韓國環(huán)境空氣質(zhì)量改善趨勢研究及對浙江省的啟示*

李志年 朱 俊 蔣琦清 吳 建#

(1.浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院，聯(lián)合化學(xué)反應(yīng)工程研究所，浙江 杭州 310027)

環(huán)境空氣質(zhì)量受人為污染源的影響，包括車輛、船舶、飛機的尾氣，工業(yè)污染、居民生活、垃圾焚燒等[1-3]。另外，城市的人口、地形、氣象及經(jīng)濟發(fā)展水平等也是影響環(huán)境空氣質(zhì)量的重要因素[4-5]。隨著《浙江省大氣污染防治行動計劃》《浙江省打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》《長三角地區(qū)秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》等一系列與大氣污染防治相關(guān)的政策出臺和實施，浙江省環(huán)境空氣質(zhì)量明顯改善[6-8]。但與其他經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)和國家相比還有一定差距[9-10]。進一步改善環(huán)境空氣質(zhì)量是建設(shè)“美麗浙江”的重要一環(huán)，也是滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要的重要舉措。但隨著浙江省大氣污染防治進程的大力推進，污染減排潛力空間不斷縮窄，環(huán)境空氣質(zhì)量持續(xù)改善難度加大。

韓國的經(jīng)濟發(fā)展水平及環(huán)境空氣質(zhì)量均優(yōu)于浙江省，其在經(jīng)濟發(fā)展協(xié)同環(huán)境空氣質(zhì)量改善進程中的經(jīng)驗值得浙江省學(xué)習(xí)[11-12]。此外，浙江省與韓國在總?cè)丝?、自然環(huán)境等影響環(huán)境空氣質(zhì)量的基本因素方面有許多相似之處[13-14]。因此，研究韓國環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢及其影響因素，比較分析浙江省與韓國在經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu)等方面的差距，對浙江省今后環(huán)境空氣質(zhì)量管理具有一定借鑒意義。

1 材料與方法

采用歷史分析法研究韓國社會經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢及空氣質(zhì)量改善進程，采用對比分析法研究浙江省與韓國在空氣質(zhì)量、經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)及能源結(jié)構(gòu)等方面的差距。

數(shù)據(jù)來源和處理方式：(1)韓國和浙江省的環(huán)境資料分別取自韓國空氣質(zhì)量年度報告和浙江省生態(tài)環(huán)境狀況公報。為統(tǒng)一比較標準，韓國和浙江省CO和O3年均濃度均采用小時平均值，其中浙江省CO和O3小時平均值數(shù)據(jù)來源于環(huán)境專業(yè)知識服務(wù)系統(tǒng)。(2)韓國經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于世界銀行, 以2010年不變價美元計算，人均GDP=GDP/人口，GDP增長率=(本期GDP-上期GDP)/上期GDP。為方便比較，GDP統(tǒng)一以人民幣作為計量單位，其中韓元和人民幣與美元的匯率分別按1元人民幣=0.145美元，1元人民幣=166.7韓元計算。(3)韓國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、用電量數(shù)據(jù)來源于韓國國家統(tǒng)計局官網(wǎng)。(4)韓國能源數(shù)據(jù)來源于韓國國家能源統(tǒng)計年鑒，能源計量單位統(tǒng)一以標準煤計。(5) 韓國交通結(jié)構(gòu)及汽車保有量數(shù)據(jù)來源于韓國國土、基礎(chǔ)設(shè)施和運輸部官網(wǎng)。(6)韓國鋼鐵數(shù)據(jù)和水泥數(shù)據(jù)分別來源于世界鋼鐵統(tǒng)計年鑒和韓國水泥協(xié)會。(7)浙江省的其他數(shù)據(jù)均來源于浙江省統(tǒng)計局。

