產業生態化視角下的工業環境污染研究產業生態化導向下江蘇省工業環境績效比較

改革開放以來30年來，經濟呈現出快速發展的趨勢，同時也帶來了巨大的環境壓力。中國政府已經意識到環境問題的嚴重性,正加快推進經濟發展方式轉變,十八大報告提出要著力推進綠色發展、循環發展、低碳發展,關鍵在于推動資源利用方式根本轉變,促進整個生產過程減量化、再利用、資源化。因此,提高和改善環境績效是推進生態文明建設的核心。1990年代以來,環境績效評估作為環境管理和環境政策實施效果的重要分析工具,引起學術界的廣泛關注。目前,環境績效研究集中于三個方面:①關于環境績效評估標準,認為環境績效是指一個組織管理其環境問題的結果,可依照組織的環境方針、目標和指標來進行測度。1999年國際標準化組織(ISO)提出了包括環境狀態指標(ECIs)、管理績效指標(MPIs)和經營績效指標(OPIs)3個方面的環境績效評價綜合框架,之后,世界可持續發展工商理事會(WBCSD)、國際會計和報告標準政府間專家工作組(ISAR)、全球性報告促進行動(GRI)等機構相繼提出企業環境績效評估體系。②關于環境績效評估方法,主要包括生命周期評價(LifeCycleAs-sessment,LCA)、多準則分析(Multi-criteriaAnalysis,MCA)和環境績效指數(EnvironmentalPerformanceIndicators,EPI)等幾種,近年來,結合Malmquist指數和數據包絡分析法的動態環境績效測度方法應用較廣。③關于環境績效與經濟績效的關系。學者們對環境績效與經濟績效的關系尚存在不同意見,大致形成3種觀點,即正相關、負相關和不相關。這些研究多是集中于區域、企業、設施和環境公共政策等不同維度的環境績效評價,難以揭示不同環境策略導向下的環境績效異同。因此,如何從過程演化視角,建立物理意義明確的環境績效分析框架,成為定量分析不同產業生態化策略導向下環境績效的關鍵性問題。環境績效是衡量區域產業生態化水平的主要標志,不同的環境績效指標可以反映區域產業生態化的不同策略導向。資源投入指標反映產業生態化的源頭減量化策略導向,污染物產生量指標反映生產過程中的清潔生產策略導向,污染物排放量指標反映末端治理策略導向。與源頭減量化、清潔生產等預防性策略相比,末端治理策略更易造成環境績效與經濟績效之間倒“U”型關系,無法實現經濟增長與資源環境的脫鉤,而以源頭減量化和清潔生產為主的預防性策略,有利于推動經濟增長與資源環境的協調發展,實現穿越“環境高山”的發展目標,因此,推動末端治理策略向源頭減量化、清潔生產等預防性策略轉變,可以更好地促進區域可持續發展。基于此,以江蘇省為例,采用完全分解模型分別測算源頭減量化、清潔生產和末端治理階段的資源投入和污染物削減的絕對量,對比分析不同產業生態化策略導向下的環境績效,探討區域產業生態化不同策略的影響因素,以期為區域產業生態化調控,促進綠色發展決策,推進生態文明建設提供科學依據。1江蘇高新技術產業聯動江蘇省是中國經濟發達省份之一,也是改革開放以來工業化和城市化高速推進的核心區域。2010年全省常住人口7866萬人,工業化率達46.5%,略低于廣東(47.0%),但高出上海(38.3%)8.2個百分點。近年來,在“以信息化帶動工業化”、“以高新技術產業為先導,實施高新技術產業雙倍增計劃”等發展戰略的引領下,江蘇工業結構轉型升級顯著,但高污染產業在工業體系中居于重要地位,2010年電力燃氣及水的生產和供應業、黑色金屬冶煉及壓延加工業、紡織業、化學原料及化學制品制造業、造紙及紙制品業、采礦業、非金屬礦物制品業、石油加工煉焦及核燃料加工業、飲料制造業、化學纖維制造業等10個污染密集型產業產值仍占全省工業總產值的36.71%。