绿色矿山经济效益核算理论与实证：以矿井充填开采技术为例

柳晓娟，侯华丽，武 强，刘宏磊

(1.中国自然资源经济研究院，北京 101149；2.中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)

加快推进绿色矿山建设践行“绿水青山就是金山银山”理念的具体行动，是碳达峰、碳中和实现的有效途径[1]。矿山企业是绿色矿山建设的生力军，是实现矿业高质量发展的中坚力量，因此，需通过政府引导逐步落实绿色矿山的主体责任，使之充分发挥建设绿色矿山的推动作用。而要实现绿色矿山建设目标，必然会经历矿山企业由低效、粗放发展向绿色低碳的高质量发展转型的过程，而在这一过程中，必然需要通过技术提升、人才引进等方式来提升自身建设和生产水平。因此，不论是技术提升，还是人才引进，建设初期的资金投入是必不可少的。由于资金储备和预期利润的不确定性，面对绿色开采过程中额外的成本投入，大部分矿山企业建设绿色矿山的能动性受到很大影响[2]，甚至会波及整个行业对绿色矿山创建和绿色矿业发展的推进效果。

政府层面出台了一系列有关绿色矿山建设内容的财税金融支持政策，如资源税优惠、研发费用加计扣除税收优惠等激励政策，以及环境保护税、矿山生态修复治理基金等约束政策，但目前支持力度和落实程度方面仍然具有局限性[3]。单纯靠政府政策引导，对于大部分矿山企业，特别是中小型矿山企业，短期内还难以真正调动其追求绿色发展的主观能动性。因此，需要从企业自身意识形态着手，让企业认识到绿色矿山建设是“有利可图”的，充分利用市场机制来引导企业主动建设绿色矿山。绿色矿山建设是否能为企业带来可观的收益，或者说能给企业带来多少可观的收益，无疑是破解企业能动性的关键。现阶段绿色矿山经济效益研究大多落脚于理论逻辑[4]，鲜有核算绿色矿山经济效益的理论分析和实证论证的系统性研究。鉴于此，本文以微观企业为视角，依托于经济学生产函数和“投入-产量”情景构建，从“理论-实践”的双维度阐述了绿色矿山建设带来额外经济效益的可能性，目标是让企业切实感受到绿色矿山带来的好处，认识到建设绿色矿山在成本效益核算上是可行的。

1 绿色矿山经济效益的内涵

矿业绿色发展的最终目标是实现经济社会系统与生态环境系统的协调发展[5]。绿色矿山是实现矿业领域绿色经济转型的关键落脚点，而过去对矿产资源的粗放开采正是由于没有将自然损耗纳入到生产成本中，企业无须承担这部分费用。然而，在当前生态文明体制下，国家逐步将这部分成本纳入到企业预算支出中，或引导企业主动承担相关社会责任，如“谁污染、谁治理”“谁破坏、谁修复”等[6-7]。2020年，自然资源部印发《绿色矿山评价指标》，包括矿区环境、资源开发方式、资源综合利用、节能减排、科技创新与智能矿山、企业管理与企业形象共6项一级评价指标。其中前四项侧重于评价绿色矿山的“资源节约”“环境友好”，体现了生态属性，而后两项偏重于评价“科技智能”“矿地和谐”，体现了社会属性。因此，相对于传统粗放型发展的矿山企业来讲，绿色矿山的经济效益是由经济效益、生态效益和社会效益的三维度体系所构成。

在此基础上，进一步从经济效益核算的角度来解析绿色矿山经济效益的内涵。首先，要充分考虑绿色矿山建设带来的额外资金投入，以及矿产资源开发利用过程中的生态影响和社会影响，将以上考虑充分纳入到成本核算中。其次，要充分考虑绿色矿山建设带来的经济收益变化，以及生态效益和社会效益，同样将这些变化和效益全部纳入到收益核算中。通过计算新的“收益”“成本”差异，得到绿色矿山真实的经济效益，以便在认识绿色矿山经济效益科学内涵的基础上，进一步从“成本-收益”的直观要素构成上解析其实现路径。

2 绿色矿山经济效益的理论分析

2.1 基于经济学生产函数的收益分析

生产函数是指在一定时期内，在技术水平不变的情况下，生产中所使用的各种生产要素的数量与所能生产的最大产量之间的关系。经济学分析中，通常只使用劳动和资本这两种生产要素，引入柯布-道格拉斯生产函数，见式(1)。

Q=ALa1Kb1

(1)

