我国工业行业结构调整的二氧化硫减排潜力测算研究

肖闯

摘 要：基于2001—2012年我国工业行业的环境数据和经济数据，采用LEAP情景分析方法测算未来影响我国工业行业结构调整的污染物的相关数据，利用LMDI分解技术构建行业规模、行业结构、能源强度和技术效应四个影响因素分解模型，测算未来我国工业行业SO2排放的潜力。结果表明，在三种不同情景中，BAU情景和低硫政策情景的减排效果最好，受挫低硫情景效果最差。低硫政策情景下，未来工业结构调整的减排潜力可达到-1350.23万吨，能源强度减排潜力可达到-1500.14万吨，治理效应减排潜力可达到-119.78万吨。在BAU情景下，未来工业结构调整减排潜力可达到-990.47万吨，能源强度减排潜力可达到-1377.92万吨，治理效应因素减排潜力可达到-242.37万吨。

关键词：工业行业；二氧化硫排放；情景分析；LMDI；潜力测算

一、引言

“十二五”期间，我国SO2减排目标为8%，前四年SO2累计排放8000万吨，根据新华社的报道，“十二五”期间，我国主要污染物之一的SO2排放量持续大幅下降[1]，在2015年上半年提前完成了8%的SO2减排目标，SO2排放量下降12.9%，在2015年全年，SO2排放量继续实现了较大幅度下降。在“十三五”规划中，我国GDP的增速预期目标为6.5%-7%，这意味着，我国要实现经济快速发展，能源消费量将不可避免持续增加，SO2减排压力将继续加大。为此，测算我国工业行业SO2排放的减排潜力，对于未来工业结构调整和减排政策出台具有十分重要的借鉴意义。

近年来，基于二氧化硫减排潜力的测算与分析，大部分专家和学者进行了研究。李万刚[2]等（2009）就新疆火力发电行业SO2排放的现状，结合今后火力发电的增长趋势，对火力发电行业SO2减排潜力进行分析，得出2010年新疆火力发电行业SO2减排潜力有望控制在22万吨。张永正[3]等（2009）以中国政府“十一五”期间二氧化硫减排目标为研究对象，以库兹涅茨的倒“U”型理论为分析基础，建立离散型EKC模型对二氧化硫排放量进行分析预测，得出2008-2010年二氧化硫产生量将以每年250万吨速度增长，减排形势严峻。李名升[4]等（2011）通过构建对数平均权重模型和减排潜力模型分析SO2减排的影响因素和减排潜力，得到中国SO2排放强度存在着绝对趋同和条件趋同，在条件趋同下，2009年我国各地区SO2减排738万吨，“十二五”期间若工业SO2减排目标为8%-10%，那么SO2去除率在2015年要达到74%-80%。张倩[5]等（2012）基于2005-2010年SO2排放量数据和经济发展数据，建立环境学习曲线模型，分析2005-2010年万元产值SO2减排潜力，研究表明，经济发展水平越高的地区，万元产值SO2排放环境负荷越小，减排潜力越小；经济发展水平越低的地区，万元产值SO2排放环境负荷越大，减排潜力也越大。

对于情景分析的研究，很多学者进行了大力的研究。基于环境统计数据，孙启宏[6]等（2010）建立情景分析模型，预测了2015年在经济保持一定增长率、重点工业行业产污强度保持不同水平情景下的流域总污染物产生水平。赵宪伟[7]（2010）以排水体制、排水结构和排放去向的为基础，构建了省域COD减排潜力模型，并以减排目标为约束条件，预测和分析了不同情境下的河北省COD减排潜力，根据COD减排潜力预测结果，明确了河北省优先挖掘的减排潜力。张雷[8]等（2011）基于未来20-30年我国社会经济发展的特定情景下，预测了我国产业结构演进的节能减排潜力。国际能源机构[9]（IEA，2008）在“能源技术展望2008”报告中，以能源生产和消费为对象，预测了能源领域的CO2减排情景。2009年麦肯锡公司[10]发布了“低碳经济之路”的研究报告，预测到2030年全球温室气体排放量和全球温室气体减排潜力（McKinsey & Company，2009）。王韶华[11]等（2014）利用能源结构优化系数、产业结构系数改进了传统的环境负荷模型，构建IIPAT模型，设定了三种情景分析我国未来低碳发展情况。

