基于河北省工業(yè)能源消費的河北省和北京市大氣環(huán)境關(guān)聯(lián)度研究

任繼勤,殷 悅,祁士偉,劉 嘉(北京化工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100029)

基于河北省工業(yè)能源消費的河北省和北京市大氣環(huán)境關(guān)聯(lián)度研究

任繼勤,殷 悅,祁士偉,劉 嘉
(北京化工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100029)

以河北省各工業(yè)行業(yè)為研究對象,選用灰色關(guān)聯(lián)度模型研究了各工業(yè)行業(yè)能源消費對河北省和北京市大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度。結(jié)果表明:工業(yè)污染具有空間傳遞效應(yīng);京津冀大氣環(huán)境指標(biāo)呈慢速波動式增長;原料和化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)對北京和河北兩地的環(huán)境影響顯著。為引導(dǎo)北京市和河北省工業(yè)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展,應(yīng)加快建立高效的區(qū)域大氣環(huán)境聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制,制定區(qū)域工業(yè)行業(yè)環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn),調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移升級。

能源消費;工業(yè)行業(yè);大氣環(huán)境;灰色關(guān)聯(lián)度

我國大氣環(huán)境問題日益突出，環(huán)境保護(hù)部官方網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)顯示,全國空氣污染最嚴(yán)重的區(qū)域為京津冀及周邊地區(qū)。2016年,在全國338個地級以上城市中有254個城市環(huán)境空氣質(zhì)量超標(biāo),且呈現(xiàn)出以京津冀為主的區(qū)域污染特征。北京是我國的政治文化中心,資源高度依賴外省市供應(yīng),隨著需求的不斷增加,北京市的可持續(xù)發(fā)展將面臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)[1]。

為了推動環(huán)境污染治理,學(xué)術(shù)界關(guān)于經(jīng)濟(jì)—環(huán)境關(guān)系的研究主要集中在兩方面:一方面,論證環(huán)境庫茲涅茨曲線的存在與否。李飛等[2]、楊林等[3]分別通過運(yùn)用面板協(xié)整工具和動態(tài)最小二乘法構(gòu)建環(huán)境綜合污染指數(shù)進(jìn)行了實證研究,得出經(jīng)濟(jì)與環(huán)境變量均呈現(xiàn)出顯著的環(huán)境庫茲涅茨曲線;王飛成等[4]通過建立省際面板數(shù)據(jù)模型進(jìn)行實證研究,得出我國目前已處于倒“U”型環(huán)境庫茲涅茨曲線的下降部分;李治國等[5]、王敏等[6]分別通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染的VAR模型、計量回歸模型進(jìn)行實證研究,得出經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染的庫茲涅茨倒“U”型曲線是否受地區(qū)的數(shù)據(jù)和衡量環(huán)境污染水平指標(biāo)選取的影響。另一方面,論證經(jīng)濟(jì)—環(huán)境之間是否具有相互關(guān)系?？祫P等[7]、聶飛等[8]分別通過運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法和構(gòu)建含滯后項的動態(tài)聯(lián)立方程模型進(jìn)行了實證研究,證明環(huán)境污染和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間存在雙向作用機(jī)制,經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境污染起著關(guān)鍵作用。研究表明,我國短期內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的快速增長對環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生了負(fù)面影響。究其原因，主要是目前我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局不合理,造成局部地區(qū)環(huán)境污染嚴(yán)重。

為了進(jìn)一步探索環(huán)境污染的原因,學(xué)者們從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)視角展開了研究。韓楠[9]用VAR模型,通過構(gòu)建經(jīng)濟(jì)增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和環(huán)境污染空間計量模型,得出在人均GDP不變的情況下,第二產(chǎn)業(yè)占比與環(huán)境污染呈負(fù)相關(guān)關(guān)系,第二產(chǎn)業(yè)比重增加對環(huán)境影響較大;許正松等[10]運(yùn)用主成分分析法構(gòu)造了環(huán)境污染綜合指數(shù)模型,得出環(huán)境污染綜合指數(shù)隨著工業(yè)產(chǎn)值占GDP比重的增高而增加,而第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重的變化對環(huán)境影響不大;馬麗梅等[11]通過庫茲涅茨曲線回歸模型,發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染和能源消費結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)密切相關(guān);楊旭等[12]通過構(gòu)建向量誤差修正模型,應(yīng)用Johansen協(xié)整檢驗和Granger因果關(guān)系檢驗方法,表明能源消費增長是造成環(huán)境污染的根本原因;任繼勤等[13]通過關(guān)聯(lián)度分析,證明了北京市各工業(yè)行業(yè)的能源消費量與大氣環(huán)境密切相關(guān),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與轉(zhuǎn)移升級是環(huán)境治理的重要手段。

