典型工業化國家SO2排放影響因素分析及其對中國的啟示

李瑞萍, 王高尚, 王安建, 駱建華, 耿 諾

1)中國地質科學院礦產資源研究所, 北京 100037;

2)全國人民代表大會環境與資源保護委員會, 北京 100034

典型工業化國家SO2排放影響因素分析及其對中國的啟示

李瑞萍1), 王高尚1), 王安建1), 駱建華2), 耿 諾1)

1)中國地質科學院礦產資源研究所, 北京 100037;

2)全國人民代表大會環境與資源保護委員會, 北京 100034

通過美國100年來SO2排放趨勢分析, 對比日本、英國的相關數據資料, 發現SO2的排放與能源消費、經濟發展、環境政策以及環保技術進步密切相關: 經濟結構的轉變和能源結構的調整是SO2減排的關鍵因素, 環保政策和技術進步是SO2減排的主要驅動力。典型國家SO2排放強度曲線均呈倒“U”型, 符合環境庫茲涅茨曲線。SO2排放的拐點美國在人均GDP15000美元, 日本和英國在人均GDP9000～10000美元; 三個國家人均SO2排放強度的拐點在人均GDP5000～7000美元, 目前中國已經越過人均SO2排放的頂點。在此基礎上本文提出了中國進一步減排SO2的建議。

二氧化硫; 環境庫茲涅茨曲線; 經濟結構; 能源結構; 環保政策; 脫硫技術

美國、英國和日本在工業化進程中, 都經歷過大氣環境嚴重惡化, 酸雨頻頻發生, 湖泊、植被、土壤、建筑等生態環境及設施遭到嚴重破壞, 居民身體健康受到影響的狀況。如世界八大公害事件中有五件與大氣污染有關, 其中美國洛杉磯光化學煙霧事件和多諾拉煙霧事件, 英國倫敦煙霧事件、日本四日市哮喘病事件, 都與 SO2排放有密切相關。處于工業化階段的中國正面臨著巨大的大氣環境污染壓力, 2009年中國監測的488個城市(縣)中, 出現酸雨的城市258個, 占52.9%; 酸雨發生頻率在25%以上的城市有164個, 占33.6%; 酸雨發生頻率在75%以上 的城市有53個, 占10.9%(據2009年中國環境質量公報)。中國每年因酸雨和SO2污染對生態環境損害和人體健康影響造成的經濟損失在1100億元人民幣左右(新華網, 2004)。目前美、日、英、歐盟等在 SO2污染方面都得到了有效控制, 分析典型工業化國家的 SO2排放趨勢, 總結有效的防控措施, 對中國的 SO2減排具有重要意義(王安建等, 2010; 王安建, 2010; 王高尚, 2010; 王高尚等, 2002; 劉占成等, 2010; 李曉明等, 2010)。

1992 年, 美國經濟學家古斯曼(Grossman)和克魯格(Kureger)等提出了環境庫茲涅茨曲線 EKC (Environment Kuznets Curve)的假設, 即環境污染會隨經濟的增長而加重, 當經濟發展到某一水平時環境污染程度達到最大, 之后隨著經濟發展, 環境污染隨之下降, 環境質量逐漸變好。近年來圍繞是否存在環境庫茲涅茨曲線展開了激烈的爭論(Stern, 1998, 2003; Stern et al., 2001; Moomaw et al., 1997; Kaufmann et al., 1998; Dijkgraaf et al., 1998; List et al., 1999; Bruyn, 1997)。一般認為CO2排放與經濟增長呈線性關系, 不存在庫茲涅茨曲線(Shafik et al., 1992; Coondoo et al., 2002; Stern, 2003)。對于NOx、SO2, 許多人認為是具有典型的倒 U 型結構, Shafik(1994), Selden et al. (1994), Panayotou(1993)等分析得出的曲線峰值分別為人均 GDP3700美元、8900美元和10700美元。而Grossman等(1992)利用世界衛生組織和聯合國環境規劃署的全球環境監測體系中1977-1993年42個國家的二氧化硫數據分析了城市空氣污染與人均收入的關系, 發現兩者之間不存在倒U曲線關系, 而呈N型曲線關系, 其第一峰值和第二峰值點的人均收入分別為 4100美元和14000美元。

