环境规制对煤炭行业技术创新的影响研究

马 媛，王晓东，尹 华，张韶颖

(山东科技大学经济管理学院，山东 青岛 266590)

我国是一个矿业大国，近一个世纪的大规模煤炭开采，虽然为经济发展提供了持续的能源动力，但同时也造成了严重的环境问题，给矿区的生产生活带来了不利影响和危害。煤炭开采过程会造成较为严重水体和土体破坏，煤炭开采加工过程中会产生大量的废水、废气和固体废弃物。环境问题具有很强的外部性，企业自身没有足够的动力去解决，因此环境规制是各国政府采取的主要方式。

1 煤炭行业的环境规制

我国政府不断调整环境规制政策以实现经济与环境的友好协调发展，先后制定并实施了多项环境规制政策引导煤炭企业向环境友好的方向发展，降低煤炭企业在生产过程中对环境造成的破坏和污染。对煤炭行业实施的环境规制政策大致经历了以下几个阶段。

1.1 框架构建阶段

此阶段实施的环境规制措施以法律法规为主，明确了环境对于可持续发展的重要意义，但是缺乏具体的实施细则。1986年第六届全国人大常委会第十五次会议通过的《中华人民共和国矿产资源法》是我国在矿产开发方面颁布实施的第一部重要方案，明确了矿产资源的所有权、探矿权、采矿权，明确提出矿山企业应当因地制宜地采用复垦利用、植树种草或者其他措施减少因采矿对耕地、草原和林地的破坏；1989年、1996年、1997年陆续通过了《中华人民共和国环境保护法》、《土地复垦规定》、《中国人民共和国煤炭法》、《中华人民共和国节约能源法》。这些纲领性文件、法律的颁布为煤炭的高效、绿色开采提供了总体框架，提出了“环境保护规划必须纳入国民经济和社会发展计划”、“开发利用自然资源必须采取措施保护生态环境”、按照环保法律法规开发利用煤炭资源的要求，并提倡和支持煤炭的深加工和精加工。

1.2 逐步实施阶段

这一阶段陆续出台了一些环境规制的绩效标准，为污染物的界定提供了依据，为环境规制的实施提供了量化指标。以1996年《国务院关于环境保护若干问题的决定》为标志，陆续出台了实施细则和量化办法。此后陆续出台了《城市区域环境噪声标准》、《大气污染物综合排放标准》、《污水综合排放标准》等环境规制绩效标准。

1.3 规制加强阶段

这一阶段陆续出台了《水污染防治法》《固体废弃物污染环境防治法》等法规，循环经济、清洁生产的相关方案逐步完善，环境规制更加具有针对性。天津、广州、深圳等地碳排放权交易试点工作相继启动。以2005年《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》为标志，陆续颁布了《循环经济促进法》、《清洁生产促进法》、《固体废弃物污染环境防治法》、《水污染防治法》、《矿山生态环境保护与污染防治技术政策》等法规，并对前期颁布实施的一些法规进行了修订，2011年修订的《煤炭法》增加了对煤矿建设、生产等方面的环境要求，如“煤炭开发与环境治理同步进行。煤矿建设项目的环境保护设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用”，“鼓励煤炭企业发展煤炭洗选加工，综合开发利用煤层气、煤矸石、煤泥和泥炭”、取缔土法炼焦；向在开采回采率、采矿贫化率、选矿回收率、矿山水循环利用率和土地复垦率等规定技术层面达标的企业授权颁发采矿许可证。同年重新颁布的《土地复垦条例》，由原来的26条增加到了42条，明确了复垦主体、资金渠道并完善了土地复垦的激励措施，增加了土地复垦方案的编制、审查、监督、验收等环节的管理措施。这些举措的推出表明我国环境治理从污染监测到污染预防的升级。同时，伴随着环境规制程度的加强，环境规制工具的运用也逐渐多样化。《燃煤SO2排放污染防治技术政策》、《粉煤灰综合利用管理办法》、《重点节能技术推广目录》等技术标准、排污费、可交易许可证等基于市场的环境规制工具逐渐开发和实施。