我國環(huán)境污染呈現(xiàn)出復(fù)雜的區(qū)域分布格局,學(xué)者們論證了環(huán)境污染具有空間傳遞效應(yīng)。張可等[14]通過建立空間聯(lián)立方程模型進(jìn)行實證研究,得出環(huán)境污染存在明顯的空間傳遞效應(yīng);劉慧[15]在構(gòu)建面板數(shù)據(jù)聯(lián)立方程的基礎(chǔ)上,以長三角16個核心城市2002—2013年的數(shù)據(jù)為分析樣本進(jìn)行研究,得出城市環(huán)境污染與周邊地區(qū)密切相關(guān);馬麗梅等[16]運(yùn)用空間計量模型,得出霧霾污染存在著顯著的空間正相關(guān)性,隨后探討了我國31個省(直轄市、自治區(qū))本地與異地之間PM10的交互影響,表明它們之間存在著空間效應(yīng)。

綜上所述,目前的研究文獻(xiàn)多集中在經(jīng)濟(jì)—環(huán)境、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)—環(huán)境、能源—環(huán)境關(guān)系和環(huán)境空間效應(yīng)研究方面?；诰┙蚣降貐^(qū)的工業(yè)行業(yè)能源消費與環(huán)境污染問題,特別是針對河北省工業(yè)能源消費對北京市大氣環(huán)境的空間傳遞效應(yīng)進(jìn)行微觀研究的相對較少，本文將圍繞京津冀區(qū)域環(huán)境污染的空間傳遞效應(yīng),對河北省工業(yè)能源消費與北京市大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度進(jìn)行定性和定量分析,明確河北省工業(yè)生產(chǎn)對京津地區(qū)大氣環(huán)境的影響,從而促進(jìn)京津冀區(qū)域?qū)Νh(huán)境污染的高效治理。

1 京津冀地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國工業(yè)能源消費量約占能源消費總量的70%,是構(gòu)成大氣環(huán)境污染的主要因素之一。大氣環(huán)境質(zhì)量與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費和空間分布緊密相關(guān),對京津冀地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消費情況及空間分布進(jìn)行研究,有助于厘清京津冀地區(qū)環(huán)境污染的空間源頭。

1.1 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析

京津冀地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特點鮮明：北京經(jīng)濟(jì)發(fā)展以第三產(chǎn)業(yè)為主,且第三產(chǎn)業(yè)占比穩(wěn)定增長;河北長期處于以第二產(chǎn)業(yè)構(gòu)成為主的經(jīng)濟(jì)增長方式,雖然近年來第三產(chǎn)業(yè)占比有所增加,但第二產(chǎn)業(yè)仍是該省主要的經(jīng)濟(jì)支柱;天津經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于逐漸由第二產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)向第三產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)發(fā)展模式轉(zhuǎn)變階段。2006—2015年京津冀地區(qū)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和工業(yè)占比見圖1—3。河北省生產(chǎn)總值和第二產(chǎn)業(yè)增加值分別約占京津冀地區(qū)總值的高位,雖然近年有所下降,但2015年河北省生產(chǎn)總值和第二產(chǎn)業(yè)增加值分別約占京津冀地區(qū)總值的46%和56%[17],見圖4。京津冀地區(qū)工業(yè)增加值約占全國的1/3,而河北的工業(yè)增加值約占京津冀地區(qū)的60%,表明京津冀地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理。

注:數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份的《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》、《天津統(tǒng)計年鑒》、《北京統(tǒng)計年鑒》和北京市統(tǒng)計局網(wǎng)站,下同。

圖1 2006—2015年北京市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)占比

圖2 2006—2015年河北省三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)占比

圖3 2006—2015年天津市三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及工業(yè)占比

圖4 2006—2015年河北省生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)增加值占京津冀的比重