近年來國內也對環境庫茲涅茨曲線開展了一些分析和驗證, 主要集中在工業污染指標上, 同樣也存在著很大爭議。馬樹才等(2006)認為就中國而言,除了工業固體廢物以外, 工業廢水、廢棄物的 EKC關系并不存在。彭水軍等(2006)在對六類環境指標進行檢驗認為工業廢水排放、二氧化硫排放符合EKC,其他指標不存在。之后楊萬平(2008)對這六類指標建立了中國綜合環境污染模型, 認為呈正“U”型。李周(2002)等則認為中國處于EKC的上升階段。總的來說因采用樣本國家、地區、時間、樣本對象、數量的不同, 采用濃度數據和排放量數據的不同, 以及建立經濟模型時選取的指標不同, 造成了各家研究結果的分歧較大, 特別是中國, 由于統計數據有限, 加上處于經濟高速發展階段, 很多環境指標曲線的波動容易產生一些誤解。

雖然環境庫茲涅茨曲線假說也還有待進一步證實, 但這些研究成果, 特別是完成工業化的發達國家無疑在某種程度上展現了工業化進程中環境質量變化的一些規律性特征, 對于正在進行工業化的中國來說, 具有一定的啟示意義。本文選擇美國、英國、日本三個典型工業化國家, 分析其 SO2排放趨勢, 探討其環境庫茲涅茨曲線的特點, 結合美、日、英、歐盟減排經驗, 分析經濟結構和能源結構變化、政策制度的調整對 SO2排放的影響, 力爭為中國SO2減排提供科學依據。

1 美、英、日SO2排放趨勢

經過對美國環保局(EPA, www.epa.gov)、日本環保省(MOE)、聯合國氣候變化框架公約(UNFCCC, www.unfccc.int)、(英國國家大氣排放目錄, www.naei.org.uk)、美國經濟咨商局(the Conference Board, www.conference-board.org)等網站大量有關數據的綜合分析處理, 作者繪制了相關趨勢曲線。

1.1 美國SO2排放趨勢

100年來美國SO2排放趨勢分兩個階段(圖1-1)。第一階段從 20世紀初至 70年代初的工業化階段,經濟增長、能源消費、煤炭消費、SO2排放量呈同步上升趨勢, 隨經濟發展的周期性波動, 能源消費和SO2排放也有明顯的對應關系, 在1973年SO2排放量達到峰值2882萬噸。第二階段從1973年之后, SO2排放量與經濟增長和能源消費脫鉤, 呈持續下降趨勢。2008年SO2排放量下降到1037萬噸, 相比峰值下降達到 64%, 空氣中 SO2平均濃度僅為0.0034 ppm。

從美國SO2排放強度來看(圖1-2), SO2排放總量與人均 GDP呈典型的倒“U”型, 符合環境庫茲涅茨曲線(EKC)的假說。在工業化發展階段, SO2排放是隨經濟的增長而加劇; 當經濟發展達到一定水平后,進入后工業化階段, 環境污染的程度逐漸減緩, 環境質量逐漸得到改善。美國作為先期工業化國家的代表, SO2排放總量的環境拐點在人均GDP(GK美元)約為15000美元, 經濟水平對應的時間在70年代初,與早期工業化完成的時間吻合。而單位能耗的 SO2排放量與經濟水平呈雙曲線關系, 隨著經濟發展,排放強度快速下降, 當經濟發展到一定階段, 排放強度下降趨勢減緩, 目前美國噸油當量能耗排放SO2量約為4.5 kg。