江蘇省工業結構的這一特征是造成能源過度消耗、生態破壞突出、環境污染嚴重、生態環境惡化趨勢明顯、治理難度較大的主要原因,2010年工業能源消耗占全省的79.92%,工業SO2排放量占全省的95.43%。因此,在深入推進生態文明建設,加快生態省創建的大趨勢下,開展江蘇省工業環境績效研究,探討產業生態化改進方向和途徑,具有重要的典型性和代表性。2學習方法2.1污染源產生量水生動物凈化量本文以江蘇省13個地級市為研究地域單元,以2002—2010年為研究時期,以工業GDP表示經濟規模,以能源消費量表示資源投入量,反映源頭減量化狀況;以工業SO2去除量和排放量之和代表污染物產生量(以下簡稱產污量),反映清潔生產狀況;以工業SO2排放量代表污染物排放量(以下簡稱排污量),反映末端治理狀況。文中所需各類數據均來自于相應年份的《江蘇統計年鑒》和各市統計年鑒,以及各市環境狀況公報。2.2環境績效的時空耦合模型,控制指導模型和區域生態結構完全分解模型是由Sun在傳統分解模型的基礎上提出的,該模型消除了分解過程中殘差的影響,提高了分解的準確性。近年來,該模型在資源環境領域得到較為廣泛的應用,但在產業生態化環境績效評價方面研究成果尚不多見。產業生態化環境績效是區域科學發展的重要測度,也是綠色發展的重要體現,借鑒該方法構建不同產業生態化策略下的環境績效分解模型,比較不同產業生態化策略下環境績效的差異,分析工業經濟規模、空間布局和技術進步等因素對產業生態化影響作用,有利于促進經濟發展方式轉型目標的實現。區域產業生態化環境績效(資源投入量、產污量或排污量)完全分解模型可以表達為:式中:EP為環境績效指標值,本文指資源投入量(萬t)、工業產污量或排污量(t);T為工業經濟規模(萬元),用工業GDP表示;Si為地區i的工業經濟規模Ti占研究區域工業經濟總規模T的比重,即Si=Ti/T,表示區域工業空間格局;Ii為技術效應,用地區i的環境績效指標值(資源投入量、工業產污量或排污量)EPi與該地區工業經濟規模Ti的比值,即Ii=EPi/Ti;n為研究區域內部地區劃分個數,本文為13個省轄市。假設研究末期指標用上標t表示,則研究基期指標用上標t-1表示,則研究末期和基期工業環境績效指標分別用EPt和EPt-1表示,研究期間環境績效指標變化量ΔEP可以表示為:同理,可得ΔT、ΔS、ΔI。這樣,環境績效指標(資源投入量、產污量或排污量)的變化ΔEP可以看作是工業經濟規模T、工業空間結構S、資源投入(產污或排污)強度)I三種因素共同作用的結果。根據完全分解模型,影響因素T、S、I的變化對ΔEP的貢獻分別為:式中:EPT為規模效應,表示工業規模總量變化引起的資源投入量(產污量或排污量)的變動;EPS為空間結構效應,表示工業經濟總量在研究區域內部各地區的比例份額變動對資源投入(產污量或排污量)的影響;EPI為技術效應,表示技術進步引起地區資源投入(污染物產生或排放)強度下降,進而影響資源投入量(產污量或排污量)的變動。區域環境績效(資源投入量、產污量或排污量)的變化ΔEP等于各項分解效應之和,即ΔEP=EPT+EPS+EPI。根據上述模型,第t年工業生產過程中的源頭減量化效應(資源投入減少量)、過程控污量(污染物產生量減少量)、末端減排量(污染物排放減少量)為:減量化(少)率公式為:如果EPT、EPS、EPI三者均為正值,則表示由于工業經濟規模、工業空間結構和資源消耗(污染物產生或排放)強度的變化對區域工業資源消耗(污染物產生或排放)的施加正向影響,引起資源消耗增加,環境污染加劇,其變化值稱之為資源環境影響的增量效應;反之,負值表示各自的減量效應。