我國工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的二氧化硫減排潛力測算研究

肖　闖

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我國工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的二氧化硫減排潛力測算研究

肖闖

基于2001—2012年我國工業(yè)行業(yè)的環(huán)境數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，采用LEAP情景分析方法測算未來影響我國工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的污染物的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用LMDI分解技術(shù)構(gòu)建行業(yè)規(guī)模、行業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和技術(shù)效應(yīng)四個影響因素分解模型，測算未來我國工業(yè)行業(yè)SO2排放的潛力。結(jié)果表明，在三種不同情景中，BAU情景和低硫政策情景的減排效果最好，受挫低硫情景效果最差。低硫政策情景下，未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排潛力可達(dá)到-1350.23萬噸，能源強(qiáng)度減排潛力可達(dá)到-1500.14萬噸，治理效應(yīng)減排潛力可達(dá)到-119.78萬噸。在BAU情景下，未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減排潛力可達(dá)到-990.47萬噸，能源強(qiáng)度減排潛力可達(dá)到-1377.92萬噸，治理效應(yīng)因素減排潛力可達(dá)到-242.37萬噸。

工業(yè)行業(yè)；二氧化硫排放；情景分析；LMDI；潛力測算

一、引言

“十二五”期間，我國SO2減排目標(biāo)為8%，前四年SO2累計排放8000萬噸，根據(jù)新華社的報道，“十二五”期間，我國主要污染物之一的SO2排放量持續(xù)大幅下降[1]，在2015年上半年提前完成了8%的SO2減排目標(biāo)，SO2排放量下降12.9%，在2015年全年，SO2排放量繼續(xù)實(shí)現(xiàn)了較大幅度下降。在“十三五”規(guī)劃中，我國GDP的增速預(yù)期目標(biāo)為6.5%-7%，這意味著，我國要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源消費(fèi)量將不可避免持續(xù)增加，SO2減排壓力將繼續(xù)加大。為此，測算我國工業(yè)行業(yè)SO2排放的減排潛力，對于未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和減排政策出臺具有十分重要的借鑒意義。

近年來，基于二氧化硫減排潛力的測算與分析，大部分專家和學(xué)者進(jìn)行了研究。李萬剛[2]等(2009)就新疆火力發(fā)電行業(yè)SO2排放的現(xiàn)狀，結(jié)合今后火力發(fā)電的增長趨勢，對火力發(fā)電行業(yè)SO2減排潛力進(jìn)行分析，得出2010年新疆火力發(fā)電行業(yè)SO2減排潛力有望控制在22萬噸。張永正[3]等(2009)以中國政府“十一五”期間二氧化硫減排目標(biāo)為研究對象，以庫茲涅茨的倒“U”型理論為分析基礎(chǔ)，建立離散型EKC模型對二氧化硫排放量進(jìn)行分析預(yù)測，得出2008-2010年二氧化硫產(chǎn)生量將以每年250萬噸速度增長，減排形勢嚴(yán)峻。李名升[4]等(2011)通過構(gòu)建對數(shù)平均權(quán)重模型和減排潛力模型分析SO2減排的影響因素和減排潛力，得到中國SO2排放強(qiáng)度存在著絕對趨同和條件趨同，在條件趨同下，2009年我國各地區(qū)SO2減排738萬噸，“十二五”期間若工業(yè)SO2減排目標(biāo)為8%-10%，那么SO2去除率在2015年要達(dá)到74%-80%。張倩[5]等(2012)基于2005-2010年SO2排放量數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)，建立環(huán)境學(xué)習(xí)曲線模型，分析2005-2010年萬元產(chǎn)值SO2減排潛力，研究表明，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高的地區(qū)，萬元產(chǎn)值SO2排放環(huán)境負(fù)荷越小，減排潛力越?。唤?jīng)濟(jì)發(fā)展水平越低的地區(qū)，萬元產(chǎn)值SO2排放環(huán)境負(fù)荷越大，減排潛力也越大。