圖1 美國能源—經濟—環境排放相關趨勢Fig. 1 Energy-economy- SO2emission tendencies of USA

從人均 SO2的排放強度來看(圖 1-3), 與人均GDP呈倒勾型, 相對于總量與經濟關系的曲線, 人均排放曲線上升期非常短, 拐點出現的更早。美國在人均GDP6000美元左右、人均SO2年排放量接近50 kg時出現拐點, 2008年人均SO2排放量雖然下降到34.1 kg, 美國仍然是一個高能耗、人均排污較高的國家。單位GDP的排放強度曲線呈雙曲線型, 一直隨經濟的發展在下降。而人均能耗與經濟發展呈近線性,略有增長, 目前美國人均能耗約為7.1噸油當量。

1.2 日本SO2排放趨勢

圖2 日本能源—經濟—環境排放相關趨勢Fig. 2 Energy-economy- SO2emission tendencies of Japan

日本SO2排放在20世紀60年代以前與經濟、能源消費也呈一致上升趨勢(圖2-1), 在60年代中期達到峰值接近500萬噸, 之后經歷了10年左右的平臺期, 開始與經濟、能源消費脫鉤出現下降, 目前日本 SO2排放量在 80萬噸左右, 相對峰值下降了約83%。

日本SO2排放量與人均GDP的曲線也呈明顯的倒“U”型(圖 2-2), 作為新興工業化國家的代表, 拐點在 9000～10000美元, 相比美國提前出現。而能源排放強度與美國類似, 呈雙曲線, 目前噸油當量能耗排放SO2量約為1.6 kg, 遠遠低于美國。

圖3 英國能源—經濟—環境排放相關趨勢Fig. 3 Energy-economy- SO2emission tendencies of UK

人均 SO2的排放強度曲線也呈倒勾型(圖 2-3),拐點在7000美元左右, 人均SO2排放量在50 kg左右, 與美國接近。但隨后日本人均 SO2排放量快速下降, 目前僅有6 kg左右, 約為美國的1/6。日本人均能耗是隨著經濟發展呈近線性上升的, 2008年為3.73噸油當量, 約為美國的一半。

1.3 英國SO2排放趨勢

由于獲取英國 SO2排放數據有限, 僅能看到在完成工業化后60年代末期, SO2排放量已經開始下降(圖 3-1)。而實際上英國在 60年代中期達到峰值超過 600萬噸, 之后開始與經濟、能源消費脫鉤出現下降, 2008年的排放量在512萬噸左右。

圖4 中國能源—經濟—環境排放相關趨勢Fig. 4 Energy-economy- SO2emission tendencies of China

同樣由于數據有限, 圖3-2、3-3未能完整顯示,從趨勢規律推測, 排放強度(圖 3-2)顯示了倒“U”后半段的下降部分, 拐點在 10000美元左右。能源排放強度與經濟仍然是明顯的雙曲線關系, 目前噸油當量能耗排放SO2量約為2.5 kg。人均SO2排放強度曲線也僅顯示了下降階段, 未能顯示拐點, 目前人均SO2排放量約為8.4 kg, 比日本略高, 遠低于美國。而人均能耗為 3.23噸油當量, 為三個國家中最低的。

1.4 中國SO2排放趨勢

處于工業化階段的中國目前SO2排放世界第一,能源消耗2010年預計將超過美國成為第一, 污染物排放與能源消費、經濟增長還處于一致的上升趨勢(圖4-1)。SO2排放量1991年為1622萬噸, 到2006年SO2排放量達到峰值2588.8萬噸, 近兩年為了達成“十一五”的環保目標, 在全國上下不懈努力下, SO2排放量出現下降, 2009年的排放量為2214.4萬噸。但仍然超過美、英、日三國排放總和, 也超過中國大氣環境容量近 1倍, 中國大氣環境形式依然嚴峻。