上述学者的研究丰富了二氧化硫减排潜力测算的研究，本文在前人的研究基础上，利用LEAP模型和LMDI分解模型对我国工业行业二氧化硫减排潜力进行研究，分解我国工业行业污染排放的驱动因素，测度我国工业行业结构调整的污染减排潜力，探寻调整我国工业行业实现污染减排潜力的路径。

二、研究方法及数据来源

（一）研究方法

1、LMDI分解模型

本文在LEAP模型情景分析结果的基础上，利用Ang[12][13]的LMDI分解模型构建行业规模、行业结构、能源强度和治理效应四个影响因素，同时基于不同情景分析结果，设定不同情景的SO2排放分解模型。

2、LEAP模型

LEAP（Long range Energy Alternatives Planning，长期能源替代规划系统）软件是瑞典斯德哥尔摩环境研究所美国中心的Charlie Heaps为主开发的一个基于情景分析的能源-环境模型的有效工具，其中GREAT（Green Resources and Energy Analysis Tool，绿色资源与能源分析工具）是基于LEAP软件的应用框架，它可以根据不同选择情景在工业行业发展、技术和价格变化等因素的假设条件下，对能源消费和SO2排放等进行综合考虑。

情景设置。工业行业能源消耗与SO2排放主要由如下几个方面因素决定，分别是工业行业发展规模、行业结构调整、能源强度、技术和治理等，这些因素可能对未来工业行业能源需求及SO2排放产生不确定的影响，结合环境污染领域不同专家学者对节能排污的展望及未来10-30年我国社会经济的发展趋势，本文依据以上因素为我国工业行业SO2减排潜力测算设置了三种不同情景，分别是照常发展情景（BAU）、低硫政策情景和受挫情景。

表2 情景定性描述表

情景定性描述

BAU情景[14]（Business As Usual scenario）该情景是一种照常发展情景，即我国工业行业能源消耗的发展趋势与当前的经济发展趋势基本保持一致，政府对经济的发展规划目标、节能减排、能源结构改善、行业结构调整等政策基本能够落实。

低硫政策情景（Low-sulfure policy scenario）该情景是在考虑我国能源安全、环境压力和降低SO2排放要求的因素下，国家的节能减排政策和法律法规能够保证和促进减少SO2排放。这种情景不是以单纯的经济增长为主要目标，而是考虑了国际国内社会、经济及环境各方面要素的发展需求，经济发展方式以重视质量为主，要求人与自然和谐统一，国民节能环保意识加强，通过技术进步及结构调整来实现低硫的能源和减排的目标。

受挫低硫情景（Frustrated Low-sulfure scenario）该种情景表示国家节能减排政策落实不到位，低硫技术未受到广泛推广和运用，行业结构调整不合理，以煤炭为主的能源燃烧效率未达到理想程度，阻碍了SO2低排放目标的实现。

（二）数据来源

工业行业SO2排放总量及各行业SO2排放量的原始数据来源于历年《中国统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》。

行业规模即行业总产值，采用工业行业企业的总产值来表示。

各行业工业产值，采用分行业规模以上工业企业主要经济指标的“分行业工业产值”口径数据，该数据来源于历年《中国工业经济统计年鉴》及国家统计局年度统计数据。

各行业能源消费量，需要用到煤炭、焦炭、石油等能源消费量数据，本文所采用的各行业煤炭、焦炭、石油消费量数据均来自国家统计局年度统计数据，其中，煤炭、焦炭、石油消费量折算标煤数据来自《中国统计年鉴》。

