中國食品工業“三廢”與二氧化碳排放的相關性研究：基于1996～2008年間考察

王曉莉，吳林海

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

中國食品工業“三廢”與二氧化碳排放的相關性研究：基于1996～2008年間考察

王曉莉，吳林海*

（江南大學食品學院，江蘇無錫214122）

基于全球低碳發展趨勢，考察分析1996～2008年間中國食品工業“三廢”排放與減排成效，并計算食品工業及分行業的二氧化碳排放，以此利用回歸模型驗證“三廢”減排與碳減排的相關性。結果表明，我國食品工業的“三廢”減排與碳減排顯著相關，且提高固體廢棄物的綜合利用率較廢水和廢氣的治理改善更可以顯著降低食品工業碳排放。關鍵詞：食品工業，“三廢”排放，二氧化碳排放，相關性

食品工業是全球最大的制造業之一。我國是人口大國，保證食品工業的持續快速發展更具重要意義。2009年我國規模以上食品生產企業實現現價工業總產值4.83萬億元，盡管受金融危機影響，食品工業增速明顯放緩，但仍保持了17.8%的增長率，高于全國工業增速6.8%[1]，為促進我國經濟平穩回升做出了積極的貢獻。在我國雖然食品工業是經濟發展的重要產業，對經濟增長發揮了重要作用，但不容忽視的現實是，食品工業現代化水平仍然不高。2009年我國食品工業現代化水平綜合指數僅為38.3%，遠低于世界先進水平[2]。創新能力薄弱直接的后果是造成食品工業的資源使用效率不高，廢水、廢氣（包括二氧化硫、煙塵和粉塵）、固體廢棄物（以下簡稱“三廢”）的污染排放較為嚴重。據歐盟委員會調查顯示，人類因食品需求所排放的溫室氣體約占全球溫室氣體總量的18%（主要為二氧化碳）[3]。為此，全球低碳經濟發展對降低食品工業生產的碳排放提出了新的要求，并在發達國家逐步受到關注。2008年英國頒布了包括食品生產在內的商品和服務生命周期溫室氣體排放評估規范（即PAS2050標準），試圖通過相關評估改善食品企業的低碳生產行為，控制并努力降低生產中的二氧化碳（CO2）排放。然而，由于工業生產中的CO2排放主要源于石化能源的消耗，而食品工業直接消耗的石化能源在整體工業中所占份額并不大，因此對于食品工業的節能減排，學者們更多關注的是廢水、廢氣的排放治理與廢棄物的處置[4-7]。我國同樣如此，如何減少食品工業的CO2排放并未引起足夠重視，而國內外的客觀環境又要求在“十二五”期間降低食品工業的碳排放。因此本文研究的重點是考察1996～2008年間我國食品工業“三廢”減排成效，并計算食品工業的CO2排放量，分析食品工業的“三廢”減排治理與CO2排放的相關性，力圖為食品工業的低碳排放融合到“三廢”治理體系中尋求現實的可行路徑。

1 食品工業“三廢”排放與減排成效

食品工業關系國計民生，需求量大且具有多樣性，但又受到傳統生產技術的限制，生產效率相對較低。需求與低效間的矛盾直接導致食品工業對環境的污染相對嚴重，成為輕工業污染物排放的主要行業，因此節能減排的任務也相對較重。

表1 1996～2008年食品工業及各行業“三廢”排放概況（單位：萬噸）Table 1 Overview of discharge about“three wastes”in food industry and various industries from 1996～2008（unit:million tons）

1.1 食品工業“三廢”排放

鑒于1996～2008年食品工業及四大分行業農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業和煙草制品業對“三廢”排放的統計范圍不同，表1為1996～2000年食品工業廢水、廢氣（本文主要指二氧化硫，下同）和固體廢棄物的整體排放統計；2001～2008年為食品工業各分行業“三廢”排放數據，食品工業數據為各分行業加總所得。

1996～2008年間，食品工業廢水、SO2排放和固體廢棄物產生量分別呈不同程度的上升。其中，廢水排放增長勢頭最為顯著，年均增幅已超過10%；SO2排放量的上升幅度最少，除1997～1998年激增到超過46萬t外，1999～2008年都大致在36～42.5萬t間波動，增長幅度平均維持在1%左右；而固體廢棄物的產生量雖然在1996～2001年基本保持平穩，但2001～2008年則呈現較為明顯的上升態勢，年均增幅近7%。

