張璐璐，萬(wàn)志軍，張 源，茍 紅，彭 迪，閆萬(wàn)梓

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.湖南大學(xué)工商管理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410012)

隨著可持續(xù)發(fā)展理念深入人心，以及“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的明確提出，探尋能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)(energy-economic-environment，3E)系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)相互作用及協(xié)調(diào)發(fā)展?fàn)顩r逐漸成為研究的熱點(diǎn)[1]。內(nèi)蒙古自治區(qū)(以下簡(jiǎn)稱“內(nèi)蒙古”)當(dāng)前已探明煤炭資源儲(chǔ)量高達(dá)8 000多億t，居全國(guó)第一位。作為重要的戰(zhàn)略性資源，煤炭的需求量也在逐漸增長(zhǎng)，內(nèi)蒙古年平均煤炭消耗量為5 803.44萬(wàn)t標(biāo)準(zhǔn)煤，逐年升高的煤炭消費(fèi)量支撐了內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展[2]。與此同時(shí)，由于煤炭的開(kāi)采作業(yè)引起的溫室效應(yīng)等環(huán)境問(wèn)題制約了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。因此，提高能源利用率，確保3E系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展是內(nèi)蒙古乃至全國(guó)需要重視的關(guān)鍵問(wèn)題[3-4]。

我國(guó)對(duì)3E系統(tǒng)的研究自20世紀(jì)70年代開(kāi)始，相較于以往的二維系統(tǒng)，如能源-環(huán)境系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)-環(huán)境系統(tǒng)、能源-經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)等而言，3E系統(tǒng)憑借整體性、統(tǒng)一性、多維度等優(yōu)勢(shì)，在能源[5]、環(huán)境[6]、技術(shù)工程[7]等諸多領(lǐng)域中已經(jīng)得到了較好的應(yīng)用。WU等[8]以上海寶山區(qū)為例，以系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型為基礎(chǔ)，模擬了土地資源變化對(duì)生態(tài)環(huán)境及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響；常玉苗等[9]從系統(tǒng)角度出發(fā)，使用耦合協(xié)調(diào)度模型分析了由于水資源環(huán)境的變化對(duì)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的影響。在礦產(chǎn)資源方面，汪中華等[10]以內(nèi)蒙古草原環(huán)境為例，使用耦合協(xié)調(diào)度模型，對(duì)草原礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)與利用及草原環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)行了評(píng)價(jià)；楊永均等[11]利用耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)貴州省所賦存的礦產(chǎn)資源、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和礦區(qū)生態(tài)環(huán)境三者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析；王雪芹等[12]也利用耦合協(xié)調(diào)度模型對(duì)山西省“經(jīng)濟(jì)-能源-環(huán)境”系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展水平進(jìn)行多維評(píng)價(jià)與分析。隨著研究的不斷深入，許多學(xué)者將能源類型不斷進(jìn)行細(xì)化與外延[13]，評(píng)價(jià)的模型與方法也逐漸豐富。崔和瑞等[14]整合了我國(guó)3E系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)關(guān)系，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了向量自回歸(VAR)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，建立我國(guó)3E系統(tǒng)模型；畢宏杰等[15]通過(guò)對(duì)城市間3E系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征與各子系統(tǒng)之間相互作用機(jī)制的研究，明確了3E系統(tǒng)的變化規(guī)律，構(gòu)建了3E系統(tǒng)的Brusselator模型；王鋒等[16]對(duì)我國(guó)城市間3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的差異性進(jìn)行研究，運(yùn)用空間統(tǒng)計(jì)與空間計(jì)量方法確定空間差異、動(dòng)態(tài)演化趨勢(shì)，并進(jìn)行了預(yù)測(cè)；嚴(yán)雨男等[17]使用遠(yuǎn)距離協(xié)調(diào)度模型和GM灰色預(yù)測(cè)模型開(kāi)展了四川省3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度實(shí)證評(píng)價(jià)；AMIRMOHAMMAD等[18]基于太陽(yáng)能和地?zé)岬木C合能源系統(tǒng)建立了3E模型，并使用遺傳算法實(shí)現(xiàn)了多目標(biāo)優(yōu)化；LOPEZ[19]采用定性方法和定量方法，建立了3E評(píng)價(jià)體系評(píng)估泰國(guó)孔敬省旅游政策和環(huán)境的可持續(xù)性。

