先污染后治理是規(guī)律嗎？火電污染控制“倒U型曲線”的啟示 (上)

研究環(huán)境 “倒U型曲線”對中國環(huán)境與發(fā)展具有重要意義

環(huán)境庫茲涅茨曲線(the EnvironmentalKuznetsCurve，簡稱EKC)，又稱“環(huán)境倒U型曲線”，是1993年P(guān)anayotou借用美國經(jīng)濟學(xué)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(jīng)濟發(fā)展過程而變化的“倒U型曲線”而提出的。EKC顯示，環(huán)境質(zhì)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(dāng)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(biāo)系中，以收入變化為橫軸、以環(huán)境質(zhì)量變化(污染污物排放)為縱軸，則環(huán)境質(zhì)量(污染物排放量)與收入呈一條倒U型曲線關(guān)系(見圖1)。

據(jù)EKC顯示，在經(jīng)濟發(fā)展過程中，環(huán)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(shè)提出，其后很多國際知名大學(xué)和學(xué)術(shù)機構(gòu)對發(fā)達國家、發(fā)展中國家的環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系進行了大量研究，證實了環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展之間倒U型關(guān)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(guī)律，也可反映單一污染物控制變化規(guī)律;既可反映一個行業(yè)變化特點，也可反映某一地區(qū)變化特點。而普遍認(rèn)為，當(dāng)一個國家人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)達到4000美元左右時，部分常規(guī)污染物開始明顯下降，當(dāng)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(guī)律性的解釋，但國內(nèi)外的一些學(xué)者和我國政府的一些文件表述認(rèn)為，對于發(fā)展中國家而言，由于具有后發(fā)優(yōu)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(huán)境與發(fā)展道路，分析是否存在EKC特征并借鑒EKC所揭示的規(guī)律、經(jīng)驗和教訓(xùn)，對于實現(xiàn)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展(五中全會提出的“五個發(fā)展”)都是非常必要的。本文運用EKC方法，對我國電力行業(yè)大氣污染控制進行初步分析，并以EKC為指導(dǎo)，簡要分析中國環(huán)境與發(fā)展問題并提出相關(guān)建議。

研究環(huán)境 “倒U型曲線”對中國環(huán)境與發(fā)展具有重要意義

眾所周知，經(jīng)濟發(fā)展與能源發(fā)展密不可分，能源發(fā)展與大氣環(huán)境污染密切相關(guān)。我國以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)，是造成長期大氣污染的主要因素。而煤炭長期以來約50%轉(zhuǎn)化為電力，煤炭發(fā)電量占總發(fā)電量的比重長期維持在75%左右(火電發(fā)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(qū)域大氣環(huán)境污染的重要原因，因此，分析電力大氣污染物排放的規(guī)律，對研究我國環(huán)境與發(fā)展的規(guī)律具有重要意義。

改革開放以來，我國經(jīng)濟發(fā)展取得了巨大成就，與此相適應(yīng)電力工業(yè)得到飛速發(fā)展。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)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(jù)世界銀行國民經(jīng)濟核算數(shù)據(jù)以及經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)國民經(jīng)濟核算數(shù)據(jù)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(fā)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(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中提出的環(huán)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(shù)量級內(nèi)。為便于分析火電廠大氣污染物控制成效與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，根據(jù)表1及圖2中的有關(guān)數(shù)據(jù)來源中的數(shù)據(jù)，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(guān)系圖(見圖3)。

結(jié)合表1、圖2、圖3的特征以及電力行業(yè)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(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系具有U型曲線的特征。改革開放以來隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展，人均GDP、人均用電量同步提高，火電發(fā)電量、發(fā)電及供熱(熱電聯(lián)產(chǎn))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(xiàn)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(tǒng)計數(shù)據(jù)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(dāng);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(shù)據(jù)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(jīng)濟發(fā)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(yīng)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(yīng)的人均GDP水平(以現(xiàn)價美元折算)大致為180美元、2000美元、 5500美元。顯然，這與一般認(rèn)為的達到4000美元左右時，部分常規(guī)污染物開始明顯下降，當(dāng)達到人均8000美元左右時，大部分污染物也開始下降的“規(guī)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(fā)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(jīng)濟發(fā)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(huán)境質(zhì)量變化情況來考察部分行業(yè)(如電力)達到排放峰值后，是否全社會的環(huán)境質(zhì)量也往好的方面轉(zhuǎn)化?或者說一個行業(yè)優(yōu)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(shù)創(chuàng)新及大規(guī)模應(yīng)用是控制污染物排放的關(guān)鍵。煙塵排放在上世紀(jì)80年代就達到峰值，主要得益于先由當(dāng)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(fù)合式除塵器、低低溫除塵器等更加高效的除塵器的廣泛應(yīng)用及除塵技術(shù)、設(shè)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(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，我國燃煤電廠煙氣脫硫裝置在“十一五”大規(guī)模在電廠建設(shè)，裝置率幾乎達到100%。氮氧化物控制首先得益于在上世紀(jì)末起，廣泛采用了裝設(shè)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(guī)模采用了煙氣脫硝技術(shù)。污染控制技術(shù)之所以能夠在短時期、大規(guī)模在電廠應(yīng)用，主要是中國改革開放促進了國際上先進技術(shù)的引進、消化吸收再創(chuàng)新和國內(nèi)環(huán)保產(chǎn)業(yè)快速、大規(guī)模發(fā)展的結(jié)果。

(作者系中國電力企業(yè)聯(lián)合會秘書長)

編輯： 張偉