濟結構不合理、單位GDP能耗過高、環境壓力大等問題。要使新疆煤炭基地協調發展，一方面要優化產業結構，加強傳統工業的改造和升級，依靠科技進步大力發展能源加工業，完善能源加工產業鏈，淘汰落后的生產工藝設備，加快優質下游產品的開發，建成若干個優勢互補、競爭力強、技術先進的大型煤炭加工企業，促進新疆煤炭基地從以原材料工業為重心向以加工工業為重心的轉移。另一方面要加大對能源工業的投資，用于對清潔能源生產技術的引進和研究，提高能源加工轉換率和利用率；同時增加環保投資，用于工業污染治理，引進先進技術提高三廢治理達標率，淘汰那些產品質量低劣、嚴重污染環境的企業，走一條科技含量高、經濟效益好、環境污染少、資源消耗低和人力資源優勢得到有效發揮的新型工業化道路。

4.2 建立資源與生態補償機制

新疆生態脆弱，環境承載力差，煤炭資源的大規模開發會給新疆各州地市帶來一些外部性，例如資源浪費、生態破壞、環境污染等，使得煤炭資源價值對新疆的貢獻并未在經濟發展中充分體現出來。因此，必須建立資源與生態補償機制，包括對煤炭資源減少和浪費的補償、對煤炭資源開采和加工造成的環境污染和生態破壞的補償以及對礦區居民的補償等。首先要明確煤炭資源區生態環境補償的主體、責任、界限，建立生態環境修復保證金制度，所有礦山企業必須簽訂生態補償承諾書并每年按時交付保證金，以繳納開采規劃和保證金作為頒發煤炭開采許可證的必要條件；煤炭企業被允許開采后，要自立生態環境治理和恢復機制，企業要對煤炭資源開發造成的水污染、大氣污染、固體廢棄物污染及其他生態污染進行及時的治理和補償，并向相關環境監管部門申請驗收，只有驗收合格的企業才能返還保證金和利息，否則礦山停辦并按要求完成全部恢復治理工程。

4.3 建立煤炭工業的排污收費和交易系統

由于環境容量有限，有效降低煤炭資源開發過程中的工業三廢排放，是保證新疆煤炭基地協調發展的重中之重。通過建立煤炭工業排污收費和排污權交易系統，確定各類企業的污染物排放控制指標，在煤炭資源生產開發過程中，當排污權交易價格高于排污企業的邊際治理成本時，企業會選擇治理污染并將排污權儲存備用或用于市場交易，從而提升煤炭生產、煤炭加工以及煤電等排污企業對污染物的控制和治理的主動性，達到減排要求。

[1]吳甲春.進入21世紀的新疆煤炭工業[J].中國煤炭，2009（12）：14－18.

[2]胡雋秋.新疆煤炭工業“十一五”回顧及“十二五”展望[J].中國煤炭，2011（4）：20－24.

[3]新疆維吾爾自治區政府.新疆國民經濟和社會發展“十一五”規劃綱要[R].2006.

[4]宋梅，高志遠.新疆能源消費與經濟增長關系的實證研究[J].礦業研究與開發，2012（4）：121－123.

[5]新疆維吾爾自治區統計局.新疆統計年鑒2012[M].北京：中國統計出版社，2012.

[6]宋梅，馬冰彥，高志遠.新疆煤炭發展的技術路線研究[J].選煤技術，2012（8）：113－116.

[7]胡見義，彭蘇萍，宋梅，等.新疆能源產業發展戰略與思考[J].中國能源，2012（1）：8－13，35.

[8]宋梅，程青莉，高志遠.河南省能源消費與經濟增長關系關聯分析[J].中國礦業，2012，21（3）：35－38.

[9]李靜萍，謝邦昌.多元統計分析：方法與應用[M].北京：中國人民大學出版社，2008.

[10]楊松茂，任燕.區域經濟耦合協調發展度研究[J].統計與信息論壇，2013（3）：76－81.

[11]IEA／OECD.The Environmental Implications of Renewable[M].Paris：Publishing House of DIDOT，1998.