1.2 食品工業“三廢”減排效果評價

本文利用工業廢水排放達標率、工業SO2去除率和工業固體廢物綜合利用率三個指標表明1996～2008年間中國食品工業對“三廢”減排取得的實際成效。其中：

工業廢水排放達標率=（工業廢水排放達標量/工業廢水排放量）×100%

工業SO2去除率=（工業SO2去除量/工業SO2排放量）×100%

工業固體廢物綜合利用率=（工業固體廢物綜合利用量/工業固體廢物產生量）×100%

表2顯示，1996～2008年間食品工業整體“三廢”減排成效明顯。其中工業廢水排放達標率提高了近50%，工業SO2去除率和固體廢物綜合利用率也分別提高了約25%和18%。一定程度上說明食品生產企業在節能減排，尤其是“三廢”的綜合治理方面取得的實際成果比較顯著。

表2 1996～2008年食品工業“三廢”減排的成效Table 2 The effect of“three wastes”reduction in food industry from 1996～2008

當然，節能減排絕不能僅限于“三廢”的綜合治理。隨著氣候變暖議題的提出，低碳經濟概念在全球得到推廣，消費者對低碳、健康食品的關注與需求也日益增加，食品工業的低碳化逐漸成為各國政府踐行碳減排策略，保證經濟、社會與環境可持續發展中不容忽視的一環。

2 1996～2008年中國食品工業及各行業的CO2排放現狀

無論發達國家或發展中國家，其81%～90%的CO2排放均主要來源于石化能源的消耗[8]。中國的石化能源消耗同樣主要來源于工業領域[9]。盡管與其他工業部門相比，食品工業相對消費石化能源并不高，但同樣不可避免的是，石化能源在食品工業領域不合理的使用也是造成中國碳排放強度居高不下的原因之一。而且，英國PAS2050標準對食品“從搖籃到墳墓”的碳排放的評估標準也表明，工業生產確實是引發CO2排放，形成食品碳足跡的重要環節。

2.1 計算方法

一般而言，投入產出平衡表是計算各石化能源二氧化碳消耗系數較為普遍、準確的方法，這也在歐盟等發達國家及中國國內的實證研究中得到證明[10-12]。但是目前我國公布的投入產出表中并沒有給出食品工業相關分行業的投入產出數據。已有的研究表明，工業消耗石化能源所排放的CO2一般占到排放總量的95%以上[13]，因此，本文采用政府間氣候變化專門委員會（以下簡稱IPCC）估算方法對食品工業及分行業的CO2排放進行計算。

IPCC給出的因消耗石化能源的CO2排放的計算公式為：

式（1）中的燃料消耗量主要來源于2009年《中國能源統計年鑒》[14]中的食品工業的農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業和煙草制品業等四大分行業石化能源的實物消費量。相應的CO2排放系數見表3，在此基礎上加總計算出食品工業各行業的CO2排放量。

表3 主要石化能源燃料的CO2排放系數（單位：萬噸CO2/萬噸燃料）Table3 CoefficientofCO2dischargeaboutthemainpetrochemical energy fuel（unit:million tons CO2/million tons fuel）

2.2 食品工業CO2排放量

圖1 1996～2008年食品工業CO2排放量及趨勢Fig.1 Emission of CO2and trends from 1996～2008

圖1表明，1996～2008年間，食品工業CO2排放量基本呈現V型。1998年CO2排放量達到最高的6357.48萬t后，一直呈下降態勢，2003年更是降到最低的5300.65萬t。但2004～2008年間食品工業CO2排放量轉而直線上升，2008年甚至接近1998年的最高值，達到近6340萬t。

2.3 食品工業分行業的CO2排放量

圖2顯示了1996～2008年間我國食品工業四大分行業的CO2排放量，為方便分析，圖3列出各分行業CO2排放占食品工業CO2排放總量的比例。

圖2 1996～2008年食品工業分行業的CO2排放量Fig.2 Emission of CO2in food industry sub-industries from 1996～2008