通過(guò)對(duì)上述文獻(xiàn)梳理分析，總結(jié)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)方法，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有的3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)過(guò)程中，針對(duì)礦業(yè)尤其是某一特定能源型行業(yè)的研究較少，在構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)開(kāi)展評(píng)價(jià)時(shí)，環(huán)境指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)往往采用全社會(huì)總量指標(biāo)，無(wú)法體現(xiàn)具體行業(yè)的特殊性；同時(shí)，在基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型中指標(biāo)的選取也存在一定的隨機(jī)性，評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性主要受主觀因素影響，包括專家的專業(yè)水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、個(gè)人偏好，以及其他因素；此外，3E系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)據(jù)與協(xié)調(diào)度之間的關(guān)系沒(méi)有考慮模糊不確定性，導(dǎo)致協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度不高。

為了解決上述評(píng)價(jià)過(guò)程中的問(wèn)題，本文以內(nèi)蒙古為例，結(jié)合內(nèi)蒙古擁有豐富的煤炭資源這一地域特色，將“能源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)”系統(tǒng)細(xì)化為“煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”3E系統(tǒng)，針對(duì)指標(biāo)選取的差異性與特殊性，結(jié)合經(jīng)濟(jì)、環(huán)境相關(guān)典型指標(biāo)選取具有煤炭行業(yè)特色的指標(biāo)數(shù)據(jù)，構(gòu)建完善了3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。針對(duì)傳統(tǒng)評(píng)價(jià)模型的評(píng)價(jià)方式單一、評(píng)價(jià)受主客觀影響等消極因素，運(yùn)用博弈論組合主客觀權(quán)重，提高了權(quán)重計(jì)算的準(zhǔn)確性。為了弱化各系統(tǒng)協(xié)調(diào)度影響因素存在的模糊性與不確定性的影響，將標(biāo)準(zhǔn)化云模型引入評(píng)價(jià)模型中，對(duì)研究區(qū)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為不同區(qū)域內(nèi)的相同3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度等級(jí)評(píng)價(jià)提供思路與方法。

1 評(píng)價(jià)體系構(gòu)建及解析

3E系統(tǒng)主要是指能源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)三者共同構(gòu)成的集合體，由于本文的研究區(qū)內(nèi)蒙古為我國(guó)煤炭主要富集區(qū)，因此將3E系統(tǒng)細(xì)化為“煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)。協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)研究主要探討區(qū)域內(nèi)“煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”復(fù)合系統(tǒng)中能源產(chǎn)量、人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)、環(huán)境資源的相互作用關(guān)系和反饋機(jī)制，三者之間的關(guān)系如圖1所示。

圖1 “煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)關(guān)系圖Fig.1 “Coal-economy-environment” system