利用上述分解模型,不僅可以初步考察工業經濟規模、工業空間結構、技術進步對資源消耗、污染物產生或排放的影響程度和作用規律,而且能夠將區域產業生態化過程中源頭減量化、過程清潔生產和末端治理三個階段的“凈”環境績效從資源消耗(污染物產生或排放)的總量變化中提取出來。3結果分析3.1江蘇資源環境格局動態分析2002—2010年江蘇省工業GDP由4880.09億元增加到19277.65億元,年均增長率為18.73%。同期,資源投入量和產污量分別由10103.28萬t和132.91萬t增加到20597.82萬t和306.22萬t,年均增長率分別為9.31%和11.00%,而排污量則由105.51萬t下降到90.44萬t,年均遞減率為1.91%。以上分析表明,江蘇省工業規模的快速擴張推動了資源投入量和產污量的大幅增加,加劇了資源的約束性,技術進步則發揮了明顯的抑制作用,促進了資源投入量和污染物產排量的降低。需要指出的是,江蘇省工業規模擴張與排污量呈反向增減,二者處于相對脫鉤狀態,一定程度上反映出末端治理的環境績效顯著,也說明江蘇省工業生產的源頭減量化和生產過程中的清潔生產尚有較大潛力。從空間結構即各市工業GDP(產污量或排污量)占全省GDP(產污量或排污量)的比例看(圖1),江蘇省工業發展水平呈現由蘇南(64.73%)向蘇中(18.80%)再向蘇北(18.46%)逐步下降的趨勢,而蘇南地區資源投入量、產污量和排污量占全省的比例分別為69.18%、59.55%和53.65%,蘇中地區分別為14.97%、18.39%和19.31%,蘇北則分別為15.86%、22.06%、27.05%,三者均呈現南北高而中部低的“凹”字型格局。從演化趨勢看,自2003年江蘇沿江開發戰略實施以來,蘇州、無錫、南京3市的工業發展規模呈現先增后減趨勢,而其余10市則呈現先減后增的變化趨勢,工業經濟變差系數由2002年的0.765提高到2005年的0.907,然后再下降到2010年的0.788,使得工業經濟空間格局表現出極化—分散的演化態勢。資源投入量、產污量或排污量的空間結構也表現出相似變化趨勢,但資源投入的空間變異系數(0.976)高于工業經濟規模(0.847),而產污量(變差系數為0.845)和排污量(變差系數為0.634)的空間差異則小于經濟差異(圖2),表明工業的快速發展是由資源投入的快速增加來推動的,而污染物產生和排放的空間差異很大程度受清潔生產技術和末端治理技術等多要素的影響、控制,并不完全受制于經濟因素。近年來,隨著工業區域轉移的推進,江蘇工業發展呈現分散化趨勢,工業空間結構變差系數呈現降低之勢,而環境績效方面除了產污量空間結構變差異系數降低外,資源投入、排污量的空間結構變差系數均呈增大之勢,表明源頭減量化和末端治理的環境績效仍以蘇南各市較為顯著,而與其他各市存在較大差異。從資源投入及產排污強度看,2002—2010年江蘇省資源投入強度、產污強度和排污強度呈現持續下降態勢,分別由2.070t/萬元、0.027t/萬元、0.022t/萬元下降到1.068t/萬元、0.016t/萬元和0.005t/萬元,年均下降速度分別為7.94%、6.52%和17.39%。說明末端治理技術進步最快,而清潔生產技術水平提升最慢。從空間結構看,南京資源投入強度(5.250t/萬元)和產污強度(0.040t/萬元)高于其他各市,而徐州的排污強度(0.025t/萬元)均高于其他各市,成為全省源頭減量化、生產過程清潔生產和末端治理等不同產業生態化技術水平提高的制約因素。從演化趨勢(表1)看,2002—2010年資源投入強度和產污強度的區域差異呈現拉大趨勢,變差系數分別由0.618和0.498上升到0.498和0.559,而排污強度的變差系數呈現逐漸下降趨勢,由0.525下降到0.367,表明江蘇各市源頭減量化技術水平的差異最大,生產過程污染控制水平的差異次之,而末端治理技術水平的差異最小,也說明不同的產業生態化策略會產生的環境績效不同,受技術水平的限制各市源頭減量化和生產過程污染控制的環境績效差異較大,而末端治理的環境績效差異有縮小趨勢。