1.2 能源消費走勢

2006—2015年,京津冀地區(qū)能源消費總量呈總體上升趨勢,只有北京市能源消費總量在2012年之后略有下降,而河北能源消費量遠(yuǎn)高于北京和天津(圖5)。京津冀地區(qū)萬元生產(chǎn)總值能耗均呈下降趨勢,年均降幅分別為8.4%、6.11%、7.35%。雖然河北省的萬元生產(chǎn)總值能耗年均降幅相對較高,但其萬元生產(chǎn)總值能耗卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于京津地區(qū)(圖6)。

圖5 2006—2015年京津冀能源消費總量

圖6 2005—2015年京津冀萬元生產(chǎn)總值能耗

2006—2015年,京津冀地域能源消費結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化。北京市能源消費結(jié)構(gòu)變化顯著,煤炭、焦炭的消費比例持續(xù)快速下降,液化石油氣、天然氣、熱力及電力快速上漲,汽油、煤油、柴油及燃料油則穩(wěn)步增長(圖7)。

圖7 2006—2015年北京市能源消費結(jié)構(gòu)

河北省的煤炭、焦炭在能源消費中占有絕對比重,2006—2015年雖然有所下降,但仍在80%—90%之間,液化石油氣、天然氣、熱力及電力緩慢上漲,汽油、煤油、柴油和燃料油保持平穩(wěn)(圖8)。天津市長期以煤炭為主要消費能源,但近幾年煤炭消費總量有所下降,呈現(xiàn)出向天然氣和電力為主的能源消費結(jié)構(gòu)方式轉(zhuǎn)變的趨勢(圖9)。河北省能源消費及單位產(chǎn)值能耗遠(yuǎn)高于京津兩地,且能源消費結(jié)構(gòu)以重污染源的煤炭和焦炭為主。由于河北省以工業(yè)生產(chǎn)為主,存在能源消費量巨大、工業(yè)結(jié)構(gòu)不合理等問題,導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重,影響被其包圍的京津兩地。

圖8 2006—2015年河北省能源消費結(jié)構(gòu)

圖9 2006—2015年天津市能源消費結(jié)構(gòu)

1.3 京津冀的地理空間現(xiàn)狀

大氣污染空間傳遞效應(yīng)主要受地理位置和氣象條件影響,京津冀所處的“弧狀山脈”地形對冷空氣活動起到了阻擋和削弱作用,造成空氣流動性較弱,由此導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)污染物滯留,區(qū)域外污染物入侵,形成大氣環(huán)境重度污染。京津冀土地面積21.6萬km2[18],北京僅占7.6%,而河北占86.9%,且緊緊包圍著北京,京津冀的地理位置關(guān)系極大地加強(qiáng)了污染物區(qū)域傳遞效應(yīng)。

2 河北省和北京市能源與環(huán)境現(xiàn)狀

由于研究對象能選取的統(tǒng)計數(shù)據(jù)樣本量較小,且不具備嚴(yán)格的規(guī)律性,所以本文選擇灰色關(guān)聯(lián)分析法計算各指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)度,對河北省、北京市的能源消費和GDP及空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行了相關(guān)研究。

2.1 河北省工業(yè)能源消費情況分析

本文選擇河北省工業(yè)能源消費的6大高耗能行業(yè)的能源消費量作為能源消費指標(biāo),分別是石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),煤炭開采和洗選業(yè),非金屬礦物制品業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。同時，考慮到化工和鋼鐵行業(yè)對環(huán)境的影響程度較高,汽車制造業(yè)和計算機(jī)行業(yè)的發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,在指標(biāo)選取時加入化學(xué)纖維制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、金屬制造業(yè)、汽車制造業(yè)、計算機(jī)和其他電子設(shè)備制造業(yè)這五個行業(yè),共11個行業(yè)構(gòu)成河北省的能源消費指標(biāo),2005—2015的能源消費情況見表1。從表1可見,在能源消費量上黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)能源消費量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他行業(yè)；其次是化學(xué)原料化學(xué)制品制造業(yè),煤炭開采和洗選業(yè),非金屬礦物制品業(yè),石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)的年能源消費量較大。

表1 河北省2005—2015年各工業(yè)行業(yè)能源消費趨勢(萬t標(biāo)準(zhǔn)煤/年)