2 韓國環(huán)境空氣質(zhì)量變化趨勢及主要影響因素

2.1 韓國6項空氣污染物濃度變化趨勢

2018年，韓國PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3年均質(zhì)量濃度分別為23.0、41.0、41.1、11.4、57.9 μg/m3，CO年均質(zhì)量濃度為0.63 mg/m3。韓國對于PM2.5的監(jiān)測和控制起步較晚，2015年才開始將PM2.5納入國家監(jiān)測網(wǎng)，但在科學(xué)實驗上的PM2.5監(jiān)測活動已經(jīng)開展多年[15-16]，因此本研究以首爾為代表來研究韓國PM2.5濃度變化趨勢。如圖1所示，1998—2018年韓國空氣污染物濃度(O3除外)總體呈下降趨勢，具體可分為3個階段：第1階段在1998—2002年，SO2和CO濃度迅速下降，而NO2、PM10濃度大體上升；第2階段在2002—2008年，PM2.5濃度迅速下降，平均每年下降2.5 μg/m3，NO2、PM10在一定范圍內(nèi)波動，CO濃度下降速度變緩，而SO2濃度則保持平穩(wěn)；第3階段，在2008年之后，PM2.5年均質(zhì)量濃度在23～26 μg/m3波動，PM10、NO2和SO2濃度開始新一輪下降，CO濃度保持平穩(wěn)。而對于O3，2001—2017年，始終呈逐年上升趨勢，直到2018年，才略有下降。

圖1 1998—2018年韓國6項空氣污染物年平均質(zhì)量濃度Fig.1 Annual average mass concentrations of six air pollutants in South Korea from 1998 to 2018

2.2 主要影響因素分析

2.2.1 經(jīng)濟發(fā)展水平變化

如圖2(a)所示，2018年韓國GDP達到118 720.0億元，人均GDP為23.0萬元，全球人均GDP排名第31位。與2000年相比，韓國GDP和人均GDP分別增長了1.9、1.7倍，總體上實現(xiàn)經(jīng)濟快速增長同時環(huán)境空氣質(zhì)量大幅好轉(zhuǎn)。由圖2(b)可以看出，2000—2018年，韓國經(jīng)濟發(fā)展由快轉(zhuǎn)慢，對應(yīng)污染物濃度水平由高轉(zhuǎn)低，這說明GDP增長速度與環(huán)境空氣污染物的濃度在一定程度上呈正相關(guān)關(guān)系。

圖2 2000—2018年韓國GDP、人均GDP及GDP增長率Fig.2 GDP,per capita GDP and GDP growth rate of South Korea from 2000 to 2018

2.2.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化

韓國的經(jīng)濟快速發(fā)展起步于20世紀60年代，歷經(jīng)30多年，到20世紀90年代末基本形成以服務(wù)業(yè)為主，同時制造業(yè)比較發(fā)達的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)[17]。如圖3(a)所示，2000—2018年，韓國三產(chǎn)比例波動較小。近20年來，韓國第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重保持在62.0%以上，其中批發(fā)零售、房地產(chǎn)、保險金融、社會保障及科學(xué)技術(shù)服務(wù)占比較大；第二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重在34%左右，以計算機、電子、光學(xué)產(chǎn)品為主。然而，韓國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍在不斷地進行內(nèi)部調(diào)整。從2001年開始，韓國政府每5年制定“科學(xué)技術(shù)基本計劃”，大力發(fā)展半導(dǎo)體、精密零件、移動通信、數(shù)碼家電、生物工程等[18]。如圖3(b)所示，2018年，以計算機、電子、光學(xué)產(chǎn)品為主的信息通訊制造產(chǎn)業(yè)增加值為7 860.5億元，占工業(yè)增加值的21.1%，對GDP的增長貢獻率達到7.5%，與2000年相比，信息通訊制造產(chǎn)業(yè)增加值增長了5倍，成為韓國工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。

圖3 2000—2018年韓國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、信息通訊制造產(chǎn)業(yè)增加值及其在工業(yè)增加值中的比例Fig.3 Industrial structure,information and communication technology manufacturing industry GDP and its share in industrial GDP of South Korea from 2000 to 2018

另外，韓國人均鋼鐵和水泥消費趨于平穩(wěn)，電力消費增長速度與經(jīng)濟增長速度基本相適應(yīng)。如圖4(a)所示，韓國人均鋼鐵消費量在2011年之后基本穩(wěn)定在1 100 kg左右，而韓國人均水泥消費量在2005年之后穩(wěn)中有降。2015年以來，由于房屋建設(shè)項目增加，韓國水泥市場才開始回暖，2017年韓國人均水泥消費量為1 260 kg[19]。2002—2018年韓國人均電力消費量持續(xù)增長，2018年為10 039 kW·h，且全社會用電量增長率與GDP 增長率基本同步變化(見圖4(b))。

