吳玥蓉，葉春嶼，姚 建，馮蕾潔

( 四川大學(xué)建筑與環(huán)境學(xué)院，成都 610065)

工業(yè)作為我國區(qū)域經(jīng)濟增長的主要力量，在帶來豐碩經(jīng)濟成果的同時，也造成了顯著的的生態(tài)環(huán)境破壞和健康危害，成為世界性的難題和困擾。為此中國政府提出了加快推進生態(tài)文明建設(shè)、促進工業(yè)綠色發(fā)展和高質(zhì)量發(fā)展的重大戰(zhàn)略部署，走工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級的道路已成為歷史必然[1]。

有關(guān)研究表明工業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是影響工業(yè)綠色發(fā)展的主要因素，因此工業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整也成為國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的焦點[2]：Markus[3]、DebabrataTalukdar[4]、彭建[5]、任治安[6]、石寶鋒[7]、楊賢[8]、韓楠[9]、謝有才[10]、李瑋[11]等分析了工業(yè)行業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境污染的相關(guān)性，證實了轉(zhuǎn)變工業(yè)結(jié)構(gòu)能夠改善生態(tài)環(huán)境，指出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的必要性和有效性，這些研究成果對我國工業(yè)行業(yè)的綠色發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級提供了科學(xué)依據(jù)。但這些方法過于簡單，不能綜合反映工業(yè)行業(yè)對環(huán)境、經(jīng)濟的貢獻及其相互關(guān)系，難以用于指導(dǎo)行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級。為此，本文試圖構(gòu)建一種具有普適性并能綜合反應(yīng)工業(yè)行業(yè)環(huán)境經(jīng)濟特征的綠色指標，以此分析判斷各工業(yè)行業(yè)綠色發(fā)展現(xiàn)狀及問題，對我國工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)，推動這一領(lǐng)域研究和實踐的發(fā)展。

1 研究方法

1.1 綠色指數(shù)的構(gòu)建

綠色工業(yè)是以可持續(xù)發(fā)展為目標、以技術(shù)創(chuàng)新為核心，以資源高效循環(huán)利用為途徑、對環(huán)境全面保護的工業(yè)經(jīng)濟模式，考慮的是經(jīng)濟、社會、能源、環(huán)境、技術(shù)的綜合效益。綠色工業(yè)是維持工業(yè)經(jīng)濟持續(xù)增長與資源環(huán)境可持續(xù)性脫鉤的工業(yè)形態(tài)，其特征是資源高效利用、污染排放量少、以技術(shù)創(chuàng)新為核心、社會經(jīng)濟效益好[1]。

為了反映不同行業(yè)的綠色工業(yè)水平和特征，本文將“綠色指數(shù)”定義為工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟貢獻率與環(huán)境污染貢獻率的比值，對工業(yè)結(jié)構(gòu)的綠色分析和轉(zhuǎn)型升級建立直觀的依據(jù)。其公式如下：

(1)

式中，Ii——i行業(yè)的綠色指數(shù)，Ai——i行業(yè)經(jīng)濟貢獻率，Bi——i行業(yè)環(huán)境污染貢獻率。

根據(jù)質(zhì)量守恒原理，一般工業(yè)過程受技術(shù)限制，都會有一定量的排污，因此本文暫不考慮Bi=0的狀況。

1.2 綠色指數(shù)的計算

1.2.1 經(jīng)濟貢獻率

經(jīng)濟貢獻率是分析行業(yè)經(jīng)濟效益的一個正向指標，工業(yè)生產(chǎn)條件、生產(chǎn)技術(shù)、勞動力和管理水平等都將成為影響因素，該貢獻率也是評判產(chǎn)業(yè)是否為朝陽產(chǎn)業(yè)或成長型產(chǎn)業(yè)的重要依據(jù)。

在此，本文以i工業(yè)行業(yè)的綜合產(chǎn)值占全部工業(yè)綜合產(chǎn)值的比例來作為工業(yè)行業(yè)經(jīng)濟貢獻率，即：

(2)

式中：Ai——i行業(yè)經(jīng)濟貢獻率，F(xiàn)i——i行業(yè)綜合產(chǎn)值。

行業(yè)綜合產(chǎn)值是一個綜合指標，即i行業(yè)經(jīng)濟綜合值。本文選取了表1所列的3個因素作為i行業(yè)經(jīng)濟綜合值的相應(yīng)指標，這3個指標一方面顯示了一個行業(yè)的經(jīng)濟效益，即盈利者的獲利，另一方面也反映了對國民經(jīng)濟發(fā)展的貢獻。

