煤炭产业物质流核算的指标体系构建研究

李凯

（北京工业大学循环经济研究院，北京100124）

循环经济实质是改造和调控传统的线性物质流模式，提高资源和能源的利用效率，形成资源和能源效率较高的物质循环模式。因此，核算并分析经济活动中的物质流动状况，是对传统生产方式进行循环经济模式改造的前提和基础。

近年来，国际上已经从实践层面发展起来物质流核算体系（MFA），以实物流为基础描述一个国家、一个地区或者一个产业的生产活动情况。2001年，欧盟编制了第一部详细的物质流核算指南。OECD国家中已有奥地利、比利时、德国、日本等国每年定期编制EWMFA[1]。日本政府已经根据MFA制定了一批循环经济指标的未来发展目标。

我国实践角度尚未建立国家层面的物质流核算体系。相较于OECD国家，我国在许多核算指标上还存在统计缺失，一些实物量还只能通过投入产出关系来进行推算。希望通过针对循环经济发展较为成熟的煤炭产业进行物质流核算的指标体系构建，找到一些建立物质流核算体系的思路，并提出具体政策建议。

1 国内外相关发展现状

国际上，1998年，EEA在文章《Material Flowbased Indicators in Environmental Reporting》中初步构建了环境-经济物质流核算的框架。2001年，欧盟制定的《Economy-wide material flow accounts and derived indicators a methodological guide》对物质流核算涉及到的术语概念及分类、账户、数据处理、计算方法、使用评价等进行了全面细致的分析。目前，德国、意大利、新西兰、澳大利亚、瑞典等一些欧盟国家已经相继建立了自己的物质流账户。这些国家已经通过物质流账户，分析国民经济活动与其所扰动的自然资源之间的关系，为政府可持续发展政策的制定提供参考依据。

国家层面的研究，2000年北京大学的陈效逑[2]等发表的《中国经济-环境系统的物质流分析》一文，利用物质流的理论和方法分析了1989—1996年间我国经济系统的物质需求总量、物质消耗强度和物质生产力，并将分析结果与其他国家相比较。2004年东北大学的刘敬职等人发表《中国经济的直接物质投入与物质减量分析》[3]一文，以德国Wuppertal气候、能源、环境研究所提出的物质流账户系统为基础，计算了1990—2002年中国经济系统的直接物质投入，并对其进行了减量化分析和国际比较。

区域层面，清华大学的徐一剑[4]等人发表了文章《贵阳市物质流分析》，采用以“欧盟导则”框架为基础的物质流分析工具,对贵阳市的经济增长方式进行了初步分析。西安交通大学的张思锋、雷娟运用MFA方法,依据欧盟统计局推荐的MFA基本指标和Schmidt-Bleak关于可持续发展的指标,设计了5类9个指标及7种可以直接采集数据的变量;分析、推导并描述了陕西省当前发展阶段的物质输入、输出相关变量的函数关系;预测了陕西省物质输入、输出的发展态势,进一步证明实行源头控制,减少物质投入,提高物质利用强度，是陕西省实现可持续发展的根本途径。

产业层面，刘征[5]等对磷资源产业进行了物质流分析；姜文英[6]等对铅锌冶炼企业循环经济建设中的物质流分析方法进行了研究；史战国[7]等对我国汽车产业物质流进行了分析研究；徐明等[8]对我国经济系统中化石燃料的物质流进行了分析。

西北工业大学王军等在《煤炭企业物质流分析的实证研究》[9]中针对煤炭企业自身的特点,构建物质流分析的研究框架，并且建立相应的评价指标体系。其研究成果仅是对企业的输入和输出的总物质流进行了核算，并未扩展到产业层面，且并未对产业链各个环节的物质流进行具体核算。