圖4 2000—2018年韓國人均鋼鐵、水泥和電力消費量及全社會用電量增長率與GDP 增長率Fig.4 Per capita consumption of steel,cement and electricity and the growth rate of social electricity consumption and GDP in South Korea from 2000 to 2018

2.2.3 能源消費與結(jié)構(gòu)變化

隨著韓國社會經(jīng)濟的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部調(diào)整，韓國一次能源消費總量和人均能耗不斷上升，單位GDP能耗總體呈下降趨勢。到2017年，韓國一次能源消費總量和人均能耗分別為43 098.6 萬t和8.4 t，單位GDP能耗為0.38 t/萬元(見圖5)。

圖5 2000—2017年韓國能源消費水平和結(jié)構(gòu)Fig.5 The level and structure of energy consumption in South Korea from 2000 to 2017

在一次能源消費結(jié)構(gòu)中，近20年來，韓國石油消費占比最高，其次為煤。2000—2017年，韓國一次能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)改善，煤炭和石油消費總占比呈逐年下降趨勢，以清潔能源為代表的天然氣和可再生能源占比不斷增加。尤其是2013年韓國政府制訂第二個國家能源基本計劃之后，可再生能源占比得到明顯提升[20]。

受韓國綠色增長戰(zhàn)略等影響[21]，韓國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步向綠色低碳、高附加值產(chǎn)業(yè)發(fā)展，能源結(jié)構(gòu)不斷清潔化，使得2000—2015年韓國主要大氣污染物單位GDP排放量總體呈下降趨勢。2015年NOx、揮發(fā)性有機物(VOCs)、SO2和PM10單位GDP排放量分別為1.14、1.00、0.35、0.22 kg/萬元(見圖6)。

圖6 2000—2015年韓國主要空氣污染物單位GDP排放量Fig.6 Major air pollutants emissions per unit of GDP in South Korea from 2000 to 2015

2.2.4 城市交通運輸結(jié)構(gòu)變化

在城市交通方面，2000—2016年，隨著汽車保有量的持續(xù)增長，韓國逐漸成為世界上人均汽車擁有量較多的國家之一。但是，韓國的汽車使用率并不高。一方面，韓國的用車成本較高，除了停車難、停車費用高外，汽油價格較高也是重要原因。以2017年5月29日的數(shù)據(jù)為例，全球汽油的平均價格為7.08元/L，中國的汽油價格約為6.76元/L，而韓國的汽油價格約為8.93元/L，并且韓國政府在油價中還增收了養(yǎng)路稅和環(huán)保稅等。另一方面，韓國公共交通系統(tǒng)方便、可靠且實惠，尤其是2004年將公交系統(tǒng)與地鐵及新的公交接駁系統(tǒng)集成后，市民更愿意選擇公共交通出行[22-23]。2011年，以首爾為代表的城市公交分擔率達到75%左右[24]。另外，韓國政府不斷增加自行車道路的數(shù)量和長度，促進綠色出行。

在貨物運輸方面，韓國充分利用其地理優(yōu)勢，大力發(fā)展水運。2010年以前，韓國貨運以水運為主，占比約60%，其中99%以上的國際貨物運輸是水運。2010年之后，韓國政府加強一般道路建設(shè)并提高道路鋪裝率，改善公路運輸環(huán)境，公路貨運占比明顯提高，成為主要貨運方式，但水運占比仍超過40%(見圖7)。

圖7 2000—2016年韓國交通運輸結(jié)構(gòu)及汽車保有量Fig.7 Transport structure and total number of automobile in South Korea from 2000 to 2016

