李凱
(北京工業(yè)大學(xué)循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院,北京100124)
循環(huán)經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是改造和調(diào)控傳統(tǒng)的線性物質(zhì)流模式,提高資源和能源的利用效率,形成資源和能源效率較高的物質(zhì)循環(huán)模式。因此,核算并分析經(jīng)濟(jì)活動中的物質(zhì)流動狀況,是對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進(jìn)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式改造的前提和基礎(chǔ)。
近年來,國際上已經(jīng)從實(shí)踐層面發(fā)展起來物質(zhì)流核算體系(MFA),以實(shí)物流為基礎(chǔ)描述一個(gè)國家、一個(gè)地區(qū)或者一個(gè)產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)活動情況。2001年,歐盟編制了第一部詳細(xì)的物質(zhì)流核算指南。OECD國家中已有奧地利、比利時(shí)、德國、日本等國每年定期編制EWMFA[1]。日本政府已經(jīng)根據(jù)MFA制定了一批循環(huán)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的未來發(fā)展目標(biāo)。
我國實(shí)踐角度尚未建立國家層面的物質(zhì)流核算體系。相較于OECD國家,我國在許多核算指標(biāo)上還存在統(tǒng)計(jì)缺失,一些實(shí)物量還只能通過投入產(chǎn)出關(guān)系來進(jìn)行推算。希望通過針對循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為成熟的煤炭產(chǎn)業(yè)進(jìn)行物質(zhì)流核算的指標(biāo)體系構(gòu)建,找到一些建立物質(zhì)流核算體系的思路,并提出具體政策建議。
國際上,1998年,EEA在文章《Material Flowbased Indicators in Environmental Reporting》中初步構(gòu)建了環(huán)境-經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流核算的框架。2001年,歐盟制定的《Economy-wide material flow accounts and derived indicators a methodological guide》對物質(zhì)流核算涉及到的術(shù)語概念及分類、賬戶、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算方法、使用評價(jià)等進(jìn)行了全面細(xì)致的分析。目前,德國、意大利、新西蘭、澳大利亞、瑞典等一些歐盟國家已經(jīng)相繼建立了自己的物質(zhì)流賬戶。這些國家已經(jīng)通過物質(zhì)流賬戶,分析國民經(jīng)濟(jì)活動與其所擾動的自然資源之間的關(guān)系,為政府可持續(xù)發(fā)展政策的制定提供參考依據(jù)。
國家層面的研究,2000年北京大學(xué)的陳效逑[2]等發(fā)表的《中國經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)的物質(zhì)流分析》一文,利用物質(zhì)流的理論和方法分析了1989—1996年間我國經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)需求總量、物質(zhì)消耗強(qiáng)度和物質(zhì)生產(chǎn)力,并將分析結(jié)果與其他國家相比較。2004年東北大學(xué)的劉敬職等人發(fā)表《中國經(jīng)濟(jì)的直接物質(zhì)投入與物質(zhì)減量分析》[3]一文,以德國Wuppertal氣候、能源、環(huán)境研究所提出的物質(zhì)流賬戶系統(tǒng)為基礎(chǔ),計(jì)算了1990—2002年中國經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的直接物質(zhì)投入,并對其進(jìn)行了減量化分析和國際比較。
區(qū)域?qū)用?,清華大學(xué)的徐一劍[4]等人發(fā)表了文章《貴陽市物質(zhì)流分析》,采用以“歐盟導(dǎo)則”框架為基礎(chǔ)的物質(zhì)流分析工具,對貴陽市的經(jīng)濟(jì)增長方式進(jìn)行了初步分析。西安交通大學(xué)的張思鋒、雷娟運(yùn)用MFA方法,依據(jù)歐盟統(tǒng)計(jì)局推薦的MFA基本指標(biāo)和Schmidt-Bleak關(guān)于可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo),設(shè)計(jì)了5類9個(gè)指標(biāo)及7種可以直接采集數(shù)據(jù)的變量;分析、推導(dǎo)并描述了陜西省當(dāng)前發(fā)展階段的物質(zhì)輸入、輸出相關(guān)變量的函數(shù)關(guān)系;預(yù)測了陜西省物質(zhì)輸入、輸出的發(fā)展態(tài)勢,進(jìn)一步證明實(shí)行源頭控制,減少物質(zhì)投入,提高物質(zhì)利用強(qiáng)度,是陜西省實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。
