新疆石油加工及煉焦業(yè)環(huán)境學(xué)習(xí)曲線特征分析及節(jié)能減排潛力研究

冷冰冰 朱建雯* 黃韶華

（1新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院新疆烏魯木齊830052 2新疆維吾爾族自治區(qū)環(huán)境保護廳 新疆烏魯木齊830063）

0 引言

“十一五”期間，新疆石油化工行業(yè)按照“支持上游、介入中游、發(fā)展下游”的原則，利用新疆石油、天然氣、煤炭三大優(yōu)勢資源，延伸石油加工產(chǎn)業(yè)鏈主線，形成了準噶爾盆地、塔里木盆地和吐哈盆地三大石油天然氣生產(chǎn)基地和獨山子、克拉瑪依等不同規(guī)模、各具特色的石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)加工基地，石油加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局已基本形成。而石油加工及煉焦業(yè)作為石油化工行業(yè)的一個重要子行業(yè)，在人民生活和經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，同時，它也是石油化工行業(yè)中能耗及污染物排放的重點。新疆石油加工及煉焦業(yè)經(jīng)過改革開放三十多年來的發(fā)展，取得了巨大的成就，已然成為自治區(qū)國民經(jīng)濟重要的支柱產(chǎn)業(yè)，同時也是最具資源優(yōu)勢和發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)之一。

新疆石油加工及煉焦業(yè)將在“十二五”進入跨越式發(fā)展的重要時期。通過對新疆“十五”、“十一五”期間石油加工及煉焦業(yè)在發(fā)展過程中萬元產(chǎn)值水耗及污染物排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線的分析，及其環(huán)境負荷和節(jié)能減排潛力的分析，為構(gòu)建新疆環(huán)境友好型石油加工及煉焦業(yè)的發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 環(huán)境學(xué)習(xí)曲線概念

環(huán)境學(xué)習(xí)曲線是指在學(xué)習(xí)曲線的基礎(chǔ)上，企業(yè)(或行業(yè))在生產(chǎn)過程中，隨著產(chǎn)量的增加，而導(dǎo)致單位產(chǎn)品(或產(chǎn)值)資源消耗(或廢棄物質(zhì)排放)量而呈現(xiàn)的有規(guī)律的變化，它反映了隨著經(jīng)驗的積累和技術(shù)的進步，企業(yè)(行業(yè))在環(huán)境保護方面取得的積極進展，對構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會具有積極意義[1]。

2 指標的選取與數(shù)據(jù)來源

本文選取2000~2010年新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值水耗、廢氣排放、SO2排放、煙塵排放、NH3-N排放、廢水排放、COD排放、固廢排放為指標，反映石油加工及煉焦業(yè)對環(huán)境的影響，以行業(yè)人均GDP反映整個行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展水平。

單位產(chǎn)值(產(chǎn)品)環(huán)境負荷計算公式如下：

EGij=Eij/IGPi

其中，EGij為電力工業(yè)第i時段第j個指標的環(huán)境負荷，單位：萬元產(chǎn)值消耗量或排放量；Eij為該時段第j個指標的能源消耗 (或污染物排放)總量；IGPi為該時段工業(yè)生產(chǎn)總值，單位：萬元[2]。

節(jié)能減排潛力以人均GDP每增加0.1萬元時，萬元產(chǎn)值污染物現(xiàn)實的減排值表示。其具體的計算步驟如下：（1）以新疆電力工業(yè)萬元產(chǎn)值污染物排放的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線為基礎(chǔ)，對模擬方程求一階導(dǎo)數(shù)dY/dX，乘以不同時段的人均GDP；（2）以假定人均GDP增長0.1萬元為ΔX的共同取值，計算隨著經(jīng)濟的發(fā)展各個時段主要污染物的減排（節(jié)能）潛力[3,4]。

本文所選用的數(shù)據(jù)主要來源于2000~2011年的《新疆環(huán)境狀況公報》[5]和《新疆統(tǒng)計年鑒》[6]。

3 結(jié)果與分析

3.1 新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值水耗的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線分析

石油加工及煉焦業(yè)對水資源的耗費是十分嚴重的，水資源的消耗量是反映新疆石油煉焦行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展的重要指標。從圖1中可以看出，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值水耗整體呈現(xiàn)下降趨勢。2008年之前下降趨勢明顯，“十五”期間，萬元產(chǎn)值水耗共下降了402.57t；“十一五”前三年，萬元產(chǎn)值水耗下降了113.07t，而后兩年則有所增加，較2008年分別增加了137.66t/萬元和152.67t/萬元，這主要是因為行業(yè)