2009年12月丹麦哥本哈根全球气候大会期间，我国政府提出“到2020年我国单位GDP的CO2排放量比2005年下降40%～45%”，显示了我国政府在环境治理、转变经济发展方式等方面的决心。2012年审议通过的《国务院关于印发“十二五”控制温室气体排放工作方案的通知》又进一步指出“完善企业信息发布制度，引导企业自愿进行减排交易活动”。这标志着我国的环境规制措施由政府规制向自愿实施的全面升级。

2 环境规制对煤炭企业技术创新的作用分析

学术界关于环境规制与企业技术创新关系的研究尚未达成一致观点。一种观点是以Porter为代表的“修正学派”提出的“波特假说”，该观点认为恰当设计的环境规制能刺激被规制企业进行技术创新；另一种观点是以Walley、Whitehead 为代表的传统学派，他们认为环境规制阻碍企业进行技术创新活动。由于受人力、资本和企业规模等因素的限制，企业为服从环境规制进行污染治理投资，必然会增加企业的环境规制成本，导致企业资本从有发展前景的创新项目转向污染治理项目，在一定程度上会抑制企业技术创新能力的提升，因此采用较高的环境标准可能是得不偿失的做法。总体来看，越来越多的实证表明环境规制的实施能够对技术创新起到促进作用。

自环境规制实施以来，我国的煤炭企业在技术创新、管理创新方面付诸了很多实践以满足这方面的要求。

2.1 技术方面的创新

2.1.1 综合治理技术的开发应用—末端治理技术

我国95%的煤炭产量出自井工开采，矿区沉陷是煤炭开采带来的主要环境破坏。解决该问题的主要方法是矿区沉陷地复垦和生态重建，根据地表塌陷的深度可以考虑采取土地复垦、深挖填浅、矸石回填、矸石筑堤、水域水产养殖等不同的方案[1]。地表塌陷治理是末端治理技术，是对已造成破坏的修复弥补，属于绿色技术创新的初级阶段。世界主要矿区都很注重矿区环境的综合治理。德国的经验尤其值得借鉴。我国自20世纪80年代以来开始对采煤沉陷地的治理进行研究，初步形成了具有中国特色的采煤沉陷地复垦技术[2]。淮南矿业集团走在国内行业前端。2003年淮南矿业集团和地方政府一道开始探寻统筹解决采煤塌陷搬迁，把采煤塌陷搬迁与城镇化建设、生态环境治理“三合一”。从 2006年起，淮南矿业集团又着手对 22km2资源枯竭矿区进行环境修复和开发[3]。

2.1.2 洗选加工、清洁转化技术—产品创新

受全球气候变暖的影响，国际社会非常重视CO2等温室气体的排放，煤炭燃烧过程中会释放大量的CO2、SO2等有害气体，会加剧温室效应。通过对煤炭的洗选可以提高煤质，减少煤炭中的硫分、灰分及其他有害元素，满足客户对发热量和排放的要求。煤炭企业逐渐开发完善了选煤、型煤、配煤等洁净煤技术，这些产品在使用过程中可以极大减少烟尘、颗粒物、SO2等有害物质的排放，同时还能提高发热量。经过不断积累，我国民用型煤技术在国际已处于领先地位。自2006年的“十一五”规划以来，我国政府将节能减排作为宏观调控的重点，受环境规制措施和规制程度的影响，煤炭企业也越来越重视产品的加工，全国原煤入洗率由2005年的31.9%提高到了2011年的50.9%。

为了减少废弃物的排放，提高产品附加值，很多煤炭企业尤其是大型煤炭企业改变了过去“资源-产品-废弃物”的传统发展模式，形成了“资源-产品-再生资源”的循环经济发展模式(图1)，以资源流动集成和废弃物的综合利用为基础实现产业链的延伸。大同煤矿集团建设的塔山循环经济园区是我国煤炭系统的首个循环经济园区，一方面通过前向关联延长资源产品链，提高资源加工深度，充分利用资源，使资源增值，从而更好地发挥资源效益和经济效益；另一方面提高资源的综合利用效益，减少废弃物对生态环境的破坏，使企业外部不经济性最小，使环境成本最低。产业链的延伸使煤炭的附加值大幅增加，实现了煤炭能源的高效、综合、低碳利用。

