蘇尤麗 趙寧 張藍(lán)勻

摘 要：基于主成分分析方法，分析2007-2016年不同空氣污染排放物對新疆環(huán)境質(zhì)量的影響及新疆煤炭行業(yè)的高碳排放因素，探索其綠色開采措施.通過提高煤礦開采技術(shù)水平、加強(qiáng)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的宣傳、樹立的環(huán)境保護(hù)觀念、合理規(guī)劃煤礦機(jī)械開采設(shè)備、盡量將煤礦器械設(shè)備轉(zhuǎn)移到室內(nèi)、降低噪音對生態(tài)環(huán)境的影響、積極開展礦區(qū)環(huán)境保護(hù)活動(dòng)等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)新疆煤炭清潔、安全、高效生產(chǎn)和利用，實(shí)現(xiàn)新疆煤炭工業(yè)綠色健康發(fā)展.

關(guān)鍵詞：煤炭開采;高碳排放因素;環(huán)境質(zhì)量分析;碳達(dá)峰

[中圖分類號]X511 ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

煤炭作為一種有限的不可再生資源，在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，但煤炭開采對生態(tài)環(huán)境有嚴(yán)重的負(fù)面影響.[1]采煤時(shí)產(chǎn)生大量廢棄物嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，引發(fā)大氣污染、水污染、塌方等一系列安全問題，威脅經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展.新疆煤礦生產(chǎn)區(qū)域的自然生態(tài)地理環(huán)境脆弱，煤炭資源綜合開發(fā)與煤炭開采過程引起的自然生態(tài)環(huán)境災(zāi)害問題具有一定特殊性.新疆準(zhǔn)東、吐哈、伊犁、庫柏、什脫洛蓋4個(gè)煤田自然氣候條件惡劣，降雨量少，蒸發(fā)量大，旱澇嚴(yán)重，大部分屬于沙漠戈壁，植被稀少，生態(tài)脆弱，開采破壞后很難恢復(fù)，煤炭資源的大規(guī)模過度開發(fā)必然帶來嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題[2]，如地表沉降和地下水滲漏，破壞地表的農(nóng)作物和植被，占用大量土地等.[3]在干旱、缺水、缺土、植被稀疏的環(huán)境下，新疆的煤炭開采應(yīng)該采取高效、綠色的方法，以減少資源開采對生態(tài)環(huán)境的破壞.[4]筆者基于主成分分析方法，對比新疆、內(nèi)蒙古和山西2007-2016年七個(gè)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)樣本數(shù)據(jù)，分析不同空氣污染排放物對新疆環(huán)境質(zhì)量的影響及新疆煤炭行業(yè)的高碳排放因素，探索碳達(dá)峰、碳中和的實(shí)現(xiàn)途徑.

1 環(huán)境質(zhì)量評價(jià)

1.1 數(shù)據(jù)來源

我國煤炭資源分布極不均衡，主要集中在山西、內(nèi)蒙古和新疆等地區(qū).本文基于主成分分析方法，對新疆、內(nèi)蒙古和山西2007-2016年七個(gè)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)為樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析.為增強(qiáng)評價(jià)的實(shí)效性，所有環(huán)境污染指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)均來源于2007-2016年《新疆環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《內(nèi)蒙古環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《山西環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》中有關(guān)的環(huán)境污染數(shù)據(jù)，依次為工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量（X1），工業(yè)固體廢物排放量（X2），工業(yè)二氧化硫排放量（X3），工業(yè)廢水廢物排放量（X4），工業(yè)煙塵排放量（X5），工業(yè)粉塵排放量（X6），工業(yè)廢氣排放量（X7）.鑒于第三次全國污染源普查正在進(jìn)行，故獲取數(shù)據(jù)截至2016年.由于某些指標(biāo)的維數(shù)不同，某些指標(biāo)的值在數(shù)量級上存在較大差異，不同的維數(shù)和數(shù)量導(dǎo)致主成分分析應(yīng)用中的新問題.因此，在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析之前，對所選數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化.

1.2 主成分分析

主成分分析（Principal Component Analysis）可以將原始變量結(jié)合到新組合的獨(dú)立綜合變量的統(tǒng)計(jì)方法中，根據(jù)實(shí)際需要提取部分變量，并盡可能地反映原始變量的信息.[5]選擇前兩個(gè)主成分分析指標(biāo)來代替原數(shù)據(jù)七個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)，結(jié)果見表1.由表1可知，KMO檢驗(yàn)值為0.638，大于0.5，可以看出變量間沒有顯著差異，數(shù)據(jù)符合使用主成分分析方法的原則.Bartley球形檢驗(yàn)值為0，滿足小于0.005的條件，拒絕了球形假設(shè)，原始變量之間可能存在相關(guān)性.[6]因此，本文所選取的數(shù)據(jù)適用于進(jìn)行主成分分析.

使用SPSS17.0軟件計(jì)算相關(guān)系數(shù)矩陣，大部分指標(biāo)具有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，能夠進(jìn)行主成分分析，計(jì)算結(jié)果見表2.