圖1 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值水耗與行業(yè)人均GDP關(guān)系

圖2 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值廢氣排放與行業(yè)人均GDP關(guān)系

3.2 新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值污染物排放的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線分析

從圖2中可以看出，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值廢氣排放隨著經(jīng)濟的發(fā)展總體上呈現(xiàn)下降趨勢，年均下降率為3.56%，2000到2003年萬元產(chǎn)值廢氣排放量下降了4969.12標m3/萬元，但在2004年出現(xiàn)了一次大的增長，隨后又呈現(xiàn)下降趨勢，2005到2008年排放量下降了5063.71標m3/萬元，在2009年和2010年時又出現(xiàn)增加現(xiàn)象，分別比2008年增加了2544.90標m3/萬元和3370.56標m3/萬元。

圖3顯示，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值SO2排放總體上呈現(xiàn)下降趨勢，年均下降率為3.86%，2000~2003年萬元產(chǎn)值SO2的排放量下降了4.68kg/萬元，但在2004年時有所增加，較前一年增加了18.21kg/萬元，之后又呈現(xiàn)下降趨勢，2005~2008年下降了5.38kg/萬元，2009年排放量有所增加，較前一年增加了3.17kg/萬元。

新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值煙塵排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線與SO2的相似，從圖4中可以看出，整體上呈現(xiàn)下降趨勢，但在2004年時萬元產(chǎn)值排放量有所增加，較2003年增加了6.21kg/萬元；2009年和2010年又分別較 2008年增加了0.74kg/萬元和2.19kg/萬元。

圖3 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值SO2與行業(yè)人均GDP關(guān)系

圖4 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值煙塵排放與行業(yè)人均GDP關(guān)系

統(tǒng)計數(shù)據(jù)中沒有2000年NH3-N的排放數(shù)值，故新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值NH3-N排放從2001年開始記起。由圖5中可以看出，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，萬元產(chǎn)值NH3-N排放呈現(xiàn)下降趨勢，年均下降率為8.22%。從散點數(shù)值的變化來看，在2009年和2010年時萬元產(chǎn)值NH3-N排放出現(xiàn)了兩次增長，分別較前一年增長了55.23%和49.25%。

圖5 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值氨氮與行業(yè)人均GDP關(guān)系

圖6 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值廢水排放與行業(yè)人均GDP關(guān)系

從圖6中可以看出，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值廢水排放呈現(xiàn)十分規(guī)律的下降趨勢，年均下降率為8.2%，其減排程度從2000年的16.27t/萬元，下降到2010年的1.61t/萬元，下降了14.66t/萬元。

圖7可以看出，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值COD排放的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線規(guī)律同廢水排放的相似，隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，萬元產(chǎn)值COD排放呈下降趨勢，年均下降率為7.53%，從2000年的0.9538kg/萬元，下降到2010年的0.1638kg/萬元，下降了0.79kg/萬元。

圖8表明，從整體上看，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值固體廢物排放隨著經(jīng)濟的發(fā)展呈現(xiàn)下降趨勢，年均下降率為3.81%，但在2002年時有所增加，較前一年增加了66.04kg/萬元；2009年和2010年排放量又出現(xiàn)了兩次增加，分別較2008年增加了21.50kg/萬元和65.23kg/萬元。

圖7 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值COD排放與其人均GDP關(guān)系

圖8 新疆石油加工煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值固廢排放與行業(yè)人均GDP關(guān)系

3.3 不同時段新疆石油加工及煉焦業(yè)環(huán)境負荷的變化

環(huán)境學(xué)習(xí)曲線能揭示單位產(chǎn)值環(huán)境負荷隨經(jīng)濟發(fā)展有規(guī)律的變化，通過對環(huán)境學(xué)習(xí)曲線的分析，可以看出隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各指標排放均呈現(xiàn)下降趨勢，基于以上各指標模擬的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線方程，分析在不同時段新疆石油加工及煉焦業(yè)環(huán)境負荷的變化。