注:數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份的《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》和《河北省環(huán)境公報》。

在能源消費量走勢上看,2005—2015年河北省的黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),金屬制品業(yè)的能源消耗量一直處于較快速的上升趨勢,在2013年達(dá)到峰值之后開始波動并小幅下降；電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的能源消耗量一直處于平穩(wěn)的上升趨勢,到2013年達(dá)到峰值之后小幅下降；化學(xué)原料化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)的能源消費量一直處于相對較平穩(wěn)的波動狀態(tài),化學(xué)原料化學(xué)制品制造業(yè)的能源消費量在2014年達(dá)到1300萬t標(biāo)準(zhǔn)煤峰值之后小幅下降;煤炭開采和洗選業(yè)于2012年達(dá)到峰值之后在900萬t標(biāo)準(zhǔn)煤以上小幅波動；非金屬礦物制品業(yè)的能源消費量一直在1000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤以上小幅波動,在2011年達(dá)到1300萬t標(biāo)準(zhǔn)煤以上峰值之后小幅下降,但仍然在1000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤以上；化學(xué)纖維制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、汽車制造業(yè)、計算機(jī)和其他電子設(shè)備制造業(yè)4個行業(yè)的能源消費量相比與其他幾個行業(yè)的數(shù)值較小,并且分別在2005年、2010年、2011年、2010年達(dá)到峰值后都呈現(xiàn)能源消費量的下降趨勢。綜上所述,河北省的各個工業(yè)行業(yè)的能源消費量基本上都是在2010年之后分別達(dá)到峰值,之后都呈現(xiàn)小幅下降趨勢,并沒有出現(xiàn)明顯的大幅度下降態(tài)勢。

2.2 河北省能源消費總量、GDP和大氣環(huán)境

河北省能源消費總量一直呈現(xiàn)出增長趨勢,并于2013年達(dá)到峰值之后開始小幅下降,但基本上維持在近3萬萬t標(biāo)準(zhǔn)煤的穩(wěn)定水平上。河北省GDP持續(xù)增長,到2012年開始增速放緩,總體上維持在穩(wěn)定增長的水平上。在大氣環(huán)境指標(biāo)中,河北省PM2.5年日均值數(shù)據(jù)從2013起有統(tǒng)計值,之后每年都有所下降。2001年河北省SO2、NO2、PM10指標(biāo)同時達(dá)到最低點,2013年又同時達(dá)到峰值;SO2持續(xù)下降,在2012—2013年開始上升,2013年之后下降,到2015年下降到2011年的水平;NO2呈現(xiàn)波動態(tài)勢,于2012年開始上升,2013年達(dá)到最高值,之后稍有下降,但仍然高于2005—2012年來的歷年值;PM10從2006年開始持續(xù)下降,到2012年開始上升,2013年達(dá)到最高值,之后稍有下降,但仍高于2005—2012年來的歷年值?？梢?除SO2外,其他兩個指標(biāo)依然居高不下(圖10)。

注:數(shù)據(jù)來源相關(guān)年份的《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》和《河北省環(huán)境公報》。

圖10 2005—2015年河北省能源消費總量、GDP和大氣環(huán)境趨勢

注:數(shù)據(jù)來源于相關(guān)年份的《北京統(tǒng)計年鑒》和北京市統(tǒng)計局網(wǎng)站。

圖11 2005—2015年北京市能源消費總量、GDP及大氣環(huán)境趨勢

2.3 北京市能源消費總量、GDP和大氣環(huán)境

北京市能源消費總量長期以來呈現(xiàn)波動增長態(tài)勢,在2012年達(dá)到峰值之后,近年的增長趨勢放緩,總體上維持在7000萬t標(biāo)準(zhǔn)煤以下的穩(wěn)定水平上；GDP則表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長態(tài)勢,2015年已達(dá)到2.3萬億元人民幣。在大氣環(huán)境指標(biāo)中,北京市PM2.5年日均值從2013年有數(shù)據(jù),一直處于上升的狀態(tài)。就SO2、NO2、PM10大氣環(huán)境評價指標(biāo)而言,北京市的NO2排放量逐年下降;2013年SO2達(dá)到最低值之后保持上升態(tài)勢,一直持續(xù)到2014年后穩(wěn)定;PM10在2008年最低,之后呈逐年波動式上升到平穩(wěn)態(tài)勢,可見北京市大氣環(huán)境質(zhì)量依然嚴(yán)峻,亟待解決(圖11)。