式中：Q为产量；L为劳动；K为资本；A、a1和b1均为固定参数。假定劳动不变的情况下，则产量仅与投入的资本有关。

为建设绿色矿山，企业需要在前期投入更多资金用于技术研发、节能降耗设备购买、绿色开采技术系统构建等，其目的除了通过节能降耗等途径保护生态环境之外，另一个重要目标就是提高资源利用效率。由生产函数曲线(图1)可以看出，先进技术的开发应用可通过提高矿产资源回采率来提升资源产出量(由T1到T2)。基于此，若不计技术研发和应用成本，企业投入相同的资本，则产量是增加的(由Q1到Q2)，即实现了生产效率的提升。也就是说，技术创新能够提高企业的生产效率，进而实现矿山企业的收益增加。若收益增加值大于技术研发与应用的总成本投入，则这项新技术就会为企业带来额外的经济收益，进而进一步提高企业建设绿色矿山的积极性。

图1 不同技术条件下的生产函数曲线Fig.1 Production function curves under differenttechnical conditions

2.2 基于“成本-收益”关系情景的成本分析

在政府引导下，企业作为完全主体，需采用优化布局、绿色开发、节能减排、综合利用等方式，自主实现绿色矿山建设。绿色开采的关键途径在于绿色技术创新，但绿色技术创新却面临着资金投入高、技术要求高的问题[8]，可以说，让企业踌躇不前的核心问题是绿色矿山所带来的额外的成本投入。这项额外的成本投入是否会超过由技术创新带来的收益增量，是企业能否主动建设绿色矿山的关键。为了理清绿色矿山“成本-收益”的关系问题，验证绿色矿山经济效益的可实现性，图2给出了绿色矿山“成本-收益”关系的概念模型，该模型出于对成本与收益之间关系的不同情景考虑，从理论上阐述了绿色矿业经济效益的实现路径。M1表示在矿山建设过程中，矿山建设和生产阶段会投入较大环境保护成本，但事实上，很多环保技术投入都是一次性的投入，比如设备的购置、生产系统的建设等，它们随着生产阶段的延伸，总投入会趋向稳定(图2(a)和2(b))。M2是指在矿山建设、生产和运营过程中，随着产品类型和数量的增多，产品总的经济价值在增加。从资本循环理论来看，纵坐标(资本量)也反映了生产能力，即单位生产时间内资本数量越多，资本生产速率越高，生产能力越大，企业规模越大。

图2 绿色矿山“成本-收益”四种情景关系的概念模型Fig.2 Conceptual models of “cost-benefit” scenarios in green mines(注：横坐标表示企业的生产过程，包括矿山的勘查、建设、资源开采、冶炼加工、废弃物综合利用、节能减排以及生态修复等阶段，纵坐标表示资本量；M1表示环保投入即成本，M2表示产品价值即收益)

M1可能会出现后期环境保护成本降低的现象(图2(c)和2(d))，来源于两个方面。一是生态修复费用减少。矿山企业在项目设计阶段就确定了环境保护方案，包括科技研发、先进设备、员工培训、专家聘请等环保投入在建设初期就已经完成，因此在项目后期，在零排放或少污染目标实现基础上，前期或生产阶段对生态环境的保护减少了后期的修复费用，就会出现环境保护成本降低的可能性。二是政府财税金融支持政策的扶持。政府对绿色产品的财税优惠政策支持等同于降低了环境保护成本，如对充填开采置换出的煤炭可减征50%资源税。此外，M1在绿色矿山建设初期也并不一定高于产出值(图2(b)和2(d))。比如煤炭充填开采可以减少征占土地，从而大大降低项目初期的迁村费用和给予农民的补偿费用，因而可能会比不采用该项技术更加节约成本。

因此，从资本循环理论角度分析，矿山企业通过绿色矿山发展获取自身经济效益是可行的，该实现路径的科学阐释对于深入挖掘绿色矿业的内生动力具有理论与方法参考。另一方面，基于政治经济学对象特殊性的观点，中国经济体制改革下要将市场经济体制与社会主义经济制度相结合，由此形成了“使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用”这一创新性理论成就。可以说，为有效催生矿山企业对绿色矿业经济的内生动力，市场作用和政府作用需相互协调、相得益彰。其一可从市场准入入手，引导矿山企业和社会公众树立绿色发展理念，提高绿色生产意识，营造公众舆论氛围，“倒逼”企业向绿色生产方式转变；其二可从资金体系入手，通过金融财税等多元化手段，加大对绿色环保产业的政策扶持力度，完善绿色矿山的市场调节作用。

2.3 基于“成本-收益”因子的经济效益核算方法构建

以上分别从收益和成本两个方面阐述了绿色矿山经济效益的理论逻辑。在此基础上，本文通过识别因绿色矿山建设而发生变化的成本因子和收益因子，进而核算得到绿色矿山的经济效益。事实上，因绿色矿山建设所发生变化的成本因子和收益因子可以看作二维因子结构。一方面，绿色矿山的建设、生产和运营过程可划分为准备、建设、生产和销售四个阶段，每个阶段有成本和收益的变化。另一方面，这些因子又可分为额外的经济成本(ΔCm)和政府规制下的生态、社会成本(ΔCg)两个类别。因此，初步构建由绿色矿山建设而发生变化的“成本-收益”因子(ΔC)的矩阵模型见表1。

