基于熵理论的煤炭产业可持续发展研究

论文摘要

改革开放以来,我国煤炭生产和消费量始终占能源生产和消费量的2/3以上,煤炭经济不仅关系着我国的能源安全,而且直接影响和制约着我国社会经济的健康可持续发展。进入二十一世纪以来,随着我国GDP持续稳定增长,能源需求总量不断攀高,作为能源生产和消费主体的煤炭产业面临着巨大压力,其可持续发展也受到了前所未有的威胁……煤炭资源总量急剧减少、回采率和综合利用率依然低下、煤炭开采加工及使用过程中对生态环境破坏更加严重、煤炭企业增速过快,产业内部低级简单竞争……极有可能导致又一个“公用品悲剧”的发生。无容置疑,在多元化能源格局日渐成熟、低碳经济日益发展的时代背景下,快速提升煤炭产业可持续发展水平成为具有重大理论和现实意义的课题。本文针对这一问题,依据系统科学理论,阐明了煤炭产业可持续发展系统是一个开放的复杂系统,并按照系统的功能特点,将其划分为社会经济子系统、煤炭生产子系统和生态环境子系统;依据耗散结构形成的条件分析得出煤炭产业可持续发展系统是一个典型的耗散结构系统,只有外部负熵的绝对值大于内部正熵,煤炭产业可持续发展系统才能健康运行;依据煤炭产业特性,建立了以煤炭资源总量、煤炭资源回采率、产业集中度、煤炭开采安全程度、煤炭产业环保程度、煤炭产量占能源产量的比重为序参量的煤炭产业可持续发展熵变模型。进而查阅相关资料,运用熵值法确定了各个指标的权重,并计算得到我国煤炭产业可持续发展系统及各个子系统的熵变情况,据此分析了我国煤炭产业可持续发展系统的运行状态。最后,针对分析结果提出了提高社会经济子系统、煤炭生产子系统和生态环境子系统的可持续发展的建议和对策。本文可能创新之处:(1)从系统科学角度界定分析煤炭产业可持续发展系统。本文从系统科学的角度出发,依据系统的功能特点将煤炭产业可持续发展系统划分为社会经济子系统、煤炭生产子系统和生态环境子系统。并根据熵理论,寻找各子系统的序参量,进而建立了煤炭产业可持续发展系统的熵变模型。(2)运用熵变模型定量分析煤炭产业可持续发展。本文使用熵值法确定指标的权重,用熵变模型计算煤炭产业可持续发展系统的发展状态,在权重的确定和煤炭产业可持续发展的状态上均使用了定量研究的办法。本文的重点难点:(1)确定系统的序参量。影响煤炭产业可持续发展系统健康发展的因素很多,社会经济、勘探开采、加工使用、生态环保等等,在如此多的因素中确定系统的序参量,是本文的难点之一。(2)熵变模型的构建。耗散结构理论认为系统从无序走向有序或者从低级有序走向高级有序的条件是外熵的绝对值大于内部产生的正熵。熵理论认为,影响系统的变量可以分为快变量和慢变量,慢变量也就是序参量可以影响快变量的变化,影响系统的发展方向。在这个理论的指导下建立熵变模型,是本文的重点和难点。(3)我国煤炭产业可持续发展的实证分析。根据熵变模型和有关统计数据,计算我国煤炭产业的熵变情况,进而分析我国煤炭产业的发展状况,并据此提出建议和对策,是本文的重点。本文通过定量研究煤炭产业可持续发展系统的熵变情况,拓展了煤炭产业可持续发展的研究思路,指出了煤炭产业可持续发展存在的问题和解决对策,旨在提高煤炭产业发展的可持续性,具有理论意义和现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 选题依据
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.2.1 课题研究的目的
• 1.2.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究成果综述
• 1.3.1 国外研究成果综述
• 1.3.2 国内研究成果综述
• 1.4 研究的主要内容与方法
• 1.4.1 研究的主要内容
• 1.4.2 研究所做的主要工作
• 1.4.3 研究的主要方法
• 1.5 研究的技术路线图
• 2 相关理论基础
• 2.1 熵理论
• 2.1.1 熵的涵义
• 2.1.2 熵的性质
• 2.2 耗散结构理论
• 2.2.1 耗散结构的基本内涵
• 2.2.2 耗散结构的特征
• 2.2.3 耗散机构形成的条件
• 2.3 可持续发展理论
• 2.3.1 可持续发展概念的提出
• 2.3.2 可持续发展的基本内涵及特征
• 3 煤炭产业可持续发展系统
• 3.1 煤炭产业可持续发展系统构成
• 3.1.1 社会经济子系统
• 3.1.2 煤炭生产子系统
• 3.1.3 生态环境子系统
• 3.2 煤炭产业可持续发展系统耗散结构分析
• 3.2.1 开放性
• 3.2.2 远离平衡态
• 3.2.3 非线性耦合
• 3.2.4 随机涨落
• 4 煤炭产业可持续发展系统熵变模型构建
• 4.1 煤炭产业可持续发展系统的熵理要求
• 4.2 煤炭产业可持续发展系统的序参量
• 4.2.1 序参量涵义
• 4.2.2 煤炭产业可持续发展系统引入序参量的意义
• 4.2.3 煤炭产业可持续发展系统的序参量
• 4.3 模型构建
• 4.4 模型结果分析
• 5 我国煤炭产业可持续发展系统实证分析
• 5.1 研究数据
• 5.1.1 源数据
• 5.1.2 相关公式
• 5.2 权重确定
• 5.2.1 熵值法
• 5.2.2 权重计算
• 5.3 熵变计算
• 5.4 结果分析
• 5.4.1 社会经济子系统的熵分析
• 5.4.2 煤炭生产子系统的熵分析
• 5.4.3 生态环境子系统的熵分析
• 6 建议与对策
• 6.1 社会经济子系统
• 6.1.1 产业集中度
• 6.1.2 安全状况
• 6.1.3 能源消费结构
• 6.2 煤炭生产子系统
• 6.2.1 煤炭资源勘探
• 6.2.2 煤炭资源开采
• 6.3 生态环境子系统
• 6.3.1 土地填充
• 6.3.2 保水开采
• 6.3.3 煤层气开发
• 6.3.4 矸石产出量控制
• 7 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文