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作者 | 严井池 编审 | 陈小辉
当前，中国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段，低碳环保绿色发展是高质量发展之题中应有之义。“十四五”规划再次重申经济社会发展的主要目标之一是生态文明建设实现新进步，而推动绿色发展，关键在于绿色技术创新。
为了更好观察中国的绿色技术创新，零壹智库基于绿色专利等数据构建评价模型，将陆续推出中国绿色创新指数系列报告，从区域、城市、产业、企业等层面进行研究，欢迎业界提供绿色创新案例。本文将聚焦采矿业的绿色技术创新。
2021年11月9日，国家发改委联合十部门印发《“十四五”全国清洁生产推广行动方案》，指出要大力推进重点行业清洁能低碳改造。重点行业通过实施绿色技术创新是实现清洁生产的关键。那么，我国重点行业绿色技术创新情况怎样呢？在此，我们参照文献以专利申请数量衡量技术创新的通常做法，以采矿业的绿色专利申请数量和授权数量衡量该行业的绿色技术创新，以分析该行业的绿色技术创新情况。总体结论如下：
从区域看：2008—2021年，北京和山东的绿色技术创新遥遥领先。北京以1310件绿色专利申请数和817件绿色专利授权数位列第一。山东以978件绿色专利申请数和651件绿色专利授权数位列第二。
从上市公司主体看：2008—2021年，中国石油（601857.SH）、中国石化（600028.SH）、石化油服（600871.SH）、中海油服（601808.SH）等大型石油化工国企排名靠前。其中，中石油所申请的绿色专利数和授权数位列第一，分别为283件和199件。从近五年绿色专利申请增长率看，石化油服（600871.SH）以43%的增长率排名第一，其次依次为贝肯能源 (002828.SZ)、紫金矿业 (601899.SH)。其中，贝肯能源是唯一能排进前三的大型石油勘探民营企业
一、绿色技术创新的测度
绿色技术创新的界定并不统一，金培振和殷德生（2019）在《世界经济》上认为绿色技术创新是以绿色技术为导向的创新，凡能实现资源节约和环境保护的技术创新行为均可认定为绿色技术创新。零壹智库依据金培振和殷德生（2019）的做法，使用绿色专利检索式，采用环保、节能等十多个关键词，从智慧芽数据库中采集了2008-2021年各省和上市公司关于采矿业绿色专利申请的原始数据，以采矿业绿色专利申请数和授权数来测度该行业绿色技术创新的发展水平。
二、采矿业的种类和对环境的污染
采矿业是一个什么样的行业呢？对环境的污染有哪些？这里我们先分析一下采矿业的类型和对环境的污染。
（一）采矿业的三大类型
采矿业是指以大自然为劳动对象，通过开采和采伐等手段以获取自然资源的工业部门，主要分为能源开采，金属开采和非金属开采三大类。其中，能源开采主要包括煤，石油和天然气的开采；金属开采包括铁矿、其他金属和稀有金属的开采；非金属开采包括砂石、化学原料和盐业开采。截止到2021年底，采矿业共有上市公司78家，主要分布在山西、内蒙和山东等矿业大省。
图1：采矿业种类
（二）采矿业对环境的污染
采矿业对环境的污染主要是水污染和大气污染。采矿业之所以产生水污染，主要在采矿、选矿活动中产生的表水或地下水含酸性、重金属和有毒元素，从而污染河道、破坏整个水系，影响生活用水、工农业用水。大气污染主要是因为露天采矿及地下开采所产生的粉尘，废石场的氧化和自然释放出的大量有害气体。
三、地区层面：北京，山东领先
不同省份在采矿业绿色技术创新的表现存在着明显差异。这一部分首先介绍不同省份在采矿业绿色技术创新的表现，然后简述其表现背后的原因。
（一）北京，山东遥遥领先
分地区看，2008—2021年北京和山东的绿色技术创新遥遥领先。北京以1310件绿色专利申请数和817件绿色专利授权数位列第一。山东以978件绿色专利申请数和651件绿色专利授权数位列第二。总体看，排名靠前的省份都为一些矿业大省，具有矿山和相当数量的采矿企业。
图2：2008-2021年采矿业绿色专利申请总数前10省份（单位：件）
数据来源：智慧芽，零壹智库
图3：2008-2021年采矿业绿色专利授权总数前10省份（单位：件）