產(chǎn)業(yè)層面,劉征[5]等對磷資源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行了物質(zhì)流分析;姜文英[6]等對鉛鋅冶煉企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的物質(zhì)流分析方法進(jìn)行了研究;史戰(zhàn)國[7]等對我國汽車產(chǎn)業(yè)物質(zhì)流進(jìn)行了分析研究;徐明等[8]對我國經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中化石燃料的物質(zhì)流進(jìn)行了分析。
西北工業(yè)大學(xué)王軍等在《煤炭企業(yè)物質(zhì)流分析的實(shí)證研究》[9]中針對煤炭企業(yè)自身的特點(diǎn),構(gòu)建物質(zhì)流分析的研究框架,并且建立相應(yīng)的評價(jià)指標(biāo)體系。其研究成果僅是對企業(yè)的輸入和輸出的總物質(zhì)流進(jìn)行了核算,并未擴(kuò)展到產(chǎn)業(yè)層面,且并未對產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的物質(zhì)流進(jìn)行具體核算。
我國能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中超過60%為煤炭,傳統(tǒng)的煤炭生產(chǎn)以煤炭資源開發(fā)和轉(zhuǎn)化為中心,按照“資源—產(chǎn)品—廢物排放”的模式進(jìn)行生產(chǎn)活動,在為經(jīng)濟(jì)社會提供大量能源的同時(shí),對環(huán)境的影響十分巨大。我國已經(jīng)意識到循環(huán)經(jīng)濟(jì)對于煤炭產(chǎn)業(yè)升級和改造的重要性,建立煤炭產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)可以幫助推進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,從宏觀層面為政府決策和循環(huán)經(jīng)濟(jì)評價(jià)提供相關(guān)信息,包括:一、煤炭產(chǎn)業(yè)各類資源消費(fèi)量的數(shù)量和流向、資源利用率、污染物的產(chǎn)生量,以及污染物是從哪里產(chǎn)生的,以什么形態(tài)進(jìn)入環(huán)境的。二、將我國煤炭產(chǎn)業(yè)資源利用及污染排放水平與國際水平進(jìn)行比較,確定我國煤炭的生產(chǎn)效率、資源利用效率的優(yōu)劣。三、了解煤炭產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)流動現(xiàn)狀,識別哪些環(huán)節(jié)擁有開發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的巨大潛力,探索提高資源利用效率的循環(huán)經(jīng)濟(jì)具體實(shí)施方法。
歐盟指南10中,將物質(zhì)流的核算邊界設(shè)定為一個(gè)國家的社會經(jīng)濟(jì)活動圈中包含各類生產(chǎn)活動以及消費(fèi)活動的內(nèi)容。該國的自然環(huán)境以及貿(mào)易往來被認(rèn)為是邊界之外的內(nèi)容。歐盟統(tǒng)計(jì)局推薦的MFA基本指標(biāo)共5類12個(gè)指標(biāo)。包括從自然界輸入的物質(zhì)(DE)、與其他經(jīng)濟(jì)體之間的產(chǎn)品輸入和輸出(Import and Export)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的凈增量(NAS)、向自然界輸出的物質(zhì)(DPO)和輸入輸出的平衡項(xiàng)(Input and output balancing items)。物質(zhì)平衡公式為:DE+Imports+Input Balancing Items=Exports+DPO+Output Balancing Items+NAS。隱流是指為了獲得物質(zhì)輸入而必須動用的數(shù)量巨大的環(huán)境物質(zhì),這些物質(zhì)沒有商品價(jià)值,但卻對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生極為不利的影響。
