地区工业废气排放负担的差异问题和策略研究

本文转载《经济与管理》2013年第9期 随着工业化进程的加快，各国都面临着环境污染与治理问题，采取有效的环境政策是促进环境与经济和谐发展的必然要求，在大气污染治理中，工业废气排放的治理是世界环境问题的主要内容之一。大气环境与人们的生命健康息息相关，一旦大气环境受到破坏，人们的身体健康就会受到损害，而且是任何人都无法躲避的，工业废气的排放与增加会直接带来大气环境的破坏，成为威胁人们健康的重要因素。比如，近年来在我国一些地区已经出现严重雾霾天气，大气污染问题已经引起了政府和市民的普遍重视，霾对呼吸系统、心血管、神经系统都有影响，尤其是会使呼吸系统患病率显著增加[1]。各地区都在试图多途径、多种措施来加强大气污染的治理工作，加强环境管理体制的建设[2]。针对治理大气污染工作，各地方政府和企业不断通过工业企业技术改造、汽车尾气治理和新能源交通工具使用推广，等等，希望能够在环境污染的防治方面取得进一步的成效[3]。减少工业废气排放，降低工业化污染，已经成为政府、企业和市民普通关注的问题。
　　一、我国工业废气排放与控制现状
　　工业废气的排放量在工业化发展中会处于不断上升的趋势，我国通过改善环保排放装置、对污染企业进行整顿等措施严格控制工业的废气排放，取得了一定成效。如图1所示，2002—2010年，包括工业二氧化硫和生活二氧化硫的排放总量自2002—2006年一直呈现逐年递增的态势，但2007—2010年排放总量呈现了下降趋势；2002—2010年，工业烟、粉尘的排放量呈现了整体下降的趋势，说明对烟粉尘的清洁控制技术水平较好，从整体来看，在这一阶段，我国废气排放量的规模有所下降。
　　从近两年废气排放量的变化来看，2010年我国工业废气排放总量为519 168亿立方米，二氧化硫排放总量为2 185.1万吨，工业二氧化硫排放量为1 864.4万吨，工业二氧化硫去除量3 304万吨，工业烟尘排放量603.2万吨，生活烟尘排放量225.9万吨，工业烟尘去除量38 941.4万吨，粉尘排放量为448.7万吨；2011年我国二氧化硫排放量为2 217.91万吨，比上年增加了32.81万吨，烟（粉尘）排放量为1 278.83万吨，比上一年增加1.03万吨。从数据分析上看，我国在控制废气排放上已经取得一定的成绩，但是，2011年比2010年二氧化硫和烟（粉）尘的排放量有所增加，这说明随着工业化进程的深入，工业废气排放总量同时在增加，污染物的减排任务也随之增加，环境保护问题更应受到重视。
　　随着经济的继续向前发展，能耗及工业总产值在逐年增长，工业废气的排放总量将会进一步增加，甚至是成倍增长[4]。因此，我们需要从多角度、多方面来研究和探讨降低单位工业总产值带来的废气负担率，对此，我们需要进一步分析各地区废气排放量的变化及负担状况，研究存在的问题，这样才能更好地促进废气减排工作的顺利进行。
　　二、废气排放的环境洛伦兹曲线
　　按照环境库兹涅茨曲线，经济发展水平较低时，经济增长会导致环境污染不断加深，当经济发展水平超过特定水平之后，经济增长，产业技术进步或调整，会使得环境污染呈现降低的态势[5]。环境污染与经济增长存在一定的内在关系[6]。由于我国各地区经济发展水平存在差异，必然使得各地区的废气排放与控制水平存在差异，我们必须要对不同地区的差异及其原因进行分析。
　　对我国工业废气排放量的波动与分布特点进行进一步分析，研究各地区废气排放负担是否存在差异及其原因，对完善环境治理政策，提出相关建议具有重要的现实意义。为研究各地区废气排放是否平均，首先选择洛伦兹曲线和基尼系数进行实证分析。洛伦兹曲线原本是用来描述社会收入分配是否公平的一种曲线，在这里引用洛伦兹曲线的研究方法和基尼系数指标来分析各地区废气排放的负担状况与存在差异的原因。二氧化硫、烟（粉）尘是工业废气排放的主要物质，也是对环境造成污染的主要污染源，假定各地区在生产过程中在GDP方面的贡献率会带来一定量的废气污染物的排放，用各地区的工业GDP占全国工业GDP的比重表示各地区工业生产贡献率，用各地区二氧化硫和烟（粉）尘的排放量占全国二氧化硫和烟（粉）尘排放量的比重表示各地区工业生产带来的气体污染负担率。将各地区的工业生产贡献率与大气污染负担率进行比较，用以衡量各地区污染气体排放带来的环境损失与生产贡献之间的差异。