能源强度，采用工业各行业单位产值所产生的二氧化硫排放总量来衡量。

行业结构，采用分行业各行业产值占整个工业行业总产值的比重来衡量。

治理效应，为二氧化硫排放量与能源的消费量的比重表示。

三、结果与分析

（一）LEAP模型情景结果分析

通过LEAP模型计算，得到了我国工业行业2010年至2025年不同时期的工业行业产值、能源消费和SO2排放的计算结果，表3得出了三种不同情景的工业行业产值、能源消费量和SO2排放量。

工业行业产值能源消费结构工业行业结构

BAU情景2010-2015年（“十二五”规划时期）GDP增速7%，假定工业行业产值增速为7%；2015-2020年（“十三五”规划时期）GDP增速6.5%，假定工业行业产值增速为6.5%；2020-2025年（“十四五”规划时期）GDP增速为5.5%，假定工业行业产值增速为5.5%。化石能源消费占主要比例，清洁能源和部分非化石能源得到一定程度的利用。行业结构有一定程度的优化，以煤炭为主要能源的高耗能高污染行业得到一定调整。

低硫政策情景2010-2015年（“十二五”规划时期）GDP增速7%，考虑到在低硫模式下，行业结构进一步调整，工业行业产值高于GDP增速且保持适当同步，设定增速为7.5%；2015-2020年（“十三五”规划时期）GDP增速6.5%，工业行业产值增速为7%；2020-2025年（“十四五”规划时期）GDP增速为5.5%，工业行业产值增速为6%国民环保意识显著增强，工业行业非化石能源和新能源得到充分发展和利用，传统的化石能源使用比例下降行业结构得到优化，以煤炭为主要能源的行业得到有效调整，产能过剩问题得到合理解决，行业结构向集约高效方面发展

受挫低硫情景2010-2015年（“十二五”规划时期）GDP增速7%，在受挫情景下，工业行业依赖资源的消耗，经济和行业结构呈粗放式发展，产值增速为8%；2015-2020年（“十三五”规划时期）GDP增速6.5%，工业行业产值增速为7%；2020-2025年（“十四五”规划时期）GDP增速为5.5%，工业行业产值增速为6%国民环保意识薄弱，传统化石能源的使用占工业行业绝大比重，新能源利用率低行业结构优化受阻，发展模式依然粗放，高耗能高污染高排放行业继续存在

由表3、4可知，通过不同年份对三种不同情景的参数进行假设，通过LEAP模型计算，预测2015-2025年工业行业产值情况、能源消费情况和SO2排放量情况。

1、2010-2025年工业行业产值情况。假定三种不同情形未来工业行业产值发展趋势基本保持一致，所以从2010年起，我国政府的节能减排和环境保护政策继续延续2010年以前的各项措施及目标，2010-2025年工业行业产值分别为698591亿元、1002917亿元、1406643亿元和1927724亿元。

2、2010-2025年能源消耗情况。①照常发展情景下，2010年工业行业能源消费总量为36.1亿吨标煤，按照当前的经济发展模式和能源政策，2015-2025年能源消耗总量分别达到43.6亿吨标煤、49.5亿吨标煤和54.5亿吨标煤左右。②相对于照常发展情景，低硫政策情景下的非石化能源得到充分有效利用，煤炭消耗比重下降该种情景下，工业行业2010-2025年能源消耗标煤量分别为36.1亿吨、37.82亿吨、39.1亿吨、44.85亿吨，比照常发展情景分别减少能源消耗量5.78亿吨标煤、10.4亿吨标煤和9.65亿吨标煤。③受挫低硫情景下，以煤炭为主的传统化石能源在工业行业占据着主导地位，新能源的发展和使用受到抑制，使得2015-2025年工业行业能源消费标煤总量则分别达到49.8亿吨、68.7亿吨和94.8亿吨，比低硫政策情景下的能源消费量多增加11.98亿吨标煤、29.6亿吨标煤和44.95亿吨标煤。

