先污染后治理是規律嗎？火電污染控制“倒U型曲線”的啟示 (上)

時間： 2016-12-20 16:36

來源：

作者：王志軒

研究環境 “倒U型曲線”對中國環境與發展具有重要意義

環境庫茲涅茨曲線(the EnvironmentalKuznetsCurve，簡稱EKC)，又稱“環境倒U型曲線”，是1993年Panayotou借用美國經濟學家西蒙?史密斯?庫茲涅茨于1955年所提出的收入分配狀況隨經濟發展過程而變化的“倒U型曲線”而提出的。EKC顯示，環境質量的變化(或污染物排放變化)是先隨收入的增加而變差(污染物排放增加)，當收入水平上升到一定程度后隨收入增加而改善(污染物排放減少)。在直角坐標系中，以收入變化為橫軸、以環境質量變化(污染污物排放)為縱軸，則環境質量(污染物排放量)與收入呈一條倒U型曲線關系(見圖1)。

據EKC顯示，在經濟發展過程中，環境狀況是先惡化而后得到逐步改善。雖然EKC是基于實證分析和假設提出，其后很多國際知名大學和學術機構對發達國家、發展中國家的環境與經濟發展關系進行了大量研究，證實了環境與經濟發展之間倒U型關系的存在。

文獻顯示，倒U型曲線千差萬別，既可反映某一個國家綜合型污染控制變化規律，也可反映單一污染物控制變化規律;既可反映一個行業變化特點，也可反映某一地區變化特點。而普遍認為，當一個國家人均國內生產總值(GDP)達到4000美元左右時，部分常規污染物開始明顯下降，當達到人均8000美元左右時，大部分污染物也開始下降。

雖然EKC為“先污染后治理”的命題提供了實證性支撐和一定規律性的解釋，但國內外的一些學者和我國政府的一些文件表述認為，對于發展中國家而言，由于具有后發優勢，是可以避免走“先污染后治理”的老路。我國即將迎來“十三五”時期，而“十三五”是“全面建成小康社會決勝階段”，回顧我國環境與發展道路，分析是否存在EKC特征并借鑒EKC所揭示的規律、經驗和教訓，對于實現創新、協調、綠色、開放、共享發展(五中全會提出的“五個發展”)都是非常必要的。本文運用EKC方法，對我國電力行業大氣污染控制進行初步分析，并以EKC為指導，簡要分析中國環境與發展問題并提出相關建議。

研究環境 “倒U型曲線”對中國環境與發展具有重要意義

眾所周知，經濟發展與能源發展密不可分，能源發展與大氣環境污染密切相關。我國以煤炭為主的能源結構，是造成長期大氣污染的主要因素。而煤炭長期以來約50%轉化為電力，煤炭發電量占總發電量的比重長期維持在75%左右(火電發電量比重為80%左右)。燃煤電廠大氣污染物通過高煙囪排放的特性，是造成我國區域大氣環境污染的重要原因，因此，分析電力大氣污染物排放的規律，對研究我國環境與發展的規律具有重要意義。

改革開放以來，我國經濟發展取得了巨大成就，與此相適應電力工業得到飛速發展。國家統計局數據表明，自改革開放以來至2013年的35年間，我國GDP年平均增長率約為9.8%。根據世界銀行國民經濟核算數據以及經濟合作與發展組織(OECD)國民經濟核算數據文件，1980至2014年基于不變價人民幣人均 GDP年增長率平均為8.7%(見表1)。

1980年~2014年中國6000千瓦及以上火電廠發電量、用煤量及煙塵(顆粒物)、二氧化硫、氮氧化物(以二氧化氮計)等3項主要大氣污染物排放量變化情況(見圖2)。

煙塵、二氧化硫、氮氧化物這三項大氣污染物均為中國《環境空氣質量標準》中提出的環境空氣污染物項目，且三項污染物的濃度限值大小基本相同或在一個數量級內。為便于分析火電廠大氣污染物控制成效與經濟發展之間的關系，根據表1及圖2中的有關數據來源中的數據，分析繪制了中國火電煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放量以及這3種污染物排放總量與人均GDP增長的關系圖(見圖3)。