煤炭產(chǎn)業(yè)鏈包括,開采前期的勘探和基礎(chǔ)建設(shè)、煤炭的開采、煤炭的加工、煤炭的運(yùn)輸、煤炭的使用。煤田開采之前,要進(jìn)行礦產(chǎn)資源的勘查,可采性研究,以及制定具體的開發(fā)計(jì)劃。從勘查到開采出煤炭,需要進(jìn)行大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。包括煤井的挖掘,地下采掘設(shè)備的安裝調(diào)試,地上服務(wù)性建筑的建設(shè),能源電力設(shè)備的鋪設(shè)以及相關(guān)配套工程,包括:運(yùn)輸鐵路、公路的建設(shè),水泥廠、發(fā)電廠的建設(shè)。采煤過程主要指通過挖掘井田開采煤層中的煤炭資源,過程中會伴隨煤層氣、礦井水、煤矸石、煤層熱量和共生礦。共生礦一般包括高嶺土、硫鐵礦和鋁礬土等。煤炭的加工包括原煤出礦后的洗選及其他煤化工過程。常規(guī)的煤化工過程有煤炭的焦化和氣化,新興工藝有煤的液化,合成各種燃料油、合成氣等。煤炭的運(yùn)輸,包括鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸。運(yùn)輸階段煤炭會有一定的損耗,并且運(yùn)輸本身也會產(chǎn)生能源消耗。煤炭和煤炭加工品的使用較為復(fù)雜。
通過以上分析,結(jié)合簡潔性、可比性和系統(tǒng)性的觀點(diǎn),將邊界設(shè)定為從煤炭開采、加工和運(yùn)輸,到進(jìn)入下一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)成為下一經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)原材料為止的整個(gè)過程??疾斓奈镔|(zhì)流為這一過程中與自然和其他經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行交換的主要物質(zhì)。物質(zhì)流核算的目的在于認(rèn)識煤炭產(chǎn)業(yè)主要階段的物質(zhì)流運(yùn)動過程,考核各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的資源利用情況。
納入煤炭產(chǎn)業(yè)物質(zhì)流核算的生產(chǎn)活動包括煤炭的開采、煤炭的加工和煤炭運(yùn)輸(圖1)。其中,從自然界輸入的物質(zhì)絕大部分是煤炭資源,還包括相關(guān)輔助原料如伴生礦資源、煤矸石等。需要注意的是歐盟指南中對水和氧氣的處理,采用了忽略和排除的處理方式。在物質(zhì)流核算體系中均按標(biāo)準(zhǔn)化的最低含水質(zhì)量加以計(jì)算,氧未被計(jì)入自然界輸入,在排放廢棄物中氧的質(zhì)量也給予扣除。煤炭產(chǎn)業(yè)中,水是重要的生產(chǎn)資料,在煤炭加工中,水和氧更是十分重要的原材料,參與大量的化學(xué)反應(yīng),直接影響到煤炭資源的轉(zhuǎn)化和利用效率,因此不應(yīng)當(dāng)扣除或忽略。與其他經(jīng)濟(jì)體之間的產(chǎn)品輸入和輸出包括:能源電力、輸出的煤炭產(chǎn)品,以及附屬產(chǎn)品如煤矸石磚塊、硫酸、氧化鋁等。向自然界輸出的物質(zhì)包括:硫化物、煤層氣的其他排放、煤矸石、廢水以及煤產(chǎn)品的損耗。輸入和輸出的平衡項(xiàng)主要由氣體來彌補(bǔ)。
圖1
下面分別分析三大子系統(tǒng)和外部的物質(zhì)交換情況,以及各物質(zhì)間的流動因果關(guān)系。
3.2.1 以煤炭開采為中心的物質(zhì)流動情況
從自然界輸入的物質(zhì):煤炭資源、煤矸石、各種伴生礦和水資源;
與其他經(jīng)濟(jì)體之間的產(chǎn)品輸入和輸出:煤炭生產(chǎn)設(shè)備用電、部分煤矸石B;
向自然界輸出的物質(zhì):廢水、煤矸石A、煤層氣A;
子系統(tǒng)間輸出的物質(zhì):煤炭資源、煤層氣B;
輸入和輸出的平衡項(xiàng):水的蒸發(fā)耗散;
損失耗散:技術(shù)、客觀原因造成的可采儲量內(nèi)的未采部分。
煤炭開采階段,從自然界獲得的物質(zhì)輸入為煤炭資源和伴生礦資源,分別用煤炭開采量和伴生礦開采量衡量。煤炭開采過程中產(chǎn)生的被運(yùn)出井的煤矸石被認(rèn)為對環(huán)境造成較大影響的物質(zhì),作為隱流進(jìn)入系統(tǒng),用煤矸石產(chǎn)生率與煤炭開采量相乘得到。其中一部分被用做生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥、發(fā)電生產(chǎn)水泥等,大部分煤矸石處于露天堆放的閑置狀態(tài),對環(huán)境的污染較大。以上兩種煤矸石分別對應(yīng)上述的煤矸石B和煤矸石A,分別被認(rèn)為進(jìn)入其他經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng),由煤矸石利用率可以算得。進(jìn)入其他經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的煤矸石越多,對環(huán)境的污染越小。從自然界進(jìn)入系統(tǒng)的水資源主要指地面灌入的水和地下含水層中的水,水中含有大量的懸浮物,直接排除會污染環(huán)境。排出的廢水越少對環(huán)境的污染越小,由礦井水產(chǎn)生量和廢水處理率可算得。煤炭開采過程中的設(shè)備能源需求主要為電力,主要由發(fā)電廠提供。開采過程中,由于技術(shù)原因而無法開采的煤炭資源被認(rèn)為是耗損,可以由煤田當(dāng)年可采儲量的減少量減去煤炭資源的開采量算得。