3 評價指標(biāo)體系構(gòu)建與模型選取

評級指標(biāo)體系構(gòu)建的科學(xué)與否直接影響模型的評價結(jié)果,因此本文在進(jìn)行評價指標(biāo)體系構(gòu)建時,選取河北省工業(yè)能源消費、大氣環(huán)境指標(biāo)和北京市大氣環(huán)境指標(biāo)。指標(biāo)選取遵循以下原則:一是可操作性原則,便于使用和科學(xué)計算;二是科學(xué)性原則,符合科學(xué)發(fā)展規(guī)律;三是可評價性原則,能客觀地進(jìn)行系統(tǒng)評價;四是簡明性原則,簡單明了易于理解[18]。

3.1 大氣環(huán)境評價指標(biāo)體系的確定

在進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測時,一般應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況,將區(qū)域內(nèi)的主要污染物作為評價指標(biāo),常用指標(biāo)有SO2、TSP、VOC、NO2、CO、PM2.5、PM10等。根據(jù)國家環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),鑒于數(shù)據(jù)的可獲取性與相關(guān)性,考慮到PM2.5年日均值是從2013年之后才有可使用的官方數(shù)據(jù),所以剔除該指標(biāo)值。結(jié)合環(huán)境污染特征和數(shù)據(jù)的可獲得性,大氣環(huán)境指標(biāo)選取為PM10、SO2和NO2三者的年日均值。

3.2 能源消費指標(biāo)體系確定

本文根據(jù)河北省的能源消費情況,分析發(fā)現(xiàn)該省各工業(yè)行業(yè)能源消費量具有明顯的差異性特征。2005—2015年河北省的化學(xué)纖維制造業(yè)、橡膠和塑料制品業(yè)、汽車制造業(yè)、計算機(jī)和電子設(shè)備制造業(yè)的能源消費總量與煤炭開采和洗選業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)等相比,總量較小(圖10),因此在后文的關(guān)聯(lián)度分析中不做考慮。本文選取石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),金屬制造業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),煤炭開采和洗選業(yè),非金屬礦物制品業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)7個工業(yè)行業(yè)的能源消費量作為本文的能源消費指標(biāo)，這7個工業(yè)行業(yè)的能源消費總量之和占規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)能源消費量的90%左右,基于“二八”原則,能源消費指標(biāo)體系選取合理。

3.3 灰色關(guān)聯(lián)度模型的構(gòu)建和運(yùn)用

關(guān)聯(lián)度分析方法的使用是分別設(shè)置參考數(shù)列X0(k)和比較數(shù)列Xi(k)對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理,求絕對差Δi(k)并分別找出絕對差的最大Δmax、最小值Δmin,計算關(guān)聯(lián)系數(shù)ri、關(guān)聯(lián)度ρi及綜合關(guān)聯(lián)度ρ[19]。我們對2005—2015年河北省大氣環(huán)境指標(biāo)、GDP、能源消費總量及7個工業(yè)行業(yè)能源消費量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,以變量X0(k)表示大氣環(huán)境和GDP指標(biāo)的參考序列,以變量Xi(k)表示7個工業(yè)行業(yè)能源消費量比較數(shù)列。通過構(gòu)建灰色關(guān)聯(lián)模型,分別考察河北省不同工業(yè)行業(yè)的能源消費量與河北省、北京市GDP和大氣環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)度,并計算出各指標(biāo)的綜合關(guān)聯(lián)度,最終對結(jié)果加以分析。

4 實證研究及相關(guān)分析

4.1 河北省能源消費與環(huán)境關(guān)聯(lián)分析

基于河北省各工業(yè)行業(yè)能源消費指標(biāo)和河北省的大氣環(huán)境指標(biāo),采用2001—2015的數(shù)據(jù),對河北省各行業(yè)能源消費量與其大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度和綜合關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分析,見表2。