由圖1可知，三種系統(tǒng)之間相互影響，相互關(guān)聯(lián)，“煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)既存在制約關(guān)系也有互相促進(jìn)的關(guān)系[20]。能源是人類生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和社會(huì)進(jìn)步的動(dòng)力，在3E系統(tǒng)中處于核心地位。截至2022年底，內(nèi)蒙古在產(chǎn)煤礦312處，其中，鄂爾多斯市231處在產(chǎn)煤礦日生產(chǎn)煤炭280.12萬(wàn)t。良好的資源賦存條件與優(yōu)越的開(kāi)采條件使得內(nèi)蒙古的工業(yè)經(jīng)濟(jì)得到了大力發(fā)展，增加了當(dāng)?shù)鼐用竦木蜆I(yè)機(jī)會(huì)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了原材料。經(jīng)濟(jì)發(fā)展是社會(huì)穩(wěn)定前進(jìn)與人民幸福生活的基礎(chǔ)條件， 在3E系統(tǒng)中處于關(guān)鍵地位。 在國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、國(guó)家礦山安全監(jiān)察局等支持下，2022年內(nèi)蒙古為115處煤礦核增產(chǎn)能1.69億t，調(diào)增10處建設(shè)煤礦規(guī)模，增加產(chǎn)能2 160萬(wàn)t。在經(jīng)濟(jì)效益的驅(qū)使下，整個(gè)煤炭行業(yè)的關(guān)注重點(diǎn)集中于利潤(rùn)，而對(duì)技術(shù)創(chuàng)新和生態(tài)環(huán)境等問(wèn)題關(guān)注較少。生態(tài)環(huán)境健康是一個(gè)城市持續(xù)發(fā)展的保障，也是人民對(duì)良好居住環(huán)境的追求，在3E系統(tǒng)中處于保障地位。能源在開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，包括直接影響或間接影響，如土地資源損毀、地質(zhì)災(zāi)害等，這些對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響不僅會(huì)對(duì)資源的賦存造成破壞，同時(shí)也增加了環(huán)境治理的成本，對(duì)能源整體的開(kāi)發(fā)與利用產(chǎn)生了不利的影響。

3E系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜、動(dòng)態(tài)、多層次的開(kāi)放系統(tǒng)。本文根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲取性以及指標(biāo)選取的科學(xué)性、系統(tǒng)性和可操作性原則，參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并結(jié)合煤炭行業(yè)的特點(diǎn)，根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》相關(guān)數(shù)據(jù)，從煤炭子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)效益子系統(tǒng)3個(gè)維度出發(fā)，構(gòu)建了“煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如圖2所示。

圖2 “煤炭-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Fig.2 Evaluation index system of coordination degree of “coal-economy-environment” system

1.1 煤炭子系統(tǒng)

煤炭子系統(tǒng)體現(xiàn)了煤炭開(kāi)發(fā)利用的綜合水平，可以有效反映煤炭準(zhǔn)則層下的指標(biāo)對(duì)3E系統(tǒng)體系協(xié)調(diào)度的影響，是重要的子系統(tǒng)之一。為有效評(píng)價(jià)協(xié)調(diào)度，通過(guò)總結(jié)過(guò)濾已有指標(biāo)，結(jié)合內(nèi)蒙古能源特色分析煤炭行業(yè)典型指標(biāo)，本文最終選擇了五個(gè)具有代表性的子指標(biāo)。煤炭生產(chǎn)總量和煤炭消費(fèi)總量是最直觀衡量煤炭能源開(kāi)發(fā)利用能力的指標(biāo)；科學(xué)產(chǎn)能得分反映了煤炭工業(yè)科技、安全、綠色等綜合水平；占一次能源消費(fèi)比例反映了煤炭在能源結(jié)構(gòu)中的重要地位；煤炭加工轉(zhuǎn)換效率則反應(yīng)了煤炭在深加工轉(zhuǎn)換工程中的利用程度。

1.2 環(huán)境子系統(tǒng)

環(huán)境子系統(tǒng)主要表現(xiàn)在環(huán)境的承載能力及質(zhì)量水平兩個(gè)方面，主要參照《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》《環(huán)境影響評(píng)價(jià)準(zhǔn)則》等規(guī)章制度與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)進(jìn)行選擇。由于煤中含有碳、氫、氧、氮、硫等多種微量元素，在燃燒狀態(tài)下，釋放最多的氣體是二氧化硫(SO2)。同時(shí)在煤炭開(kāi)采作業(yè)與運(yùn)輸過(guò)程中也伴隨著煙粉塵污染、矸石排放與水體污染等。綜合考慮環(huán)境的污染程度、控制水平、污染治理與損失等情況，選擇了SO2排放量、煙粉塵排放量、廢水排放量、固體廢棄物排放量和水質(zhì)優(yōu)良率等五個(gè)指標(biāo)。

