滨海新区减物质化模式研究

王 磊，李慧明

（南开大学循环经济研究中心，天津 300071）

滨海新区减物质化模式研究

王 磊，李慧明

（南开大学循环经济研究中心，天津 300071）

天津滨海新区作为带动区域经济发展新的经济增长极，未来经济的快速增长和经济规模的日益增大，势必会给区域生态环境带来一定的压力。从维持区域生态经济大系统均衡和功能的视角，应用减物质化理论,运用OECD（2002）和Tapio（2005）脱钩测度指标，从污染物排放、能源消耗、CO2排放等方面，测度和分析滨海新区经济发展与生态环境间的互动作用，识别经济发展的资源环境约束效应和耦合规律，并在此基础上构建适合滨海新区实际的减物质化发展模式，并为滨海新区可持续发展提供有益参考。

减物质化；经济增长；低碳；生态环境；滨海新区

Abstract:As one of China’s new economic growth poles,Tianjin Binhai New Area,is a motive power of the development of regional economies.The faster its economy develops and the larger its economic scale increases in future,the increasing pressure will be inevitably exerted on regional ecological environment.From the academic perspective of maintaining the equilibrium and function of the eco-economic system,applying methods such as dematerialization,OECD（2002） decoupling Index and Tapio（2005） decoupling Index,this paper explores the interaction effect between economic growth and eco-environment of Tianjin Binhai New Area through pollution,energy consumption,CO2emission,by which the limitation and influence from resources and environment to the economic development could be recognized and therefore the relevant suggestions would be put forward for the regional sustainable development in Binhai New Area.

Key words:dematerialization;economic growth;low carbon;ecological environment;Binhai New Area

天津滨海新区作为带动区域经济发展新的经济增长极，未来经济的快速增长和经济规模的日益增大，势必会给区域生态环境带来一定的压力。从维持生态经济大系统均衡和功能的理论视角，将减物质化理论和指标在实践层面进一步深化和应用，探寻滨海新区经济发展与生态环境之间的耦合规律，将经济扩张规模控制在资源环境承载力之内，突破资源环境约束效应，进而实现区域经济环境协调发展。

1 减物质化的内涵

减物质化是可持续发展战略的重要组成部分，是为解决资源短缺与环境污染日益严重的矛盾而提出一种新的研究思路。20世纪以来，国内外的学者给予减物质化以不同的定义，主要分为几类：有的学者认为减物质化是经济发展的一个必然结果，表现为物质需求的静态稳定特征。认为减物质化是指随着工业的发展，相关的低质量物质会被高质量或者技术性更强的物质材料所取代的自然过程［1-2］。有的学者认为减物质化是在某一时间序列内，在经济增长的同时物质使用量的相对减少或者绝对减少。Herman,R.等认为减物质化是指在最终产品物质重量随时间而逐渐减少以及单位最终产品产出的污染物量的减少［3］。Bernardini,O. 和 Galli,R.认为减物质化是经济活动中，原材料（能量和材料）使用强度的降低，其衡量指标是物质消耗量同国民生产总值（GDP）的比值［4］。 Wernick,I.等认为减物质化是一种功能经济，是服务于经济发展的物质量的绝对或者相对的减少［5］。陈效逑认为减物质化是指单位经济产值的物质使用或伴生废弃物数量的绝对和相对的减少［6］。综合国内外学者对减物质化的内涵的诠释，笔者认为减物质化核心内涵主要包括以下两个方面：

一是减物质化着力于寻求在人口迅速增长的情况下，追求经济增长目标的同时，减少自然资本消耗，把环境压力降低到最小程度，维持整个环境经济大系统均衡，最终实现可持续发展。

二是减物质化表现为系统两端的物质减量化。既包括生态环境系统进入到经济系统中物质投入量的减少,也包括经济系统输出到生态环境系统中的废物量的减少。强调要在减少物质总投入的情况下实现一定的社会经济目标，减少系统向环境中排放废弃物，最终实现经济增长与物质消耗、环境退化的“脱钩”（de-coupling）。

2 减物质化的测度指标与方法

减物质化（dematerialization）是经济发展与环境压力之间耦合关系发生破裂的现象，是可持续发展思想的充分体现。减物质化将GDP的增长和物质消耗或污染物排放并置，是一种双重或者多重信息的表现形式，有其自身的一套衡量指标，对于宏观层面的减物质化水平通常用经济发展指标（经济变量）与资源环境指标（环境压力变量）的“脱钩”进行表征。1992年于巴西里约热内卢召开的 “地球高峰会（Earth Summit）”提出将可持续发展理念纳入环境指标中。利用环境指标与驱动该项指标值的社会经济指标的变动，评估经济体系是否具备迈向可持续发展的趋势。具有代表性的是 “脱钩”指标主要有OECD（2002）脱钩指标和 Tapio（2005）脱钩指标。

