包头市工业固体废物产生量预测及对策研究

刘露

（天津商业大学 公共管理学院，天津 300134）

我国经济快速发展，工业生产规模不断扩大，工业固体废物产生量呈逐年上升趋势，然而经济快速发展的同时也给生态环境带来了巨大的压力。包头市作为内蒙古自治区最大的资源型城市，随着工业经济的发展，工业固体废物产生量也在不断增长，其污染问题越来越突出[1]。在此背景下，收集、统计和整理了2015—2020年包头市工业固体废物的产生量数据，在对其进行分析的基础上，利用GM（1，1）灰色预测模型对包头市2021—2025年工业固体废物产生量进行预测，并在此基础上对工业固体废物治理工作提出意见和建议。

1 包头市工业固体废物产生现状

通过对包头市统计局发布的数据进行收集整理，可得其2015—2020年工业固体废物产生量如表1所示[2]。

表1 包头市2015—2020年工业固体废物产生量 万t

由表1 可知，2015—2020年，包头市工业固体废物年产量大且呈现出较为显著的增长态势。2015—2019年包头市工业固体废物产生量从2 192.43 万t 增加到了6 002.40 万t，工业固体废物的产生量增长率高达173.78%；2019—2020年包头市工业固体废物的产生量出现下降，其产生量从6 002.40 万t 降到了5 506.42 万t，增长率为-8.26%。

其原因在于：首先，包头市作为资源型城市，随着工业经济的发展，工业企业规模不断扩大，产生的工业固体废物逐年增多；其次，包头市作为国家首批试点“无废城市”之一，认真落实国家政策，积极探索工业固体废物治理路径以减少“废物”产生。在此背景下，包头市2019—2020年工业固体废物产生量有所下降；最后，包头市作为第二产业主导经济命脉的城市，其资源丰富度以及经济发展对资源的依存度要远高于其他城市，但目前包头市有关工业固体废物减量化的激励政策缺乏系统性，现有政策的连续性和对工业固体废物减量化的支持力度不足，这在一定程度上影响了包头市工业固体废物产生量的下降。

包头市2015—2020年工业固体废物年产量居高不下且呈逐年上升趋势，为更好地服务于“十四五”时期工业固体废物的治理工作，利用GM（1，1）灰色预测模型对2021—2025年包头市工业固体废物产生量进行了预测，以期掌握包头市工业固体废物产生量发展变化的动态规律，并提出相关治理对策。

2 包头市工业固体废物产生量预测方法

目前，国内外工业固体废物产生量预测方法主要有：灰色预测法、时间序列分析法、回归分析法、最优组合预测模型法、BP 神经网络法等。GM（1，1）灰色预测模型所构造微分方程的系数随时间而改变，能够为带有单调性质的数据序列进行相对精确的预测[3]。在综合考虑各类预测方法适用性的基础上，采用GM（1，1）灰色预测模型对包头市2021—2025年工业固体废物的产生量进行预测，同时对未来5年内包头市工业固体废物的产生及发展趋势进行分析。为了提升模型的计算精确度，利用SPSS 软件对其进行求解。

设原始数据序列：

X(0)=｛X(0)（1），X(0)（2），X(0)（3），…，X(0)（n）｝

累加形成新数据序列：

X(1)=｛X(1)（1），X(1)（2），X(1)（3），…，X(1)（n）｝

构造矩阵：

3 包头市工业固体废物2021—2025年产生量预测

3.1 级别值检验

级别值检验是为了检测选取的数据序列的规律性是否合理，是否需要对现有数据进行处理以满足模型后续预测工作。通常级比值（λ）介于（e∧（-2/（n+1）），e∧（2/（n+1）））之间（其中e 为自然对数值，n 为分析的样本量）则说明模型很有大可能达到要求。

以包头市2015—2020年工业固体废物产生量数据为基础构建GM（1，1）灰色预测模型，结果显示：原始数据需要进行平移转换才能更好地进行下一步预测工作，即在原始值的基础上加入一个平移转换值（可以为任意常数），使得新数据满足级别值检验，并基于转换后的数据进行后续计算，计算得出预测值的同时减去平移转换值以达到平移转换的目的，通过计算选取平移转换值为6 002.00，经过平移转换后的数据级别值检验在标准范围区间［0.751，1.331］内，可以构建GM（1，1）灰色预测模型。