2.2.5 污染物排放量與6項空氣污染物濃度變化關(guān)系

從圖8(a)和圖8(b)可以看出，2000—2015年SOx和CO排放量的變化趨勢與環(huán)境空氣中SO2和CO濃度變化基本一致，說明SOx和CO的排放是影響SO2和CO濃度的重要因素。而在圖8(c)中，PM10排放量在2006年之前較穩(wěn)定，之后明顯上升，但環(huán)境空氣中PM10濃度在后期卻呈下降趨勢，說明后期環(huán)境空氣中的PM10受到其他因素影響較大，如溫度、濕度、風(fēng)速等。如圖8(d)所示，在2006年之前，NH3的排放量較穩(wěn)定，但PM2.5濃度卻大幅下降，說明這期間PM2.5濃度受NH3排放量影響較小。而2007年之后NH3排放量升高，與此同時PM2.5質(zhì)量濃度在22～26 μg/m3波動，這表明隨著大氣污染防治的深入，PM2.5受二次來源影響增大[25]，較高的NH3排放量會阻礙PM2.5濃度的進一步下降。圖8(e)中，NOx年排放量在2004年達到峰值后迅速下降，在2009年達到最低之后又緩慢增加。但環(huán)境空氣中的NO2濃度卻基本與之呈負相關(guān)，這可能由區(qū)域傳輸或者NOx源清單的不確定性等因素引起[26]。圖8(f)中顯示，O3濃度與VOCs年排放量在2000—2015年大體同步上升，說明VOCs排放量的增加是導(dǎo)致韓國O3濃度上升的重要原因之一?？傮w而言，環(huán)境空氣質(zhì)量受污染物排放影響較大。

圖8 韓國污染物排放量與6項空氣污染物質(zhì)量濃度的關(guān)系Fig.8 The relationship between the pollutant emissions and the mass concentration of six air pollutants in South Korea

3 浙江省環(huán)境空氣質(zhì)量現(xiàn)狀及與韓國差距

如圖9所示，2018年浙江省PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3年均質(zhì)量濃度分別為33.0、56.0、32.0、9.0、59.8 μg/m3，CO 年均質(zhì)量濃度為0.75 mg/m3。與韓國環(huán)境空氣質(zhì)量相比，浙江省PM2.5和PM10污染程度明顯高于韓國，O3和CO濃度略高于韓國。

圖9 2018年浙江省與韓國6項空氣污染物年均質(zhì)量濃度比較Fig.9 The comparison of annual average mass concentrations of six air pollutants between Zhejiang and South Korea in 2018

4 以PM2.5為基準比較浙江省與韓國主要指標差異

社會經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、交通結(jié)構(gòu)等是影響環(huán)境空氣質(zhì)量的重要因素。本研究以PM2.5為基準，對比分析浙江省與韓國同水平時主要指標差異。

在經(jīng)濟發(fā)展水平方面，2018年浙江省GDP及人均GDP與韓國2004年相當，但城鎮(zhèn)化率遠低于韓國(見表1)。另外，2018年浙江省GDP增長率為7.1%，遠高于韓國2004年GDP增長率。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來看，2018年浙江省第二產(chǎn)業(yè)比重為41.8%，第三產(chǎn)業(yè)為54.7%，第二產(chǎn)業(yè)中原料型化工、中低端機械制造等重工業(yè)占工業(yè)總產(chǎn)值的64.5%。與韓國2004年相比，浙江省第二產(chǎn)業(yè)比重偏高、偏重；第三產(chǎn)業(yè)比重相對略低。從電力的消費情況來看，浙江省人均電力消費量明顯高于韓國，且全社會用電量增長率高于GDP增長率，這說明當前浙江省工業(yè)仍處在快速發(fā)展階段。在能源消費和利用效率方面，2018年浙江省一次能源消費量為21 675 萬t，人均能耗為3.8 t，均低于韓國2004年水平，使得浙江省單位GDP能耗較韓國2004年低。從排放水平來看，浙江省NOx、SO2和VOCs單位GDP排放量分別為1.9、1.3、3.2 kg/萬元，其中SO2和VOCs排放水平明顯高于韓國。在一次能源消費結(jié)構(gòu)方面，浙江省以煤炭為主，占比達47.4%，高于韓國；而天然氣消費量僅占一次能源消費量的7.5%，低于韓國天然氣在一次能源消費中的占比(12.9%)。在交通運輸方面，浙江省以公路運輸為主，水運比例明顯偏低，僅為36.6%；且汽車保有量大、公共交通分擔率較低。