圖3 1996～2008年食品工業分行業CO2排放量占食品工業CO2排放比例Fig.3 Percentage of CO2emission in sub-industries own food industry from 1996～2008

結合圖2和圖3可以看出，農副食品加工業的CO2排放量一直遠高于食品制造業、飲料制造業和煙草制品業，始終約占整個食品工業CO2排放量的40%～ 45%。1998年達到最高值后，經過1999～2002年相對平穩的過渡，2003年小幅下降至2211.65萬t。2003～ 2008年間，農副食品加工業的CO2排放量及占食品工業的排放比例總體都呈上升態勢；除2004年飲料制造業的CO2排放量略超食品制造業外，1996～2008年間，CO2排放量由大到小依次都是食品制造業、飲料制造業和煙草制品業。其中，食品制造業CO2排放量約占食品工業的25%～30%，且1996年達到最高值后，直降至2003年的最低點1337.06萬t，其后至2008年，排放量一直在增加；而飲料制造業的CO2排放量相對比較平穩，除1997年達到最低值1300.92萬t外，占食品工業的比例基本在24%～26%；相比而言，煙草制品業的CO2排放量占整個食品行業的比例最低，除1999年占到約9%外，1996～2006年都在5%～8%，2008更下降到只占比3%左右。CO2排放量也是除1999年達到最高的529.35萬t外，1996～2003年基本都維持在400～440萬t左右，2003年后更直降至2008年的不到205萬t。

3 食品工業“三廢”減排與CO2排放

一直以來，食品工業都被公認為廢水排放量較大的行業，目前國內外對食品工業的節能減排主要集中在減少廢水、廢氣和廢棄物排放指標的改善，并沒有過多關注CO2排放。雖然Henningsson等[16]曾提出對英國食品工業的環境治理，可以通過提高食品企業的資源利用率使企業每年減少665t的CO2排放，但是目前并沒有針對食品工業的“三廢”減排是否對其CO2減排產生作用，且具體影響程度的研究結論。

針對“三廢”的減排成效是否會影響中國食品工業各分行業的CO2排放及具體影響程度，本文通過Eviews7.0，運用面板數據分析法，針對食品工業“三廢”減排成效與各分行業的CO2排放的相關性，進行實證分析，試圖揭示兩者間的內在聯系。

3.1 模型的構建

為分析食品工業“三廢”減排成效與分行業CO2排放間交互影響的耦合規律，本文利用1996～2008年數據，建立以下多元回歸模型。

其中，考慮到數據可能存在的異方差性，數據取ln自然對數。cit為t年食品工業第i個分行業的CO2的排放量，x1it、x2it、x3it為t年食品工業的廢水、SO2和廢物減排的具體成效，αit為截距項，β1，β2，β3為模型參數，εit為隨機誤差項。

3.2 模型結果及分析

本文引用數據時間跨度僅為1996～2008年，因此沒有對變量之間長期均衡關系進行協整檢驗。同時，回歸結果發現，由于食品工業“三廢”減排成效的變量間可能存在多重共線性，對模型回歸結果有一定影響，因此模型采用逐步回歸法，力求盡量減少變量間的多重共線性影響。

表4 食品工業的“三廢”減排成效與農副食品加工業CO2排放Table 4 Effectiveness about“three wastes”reduction in food industry and emission of CO2in agro-food processing industry

表4顯示，食品工業的固體廢物的綜合利用率（X3）的提高對減少農副食品加工業的CO2排放有非常顯著的作用；其次是廢水達標率（X1）的提高也對其CO2減排有比較顯著的作用；而SO2去除率（X2）的提高對農副食品加工業的CO2減排作用卻并不顯著。

表5中食品工業在固體廢物治理（X3）方面的成效對減少食品制造業的碳排放有非常顯著的作用；其次，食品工業SO2去除率（X2）的提高也對食品制造業的CO2減排有比較顯著的作用；最后，廢水排放達標率（X1）的提高對食品制造業CO2減排同樣作用顯著。

表6也說明，對于飲料制造業的CO2排放而言，食品工業的廢水排放達標率（X1）、SO2去除率（X2）和固體廢物綜合利用率（X3）三方面努力的成效都對減少飲料制造業的CO2排放有比較顯著的作用，且SO2去除率的提高（X2）對其CO2減排作用最為明顯。