图1 煤炭企业循环经济示意图

2.1.3 节能技术改造——工艺过程的局部创新

通过对提升、排水、空气压缩、运输、通风等工重点耗能工序进行技术改造，实现工序节能，以单机节能技术改造为主，在行业内推广风机、水泵、提升机等先进技术装备。

2.1.4 绿色开采技术——开采工艺创新

由于煤炭开采必然会造成岩层运动，导致岩体松动形成岩体内“裂隙场”，因此会影响到离层的发育状态及位置，造成地表沉陷、改变瓦斯和地下水在裂隙体内的渗流规律。要从根本上解决煤炭开采造成的废水、废气、废渣等环境问题，就需要从广义资源的角度上认识煤、瓦斯和水等一切可以利用的资源，防治或尽可能减轻煤炭开采对环境和其他资源造成的不良影响。我国学者率先提出了绿色开采的概念并构建了相应的理论体系和技术框架(图2)，主要包括针对水资源保护的“保水开采”技术、针对土地与建筑物保护的离层注浆、充填与条带开采技术；解决瓦斯抽放的“煤与瓦斯共采”技术、减少矸石排放的巷道支护与歼石排放技术和地下气化技术。经过十几年的不懈努力，绿色开采技术在关键技术层面和操作层面已经取得很大突破，并在新汶、枣庄、兖州等矿区得到应用。绿色开采体现了科学开采的思想，改变了过去“高开采、低利用、高排放”的传统模式，是实现采矿业可持续发展的重大技术创新[4-5]。

2.2 管理、制度创新

随着“十一五”规划纲要的发布，节能减排被明确为是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措，环境规制程度逐渐加大。煤炭行业关闭了一些能耗高的小煤矿，实现结构重组。同时在煤炭工业协会、地方煤管局的推动下，在煤炭企业内部完善了相应的管理措施，通过制度创新和管理创新进一步推动环境目标的实现。

2.2.1 能效对标管理

由于煤炭企业的能耗水平和污染受埋藏深度、煤层厚度、地质条件、运输远近等先天性自然因素的影响，为了增强规制措施的可操作性，在国家能源局的领导下，煤炭行业内部自2009年开始推行节能示范工作，在山东省选择了四家有代表性的煤矿，在此基础上编制煤炭行业工序能耗标准，形成节能工作规范，制定适用的评价标准和对标体系。能耗对标

图2 煤炭绿色开采基本框架

活动的开展是把煤炭企业自身制定的能耗标准体系与先进单位的能耗进行比较，通过比较来查找自身的不足，然后采取相关的措施进行优化改正，通过对标活动的开展达到推进能源管理工作的目的。

2.2.2 合同能源管理

合同能源管理是一种新型的市场化节能交易制度，其实质是以减少的能源费用来支付节能项目的全部成本。很多煤炭企业利用这一方式对重点能耗工序实现了节能技术改造。典型案例是新汶矿业集团的华丰煤矿与北京合康亿盛科技有限公司签订的技术服务合同，应用合同能源管理模式对提风机房高压变频进行改造。华丰矿只需根据改造后风机运行的实际节电量确定节电费用，按季度进行结算支付，不增加额外成本，支付完后，合同终止，设备无偿归华丰矿所有。如果设备性能在使用中不符合设计要求，达不到预期节能标准，北京合康亿盛公司向华丰矿支付合同总额的20%作为违约金，并赔偿造成的全部经济损失[6]。

通过技术、管理、制度等方面的创新，我国煤炭企业在控制环境影响方面取得了很大进展，以综合能耗为例，我国国有煤炭企业的原煤生产综合能耗从2000年的20.9kgce/t减少到了2008年的12.35kgce/t，降幅达到41%。环境规制作为一个外部压力促进了煤炭行业的技术创新水平[7]。