表1 主要指標差異

另外，根據(jù)源清單調(diào)查結(jié)果顯示，2015年浙江省SO2、VOCs、PM10排放量較高，分別為56.6、1 39.2、69.7萬t，是韓國2004年排放量的1.6、1.7、11.2倍。浙江省PM10的排放量遠高于韓國，主要是由于2004年韓國源清單沒有考慮對PM10貢獻較大的生物質(zhì)燃燒和揚塵源[27]。

5 結(jié)論和建議

2000—2018年韓國環(huán)境空氣質(zhì)量的變化與經(jīng)濟增長速度、產(chǎn)業(yè)和能源結(jié)構(gòu)、公共交通體系及污染物排放量密切相關(guān)。與大多數(shù)研究結(jié)果相同，韓國經(jīng)濟的快速增長也給環(huán)境空氣質(zhì)量帶來了負面影響。但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級、能源結(jié)構(gòu)持續(xù)向清潔化發(fā)展及降低污染物排放量是韓國大力發(fā)展經(jīng)濟同時改善環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵。大力建設(shè)和不斷優(yōu)化公共交通體系，提升公共交通的分擔率也對韓國環(huán)境空氣質(zhì)量的改善發(fā)揮著重要作用。

浙江省與韓國環(huán)境空氣質(zhì)量比較結(jié)果表明，浙江省環(huán)境空氣質(zhì)量仍與韓國有一定差距，浙江省2018年P(guān)M2.5年均濃度與韓國2004年相當。以PM2.5為基準，浙江省與韓國主要指標差距分析表明，當前浙江省經(jīng)濟正處于高速增長階段。另外，浙江省第二產(chǎn)業(yè)偏高、偏重且工業(yè)仍在快速發(fā)展；能源結(jié)構(gòu)以煤為主、不夠清潔化；汽車保有量大且公共交通分擔率低等造成浙江省SO2、PM10、PM2.5和VOCs污染物排放量大，污染物單位GDP排放水平高，進而導(dǎo)致其環(huán)境空氣質(zhì)量中PM10和PM2.5污染較嚴重?；谝陨涎芯拷Y(jié)論，提出浙江省進一步改善大氣環(huán)境質(zhì)量的建議:

(1) 優(yōu)化調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，嚴控“兩高”行業(yè)產(chǎn)能，加大落后產(chǎn)能淘汰和過剩產(chǎn)能縮減力度，持續(xù)開展“散亂污”企業(yè)及集群綜合整治行動。此外，以綠色低碳循環(huán)為主要原則，優(yōu)先發(fā)展附加值高、污染低、能耗低的高新產(chǎn)業(yè)，同時大力發(fā)展現(xiàn)代服務(wù)業(yè)，加強制造業(yè)與服務(wù)業(yè)深度融合和互促互動，推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。

(2) 優(yōu)化調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展清潔能源，嚴格控制煤消費總量，實施煤減量替代措施。鼓勵發(fā)展使用太陽能、水能、風(fēng)能等清潔、低碳、綠色能源，提高非化石能源占一次能源消費的比重；同時推廣節(jié)能高效技術(shù)和產(chǎn)品，不斷提高能源利用效率。

(3) 優(yōu)化調(diào)整運輸結(jié)構(gòu)，加強鐵路和水運的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，積極推廣多式聯(lián)運，提升鐵路運輸、水運能力。繼續(xù)控制汽車保有量，大力推廣使用新能源汽車，不斷淘汰老舊車輛和老舊船舶。大力發(fā)展公共交通，提升公共交通的方便性、可靠性及實惠性，同時充分利用政策、經(jīng)濟手段，比如實行有差別的停車場建設(shè)標準和收費標準等，以推動公共交通出行成為公眾自覺選擇。

(4) 加強環(huán)境污染治理，建議在加快制定和調(diào)整相關(guān)行業(yè)污染物排放標準的同時，加強污染源控制，提高在環(huán)境污染治理方面的投入，尤其是PM10、SO2、VOCs等工業(yè)污染物的減排和廢氣治理。此外，也應(yīng)加大對大氣環(huán)境保護及防治研究的投入，不斷提升浙江省科學(xué)治氣、精準治氣水平。