1.3 經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)

經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是反映3E系統(tǒng)是否協(xié)調(diào)發(fā)展的重要子系統(tǒng)之一，主要是指經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)質(zhì)量的綜合發(fā)展水平。本文從經(jīng)濟(jì)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度分析，根據(jù)相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，結(jié)合煤炭行業(yè)自身發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)已有指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終選取了六個(gè)子指標(biāo)。其中，地區(qū)生產(chǎn)總值、社會(huì)固定資產(chǎn)投資反映了內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展水平；對(duì)于能源城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展而言，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重反應(yīng)了經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平；煤炭消費(fèi)彈性系數(shù)、居民可支配收入則體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中重要的質(zhì)量特征。

2 基于組合權(quán)重的正態(tài)云協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)模型

2.1 基本理論原理

2.1.1 基于“博弈論”的組合權(quán)重法

評(píng)價(jià)應(yīng)用單一的主觀權(quán)重或客觀權(quán)重都可導(dǎo)致結(jié)果與實(shí)際存在差異，因此本文應(yīng)用組合權(quán)重來(lái)解決這一問(wèn)題，以博弈論[21]求解。該方法是通過(guò)組合各種方法確定的權(quán)重間的離差最小化，在各種可能權(quán)重之間達(dá)成一種平衡，提高了評(píng)價(jià)的科學(xué)性與可靠性，其主要步驟如下所述。

(1)

2) 確定組合權(quán)重，得到對(duì)策模型，見(jiàn)式(2)。

(2)

3) 求解式(2)可得到αp，組合權(quán)重向量見(jiàn)式(3)。

(3)

2.1.2 云模型理論

我國(guó)學(xué)者李德毅提出了一種新型不確定性推理理論——云模型[24]，該理論通過(guò)對(duì)定量數(shù)值：期望Ex、熵En和超熵He的計(jì)算與評(píng)價(jià)事物的模糊性與不確定性進(jìn)行了轉(zhuǎn)化。其中，各指標(biāo)正態(tài)云參數(shù)釋義如圖3所示。

圖3 云模型參數(shù)特征示意圖Fig.3 Schematic diagram of cloud modelparameter characteristics

云發(fā)生器(cloud generator，CG)是實(shí)現(xiàn)云模型過(guò)程的基本算法，通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)定性模糊概念與定量確定數(shù)值之間的轉(zhuǎn)換，主要有正向云發(fā)生器(CG)與逆向云發(fā)生器(CG-1)兩類。CG與CG-1的具體算法步驟如圖4所示。

圖4 云發(fā)生器算法Fig.4 Cloud generator algorithm

2.2 云模型構(gòu)建流程

本文首先對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用主觀性較強(qiáng)的層次分析法計(jì)算各指標(biāo)的主觀權(quán)重值，再通過(guò)熵權(quán)法計(jì)算指標(biāo)客觀權(quán)重值，由于主客觀權(quán)重存在一定差異，遂采用基于“博弈論”的組合權(quán)重方法集成主客觀權(quán)重值并得到指標(biāo)最后的組合權(quán)重值。此外，“煤炭-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)”協(xié)調(diào)度系統(tǒng)是一個(gè)非線性多因素復(fù)雜系統(tǒng)，各子系統(tǒng)密切相關(guān)，所以利用云模型將評(píng)價(jià)指標(biāo)的模糊性和隨機(jī)性有效結(jié)合起來(lái)，主要評(píng)價(jià)流程如圖5所示。

圖5 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建流程圖Fig.5 Evaluation model construction flow chart