結合表1、圖2、圖3的特征以及電力行業大氣污染控制的歷史簡要分析如下：

第一，火電大氣污染物的控制與經濟發展的關系具有U型曲線的特征。改革開放以來隨著我國經濟的持續快速發展，人均GDP、人均用電量同步提高，火電發電量、發電及供熱(熱電聯產)用煤量也同步增長。但不論是單項污染物排放還是3項污染排放總量之和隨著人均GDP的提高呈現出先升高，達到頂峰后再下降的趨勢。

第二，3項污染物達到峰值的時間不同。煙塵、二氧化硫、氮氧化物污染物排放總量先后在1979年左右(有煙塵統計數據也是1979年)、2006年、2011年達峰值。煙塵排放量最早達峰，煙塵與氮氧化物排放達峰時間相差32年，而二氧化硫和氮氧化物達峰時間相差5年。2014年，電力煙塵年排放量約為98萬噸，比2010年下降38.8%，比1979年左右的峰值(約600萬噸)下降83.7%;電力二氧化硫年排放量約為620萬噸，比2010年下降33.0%，比2006年峰值(約1350萬噸)下降54.1%，與1995年電力二氧化硫排放水平相當;電力氮氧化物排放量約620萬噸，比2010年下降34.7%，比2011年峰值(約1000萬噸)下降38.0%。這些數據可以看出，煙塵排放達峰之后，長期維持在年排放量400萬噸左右的水平上，但是3項污染物下降最快的時期是從2006年之后，而這一時期也是中國經濟發展最快、人均GDP提升最快、火電量增長最快的時期。

第三，3項污染物達到峰值時對應的人均GDP水平不同。煙塵、二氧化硫、氮氧化物污染物排放總量達峰時對應的人均GDP水平(以現價美元折算)大致為180美元、2000美元、 5500美元。顯然，這與一般認為的達到4000美元左右時，部分常規污染物開始明顯下降，當達到人均8000美元左右時，大部分污染物也開始下降的“規律”并不相同。這一方面說明了，先污染后治理雖然具有普遍性意義，但發展中國家的確可以在一定程度上縮短高污染排放的時間，即在經濟發展水平較低的情況下提前峰值的到來和降低達到峰值的排放量。另一方面，還要從全社會環境質量變化情況來考察部分行業(如電力)達到排放峰值后，是否全社會的環境質量也往好的方面轉化?或者說一個行業優先達到峰值對全社會來說是否合算，這一點將在本文稍后進一步說明。

第四，技術創新及大規模應用是控制污染物排放的關鍵。煙塵排放在上世紀80年代就達到峰值，主要得益于先由當時較高效率的文丘里水膜除塵器替代了低效率的機械式除塵器。此后，隨著電煤用量的不斷提高而煙塵排放量逐步降低，是由于用更加高效的電除塵器逐步替代了水力除塵器，以及袋式除塵器、電袋復合式除塵器、低低溫除塵器等更加高效的除塵器的廣泛應用及除塵技術、設備的不斷改進。二氧化硫排放達到峰值后快速下降，是得益于煙氣脫硫技術的大規模應用，我國燃煤電廠煙氣脫硫裝置在“十一五”大規模在電廠建設，裝置率幾乎達到100%。氮氧化物控制首先得益于在上世紀末起，廣泛采用了裝設低氮氧化物燃燒器和燃燒方式的改進，使排放量并未隨著火電量的快速增長而增長，并于“十一五”末和“十二五”期間大規模采用了煙氣脫硝技術。污染控制技術之所以能夠在短時期、大規模在電廠應用，主要是中國改革開放促進了國際上先進技術的引進、消化吸收再創新和國內環保產業快速、大規模發展的結果。

(作者系中國電力企業聯合會秘書長)

編輯：張偉

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