山西省煤炭資源可持續(xù)能力分析方法的探討

閻 宏

（山西省煤炭地質(zhì)勘查研究院，山西 太原 030006）

中國的能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，而且煤炭的消費要占到一次能源消費的70%以上，這是由我國的石油、天然氣資源不足而煤炭資源豐富的國情所決定的。盡管我國的可再生能源以前所未有的速度發(fā)展，但仍難以滿足國內(nèi)能源消費增長的需求，最后還是要依靠煤炭。我國的能源消費結(jié)構(gòu)不是短期就可以改變的，因此，煤炭資源的合理開發(fā)和有效利用就顯得更為重要。由此，我們引入煤炭資源可持續(xù)能力的概念，并對其分析方法展開研究。

1 煤炭資源可持續(xù)能力的基本含義

1.1 可持續(xù)發(fā)展的思想

半個多世紀前，“可持續(xù)發(fā)展”僅僅是生態(tài)學(xué)的一個基本概念，如今的可持續(xù)發(fā)展是可持續(xù)經(jīng)濟、可持續(xù)生態(tài)和可持續(xù)社會3個方面的和諧統(tǒng)一，其中，生態(tài)持續(xù)是基礎(chǔ)，經(jīng)濟持續(xù)是條件，社會持續(xù)是目的。經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的核心問題是自然資源的可持續(xù)利用，即自然資源的可持續(xù)利用成了經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，這是由自然資源的衡缺這一事實決定的。

1.2 煤炭資源可持續(xù)能力

煤炭資源有效供給能力可以概括為，開采時技術(shù)上是可行的，經(jīng)濟上是合理的，符合國家煤炭工業(yè)政策和有關(guān)環(huán)境保護標準與環(huán)保政策，可供開采利用的煤炭資源儲量。而煤炭資源的保障程度則是針對社會經(jīng)濟發(fā)展對煤炭能源的需求，保證煤炭產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的煤炭資源有效供給能力的保障度。煤炭產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展主要取決于煤炭資源的有效供給能力和保障程度，而煤炭資源的保障程度又取決于資源的勘查工作程度、地質(zhì)可靠性以及技術(shù)、經(jīng)濟可行性評價的研究程度[1]。

2 煤炭資源可持續(xù)能力要素分析

2.1 煤炭的供求關(guān)系

（1）煤炭資源的需求是剛性的。首先，從社會發(fā)展的角度對山西省的人口狀況進行分析，從《山西統(tǒng)計年鑒》中可以看到，全省總?cè)丝跒? 374.55萬，并多年來保持緩慢增長的態(tài)勢。但隨著時代的進步，山西整體的城市化步伐也加快了。1987—2006年，20年的時間非農(nóng)業(yè)人口增加了將近500萬，城市化率提高了10%。其次，隨著人均GDP的不斷提高，人均能源消耗量也提高了，對煤炭資源的需求也必將提高。第三，從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的角度對20年來山西省三大產(chǎn)業(yè)的比重作了分析比較，發(fā)現(xiàn)第二產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是最快的、比重也是最大的，占GDP份額的1/2還多。然而，第二產(chǎn)業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，這必將對煤炭行業(yè)提出更高的保障能力要求。山西省煤炭的生產(chǎn)和消費狀況在很大程度上受到第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響。

（2）煤炭生產(chǎn)現(xiàn)狀分析。山西省煤炭產(chǎn)量居全國前列，2006年生產(chǎn)原煤5.81億t，2006年原煤產(chǎn)量比20年前的2.31億t增長了1倍多，最近更是呈現(xiàn)較高的增長水平，這與需求的大幅增加是密不可分的。

科學(xué)地預(yù)測需求量是山西省制定煤炭相關(guān)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，不僅要滿足社會發(fā)展的要求，更要防止產(chǎn)能過剩而造成的資源浪費。

2.2 煤炭資源的有效供給能力

山西省賦存有6個煤田：大同、寧武、河?xùn)|、太原西山、霍西、沁水煤田及若干規(guī)模較小的煤產(chǎn)地。

全省埋深淺于2 000 m的含煤面積52 127.53 km2，煤炭資源總量5 677.25億t。按照國土資源廳2006年固體礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)統(tǒng)計庫資料，全省查明保有資源儲量2 660.68億t，并且分別按照儲量類型、煤種用途進行了分類統(tǒng)計。

煤炭資源的有效供給能力不僅要核實已查明的礦井占用的、尚未占用的資源儲量，還需要預(yù)測潛在的煤炭資源來說明可供勘查的前景。

2.3 煤炭資源的保障程度

為保證煤炭資源的持續(xù)穩(wěn)定供給，必須綜合考慮礦井的服務(wù)年限，以此達到相對直觀的煤炭資源保障程度的值，以便為國家能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃提出更具體的參考標準。礦井占用煤炭資源的保障度是按3個因素考慮的：①井型、規(guī)模類別；②綜合礦井占用可采儲量、礦井設(shè)計規(guī)模；③儲量備用系數(shù)。

尚未占用的煤炭資源及預(yù)測的潛在資源也是保障程度評價的重要環(huán)節(jié)，也需要對其進行分級、分等、分類評價，以便對今后的資源利用規(guī)劃提供參考依據(jù)。

2.4 煤炭開采的環(huán)境影響

山西曾被世界教科文組織評價為不適宜人類居住的地方，粗魯?shù)拿禾抠Y源開采加工與粗放的能源消費，使得山西在20世紀90年代成為全國污染最嚴重的省份，生態(tài)也變得極其脆弱。山西人也因此逐步意識到污染控制的重要性。

