煤炭行业循环经济发展理论及应用研究博士学位论文

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1、山东大学博士学位论文煤炭行业循环经济发展理论及应用研究姓名：袁学良申请学位级别：博士专业：环境工程指导教师：马春元;张凯20080524摘要—■■青膏宣葺ii皇i宣暑iiiiiiii宣i皇鼍-lllllFlI'II煤炭作为我国社会经济发展最可靠、最有保障的能源，具有不可替代性，在我国能源生产与消费中的主体地位短期内不会改变。随着我国经济的快速增长，煤炭需求量将会持续增加。长期以来，煤炭行业一直延续纵向延伸的产业发展模式，而对自身的资源循环缺乏必要的关注和系统的研究。研究煤炭行业的循环经济，有利于转变煤

2、炭行业的经济增长方式，促进煤炭资源合理开发和有效利用，缓解我国能源短缺的严峻现实。发展循环经济是煤炭行业实现资源节约、经济发展和环境保护相协调的重要手段。本文以煤炭行业循环经济发展理论分析为基础，结合煤炭行业环境影响识别、资源代谢分析与元素代谢分析以及系统集成和价值流分析，探索具有普遍意义的煤炭生态产业链网和循环经济发展模式、科学适用的煤炭行业循环经济发展指标体系以及衡量煤炭行业循环经济发展水平的评价模型，并结合具体实例对相关理论与模型进行了实证分析。相关研究成果的取得，可以为我国煤炭行业循环经济发展

3、提供有益的参考和借鉴。煤炭行业循环经济是当前循环经济领域的研究热点之一，通过对国内外研究现状的分析表明，国外相关研究多集中于煤炭生态工业范畴下对具体技术和措施的实证研究，目的性强但指导意义不足。国内研究则多偏重于规划和政策层次上的宏观研究，缺乏针对性和可操作性，而且在基础理论与发展模式等方面没有形成统一认识。煤炭行业的环境影响识别表明，煤炭在生产、加工、储运、消费的全生命周期内，都会对生态环境产生影响，尤其以对大气环境的影响最为突出。论文分析了循环经济理念对煤炭行业可持续发展的导向作用，塌陷区治理，煤

4、矸石、矿井水、粉煤灰与炉渣的综合利用，煤层气与共伴生矿的开采和利用，洁净煤技术以及矿用物资回用都是循环经济理念下煤炭行业谋求解决和实现的重要内容。资源代谢分析和元素代谢分析是研究煤炭行业循环经济系统代谢的重要方法。在定义资源类别的基础上，分析了资源代谢方式和资源流动路径。从资源利用效率角度分析，资源流动经过的环节越多为产品、副产品、废弃物的利用所提II』东L人学博十学何论文一ail--_iiiiii—i—i■●i—■—iiiiiiii薯皇■●萱—■iiiii供的途径和方式就越多，资源被利用程度就越高；

5、反之则越低。元素代谢分析是研究行业层次资源代谢的一种定量分析方法，对煤炭行业碳、硫等特征元素在煤炭生命周期内的代谢情况进行分析，有助于发现其代谢去向、流失环节和数量。对煤炭行业循环经济进行了系统集成，并分析了循环经济条件下煤炭行业价值链的变化情况。煤炭行业循环经济系统内物质、能量、水、设备设施和信息的集成，分别可以实现资源综合利用、降低能耗、降低水耗、提高设备使用效率和信息共享。循环经济条件下煤炭行业价值链的形成过程以及所涉及的内容更趋于复杂化，通过价值链延伸和价值链环状化与网状化可以实现煤炭价值链增

6、值。通过产业链的组装、补充、延伸和耦合，煤炭行业可以形成由多条横向和纵向产业链构成的产业链网。在煤炭行业循环经济生态产业链网中，煤炭采掘、综合利用电厂和煤化工是决定着整个产业链网形成与完善的三个关键节点。循环经济型煤炭企业、循环经济型煤炭生态工业园、循环经济型煤炭城市以及社会层次的煤炭循环经济是煤炭行业循环经济发展的四种基本模式。煤炭行业循环经济系统的稳定性，取决于煤炭产业链上下游节点间的物质供需关系、关键节点刚性和柔性、产业链接方式的多样性以及循环经济发展的环境与经济效益。采用“目的树”的分析方法构

7、建了包含4个层次、5个子模块、10个要素集，共34个具体指标的煤炭行业循环经济指标体系。采用熵技术修正下的层次分析法对指标体系进行权重赋值，修正后的权重信息量较之修正前增大，可信度进一步提高。应用多级模糊综合评价对循环经济发展水平进行测度，能够很好地克服指标属性的模糊性，识别出煤炭行业循环经济的发展现状和限制因素，获得更为客观的综合评价结果。最后，以兖矿集团为研究对象进行了煤炭行业循环经济发展的实例研究。应用煤炭行业循环经济指标体系和综合评价方法，对兖矿集团循环经济发展水平进行了综合评价。在对兖矿集团

8、煤炭采掘、煤化工、电一电解铝产业进行资源代谢和碳、硫、铝和氟进行元素代谢分析、找出循环经济发展存在问题的基础上，构建了兖矿集团新的循环经济发展模式。在新模式中产业链延长，资源代谢环节数量增加，各节点之间的相互联系更加紧密，整个循环经济产业链网更加丰富，有利于实现资源、经济与环境的共赢。关键词：煤炭；资源代谢；系统集成；生态产业链；循环经济ABSTRACTAsthemostimportantandreliableenergyresourceforthefa