新疆煤炭基地多系统耦合协调发展指标体系

宋 梅，马冰彦，张云文

（1.中国矿业大学 （北京）煤炭资源与安全开采国家重点实验室，北京100083；2.中国矿业大学 （北京）管理学院，北京100083）

新疆煤炭资源丰富，全区煤炭储量资源储量达2.19万亿t，居全国首位[1]，被纳入全国14个大型煤炭基地之列。截至2011年末，已累计查明煤炭资源储量4428亿t[2]，其中吐鲁番、昌吉、伊犁和哈密四个地区共占76.7%。新疆经济资源性明显，“十一五”时期以来，新疆以打造准东、伊犁、吐哈、库拜四大煤炭基地为立足点，大力开发煤炭资源，煤炭对新疆各地州经济发展发挥着重要的拉动作用[3－4]。但与其他省市相比，新疆经济发展水平相对落后，2011年新疆全区GDP为6610.1亿元，全国排名第25位[5]，人均收入低于全国平均水平且差距持续扩大。同时，新疆生态环境极其脆弱，沙漠化扩大、水资源缺乏、天然森林和草场缩减使得自然生态承载力极其有限，制约了新疆煤炭资源开发和经济发展[6－7]。如何实现煤炭资源开发与经济、环境的协调发展成为新疆煤炭产业建设的重点和难点。

在现有的能源、经济与环境协调发展的研究中，多侧重于能源消费与经济增长、能源消费与环境污染、经济增长与环境污染两个系统之间的分析，对三个系统协调发展的研究多是宏观定性的分析，且研究的区域多集中在我国中东部地区[8]，对于新疆等西部生态脆弱和贫困地区的能源－经济－环境的协调发展的研究较少。

1 新疆煤炭基地资源－经济－环境协调发展评价指标体系与模型选择

鉴于新疆煤炭基地经济发展、经济结构与煤炭生产、消费以及生态环境承载力的相互影响，本文对新疆各煤炭生产基地构建了经济协调度、能源协调度和环境协调度的评价指标体系，并对新疆各煤炭生产基地的经济、能源、环境的协调发展做出综合分析。

1.1 评价指标体系的构建

根据指标体系设计的科学性、系统性、全面性和可操作性原则，根据新疆煤炭生产基地自身的经济发展、资源开发和生态环境状况，结合前人的研究成果，同时考虑到数据的可获取性，从各子系统的发展总量、发展结构、发展增速和发展效益设计出新疆煤炭生产基地经济－能源－环境协调发展评价指标体系，选取的指标能够度量和反映新疆经济发展、能源开发和生态环境系统的结构和功能、现状以及发展的趋势。详见表1。

表1 新疆煤炭基地经济发展、能源开发、生态环境协调发展评价指标体系

1.2 评价方法与模型选择

1.2.1 数据标准化处理

为消除各评价指标的数量单位差异，要对各数据指标进行无量纲化处理，经过标准化处理的值即为对应指标的标准化值，所有的标准化值都处于[0，1]区间内，无量纲化处理公式如式（1）、式（2）所示。

1.2.2 子系统的发展水平指数测算

为避免人为主观因素影响，本文运用主成分分析法对指标数值进行赋权，通过找出描述各子系统中的主要指标将各个主成分的方差贡献率αi和因子载荷（i＝1，2，…n；j＝1，2，…m）的线性组合求出各指标对整个系统的贡献度[9]，再利用线性加权计算各子系统的发展水平指数t。

1.2.3 经济－能源－环境系统协调评价模型

本文引用协同论中的多系统耦合协调原理，在耦合度模型基础上构造多系统耦合协调度函数，用以评价系统发展过程中参量之间协同作用的强弱程度[10]。多系统相互作用的耦合度模型见式（3）。

式中，ti（i＝1，2，..m）表示各子系统的发展水平指数；m为子系统的个数，C为耦合度且C∈[0，1]。

根据协同论原理构造多系统耦合协调度函数，协调度公式见式（4）。

式中，D为协调度，C为耦合度，T为多系统综合协调指数，通常定义为式（5）。

式中，α，β，γ均为待定系数，根据系统贡献量决定且α＋β＋...＋γ＝1。由于经济发展、资源开发和生态环境三个系统在协调度模型中具有同等重要的地位，因此在本文的研究中，认为各子系统的贡献率是相同的。

1.2.4 协调发展的分类体系和判别标准

本文采用国际能源机构（IEA）发表的协调度评价等级作为协调度标价的标准[11]，见表2。

表2 系统协调度等级划分

2 新疆煤炭基地经济－能源－环境协调发展分析

本文根据构建的指标体系，选取乌鲁木齐、吐鲁番、哈密、伊犁等新疆主要煤炭生产基地2011年的统计指标数据，数据来源于《2011年新疆国民经济和社会发展统计公报》、《2012年新疆统计年鉴》以及新疆各地区的统计年鉴，并将所得数据利用式（1）和式（2）进行标准化处理。利用SPSS17.0软件中的主成分分析求得新疆煤炭基地经济发展、能源开发、生态环境三个子系统的发展水平指数t1、t2、t3，分别见式（6）、式（7）、式（8）。