2.1 OECD（2002）指标与方法

2002年，经济合作与发展组织（OECD）在一篇“Indicator to measure Decoupling of environmental Pressures from Economic Growth”的报告中，建立了脱钩指数（DCI）与脱钩因子（DCF），如式（1）、（2）所示，其中EP为环境负荷指标的指标值，DF为经济驱动指标［7］。

测度方法为选定某一年作为基准年 （固定基期），核算当年的EP与DF值，进一步根据EP与DF的比值，计算脱钩指数（DCI）和脱钩因子（DCF）。

根据上述计算结果，观察脱钩因子的变化趋势，判断经济变量与资源环境变量之间是否出现脱钩现象。如图1所示，当DCF为正值，趋近于0，为相对脱钩，即在某一时间段内，环境压力增加速率低于经济增长速率，但二者依然存在着一定的耦合关系；若DCF为正值，且接近于1，为绝对脱钩，即在某一时间段内，在经济不断增长的同时，环境压力逐渐的减小，二者之间耦合关系破裂的现象；若DCF≤0，则脱钩现象没有出现。

2.2 Tapio（2005）脱钩指标与方法

2005年，国外学者Tapio P.在其发表的一篇关于欧洲的交通业能源及二氧化碳的脱钩问题的文章中，提出了脱钩弹性（Decoupling elasticity）的概念，根据弹性值的变化清楚地表现经济变量与环境变量之间的互动情形。

测算方法为选定研究年份的前一年为基期 （变动基期），计算环境压力变动率（%）与经济驱动力变动率（%），根据式（3）计算脱钩弹性系数［8］。

其中，DE代表脱钩弹性系数；EPt和EPt-1分别代表t年和t-1年的环境压力；EDt和EDt-1代表t年和t-1年的经济驱动力。根据脱钩弹性的大小，将脱钩分为三大类，八项指标（见表1）。

3 滨海新区减物质化水平测度

表 1 Tapio（2005）脱钩指标资料来源：参考文献［8］

3.1 滨海新区经济发展与污染排放的耦合分析

（1）基于 OECD（2002）指标的经济发展与污染排放的耦合分析。根据滨海新区统计年鉴（1998—2008）数据资料，工业增加值以1998年价格进行核算，应用OECD（2002）脱钩指标体系，对滨海新区工业总产值和工业废水排放总量、工业废气排放总量、工业废渣产生量间的耦合关系进行减物质化分析。如图2所示，1998—2008年，滨海新区经济快速增长，特别是“十一五”期间增速最为明显，废水排放量指标呈现逐年增加的趋势，2008年有所下降。进一步观察脱钩因子的变化：除1999年和2005年外，脱钩因子均呈现增加趋势，范围介于0.16~0.74之间。2005年以后，脱钩因子明显增大，经济增长速率高于废水排放量增加速率，滨海新区经济增长与废水排放量之间由相对脱钩状态向绝对脱钩状态转变，即经济增长与工业废水排放量之间的耦合关系出现破裂。

如图3所示，1998—2008年，滨海新区工业增加值增速均大于工业废气量增速，脱钩指数小于1，脱钩因子为正值，经济变量与环境变量之间处于典型脱钩状态。除1998年和2003年外，脱钩因子范围介于0.56~0.73之间，处于绝对脱钩范围内，且“十一五”期间脱钩因子增加趋势愈为明显。

如图4所示，1998—2008年，滨海新区工业废渣产生量除1999年和2000年外，均为增加趋势。同时，工业增加值各年份有较大程度增长，且增加幅度大于工业废渣产生量。进一步观察脱钩因子可知，其范围介于0.18~0.67之间，处于相对脱钩与绝对脱钩的波动状态。

（2）基于Tapio指标的经济发展与污染排放的脱钩分析。根据Tapio（2002）脱钩指标，对滨海新区1998—2008年经济增长和环境污染排放的年增长率变化、脱钩弹性和脱钩类型进行分析。如图5所示，滨海新区在研究区间内，工业增加值增长率均为正值，增长幅度在13.38%~32.53%，除1999年和2001年外，工业增加值较前一年相比保持两位数增长。工业废水排放量指标在2005年之前，除1999年和2002等个别年份外，增长率均为正值，尤以1998年和2004年增长率最为突出。2005年之后，工业废水排放量出现负增长，增长幅度介于-6.67~-6.85之间。进一步观察脱钩弹性变化可知，2005之前脱钩弹性变化幅度较大，扩张负脱钩、强脱钩、扩张耦合、弱脱钩状态交替出现，2005年之后，脱钩弹性数字介于强脱钩范围内，且强脱钩趋势较为明显。