3.2 模型精度检验

对GM（1，1）灰色预测模型进行精度检验，需检验：后验差比C、小误差概率P 以及残差。只有以上各数值的检验结果满足模型要求，用此数据和模型预测出的包头市工业固体废物未来产生量才有可能较为准确。

3.2.1 后验差比C 和小误差概率P 检验

构建GM（1，1）灰色预测模型需要计算发展系数a和灰色作用量b，其中发展系数a 和灰色作用量b 均为模型构建输出值，其目的在于计算后验差比C 和小误差概率P，具体计算结果如表2 所示。

表2 模型构建结果

接下来需要根据计算结果进行模型精度检验，只有模型精度符合要求才可以进行工业固体废物产生量的预测，具体精度等级划分标准如表3 所示。

表3 模型精度等级标准划分表

从表2 和表3 可知，模型后验差比C 为0.087 9≤0.35，小误差概率P 为1.000≥0.95，可以得出该预测模型精度等级为优秀，具有较为准确的预测效果。

3.2.2 残差检验

主要包括绝对误差（预测值和原始值的差值）和相对误差（绝对误差所占原始值的百分比），具体如表4所示。

表4 GM（1，1）模型检验表

一般来说，残差检验中相对误差值小于0.2 就说明该模型达到要求，从表4 可知，模型相对误差值最大值为0.122，意味着该模型达到要求。

3.3 模拟预测值

通过级别值检验、后验差比检验、小误差概率检验和残差检验，可以得出该预测模型精度优秀，具有较为准确的预测效果。

用此模型预测未来5年内包头市工业固体废物产生量，可以得出预测结果：2021—2025年包头市工业固体废物年产量分别为6 528.927 万t、7 210.751 万t、7 929.675 万t、8 687.716 万t 和9 487.003 万t，包头市工业固体废物2021—2025年产生量总体上随时间序列呈现明显的上升趋势。

4 结论与建议

4.1 结论

通过对包头市2015—2020年工业固体废物产生量数据的统计收集和对2021—2025年工业固体废物产生量数据的预测可以发现：包头市工业固体废物产生量总体呈持续增长的态势，具体而言，包头市工业固体废物产生量从2015年2 192.43 万t 增至2020年5 506.42 万t，预计2021—2025年将会从6 528.927 万t增至9 487.003 万t。包头市工业固体废物产生量不断增加，随之而来的工业固体废物贮存量也不断增长，加之包头市目前工业固体废物综合利用率并不高（根据包头市统计局数据资料计算得出，2015—2020年包头市工业固体废物综合利用率分别为：71.97%、44.71%、48.54%、40.51%、35.93%和35.44%），工业固体废物治理形势总体上不容乐观。要想真正彻底地解决包头市工业固体废物治理问题，必须从发展循环经济和走可持续发展道路的角度出发，从源头控制工业固体废物产生量，与此同时持续推进工业固体废物的无害化处置和资源化利用[5]。

4.2 建议

包头市工业固体废物治理应以可持续发展理念为指导，持续推进循环经济，坚持“减量化、无害化和资源化”的原则，从多方面、多角度出发，提出具有地方适用性和可操作性的工业固体废物治理路径。

4.2.1 优化产业结构，实现源头减量化

由上文收集和预测的包头市近6年和未来5年的工业固体废物产生量数据可以发现，包头市工业固体废物产生量在未来仍呈上升趋势。因此，应明确包头市工业固体废物源头减量的紧迫性与必要性，并采取相关措施，以便大幅度减少工业固体废物的源头产出。首先，加快调整产业结构，加速各区域产业结构转型升级，逐步实现包头市传统工业产业向深加工和精加工产业转型，围绕传统工业产业，大力推进产业链的延长、补充和增加[6]；其次，政府部门可以积极出台相关措施以调整工业布局，加快落实包头市主城区工业固体废物产生量大、污染程度高的工业企业的搬离和改造工作；最后，推进实行清洁生产，推进工业企业增产、减耗、减废，不断更新改造生产设备，引进先进的生产技术，通过减少能源浪费和原材料消耗来控制工业固体废物的产生，以达到工业固体废物源头减量的目的。