2 煤炭产业构建物质流核算体系的意义

我国能源消费结构中超过60%为煤炭，传统的煤炭生产以煤炭资源开发和转化为中心，按照“资源—产品—废物排放”的模式进行生产活动，在为经济社会提供大量能源的同时，对环境的影响十分巨大。我国已经意识到循环经济对于煤炭产业升级和改造的重要性，建立煤炭产业的物质可以帮助推进煤炭产业循环经济的发展，从宏观层面为政府决策和循环经济评价提供相关信息，包括：一、煤炭产业各类资源消费量的数量和流向、资源利用率、污染物的产生量，以及污染物是从哪里产生的，以什么形态进入环境的。二、将我国煤炭产业资源利用及污染排放水平与国际水平进行比较，确定我国煤炭的生产效率、资源利用效率的优劣。三、了解煤炭产业的物质流动现状，识别哪些环节拥有开发循环经济的巨大潜力，探索提高资源利用效率的循环经济具体实施方法。

3 煤炭产业进行物质流核算的指标体系构建

欧盟指南10中，将物质流的核算边界设定为一个国家的社会经济活动圈中包含各类生产活动以及消费活动的内容。该国的自然环境以及贸易往来被认为是边界之外的内容。欧盟统计局推荐的MFA基本指标共5类12个指标。包括从自然界输入的物质（DE）、与其他经济体之间的产品输入和输出（Import and Export）、经济系统的净增量（NAS）、向自然界输出的物质（DPO）和输入输出的平衡项（Input and output balancing items）。物质平衡公式为：DE+Imports+Input Balancing Items=Exports+DPO+Output Balancing Items+NAS。隐流是指为了获得物质输入而必须动用的数量巨大的环境物质，这些物质没有商品价值，但却对生态环境产生极为不利的影响。

3.1 系统边界的确定

煤炭产业链包括，开采前期的勘探和基础建设、煤炭的开采、煤炭的加工、煤炭的运输、煤炭的使用。煤田开采之前，要进行矿产资源的勘查，可采性研究，以及制定具体的开发计划。从勘查到开采出煤炭，需要进行大规模的基础设施建设。包括煤井的挖掘，地下采掘设备的安装调试，地上服务性建筑的建设，能源电力设备的铺设以及相关配套工程，包括：运输铁路、公路的建设，水泥厂、发电厂的建设。采煤过程主要指通过挖掘井田开采煤层中的煤炭资源，过程中会伴随煤层气、矿井水、煤矸石、煤层热量和共生矿。共生矿一般包括高岭土、硫铁矿和铝矾土等。煤炭的加工包括原煤出矿后的洗选及其他煤化工过程。常规的煤化工过程有煤炭的焦化和气化，新兴工艺有煤的液化，合成各种燃料油、合成气等。煤炭的运输，包括铁路运输、公路运输。运输阶段煤炭会有一定的损耗，并且运输本身也会产生能源消耗。煤炭和煤炭加工品的使用较为复杂。

通过以上分析，结合简洁性、可比性和系统性的观点，将边界设定为从煤炭开采、加工和运输，到进入下一经济系统成为下一经济系统原材料为止的整个过程。考察的物质流为这一过程中与自然和其他经济系统进行交换的主要物质。物质流核算的目的在于认识煤炭产业主要阶段的物质流运动过程，考核各关键环节的资源利用情况。

纳入煤炭产业物质流核算的生产活动包括煤炭的开采、煤炭的加工和煤炭运输（图1）。其中，从自然界输入的物质绝大部分是煤炭资源，还包括相关辅助原料如伴生矿资源、煤矸石等。需要注意的是欧盟指南中对水和氧气的处理，采用了忽略和排除的处理方式。在物质流核算体系中均按标准化的最低含水质量加以计算，氧未被计入自然界输入，在排放废弃物中氧的质量也给予扣除。煤炭产业中，水是重要的生产资料，在煤炭加工中，水和氧更是十分重要的原材料，参与大量的化学反应，直接影响到煤炭资源的转化和利用效率，因此不应当扣除或忽略。与其他经济体之间的产品输入和输出包括：能源电力、输出的煤炭产品，以及附属产品如煤矸石砖块、硫酸、氧化铝等。向自然界输出的物质包括：硫化物、煤层气的其他排放、煤矸石、废水以及煤产品的损耗。输入和输出的平衡项主要由气体来弥补。