如图6所示，工业废气排放量指标在1999、2000、2004和2008年出现负增长外，其他年份均正增长，尤以2003年最为明显，增长率达到144.13%。进一步观察脱钩弹性变化可知，脱钩关系主要以强脱钩和扩张负脱钩为主，这与滨海新区个别年份工业废气排放量波动较大密切相关。

如图7所示，10年间工业废渣产生量指标增长率总体上呈现逐年增加的趋势，增长幅度介于1.47~71.35之间，2001年和2005年增幅最为明显，2005年以后增幅较为平稳。进一步观察脱钩弹性变化可知，脱钩关系主要以强脱钩和弱脱钩类型为主，个别年份由于工业废渣产生量波动，出现了扩张负脱钩和扩张耦合等不理想的脱钩类型。

3.2 滨海新区经济发展与工业能源消耗及CO2排放的耦合分析

（1）基于OECD指标的经济发展与工业能源消耗及CO2排放的耦合程度分析。本研究经济数据来源于滨海新区统计年鉴（1998—2008），并以2004年价格进行核算，能源数据来自天津市统计局内部统计资料，CO2排放数据根据国际能源组织（IEA）CO2折算标准折算。应用OECD（2002）脱钩指标体系，对滨海新区工业增加值和工业能源消耗及CO2排放的耦合关系进行减物质化分析。

表2显示了滨海新区2004—2008年间工业增加值和能源消费间的耦合关系。滨海新区工业增加值由2004年的878.85亿元增加到2008年2246.24亿元，增长了2.7倍，与此同时，工业能源消耗总量也稳步增加，由2004年的865.65万吨标煤增加到2008年的1460.09万吨标煤，增长了1.71倍，但工业增加值较能源消费增长更为快速，二者尚处于典型的相对脱钩状态。

如表3所示，滨海新区CO2排放量由2004年的25805162.06吨增加到2008年的34900350.16吨，增幅达到35.24%。但略低于工业增加值的增长幅度，二者处于相对脱钩状态。脱钩因子范围介于0.01~0.47之间，并且五年间呈现逐渐增加的趋势，2008年已接近绝对脱钩临界值（0.5）。

表2 基于OECD指标的经济增长与工业能源消耗的耦合分析

表3 基于OECD指标的经济增长与CO2排放的耦合分析

（2）基于Tapio指标的经济发展与工业能源消耗及CO2排放的脱钩分析。根据Tapio（2002）脱钩指标体系，对滨海新区1998—2008年经济增长和工业能源消耗及CO2排放的年增长率变化、脱钩弹性和脱钩类型进一步分析。如表4所示，研究区间内，滨海新区工业增加值增长率均为正值，增长幅度在25.03%~32.53%，较前一年均保持两位数增长。能源消耗除2008年略有下降之外，增长率均为正值。进一步观察脱钩弹性变化可知，经济增长和工业能源消费的脱钩类型主要扩张耦合、扩张负脱钩、弱脱钩和强脱钩四种类型组成，其主要原因是由于2007年能源消耗量大幅度增加造成的。

表4 基于Tapio指标的经济增长与工业能源消耗的脱钩分析

表5 基于Tapio指标的经济增长与CO2排放的脱钩分析

如表5所示，CO2排放与能源消耗增长趋势基本相同，但是2008年增长幅度有所下降，由工业增加值与CO2排放的脱钩弹性可知，脱钩类型主要以弱脱钩为主，2008年后

有向强脱钩转变的趋势。

4 滨海新区减物质化目标的情景分析

4.1 理论依据

根据环境控制方程 I=P×A×T， 其中等式左边的I（环境冲击）可以用不同的指标表示，例如污染物排放、物质消耗等；等式右边的第一项P（人口），通常以人数表示；第二项A（富裕度），通常以每人每年的GDP（国内生产总值）表示；第三项T（技术）则以单位GDP所形成的环境指标表示，或者说T是I与GDP的比值。如果E表示生态效率，由于E与T是倒数关系，G（GDP）等于P与A的乘积，那么该方程可以改写为：