表2 河北省各工業(yè)能源消費量與其大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度

綜合關(guān)聯(lián)度分析:基于各工業(yè)行業(yè)的性質(zhì)不同,分別進(jìn)行分析。綜合關(guān)聯(lián)度在0.83以上,化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)對河北省的空氣質(zhì)量影響最大。綜合關(guān)聯(lián)度在0.8—0.83以上,煤炭開采和洗選業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、金屬制品業(yè)處于中等位置；綜合關(guān)聯(lián)度在0.8以下,電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè),黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)對河北省的空氣質(zhì)量影響相對較小。

關(guān)聯(lián)度分析:對PM10年日均值影響較大的工業(yè)行業(yè)是金屬制品業(yè)、石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)。對SO2年日均值影響較大的工業(yè)行業(yè)是石油加工煉焦和核燃料加工業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)和煤炭開采和洗選業(yè)。對NO2年日均值影響較大的工業(yè)行業(yè)是煤炭開采和洗選業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工煉焦和核燃料加工業(yè);黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)與其大氣環(huán)境各指標(biāo)關(guān)聯(lián)度相對偏低。綜上所述,黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)與其大氣環(huán)境各指標(biāo)關(guān)聯(lián)度相對偏低。石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),煤炭開采和洗選業(yè)對大氣環(huán)境指標(biāo)的影響最大,需要各級部門給予關(guān)注并采取相應(yīng)的措施。

4.2 北京市的大氣環(huán)境關(guān)聯(lián)度分析

基于河北省各工業(yè)行業(yè)能源消費指標(biāo)和北京市的大氣環(huán)境指標(biāo),采用2001—2015的數(shù)據(jù),根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析模型,對河北省各行業(yè)能源消費量與北京市大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度和綜合關(guān)聯(lián)度進(jìn)行分析，見表3。

表3 河北省工業(yè)能源消費量與北京市大氣環(huán)境的關(guān)聯(lián)度

綜合關(guān)聯(lián)度分析:河北省各個工業(yè)行業(yè)的能源消費量與北京大氣環(huán)境顯著相關(guān)?；诟餍袠I(yè)性質(zhì),分別進(jìn)行分析。綜合關(guān)聯(lián)度在0.8以上工業(yè)行業(yè)是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)，對北京市空氣質(zhì)量影響較大；綜合關(guān)聯(lián)度在0.7—0.8之間的是煤炭開采和洗選業(yè),石油加工煉焦和核燃料加工業(yè),電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的影響中等。

關(guān)聯(lián)度分析:對PM10年日均值影響最大的行業(yè)是非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè);對SO2年日均值影響最大的工業(yè)行業(yè)是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè);對NO2年日均值影響最大的工業(yè)行業(yè)是非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工煉焦和核燃料加工業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)。綜上所述,金屬制品與黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)與北京市大氣環(huán)境各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度相對偏低、關(guān)聯(lián)度相對較弱。化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)對大氣環(huán)境指標(biāo)的日均值影響最大,需要各級部門給予關(guān)注并采取相應(yīng)的措施,加大治理力度。

4.3 結(jié)果討論

通過構(gòu)建指標(biāo)體系和關(guān)聯(lián)度分析,結(jié)果為:①河北各個工業(yè)行業(yè)能源消費對河北省大氣環(huán)境影響較大的分別是石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)，煤炭開采和洗選業(yè);河北各個工業(yè)行業(yè)的能源消費與北京大氣環(huán)境影響較大的分別是非金屬礦物制品業(yè)、化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)。在進(jìn)行京津冀地區(qū)環(huán)境綜合治理時,首選的行業(yè)就是化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)以及煤炭開采和洗選業(yè),這兩個行業(yè)同時對河北和北京的大氣環(huán)境有較大的影響。