　　（一）指标选择
　　各地区工业生产贡献率Ia=各地区的工业GDPa/全国工业GDP
　　各地区的废气排放负担率Max=各地区废气排放量Pax/全国废气排放总量P
　　废气排放负担率与生产贡献率之比Qax=Max/Ia
　　x=1，2，分别代表烟（粉）尘和二氧化硫；a=1，2，3…31，表示31个地区。
　　在其他因素不变的情况下，经济增长和清洁技术提高会有助于实现工业废气的减排[7]。基于此特点，如果Q小于1时，数值越小，意味着该地区工业生产带来的经济效益的增加率越高于废气污染的增加率，表明该地区具有较高的生产力水平，因工业排放导致的大气污染程度较低，或者是该地区的控制污染技术水平较高，大气污染物的排放受到很大程度的控制；反之，如果Q大于1，则代表该地区工业生产带来的经济效率低于废气污染的增加率，表明该地区的生产会带来更多的废气排放，环境效益的损失大于经济效益的增加，若Q值越高，则表明该地区需要努力提高生产技术水平，降低污染物的排放，或者通过强化保护大气环境的措施，提高清洁技术水平，控制工业废气的排放。
　（二）绘制环境洛伦兹曲线
　　洛伦兹曲线通常是一条下凸的曲线，用以表示不平均的程度，下凸程度越大，代表越不平均[8]。如图2和图3所示，45度的对角线是表示绝对平等线，即各地区废气排放水平不存在差异，各地区的废气排放负担相同；横轴和右侧的纵轴所组成的折线是绝对不平等曲线，表示废气排放仅由一个地区释放，也就是基于工业生产的大气污染物的负担是由一个地区带来的；左侧的纵轴表示各地区不同气体排放量在全国中的比重，即各种废气排放的污染负担率，横轴表示各地区工业生产贡献率，即各地区的工业GDP在全国工业GDP中的比重。图中四条弯曲的曲线是将不同地区工业生产贡献率与气体污染的负担率确定的散点连接而绘制的，每条曲线与对角线组成的面积用A表示，曲线与折线之间 的面积用B表示，用A/（A+B）的数值即基尼系数来分析气体污染物的排放水平，该数值越大，则表明气体污染物的排放越是集中在少数几个地区，反之，则表示各地区的气体污染排放负担相同[9]。
　　由于实际中数据是离散的，为更准确地计算基尼系数，需要准确绘制洛伦兹曲线模型[10]。根据图2和图3中散点分布特点，经过模型的筛选与最优分析，最终选用二次曲线模型，对废气排放负担的环境洛伦兹曲线进行曲线估计，如表1所示，给出了两种气体污染的环境洛伦兹曲线的回归模型检验报告，从拟合优度、模型检验结果和各个参数值来看，模型均具有统计学意义，拟合优度很好。
　　建立的回归方程为：
　　通过定积分进行计算，获得不同气体排放的基尼系数A/（A+B）的比值，2010年数据为：0.09 7（二氧化硫），0.266（烟粉尘）；2011年数据为：0.241 7（二氧化硫），0.3280（烟粉尘）。一般情况下，如果基尼系数小于0.2，认为绝对公平，0.2～0.3，表明相对平均，0.3～0.4，表示较为合理，0.4～0.5，认为差距较大，0.5以上认为高度不平均[11]。2010年，二氧化硫排放的基尼系数小于0.2，表示各地区因工业化生产带来的二氧化硫排放负担的差异不大；烟粉尘排放的基尼系数处于0.2～0.3，表示相对平均。2011年，二氧化硫排放的基尼系数处于0.2～0.3，表示相对平均；烟粉尘排放的基尼系数处于0.3～0.4，表示较为合理。由于得出的基尼系数较小，说明从各地区的工业发展生产水平来看，各地区废气排放负担分布是较为均衡的，废气的排放负担并不是由于一个或若干地区的工业集聚造成的。各地区工业生产所排放的烟粉尘，相对于二氧化硫的排放而言，各地区的差异要更明显一些；而从2010年与2011年废气排放的基尼系数变化来看，数值呈现增加的态势，说明我国各地区在废气减排工作上的成效存在速度上的差异，或者说各地区工业生产带来的废气排放负担率的差异呈现扩大的趋势，一些地方的废气减排工作还需要进一步加强。