数据来源：智慧芽，零壹智库
零壹智库认为，北京、山东绿色技术创新领先的原因如下：
1.北京总部效应明显
北京聚集着大量采矿业国企总部，而且由于绿色科技资源比较丰富，产业基础雄厚，所以申请和被授权的绿色专利数量最多。比如，中石油，中石化和中海油的总部都在北京，这些企业申请了大量的绿色专利。从北京采矿业绿色专利申请人主体类型来看，中石油和中石化绿色专利申请数量遥遥领先，分别为289件和206件，拥有极高的绿色技术创新能力。其他申请主体类型大多为其子公司和所属研究院。
图4：2008-2021年北京采矿业绿色专利申请人申请数排名（单位：件）
数据来源：智慧芽，零壹智库
2.山东绿色矿山建设突出
山东绿色技术创新靠前的原因在于其为矿产资源大省，国家级绿色矿山数量位居全国前列。根据2019年各省上报的国家级绿色矿山数据显示，山东以72个国家级绿色矿山排名第二。其覆盖的行业包括煤炭、黄金行业和黑色金属行业等。山东十分重视绿色矿山建设工作。2017年底，山东省印发了《绿色矿山建设工作方案的通知》，制定了绿色矿山建设标准，加快推广实施绿色勘查，积极推动绿色矿业发展示范建设等。这极大地促进了山东采矿业绿色专利申请数量的激增。
此外，山东绿色金融发展良好，也是原因之一。自2017年以来，山东一直鼓励银行业金融机构研发绿色矿山特色信贷产品，加大对环境恢复治理，重金属污染防治，资源循环利用等方面的资金支持制度。鼓励金融机构积极做好对绿色矿山企业的金融服务和金融支持。鼓励社会资本成立各类绿色矿业产业基金，为绿色矿山项目提供资金支持。“十三五”期间，中国工商银行山东省分行累计向全省能源行业提供绿色信贷支持近2000亿元，这直接影响到了采矿业的绿色技术创新。
图5：2019年各省国家级绿色矿山数目（单位：个）
数据来源：智慧芽，零壹智库
四、上市公司层面：中石油排名第一
企业是绿色技术创新的主体。这里我们再看看矿业上市公司绿色技术创新的表现，并选取表现优异企业的典型绿色专利做案例分析。
（一）中石油绿色专利申请总量位列第一
2008—2021年采矿业企业绿色专利申请总量上来看，中国石油（601857.SH）、中国石化（600028.SH）、石化油服（600871.SH）、中海油服（601808.SH）等大型石油化工国企排名靠前。其中，中石油所申请的绿色专利数和授权数位列第一，分别为283件和199件。中石化和石化油服绿色专利申请数和授权数分别位列第二和第三位。上榜公司大多为石油化工企业和油气勘探公司，而且以国有企业为主(见表1，表2)。这说明我国采矿业绿色技术创新主要还是由国有企业推动。这些国企具有雄厚的资金和人才支持, 有实力实施绿色技术创新。
表1：2008-2021年采矿业上市公司绿色专利申请总数排名
数据来源：智慧芽，零壹智库
表2：2008-2021年采矿业上市公司绿色专利授权总数排名
数据来源：智慧芽，零壹智库
这里选取绿色专利申请和授权数排名第一的中石油做案例分析。中石油作为一家传统油气行业，近年来实施了不少绿色行动。比如，2019年中石油设立了低碳管理专门机构，研究制订了《绿色发展行动计划2.0》《甲烷排放管控行动方案》，在2019年甲烷排放强度比2017年下降了12.3%的基础上，预计2025年甲烷排放强度再降低50%，力争达到世界一流甲烷排放管控水平。下面介绍中石油几个典型绿色专利。
1.废弃水基钻井液调配工艺
作为石油天然气钻井过程中的血液，钻井液是保证其正常运行不可或缺的，它能起到平衡地层压力，携带和悬浮钻屑，清洗井底，保护井壁，冷却和润滑钻具以及传递动力等作用。但在石油与天然气的钻探过程中，将产生大量的废弃钻井液，会造成水污染。
中石油研发的这个钻井液调配工艺对废弃钻井液进行改造，使得改造后的钻井液具有较好的稳定性，抗温，抗膏盐，抗盐水污染能力，并且易于维护处理。还可以稳定井壁，防止由于井壁水敏性造成井壁垮塌，以保证井下安全。
2.一种回收油井套管气的药剂添加装置
由于油田在开采过程中需要向井筒内添加化学药剂进行防蜡降粘，现有技术在打开套管阀门的时候，井底的天然气就会溢到空气中，造成空气污染。为解决以上技术问题，中石油研发了一种回收油井套管气的药剂添加装置。