從與人均GDP的關系來看(圖4-2), SO2排放總量已經具有出現拐點的趨勢。單位能耗排放 SO2與經濟呈線性下降, 相對于發展階段和經濟水平, 中國目前的排放量遠遠低于昔日的美、日、英, 但下降趨勢也一直很緩慢, 2007噸油當量能源排放 SO2為12.6 kg, 這與美、英、日目前的4.5 kg、2.5 kg、1.6 kg的排放量還是有很大差距。

從圖4-3來看, 單位GDP的排放強度與美、英一致呈雙曲線形式。人均能耗的曲線呈近線性, 略有上升, 且目前 1.48噸油當量的人均能耗, 遠低于美、日、英。人均SO2排放強度曲線在人均GDP6000美元左右已經出現拐點, 相對日本更早出現, 但目前我國人均SO2排放量約為16.6 kg, 雖然比美國低,仍高出英國1倍, 日本近2倍。

中國2008年的人均GDP為6075美元, 同美、日、英三國相比, 從經濟狀況來說, 中國的環境拐點尚需一段時日, 但由于后工業化國家隨著社會發展、技術的發展進步、能效的提高, 環境拐點有提前的趨勢, 日本相對美國提前了5000美元左右, 因此中國也可能進一步提前實現環境拐點。人均排放和單位能耗的污染物排放也可以看出我們還存在很大差距, 要保證剛剛出現的拐點而不是轉變成繼續上升, 還需要做更大的努力。

2 SO2減排的影響因素分析

經濟學家在對環境庫茲涅茨曲線中環境與人均收入的關系的解釋主要是圍繞三個方面: 經濟規模效應(scale effect)與結構效應(structure effect)、環境服務的需求和政府對環境污染的政策與規制。經濟規模的不斷擴大, 造成了經濟增長和資源的大量消耗, 廢棄物排放量也相應增長, 使得環境質量水平下降, 有人稱之為規模效應, 也就是EKC的上升階段。而當經濟發展到更高的水平, 產業結構進一步升級, 從能源密集型為主的重工業向服務業和技術密集型產業轉移時, 環境污染減少, 這就是結構變化對環境所產生的效應, 也就是結構效應。實際上,結構效應暗含著技術效應結構效應, 產業結構的升級需要有技術的支持。當國民經濟發展到一定水平后, 民眾對環境質量需求也在不斷提高, 隨著政府財力的增強和管理能力的加強, 一系列環境法規的出臺與執行, 單就政府對環境污染的治理能力而言,環境污染與收入水平的關系是單調遞減關系, 有人稱之為消除效應。

下面通過分析美、日、英、歐盟減排過程中在結構(包括了經濟結構、能源結構)、技術、政策的變化, 探討之間的關系與實際過程中的發揮的成效,剖析我國面臨的問題。

2.1 經濟結構調整

美國在20世紀60年代完成了經典現代化。70年代以來, 美國發生信息革命和知識革命, 信息和高技術產業快速發展, 率先進入第二次現代化階段。羅斯托教授稱之為“追求生活質量階段”, 貝爾教授稱之為“后工業社會階段”, 殷根哈特教授稱之為“后現代化階段”(或后現代社會), 新型服務業和信息處理業逐步取代傳統工業基礎中的舊支柱(中國現代化戰略研究課題組, 2004)。美國經濟結構也隨之發生重大改變, 制造業比重從五六十年的 40%以上下降到1970年的33% 和80年代的不足30%, 2000年下降到24%, 2000年的服務業增加到75%。經濟結構轉變同時, 得到了快速發展, 能源效率大大提高, 2000年 GDP可比價相對 1950年增長448.7%, 而能源消費量相對僅增長185%。

日本在 1950年后的 20多年里, 經濟持續高速增長, 但第二產業卻在 70年代初達到頂峰 43.1%,隨后才開始下降, 1999年下降到28.1%, 此時第三產業增長到70.5%。從圖2我們也可以看出, 經濟結構的調整發揮作用是在 70年代初期第二產業比例開始下降, 第三產業上升之后, SO2排放量也是在這一時期開始快速下降。相對于1970年, 2000年 GDP增長了166%, 能源消費量僅增長了99%。