5 結(jié)論及對策建議

通過構(gòu)建能源消費和大氣環(huán)境的指標(biāo)體系,選擇灰色關(guān)聯(lián)度模型,采用2006—2015年的連續(xù)數(shù)據(jù),對河北省各個工業(yè)行業(yè)的能源消費對河北省和北京市的大氣環(huán)境的影響情況進(jìn)行了定量分析,結(jié)論為:①河北省生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)和工業(yè)增加值分別約占京津冀的50%。雖然京津冀地區(qū)萬元生產(chǎn)總值能耗持續(xù)下降,但能源消費總量卻呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。基于區(qū)域角度,京津冀三地的地理位置相鄰,河北土地面積是京津冀土地面積的87%,且緊緊包圍著北京,河北省的工業(yè)污染具有空間傳遞效應(yīng),影響到北京市的大氣環(huán)境。②河北省和北京市的能源消費總量和GDP總量持續(xù)穩(wěn)步增長,且大氣環(huán)境指標(biāo)呈慢速波動式增長。河北省大氣環(huán)境評價的各個指標(biāo)在2011年達(dá)到最低點,2013年同時達(dá)到峰值。北京市的NO2排放量逐年下降;2013年SO2達(dá)到最低值,然后處于增長狀態(tài)持續(xù)，到2014年后趨于穩(wěn)定;PM10在2008年最低,之后逐年上升并趨于一個穩(wěn)定值。③河北省各個工業(yè)行業(yè)的能源消費量對河北省和北京市的大氣環(huán)境產(chǎn)生顯著影響。④石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè),化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè),煤炭開采和洗選業(yè)對河北省大氣環(huán)境影響較大;化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)對北京大氣環(huán)境影響較大。

為了促進(jìn)京津冀地區(qū)大氣環(huán)境協(xié)同治理,本文提出以下建議:①加快建立高效的區(qū)域大氣環(huán)境聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制。在京津冀地區(qū)要提高大氣環(huán)境的治理效率,對河北省典型的工業(yè)行業(yè)分別進(jìn)行污染源治理將具有顯著的減排效應(yīng),所以要重點突破河北省的工業(yè)污染。②制定區(qū)域工業(yè)行業(yè)的環(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)。對PM10、SO2、NO2影響的行業(yè)不同,對不同的工業(yè)行業(yè)分別進(jìn)行治理,針對性地降低大氣環(huán)境的三個指標(biāo)。③調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)并進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移升級。河北省化學(xué)原料和化學(xué)制品制造業(yè)、煤炭開采和洗選業(yè)對北京和河北兩地的環(huán)境影響嚴(yán)重,因此應(yīng)作為環(huán)境治理的重點。從兩個方面進(jìn)行綜合治理,一方面調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),降低河北省的工業(yè)比例,提高第三產(chǎn)業(yè)比重;另一方面進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和升級,合理優(yōu)化行業(yè)結(jié)構(gòu),降低這兩個典型工業(yè)行業(yè)的過程污染和終端污染，并重新進(jìn)行產(chǎn)業(yè)布局,通過提高技術(shù)和推進(jìn)清潔生產(chǎn)工藝或轉(zhuǎn)移到其他地區(qū),降低京津冀地區(qū)的源頭污染。

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StudyonAtmosphericEnvironmentofHebeiandBeijingBasedonIndustrialEnergyConsumptioninHebeiProvince

REN Ji-qin,YIN Yue,QI Shi-wei,LIU Jia
(School of Economics and Management,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China)

In various industrial sectors in Hebei Province as the research object,this paper used the grey correlation model to calculate the relevance of that the various industry energy consumption with Hebei and Beijing′s atmospheric environment.The results showed that industrial pollution had spatial transfer action,Beijing and Hebei′s atmospheric environment index slowed growth with a wave′s frequency,Beijing and Hebei atmospheric environment what matters most was raw materials and chemical products manufacturing and coal mining and processing.It was proposed that the balance between the atmospheric environment of Beijing and industry of Hebei called for the coordinated policies to establish an effective joint prevention and control mechanism,to formulate standards for environmental governance in regional industry,to adjust the industrial structure and upgrade and transfer the industry.

energy consumption;industry;atmospheric environment;grey relational grade

10.3969/j.issn.1005-8141.2017.10.012

X823.3

A

1005-8141(2017)10-1214-06

2017-08-25；

2017-09-14

國家社會科學(xué)基金面上項目“碳排放視角下超大城市綠色低碳發(fā)展路徑研究”(編號：16BGL007);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項項目“基于綠色發(fā)展視角的城市生態(tài)系統(tǒng)碳吸收及政策研究”(編號：PT1620)；國家電網(wǎng)公司科技項目“含大規(guī)模新能源發(fā)電的電力系統(tǒng)規(guī)劃技術(shù)模型及綜合評估方法研究”。

及通訊作者簡介：任繼勤(1963-),女,黑龍江省哈爾濱人,管理學(xué)博士,副教授,碩士生導(dǎo)師,研究方向為資源與環(huán)境管理、能源政策。