3.2空間效應與工業資源消耗的關系根據完全分解模型,分別對2002—2010年江蘇省源頭資源投入量、生產過程產污量和末端排污量的變化進行分解,結果見表2。3.2.1資源投入量效應分析。2002—2010年,江蘇省能源消耗量的年際變化量由減量演變為增量,變化幅度呈現先增大后減小的趨勢(圖4)。能源消耗大多數年份表現出增量效應,研究期內,除2002—2003年為減量效應小于0,其余年份的工業能源消耗均為增量效應大于0,表現出較為顯著的增量作用。增量效應主要受工業經濟規模、空間結構與資源投入強度的共同影響。通過相關分析,工業經濟規模因素與資源投入量的年際變化呈正相關關系(相關系數為0.397),對資源投入量增加有促進作用,2002—2010年規模效應的作用累積促使資源投入增加173275.04萬t;空間結構效應與工業資源投入呈負相關關系(相關系數為-0.406),表明隨著工業空間布局優化與集聚發展,空間結構對資源投入的作用由增量效應轉變為減量效應,即2002—2003年空間結構促使資源消耗增加4100.93萬t,而到2009—2010年則減少3258.59萬t,并且隨著江蘇產業區域轉移戰略的實施,工業空間結構的重組,增量效應不斷減弱,而減量效應呈不斷增強之勢;資源投入強度(技術效應)也與工業資源消耗呈負相關關系(相關系數為-0.457),亦即技術效應對資源投入產生的減量效應比較明顯,研究期間共減少資源投入109997.77萬t(表2)。3.2.2產污量效應分析。2002—2010年,江蘇省工業產污量的年際變化量呈現波動性增長趨勢(圖5)。除2008—2009年表現為負增長,下降幅度為11414t外,其余年份均表現出增量效應,且增加幅度呈波動性提高態勢,這種變化趨勢與區域經濟變化基本一致。同樣通過相關分析可知,經濟規模效應與工業產污量年際變化呈較顯著的正相關(相關系數為0.506),即工業規模的迅速擴張帶動了工業產污量的增加,研究期內所有年份均表現為增量效應,平均增量效應為36021.46t,平均增長263.41%。空間結構效應與工業產污量年際變化呈弱正相關關系(相關系數為0.083),表明工業空間結構的變化促進了工業產污量的增加,平均效應增長5.41%,但各年份空間結構效應表現不同,其中2002—2003、2004—2005和2008—2009年三個時期表現出增量效應,其他年份均表現為減量效應,且呈減弱趨勢。技術效應與工業產污量年際變化呈較顯著的負相關關系(相關系數為-0.634),對工業產污量發揮減量作用,研究期內所有年份均表現為負增長,技術效應年平均減少23086t,年均下降168.83%。3.2.3排污量效應分析。2002—2010年,江蘇省工業排污量的年際變化量減量幅度呈現先減小后增大再減小的變化趨勢,顯示出較大波動性(圖6)。研究期內,2003—2005年工業排污量的年際變化量的減量效應大于0,其余年份的工業排污量的增量均小于0,表現為顯著的減排效應,這主要是由于末端治理技術進步造成的。相關分析表明,工業規模效應與排污量年際變化呈較顯著的相關性(相關系數0.508),但由于工業規模效應的持續擴大,造成其對工業排污量的增量效應也比較明顯,年均規模效應為21803.62t,且增長幅度呈下降趨勢。空間結構效應與工業排污量的年際變化量相關性較弱,相關系數僅為0.047,反映了區域工業空間布局調整對工業排污量的影響不明顯,表明江蘇區域工業結構的空間差異性對工業排污量減排影響較弱,且空間結構效應總體上顯示為減量效應,但各年份表現不同,僅2002—2003、2004—2005和2008—2009年三個時期呈現增量效應,大多數年份表現為減量效應,近年來,減排幅度有增大趨勢。