2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)云構(gòu)建

標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)云是協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)對(duì)照?qǐng)D，本文將協(xié)調(diào)度等級(jí)分為嚴(yán)重失調(diào)、輕度失調(diào)、一般協(xié)調(diào)、良好協(xié)調(diào)、健康協(xié)調(diào)五個(gè)等級(jí)，使用黃金比率分割法對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)云模型的評(píng)價(jià)等級(jí)進(jìn)行分級(jí)賦值。黃金比率分割法主要原理是以云特征參數(shù)中的En和He對(duì)評(píng)價(jià)區(qū)間進(jìn)行分割，以0.618為比較參數(shù)，比較后數(shù)值更高者乘以0.618即可等于數(shù)值更低者，通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)云模型的評(píng)價(jià)等級(jí)的確定。各評(píng)價(jià)等級(jí)云數(shù)字特征見(jiàn)表1。

本文根據(jù)評(píng)價(jià)體系將評(píng)價(jià)區(qū)間劃分為[0,0.5]，結(jié)合評(píng)價(jià)對(duì)象特點(diǎn)，將超熵值定為0.005，根據(jù)黃金比率分割法計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)云數(shù)字特征(表1)。設(shè)置云滴數(shù)為5 000通過(guò)正向云發(fā)生器得風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)云如圖6所示。

表1 各評(píng)價(jià)等級(jí)的云數(shù)字特征Table 1 Cloud digital characteristics of each evaluation level

圖6 標(biāo)準(zhǔn)云圖Fig.6 The standard cloud

2.2.2 實(shí)際云構(gòu)建

1) 指標(biāo)層云模型。邀請(qǐng)行業(yè)內(nèi)相關(guān)專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行打分，分值區(qū)間為[0,1]，然后按照逆向云發(fā)生器算法分別計(jì)算出最低分和最高分云數(shù)字特征，經(jīng)過(guò)綜合云發(fā)生器計(jì)算出每個(gè)指標(biāo)的云模型數(shù)字特征(Ex,C，En,C，He,C)，具體算法見(jiàn)式(4)。

(4)

2) 準(zhǔn)則層云模型。根據(jù)指標(biāo)層評(píng)價(jià)云數(shù)字特征和組合權(quán)重WC加權(quán)運(yùn)算得到三個(gè)準(zhǔn)則層指標(biāo)云數(shù)字特征(Ex,B，En,B，He,B)，具體算法見(jiàn)式(5)。

(5)

3) 目標(biāo)層云模型。根據(jù)準(zhǔn)則層云數(shù)字特征和組合權(quán)重加權(quán)運(yùn)算得到3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度綜合評(píng)價(jià)云數(shù)字特征(Ex，En，He)，具體算法見(jiàn)式(6)。

(6)

3 實(shí)例分析

3.1 數(shù)據(jù)的收集與處理

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》等統(tǒng)計(jì)年鑒以及現(xiàn)有文獻(xiàn)中已經(jīng)提及的指標(biāo)進(jìn)行篩選，最終以內(nèi)蒙古2014—2020年的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)為例進(jìn)行模型的驗(yàn)證與分析，將收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，見(jiàn)表2。

表2 內(nèi)蒙古煤炭、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)歸一化結(jié)果Table 2 Normalization results of coal,environment and economic index data in Inner Mongolia

3.2 評(píng)價(jià)過(guò)程

1) 權(quán)重計(jì)算。以內(nèi)蒙古為例，根據(jù)建立的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用層次分析法與熵權(quán)法計(jì)算主客觀權(quán)重并使用博弈論對(duì)權(quán)重進(jìn)行組合，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 指標(biāo)權(quán)重值Table 3 Index weight value

2) 生成評(píng)價(jià)云圖。將評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)帶入逆向云發(fā)生器算法，得到準(zhǔn)則層云數(shù)字特征參數(shù)見(jiàn)表4。云滴數(shù)設(shè)置為5 000生成準(zhǔn)則層評(píng)價(jià)云圖。

