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先污染后治理是规律吗?火电污染控制“倒U型曲线”的启示 (上)

时间:2016-12-20 16:36

作者:王志轩

研究环境 “倒U型曲线”对中国环境与发展具有重要意义

环境库兹涅茨曲线(the EnvironmentalKuznetsCurve,简称EKC),又称“环境倒U型曲线”,是1993年Panayotou借用美国经济学家西蒙•史密斯•库兹涅茨于1955年所提出的收入分配状况随经济发展过程而变化的“倒U型曲线”而提出的。EKC显示,环境质量的变化(或污染物排放变化)是先随收入的增加而变差(污染物排放增加),当收入水平上升到一定程度后随收入增加而改善(污染物排放减少)。在直角坐标系中,以收入变化为横轴、以环境质量变化(污染污物排放)为纵轴,则环境质量(污染物排放量)与收入呈一条倒U型曲线关系(见图1)。

据EKC显示,在经济发展过程中,环境状况是先恶化而后得到逐步改善。虽然EKC是基于实证分析和假设提出,其后很多国际知名大学和学术机构对发达国家、发展中国家的环境与经济发展关系进行了大量研究,证实了环境与经济发展之间倒U型关系的存在。

文献显示,倒U型曲线千差万别,既可反映某一个国家综合型污染控制变化规律,也可反映单一污染物控制变化规律;既可反映一个行业变化特点,也可反映某一地区变化特点。而普遍认为,当一个国家人均国内生产总值(GDP)达到4000美元左右时,部分常规污染物开始明显下降,当达到人均8000美元左右时,大部分污染物也开始下降。

虽然EKC为“先污染后治理”的命题提供了实证性支撑和一定规律性的解释,但国内外的一些学者和我国政府的一些文件表述认为,对于发展中国家而言,由于具有后发优势,是可以避免走“先污染后治理”的老路。我国即将迎来“十三五”时期,而“十三五”是“全面建成小康社会决胜阶段”,回顾我国环境与发展道路,分析是否存在EKC特征并借鉴EKC所揭示的规律、经验和教训,对于实现创新、协调、绿色、开放、共享发展(五中全会提出的“五个发展”)都是非常必要的。本文运用EKC方法,对我国电力行业大气污染控制进行初步分析,并以EKC为指导,简要分析中国环境与发展问题并提出相关建议。

研究环境 “倒U型曲线”对中国环境与发展具有重要意义

众所周知,经济发展与能源发展密不可分,能源发展与大气环境污染密切相关。我国以煤炭为主的能源结构,是造成长期大气污染的主要因素。而煤炭长期以来约50%转化为电力,煤炭发电量占总发电量的比重长期维持在75%左右(火电发电量比重为80%左右)。燃煤电厂大气污染物通过高烟囱排放的特性,是造成我国区域大气环境污染的重要原因,因此,分析电力大气污染物排放的规律,对研究我国环境与发展的规律具有重要意义。

改革开放以来,我国经济发展取得了巨大成就,与此相适应电力工业得到飞速发展。国家统计局数据表明,自改革开放以来至2013年的35年间,我国GDP年平均增长率约为9.8%。根据世界银行国民经济核算数据以及经济合作与发展组织(OECD)国民经济核算数据文件,1980至2014年基于不变价人民币人均 GDP年增长率平均为8.7%(见表1)。

1980年~2014年中国6000千瓦及以上火电厂发电量、用煤量及烟尘(颗粒物)、二氧化硫、氮氧化物(以二氧化氮计)等3项主要大气污染物排放量变化情况(见图2)。

烟尘、二氧化硫、氮氧化物这三项大气污染物均为中国《环境空气质量标准》中提出的环境空气污染物项目,且三项污染物的浓度限值大小基本相同或在一个数量级内。为便于分析火电厂大气污染物控制成效与经济发展之间的关系,根据表1及图2中的有关数据来源中的数据,分析绘制了中国火电烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放量以及这3种污染物排放总量与人均GDP增长的关系图(见图3)。

结合表1、图2、图3的特征以及电力行业大气污染控制的历史简要分析如下:

第一,火电大气污染物的控制与经济发展的关系具有U型曲线的特征。改革开放以来随着我国经济的持续快速发展,人均GDP、人均用电量同步提高,火电发电量、发电及供热(热电联产)用煤量也同步增长。但不论是单项污染物排放还是3项污染排放总量之和随着人均GDP的提高呈现出先升高,达到顶峰后再下降的趋势。

第二,3项污染物达到峰值的时间不同。烟尘、二氧化硫、氮氧化物污染物排放总量先后在1979年左右(有烟尘统计数据也是1979年)、2006年、2011年达峰值。烟尘排放量最早达峰,烟尘与氮氧化物排放达峰时间相差32年,而二氧化硫和氮氧化物达峰时间相差5年。2014年,电力烟尘年排放量约为98万吨,比2010年下降38.8%,比1979年左右的峰值(约600万吨)下降83.7%;电力二氧化硫年排放量约为620万吨,比2010年下降33.0%,比2006年峰值(约1350万吨)下降54.1%,与1995年电力二氧化硫排放水平相当;电力氮氧化物排放量约620万吨,比2010年下降34.7%,比2011年峰值(约1000万吨)下降38.0%。这些数据可以看出,烟尘排放达峰之后,长期维持在年排放量400万吨左右的水平上,但是3项污染物下降最快的时期是从2006年之后,而这一时期也是中国经济发展最快、人均GDP提升最快、火电量增长最快的时期。

第三,3项污染物达到峰值时对应的人均GDP水平不同。烟尘、二氧化硫、氮氧化物污染物排放总量达峰时对应的人均GDP水平(以现价美元折算)大致为180美元、2000美元、 5500美元。显然,这与一般认为的达到4000美元左右时,部分常规污染物开始明显下降,当达到人均8000美元左右时,大部分污染物也开始下降的“规律”并不相同。这一方面说明了,先污染后治理虽然具有普遍性意义,但发展中国家的确可以在一定程度上缩短高污染排放的时间,即在经济发展水平较低的情况下提前峰值的到来和降低达到峰值的排放量。另一方面,还要从全社会环境质量变化情况来考察部分行业(如电力)达到排放峰值后,是否全社会的环境质量也往好的方面转化?或者说一个行业优先达到峰值对全社会来说是否合算,这一点将在本文稍后进一步说明。

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