绿色煤炭矿山节能减排评价体系研究——以西山煤电集团为例

■ 唐跃刚/王志伟/李正越/王绍清/杨柳/贺成成

（1.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083；2.中国煤炭地质总局，北京 100039）

绿色煤炭矿山节能减排评价体系研究
——以西山煤电集团为例

■ 唐跃刚1/王志伟1/李正越2/王绍清1/杨柳1/贺成成1

（1.中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083；2.中国煤炭地质总局，北京 100039）

运用模糊层次法建立煤炭矿山节能减排评价体系，涵盖节能、污染物减排、综合支撑、技术研发与投入4个准则层指标，以及单位产值综合能耗、固体废弃物排放达标率、节能减排法律法规执行情况等22个二级指标。在此基础上，以西山煤电集团有限责任公司调研数据为依据，对绿色煤炭矿山节能减排评价体系进行实证研究，论证该评价指标体系的可行性和有效性，为煤炭行业循环经济的发展与节能减排工作的深入开展提供科学依据与技术保障。

绿色煤炭矿山；节能减排评价；指标体系；模糊层次法

目前我国能源利用效率相对低下，环境污染严重。对此国家积极采取措施，降低能耗，支持低碳产业发展[1-3]。而煤炭企业作为我国主要耗能产业，开展节能减排、构建绿色矿山已然成为国家政策的重要落实点。目前绿色煤炭矿山节能减排主要集中在：加强能源制度改革，引进新技术新方法降低能耗、提高能源利用率，约束能源浪费行为，推进节能减排评价[4-7]。在取得较为显著的成绩同时，存在的问题依然严峻：主要体现在装备依然较为落后，专业人才缺乏，“三废”减排率和利用率仍然较低，尤其以行业法规、评价体系不健全，管理滞后最为突出[15-16]。因此，构建一个科学的评价体系在绿色煤炭矿山的建设中显得十分重要。

构建绿色煤炭矿山节能减排评价体系是一个复杂的过程，只有在分析其特点和内涵以及各方利益，明确各个指标的意义的基础上，才能构建科学的评价体系[10-11]。目前所建立的体系主要从能源消耗、环保指标、生态恢复、吨耗资源产生的经济效益、环境污染治理投资总额等方面[12-16]，但由于本文的依托背景是绿色矿山建设评价指标体系中的节能减排部分，在保证指标选取具有代表性、可比性、可行性，切合项目依托的原则下，要重点区分综合利用、创新研究以及环境方面的指标。

1 绿色煤炭矿山节能减排评价指标体系

1.1 指标筛选的原则

(1)综合性原则。在节能减排指标体系构建的过程中，应充分考虑与之相关的各方面因素，不仅要引入资源与能源消耗的总量及平均水平，也要从管理、技术等支撑方面进行分析。

(2)代表性原则。在尽可能全面反映煤炭矿山节能减排实际工作进展情况的同时，要兼顾指标的代表性。若指标面面俱到，实际评价的过程会异常复杂，不利于评价。

(3)可比性原则。要注意时间性和空间性。注意选取近几年的最新数据反映煤炭矿山节能减排工作的实施情况，并注意国内同行业平均能源消耗与污染物排放数值的对比。

(4)可行性原则。在指标选取过程中，既要保证指标相对成熟评价，又要保证各项指标数据易于收集[17]。

1.2 评价指标体系内容

依据评价指标的选取原则，结合煤炭行业相关的法律、法规、标准、文件以及学术研究成果，从实际情况出发，吸收相关专家意见进行指标筛选，运用模糊层次法建立煤炭矿山节能减排评价体系，涵盖节能、污染物减排、综合支撑、技术研发与投入4个准则层指标，以及单位产值综合能耗、固体废弃物排放达标率、节能减排法律法规执行情况等22个二级指标”，具体见表1。