圖5 日本、歐盟SO2減排影響因素分析(Larssen et al, 2003; Toshihiko, 2006)Fig. 5 Factor analysis for reduction of SO2emission in Japan and EU(after Larssen et al., 2003; Toshihiko, 2006)

英國同樣在完成工業化階段前后, 經濟結構發生了巨大改變。第二產業從1975年的42.3%下降到2002年的 23.3%, 同時第三產業從 54.9%增長到70.9%。從1960到2000年GDP增長237.7%, 能源消費量僅增長了41%。

經濟結構的轉變, 使得單位能耗快速降低, 能源效率大大提高。工業化向后工業化的過渡是能源資源消費趨緩, 環境壓力降低的一個客觀背景。

中國第二產業在80年代經歷了短暫的下降, 90年代又開始上升, 2008年占到48.6%, 第三產業比重雖然一直在增加, 但 2008年僅有 40.1%, 中國仍處于工業化階段, 高能耗是本階段的特點, 也是環境污染排放的快速增長期, 這是一個對環境非常不利而暫時又無法克服的因素。

2.2 能源結構調整、提高能效

二氧化硫主要源于含硫化石能源的燃燒, 尤其是含硫煤。經濟的高速發展離不開能源的大量消耗,能源消耗必然導致大量 SO2的產生。因此在經濟的發展過程中, 能源尤其是煤炭的使用量對 SO2產生量起著關鍵作用, 特別是在大量消耗能源的工業化階段。能源結構調整、能效的提高是降低環境壓力的關鍵因素。

美國是能源消費量最大的國家, 也是歷史上煤炭消費量曾經最多的國家。在美國, 近 90%的 SO2的來自能源燃燒, 其中煤炭占到70%以上。20世紀50年代以前, 煤炭在美國能源結構中的比例達50%～70%。五六十年代, 美國能源結構發生快速調整。1960年, 煤炭比例降低到24%, 2009年為22.4%。與此同時, 天然氣、石油、核能有很大的發展, 核電比重從1960 年的0.01%增至2009 年的9.9%(圖6)。經濟結構的轉變、以及能源結構的調整、能耗的降低, 使得美國經濟快速發展的同時, SO2排放得到控制。

日本在控制 SO2的排放過程中, 能源結構也發生了巨大的改變(圖 6)。能源結構中煤炭的比例從1955年的47.2%迅速下降到1975的16.4%, 而石油的比例從17.6%增加到73.4%。近些年更是大力發展核能、太陽能等清潔能源及可再生能源。2008年煤炭占的比例在21.5%, 石油下降到42.6%, 天然氣和其他清潔能源占到近 40%。從減排影響因素分析圖(圖 5)中可以看到, 上世紀 60-70年代的十幾年間,日本 SO2排放量幾乎沒有增長, 主要得益于能源結構的調整。在之后控制 SO2排放的過程中, 能源結構調整也始終發揮著重要作用(Toshihiko, 2006)。英國能源結構同樣也經歷了巨大調整和能效的提高(圖6)。一次能源消費中, 煤炭從1960占72%下降到 2009年的 15%。與此同時, 清潔能源快速發展, 2009年核能占9%, 天然氣約40%, 水能和其它再生能源占 3.5%左右, 清潔能源比例超過一半。英國從1960到2008年GDP增長了221%, 能源消費量僅增長了31%, 而煤炭消費量卻下降了69%。

2002年歐盟國家核能占總消費能源的 33%(其中法國核能比例最高, 占 77%), 天然氣占 17%, 水能和其它和再生能源占 19%, 而對環境污染較大的煤炭和石油分別占 25%和 6%, 清潔能源比例占到69%。從影響因素分析(圖 5)中可以看出, 即使在近些年, 能源結構比例中煤炭的比例已經很低, 能源結構調整以及新能源對 SO2排放控制中仍發揮很大的作用(Larssen et al., 2003)。

