La industria del carbón es un sector multifacético que integra la minería, el transporte, el procesamiento y la gestión ambiental. Como proveedor crucial de combustible y materias primas, está profundamente arraigado en los sistemas energéticos nacionales y estrechamente interconectado con marcos industriales más amplios, como la ingeniería química del carbón, ejerciendo así una profunda influencia en la sociedad moderna. Dentro de la estructura energética históricamente dependiente del carbón de China, la industria sigue siendo fundamental para garantizar la seguridad energética y sostener un rápido crecimiento económico. Para 2024, la producción de carbón crudo de China alcanzó los 4.760 millones de toneladas, lo que representa el 83% del consumo total de energía y genera una producción económica superior a los 4 billones de yuanes. Las prácticas mineras extensivas a largo plazo, la baja eficiencia en la utilización de los recursos y la gobernanza ambiental rezagada han planteado desafíos significativos para el desarrollo sostenible de la industria del carbón. Sin embargo, la actual transición sostenible de la industria del carbón a menudo se limita a ajustes en etapas individuales, lo que produce solo mejoras marginales.

El concepto de economía circular, que enfatiza el ciclo de retroalimentación de "recursos-productos-recursos reciclados", se alinea estrechamente con las características integradas de producción y consumo en la industria del carbón. Por ello, es una solución muy prometedora para la transición sostenible de la industria.

La integración de los principios de la economía circular en la industria del carbón proporciona una vía integral hacia la sostenibilidad. Los académicos han destacado su potencial para mitigar las externalidades ambientales asociadas con las operaciones de la industria. Por ejemplo, Yu demostró que las prácticas de la economía circular reducen significativamente las emisiones de gases de efecto invernadero al tiempo que mejoran la conservación y el reciclaje de recursos críticos como el agua y el metano de las minas de carbón. Tayebi-Khorami et al. aplicaron marcos de economía circular a la gestión de residuos mineros, mitigando eficazmente los riesgos de responsabilidad asociados con la generación de residuos. Además, la economía circular ha facilitado el surgimiento de nuevas cadenas de valor dentro de la industria del carbón, abordando el estancamiento de larga data en el desarrollo industrial. Marinina et al. desarrollaron un modelo de negocio circular adaptado a la cadena de producción de carbón y validaron empíricamente su eficacia para fomentar la creación de valor. De manera similar, Kulczycka et al. examinaron las estrategias de gestión de residuos en la industria del carbón bajo los marcos regulatorios de la UE, revelando que tales medidas no solo promueven la simbiosis industrial, sino que también contribuyen significativamente al crecimiento económico a largo plazo.

A nivel macro, la economía circular sirve como un marco impulsado por políticas que proporciona orientación estratégica para establecer objetivos de desarrollo verdes y sostenibles en la industria del carbón, mientras que a nivel micro, permite una utilización más eficiente de los recursos. Se aparta del modelo lineal tradicional de “minería-fabricación-consumo-eliminación” y, en cambio, promueve un modelo rediseñado de producción-consumo alineado con los requisitos de sostenibilidad.

Para evaluar de forma rigurosa y precisa el desarrollo de la economía circular en la industria del carbón, los investigadores han empleado diversos métodos analíticos. Entre ellos, el análisis del flujo de materiales, el análisis de correlación gris, la evaluación exhaustiva difusa y el análisis envolvente de datos (DEA) son los enfoques más comunes. La investigación actual sobre la medición de la economía circular en la industria del carbón se centra principalmente en diferentes escalas, como el nivel nacional, el industrial y el de las zonas mineras. Estos estudios analizan los resultados operativos de la economía circular para identificar estrategias clave para mejorar la circularidad en la industria del carbón. Sin embargo, estos estudios suelen centrarse únicamente en revelar la puntuación general de la economía circular, sin profundizar en sus mecanismos subyacentes. Además, el proceso de evaluación suele ser opaco, funcionando como una "caja negra" que dificulta la identificación de los nodos críticos del sistema.

En consecuencia, este estudio tiene como objetivo evaluar los mecanismos evolutivos de la eficiencia de la economía circular en la industria del carbón desde una perspectiva de sistemas. Investiga cómo los procesos internos de la economía circular, que abarcan la minería, el procesamiento, la utilización y el tratamiento y reutilización de residuos, dan forma a la eficiencia general del sistema. Los resultados de la investigación proporcionan nuevas direcciones para la transformación sostenible de la industria del carbón de China. Específicamente, el estudio tiene como objetivo abordar tres preguntas clave: ¿Cómo ha evolucionado el modelo de desarrollo de la economía circular en la industria del carbón de China? ¿Cuáles son los vínculos clave que influyen en el desarrollo de la economía circular en la industria del carbón de China? ¿Qué impulsores subyacentes explican la heterogeneidad regional en la eficiencia de la economía circular en la industria del carbón de China? Para abordar estas preguntas, el documento construye una red de ciclo de materiales que abarca todo el proceso de producción-consumo, introduce indicadores de eficiencia para descubrir los mecanismos evolutivos del desempeño de la economía circular a nivel provincial y propone estrategias específicas para facilitar la transformación sostenible de la industria del carbón de China.

Este artículo construye de forma innovadora un marco integral de red de ciclo de materiales para el sistema de economía circular de la industria del carbón y evalúa la eficiencia de la economía circular de la industria carbonífera provincial china entre 2011 y 2021 mediante un modelo de evaluación integral que integra el análisis emergético y el análisis envolvente de datos de red dinámica (DEA). La investigación profundiza en las características evolutivas de la economía circular de la industria carbonífera e identifica las causas subyacentes de su ineficiencia. Los resultados revelan que la economía circular en la industria carbonífera china ha atravesado tres etapas: el período de transformación, el período de refuerzo y el período de crecimiento, siendo la ineficiencia en la reutilización de residuos el factor clave que restringe la mejora general de la eficiencia. El modelo de economía circular en la fase de producción está cambiando gradualmente de un modelo lineal extensivo a un modelo limpio de circuito cerrado, mientras que persiste una brecha significativa entre el modelo lineal de altas emisiones y el modelo de circuito cerrado de baja contaminación en la fase de utilización. Además, la heterogeneidad regional surge principalmente de desequilibrios en la eficiencia operativa del sistema de economía circular. Este estudio no solo revela las razones profundas de la baja eficiencia de la economía circular en la industria del carbón de China, sino que también proporciona estrategias y direcciones para lograr una economía circular más eficiente y objetivos de mitigación del carbono.