為了滿足實現我國經濟社會可持續發展、保障我國生態安全及提高我國國際"綠色競爭力"的現實需求,金屬礦產資源開發利用的高效性與綠色化要求越來越高。《金屬礦產資源高效綠色開發工程管理》匯集了多年來作者及其研究團隊在金屬礦產資源高效綠色開發利用工程管理領域的研究成果,詳細探討了其相關理論、評價體系、決策方法、軟件工具及應用。《金屬礦產資源高效綠色開發工程管理》率先提出了金屬礦產資源高效綠色開發工程管理理論;將研究中提出的集成動態量化理論運用到金屬礦產資源高效綠色開發工程管理當中;理論與實際密切結合,注重研究成果的凝練和實際應用。
《金屬礦產資源高效綠色開發工程管理》可為金屬礦產資源開發利用相關領域的學者提供參考,為工程實施者提供指導,同時還適合作為工程類、管理類的本科生、研究生相關課程的教學參考書。
理論篇
第1章金屬礦產資源高效綠色開發概論3
1.1金屬礦產資源高效綠色開發的內涵3
1.2金屬礦產資源高效綠色開發的現實意義5
1.3工程管理在金屬礦產資源高效綠色開發中的作用14
第2章金屬礦產資源高效綠色開發工程管理理論基礎18
2.1金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的定義18
2.2金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的特征22
2.3金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的內容24
2.4金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的相關理論26
2.5金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的集成動態量化理論44
方法工具篇
第3章金屬礦產資源高效綠色開發評價指標體系51
3.1金屬礦產資源高效綠色開發的動力系統分析51
3.2評價指標體系的指導思想53
3.3評價指標體系的基本原則54
3.4評價指標體系建立與指標體系選擇的方法56
3.5金屬礦產資源高效綠色開發評價指標體系的設置框架58
3.6金屬礦產資源高效綠色開發指標體系60
第4章金屬礦產資源高效綠色開發決策模型和方法62
4.1金屬礦產資源開發選區風險評價方法63
4.2金屬礦產品市場風險評價方法67
4.3金屬礦產資源開發項目評價和方法71
4.4金屬礦產資源開發不確定性決策方法74
第5章金屬礦產資源高效綠色開發決策支持系統94
5.1工程管理與決策軟件簡介94
5.2金屬礦產資源高效綠色開發決策支持需求99
5.3現有金屬礦產資源高效綠色開發決策支持工具及其問題102
5.4金屬礦產資源高效綠色開發利用決策支持平臺106
實踐篇
第6章金屬礦產資源開發利用科技發展戰略工程137
6.1工程背景137
6.2工程實施過程137
6.3工程決策方法與工具139
6.4工程實施結果148
第7章固體礦產業持續技術創新工程154
7.1工程背景154
7.2工程實施過程155
7.3工程決策方法156
7.4工程實施結果165
第8章大型金屬礦產資源基地可持續發展系統評價分析169
8.1大型金屬資源基地可持續發展系統評價問題的提出170
8.2大型金屬資源基地RESE系統的"持續協調"測度模型171
8.3系統結構與功能設計175
8.4系統運用與結果分析177
第9章海外金屬礦產資源開發191
9.1湖南有色金屬控股集團有限公司投資決策實例191
9.2金川國際投資決策實例195
9.3俄羅斯有色金屬資源投資決策實例199
展望篇
第10章金屬礦產資源高效綠色開發發展趨勢205
10.1對城市礦產的開發利用成為重點領域205
10.2金屬礦產資源開發利用的數字化、智能化與無人化208