　　三、各地区废气负担状况比较
　　为进一步分析2011年各地区废气排放负担的差异，仅考虑各地区工业生产贡献的前提下，将各地区由于生产贡献带来的废气污染负担状况进行比较。表2给出了2011年各地区生产贡献率与废气排放负担率比较状况，其中北京、天津、西藏和甘肃等17个地区的各种工业废气的污染负担率都小于生产贡献率，显示出较高的工业生产水平或较低的工业废气排放水平，这表明在这31个地区中有1/2强的城市在工业生产中废气的排放水平低于全国的平均标准。河北、山西、山东和河南等9个地区，存在工业生产的贡献率小于废气排放的负担率的情况，气体污染负担明显高于全国平均水平，从数据分析上看，河北最为明显，烟粉尘的污染负担率是工业贡献率的3倍，二氧化硫的污染负担率是工业贡献率的近2倍。这表明，河北的工业废气排放亟待有效措施加以控制，而导致河北省废气排放负担较高的原因，更大的可能应该是重工业结构和较低的废气控制技术水平。该地区的工业结构亟待优化调整，清洁技术水平亟需提高[12]。
　　为进一步研究各地区工业废气排放的共性与差异，对数据做进一步的聚类分析。选择西藏、山东、河北、云南和江苏作为初始类的中心点，这几个地区包括了31个地区中从高至低的不同的大气污染排放水平，但这不一定是最好的代表，需要再进行迭代过程寻找更好的类中心点代替初始类中心点。如表3所示，第一次迭代后，5个中心点分别变化为0.287、0.000、0.381、0.130和0.249，第二次迭代后，5个类的中心点变化均小于指定的收敛准则0.01，达到聚类结果要求。
　　表4为最终的聚类中心，可以看出，第1类的指标数据最低，包括的地区有6个：北京、天津、上海、海南、西藏和青海，这些地区各项指标的数据较低，表明由于生产水平较高，生产贡献率远大于气体污染物的排放负担率，或者是该地区工业废气污染的排放率本身较低。但是在实践中，对于各地区的大气环境负担率进行分析，还要考虑到其他影响因素，例如北京、天津和上海这三个城市即使工业生产所带来的贡献率高于大气污染导致的环境损失率，但是引入土地面积、人口等因素，可能导致的结论会有所不同，比如：从单位土地面积上分析，北京地区所承担的气体污染负担可能是很高的，在此，我们仅考虑工业贡献率与废气污染负担程度。第2类、第3类和第5类的各指标数据较高，一共包括8个城市：山东自成一类；河北、山西归为第三类；广东、河南、内蒙古、辽宁、江苏归为第五类；其余17个地区归为第4类。在我国31个地区中，仅有不足1/3的城市的工业生产贡献率小于工业生产导致的废气排放负担率，这与各地区的生产力水平和各地区废气排放的控制程度有关。
　　综合以上的分析可以看出，废气排放量的变化与工业化发展水平密切相关，由于各地区的工业生产水平不同，所处的环境库兹涅茨曲线上的阶段也是存在差异的，经济发展水平较高的地区，废气排放的控制效果远大于经济发展水平较低的地区，所承担的废气负担率也相对较低；而经济发展水平较低的地区，随着工业生产总值的增长，废气排放的增长速度高于工业贡献的增长速度，该地区的工业废气排放负担较重。对于各地区废气排放负担存在的差异，需要针对各地区工业发展的差异特点及原因采取针对性的策略，以期更有效地帮助这些地区提高控制废气排放的效果。
　四、地区工业废气排放负担存在差异的原因
　　各地区废气排放负担存在差异，究其原因应该有多方面的因素，既有技术因素，也有产业结构和制度差异等方面因素。从地区控制污染的差异性政策的制定方面来看，我们必须要对各地区废气排放负担梯度差异的根源进行分析。我们可以将造成地区废气排放负担梯度差异的主要原因归纳为以下几个方面：
