王海燕，曲華超

(1.中國環(huán)境科學(xué)研究院，北京100029;2.北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟學(xué)院，北京100081)

在環(huán)境保護日益成為國際普遍重視的問題的今天，研究中國國民經(jīng)濟各部門的能源消費與污染物排放問題成為科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。作為國家嚴格控制的大氣污染物，二氧化硫(SO2)一直是各級政府嚴防、嚴治、嚴控的重點，也是國家強制減排的主要污染物之一。因此，各經(jīng)濟部門能源消費與SO2的排放成為經(jīng)濟發(fā)展部門與環(huán)境保護部門關(guān)注的焦點。能源消費與SO2排放之間的關(guān)系如何，這種關(guān)系在不同生產(chǎn)部門又有何差異，在不同年份又有何變化?這些正是本文討論的問題。

一、模型、數(shù)據(jù)與方法

(一)環(huán)境投入產(chǎn)出表的編制

在用投入產(chǎn)出法研究環(huán)境問題時，最首要的就是環(huán)境投入產(chǎn)出表的編制。本文借鑒李立(1994)［1］、孫靜娟(2005)［2］的研究方法，編制環(huán)境投入產(chǎn)出表(見表1)。

環(huán)境投入產(chǎn)出表的編制步驟如下:

第一步，選擇投入產(chǎn)出表的年度。中國每逢2、7 年度編制國民經(jīng)濟投入產(chǎn)出表，而國家統(tǒng)計局尚未公布2012 年度國民經(jīng)濟投入產(chǎn)出表，所以，本文以2002 年度和2007 年度的國民經(jīng)濟投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)，根據(jù)各行業(yè)能源消費量來進行環(huán)境投入產(chǎn)出模型的編制。此環(huán)境投入產(chǎn)出表與國民經(jīng)濟投入產(chǎn)出表的不同在于:增加了污染物生成(SO2)象限，計量上使用實物單位，所以，此表為一個價值實物型投入產(chǎn)出表。

第二步，部門分解。由于國民經(jīng)濟投入產(chǎn)出表涉及部門較多，不能與統(tǒng)計年鑒中各行業(yè)能源消費量直接對接，而且在國民經(jīng)濟部門中許多部門對能源消費量較少，SO2排放量基本可以忽略不計，因而，本文對環(huán)境投入產(chǎn)出表中的國民經(jīng)濟部門進行了分解與合并，將一些部門如住宿和餐飲業(yè)、金融保險業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)等14 個行業(yè)合并到“其他部門”中，形成28 個部門的環(huán)境投入產(chǎn)出表。

第三步，編制與投入產(chǎn)出表相對應(yīng)的燃料消費實物量表。根據(jù)經(jīng)驗，中國二氧化硫90%以上由能源燃燒產(chǎn)生，所以各部門對應(yīng)的能源消耗量與其SO2排放是呈正相關(guān)關(guān)系的。在統(tǒng)計年鑒中涉及的能源有八種，其中，天然氣與焦炭燃燒的SO2幾乎可以忽略不計，所以，編制了與投入產(chǎn)出表相對應(yīng)的燃料消費實物量表(見表2)。

第四步，計算各部門的SO2的理論生成量。有了經(jīng)濟部門與燃料消費的對應(yīng)表，就可以根據(jù)能源消費量來估算各部門的二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等污染物的生成量。本文僅估算二氧化硫的生成量。在估算二氧化硫生成量時，筆者使用了粗略估算的方法。

(二)國民經(jīng)濟部門直接消耗能源所生成的SO2 量核算

在生產(chǎn)過程中，國民經(jīng)濟各個部門消費了大量的能源，因為常規(guī)能源特別是化石能源燃燒一般都會產(chǎn)生有毒氣體，如SO2等，所以SO2的生成量與國民經(jīng)濟部門的能源消費量呈正比例關(guān)系。國民經(jīng)濟部門直接消耗能源所生成的SO2計算公式為:

式中，ecj指第j 部門的標煤消費量，eS 為標煤的SO2生成系數(shù)。在這里涉及煤的含硫率，中國煤炭資源總體含硫不高，總平均硫率為0.9%，所以在估算時含硫率設(shè)為0.9%。

根據(jù)上式的計算結(jié)果，可以進一步計算國民經(jīng)濟各部門的SO2直接產(chǎn)污系數(shù)。直接產(chǎn)污系數(shù)指該部門單位產(chǎn)值生成的污染物的量，即SO2的生成量。直接產(chǎn)污系數(shù)計算公式為:

表1 環(huán)境投入產(chǎn)出表

表2 燃料消費實物量表 單位:萬噸

其中，Pj為前面計算出的SO2量，Xi為i 部門的總產(chǎn)出。

(三)國民經(jīng)濟部門完全消耗能源所生成的SO2 量核算

在計算國民經(jīng)濟部門完全消耗能源所生成的SO2量時，涉及完全產(chǎn)污系數(shù)的計算。完全產(chǎn)污系數(shù)是指各部門每生產(chǎn)一個單位最終使用(或最終需要的產(chǎn)品)所直接和間接誘發(fā)生成的全部SO2量。直接產(chǎn)污與完全產(chǎn)污的區(qū)別在于，國民經(jīng)濟部門在經(jīng)濟活動中，不僅直接消耗所投入的資源等，也消耗其他中間部門的產(chǎn)品，同時又間接對直接投入的資源進行了消耗。所以，各部門的經(jīng)濟活動還間接產(chǎn)生了污染物。計算完全產(chǎn)污系數(shù)可以反映出國民經(jīng)濟部門中真正對環(huán)境影響大的部門。完全產(chǎn)污系數(shù)的計算公式為:

式中，Si是i 部門的完全產(chǎn)污系數(shù)，E 是前面計算出的直接產(chǎn)污系數(shù)ei的對角矩陣，I 為單位矩陣，A 是直接消耗系數(shù)，Y 是最終需要列向量。

計算出直接產(chǎn)污系數(shù)和完全產(chǎn)污系數(shù)，不僅可以根據(jù)結(jié)果分析得出對環(huán)境影響較大的國民經(jīng)濟部門，也可以為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整等提供一定的依據(jù)。

二、SO2 生成量的計算結(jié)果

根據(jù)前述方法，計算獲得2002 年和2007 年28 個國民經(jīng)濟部門的能源消費總量、SO2直接生成量、SO2完全生成量(結(jié)果略)?？梢钥闯?，2002年，28 個部門直接生成SO2共計2 361.41 萬噸，2007 年28 個部門直接生成SO2共計4 298.28 萬噸，比2002 年增長82.02%。在如此巨大的增量背后，是能源消耗量的增加。根據(jù)測算，2002 年中國經(jīng)濟部門能源消費總量為131 189.38 萬噸，2007 年這個數(shù)字為238 793.20 萬噸。2002 年，28 個部門完全生成SO2共計3 118.34 萬噸，2007年，28 個部門完全生成SO2共計5 939.97 萬噸，比2002 年增長90.49%。

為了比較不同產(chǎn)業(yè)部門SO2直接生成量的差異，表3 比較了2002 年與2007 年SO2直接生成量最多的前八個部門。由表3 可以看出，2002年，SO2直接生成量最高的前八個部門分別為:金屬冶煉及壓延加工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，交通運輸、倉儲及郵電通信業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，農(nóng)林牧漁業(yè)，其他行業(yè);2007 年，SO2直接生成量最高的前八個部門分別為:金屬冶煉及壓延加工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，交通運輸、倉儲及郵電通信業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，其他行業(yè)，農(nóng)林牧漁業(yè)。上述行業(yè)的SO2直接生成量占總量的70%以上。

可以看出，2002 年與2007 年直接生成量占前八的行業(yè)相同，但排序有所區(qū)別。與2002 年相比，2007 年電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的SO2直接生成量占比有所下降，說明這五年期間，電力行業(yè)的治污減排政策發(fā)揮了重要作用，有效抑制了SO2的生成。盡管金屬冶煉及壓延加工業(yè)在2002年與2007 年均為排名第一的行業(yè)，但其SO2直接生成量和占比都有很大幅度的上升。2007 年，金屬冶煉及壓延加工業(yè)的SO2直接生成量與2002年相比增加了146.67%，這個增長幅度遠遠高于所有行業(yè)的平均值(82.02%)，這說明，金屬冶煉及壓延加工業(yè)的環(huán)境污染問題在2002—2007年這五年間非但沒有得到有效治理，反而愈發(fā)嚴重。

表3 SO2 直接生成量最多的八個部門

表4 SO2 完全生成量最多的八個部門

表4 比較了2002 年與2007 年SO2完全生成量最多的前八個部門。由表4 可以看出，除個別行業(yè)外，2002 年與2007 年完全生成量占前八的行業(yè)相同，排序也沒有太大變化，這些行業(yè)的SO2完全生成量占總量的70%以上。

三、SO2 生成量的行業(yè)分析

由表3、表4 可以看出，不同行業(yè)部門的SO2直接生成量、完全生成量存在較大差異，本文以金屬冶煉及壓延加工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)等三個行業(yè)為例，深入分析與比較行業(yè)間的差異。