表1 經(jīng)濟指標Tab.1 Economic Indicators

計算Fi時，先分別對指標數(shù)據(jù)用最大最小值法進行標準化處理，消除量綱，并加權(quán)求和，得到i行業(yè)綜合產(chǎn)值，即i行業(yè)經(jīng)濟綜合值，即：

(3)

式中：Sij——標準化后的數(shù)據(jù)，wj——各指標的權(quán)重。n——指標數(shù)量

1.2.2 環(huán)境污染貢獻率

環(huán)境污染貢獻率是衡量行業(yè)環(huán)境友好性的一個反向指標，能夠反映該行業(yè)的環(huán)境現(xiàn)狀、清潔生產(chǎn)和排污治理水平以及管理成效，當(dāng)污染貢獻較大時勢必會成為重點管控對象，從而限制發(fā)展，降低經(jīng)濟水平。

本文以i行業(yè)的污染排放綜合值占工業(yè)總污染排放綜合值的比例來作為環(huán)境污染貢獻率，即：

(4)

式中，Bi——i行業(yè)環(huán)境污染貢獻率，Ci——i行業(yè)污染排放綜合值。

污染排放綜合值也是一個反映行業(yè)污染貢獻的綜合指標，為全面考慮行業(yè)的污染狀況，本文選取了表2所示的8個環(huán)境指標的排放量數(shù)據(jù)，這8個指標既包含了COD、SO2等主要常規(guī)污染物，又涵蓋了我國規(guī)定的污染物排放總量控制指標，能較為全面地反映工業(yè)行業(yè)污染排放狀況。

表2 環(huán)境指標Tab.2 Environmental indicators

計算Ci時，與計算Fi相同(式3)，即先分別對指標數(shù)據(jù)做標準化處理，再與各指標的權(quán)重分別對應(yīng)相乘并求和，得到i行業(yè)污染排放綜合值。

1.2.3 綠色指數(shù)

公式(2)～(4)展現(xiàn)了經(jīng)濟貢獻率與環(huán)境污染貢獻率的計算方法，將它們與式(1)結(jié)合，可以得到綠色指數(shù)詳細的構(gòu)建公式，即：

(5)

通常綠色指數(shù)大于1的行業(yè)，說明其經(jīng)濟貢獻率高于環(huán)境污染貢獻率，更適宜長遠發(fā)展，綠色指數(shù)越大，越是鼓勵發(fā)展行業(yè)，而綠色指數(shù)小于1的行業(yè)，綠色指數(shù)越小，綠色水平越低。

1.3 聚類分析

不同的工業(yè)行業(yè)具有不同的環(huán)境經(jīng)濟特征，有的行業(yè)具有較高的經(jīng)濟效益但對環(huán)境也造成影響明顯，有的行業(yè)經(jīng)濟經(jīng)濟效益雖然不高，但國民經(jīng)濟需要而且排污量也很少。為了更客觀深入地分析各工業(yè)行業(yè)的綠色水平，還需根據(jù)各行業(yè)經(jīng)濟貢獻率和環(huán)境污染貢獻率的差異對行業(yè)進行再分類，引導(dǎo)不同的行業(yè)的發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級，本文將各行業(yè)按照經(jīng)濟貢獻率和環(huán)境污染貢獻率來進行聚類分析。

聚類分析是多元統(tǒng)計分析的一種方法，它先定義樣品間的距離，常用歐氏距離來定義，設(shè)原始數(shù)據(jù)為：

xi=(xi1, xi2, …, xim)′, xj=(xj1, xj2, …, xjm)′是第i個和第j個樣品的觀測值，二者之間的距離為：

(6)

再根據(jù)距離，運用數(shù)學(xué)方法定量確定樣本間的親疏關(guān)系，進而科學(xué)客觀地依據(jù)共同的特性劃分類型[12]。

其中K-means是各方法中較為經(jīng)典和常用的算法之一，由于該算法收斂簡單、快速高效，所以在聚類大量數(shù)據(jù)時被廣泛應(yīng)用。由于本文數(shù)據(jù)量較大，且已明確經(jīng)濟貢獻和環(huán)境污染貢獻兩個特征，可將37個行業(yè)按照特征排列組合分為4個類型，因此最終選擇K-means聚類法進行聚類分析。