　　1. 各地区工业发展水平差异导致能耗水平不同，污染物排放负担会存在明显差异。从表5“2011年31个地区万元地区生产总值能耗统计分析”来看，北京能源消耗指标最低，为0.459吨标准煤/万元，31个地区的总体均值为1.040 93吨标准煤/万元，中值为0.903 50吨标准煤/万元；而前面分析的废气负担较高的8个地区：河北为1.300吨标准煤/万元，山西为1.762吨标准煤/万元，内蒙古为1.405吨标准煤/万元，辽宁为1.096吨标准煤/万元，河南为0.895吨标准煤/万元，广东为0.563吨标准煤/万元，江 苏为0.600吨标准煤/万元，山东为0.855吨标准煤/万元，除河南、广东、江苏和山东以外，其他地区的万元地区生产总值能耗，既超过了各地区的平均水平，也大于中值水平。这说明这些地区的废气负担较高的原因之一，是与这些地区的工业生产力或生产技术水平有关，同样水平的工业生产贡献所消耗的能源数量高于平均水平，自然地，工业污染物的排放量也会高于各地区平均水平，该地区的废气排放负担超出各地区的平均水平。不仅如此，废气污染负担较高也会导致治理环境的投资增加，从2011年各地区完成的工业废气污染治理投资按金额由少到多的排序结果来看，辽宁为第13位，广东为第23位，江苏、山西、河南、河北、内蒙古和山东投资总额排名依次为26～31位，31个地区中山东省治气废气投资额最高，为244 688万元，由此可见，在评价各地区工业贡献时，必须要考虑环境成本；在工业发展中，工业废气总排放量既与工业总产值相关，也与能耗值相关；我们需要平衡经济效益与环境成本，尽可能使两者之差最小化，努力实现“环境优化增长”代替“环境换取增长”的发展方式。因此，各地区产业的生产由于技术装备水平等方面存在差异，使得能耗水平存在区别，最终使得工业废气排放方面会出现梯度的差异。据此，在控制废气排放方面，废气排放负担较高的地区应该通过提高生产工艺技术水平、改善用能结构和改进技术等方面，努力降低能耗值，从根源上控制废气污染排放量。
　　2. 地区的产业结构差异会使得各地区废气排放负担存在差异。工业分布数量高的地区，工业废气排放负担可能会较重。我国地区发展一直存在不同程度的差异，产业结构的变化呈现出工业化进程中不同阶段的一般特征，在工业化水平较高的地区，它的技术密集型产业及现代化的第三产业已经成为经济的发展主体；在工业水平低的地区，第一产业比重会相对较高；而工业化发展水平处于中间位置地区，第二产业的比重相对较高，相应地，这些地区的工业废气排放负担也会相对较高。把2011年各地区第二产业生产总值占工业生产总值的比重按由小到大的顺序排列，结果显示：广东排名第11位，江苏排名第16位，山东排名第20位，河北、辽宁、内蒙古、河南、山西排名第22、25、28、29、31位（详见表6）。这些排名越靠后的地区，工业贡献更多的是依靠第二产业的发展。而有些地区，如安徽、江西、重庆等，虽然第二产业的比重较大，但是废气排放负担没有呈现较高的现象，是因为这些地区在污染产业生产中使用的清洁技术较高，或者是环境污染的控制效果更好。因此，有些地区工业废气排放负担较高的另一原因，就是工业比重相对较高，污染物排放较多，甚至可能是污染工业的比重较大导致该地区废气排放负担较重，而且，这些地区对工业废气污染的控制效果较差。
　　3. 环境政策存在地区差异，导致高污染行业向环境成本低的地区转移，使得地区工业废气排放负担存在差异。地区环境成本的差异会影响污染产业的地区分布，污染产业的选址会倾向环境成本低的地区，因此，差异的环境标准成为影响地区污染产业分布的重要原因，也成为影响地区废气排放负担差异的重要原因之一。由于各地区的治理废气排放的政策与标准存在差异，会导致高污染行业实际成本存在地区差异，这必然使得产业由高环境成本的地区向低环境成本的地区转移。而对于环境成本高的地区，其污染状况会因完善的环境政策而受到抑制，产业的布局也会有所改变，例如，国家对长三角、珠三角等重点区域率先实施大气污染联防联控机制，减少酸雨、灰霾现象；浙江、江苏两地就对环太湖区域实行了差别化环境政策，实行更加严格的排放标准，从源头上压减排污总量。这些差异化的环境政策必将导致相关地区的某些工业废气排放受到限制，而相对于没有实施严格管制措施的地区，某些污染较重的产业会继续存在甚至增加，最终导致该地区工业废气排放负担加重。