第一，金屬冶煉及壓延加工業(yè)。金屬冶煉及壓延加工業(yè)包括黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)和有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)。其中，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)包括煉鐵業(yè)、煉鋼業(yè)、鋼壓延加工業(yè)和鐵合金冶煉業(yè);有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)包括重有色金屬冶煉業(yè)、貴金屬冶煉業(yè)、稀有稀土金屬冶煉業(yè)、有色金屬合金業(yè)和有色金屬壓延加工業(yè)。金屬冶煉的特點就是高能耗，例如，鋁電解的直流電耗達13000 度/噸，鋅電解電耗3300 度/噸，這還不算其他環(huán)節(jié)的能源消耗。金屬壓延加工也要消耗較多能源，因為加工時需要先將金屬加熱到一定溫度才能進行壓力加工處理。由于能源消耗量巨大，加之中國鋼鐵產(chǎn)品產(chǎn)量近些年來急劇增加，使得金屬冶煉及壓延加工業(yè)在2002 年和2007 年SO2生成表上一直穩(wěn)居榜首。

第二，化學(xué)工業(yè)。2002 年，中國化學(xué)工業(yè)能源消耗量達18 642.36 萬噸標準煤，生成335.56萬噸SO2;2007 年，化學(xué)工業(yè)能源消耗32867.48萬噸標準煤，生成591.61 萬噸SO2。中國化學(xué)工業(yè)SO2排放量大，與能源資源稟賦有重要關(guān)系。中國能源結(jié)構(gòu)中煤炭占比巨大，這種狀況決定工業(yè)部門終端能源消費結(jié)構(gòu)(包括化工行業(yè))將過分依賴煤炭資源，相比其他能源，煤炭燃燒產(chǎn)生的SO2較高。值得一提的是，從2002 年到2007年，中國化學(xué)工業(yè)在能源消耗量增長了76.31%的情況下，實現(xiàn)了總產(chǎn)出187.39%的增長，這也說明中國化學(xué)工業(yè)能源利用效率在幾年之內(nèi)得到了很大提升。

第三，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)生產(chǎn)過程中消耗的能源量很多，直接生成的SO2量非常驚人，分析其原因可能有:第一，火電對化石能源的消費量高。2002 年的數(shù)據(jù)顯示，火電發(fā)電量約占發(fā)電裝機容量的74.8%，由于火電對能源特別是煤炭的消費量極大，所以導(dǎo)致電力行業(yè)的SO2生成量驚人。第二，熱力生產(chǎn)對煤炭依賴嚴重。中國供熱的主要燃料是煤炭，由于大量燃燒煤炭，所以也造成了二氧化硫的大量生成。從計算結(jié)果來看，中國電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)的能源消耗雖處于增長中，但相比其他行業(yè)，其增長速度較慢。2002—2007 年，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)能源消耗增長了65.68%，但總產(chǎn)出實現(xiàn)了298%的增長。

能源消費與污染排放作為國民生產(chǎn)部門的投入與產(chǎn)出，兩者之間的關(guān)系直接決定著該生產(chǎn)部門的環(huán)境績效，也直接影響著行業(yè)環(huán)境政策的制定。本文基于中國2002 年和2007 年的投入產(chǎn)出表，依據(jù)各產(chǎn)業(yè)部門的能源消費量，對部分生產(chǎn)部門進行合并，編制了中國環(huán)境投入產(chǎn)出表，測算出28 個生產(chǎn)部門的SO2直接生成量和完全生成量。研究發(fā)現(xiàn)，SO2生成量較高的八個行業(yè)分別為:金屬冶煉及壓延加工業(yè)，化學(xué)工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，交通運輸、倉儲及郵電通信業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，農(nóng)林牧漁業(yè)，其他行業(yè)，上述行業(yè)的SO2直接生成量占總量的70%以上。其中，金屬冶煉及壓延加工業(yè)的環(huán)境污染問題在2002—2007 年這五年間非但沒有得到有效治理，反而愈發(fā)嚴重;化學(xué)工業(yè)，電力、熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)均以較低的能源增長和污染增長換取了較高的產(chǎn)值增加。

［1］ 李立.試用投入產(chǎn)出法分析中國的能源消費和環(huán)境問題［J］.統(tǒng)計研究，1994，(5):58 -61.

［2］ 孫靜娟.關(guān)于環(huán)境經(jīng)濟投入產(chǎn)出核算理論與方法的改進［J］. 數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究，2005，22(4):44 -50.