10.3金屬礦產資源高效綠色開發工程管理的集成化與模塊化210
參考文獻212
第1章金屬礦產資源高效綠色開發概論
1.1金屬礦產資源高效綠色開發的內涵
金屬礦產資源是生態系統中物質和能量的主要來源之一,是對國家安全和社會經濟發展起著至關重要作用的戰略物資。根據性質和用途,金屬礦產資源可以分為黑色金屬礦產和有色金屬礦產。
金屬礦產資源屬于不可再生資源,數量有限。而且我國金屬礦產資源也存在諸如"資源的品質較差, 貧礦多富礦少, 小型礦多大型礦少, 共伴生礦多單一礦種少"等特點[1],這使得我國在礦產資源綜合利用方面效率低下。而且在有色金屬礦產資源的開發利用中,礦產資源開發方式的不恰當也帶來了日益惡化的環境問題。基于此,金屬礦產資源的高效綠色開發顯得尤為必要,其一方面可以解決目前金屬礦產資源需求增長與可持續利用的矛盾,另一方面也有利于幫助企業理順價值創造、經濟效益和環境保護的關系。
在資源的開發利用中,有許多與高效綠色開發概念類似的觀點,如綠色開采、清潔開發、循環利用、集約生產、無廢開采等,這些觀點的表述或許不同,但表達的意思或多或少地涵蓋了高效綠色開發的思想。
20世紀60 年代,循環經濟(cyclic economy)的概念在美國經濟學家波爾丁(Kenneth E. Boulding)的專著《宇宙飛船經濟觀》中被提出。循環經濟是指基于自然生態系統的物質循環和能量流動規律,高效有序地將經濟活動構成一個封閉型物質能量循環的流程。區別于傳統經濟的"高開采、低利用、高排放"目標,循環經濟的目標是"低開采、高利用、低排放"[2]。
至于綠色開采,則是傾向循環經濟中綠色工業的概念,遵循綠色工業原則,努力達成一種與環境協調一致的開采技術,從而實現"低開采、高利用、低排放"。
無廢開采于1984年在聯合國歐洲經濟委員會會議上被提出。無廢開采是一種生產產品的方法,通過這種方法的使用,在原料―資源―生產―消費―二次原料資源的循環中,原料和能源都可以得到合理的綜合利用,同時循環中的各個環節對環境的作用都不會破壞環境的正常功能[3]。
作為世界各國長期工業污染防治經驗的結晶,清潔生產則是在較長的工業污染防治過程中逐步形成的。而清潔生產的實施與推廣,大致可以劃分為三個階段:階段是在20 世紀70年代,美國3M公司開展了"3P"(pollution prevention pays)計劃。"3P"計劃使人們在增強企業競爭力的同時也開始關注自身行為對環境的影響。后來 "3P"計劃逐漸向不同行業、不同地區拓展;在20 世紀80年代末期,企業和政府開始認可和接受清潔生產,清潔生產從此進入快速發展時期。1989年,清潔生產概念被聯合國環境規劃署(United Nations Environment Programme,UNEP)正式提出。同時UNEP也積極推動清潔生產的實施,世界范圍內興起了清潔生產浪潮,并獲得了很大的成功,清潔生產成為全球關注的熱點[4]。
集約概念與粗放概念相對,是指通過借助先進技術和科學規劃,從而實現高效產出及環境損害減少等目標的經營方式。李裕偉從強度和深度兩個角度解釋了礦產集約開發的概念。金屬礦產集約開發具體可以理解為降低礦床工業指標,提高資源回收率,提升綜合利用率及礦產品加工深度,延伸礦山產業鏈等的一種開發方式[5]。
何謂金屬礦產資源高效綠色開發? 開發主體把金屬礦產資源與環境作為一個整體,在充分回收、有效利用金屬礦產資源的同時,協調地開發、利用和保護金屬資源開發利用地區的土地、水體等各類資源,在滿足當前需求和金屬資源的可持續發展目標的基礎上,實現資源經濟環境三者統一協調的開發過程,同時也使環境保護不再成為制約企業創造經濟效益的瓶頸,甚至可以讓綠色高效生產成為企業的競爭優勢。
從內涵看,高效綠色開發兼顧了各方主體的利益,遵循在生態環境容量和資源承載力等約束條件下,將環境保護和資源高效利用作為開發的核心內容。