2 數(shù)據(jù)來源

本文以四川省37個工業(yè)行業(yè)為例，以全國的37個工業(yè)行業(yè)作為對比，需要的計算指標包括經(jīng)濟指標和環(huán)境污染指標。針對經(jīng)濟指標，選取了2017年四川省和全國各工業(yè)行業(yè)的主營業(yè)務(wù)收入、稅收、平均用工人數(shù)作為相應(yīng)指標；針對環(huán)境污染指標，選取了2017年8個流量指標，分別為工業(yè)廢水、廢水COD、廢水氨氮、廢氣、SO2、NOX、煙(粉)塵排放量和工業(yè)固廢產(chǎn)生量。數(shù)據(jù)來源于《2018中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《2018中國稅務(wù)年鑒》《2018中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》和四川省生態(tài)環(huán)境科學(xué)研究院統(tǒng)計的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 研究結(jié)果及分析

3.1 綠色指數(shù)計算結(jié)果及分析

利用四川省和全國的環(huán)境經(jīng)濟數(shù)據(jù)，根據(jù)公式(2)～(5)分別計算，可以得到四川省和全國37個工業(yè)行業(yè)的經(jīng)濟貢獻率、環(huán)境污染貢獻率以及綠色指數(shù)，并將四川省工業(yè)行業(yè)按其綠色指數(shù)高低進行了排序，同時和全國各行業(yè)的平均水平作比較，如表3所示。

表3 各行業(yè)經(jīng)濟、環(huán)境污染貢獻率及綠色指數(shù)Tab.3 Contribution rate of economic growth and environmental pollution and green index of various industries

續(xù)表3

從表3中可以看出，四川省各行業(yè)綠色指數(shù)與全國平均水平相比并不遜色，技術(shù)水平和污染防治力度已有較大提高。其中文教美工等用戶品制造、電氣機械制造、專用通用設(shè)備制造、汽車等交通運輸設(shè)備制造和計算機等電子設(shè)備制造這幾大類行業(yè)綠色度高，而、煤炭開采及采礦、金屬冶煉、化學(xué)纖維、造紙、金屬礦采、燃氣生產(chǎn)供應(yīng)這幾大類行業(yè)綠色度低。

四川省在能源、冶金、化工、輕工、建材等傳統(tǒng)行業(yè)技術(shù)水平還比較落后，污染貢獻不容忽視。同時重污染行業(yè)的治理上還需要適宜的技術(shù)和力度，政府的政策制定、監(jiān)管能力和執(zhí)法強度還有待提高。而重污染行業(yè)和先進制造業(yè)這兩大板塊正是四川省產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩個重點和難點領(lǐng)域，是降低環(huán)境污染、形成綠色工業(yè)體系的關(guān)鍵。

3.2 聚類分析結(jié)果及分析

將四川省37個行業(yè)的經(jīng)濟貢獻率和污染貢獻率，用非層次聚類法中的K-means聚類法進行分析，結(jié)果如表4所示。

表4 聚類分析結(jié)果Tab.4 Cluster analysis results

根據(jù)行業(yè)的經(jīng)濟貢獻和污染排放確定的環(huán)境經(jīng)濟特征，聚類方法將它們劃分為鼓勵發(fā)展類、優(yōu)化發(fā)展類、允許發(fā)展類和限制發(fā)展類四大板塊。按照綠色工業(yè)的含義和要求，可提出各板塊行業(yè)差別化的轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑。

3.2.1 鼓勵發(fā)展類

對于第①類行業(yè)，應(yīng)以綠色創(chuàng)新為核心，尤其是在成都、德陽、綿陽這類以先進制造業(yè)為主的地區(qū)，政府實施資金和政策支持，加大創(chuàng)新激勵機制，創(chuàng)建研發(fā)基金、技術(shù)改革基金和新產(chǎn)品試驗基金等；提高四川省自主創(chuàng)新能力，加強制造業(yè)的集約化和精細化，提高智能化，順應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”的趨勢；借助成都等領(lǐng)軍科研機構(gòu)、高等院校的厚實研發(fā)基礎(chǔ)，全面建設(shè)國家級、省級以綠色創(chuàng)新為核心的實驗基地和工程研發(fā)中心，克服智能化制造等重難點技術(shù)；重點關(guān)注領(lǐng)軍人物和核心人才的挖掘及使用，培養(yǎng)和發(fā)展一流的人才隊伍，并向樂山、眉山、雅安、資陽等地區(qū)輸送。

3.2.2 允許發(fā)展類

第②類行業(yè)應(yīng)提高相關(guān)行業(yè)企業(yè)的準入條件和產(chǎn)品優(yōu)勢，努力推行綠色產(chǎn)品并向公眾普及；加強規(guī)?；a(chǎn)，使小企業(yè)與相關(guān)的大企業(yè)共駐園區(qū)形成配套服務(wù)，如嚴格規(guī)范成都經(jīng)開區(qū)的汽車產(chǎn)業(yè)園區(qū)的配套生產(chǎn)，由大型企業(yè)擇優(yōu)選擇綠色先進的輔助型企業(yè)，以此避免產(chǎn)能過剩，也在同類企業(yè)間形成良性競爭以刺激經(jīng)濟增長。