根据式（3）～（5），计算两两子系统的协调度及三个系统的综合协调度，详见表3。

表3 新疆煤炭基地经济－能源－环境协调度

3 结果分析

3.1 单系统协调度分析

从表3可以看出，现阶段新疆煤炭基地的经济发展多数处于不协调的状态，人均生产总值、工业占GDP比重、能源工业投资占总投资比重、工业资产贡献率和全社会劳动生产率是影响经济发展的主要因素。从经济发展指数t1可看出，乌鲁木齐处于弱协调，克拉玛依市、伊犁地区处于轻度不协调，哈密处于中度不协调，其他地区皆处于极不协调状态。在能源发展指数t2中，吐鲁番地区和巴音郭楞处于优质协调，乌鲁木齐市、昌吉州处于初级协调，其他地区处于不协调状态，这主要是由于城市能源消耗量大、能源加工转换和利用效率低、单位GDP能耗大造成的。在环境发展指数t3中，除了吐鲁番地区、哈密地区、巴音郭楞处于协调状态外，其他地区皆为不协调。影响环境发展的主要因素包括人均水资源量、环保投资、工业三废的排放量以及三废治理的达标率。

3.2 两两系统协调度分析

在经济发展、能源开发和生态环境两两系统的协调发展程度中，新疆各煤炭基地的两两系统协调度变化方向基本相同，除石河子、塔城地区、阿勒泰地区处于不协调状态外，乌鲁木齐处于中度协调，吐鲁番地区、伊犁处于初级协调，克拉玛依、哈密地区、博尔塔拉、巴音郭楞处于弱协调状态。经济快速发展与低能耗的要求以及能源消耗剧增与低污染要求的矛盾是造成两两系统协调度低的主要原因。

3.3 综合协调度分析

分析表3可知，乌鲁木齐和吐鲁番地区处于中度协调，昌吉、伊犁属于初级协调，克拉玛依、哈密、巴音郭楞、博尔塔拉属于弱协调，其他地区属于不协调状态。这说明新疆绝大多数城市的经济、能源和环境三个系统发展不均衡，大部分于不协调和弱协调的状态。

4 新疆煤炭基地协调发展建议

4.1 优化经济系统，保障煤炭工业和生态环境协调发展

新疆煤炭基地普遍存在经济结构不合理、单位GDP能耗过高、环境压力大等问题。要使新疆煤炭基地协调发展，一方面要优化产业结构，加强传统工业的改造和升级，依靠科技进步大力发展能源加工业，完善能源加工产业链，淘汰落后的生产工艺设备，加快优质下游产品的开发，建成若干个优势互补、竞争力强、技术先进的大型煤炭加工企业，促进新疆煤炭基地从以原材料工业为重心向以加工工业为重心的转移。另一方面要加大对能源工业的投资，用于对清洁能源生产技术的引进和研究，提高能源加工转换率和利用率；同时增加环保投资，用于工业污染治理，引进先进技术提高三废治理达标率，淘汰那些产品质量低劣、严重污染环境的企业，走一条科技含量高、经济效益好、环境污染少、资源消耗低和人力资源优势得到有效发挥的新型工业化道路。

4.2 建立资源与生态补偿机制

新疆生态脆弱，环境承载力差，煤炭资源的大规模开发会给新疆各州地市带来一些外部性，例如资源浪费、生态破坏、环境污染等，使得煤炭资源价值对新疆的贡献并未在经济发展中充分体现出来。因此，必须建立资源与生态补偿机制，包括对煤炭资源减少和浪费的补偿、对煤炭资源开采和加工造成的环境污染和生态破坏的补偿以及对矿区居民的补偿等。首先要明确煤炭资源区生态环境补偿的主体、责任、界限，建立生态环境修复保证金制度，所有矿山企业必须签订生态补偿承诺书并每年按时交付保证金，以缴纳开采规划和保证金作为颁发煤炭开采许可证的必要条件；煤炭企业被允许开采后，要自立生态环境治理和恢复机制，企业要对煤炭资源开发造成的水污染、大气污染、固体废弃物污染及其他生态污染进行及时的治理和补偿，并向相关环境监管部门申请验收，只有验收合格的企业才能返还保证金和利息，否则矿山停办并按要求完成全部恢复治理工程。

4.3 建立煤炭工业的排污收费和交易系统

由于环境容量有限，有效降低煤炭资源开发过程中的工业三废排放，是保证新疆煤炭基地协调发展的重中之重。通过建立煤炭工业排污收费和排污权交易系统，确定各类企业的污染物排放控制指标，在煤炭资源生产开发过程中，当排污权交易价格高于排污企业的边际治理成本时，企业会选择治理污染并将排污权储存备用或用于市场交易，从而提升煤炭生产、煤炭加工以及煤电等排污企业对污染物的控制和治理的主动性，达到减排要求。

[1]吴甲春.进入21世纪的新疆煤炭工业[J].中国煤炭，2009（12）：14－18.

[2]胡隽秋.新疆煤炭工业“十一五”回顾及“十二五”展望[J].中国煤炭，2011（4）：20－24.

[3]新疆维吾尔自治区政府.新疆国民经济和社会发展“十一五”规划纲要[R].2006.

[4]宋梅，高志远.新疆能源消费与经济增长关系的实证研究[J].矿业研究与开发，2012（4）：121－123.

[5]新疆维吾尔自治区统计局.新疆统计年鉴2012[M].北京：中国统计出版社，2012.

[6]宋梅，马冰彦，高志远.新疆煤炭发展的技术路线研究[J].选煤技术，2012（8）：113－116.

[7]胡见义，彭苏萍，宋梅，等.新疆能源产业发展战略与思考[J].中国能源，2012（1）：8－13，35.

[8]宋梅，程青莉，高志远.河南省能源消费与经济增长关系关联分析[J].中国矿业，2012，21（3）：35－38.

[9]李静萍，谢邦昌.多元统计分析：方法与应用[M].北京：中国人民大学出版社，2008.

[10]杨松茂，任燕.区域经济耦合协调发展度研究[J].统计与信息论坛，2013（3）：76－81.

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