表1 绿色煤炭矿山节能减排评价指标体系

节能指标包括原煤单位产量水耗、原煤单位产量电耗、原煤单位产量能耗、单位产值综合能耗、节能量完成率5个二级指标。分别依次反映煤炭生产的水耗、煤炭生产电耗、煤炭生产其它能耗、绿色煤炭矿山其它矿产生产的能耗和节能量完成情况5个方面。

污染物减排指标包括固体废弃物排放量、固体废弃物排放达标率、烟尘排放达标率、二氧化硫排放量、二氧化硫排放达标率、COD排放量、COD排放达标率、矿井水重复利用率8个二级指标。其中用固体废弃物排放量、固体废弃物排放达标率、烟尘排放达标率3个指标来衡量绿色煤炭矿山固体污染物的排放达标情况；用二氧化硫排放量和二氧化硫排放达标率来反映绿色煤炭矿山废气排放达标情况。用COD排放量、COD排放达标率、矿井水重复利用率3个指标来评价绿色煤炭矿山废水的排放、达标和利用情况。

节能减排综合支撑指标包括节能减排法律法规执行情况、节能减排工作执行情况、节能减排宣传教育、节能减排考核与奖惩机制、节能减排员工技术培训、节能减排机构设置与完善6个二级指标。分别从节能减排的机制建立、宣传教育、人才培养等6个方面来评价绿色煤炭矿山节能减排绩效。

技术研发与投入指标包括节能减排资金投入比例、节能减排技术改造与创新、新技术新项目数量3个二级指标。从资金投入和技术创新方面评价绿色煤炭矿山节能减排绩效。

2 实例验证

山西焦煤西山煤电集团有限责任公司位于山西省太原市，下属176个子公司分布于4省（市）9个地市20余个县区，产业涉及煤炭、电力、焦炭化工、建筑建材、物流贸易、餐饮服务等领域。主要开采三大煤田——西山煤田、河东煤田、霍西煤田，煤田面积789km2，资源总量92.1亿t。截至2013年末西山集团单位产品节能量共完成76.43万t标准煤，已完成省节约能源工作领导组下达“十二五”节能目标的76.1%，完成“十二五”进度目标的比例为126.9%。值得一提的是西山煤电集团是国家首批循环经济试点单位，有着良好的低碳循环绿色生产基础。西山煤电集团作为山西省的重要煤炭企业，涉及产业多，煤田分布广，节能目标完成较好，具有典型代表性，故本文选取该煤电集团作为实证研究对象。在了解调查西山煤电集团节能减排基本情况的前提下，运用模糊层次分析法对其节能减排情况进行评价，能够进一步掌握其节能减排工作，同时有效验证绿色煤炭矿山节能减排评价指标体系的合理性。

2.1 确定因素集与评语集

（1）建立评价因素集。评价因素集用U=（u1，u2，…，un）表示，本文中评价因素是指上述22个二级指标。

（2）确定等级评语集。等级评语集用V=（v1，v2，…，vm）表示。确定煤炭矿山节能减排评价体系的等级评语集V=（优，良，中，差）。

2.2 确定评价指标权重

邀请10位专家，采用专家打分法对各层次指标的相对重要程度进行评判。专家包括7位西山煤电集团节能办和环保部门的有关领导和工作人员，3位高校专家教授。以准则层为例，对前述煤炭矿山节能减排评价指标体系（表1）中的指标采用1-9标度方法进行两两比较打分，得到专家打分表，如表2。进而计算其权重。

表2 准则层专家打分表

建立判断矩阵A：

计算出W=(0.3934，0.3661，0.1451，0.0954)，最大特征值λ=4.0457。

为度量打分偏差，进行一致性检验，1-15阶正反矩阵计算1000次得到平均随机一致性指标如表3。检验公式如下：

由此可以计算出：C I=0.0114，R I=0.9，CR=0.0171＜0.1，符合要求，则节能指标、污染物减排指标、综合支撑指标二级、技术研发与投入指标的权重依次为0.3934、0.3661、0.1451、0.0955。