表3為各主成分對應(yīng)各變量的初始因子載荷系數(shù)，由SPSS17.0計(jì)算完成數(shù)據(jù)指標(biāo)中的特征根、方差貢獻(xiàn)率和因子載荷陣.由表3可知，前兩個(gè)主成分的累計(jì)貢獻(xiàn)率為97.380%，符合總方差貢獻(xiàn)率大于80%的原則.因此，可以提取前兩個(gè)變量進(jìn)行主成分分析.

表4為主成分矩陣.在第一主成分中，X1，X2，X4，X5，X6，X7得分較高，說明第一主成分基本反應(yīng)了這六個(gè)指標(biāo);在第二主成分中，X3得分較高，說明第二主成分基本上反應(yīng)了X3這一指標(biāo).因此第一主成分、第二主成分基本能夠反應(yīng)全部指標(biāo)的信息，因子由原來的7個(gè)減少為2個(gè)，起到了降維的作用.因此，決定用2個(gè)指標(biāo)來代替原來的7個(gè)指標(biāo)，用SPSS17.0標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)除以第一主成分、第二主成分相對應(yīng)的特征值，用得到的數(shù)據(jù)求出其平方根，作為綜合得分中各個(gè)指標(biāo)相對應(yīng)的系數(shù)，構(gòu)建綜合評價(jià)得分模型.用W1表示第一主成分環(huán)境質(zhì)量得分，W2表示第二主成分環(huán)境質(zhì)量得分，W表示環(huán)境質(zhì)量綜合得分.W1和W2的得分表達(dá)式為：

根據(jù)公式（3）可以分別求出2007-2016年新疆環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)值W為-1.788，-1.691，-1.515，-1.337，-0.081，0.966，1.608，1.826，1.942，1.370.

自2015年起，新疆的環(huán)境質(zhì)量有所改善，得益于國家在十三五規(guī)劃中，綠色能源的投入使用，能源革命加快了步伐，主要依靠化石能源的供給轉(zhuǎn)化為非化石能源的增量需求.[7]即W值在2015年之前逐年增加，從2015年開始有所降低.

采用主成分分析方法，對內(nèi)蒙古和山西兩個(gè)能源開采大省進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量分析，與新疆環(huán)境質(zhì)量綜合評價(jià)得分進(jìn)行對比，繪制成折線圖，見圖1.在2007-2011年，新疆的環(huán)境質(zhì)量得分W逐年增加，相比較于2011-2015年，增加趨勢趨于平穩(wěn)，環(huán)境質(zhì)量得分W由-1.788增加到-0.081.2011-2015年隨著煤炭消耗以及開采，新疆的環(huán)境質(zhì)量惡化速度加快，環(huán)境質(zhì)量得分由-0.081增加到1.942，2016年的環(huán)境質(zhì)量得分由2015年的1.942降低到1.370.

2012年以前，新疆、內(nèi)蒙古、山西三省的環(huán)境質(zhì)量得分W整體上是逐年增加的，說明隨著煤炭的消耗以及開采，環(huán)境質(zhì)量逐年惡化.2012年以后，新疆、內(nèi)蒙古、山西三省的W均在減少，表明環(huán)境質(zhì)量在不斷改善.整體上來說，新疆W得分高于內(nèi)蒙古和山西兩地.

新疆和內(nèi)蒙古兩地在2007-2016年十年里，環(huán)境質(zhì)量得分由負(fù)數(shù)趨于正數(shù)，近幾年又逐漸趨于負(fù)數(shù).這可能是由于山西和內(nèi)蒙古兩地近年來針對煤炭排放采取了一系列有效措施.兩地發(fā)展非化石能源，煤炭企業(yè)大力調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，重視風(fēng)、光、水電等可再生能源項(xiàng)目[8];大力吸引國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)來提高能源的綜合利用率，注重新技術(shù)的研發(fā);減少煤炭從業(yè)人員比重，緩解人員冗余帶來的碳排放量增加的問題.

近年來，新疆煤炭勘探開發(fā)實(shí)施大企業(yè)、大集團(tuán)戰(zhàn)略.山東魯能、江蘇徐州礦業(yè)、山東新汶、神華、國投集團(tuán)等企業(yè)相繼在新疆從事煤炭勘探開發(fā)和煤電、煤化工基地建設(shè)，也嚴(yán)重影響了新疆的環(huán)境質(zhì)量.

2 新疆煤炭綠色開采措施

在“碳中和”目標(biāo)下，煤炭開采作為碳排放的最大貢獻(xiàn)者，對煤炭行業(yè)產(chǎn)生了巨大影響.國家和地方政府要盡快出臺(tái)配套工作機(jī)制和優(yōu)惠政策，加快智能煤礦建設(shè)，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、加快安全、高效生產(chǎn)和利用，煤炭工業(yè)綠色健康發(fā)展的同時(shí)[9]，大力發(fā)展非化石能源.我國非化石能源在一次能源中消費(fèi)中，低碳發(fā)展至少體現(xiàn)三個(gè)效益：首先是環(huán)境效益，與應(yīng)對氣候變化同步協(xié)同，將帶來大氣污染治理的一系列成效.其次是社會(huì)效益，低碳的發(fā)展提供了更高質(zhì)量的綠色就業(yè)機(jī)會(huì).第三是經(jīng)濟(jì)效益，預(yù)計(jì)到2030年，全國的低碳產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)到23萬億美元，對國內(nèi)生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)將超過16%，從15.3%增加到25%.