表1 矩阵模型Table 1 Matrix model

由表1可知，由绿色矿山建设所带来的额外成本计算见式(2)～式(4)。

ΔCm=X1+X2+X3+…+Xn

(2)

ΔCg=Y1+Y2+Y3+…+Yn

(3)

ΔC=ΔCm+ΔCg

(4)

采用绿色矿山先进技术后，煤炭产量由Q1提升至Q2，则增加量为ΔQ，计算见式(5)。

ΔQ=Q2-Q1

(5)

若p为价格，则可计算绿色矿山所带来的额外收益ΔK’，见式(6)。

ΔK’=ΔQ×p

(6)

因此，绿色矿山建设和生产所带来的经济效益P计算见式(7)。

P=ΔK’-ΔC

(7)

若P<0，则企业建设绿色矿山不能获得经济效益，绿色矿山建设不利于企业生存；若P>0，则企业建设绿色矿山能够获得经济效益，且P值越大，获得经济效益越明显，企业应通过调整模型中的因子，努力提升P值。

3 绿色矿山经济效益核算实证研究

3.1 案例背景

“十三五”时期，煤炭行业着力推动煤炭安全高效智能化开采和清洁高效集约化利用，着力推动产业转型升级，并在结构性去产能方面取得明显成效。“十四五”规划明确提到“加快发展方式绿色转型”“大力发展绿色经济”“推动煤炭等化石能源清洁高效利用”。同时，充填开采是近年发展起来的生态保护性开采技术，采用充填开采防控采煤沉陷并建设生态矿山，涵盖煤矿安全生产、生态环境治理、废弃物利用等多个领域，更多的是侧重语社会公益事业，符合生态文明建设和保护环境的发展战略[9]。充填开采的实施体现了经济效益、生态效益和社会效益的协调统一。一是提升矿井安全性，包括减少井下采空区水、瓦斯积聚空间，降低采空区突水、瓦斯爆炸、有害气体突出、浮煤自燃等事故发生的风险；二是降低煤炭开采对生态环境的负面影响，包括减少地面矸石山占地，有效遏制地表沉陷，保护地表和地下水资源等；三是避免了地面基础设施和建筑物损毁和村庄搬迁，显现了一定的社会效益[9-10]。

邢东煤矿位于河北省邢台市东郊，于2001年11月投产，生产规模60万t/a，后经技术改造其生产能力核定为125万t/a。井田面积约14.5 km2，所产煤炭属低灰、特低硫、特低磷、高热值的优质气肥煤，洗选后的精煤是最理想的炼焦配煤。邢东煤矿所属地区人口密集、经济发展迅速、土地资源紧缺，对矿山绿色开采的需求度较高，同时，由于临近城区，井田区域内的村庄、农田及工业广场煤柱压煤量占全矿井地质储量的82.8%，矿井开采面临巨大的搬迁压力。因此，为控制地表沉陷、处理存量矸石、降低迁村成本，也为增加矿井服务年限，解决建下压煤问题，提高资源利用率，矿井自2003年起实行了高水充填和矸石充填的开采方式，符合煤炭绿色开采技术中的充填开采要求。

截至2021年底，矿山原煤总产量为2 085.9万t，通过充填开采获取煤炭资源390.1万t，其中274.5万t为高水充填，115.6万t为矸石充填。在此基础上，本文梳理了该矿山建设成本和生产成本，对比核算煤矿企业在采用充填开采和不采用充填开采这两种情况下的“成本-收益”值，进而验证绿色矿山能否为企业带来经济效益。

3.2 核算结果

从成本角度看，本案例中由煤炭矿山充填开采技术带来的运行成本的变化主要涉及三大环节。一是准备阶段，主要是占地搬迁补偿费用，本案例采用充填开采后可以减少迁村费用大约12亿元。二是建设阶段，主要是充填系统建设的技术投入，其中矸石充填系统包括投料孔工程、煤矸石综合利用项目和井下设备共计约8 800万元，高水充填系统包括地面注浆站、井下回采设备、技术研发费用共计约5 900万元，两项技术合计约1.47亿元。三是生产阶段，主要是开采费用，包括人工费、材料费、电费、设备费、修理费、油脂费。普通工作面开采费用为24.57元/t，矸石充填和高水充填开采费用分别提高到60.17元/t和141.73元/t。此外，生产阶段还包括资源税费和矿山地质环境保护与土地复垦费用的变化。 其中，由于充填开采技术既避免了矸石山占地，又有效降低了地表塌陷的风险，因此，采用充填开采技术后，矿山地质环境保护与土地复垦费用也由原来的大约1 400万元/a降低到大约200万元/a。从成本因子的变化看(表2)，虽然充填开采提高了开采成本，但相比迁村和矿山生态修复费用，仍节省成本5.1亿元，折合吨煤开采成本大约降低了24元。