對于情景分析的研究，很多學(xué)者進(jìn)行了大力的研究?；诃h(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)，孫啟宏[6]等(2010)建立情景分析模型，預(yù)測了2015年在經(jīng)濟(jì)保持一定增長率、重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)產(chǎn)污強(qiáng)度保持不同水平情景下的流域總污染物產(chǎn)生水平。趙憲偉[7](2010)以排水體制、排水結(jié)構(gòu)和排放去向的為基礎(chǔ)，構(gòu)建了省域COD減排潛力模型，并以減排目標(biāo)為約束條件，預(yù)測和分析了不同情境下的河北省COD減排潛力，根據(jù)COD減排潛力預(yù)測結(jié)果，明確了河北省優(yōu)先挖掘的減排潛力。張雷[8]等(2011)基于未來20-30年我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特定情景下，預(yù)測了我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)的節(jié)能減排潛力。國際能源機(jī)構(gòu)[9](IEA,2008)在“能源技術(shù)展望2008”報告中，以能源生產(chǎn)和消費(fèi)為對象，預(yù)測了能源領(lǐng)域的CO2減排情景。2009年麥肯錫公司[10]發(fā)布了“低碳經(jīng)濟(jì)之路”的研究報告，預(yù)測到2030年全球溫室氣體排放量和全球溫室氣體減排潛力(McKinsey & Company,2009)。王韶華[11]等(2014)利用能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化系數(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系數(shù)改進(jìn)了傳統(tǒng)的環(huán)境負(fù)荷模型，構(gòu)建IIPAT模型，設(shè)定了三種情景分析我國未來低碳發(fā)展情況。

上述學(xué)者的研究豐富了二氧化硫減排潛力測算的研究，本文在前人的研究基礎(chǔ)上，利用LEAP模型和LMDI分解模型對我國工業(yè)行業(yè)二氧化硫減排潛力進(jìn)行研究，分解我國工業(yè)行業(yè)污染排放的驅(qū)動因素，測度我國工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的污染減排潛力，探尋調(diào)整我國工業(yè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)污染減排潛力的路徑。

二、研究方法及數(shù)據(jù)來源

(一)研究方法

1、LMDI分解模型

本文在LEAP模型情景分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用Ang[12][13]的LMDI分解模型構(gòu)建行業(yè)規(guī)模、行業(yè)結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度和治理效應(yīng)四個影響因素，同時基于不同情景分析結(jié)果，設(shè)定不同情景的SO2排放分解模型。

(1)

表1　LMDI各影響因素的加法和乘法分解模型

2、LEAP模型

LEAP(Long range Energy Alternatives Planning，長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng))軟件是瑞典斯德哥爾摩環(huán)境研究所美國中心的Charlie Heaps為主開發(fā)的一個基于情景分析的能源-環(huán)境模型的有效工具，其中GREAT(Green Resources and Energy Analysis Tool，綠色資源與能源分析工具)是基于LEAP軟件的應(yīng)用框架，它可以根據(jù)不同選擇情景在工業(yè)行業(yè)發(fā)展、技術(shù)和價格變化等因素的假設(shè)條件下，對能源消費(fèi)和SO2排放等進(jìn)行綜合考慮。

情景設(shè)置。工業(yè)行業(yè)能源消耗與SO2排放主要由如下幾個方面因素決定，分別是工業(yè)行業(yè)發(fā)展規(guī)模、行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源強(qiáng)度、技術(shù)和治理等，這些因素可能對未來工業(yè)行業(yè)能源需求及SO2排放產(chǎn)生不確定的影響，結(jié)合環(huán)境污染領(lǐng)域不同專家學(xué)者對節(jié)能排污的展望及未來10-30年我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，本文依據(jù)以上因素為我國工業(yè)行業(yè)SO2減排潛力測算設(shè)置了三種不同情景，分別是照常發(fā)展情景(BAU)、低硫政策情景和受挫情景。

表2　情景定性描述表

(二)數(shù)據(jù)來源

工業(yè)行業(yè)SO2排放總量及各行業(yè)SO2排放量的原始數(shù)據(jù)來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》。

行業(yè)規(guī)模即行業(yè)總產(chǎn)值，采用工業(yè)行業(yè)企業(yè)的總產(chǎn)值來表示。

各行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值，采用分行業(yè)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的“分行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值”口徑數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)來源于歷年《中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》及國家統(tǒng)計局年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