图1

3.2 指标体系的构建

下面分别分析三大子系统和外部的物质交换情况，以及各物质间的流动因果关系。

3.2.1 以煤炭开采为中心的物质流动情况

从自然界输入的物质：煤炭资源、煤矸石、各种伴生矿和水资源；

与其他经济体之间的产品输入和输出：煤炭生产设备用电、部分煤矸石B；

向自然界输出的物质：废水、煤矸石A、煤层气A；

子系统间输出的物质：煤炭资源、煤层气B；

输入和输出的平衡项：水的蒸发耗散；

损失耗散：技术、客观原因造成的可采储量内的未采部分。

煤炭开采阶段，从自然界获得的物质输入为煤炭资源和伴生矿资源，分别用煤炭开采量和伴生矿开采量衡量。煤炭开采过程中产生的被运出井的煤矸石被认为对环境造成较大影响的物质，作为隐流进入系统，用煤矸石产生率与煤炭开采量相乘得到。其中一部分被用做生产有机复合肥、发电生产水泥等，大部分煤矸石处于露天堆放的闲置状态，对环境的污染较大。以上两种煤矸石分别对应上述的煤矸石B和煤矸石A，分别被认为进入其他经济系统和自然系统，由煤矸石利用率可以算得。进入其他经济系统的煤矸石越多，对环境的污染越小。从自然界进入系统的水资源主要指地面灌入的水和地下含水层中的水，水中含有大量的悬浮物，直接排除会污染环境。排出的废水越少对环境的污染越小，由矿井水产生量和废水处理率可算得。煤炭开采过程中的设备能源需求主要为电力，主要由发电厂提供。开采过程中，由于技术原因而无法开采的煤炭资源被认为是耗损，可以由煤田当年可采储量的减少量减去煤炭资源的开采量算得。

综上，煤炭开采子系统的物质流核算所需要的指标数据应该包括：（1）年可采储量消耗量；（2）年煤矸石产生率；（3）年伴生矿开采量；（4）年矿井水产生量；（5）生产用电量；（6）煤矸石利用率；（7）废水处理率；（8）煤层气利用量；（9）煤炭开采量。

以上数据基本上都可以从企业获得。

3.2.2 以煤炭加工子系统为中心的物质流动情况

从自然界输入的物质：水和氧气；

与其他经济体之间的产品输入和输出：煤炭加工用电、煤泥；

向自然界输出的物质：废水、粉煤灰、煤泥等残料、二氧化硫；

子系统间输出的物质：焦炭、原煤；

输入和输出的平衡项：氧气、热量、水的蒸发耗散、其他气体等。

煤炭加工子系统中涉及较多生产活动类型，往往需要众多企业共同完成（图2）。下面列出了主要的煤化工产业链。煤炭加工两个主要的过程为原煤的洗选和炼焦。从自然界输入的物质主要为水和氧气，这一过程中的水和氧气直接参与化学反应，不能作为隐流来处理，但是氧气难以计算，予以忽略，而将其体现在平衡项中。

煤炭加工子系统的物质流核算所需的指标数据应当包括：

煤化工企业（以炼焦企业为例）：（1）煤炭焦化用水比率；（2）生产用电量；（3）焦炭产生量；（4）二氧化硫产生量；（5）煤气生产量。

原煤洗选企业：（6）洗选用水率；（7）污水处理率；（8）粉煤灰产生量；（9）原煤产生量；（10）生产用电量（11）煤泥等残料量；（12）煤泥及粉煤灰利用量。

3.2.3 以煤炭运输子系统为中心的物质流动情况

与其他经济体之间的产品输入和输出：铁路公路运输过程中消耗的煤、电；

向自然界输出的物质：煤炭运输过程中的损耗；

子系统间输入的物质：焦炭、原煤；

向用户终端输出的物质：焦炭、原煤。

我国原煤和焦炭运输主要通过铁路、公路运输，在运输过程中需要外部经济系统提供的电力和燃料。同时，在运输过程中会产生损耗。运输过程中的耗散不易统计，可以通过运输前后的质量之差作为运输损耗量。运输成本按照能源价格折算成标准煤作为能源消耗的实物量。