这个装置可以使化学药剂添加进去后储存到罐体顶部密封，使整个药剂添加装置内部形成一个密闭空间。这样，从套管口溢出的套管气经过油井井口套管管线进入到装置中后，不仅不会泄露到空气中，而且会随着所加化学药剂重新回到油井内，避免了套管气的浪费和空气污染。图6为该装置的简易图。其中 1、气体平衡管 2、气体平衡控制阀门 3、套管阀门 4、药剂释放控制阀门 5、弯头 6、锥形体 7、药剂储存罐体 8、放气管 9、药剂添加控制阀门 10、药剂添加漏斗 11、油井井口套管管线 12、放气控制门阀 13、药剂排出管线。
图6：一种回收油井套管气的药剂添加装置
资料来源：智慧芽
（二）石化油服专利申请增长率排名第一
2016—2021年采矿业企业绿色专利申请增长率上来看，石化油服以43%的绿色专利申请增长率排名第一，其次依次为贝肯能源 (002828.SZ)，紫金矿业(601899.SH)。从榜单上来看，国有企业仍然占据多数席位。其中，贝肯能源是唯一能排进前三的油气勘探，开发及工程技术服务的大型综合性民营企业。
表3：2016-2021年采矿业上市公司绿色专利申请增长率排名
数据来源：智慧芽，零壹智库
贝肯能源是一家位于新疆克拉玛依市从事油气，盐卤，地热等勘探，开发及工程技术服务的大型综合性企业。该公司具有较强国际竞争力，创新力和抗风险能力，并且是处于国内领先地位的油田工程技术服务公司。
贝肯能源拥有高效的研发管理体制，长期致力于科技创新，目前已形成完整的研发体系，具备较强的自主研发能力。公司重视生产经营绿色发展，于2017年成立了贝肯环保科技有限公司，争取实现公司生产经营过程中，泥浆不落地，原料无害化，生产洁净化，废物资源化，能源低碳化的目标。
紫金矿业长期把科技创新作为第一动力来实现绿色发展。紫金矿业近年来累计投入研究经费近20亿元，成立“低品味难处理黄金资源综合利用国家重点实验室”，大力发展循环经济，通过提高设备现代化程度，强化对采矿损失率，矿石贫化率，选矿回收率，设备运转率，劳动生产率等“五率”指标的管理，并加强对废渣，废水的综合利用，提高资源利用率。这里介绍紫金矿业几个典型绿色专利。
1.高砷金精矿中分选毒砂的选矿方法
该专利提供一种能够绿色环保的从高砷金精矿中分离毒砂和黄铁矿的方法，可分选出含砷小于1%，含金较高的低砷金精矿和含砷高，含金较低的高砷尾矿，提升了金的综合计价系数和效益。该发明可同时用火法和湿法冶炼原材料，避免纯火法冶炼过程产生含砷烟气污染，不仅提升产品的综合回收价值，更符合“绿色矿业”发展理念。
2.一种处理矿粉装置及其回收系统
矿物加工过程中，碎矿是一个重要的环节，碎矿过程会产生细颗粒的矿粉尘会造成大气污染。由于传统的干式除尘会产生再次扬尘，除尘不彻底，该专利提供了一个装置，可以使矿粉充分与水混合并顺利进入一个工序，提高混合效率，节约用水，防止堵塞，解决了扬尘问题，避免环境污染和对人体造成危害。同时，该装置可以充分回收散落在地面的矿粉资源，也回收利用了水资源，并保持现场环境一尘不染，干净整洁。
五、小结
通过对 2008—2021年重点行业中采矿业绿色专利申请情况和案例的介绍，我们可以总结以下两点规律。
（一）矿业大省领先
首先，从不同省份来看，绿色专利申请和授权数排名靠前的省份多为一些矿业大省，如山东，辽宁，四川，存在着不少矿山，而且也是经济大省。这些省份具备较强的资金和技术促进采矿业实现绿色技术创新，率先践行绿色发展理念，实现产业结构调整，尽可能的减少采矿业生产对环境的污染。
（二）大型国企优势明显
从企业层面来看，大型石化国企如中石油，中石化等无论从绿色专利申请和授权数量上还是增速上都处于领先地位。这说明对于采矿业这种重点行业来说，国企相较于民企更加具备资金和人才优势来实现绿色创新。由于这些企业分支机构众多，在绿色专利申请上具有一定的规模优势。
展望未来，在“双碳目标”的引领下，绿色技术创新政策将持续加码，采矿业可能会涌现出一批降低碳排放的绿色专利。采矿业属于高碳排放的行业，目前企业申请关于降低碳排放的专利较少，相信未来采矿业企业会认识到降低碳排放的重要性，从而为“双碳”目标的达成起到积极的推动作用。
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