2021年我國提出的“碳達(dá)峰，碳中和”目標(biāo)，既是對世界的莊嚴(yán)承諾，也是自身發(fā)展大勢使然，是統(tǒng)籌國內(nèi)國際兩個(gè)大局的戰(zhàn)略決策.[10]碳含量中和對于促進(jìn)改善全球生態(tài)環(huán)境.推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義.實(shí)現(xiàn)“碳中和”意味著我國經(jīng)濟(jì)增長與碳排放要深度脫鉤，這將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)性變革，破立之間，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存.

煤炭占據(jù)了大部分的能源結(jié)構(gòu)，若想短時(shí)間范圍內(nèi)減低全國的煤炭消耗量是十分困難的[11]，必須加快煤炭綠色開采步伐.新疆煤炭開采有露天開采和地下開采兩種方式.露天開采會(huì)對礦區(qū)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響.在地下開采過程中，地表變形會(huì)引起地面裂縫和山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害，導(dǎo)致各種環(huán)境問題.[12]減少煤炭開采對新疆環(huán)境造成的影響，應(yīng)采取以下措施：

2.1 通過頂層設(shè)計(jì)從政策方面強(qiáng)化綠色發(fā)展

“十四五規(guī)劃和2025年遠(yuǎn)景目標(biāo)”對“碳達(dá)峰、碳中和”進(jìn)行了規(guī)劃部署，以加快推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面向綠色低碳轉(zhuǎn)型.我國積極推進(jìn)能源低碳革命，建立綠色低碳產(chǎn)業(yè)體系，積極推進(jìn)可再生能源、新能源電動(dòng)汽車、可移動(dòng)持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)配套設(shè)施等重點(diǎn)領(lǐng)域融合發(fā)展，加快探索培育新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，形成新增長動(dòng)能，加快探索建立健全覆蓋綠色、低碳、循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系.

2.2 通過綠色金融從資金方面引導(dǎo)綠色發(fā)展

我國的銀行被限制向高碳排放行業(yè)企業(yè)投放資金，要求加大對低碳行業(yè)的資金支持.政府部門可以通過財(cái)稅政策引導(dǎo)并逐步完善碳稅、碳交易等的發(fā)展.

2.3 通過科學(xué)技術(shù)從產(chǎn)業(yè)上實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展

我國在對已有的高能耗高排放企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)降低能耗的同時(shí)，大力進(jìn)行科技創(chuàng)新，利用新技術(shù)發(fā)展新能源、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、智能經(jīng)濟(jì)、可再生能源、植樹造林等.目前科技部正抓緊研究制定《“碳達(dá)峰、碳中和”科技創(chuàng)新行動(dòng)方案》以推進(jìn)“碳中和”技術(shù)發(fā)展路線圖的編制，并設(shè)立了“碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專項(xiàng).

2.4 加強(qiáng)應(yīng)對氣候變化國際合作

積極參加應(yīng)對氣候變化有關(guān)的國際活動(dòng)，積極參與推進(jìn)國際規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)制定，積極建設(shè)“綠色絲綢之路”等.

3 結(jié)論

新疆煤炭開采礦區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞問題對現(xiàn)在煤礦的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響，合理開發(fā)、利用煤礦，保護(hù)礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境是當(dāng)前的重要課題.新疆的煤炭開采通過提高煤礦開采技術(shù)水平、加強(qiáng)礦區(qū)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的宣傳、樹立環(huán)境保護(hù)觀念、合理規(guī)劃煤礦機(jī)械開采設(shè)備、盡量將煤礦器械設(shè)備轉(zhuǎn)移到室內(nèi)、降低噪音對生態(tài)環(huán)境的影響、積極開展礦區(qū)環(huán)境保護(hù)活動(dòng)等活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)煤炭清潔、安全、高效生產(chǎn)和利用，實(shí)現(xiàn)煤炭工業(yè)綠色健康發(fā)展.

實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場艱苦的斗爭，也是對我們黨治國理政綜合能力提升的一次重大考驗(yàn).各地要認(rèn)識到低碳工作的長期性和復(fù)雜性，充分考慮能源環(huán)境問題的區(qū)域差異，結(jié)合礦區(qū)污染狀況，做好生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)工作，因地制宜，通過綠色技術(shù)，實(shí)施產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)領(lǐng)域及關(guān)鍵區(qū)域綠色轉(zhuǎn)型，不斷提高全社會(huì)推動(dòng)綠色低碳發(fā)展的能力，加強(qiáng)綠色低碳發(fā)展的本領(lǐng).

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編輯：琳莉