圖6 中國和典型工業化國家能源消費結構Fig. 6 Energy consumption structure of typical industrialized countries

2007年中國能源結構中煤炭占到 65.7%, 原油18.2%, 清潔能源不足20%。我國能源結構中煤炭比例不僅高, 絕對量也大, 2007年煤炭消費量就達25.8億噸標煤。目前我國單位能耗排放SO2量分別約為美、英、日的2.8倍、5.0倍、7.9倍, 以煤為主的能源結構, 能源效率不高, 成為制約我國大氣環境改善的根本因素。這成為我國必須克服的關鍵問題。

2.3 技術進步

經濟社會的發展以及政策的推動, 共同促進了脫硫技術的進步, 使其成為SO2減排的主要驅動力。美國政府在1977年CAA修正案要求所有火電廠必須安裝脫硫設施, 促進了干法氣體脫硫裝置和濕法氣體脫硫裝置等技術的發展, 近幾十年來還發展了半干法、催化還原法、自催化自氧化還原法、催化氧化法、電化學脫硫技術、等離子體技術、海水脫硫等新工藝、新技術, 使得美國能單位能耗 SO2排放量不斷下降。另外美國要求ID級燃料含硫量標準從1985年的0.26%降到1994年的小于0.05%,促進了煉油廠低硫柴油項目的研究。尤其是2000年高速公路用油標準含硫降到15 ppm, 煉油廠用新的技術提煉超低硫柴油, 這一措施的實施, 使用柴油的汽車 SO2排放降低了約 75%。另外隨著科技發展, 燃油機車和電力機車不斷更新, 在 1940年到 1970年間燃煤火車機車基本被替換, 使得這部分 SO2排放降低了99%。

在日本、英國以及歐盟, 技術進步也在 SO2排放量控制過程中發揮了巨大作用。根據日本環保部門(MOE)對日本SO2減排因素分析(圖5), 除了經濟結構調整、能源結構調整和能源效率的提高對 SO2減排起到關鍵作用外, 煙氣脫硫設施(FGD)的采用也是重要影響因素之一。EEA對歐盟15個國家發電廠SO2排放量降低的因素分析(圖5), 1990年至1999年期間歐盟電力生產增長了16%, SO2的排放量卻下降了 60%左右。除了能源結構優化和效率的提高,以及核能和可再生能源起到一定作用外, FGD以及低硫能源的推廣對 SO2減排的貢獻越來越大, 目前起到最主要的作用(李錚, 2002)。

由于我國在短期內產業結構、能源結構難以實現大幅度調整。在后現代社會, 技術進步是實現環境拐點提前的關鍵因素之一, 因此要控制 SO2排放,必須在脫硫設施和技術上更下功夫。中國近年來脫硫技術有很大的改進, 有些技術達到國際領先水平,已經顯示一些成效, SO2排放量近三年已經持續下降。但目前存在兩個關鍵問題, 一是脫硫設施還不足, 如占我國 SO2排放量一半的火電行業, 截至2008年底, 全國安裝煙氣脫硫機組總容量約3.79億千瓦, 占全國煤電機組裝機容量的 66%。另一方面脫硫方面法律約束力不夠強等, 如 2007年約有38.1%的脫硫裝機容量沒有運行或者沒有穩定運行(王圣等, 2010), 這些因素制約了脫硫技術在我國控制SO2方面的效果。

2.4 政策調控

雖然在各國 SO2減排影響因素圖中沒有直接的政策所帶來的影響, 但強有力的環保政策和機制體出現在每個影響因素中。沒有法律政策的宏觀調控以及法律強制力, 經濟結構和能源結構難以快速轉變, 企業如不自主安裝并改進脫硫設施, 脫硫技術難以快速發展, 強有力的環保政策是 SO2減排的最重要的保障。