假设基准年为零，其生态效率为 E0，人口数为 P0，人均 GDP为 A0，环境负荷为 I0，GDP 为 G0；规划目标年为第n年，其生态效率表示为 En，人口数为 Pn，人均GDP 为 An， 环境负荷为 In，GDP为Gn。由于生态效率（E）是减物质化的决定因素，因此，基于E0确定En，是确定减物质化情景模式的关键环节。

根据式（4）可得：

因此，确定了 Pn，An或者 Gn，可以构建 In，En可能的减物质化不同情景，进而选择一组适合滨海新区发展实际的In和En。

4.2 经济发展目标的确定

假设过去一段时期经济呈指数增长，应用拟合外推法，运用统计软件对工业增加值数据进行拟合，得出指数趋势预测方程，将预测目标年份代入方程，求得预测目标年份的经济数据。对滨海新区1998—2008年工业增加值数据进行拟合，获得的指数趋势预测方程为y=198.99e0.2149x，由该方程可得滨海新区在过去10年间的工业增加值的年平均增长率（g0）：

设1998年为基准年，2020年为目标年份，n=22，G0为264.41亿元。根据指数趋势预测方程可得2020年的工业增加值（Gn）为：

可见，2020年滨海新区工业增加值将可能达到1998年的85.07倍，达到2008年的10.01倍，作为我国的第三经济增长极，经济规模的扩张效应明显。

4.3 滨海新区污染物排放的减物质化目标情景分析

以2004年为基准年，滨海新区工业废水排放量（I0）为 8310 万吨、工业废气排放量（I0）为 872.97 亿标立方米、工业废渣产生量（I0）为261.11万吨，工业废水排放率（E0）为0.10575万元/吨，工业废水排放率 （E0）为1.00674元/标立方米，工业废渣产生率（E0）为3.365万元/吨，通过对 1998—2008年污染物排放率进行指数拟合，可得1998—2008年间的工业废水、工业废气、工业废渣排放率的年平均增长率分别为：14.71%，7.85%和8.54%。如果维持以上污染物增长速度，则2020年的污染物排放率和排放量分别为：

废水：En=0.10575×（1+14.71%）16=0.9498 万元/吨=8.98E0，2020年滨海新区废水排放量将为：In=Gn/En=22459.14/0.9498=23646.18万吨=2.84I0

废气：En=1.00674×（1+7.85%）16=3.375 元/标立方米=3.35E0，2020年滨海新区废气排放量将为：In=Gn/En=22459.14/3.375=6654.56亿标立方米=7.62I0

废渣：En=3.365×（1+8.54%）16=12.49 万元/吨=3.71E0，2020年滨海新区工业废渣产生量将为：In=Gn/En=22459.14/12.49=1798.17万吨=6.88I0

如果滨海新区维持现在的增长速度不变，工业废水、工业废气和工业废渣排放量将远远超过翻一番的战略目标，将分别达到2004年的2.84倍、7.62倍和6.88倍。这无疑会给滨海新区生态环境和污染减排造成极大压力。对照当前模式，充分考虑国家节能减排约束性指标，滨海新区应选择在经济继续保持历史趋势快速增长的同时，经济增长与污染物排放保持相对脱钩趋势。在此基础上设定滨海新区减物质化模式下的污染物排放情景目标为：滨海新区未来工业废水、工业废气和工业废渣排放率应不高于16.18%、8.635%和9.394%，保证其增长幅度小于经济增长幅度，实现经济增长与生态环境之间的良性互动。滨海新区2020年污染物排放的减物质化情景目标如表6所示。

4.4 滨海新区能源消耗及CO2排放的减物质化目标情景分析

表6 2020年滨海新区污染物排放的情景分析

以2004年为基准年，滨海新区工业能源消耗总量（I0）为 865.65 万吨标煤，能源生产率（E0）为1.01524 万元/吨标煤；滨海新区 CO2排放总量（I0）为2580.52 万吨，CO2排放率（E0）为 0.34 万元/吨，通过对2004—2008年工业能源消费生产率和 CO2排放率进行指数拟合，可得1998—2008年间的能源消耗和CO2排放的年平均增长率分别为9.63%和16.15%，如果维持以上增长速度，则2020年的能源消耗和CO2排放分别为：

能源消耗：En=1.01524×（1+9.63%）16=4.41728 万元/吨标煤=4.35E0，2020年滨海新区能源消耗将为In=Gn/En=22459.14/4.41728=5084.38 万吨=5.87I0。