3.2.3 優(yōu)化發(fā)展類

第③類行業(yè)要重點落實清潔生產(chǎn)的實施，嚴格執(zhí)行《四川省清潔生產(chǎn)審核實施辦法》，落實清潔生產(chǎn)審核評估；認真學(xué)習(xí)四川省發(fā)展和改革委員會關(guān)于開展重點用能單位能耗總量控制和節(jié)能考核的通知，削減能耗，尋找合適的清潔原輔料和能源替代品，充分利用四川省水、天然氣、太陽能等清潔能源；提升生產(chǎn)技術(shù)、要素使用率、廢物利用率、工業(yè)用水循環(huán)率等，優(yōu)化排污治理措施，對污染物排放實行在線監(jiān)控和隨機抽查；瀘州、宜賓等地的政府應(yīng)加強對酒飲料制造業(yè)的監(jiān)管力度和污染治理資金技術(shù)支持，在保持經(jīng)濟優(yōu)勢和品牌名聲的同時，使行業(yè)向高綠色度轉(zhuǎn)型。

3.2.4 限制發(fā)展類

第④類行業(yè)原則上不再新增生產(chǎn)規(guī)模，嚴格污染物的總量管控，關(guān)停小散亂企業(yè)，尤其是礦采選業(yè)使攀枝花等地區(qū)的三廢排放量位居前列，更需要嚴格的監(jiān)督和控制；對不符合標準的工藝禁止生產(chǎn)，對落后的工藝盡快淘汰或進行徹底改革；對大型污染型企業(yè)強制實施排污管道架空措施，嚴格監(jiān)管其排污狀況，對違法企業(yè)加強行政與司法的聯(lián)合執(zhí)法；對污染企業(yè)進行合并，控制生產(chǎn)規(guī)模，或?qū)⒅行⌒推髽I(yè)的部分工藝環(huán)節(jié)進行統(tǒng)一生產(chǎn)，避免污染分散和處理不到位。

4 結(jié) 論

本文構(gòu)建了 “工業(yè)行業(yè)綠色指數(shù)”及其計算方法，探索簡明的環(huán)境經(jīng)濟綜合指標指導(dǎo)工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型升級的方法，通過研究得到以下幾個結(jié)論：

4.1 文章首次將“工業(yè)行業(yè)綠色指數(shù)”定義為各行業(yè)經(jīng)濟貢獻率與環(huán)境污染貢獻率之比，經(jīng)濟貢獻率由各行業(yè)的工業(yè)綜合產(chǎn)值占比而得，環(huán)境污染貢獻率由各行業(yè)污染排放綜合值占比而得。該指數(shù)簡潔清晰，具有普適性，可以用于地區(qū)乃至全國各行業(yè)的綠色發(fā)展分析。

4.2 計算四川省和全國37個工業(yè)行業(yè)的綠色指數(shù)，發(fā)現(xiàn)四川省大部分行業(yè)的環(huán)境經(jīng)濟水平已超過全國平均水平，證明四川省推進綠色工業(yè)發(fā)展具有一定成效，只有電氣機械和器材制造、汽車制造、計算機等制造等行業(yè)環(huán)境經(jīng)濟水平低于全國平均水平，在轉(zhuǎn)型升級發(fā)展過程中需重點關(guān)注。

4.3 通過聚類分析，將四川省37個行業(yè)分為鼓勵、優(yōu)化、允許、限制發(fā)展這四類，對于鼓勵發(fā)展的行業(yè)加強政策資金支持，增強智能化和國際化；對于優(yōu)化發(fā)展的行業(yè)重點提升生產(chǎn)和排污治理技術(shù)；對于允許發(fā)展的行業(yè)提升行業(yè)準入標準，加強園區(qū)建設(shè)；對于限制發(fā)展的行業(yè)加快淘汰落后工藝，關(guān)停小散亂企業(yè)。

4.4 工業(yè)行業(yè)的綠色發(fā)展是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，本論文僅從宏觀角度對工業(yè)綠色發(fā)展的研判進行了探討，對于分類指導(dǎo)各工業(yè)行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展有一定借鑒意義。本文基于工業(yè)綠色指數(shù)提出的轉(zhuǎn)型升級思路和方向還比較粗淺，這方面還有待進一步深入研究。