煤炭開采帶來生態(tài)破壞問題，包括地質(zhì)災(zāi)害問題、水土流失、土地沙化、破壞地下水均衡等等；煤炭開采的環(huán)境影響，主要是對水資源、土地資源和空氣質(zhì)量這3個方面的影響。同時，這3個方面也成為煤炭開采的主要環(huán)境制約因素。要達到煤炭的環(huán)境友好型開采，就要通過對環(huán)境污染源的限制來達到指導(dǎo)地區(qū)性環(huán)境保護規(guī)劃及煤炭產(chǎn)業(yè)布局調(diào)整的目的。

2.5 開采礦區(qū)環(huán)境承載力

環(huán)境承載力的概念是指在維持人與自然環(huán)境之間和諧的前提下，環(huán)境所能夠承受的人類活動的閾值。

礦區(qū)環(huán)境承載力包含了生態(tài)彈性力的內(nèi)容，即生態(tài)環(huán)境本身包容環(huán)境污染和生態(tài)破壞的能力大小。彈性力越大，生態(tài)越穩(wěn)定，越不容易遭到破壞。還包含了資源環(huán)境承載力的內(nèi)容，即礦區(qū)環(huán)境能承受的污染最大值，它是一個可以量化的指標，這些都反映了礦區(qū)對環(huán)境的支撐力。煤炭開采對礦區(qū)環(huán)境的壓力是礦區(qū)環(huán)境承載力的另一層含義。3個層面又可細分為諸多影響因素。

3 煤炭資源可持續(xù)的分析方法

要得到可靠的參考數(shù)據(jù)，必須明確分析思路，按照不同項目的要求，尋找適合的定性或定量的分析方法，是科學(xué)研究的基礎(chǔ)。

3.1 需求量預(yù)測的分析方法

灰色系統(tǒng)理論是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法，可以實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控。灰色預(yù)測是用灰色模型GM（1，1）進行定量預(yù)測的。

山西煤炭需求量的預(yù)測工作正是演化規(guī)律的描述，僅有的部分近期數(shù)據(jù)也決定了使用該模型的符合性，考慮可以使用灰色模型對一、二、三產(chǎn)業(yè)以及城鄉(xiāng)居民對煤炭的需求強度等指標進行第一輪預(yù)測。然后使用專家群決策的方法對非結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜決策問題等因素進行第二次的綜合預(yù)測。由此得出最終的需求量預(yù)測結(jié)果。

3.2 煤炭資源供給能力的分析方法

全省煤炭資源的統(tǒng)計來源為，國土資源廳2006年固體礦產(chǎn)資源基礎(chǔ)統(tǒng)計庫及采礦登記和既有的勘查成果資料等。龐大的數(shù)據(jù)量及復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系就需要ACCESS這樣的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來幫助完成數(shù)據(jù)的整理工作，為方便數(shù)據(jù)的查詢計算，設(shè)置了以礦權(quán)人為主索引的一系列庫內(nèi)數(shù)據(jù)關(guān)系網(wǎng)，把全省2006年度煤炭資源的利用情況按礦井占用、勘查未占用以及殘留3種情況綜合統(tǒng)計，得出準確的數(shù)量結(jié)果。

3.3 煤炭資源的保障程度的分析方法

這里僅闡述礦井的煤炭資源保障度，它的實際意義就是礦井的剩余均衡生產(chǎn)服務(wù)年限。

礦井占用煤炭資源保障度=保有煤炭可采儲量/礦井設(shè)計能力/儲量備用系數(shù)。

利用數(shù)據(jù)庫整理得到的礦井資源儲量數(shù)據(jù)，參照保障度分級標準確定礦井的保障程度及對應(yīng)級別，可以利用數(shù)據(jù)庫進行分類查詢或匯總，從而得到礦區(qū)及全省煤礦保障度的結(jié)果及相應(yīng)級別。

3.4 層次分析法研究環(huán)境承載力

環(huán)境承載力的評價是實現(xiàn)礦區(qū)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的前提，可紛繁復(fù)雜的影響因素如何得到評價結(jié)論呢？將環(huán)境承載力看做一個大系統(tǒng)，下級要素看做子系統(tǒng)，并對其進行分級排列，使用層次分析法得出各個因素在系統(tǒng)中的權(quán)重，通過查閱相關(guān)的分類標準并進行比值計算，就可得到所需的定性和定量結(jié)論。

4 結(jié)論

綜上所述，煤炭資源可持續(xù)能力概念的提出在當(dāng)今是有重要意義的。本文簡單闡述了煤炭資源可持續(xù)發(fā)展能力的影響要素及其研究方法。通過大量的數(shù)據(jù)整理和計算，得出的煤炭資源可持續(xù)發(fā)展能力的相關(guān)數(shù)據(jù)成果有：

（1）通過灰色模型預(yù)測，2020年山西省總的煤炭需求量將達到 153 055.8 萬 t。

（2）截至2006年末，山西省采礦登記3 088處，井田面積合計11 187.48 km2，占用煤炭資源儲量合計954.58億t，占當(dāng)年保有煤炭資源儲量2 660.68億t的35.8%。按煤的用途區(qū)分，煉焦用煙煤585.49億 t，非煉焦用煙煤 828.95億 t，貧煤 132.84億t，無煙煤 153.35億 t。

（3）全省采礦登記礦井保有可采儲量的保障度為42，總體屬中級[2]。

[1]田山崗，唐辛，王永康等.中國煤炭資源有效供給能力態(tài)勢分析[J].中國煤田地質(zhì)，2001,13（Z1）:1-84

[2]山西省煤炭地質(zhì)局.山西省煤炭資源有效保障能力分析[R].太原：山西省煤炭地質(zhì)局，2009.