綜上,煤炭開采子系統(tǒng)的物質(zhì)流核算所需要的指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)該包括:(1)年可采儲量消耗量;(2)年煤矸石產(chǎn)生率;(3)年伴生礦開采量;(4)年礦井水產(chǎn)生量;(5)生產(chǎn)用電量;(6)煤矸石利用率;(7)廢水處理率;(8)煤層氣利用量;(9)煤炭開采量。
以上數(shù)據(jù)基本上都可以從企業(yè)獲得。
3.2.2 以煤炭加工子系統(tǒng)為中心的物質(zhì)流動情況
從自然界輸入的物質(zhì):水和氧氣;
與其他經(jīng)濟(jì)體之間的產(chǎn)品輸入和輸出:煤炭加工用電、煤泥;
向自然界輸出的物質(zhì):廢水、粉煤灰、煤泥等殘料、二氧化硫;
子系統(tǒng)間輸出的物質(zhì):焦炭、原煤;
輸入和輸出的平衡項(xiàng):氧氣、熱量、水的蒸發(fā)耗散、其他氣體等。
煤炭加工子系統(tǒng)中涉及較多生產(chǎn)活動類型,往往需要眾多企業(yè)共同完成(圖2)。下面列出了主要的煤化工產(chǎn)業(yè)鏈。煤炭加工兩個(gè)主要的過程為原煤的洗選和煉焦。從自然界輸入的物質(zhì)主要為水和氧氣,這一過程中的水和氧氣直接參與化學(xué)反應(yīng),不能作為隱流來處理,但是氧氣難以計(jì)算,予以忽略,而將其體現(xiàn)在平衡項(xiàng)中。
煤炭加工子系統(tǒng)的物質(zhì)流核算所需的指標(biāo)數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)包括:
煤化工企業(yè)(以煉焦企業(yè)為例):(1)煤炭焦化用水比率;(2)生產(chǎn)用電量;(3)焦炭產(chǎn)生量;(4)二氧化硫產(chǎn)生量;(5)煤氣生產(chǎn)量。
原煤洗選企業(yè):(6)洗選用水率;(7)污水處理率;(8)粉煤灰產(chǎn)生量;(9)原煤產(chǎn)生量;(10)生產(chǎn)用電量(11)煤泥等殘料量;(12)煤泥及粉煤灰利用量。
3.2.3 以煤炭運(yùn)輸子系統(tǒng)為中心的物質(zhì)流動情況
與其他經(jīng)濟(jì)體之間的產(chǎn)品輸入和輸出:鐵路公路運(yùn)輸過程中消耗的煤、電;
向自然界輸出的物質(zhì):煤炭運(yùn)輸過程中的損耗;
子系統(tǒng)間輸入的物質(zhì):焦炭、原煤;
向用戶終端輸出的物質(zhì):焦炭、原煤。
我國原煤和焦炭運(yùn)輸主要通過鐵路、公路運(yùn)輸,在運(yùn)輸過程中需要外部經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)提供的電力和燃料。同時(shí),在運(yùn)輸過程中會產(chǎn)生損耗。運(yùn)輸過程中的耗散不易統(tǒng)計(jì),可以通過運(yùn)輸前后的質(zhì)量之差作為運(yùn)輸損耗量。運(yùn)輸成本按照能源價(jià)格折算成標(biāo)準(zhǔn)煤作為能源消耗的實(shí)物量。
煤炭運(yùn)輸系統(tǒng)的物質(zhì)流核算指標(biāo)包括:(1)焦炭運(yùn)輸損失量;(2)運(yùn)輸成本。
構(gòu)建物質(zhì)流核算的目的是考察煤炭產(chǎn)業(yè)資源的利用效率和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的潛力。資源利用效率的高低主要考察煤炭資源流動各環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)化情況和能源利用情況。包括:(1)煤炭開采效率=煤炭開采量/年可采量減少量;(2)煤炭開采電耗=開采用電量/煤炭開采量;(3)伴生礦利用率;(4)焦炭轉(zhuǎn)化率。
循環(huán)經(jīng)濟(jì)潛力衡量各種廢物的產(chǎn)生量和處理量,包括:(1)煤矸石生產(chǎn)率=煤矸石產(chǎn)生量/煤炭生產(chǎn)量;(2)煤矸石利用率;(3)污水處理率;(4)煤炭焦化用水比率;(5)煤泥利用率;(6)粉煤灰利用率;(7)洗選用水率;(8)污水處理率。
通過建立煤炭產(chǎn)業(yè)核算指標(biāo)體系,以及考察其相較現(xiàn)有體系的欠缺。為建立國家范圍內(nèi)的物質(zhì)流核算體系提出以下實(shí)施建議。
(1)可以從產(chǎn)業(yè)角度入手,選取循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好的產(chǎn)業(yè)建立物質(zhì)流核算的統(tǒng)一框架和核算方法,再逐步向其他產(chǎn)業(yè)擴(kuò)展,形成國家范圍內(nèi)的物質(zhì)流核算體系。最終形成企業(yè)、產(chǎn)業(yè)和國家層面物質(zhì)流核算體系,實(shí)現(xiàn)3個(gè)層面的實(shí)體對資源和能源利用狀況監(jiān)督的常態(tài)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化。