　　综上所述，工业废气减排工作是我国大气污染治理的重要内容，在各地区大气污染负担率与生产贡献率比较中，进一步证实：不同地区的工业生产贡献所带来的气体污染物排放水平是存在差异的；而对于地区废气排放负担存在差异的原因分析中，研究发现：地区废气负担水平较高的主要原因或者是由于地区产业生产技术水平不高，或者是因为第二产业比重较高且污染控制水平较低，或者是因为污染产业分布较多等原因所导致的。而像北京、上海等经济水平较高、生产力水平比较高的地区的工业生产所带来的工业污染物的排放比率要比落后地区的明显低很多，这说明，提高生产力和清洁技术水平等措施可以有效降低污染物的排放水平。
　　五、控制工业废气的对策建议
　　经过前面地区废气排放存在差异的实证研究与原因分析，对于我国废气污染物排放的管理，我们既需要制定各地区都适宜的共性管理政策与措施，也需要针对各地区的实际情况，分析废气排放存在差异的内在原因，有针对性地采取差异性的管理措施。对于废气排放负担较高的地区，我们主要是通过多种措施与途径，尽快提高生产力水平和技术水平，加强气体污染物排放的控制措施，有效降低气体污染物的排放负担。为更好地提高我国废气排放的控制水平与取得较好的环境保护效果，提出以下建议：
　1. 不断提高地区产业发展水平，提升清洁技术与促进清洁能源使用。第一，从长期来看，随着工业化进程的深入，各地区都会面临工业废气排放负担加重的压力，为了实现长期有效地控制工业废气排放数量，通过提升废气处理的清洁技术和促进清洁能源的使用，可以更好地实现经济与环境的双收益。第二，从当前各地区的工业废气负担存在差异的原因来看，无论是对于由于产业结构不合理导致的有些地区废气负担较重，还是由于自身生产技术水平较低、能耗较高导致的工业废气减排压力较大，提升清洁技术可以改善废气排放状况，促进清洁能源使用可以从根源上降低污染排放水平，从而有效地降低有关地区的废气污染负担。因此，对于清洁技术的提升与清洁能源的使用，需要各主体共同努力。从政府方面，需要从宏观角度，对废气排放进行控制与管理，帮助企业从环境管理方面促进清洁技术的应用；从企业角度，需要加强清洁生产指导，促进企业节能增效；从市民角度，需要提升人们的生态文明意识，加强清洁工程的自觉监督意识，积极参与到环境污 染的防治工作中来。加快发展清洁能源与提升清洁技术，是解决未来能源保障和生态环境问题的重要对策，依靠清洁技术与清洁能源，可以有效降低废气排放负担，摆脱对传统化石能源的依赖，实现资源的优化配置，促进经济与环境的协调发展。
　　2. 加快污染负担率较高地区的产业结构合理化调整的步伐。有些地区废气负担较高的重要原因是与该地区的产业结构相关联的，而地区生产水平的差异，其中重要的原因是和各地区的产业布局有关，而产业结构调整一直是各国经济发展中的重要课题，随着我国工业化阶段进入中后期，各产业之间的相互协调能力、产业结构转换能力应该逐步增强，在各地方区域发展中，需要更加重视最佳经济效益与环境效益并存的产业结构。地区工业废气排放负担的差异及原因，进一步说明了废气排放负担较高的地区应该在工业结构、技术设备和生产技术发展水平等方面做出更大的努力，对于废气排放负担较大的地区应借鉴先进地区的经验，努力提高废气控制技术水平，加快重工业结构的调整，依靠技术支撑，促进产业结构优化升级。企业要加快技术改造的步伐，围绕工业结构合理化发展的要求，注重提高技术创新能力和促进创新成果产业化。