同样的方法，可得到各指标的权重，并根据层次总排序和一致性检验的方法，得到总权重，如表4所示。

2.3 建立评价模糊矩阵

2.3.1 定量指标的隶属度确定

本文的研究数据来源主要是通过问卷调研、交流座谈会、电话问询等形式对西山煤电集团有限责任公司实地调研，从西山集团节能办和环保部收集到大量的一手节能减排资料，认真地处理分析收集的数据，得出定量指标原始数据，如表5所示。

由表5可得，西山集团15个定量指标中评价等级为“优”的有3个指标，评价等级为“良”的有8个指标，评级等级为“中”的有4个指标，没有评价等级为“差”的指标。同时计算其隶属度，结果见表7。

2.3.2 定性指标的隶属度确定

选取模糊统计法确定指标隶属度。以节能减排法律法规执行情况为例，优、良、中、差的得票数分别为6、3、1、0，打分者人数为10，则其隶属度为（0.6，0.3，0.1，0）。

邀请西山煤电集团节能办和环保部门的有关领导和工作人员10人对节能减排评价体系的7个定性指标进行投票，投票结果整理，如表6所示。

由表6可知，在定性指标中，评价为“优”的票数过半的指标只有节能减排法律法规执行情况，投票数为6票，比例为60%。节能减排工作执行情况“优”与“良”所占比重相等，投票数均为4票，比例各占40%，其余5个指标的评价等级均为“良”占较大比例。各个指标均没有获得“差”评价的投票。

根据表4、表5和表6，将22个指标的评价隶属度集合Ri（i=1，2，…，22）合并一起综合评价，可得到一个模糊评价矩阵，见表7。

2.4 综合评价结果

根据AHP法确定的权重集W和模糊数学隶属度函数法确定的模糊评价矩阵R，可以求得模糊综合评价指标B为：

表3 随机一致性指标

表4 煤炭矿山节能减排评价体系权重

表5 定量指标原始数据评价表

表6 定性指标投票表

表7 评价指标模糊矩阵表

因为0.613+0.268+0.106+0.013=1，故评价结果已归一化。由此可以认为西山煤电集团的节能减排绩效“优”的是0.613，“良”的是0.268，“中”的是0.106，“差”的是0.013，即61.3%的人认为西山煤电集团的节能减排绩效为“优”，而为“良”“中”“差”的人数比例分别为：26.8%、10.6%、1.3%。令分数集F=(f1，f2，f3，f4)，T=(90，80，70，60)T，即“优”“良”“中”“差”评分标准依次为80-90分、70-80分、60-70分，小于60分，综合评价值的计算结果为：Z=B×F=（0.613，0.268，0.106，0.013）×(90，80，70，60)T=84.81。由于84.81属于“优”的区间范围，所以西山煤电集团的节能减排评价结果为“优”。

3 结论与讨论

从定性和定量两个方面选取节能、污染物减排、综合支撑和技术研发4个一级指标构建煤炭矿山节能减排评价指标体系，其中节能指标分别依次反映煤炭生产的水耗、煤炭生产电耗、煤炭生产其它能耗、绿色煤炭矿山其它矿产生产过的能耗以及节能等5个方面完成情况。用固体废弃物排放量、固体废弃物排放达标率、烟尘排放达标率3个指标来衡量绿色煤炭矿山固体污染物的排放达标情况；用二氧化硫排放量和二氧化硫排放达标率来反映绿色煤炭矿山废气排放达标情况；用COD排放量、COD排放达标率、矿井水重复利用率3个指标来评价绿色煤炭矿山废水的排放、达标和利用情况。用节能减排的法规、工作执行及机构等制度建立和宣传教育、奖惩、人才培养等6个方面来评价绿色煤炭矿山节能减排综合情况。最后用3个指标反映技术和项目情况。评价体系中共计22个二级指标，指标总权重大于0.08的共计5个，分别是单位产量综合能耗、节能量完成率、固体废弃物排放量、二氧化硫排放量、COD排放量，这5个指标在很大程度上决定了评价结果。以西山煤电集团有限责任公司为例，利用模糊层次评价法对其节能减排效果进行评价。