各行業(yè)能源消費(fèi)量，需要用到煤炭、焦炭、石油等能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)，本文所采用的各行業(yè)煤炭、焦炭、石油消費(fèi)量數(shù)據(jù)均來自國家統(tǒng)計局年度統(tǒng)計數(shù)據(jù)，其中，煤炭、焦炭、石油消費(fèi)量折算標(biāo)煤數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計年鑒》。

能源強(qiáng)度，采用工業(yè)各行業(yè)單位產(chǎn)值所產(chǎn)生的二氧化硫排放總量來衡量。

行業(yè)結(jié)構(gòu)，采用分行業(yè)各行業(yè)產(chǎn)值占整個工業(yè)行業(yè)總產(chǎn)值的比重來衡量。

治理效應(yīng)，為二氧化硫排放量與能源的消費(fèi)量的比重表示。

三、結(jié)果與分析

(一)LEAP模型情景結(jié)果分析

通過LEAP模型計算，得到了我國工業(yè)行業(yè)2010年至2025年不同時期的工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值、能源消費(fèi)和SO2排放的計算結(jié)果，表3得出了三種不同情景的工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值、能源消費(fèi)量和SO2排放量。

表3　情景分析預(yù)測結(jié)果

表4　關(guān)鍵參數(shù)描述

由表3、4可知，通過不同年份對三種不同情景的參數(shù)進(jìn)行假設(shè)，通過LEAP模型計算，預(yù)測2015-2025年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值情況、能源消費(fèi)情況和SO2排放量情況。

1、2010-2025年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值情況。假定三種不同情形未來工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值發(fā)展趨勢基本保持一致，所以從2010年起，我國政府的節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)政策繼續(xù)延續(xù)2010年以前的各項措施及目標(biāo)，2010-2025年工業(yè)行業(yè)產(chǎn)值分別為698591億元、1002917億元、1406643億元和1927724億元。

2、2010-2025年能源消耗情況。①照常發(fā)展情景下，2010年工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)總量為36.1億噸標(biāo)煤，按照當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式和能源政策，2015-2025年能源消耗總量分別達(dá)到43.6億噸標(biāo)煤、49.5億噸標(biāo)煤和54.5億噸標(biāo)煤左右。②相對于照常發(fā)展情景，低硫政策情景下的非石化能源得到充分有效利用，煤炭消耗比重下降該種情景下，工業(yè)行業(yè)2010-2025年能源消耗標(biāo)煤量分別為36.1億噸、37.82億噸、39.1億噸、44.85億噸，比照常發(fā)展情景分別減少能源消耗量5.78億噸標(biāo)煤、10.4億噸標(biāo)煤和9.65億噸標(biāo)煤。③受挫低硫情景下，以煤炭為主的傳統(tǒng)化石能源在工業(yè)行業(yè)占據(jù)著主導(dǎo)地位，新能源的發(fā)展和使用受到抑制，使得2015-2025年工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)標(biāo)煤總量則分別達(dá)到49.8億噸、68.7億噸和94.8億噸，比低硫政策情景下的能源消費(fèi)量多增加11.98億噸標(biāo)煤、29.6億噸標(biāo)煤和44.95億噸標(biāo)煤。

3、2010-2025年SO2排放量情況。①照常發(fā)展情景下，2010年我國工業(yè)行業(yè)SO2排放量約為1705.5萬噸，2015-2025年我國工業(yè)行業(yè)SO2排放量依次為2059.6萬噸、2338.4萬噸和2574.6萬噸。②低硫政策情景下，2015-2025年我國工業(yè)行業(yè)SO2排放量依次為1786.6萬噸、1847.1萬噸和2118.9萬噸，SO2排放增速較慢，意味著每年SO2排放得到有效的控制。③受挫低硫情景下，2015-2025年我國工業(yè)行業(yè)SO2排放量依次為2352.5萬噸、3245.4萬噸和4478.4萬噸，SO2排放量顯著增長，沒有出現(xiàn)排放峰值，說明這種情境下SO2排放將會繼續(xù)增長，同時也加大了國家節(jié)能減排的壓力。