CO2排放：En=0.34×（1+16.15%）16=3.73 万元/吨=10.97E02020年滨海新区CO2排放将为：In=Gn/En=22459.14/3.73=6021.22 万吨=2.33I0。

由此可见，如果滨海新区维持现在的增长速度不变，能源消耗和CO2排放将分别达到2004年的5.87倍和2.33倍，远远超过翻一番的战略目标，相对于能源消耗与经济增长耦合关系而言，联系更为紧密，脱钩因子有所减小，向绝对脱钩变动的态势有所倒退。加之，滨海新区为两头在外的经济区域，支撑未来经济发展的资源能源压力将逐渐加大，CO2减排任务更为艰巨。

对照当前模式，滨海新区在经济继续保持历史趋势快速增长，充分考虑国家节能减排约束性指标和国家CO2消减45%减排目标，2020年能源消费量和CO2排放的减物质化模式应该是与2005年相比有所增加，但其增长率应控制在一定范围内，逐渐使脱钩因子由相对脱钩向绝对脱钩过渡。基于此，滨海新区未来能源消耗和CO2排放的平均增长率应不高于11.55%和23.42%。2005—2020年能源消耗和CO2排放的减物质化情景目标如表7所示。

表7 2020年滨海新区能源消费的情景模式

5 对策与建议

（1）注重区内传统产业生态化改造与高端产业循环型布局的有机结合。针对天津市战略东移，转移到滨海新区的冶金、石化、机械制造、建材、电力等高耗能、高污染的传统工业，构建经济合理、技术可行的循环经济产业链，实施传统产业的生态化改造，同时强调航天、医药、电子、汽车等高端新型产业在滨海新区内的循环型布局，通过产业发展与基础设施间的物质能量代谢过程，实现资源能源高效利用。以产业发展和空间布局的双重生态化的角度，降低环境污染和资源能源消耗，实现经济增长与资源环境之间的良性互动。

（2）调整能源结构，进一步增加清洁能源比例。滨海新区能源结构以原油、原煤消耗为主，天然气等清洁能源的比例较低。据滨海新区统计年鉴数据显示，2007年，滨海新区原油、原煤消耗分别占能源消耗总量的33.27%和18.73%，以天然气为代表的清洁能源利用比例仅为2.72%，天然气等清洁能源利用比例与原煤、原油相比差距较大。未来滨海新区应围绕可再生能源、清洁能源优势，大力开发利用地热能、太阳能、风能，逐步提高可再生能源在能源结构中的比重，降低对原油、原煤等污染排放大、二氧化碳排放系数高的能源的使用，从根本上降低滨海新区潜在的环境压力。

（3）加大科技投入，促进节能减排与低碳技术的研发与转化。鼓励科研机构和企业重点开发具有典型意义的清洁生产技术、生态链接技术、可再生能源利用技术、工业固废综合利用技术、能源高效储存与利用技术、综合节水技术和海水淡化与综合利用技术，加大对关键技术研发和推广的支持力度，提高滨海新区技术支撑和创新能力。此外，积极鼓励企业与高校科研单位开展多种形式的“产、学、研”结合，促进节能减排与低碳技术的研发与转化。

［1］Colombo,U..The Technology Revolution and the Restructuring of the Global Economy.Globalization of Technology:International Perspectives ［M］,J.H.Muroyama and H.G.Stever,eds.:National Academy Press.Washington,D.C,1988,23-31.

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［3］Herman,R.,Arkekani,S.A.and Ausubel,J.H..Dematerialization.In:Ausubel,J.H.and Sladovich,H.E. （Editors）,Technology and Environment［M］.National Academy Press,Washington,D.C.1989,50-69.

［4］Bernardini,O.and Galli,R..Dematerialization:long-term trends in the intensity of use of materials and energy ［J］.Futures,1993,431-448.

［5］Wernick,I.and J.H.Ausbel.National Material Flows and the Environment［J］.Annual Review Energy Environment,1996,（20):463-492.

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［7］Tomás Hák,Bedrich Moldan and Arthur L.Dahl.Sustainability indicators:a scientific assessment［M］.Island Press,Washington,D.C,2000,211-223.

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（责任编辑刘传忠）

Dematerialization Model of Tianjin Binhai New Area

Wang Lei，Li Huiming
（Research Center of Circular Economy,Nankai University,TianJin 300071,China）

F061.5,F016.2

A

国家社会科学基金重大项目“我国生态文明发展战略研究”的资助（项目编号：07&ZD018）。

2010-02-25

王磊（1980-），男，天津人，博士研究生；研究方向:环境经济学。