表2 绿色开采技术应用前后累计成本对比Table 2 Cumulative cost comparison before and after the application of green mining technology

从收益因子的变化看，对村庄压占煤炭资源的开采，可大大提升矿山的原煤产量。本案例中通过充填开采获得的原煤产量为390.1万t，矿山2003—2021年期间煤炭的平均价格大约为500元/t，近20年充填开采带来的采煤直接经济收益为ΔK’=ΔQ×p=390.1×500=19.51亿元。充填开采共额外带来经济效益为P=ΔK’-ΔC=19.51-(-5.1)=24.61亿元。

因此，通过充填开采，矿山获取的直接经济收益为24.61亿元，大约占20年来矿山综合收益的23%。由此可见，充填开采技术确实为该矿山企业带来了一定的经济效益，正因为如此，该矿山在推动充填开采技术研发和应用方面具有较强的积极性，2016年就已入选为国家级绿色矿山试点单位。

4 问题与建议

通过理论研究和实践探索发现，从切实提高企业建设绿色矿山的主动性出发考虑，不论是企业自身，还是政府引导，依然存在一定的障碍因素，因此总结归纳三点问题并提出相应建议。

一是企业对绿色发展资金投入的认识存在一定偏颇，政府应在宣传推广方面把握重点、加强力度。有人认为绿色矿山是“高投入、高成本、高科技”的矿山，特别是小型矿山、老旧矿山、经营效益较差的矿山，认为绿色矿山建设周期长、投入大，更加注重眼前的经济利益，开展绿色矿山建设的积极性、主动性不足。事实上，绿色矿山建设虽然在前期需要投入一定的人力、物力、财力，用于开采加工技术的研发、生产设备的升级改造、环境监测及治理等方面，但绿色矿山后期所创造的经济、社会、环境和资源的效益往往远远超过前期投入的成本。鉴于此，企业应在政府的宣传引导下，客观评估绿色矿山的投入与收益，合理测算经济效益，政府也应转变思路方法，在宣传推广中加强经济效益评估方面的引导，提高社会对绿色矿山经济效益可行性的认识，解除企业的后顾之忧[3]。

二是地方对绿色矿山的财税金融激励政策落实不够，应通过政府宏观调控的经济手段进一步完善绿色矿山市场机制。2017年，原国土资源部等六部委联合出台了《关于加快建设绿色矿山的实施意见》(国土资规〔2017〕4号)，明确了用地、用矿、财税、金融等四个方面的绿色矿山建设配套激励政策，为各地支持绿色矿山建设指明了方向，但目前地方管理部门对相关政策的细化落实力度不够，部分省(区、市)在建设方案或规划等文件中提出的激励支持政策存在照搬照抄情况，未能制定符合当地实际的配套政策措施，不利于激励支持政策的落地实施，也就不能有效推动绿色矿山的市场化建设。如税收优惠政策作用十分有限，目前仅有的在煤炭领域采用充填开采的50%资源税减免。因此，政府应加强研究细化政策措施以解决突出问题，加强自然资源部、财政部等部门间的沟通与协调，积极制定并推动利好绿色矿山的金融财税支持政策，充分发挥市场在推进绿色矿山建设的关键作用。

三是绿色开采先进技术推广和应用受到资金投入的约束，应通过政府引导作用充分激发先进技术研发的外溢效应。本文案例中充填开采技术的前期投入累计超过1亿元，开采成本也提高了近3倍，这对于部分矿山企业，特别是矿井煤质差、利润低的矿山而言，确实具有一定资金压力。充填开采是从源头防止地表沉陷，实现以最小的生态扰动获取煤炭资源，把对生态环境、水土资源和基础设施等影响限制在生态环境对开采行为容忍度可控范围之内的有效方法，但近年来，我国真正选择通过充填开采解决实际问题和坚持长期充填开采的煤矿占比很小，一方面是由于充填开采投资大、周期长，以及矸石等充填材料获取不足但获取成本高的问题，另一方面也存在充填开采技术推广宣传不够深入、政府激励政策和约束机制力度不够等原因[9]。因此，政府应充分发挥协调和引导作用，探索建立先进技术转化的市场机制，完善行业内发明专利的共享机制，通过创新技术外溢效应，促进绿色矿山先进技术在不同地区、不同规模的矿山之间的推广和应用。