技術效應與工業排污量年際變化量具有較為顯著的相關性,相關系數為0.702,表明隨著技術創新能力的增強,工業排污量的年際變化持續表現為減量作用,年均技術效應為-23225.1t,這表明技術創新的減量效果較為突出,造成其總體發揮作用比較大。3.3江蘇省產業生態化發展的基本方向是以資源投入減量化和過程清潔生產為主導的預防性環境策略將表1中的計算結果及原始數據代入公式(6)、(7)可以得到江蘇省2003—2010年的工業源頭減量效應、過程控污效果、末端減排效果(表3)。由表2、表3可知,在技術效應和空間結構效應的共同作用下,資源投入減少量和污染控制量總體上呈現增大的變化趨勢,分別由2192.52萬t和25066.48t提高到25312.56萬t和88931.09t,減量化率(或減少率)分別由7.98%和1.85%提高到64.46%和3.19%,而末端污染物減排量20440.32t下降到7837.00t,減排率由1.89%降低到0.84%,表明源頭減量化和過程清潔生產取得了顯著成效,并且這一趨勢正在加強。而末端治理的環境績效明顯低于源頭減量化和過程清潔生產,顯示出以資源投入減量化和清潔生產為主導的預防性環境策略正成為江蘇產業生態化策略的主要導向,特別是近年來江蘇生態省建設、產業轉型升級以及創新省份建設等戰略舉措的實施,使得源頭減量化效果和過程控污效果持續增強,進一步提升了預防性環境策略在江蘇環境管理中的地位,促使產業生態化沿著綠色發展和循環型發展的方向推進。需要指出的是,無論是資源投入減少量還是污染控制量、末端減排量在總量上均小于由技術效率提升所帶來的減少量,主要是因為空間結構效應累計結果為正值,即江蘇省域在空間上不僅沒有形成能源原料及副產品能夠相互利用的區域產業網絡系統,彼此之間反而相互封閉,一定程度上加劇了資源消耗,造成污染物產生量及排放量的增加,使得工業發展的環境影響更趨惡化。2008年以來,伴隨著產業轉型升級的加快,工業空間布局的優化重組,區域性產業網絡的逐步形成,空間結構效應對資源消耗表現出減量化作用。源頭減量效果、過程控污效果和末端減排效果的變化趨勢反映了區域產業生態化的環境績效特征。在深入推進生態文明建設的新形勢下,江蘇省大力實施綠色發展戰略,努力推進節能減排,資源投入減量化成效顯著,資源高效、綜合利用水平大幅度提升,研究期內資源投入減量化率高達54.82%,源頭減量化是江蘇省產業生態化的首選路徑。同時,以降低污染物排放,減少環境污染為直接目的的末端治理,隨著技術進步,促進了污染排放強度大幅下降,研究期內減排率17.42%,大大降低了工業發展對環境的負面影響,成為僅次于源頭減量化的區域產業生態化方向。以降低污染物產生為主導的清潔生產,作為產業生態化的理想追求,能夠有效促進環境績效與經濟績效的協調發展,但由于受技術、經濟等多因素的制約,進展相對緩慢,造成污染物產生量減少率僅為11.09%,減量化效果小于資源源頭循環和末端治理,應成為今后產業生態化的發展重點。4結論和建議4.1源頭減污與資源節約管理體制創新的關系第一,江蘇省工業環境績效的提升是源頭減量化、清潔生產和末端治理共同作用的結果,源頭減量化效果優于末端治理的減排效果,清潔生產的控制污染效果劣于前兩者,江蘇省產業生態化發展顯示出以源頭資源投入減量化策略為主的特征。2008年全球金融危機以來,以環境績效和經濟績效“雙贏”為目的的清潔生產的控污成效呈不斷提高趨勢,而末端治理的減污成效有弱化趨向。第二,在江蘇省工業環境績效發展變化中,經濟規模效應表現出持續的增量效應