4.2.2 强化顶层设计，促进资源化利用

包头市工业未来发展规划应结合经济社会发展需要，同时充分考虑国家“双碳”战略目标，因地制宜，促进工业固体废物的资源化利用。一方面，政府部门要积极组织编制地方中长期发展规划，明确总体目标和不同发展阶段的具体目标，研究制定相关管理规定和技术规范，进一步夯实顶层设计基础[7]；另一方面，要加强政策引导，进一步加大政府对环境保护相关政策的扶持力度，对符合环保要求的工业企业给予税收优惠和贷款优惠，鼓励和扶持工业固体废物资源化利用的工业企业，不断探索工业固体废物资源化利用的新路径和新模式。

4.2.3 加强监督管理，推进无害化处置

对工业固体废物监督管理涉及多个方面。首先，要健全相关法律法规，在贯彻落实《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》的同时，根据实际情况健全完善包头市地方工业固体废物治理法规和标准；其次，要加强工业危险废物的规范化管理，持续推进无害化处置，以防止和减少其所带来的污染和危害，环保部门要督促工业企业严格落实并执行工业固体废物的申报登记制度，同时建立工业危险废物的管理台账，加强工业危险废物经营企业的考核评估机制建设；最后，完善包头市工业固体废物监督管理机制，需要积极利用大数据和互联网监控技术，推动实现工业固体废物的全过程监管，防止工业固体废物未经无害化处置流入市场。

4.2.4 重视宣传教育，鼓励社会参与

为保证包头市工业固体废物治理工作的顺利有效进行，相关宣传教育工作和社会参与不容或缺。具体而言：一方面，加强工业固体废物治理相关知识的宣传教育工作，充分发挥各类媒体的作用，加大对工业固体废物治理相关政策、典型案例和先进经验的宣传力度，提高社会公众对工业固体废物治理的认识；另一方面，充分发挥公众的力量，鼓励公众参与到工业固体废物治理中去。例如：鼓励公众积极监督政府部门是否存在治理工作不到位、相关工业企业是否存在违法倾倒工业固体废物的问题等，并积极就相关问题建言献策。

4.2.5 推进生态修复，坚持可持续发展

推进生态修复工作，建立包头市工业企业可持续发展模式。一方面，重视生态修复，包头市由于长时间和高强度的资源开采，普遍存在各种各样的生态问题，出于经济社会可持续发展的需要，现阶段包头市应坚持经济发展与生态修复齐头并进，将经济发展与生态修复有机结合，推动解决历史遗留问题（如废弃矿坑和塌陷区等）；另一方面，要加强科技引领，大力推进工业固体废物“产学研”结合，不断推进工业固体废物资源化利用技术转化落地，从多个方面推进包头市工业企业的可持续发展。

4.2.6 构建绿色产业链和循环产业链

一方面，构建绿色产业链是工业固体废物治理的重要步骤。包头市作为以制造业为主的资源型城市，应将推进工业绿色制造为重点任务，持续推进绿色产业链建设，将工业固体废物的产生、收集、运输、处理和末端治理阶段都纳入到绿色产业链中来，以期实现工业的绿色发展；另一方面，构建工业固体废物的循环产业链能够从根本上缓解环境保护与经济发展之间的尖锐冲突，构建企业、园区和行业之间的循环产业链，可以有效地促进原料和资源的共享以及行业的共生[8]。

5 结语

通过GM（1，1）灰色预测模型对包头市工业固体废物产生量进行合理有效的预测，可以为政府部门制定相关政策法规和推进工业固体废物的治理工作提供数据支撑。然而灰色预测法只适宜于对工业固体废物产生量进行短期预测，并且也有可能因为外部环境的复杂性而对预测结果产生一定程度的影响，如果要对其进行长期预测，还需要进一步补充相关年份的数据并进行适时修正才能够达到更加准确的预测效果。包头市工业固体废物源头产生量持续增加，源头减量作为工业固体废物治理过程的前端工作，处于十分重要的地位，未来仍需不断采取相关措施来控制和减少工业固体废物的产生量，只有切实做好工业固体废物的源头减量工作，才能为接下来的资源化利用和无害化处置奠定一个良好的基础。