3.3 評(píng)價(jià)結(jié)果及分析

1) 煤炭子系統(tǒng)。根據(jù)表4準(zhǔn)則層的各項(xiàng)云數(shù)字特征參數(shù)得到煤炭子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)云圖，如圖7所示。

表4 準(zhǔn)則層云數(shù)字特征Table 4 Standard stratus digital characteristics

圖7 煤炭子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度云圖Fig.7 Coordination degree cloud map of coal subsystem

內(nèi)蒙古煤炭子系統(tǒng)各指標(biāo)整體呈現(xiàn)良好協(xié)調(diào)等級(jí)。其中煤炭生產(chǎn)總值表現(xiàn)最為優(yōu)異，結(jié)合《內(nèi)蒙古自治區(qū)能源發(fā)展報(bào)告》[25]可知，在2014—2020年間內(nèi)蒙古煤炭生產(chǎn)量持續(xù)增加。但是對(duì)于煤炭消費(fèi)來(lái)說(shuō)，由于2017年國(guó)家在煤炭行業(yè)內(nèi)推行去產(chǎn)能政策，所以即便生產(chǎn)總值表現(xiàn)優(yōu)異，但是煤炭消費(fèi)總量與生產(chǎn)總量之間供需沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài)。隨著煤炭產(chǎn)量的增加，煤炭企業(yè)科學(xué)綠色開(kāi)采技術(shù)也隨之大力發(fā)展，《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃2014—2020年》中提出，要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、運(yùn)輸結(jié)構(gòu)和用地結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，提高煤炭加工轉(zhuǎn)化率。在2017年中國(guó)煤炭企業(yè)科學(xué)產(chǎn)能排行榜中，內(nèi)蒙古神華集團(tuán)礦井包攬前五名，85%的礦井符合科學(xué)產(chǎn)能的要求，因此科學(xué)產(chǎn)能得分表現(xiàn)趨向良好等級(jí)。

2) 環(huán)境子系統(tǒng)。根據(jù)表4準(zhǔn)則層的各項(xiàng)云數(shù)字特征參數(shù)得到環(huán)境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)云圖，如圖8所示。

圖8 環(huán)境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度云圖Fig.8 Coordination degree cloud map of environment subsystem

內(nèi)蒙古環(huán)境子系統(tǒng)各指標(biāo)整體等級(jí)呈現(xiàn)一般-良好交錯(cuò)分布。其中，SO2排放量、廢水排放量均處于可控范圍內(nèi)，表現(xiàn)良好。煙粉塵排放量、固體廢棄物排放量表現(xiàn)一般。這是由于煤炭生產(chǎn)總量較大，開(kāi)采與使用環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵及煤矸廢料等，因此固體廢棄物的堆積量增加，排放量也隨之加大。

同時(shí)，由于煤炭消費(fèi)水平不能與煤炭生產(chǎn)能力相協(xié)調(diào)，故煤炭消費(fèi)帶來(lái)的SO2、廢水等排放量較少，所以這兩項(xiàng)指標(biāo)模型評(píng)價(jià)結(jié)果良好。內(nèi)蒙古地處我國(guó)西部，屬于水資源緊缺，干旱少雨的地區(qū)[26]，加之“三廢”排放量依舊處于較高水平，污水處理能力不夠高，故水體優(yōu)良率評(píng)價(jià)結(jié)果一般。

3) 經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)。根據(jù)表4準(zhǔn)則層的各項(xiàng)云數(shù)字特征參數(shù)得到經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)云圖，如圖9所示。

圖9 經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度云圖Fig.9 Coordination degree cloud map of economic subsystem