以美國為例, 美國是環境法比較完善的國家之一, 從第一部關于空氣污染的法律——《1955年空氣污染控制法》開始, 先后又出臺了《1960年空氣污染控制法》、《1963年清潔空氣法》、《1965年機動車空氣污染控制法》、《1967年空氣質量法》。然而由于缺少法律強制力, 以及州政府和聯邦政府在標準和執法等問題上存在較大的矛盾, 早期的上述各項立法都未能有效地控制和消除美國的空氣污染。1970年12月美國環保局(EPA)宣告成立, 31日通過了具有劃時代意義的《清潔空氣法》, 建立了“國家環境空氣質量標準”(NAAQS), 1971年又出臺了新污染源施 行標準(NSPS), 要求所有新的煤電電廠排放SO2量不得超過1.2 p/Btus, 當時大部分新企業都采用低硫煤來應對。1977年修正案加強 了對清潔區和未達標地區的空氣污染控制, 火電廠的控制, 要求在滿足以前條件的同時, 即使使用低硫煤也必須使用凈化設備。1990年見于美國 CAA第四部分修正案的酸雨計劃, 主要控制大型煤動力及石油動力的能源企業的 SO2排放, 要求發電廠 SO2排放量到2010年下降50%以上(相對于1980年排放量), 達到排放量 895萬噸的目標。該計劃明確規定通過電力行業實施 SO2排放總量控制和交易政策, 通過市場機制來實現 SO2的減排。這一措施強化各電廠的減排動力, 在排污權交易激勵下, 所有受控電廠紛紛采用了各種各樣的減排手段, 在酸雨計劃實施的第一年, 這些企業SO2排放量就降低了40%, 從7.4百萬噸下降到 4.5百萬噸。美國東部地區雨水酸度也下降了10%～25%。在酸雨計劃實施的10年間, 發電企業SO2年排放量減少了5百萬噸, 下降了34%。

中國的《大氣污染防治法》于1987年正式實施。1995年第一次修訂案, 提出劃定酸雨控制區和二氧化硫污染控制區(即兩控區)的要求。2000年再次修訂《大氣污染防治法》, 明確了排污收費、超標違法的原則。1996年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》第一次提出二氧化硫排放濃度限值。2002發布《燃煤二氧化硫排放污染防治技術政策》, 第五部分專門提出火電廠鍋爐二氧化硫防治技術路線。2003新修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》, 煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放限值都進一步加嚴。2003年國務院發布《排污費征收使用管理條例》。這個階段雖然法律法規數量并不少, 制定的標準與其他國家標準差不多, SO2一級標準甚至更為嚴格,卻未達到預期的效果。主要原因在于我國環保法律對制定標準做了規定, 卻十分缺少如何實施標準的法律規范。美國的環境標準具有法規的地位, 而在我國將標準定義為“統一的技術要求”、“有關部門協商一致的產物”, 將環境標準與一般產品標準等同看待。當然中國在環境法規政策方面也在不斷的提高和完善, 2009年環境保護部組織修訂《大氣污染防治法(修訂草案)》, 在總量控制、排污許可證管理、機動車環境管理以及處罰力度上均有重大調整。

在排污權交易市場機制方面中國也進行了不斷的探索, 1990年國家環境保護局在16個城市進行了發放大氣排污許可證的試點工作。在此基礎上, 1991年選擇了 6個城市進行大氣排污交易政策實施的試點, 2002年國務院批準實施的《兩控區酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》明確提出, 在兩控區內實行二氧化硫排放總量控制和排污許可證制度。近些年還開展了與美國環保局合作, 在全國范圍內進行二氧化硫總量控制與排污權交易培訓工作, 以及試點示范工作。但適應國情的排污交易市場機制尚未真正建立, 還面臨著來自法律法規、行政、企業、環保觀念等多方面的阻力, 排放監測和監管能力不足、配套設施不健全等一系列問題, 還需要不斷的提高完善。