以2000年作為基礎(chǔ)年，以后每兩年為一個時段共5個時段，分析新疆石油加工及煉焦業(yè)的環(huán)境負荷，其結(jié)果見下表（表1）。

表1 2000~2010年新疆石油加工及煉焦業(yè)環(huán)境負荷

由表1可以看出，新疆石油加工及煉焦業(yè)萬元產(chǎn)值水耗及各污染物的排放量總體上呈現(xiàn)逐年下降趨勢，即環(huán)境負荷逐年減小。其中萬元產(chǎn)值廢水排放量下降幅度最大，年均下降率為8.14%；萬元產(chǎn)值SO2排放量下降幅度最小，年均下降率為3.66%；其余各指標年均下降率在3.75%~7.61%之間。

3.4 不同時段新疆石油加工及煉焦業(yè)節(jié)能減排潛力分析

以2000年作為基礎(chǔ)年，2001~2010年每兩年為一個時段共5個時段，分析新疆石油加工及煉焦業(yè)的節(jié)能減排潛力，其結(jié)果見表2。

表2 2000-2010年新疆石油加工及煉焦業(yè)節(jié)能減排潛力

由表2可以看出，新疆石油加工及煉焦業(yè)的節(jié)能減排潛力是逐年下降的，其中萬元產(chǎn)值水耗節(jié)能減排潛力最大，萬元產(chǎn)值NH3-N減排潛力最小，從整體來看，各指標減排潛力基數(shù)都很小，萬元產(chǎn)值NH3-N排放的減小潛力基數(shù)最小，但其潛力變化率最大，達到了98.27%，而萬元產(chǎn)值SO2排放的減小潛力變化率最小為89.80%，這說明在“十五”、“十一五”期間新疆石油加工及煉焦業(yè)采取的節(jié)能減排措施均得到了較好的效果。

4 結(jié)論與討論

（1）新疆石油加工及煉焦業(yè)資源依賴性強，通過對環(huán)境學(xué)習(xí)曲線的分析，發(fā)現(xiàn)隨著經(jīng)濟水平的提高，模擬曲線均呈現(xiàn)冪指數(shù)衰減趨勢，但萬元產(chǎn)值大氣污染物相關(guān)系數(shù)不高，這說明“十五”、“十一五”期間新疆石油加工及煉焦業(yè)在節(jié)水和水污染防治上采取的措施是有很大成效的，而大氣污染物防治水平還有待提高；這期間萬元產(chǎn)值廢氣、SO2、煙塵排放量在2004年都有一次增長，除了萬元產(chǎn)值廢水和COD排放，其它各指標在2009年、2010年時都有增長，這主要是由于在2004年、2009年時全疆石油加工及煉焦業(yè)企業(yè)單位數(shù)增加迅速，造成污染物排放量增加；此外市場產(chǎn)品產(chǎn)值及供需量在這些年有所變化，導(dǎo)致該行業(yè)人均GDP起伏變化過于顯著。

（2）依據(jù)環(huán)境學(xué)習(xí)曲線，發(fā)現(xiàn)新疆石油加工及煉焦業(yè)環(huán)境負荷及其節(jié)能減排潛力均呈下降趨勢，以現(xiàn)階段工藝技術(shù)水平來看，優(yōu)化的布局、先進的技術(shù)，是節(jié)能減排效果愈發(fā)明顯的根本。而想要優(yōu)質(zhì)完成節(jié)能減排目標，新疆石油加工及煉焦業(yè)不僅需要進一步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，堅持產(chǎn)業(yè)基地化發(fā)展模式，還要不斷推行新型、高效的節(jié)能節(jié)水工藝及減排措施。

[1]侯步蟾.基于環(huán)境學(xué)習(xí)曲線的我國重點工業(yè)節(jié)能減排潛力分析[D].華北電力大學(xué),2011.

[2]張旭,孫根年.中國電力工業(yè)的環(huán)境學(xué)習(xí)曲線與節(jié)能減排潛力分析[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2008,4(2):1~7.

[3]張倩,朱建雯,黃韶華.新疆二氧化硫排放環(huán)境學(xué)習(xí)曲線及減排潛力研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.2012(3):82~85.

[4]王麗瓊.基于環(huán)境學(xué)習(xí)曲線的中國省際COD排放及減排潛力分析[J].生態(tài)環(huán)境學(xué)報,2009,18(5):1741~1745.

[5]新疆環(huán)境保護廳.新疆環(huán)境狀況公報 [Z].新疆環(huán)境保護廳,2001~2011.

[6]中國國家統(tǒng)計局.新疆統(tǒng)計年鑒[M]．新疆：中國統(tǒng)計出版社，2000～2011.