從宏觀層面來說,金屬礦產資源的高效綠色開發,主要是切實關注社會層面金屬資源的后續消費和可持續利用,以實現資源經濟環境的協調發展。
從中觀層面來說,金屬礦產資源的高效綠色開發是指發揮科技創新對金屬礦產資源開發的支撐作用,通過技術創新、管理創新和勞動者素質的提高,減輕資源開發對生態環境的壓力,同時建設一批資源綜合利用、再生資源回收體系、城市礦產基地等循環經濟示范工程,從而樹立標桿,增強推廣力度,促進金屬礦產行業的產業技術、要素稟賦,終乃至整個產業鏈的升級,為在微觀層面的企業進行金屬資源綠色高效開發提供一個良好的外部環境。
從微觀層面來說,金屬礦產資源的高效綠色開發主要是指在平時的運營過程中,企業要把資源消耗、環境損害、生態效益指標納入經營目標,通過對礦區資源進行綠色開發設計、采用環境友好的高效新技術和工藝、優化業務流程等方式,實現固體廢料產出小化和資源化、礦產資源有價元素的綜合利用,實現礦產資源的充分開發和回收以及對礦區及礦區周邊環境的保護。其在實現經濟效率的同時實現了對環境的保護。或者企業甚至能夠將綠色環保作為企業的價值來源,創造相較于其他同類型企業的核心競爭優勢。
1.2金屬礦產資源高效綠色開發的現實意義
1.2.1金屬礦產資源高效綠色開發是緩解我國金屬礦產資源結構性失衡矛盾的重要途徑
目前,我國正大快步地走在工業化、信息化、城鎮化和農業現代化的"四化"建設道路上。從自然資源的消耗角度來看,工業化階段伴隨著各種自然資源的大量消耗[6]。就工業化過程中經濟發展與金屬礦產資源消費規律這一議題,國內外學者根據發達國家一百多年來的相關數據進行了研究。研究得到的結論是:一國的基本金屬消費量與其經濟發展階段密切相關,在工業化階段,伴隨著工業化進程的推進,一國或地區金屬礦產資源消費量也持續迅速增長[7]。這種關系具體表現為:工業化進程中,金屬消費總量與國內生產總值(GDP)的增長呈S形曲線關系――農業社會中,金屬資源消耗與經濟增長之間未呈現明確的關系;前工業化階段,金屬資源的人均消費開始增長;工業化經濟快速發展階段, GDP 呈現顯著增長,與此同時,金屬資源消費總量也同步顯著增長;進入工業化階段的成熟期,盡管GDP仍在持續增長,但金屬資源消費總量的增長速度趨緩,并在某一GDP 值(工業化基本完成)時達到值;而進入到后工業化階段,金屬資源消費總量不再增長或緩慢下降(詳見圖1-1)。國內外學者根據發達國家的經驗發現的第二個規律是:人均金屬消費量與工業化進程間存在密切聯系,在前工業化階段,粗鋼等金屬的人均金屬消費量達到;工業化階段則對應著銅鋁等基本金屬的人均金屬消費量;而稀有金屬等金屬資源的人均消費總量峰值則會在后工業化階段出現(詳見圖1-2)[8,9]。
圖1-1發達國家金屬消費總量與經濟發展階段關系圖
圖1-2發達國家人均金屬消費量與工業化發展階段的關系
20世紀90年代初,我國開始進入經濟快速發展階段,在經濟總量不斷擴張的同時,金屬資源消費量隨之顯著增加。大量的數據顯示,處于工業化進程中的中國金屬資源消費與經濟增長之間也存在與發達國家類似的長期互動關系(詳見圖1-3)。
圖1-32001~2010年我國銅、鋁、鉛、鋅消費量數據圖
既然我國現階段對金屬資源存在大量的需求,那么我國金屬資源的供給情況又如何呢?令人憂慮的是,我國金屬資源的基礎條件并不樂觀,金屬礦產資源結構性失衡矛盾突出。從資源總量上看,我國的確是金屬礦產資源較為豐富的大國――對于世界上已發現的金屬礦產,我國基本都有探明儲量。其中,鎢、錫、銻、稀土、鉭、鈦的探明儲量居世界位;釩、鉬、鈮、鈹、鋰的探明儲量居世界第二位;鋅的探明儲量居世界第四位;鐵、鉛、金、銀等的探明儲量居世界第五位[10]。
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