3 未来趋势及建议

环境技术创新经历了一个由末端治理、无废工艺、清洁技术、污染防控的发展过程[8]。在政府刚刚推出环境规制时，此时的规制程度不大，通过末端治理技术即可满足环境规制要求，而末端治理技术作为环境技术的推广，不需要企业太多的创新投入，此时较低的投入产出比是可行的；但是随着环境规制程度的加深，末端治理已不能满足规制要求，企业需要从工艺过程、产品质量等方面做出改进，因此需要开发无废工艺和清洁技术，这个阶段与末端治理最大的不同在于它不是污染后的修复弥补，而是在生产过程中对污染源的控制和减少，因此需要投入较多的创新资源对原有的工艺和产品进行改进，才能满足环境规制的要求。欧盟的发展历程验证了这一点，20世纪90年代之前10年间欧共体单位GDP能耗平均下降了22%，而90年代之后这种下降有所迟缓。由于任何技术都有它原有的轨道和极限，当到达现有技术极限时，继续加大创新投入进行改进可能不会满足越来越强的环境规制，此时就需要出现技术跳跃脱离原有的轨道，即突变型技术创新。而突变型技术创新无论是在创新风险还是创新投入方面，都要大于渐进性创新。因此，随着环境规制程度的加深，企业需要投入更多的创新资源来满足环境要求。这就意味着为了满足未来逐步严格的环境规制，煤炭企业需要加大创新力度，尤其是工艺创新的力度。

煤炭产品与其他产品最大的区别在于产品的差异化比较小，企业间的竞争基本上是依靠价格。煤炭的价格是受整个市场供求关系的决定，作为商品很难体现出在开采时的难度及技术含量，也比较难以体现出其“绿色”的程度。因此这种类型的企业在应对环境问题时大都采取规制应对的策略。这就需要国家在制定环境规制措施时充分考虑行业特色，沿着有益于环境的方向引导企业持续搜索。以充填开采为例，充填开采是一种能有效减少矸石排放和预防土地塌陷的绿色开采技术，但是由于初期投资较大、充填成本较高，限制了其推广应用。这就需要政府根据各类情况在政策和税收方面加以支持，以使煤炭企业健康发展。

4 结束语

伴随着经济的高速增长，人类赖以生存的环境遭到了一定程度的破坏。我国政府高度重视环境问题，自20世纪80年代以来陆续出台了很多法律法规和行业措施。为了满足环境规制的要求，我国的煤炭行业在技术、管理、制度等方面采取了很多创新方法和实践，并取得了显著成绩。考虑到环境技术创新轨迹，煤炭行业需要付出更多的创新投入才能满足越来越严格的环境规制需要。而煤炭产品的无差异性，决定了这些创新投入在产品价格中很难得到体现，因此建议政府出台灵活的环境规制措施以激励煤炭行业的技术创新。

[1] 马文明.矿区沉陷地复垦与生态重建研究[J].水土保持通讯，2008(2)：135-139.

[2] 胡振琪，肖武，王培俊，等.试论井工煤矿边开采边复垦技术[J].煤炭学报，2013(2)：301-307.

[3] 李军伟.煤炭工业实施低碳经济的途径探析[J].中州煤炭，2010(4)：98-99.

[4] 钱鸣高.煤炭的科学开采[J].煤炭学报，2010(4)：529-534.

[5] 陈玉和，王方.论中国矿业的可持续发展[J].科技进步与对策，2010(12)：64-67.

[6] 王振，郑银龙，韩小庆.“EMC”模式：打造节能型企业的新途径[J].山东煤炭科技，2007(6)：86.

[7] Ma.Y.Yin,H.Cui,W.Research on technology innovation of coal industry under environmental regulation[J].Advanced Materials Research,2013,Vol.734,815-818.

[8] 肖显静，赵伟.从技术创新到环境技术创新[J].科学技术与辨证法，2006(8)：80-83.