3、2010-2025年SO2排放量情况。①照常发展情景下，2010年我国工业行业SO2排放量约为1705.5万吨，2015-2025年我国工业行业SO2排放量依次为2059.6万吨、2338.4万吨和2574.6万吨。②低硫政策情景下，2015-2025年我国工业行业SO2排放量依次为1786.6万吨、1847.1万吨和2118.9万吨，SO2排放增速较慢，意味着每年SO2排放得到有效的控制。③受挫低硫情景下，2015-2025年我国工业行业SO2排放量依次为2352.5万吨、3245.4万吨和4478.4万吨，SO2排放量显著增长，没有出现排放峰值，说明这种情境下SO2排放将会继续增长，同时也加大了国家节能减排的压力。

（二）LMDI模型情景结果分析

在不同情景下，为了更多了解不同因素对SO2减排的贡献程度，本文通过运用LMDI模型分解出了不同因素的结果，如表5所示。

由表5可知：在BAU情景下，2010-2025年间，①工业规模因素促使SO2排放分别增长678.72万吨、742.91万吨和773.53万吨，三个时段中，SO2排放量差距较小，排放量有所控制。②在2010-2025年间，我国工业行业结构调整得到优化和升级，在三个时段中，SO2减排潜力分别达到-442.19万吨、-260.21万吨和-288.07万吨，说明在BAU情景下，行业结构调整可以减排工业行业SO2排放。③能源强度因素在未来工业行业减排潜力也非常大，分别减少SO2排放-325.75万吨、-514.63万吨和-537.54万吨。④治理效应相对于行业结构因素和能源强度因素来说，其SO2减排潜力较小，但减排潜力在2010-2015年、2015-2020年和2020-2025年分别达到-109.51万吨、-108.15万吨和-24.71万吨。

在低硫政策情景下，①行业规模因素促使SO2排放量小于BAU情景下和受挫低硫情景下的行业规模因素，2010-2025年排放1933.36万吨，比BAU情景少排放SO2208.66万吨，比受挫低硫情景少排放982.07万吨。②行业结构的减排潜力在2015-2020年、2020-2025年可分别达到-346.36万吨和-489.07万吨，2010-2025年减排潜力可达到-749.08万吨。③能源强度的减排潜力仍大于行业结构调整和治理效应，未来可分别减排-598.07万吨、-351.17万吨，2010-2025年可减排-1565.42万吨。④治理效应因素在低硫政策情景下，其减排潜力仍小于行业结构因素和能源强度因素，但未来减排潜力可分别达到-23.69万吨、-25.92万吨，2010-2025年减排可达到-126.33万吨。

四、结论与政策建议

本文主要利用LMDI分解模型和LEAP情景分析模型分别对我国工业行业SO2排放的影响因素和SO2减排潜力及未来SO2排放量的预测等问题进行了研究和分析，结论如下：从SO2排放潜力角度看，基于LEAP情景分析模型视角，BAU情景和低硫政策情景的减排效果最好，受挫低硫情景效果最差。低硫政策情景下，未来工业结构调整的减排潜力可达到-1350.23万吨，能源强度减排潜力可达到-1500.14万吨，治理效应减排潜力可达到-119.78万吨。在BAU情景下，未来工业结构调整减排潜力可达到-990.47万吨，能源强度减排潜力可达到-1377.92万吨，治理效应因素减排潜力可达到-242.37万吨。受挫低硫情景中，未来工业结构调整促使SO2增排累计可达到1427.25万吨，能源强度促使SO2增排累计可达到-166.1万吨，治理效应促使SO2增排累计可达到159.75万吨。

未来我国要实现工业行业经济的可持续、绿色发展，减少SO2排放，其途径有：第一，工业行业结构调整是保持我国工业经济持续增长和减少SO2排放的主要手段，也是减排的关键手段之一；第二，源强度效应是我国工业行业SO2减排最有力手段，是减排的主要推动者；第三，依靠科学技术是我国工业行业SO2减排的根本途径；第四，改善我国工业行业能源消费结构是SO2减排的有效途径；第五，环境保护和节能减排政策和措施是我国工业行业SO2减排的有力保障。（作者单位：湖南科技大学商学院）

基金项目：湖南省研究生科研创新项目（CX2015B436）。

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