內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)各指標(biāo)等級(jí)整體在差-良好區(qū)間均勻分布。第二產(chǎn)業(yè)包含煤炭開(kāi)采及相關(guān)加工制造業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)包含煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的輔助產(chǎn)業(yè)(如交通運(yùn)輸、設(shè)備機(jī)械等)，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重、第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重指標(biāo)均趨于良好。此外，地區(qū)生產(chǎn)總值評(píng)價(jià)等級(jí)一般，這是由于從2014年開(kāi)始，經(jīng)濟(jì)新常態(tài)已經(jīng)成為中國(guó)的總體經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)，各行業(yè)也在努力向新常態(tài)的理念靠攏，努力適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新常態(tài)提出的要求，由于煤炭為內(nèi)蒙古地區(qū)的主要能源，因此，地區(qū)生產(chǎn)總值受到了一定影響而產(chǎn)生波動(dòng)。這些現(xiàn)象均從側(cè)面印證了煤炭生產(chǎn)依舊處于高產(chǎn)量、高水平，但是煤炭消費(fèi)水平有所降低。由于產(chǎn)量與消費(fèi)能力不協(xié)調(diào)，就要求煤炭消費(fèi)彈性強(qiáng)，這也間接解釋了煤炭消費(fèi)彈性系數(shù)指標(biāo)表現(xiàn)良好的原因。

4) 3E系統(tǒng)。根據(jù)準(zhǔn)則層云數(shù)字特征和組合權(quán)重加權(quán)運(yùn)算得到3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度綜合評(píng)價(jià)云數(shù)字特征為(0.686 9，0.066 3，0.012 2)，3E系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)云圖如圖10所示。

3E系統(tǒng)整體協(xié)調(diào)度評(píng)價(jià)等級(jí)為良好。對(duì)于各個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度來(lái)說(shuō)，煤炭子系統(tǒng)、環(huán)境子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度整體良好，且趨于優(yōu)異。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度介于一般至良好期間。3E系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)云圖表明了內(nèi)蒙古地區(qū)2014—2020年對(duì)煤炭生產(chǎn)過(guò)程中的煤炭開(kāi)采利用、環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了有效舉措，正在逐步擺脫低效、高能耗的局面。此外，隨著內(nèi)蒙古生態(tài)文明建設(shè)的逐步推進(jìn)，綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境友好、新能源革命等成為未來(lái)內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能源發(fā)展的主方向。

4 研究結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1) 本文針對(duì)內(nèi)蒙古能源特色，構(gòu)建了“煤炭-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)”3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)度綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，同時(shí)基于博弈論組合賦權(quán)法對(duì)傳統(tǒng)的主觀賦權(quán)法與客觀賦權(quán)法進(jìn)行改進(jìn)，確定組合指標(biāo)權(quán)重，解決了采用不同賦權(quán)法導(dǎo)致的評(píng)價(jià)結(jié)果不準(zhǔn)確問(wèn)題?；谠颇Ｐ颓蟮酶骷?jí)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)云，最后通過(guò)正向云發(fā)生器得到指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)云圖。此方法相對(duì)于傳統(tǒng)的模糊評(píng)價(jià)對(duì)指標(biāo)的模糊性考慮得更加全面，評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀。

2) 實(shí)例分析顯示，內(nèi)蒙古2014—2020年間3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展處于良好協(xié)調(diào)等級(jí)。此外，從各子系統(tǒng)協(xié)調(diào)度來(lái)看，相比于煤炭子系統(tǒng)與環(huán)境子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)度，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)較為滯后，這說(shuō)明調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、改善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、合理利用能源以及保護(hù)環(huán)境都是內(nèi)蒙古面臨的一大難題。

4.2 建議

制定科學(xué)、合理的煤炭、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境政策體系是內(nèi)蒙古實(shí)現(xiàn)3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的有效方法，具體來(lái)說(shuō)，內(nèi)蒙古3E系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展的政策路徑可以從以下三方面著手。