3 主要認識與結論

(1) 美、日、英3個國家SO2排放量與人均GDP的曲線呈倒“U”型, 符合環境庫茲涅茨曲線, 當經濟發展到一定水平, 經濟與環境兩者的拐點才會出現。美國在人均GDP約15000美元, 日本、英國約在9000～10000美元。

(2) 能源結構調整和能效的提高是減排 SO2的關鍵因素。能源結構的調整使煤炭在能源比例中的降低, 甚至絕對消費量的減少, 直接決定著 SO2的產生量多少, 也是影響SO2減排的關鍵。

(3) 脫硫技術的進步與脫硫設備的配套在 SO2排放量的控制中起著越來越重要的作用。在后工業化社會, 經濟、能源結構調整余地很小, 脫硫技術就起到了最關鍵的作用。

(4) 環境政策的法律強制力是 SO2減排的有力保障。同樣法律的靈活性、激勵機制以及懲罰機制、特別是有效的市場機制同樣影響著控制 SO2排放的效果。

(5) 對于中國, 目前還處于工業化快速發展階段, 面臨著四個基本問題: 經濟增長模式、能源結構、污染治理能力和環境管理能力。從發達國家的歷史經驗來看, 要實現 SO2排放量降低的目標, 使環境拐點提前來臨, 一方面要提倡環保節能理念,努力降低能耗, 同時要加大資金投入, 提高脫硫技術水平和設施運行效率, 不斷加強環境監管能力,運用市場經濟的手段, 探索符合我國國情的行之有效的環境管理機制。另一方面要鼓勵初級產業外移,利用資源的全球配置, 促進資源經濟環境協調發展。最后還要加強NOx、PM、Hg等綜合污染防治工作。

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Factor Analysis of SO2Emission Trend in Typical Industrialized Countries and Its Revelation to China

LI Rui-ping1), WANG Gao-shang1), WANG An-jian1), LUO Jian-hua2), GENG Nuo1)
1) Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;
2) Environmental Protection & Resources Conservation Committee, National People’s Congress, Beijing 100034

Based on the data of sulfur dioxide emissions and economic development, this paper summarized the trend of pollutions in the USA, Japan, the UK and China. By analyzing the change of legislation on environmental protection and the development of Flue Gas Desulfurization(FGD) in the USA in comparison with the related data obtained from Japan, the United Kingdom and the European Union, the authors have found that SO2emissions are closely related to such factors as energy resource consumption, economic development, environment policy and progress of environment protection technology. Transformation of economic structure and energy structure are key factors responsible for the reduction of pollution, while innovation policies and technological progress are the driving force for reduction of SO2emissions. SO2emission intensity curves show typical inverted "U" shape in all three countries, and the turning points of GDP per capita are about $9000 to $10000 in Japan and the UK, and about $15,000 in the USA. The turning point of SO2emission intensity for GDP per capita is about $5000-7000. Therefore, China has surpassed the peak. At last, the authors put forward some proposals concerning the attaining of the environmental protection target in China.

sulfur dioxide; Environmental Kuznets Curves(EKC); economic structure; energy structure; environmental protection policy; desulfurization technology

X50; F113.4

A

1006-3021(2010)05-749-10

本文由發改委、財政部、國資委“中國環境污染零增長戰略研究”課題、中央級公益性科研院所基本科研業務專項資金(編號: K0905)聯合資助。

2010-07-20; 改回日期: 2010-08-30。

李瑞萍, 女, 1980年生。博士, 助研。主要從事礦山環境和資源環境戰略研究。通訊地址: 100037, 北京市西城區百萬莊大街26號中國地質科學院戰略中心。E-mail: ruipinglee@gmail.com。

王安建, 男, 1953年生。教授。主要從事礦床學、資源經濟與資源環境戰略研究。E-mail: ajwang@cags.ac.cn。