(2)完善煤炭產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)企業(yè)的指標(biāo)統(tǒng)計(jì)體系。盡快建立這些行業(yè)的企業(yè)物質(zhì)流核算體系和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和上報(bào)體系??梢苑抡肇?cái)務(wù)組織體系,要求企業(yè)、政府建立專門的物質(zhì)流(資源能源)統(tǒng)計(jì)部門,實(shí)施對企業(yè)資源使用效率的監(jiān)測和管制。
(3)制定相關(guān)指標(biāo)的最低標(biāo)準(zhǔn),淘汰資源利用率低、環(huán)境污染大的企業(yè)。我國早在2005年就制定了循環(huán)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),要求煤矸石為主的固體廢棄物利用率要達(dá)到95%以上;礦井水為主的液體廢棄物綜合利用率要達(dá)到95%以上;土地復(fù)墾為主的生態(tài)環(huán)境美化率要達(dá)到90%左右;煤層氣的利用要達(dá)到90%以上[11]。該標(biāo)準(zhǔn)在全國煤炭行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)單位推行。今后可以按照文中提出的煤炭產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo),將這一標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行擴(kuò)展,加強(qiáng)對企業(yè)的資源和能源利用效率的監(jiān)督。
(4)物質(zhì)流核算體系應(yīng)特別關(guān)注資源消耗量高和環(huán)境污染嚴(yán)重的重點(diǎn)企業(yè)(如鋼鐵、水泥行業(yè))的物質(zhì)流分析。對這些行業(yè)要盡早制定物質(zhì)流數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)上報(bào)和監(jiān)督體系,可以幫助淘汰落后產(chǎn)能的同時(shí),改造一批企業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié),使其重新按照更為綠色環(huán)保的生產(chǎn)方式生產(chǎn)。
[1]劉濱.世界銀行項(xiàng)目循環(huán)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系研究:中國2000—2004年物質(zhì)流核算與核算職能編制方法學(xué)報(bào)告[R].2006.
[2]陳效逑,喬立佳.中國經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)的物質(zhì)流分析[J].自然資源學(xué)報(bào),2000,15(1):18-23.
[3]劉敬智.中國經(jīng)濟(jì)的直接物質(zhì)投入與物質(zhì)減量分析[J].資源科學(xué),2005,27(1):46-51.
[4]徐一劍.貴陽市物質(zhì)流分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào),2004,44(12):1 688-1 991.
[5]劉征.我國磷資源產(chǎn)業(yè)物質(zhì)流分析[J].現(xiàn)代化工,2005,25(6):1-7.
[6]姜文英.鉛鋅冶煉企業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的物質(zhì)流分析方法研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2006,31(4):39—41.
[7]史占國.汽車產(chǎn)業(yè)物質(zhì)流分析研究[J].技術(shù)經(jīng)濟(jì),2006(7):9-11.
[8]徐明,張?zhí)熘?中國經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中化石燃料的物質(zhì)流分析[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,44(9):1 166-1 170.
[9]王軍,劉西林,肖芬.煤炭企業(yè)物質(zhì)流分析的實(shí)證研究[J].現(xiàn)代制造工程,2009,(11):21-24.
[10]Eurostat.Economy-wide Material Flow Accounting"A compilation guide"[S].2007.
[11]發(fā)展改革委提出煤炭行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)[EB/OL].http://news.xinhuanet.com/fortune/2005-12/18/content_3937919.htm.