1) 優(yōu)化能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，提高科學(xué)產(chǎn)能得分。在煤炭的生產(chǎn)加工過(guò)程中，大量的污染物被排放，每年用于治理由于污染物排放所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題的支出增加，使得企業(yè)效益降低，煤炭市場(chǎng)化程度逐漸升高，煤炭?jī)r(jià)格不斷走高，導(dǎo)致了煤炭消費(fèi)水平與生產(chǎn)水平不協(xié)調(diào)。因此，內(nèi)蒙古煤炭企業(yè)應(yīng)該調(diào)整能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)，將單一煤炭生產(chǎn)向煤炭綜合利用、深加工方向轉(zhuǎn)變，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條，提高產(chǎn)業(yè)附加值。通過(guò)制定相關(guān)政策法規(guī)，規(guī)范煤炭企業(yè)生產(chǎn)加工標(biāo)準(zhǔn)與污染排放指標(biāo)，與此同時(shí)，在增加能源供給的基礎(chǔ)上，政府應(yīng)當(dāng)鼓勵(lì)企業(yè)盡可能多地使用新能源，遏制資源浪費(fèi)。除此之外，加快推動(dòng)煤礦智能化發(fā)展，向安全高效、現(xiàn)代智能、綠色清潔方向發(fā)展，從而提高煤礦的科學(xué)產(chǎn)能得分。

2) 控制企業(yè)污染排放，完善相關(guān)政策法規(guī)。根據(jù)對(duì)環(huán)境子系統(tǒng)的分析可知，煤炭生產(chǎn)和使用過(guò)程中產(chǎn)生了大量廢水、廢氣和固體污染物，破壞了生態(tài)環(huán)境，對(duì)能源發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響，導(dǎo)致了環(huán)境承載能力降低。因此，結(jié)合本文對(duì)煤炭子系統(tǒng)與環(huán)境子系統(tǒng)的分析，需正視能源與環(huán)境的發(fā)展關(guān)系，煤炭行業(yè)應(yīng)堅(jiān)持循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念，推動(dòng)節(jié)能降耗管理工作，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新與新技術(shù)開(kāi)發(fā)，以推動(dòng)煤礦向綠色礦山模式發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，政府關(guān)于能源利用政策和環(huán)保法律及管理的規(guī)定應(yīng)該更加健全，對(duì)于在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)重污染環(huán)境的企業(yè)，應(yīng)該加強(qiáng)懲戒力度；而政府作為市場(chǎng)監(jiān)管者，也應(yīng)該形成和全面落實(shí)政府監(jiān)督制度，并以此對(duì)市場(chǎng)主體加以指導(dǎo)和控制，引導(dǎo)企業(yè)主動(dòng)學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)的減碳經(jīng)驗(yàn)，并堅(jiān)持執(zhí)行國(guó)際嚴(yán)格的低碳準(zhǔn)則，促進(jìn)企業(yè)建立和健全相應(yīng)規(guī)章制度，為中國(guó)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)一步增添了制度活力。

3) 優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，建立健全市場(chǎng)價(jià)格機(jī)制。內(nèi)蒙古應(yīng)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，降低第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，適當(dāng)提高第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重，構(gòu)建科技含量高、能源消耗少、環(huán)境污染低的產(chǎn)業(yè)體系。合理的能源價(jià)格體系，是在社會(huì)主義市場(chǎng)機(jī)制條件下推動(dòng)節(jié)約和提升生產(chǎn)效率的最大驅(qū)動(dòng)力量。所以，要徹底改變內(nèi)蒙古過(guò)去只強(qiáng)調(diào)對(duì)環(huán)境成本變化的價(jià)格管制，而很少顧及環(huán)境外部成本的情況，盡快形成科學(xué)合理的能源價(jià)格制度。推動(dòng)資源要素配置的市場(chǎng)化變革，盡早建立促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方式改革的價(jià)格引導(dǎo)制度，以促進(jìn)內(nèi)蒙古經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)、高速、健康的發(fā)展。