煤炭运输系统的物质流核算指标包括：（1）焦炭运输损失量；（2）运输成本。

构建物质流核算的目的是考察煤炭产业资源的利用效率和循环经济的潜力。资源利用效率的高低主要考察煤炭资源流动各环节的转化情况和能源利用情况。包括：（1）煤炭开采效率=煤炭开采量/年可采量减少量；（2）煤炭开采电耗=开采用电量/煤炭开采量；（3）伴生矿利用率；（4）焦炭转化率。

循环经济潜力衡量各种废物的产生量和处理量，包括：（1）煤矸石生产率=煤矸石产生量/煤炭生产量；（2）煤矸石利用率；（3）污水处理率；（4）煤炭焦化用水比率；（5）煤泥利用率；（6）粉煤灰利用率；（7）洗选用水率；（8）污水处理率。

4 结论和相关建议

通过建立煤炭产业核算指标体系，以及考察其相较现有体系的欠缺。为建立国家范围内的物质流核算体系提出以下实施建议。

（1）可以从产业角度入手，选取循环经济发展较好的产业建立物质流核算的统一框架和核算方法，再逐步向其他产业扩展，形成国家范围内的物质流核算体系。最终形成企业、产业和国家层面物质流核算体系，实现3个层面的实体对资源和能源利用状况监督的常态化、规范化和系统化。

（2）完善煤炭产业各环节企业的指标统计体系。尽快建立这些行业的企业物质流核算体系和数据统计和上报体系。可以仿照财务组织体系，要求企业、政府建立专门的物质流（资源能源）统计部门，实施对企业资源使用效率的监测和管制。

（3）制定相关指标的最低标准，淘汰资源利用率低、环境污染大的企业。我国早在2005年就制定了循环经济指标，要求煤矸石为主的固体废弃物利用率要达到95%以上；矿井水为主的液体废弃物综合利用率要达到95%以上；土地复垦为主的生态环境美化率要达到90%左右；煤层气的利用要达到90%以上[11]。该标准在全国煤炭行业循环经济试点单位推行。今后可以按照文中提出的煤炭产业关键环境指标，将这一标准进行扩展，加强对企业的资源和能源利用效率的监督。

（4）物质流核算体系应特别关注资源消耗量高和环境污染严重的重点企业（如钢铁、水泥行业）的物质流分析。对这些行业要尽早制定物质流数据的统计上报和监督体系，可以帮助淘汰落后产能的同时，改造一批企业的生产环节，使其重新按照更为绿色环保的生产方式生产。

[1]刘滨.世界银行项目循环经济指标体系研究:中国2000—2004年物质流核算与核算职能编制方法学报告[R].2006.

[2]陈效逑，乔立佳.中国经济-环境系统的物质流分析[J].自然资源学报，2000，15(1)：18-23.

[3]刘敬智.中国经济的直接物质投入与物质减量分析[J].资源科学，2005，27(1)：46-51.

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[5]刘征.我国磷资源产业物质流分析[J].现代化工，2005，25(6)：1-7．

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[7]史占国.汽车产业物质流分析研究[J].技术经济，2006(7)：9-11.

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[9]王军，刘西林，肖芬.煤炭企业物质流分析的实证研究[J].现代制造工程，2009，(11)：21-24．

[10]Eurostat.Economy-wide Material Flow Accounting"A compilation guide"[S].2007.

[11]发展改革委提出煤炭行业循环经济发展目标[EB/OL].http://news.xinhuanet.com/fortune/2005-12/18/content_3937919.htm.