　　3. 按地区发展差异，制定差异化管理方案，分步骤、分主次地对环境污染加强综合治理控制。由于地区发展水平的不平衡，各地区废气排放负担存在差异，针对各地区的特点应该制定差异化的管理方案，有针对地解决地方污染物控制难题，提高减排成效。比如，对于工业废气污染负担较高的地区，可以以治理工业废气为主要方面，继续完善工业污染源的控制，强化管理措施与方案；对于像北京、上海这样的地区，工业废气在大气污染源中相对于其他地区而言并不是处在第一位，机动车排放带来的污染影响明显高于落后地区，可以建议这些地区先以控制机动车减排工作为主。除此之外，从差异化的地区环境政策来看，我们还要注意，不仅要做到降低目前有些地区的污染水平，还应该防范因环境成本差异将导致的污染产业转移现象，杜绝因污染产业转移，导致相关地区新污染负担增加的现象，在环境保护方面，应该“防”与“治”两手一起抓。
　　4. 加快推行排污权交易，深化环境成本内在化的工作。只有不断加强环境成本内在化，才能有效消除污染产业的外部非经济性，体现环境公平。排污权交易制度是环境成本内在化的一个重要的政策途径。排污权交易是当前世界各国关注的重要环境经济政策之一，促进排污权交易的发展，可以更有效地提升废气减排效率。排污权交易通过控制污染物排放的总量，利用市场规律及环境资源的特有性质，在环境保护主管部门监督管理下，各个持有排污许可证的微观主体在政策、法规的约束下对排污指标、排污权有偿进行转让或变更，它化解了经济发展与环境保护的矛盾，从经济学的视野解决了社会问题。为适应环境政策的发展步伐，我们需要在市场规则、排放交易系统建设和环境管理制度方面，尽早做好进行排污权交易的相应准备。一是制定严格的废气控制排放标准。对于有些地区超总量指标排放必须进行严惩，保证废气排放量控制在一定范围内，并积极采取措施，不断努力降低污染物排放总量；二是加快建立污染源排放的统一监管机制和连续监测系统，可以进行联网并强化管理；三是应建立废气排放权交易中介和排放配额跟踪平台，合理制定排放总量指标的分配方案。对于环境污染问题的治理，事关经济发展的可持续，人类生存的可持续，必须要不断完善有关法律体系、严格标准及执行制度，这样才能在环境保护方面取得更有为效的成绩。
　　5. 严格管理污染源流向，加强监管工作，强化环境污染的预防工作。由于污染事实发生时，因果关系调查的复杂性，影响因素的多样性，一旦发生环境公害，我们再去研究它的因果关系，很难从法律上将之轻易地定性为某个微观主体的责任，而先污染后治理的发展方式危害很大，治理污染时间周期很长，环境治理成本巨大，所以，对于环境污染防治工作而言，应以更为有效地预防为主，这是实现环境资源可持续发展的必然选择。一方面，为了尽可能将环境污染风险控制到一定范围内，国家或地方政府应该对污染源进行有效地管理和登记，比如：对农药成分进行限定，对农药的生产、销售、流通和使用进行登记；对生产中可能带来负外部效应的企业进行登记与监管，严格管理企业中能带来污染的化学物质流向，及时进行申报，等等，努力降低环境污染事件发生的概率。另一方面，针对污染源的产业分布状况与特点，加强反污染措施的安置。对于一国环境的污染，只有有计划地对不同产业采取差异性的措施，才可能取得更好的效果。
　　总之，每个工业化发展的国家都在经济发展过程中会遇到环境污染和退化的问题，先污染后治理的代价是巨大的，所以，每个国家都要处理好经济发展与环境保护的关系，尽可能降低经济发展过程中的环境代价。我们可以通过切实地采取环境污染预防措施，来尽可能地降低经济发展的环境成本，保护和改善环境。对于我国环境污染的防治工作，需要针对主要问题从多个角度提出有效方案。针对我国的环境治理工作，需要我们根据各地区环境污染治理的阶段与特点，因地制宜地制定适合各地区发展的差异化管理方案，促进我国经济与环境的和谐发展。
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