西山煤电集团这5个指标的评价范围都在“中”以上，其中2个完全达到“优”，这也最终决定了其评价结果为“优”。新技术新项目指标中西山煤电集团也达到“优”，说明其重视节能减排的科技项目投入。同时，西山煤电集团积极开展节能减排宣传教育、完善节能减排机构、设立奖惩制度等等，使得其在评价过程中占有一定的优势。由此可知，西山煤电集团节能减排评价结果为“优”是由以上3个因素共同决定的。煤炭企业应注重节能量完成，减少污染物排放，强化节能减排意识，加强宣传教育，建立健全激励约束机制，修订管理绩效考核办法，开展专项节能减排科技行动，加大支持国家相应的重大科研专项和科技计划等[18-23]。西山煤电集团评价结果为“优”，除节能与减排刚性指标优外，主要在综合支撑等软性指标表现突出。但结合评价结果和实际调研情况下，其节能减排工作还有提升的空间，能源利用效率和能源转换效率总体偏低，例如矿井水重复利用率只有78%，与“优”的标准还有一定的差距，西山集团下属某些煤矿尚有的高浓度瓦斯未被利用而排空，既浪费资源，又增加温室效应。

以西山煤电集团有限责任公司为例，利用模糊层次评价法对其节能减排效果进行评价，验证了本文所建立的节能减排评价指标体系的科学性与实用性，为绿色矿山综合评价体系提供了科学依据及技术保障。受调研区域的影响，构建的评价体系的动态性和匹配性方面仍存在不足，下一步的工作应注意增加调研煤炭企业的数量，并注意考虑地域性差异和发展水平的差异，注重研究评价指标的动态性，以求构建的节能减排评价指标体系能适用于更多的煤炭企业。

致谢

感谢西山煤电集团有限责任公司节能办和环保部工作人员对本文数据收集工作上的支持，感谢煤炭科学技术研究院有限公司姜英研究员和中国石油大学（北京）钟宁宁教授对本文的指教，感谢国土资源部公益性项目绿色煤炭矿山标准研究（项目编号201211003）项目组所有的专家学者。

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Research on Appraisal System with Regard to Energy Saving and Emission Reduction of Green Coal Mine—A Case Study of Xishan Coal Electricity Group

TANG Yuegang1, WANG Zhiwei1, LI Zhengyue2, WANG Shaoqing1, YANG Liu1, HE Chengcheng1
(1.College of Geoscience and Surveying Engineering, China University of Mining and Technology, Beijing 100083;2.China National Administration of Coal Geology, Beijing 100039)

An appraisal system with regard to energy saving and emission reduction of coal minehas been established by using the way of blurry hierarchy, in which both the four layer indexes such as energy saving, reduction of contaminants, comprehensive support, and the development and investment of new technology, as well as twenty-two secondary indexes pertaining to comprehensive energy consumption, the discharge rate of solid waste,and implementation of laws and regulations of energy conservation and emissions reduction are involved. On this basis, in accordance with the survey data of Xishan Coal Electricity Group, this paper gives an argument about the feasibility and effectiveness of this appraisal system with a view to providing scientifc basis and technical support both for the development of circular economy of coal industry, and for in-depth development of energy conservation and emissions reduction work.

green coal mine; evaluation of the energy saving and emission reduction; index system ; method of fuzzy hierarchy

F407.1；F062.1

A

1672-6995（2016）04-0045-06

2016-01-19；

2016-02-17

国土资源部公益性项目（201211003）

唐跃刚（1958-），男，重庆市丰都县人，中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院教授，博士生导师，工学博士，主要从事煤炭矿产地质研究。