(二)LMDI模型情景結(jié)果分析

在不同情景下，為了更多了解不同因素對SO2減排的貢獻(xiàn)程度，本文通過運(yùn)用LMDI模型分解出了不同因素的結(jié)果，如表5所示。

表5　2010-2025年不同情景下我國工業(yè)行業(yè)SO2排放各影響因素分解結(jié)果

由表5可知：在BAU情景下，2010-2025年間，①工業(yè)規(guī)模因素促使SO2排放分別增長678.72萬噸、742.91萬噸和773.53萬噸，三個時段中，SO2排放量差距較小，排放量有所控制。②在2010-2025年間，我國工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整得到優(yōu)化和升級，在三個時段中，SO2減排潛力分別達(dá)到-442.19萬噸、-260.21萬噸和-288.07萬噸，說明在BAU情景下，行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整可以減排工業(yè)行業(yè)SO2排放。③能源強(qiáng)度因素在未來工業(yè)行業(yè)減排潛力也非常大，分別減少SO2排放-325.75萬噸、-514.63萬噸和-537.54萬噸。④治理效應(yīng)相對于行業(yè)結(jié)構(gòu)因素和能源強(qiáng)度因素來說，其SO2減排潛力較小，但減排潛力在2010-2015年、2015-2020年和2020-2025年分別達(dá)到-109.51萬噸、-108.15萬噸和-24.71萬噸。

在低硫政策情景下，①行業(yè)規(guī)模因素促使SO2排放量小于BAU情景下和受挫低硫情景下的行業(yè)規(guī)模因素，2010-2025年排放1933.36萬噸，比BAU情景少排放SO2208.66萬噸，比受挫低硫情景少排放982.07萬噸。②行業(yè)結(jié)構(gòu)的減排潛力在2015-2020年、2020-2025年可分別達(dá)到-346.36萬噸和-489.07萬噸，2010-2025年減排潛力可達(dá)到-749.08萬噸。③能源強(qiáng)度的減排潛力仍大于行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和治理效應(yīng)，未來可分別減排-598.07萬噸、-351.17萬噸，2010-2025年可減排-1565.42萬噸。④治理效應(yīng)因素在低硫政策情景下，其減排潛力仍小于行業(yè)結(jié)構(gòu)因素和能源強(qiáng)度因素，但未來減排潛力可分別達(dá)到-23.69萬噸、-25.92萬噸，2010-2025年減排可達(dá)到-126.33萬噸。

四、結(jié)論與政策建議

本文主要利用LMDI分解模型和LEAP情景分析模型分別對我國工業(yè)行業(yè)SO2排放的影響因素和SO2減排潛力及未來SO2排放量的預(yù)測等問題進(jìn)行了研究和分析，結(jié)論如下：從SO2排放潛力角度看，基于LEAP情景分析模型視角，BAU情景和低硫政策情景的減排效果最好，受挫低硫情景效果最差。低硫政策情景下，未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排潛力可達(dá)到-1350.23萬噸，能源強(qiáng)度減排潛力可達(dá)到-1500.14萬噸，治理效應(yīng)減排潛力可達(dá)到-119.78萬噸。在BAU情景下，未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整減排潛力可達(dá)到-990.47萬噸，能源強(qiáng)度減排潛力可達(dá)到-1377.92萬噸，治理效應(yīng)因素減排潛力可達(dá)到-242.37萬噸。受挫低硫情景中，未來工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整促使SO2增排累計可達(dá)到1427.25萬噸，能源強(qiáng)度促使SO2增排累計可達(dá)到-166.1萬噸，治理效應(yīng)促使SO2增排累計可達(dá)到159.75萬噸。

未來我國要實(shí)現(xiàn)工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)、綠色發(fā)展，減少SO2排放，其途徑有：第一，工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整是保持我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長和減少SO2排放的主要手段，也是減排的關(guān)鍵手段之一；第二，源強(qiáng)度效應(yīng)是我國工業(yè)行業(yè)SO2減排最有力手段，是減排的主要推動者；第三，依靠科學(xué)技術(shù)是我國工業(yè)行業(yè)SO2減排的根本途徑；第四，改善我國工業(yè)行業(yè)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)是SO2減排的有效途徑；第五，環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排政策和措施是我國工業(yè)行業(yè)SO2減排的有力保障。(作者單位：湖南科技大學(xué)商學(xué)院)

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肖闖(1988—)，男，湖南湘潭人，碩士，湖南科技大學(xué)，研究方向：產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境經(jīng)濟(jì)。

湖南省研究生科研創(chuàng)新項目(CX2015B436)。