表5 食品工業的“三廢”減排成效與食品制造業CO2排放Table 5 Effectiveness about“three wastes”reduction in food industry and emission of CO2in food manufacture

表6 食品工業的“三廢”減排成效與飲料制造業CO2排放Table 6 Effectiveness about“three wastes”reduction in food industry and emission of CO2in beverage manufacture

表7 食品工業的“三廢”減排成效與煙草制品業CO2排放Table 7 Effectiveness about“three wastes”reduction in food industry and emission of CO2in tobacco manufacture

表7表明，在煙草制品業中，食品工業的廢水排放達標率（X1）、SO2去除率（X2）和固體廢物綜合利用率（X3）都可以顯著減少其CO2的排放，且廢物綜合利用率的提高（X3）對煙草制品業CO2減排的作用最為明顯。

可見，食品工業節能減排的技術指標中，固體廢物綜合利用率的提高對農副食品加工業、食品制造業、飲料制造業和煙草制品業的CO2減排都有顯著促進作用。其中影響非常顯著的是農副食品加工業和食品制造業；其次，對于各分行業而言，食品工業廢水排放達標率的總體提高可以顯著降低CO2排放，而對農副食品加工業和飲料制造業影響則比較顯著；由于涉及能源消耗以及生產工藝的改善，提高SO2去除率可以比較顯著地降低食品制造業和飲料制造業的CO2排放。

4 主要結論及政策建議

本研究表明，1996～2008年間我國食品工業的“三廢”排放與二氧化碳排放具有較強的相關性，“三廢”減排治理的深入會逐步減少CO2排放量，且提高固體廢物綜合利用率，較廢水和廢氣排放指標的改善對食品工業總體碳減排更為顯著。

我國食品生產企業目前一般采用傳統的環境治理手段，政府比較重視末端治理，在生產流程的末端引入附加設備和設施處置和綜合利用固體廢物、提高廢水達標量和SO2去除量等。因此，政府應給予生產企業更多的優惠政策、資金支持，引導企業關注整個生產過程的節能減排，通過“三廢”綜合治理能力的提高間接帶動碳減排，將碳減排有機融合到食品工業的“三廢”減排治理體系中，逐步向低碳、清潔的生產方式轉型。而這也是應對出口歐洲等發達國家的食品即將要求加貼碳標簽的現實，真正實現中國食品工業低碳化發展的必然途徑。

[1]國家統計局.中國統計年鑒，1997-2010[M].北京：中國統計出版社.

[2]陳佳貴，黃群慧，余菁，等.2009中國工業化藍皮書[M].北京：社會科學文獻出版社，2009.

[3]邴紹倩.食品“碳排放”標準及應對之策[J].現代經濟信息，2009（20）：265.

[4]Hyde K，Smith A，Smith M，et al.The challenge of waste minimisation in the food and drink industry：a demonstration project in East Anglia，UK[J].Journal of Cleaner Production，2001，9（1）：57-64.

[5]Casania S，Rouhany M，Kn?chel S.A discussion paper on challenges and limitations to water reuse and hygiene in the food industry[J].Water Research，2005，39（6）：1134-1146.

[6]周愛梅，劉欣，潘珂，等.馬蹄粉廠廢水有效利用研究[J].食品工業科技，2004，25（6）：74-76.

[7]趙鵬，張春艷，李政，等.啤酒廢酵母的綜合利用[J].食品工業科技，2005，26（8）：115-117.

[8]US，EIA.US.Energy Information Administration Independent Statistics and Analysis，2010[R].http：//tonto.eia.doe.gov/cfapps/ ipdbproject/IEDIndex3.cfm?tid=90amp;pid=44amp;aid=8.

[9]劉暢，孔憲麗，高鐵梅.中國工業行業能源消耗強度變動及影響因素的實證分析[J].資源科學，2008，30（9）：1290-1298.

[10]Reinders A H，Vringer K，Blok K.The direct and indirect energy requirement of households in the European Union[J].Energy Policy，2003，31（2）：139-153.

[11]Peters G P，Hertwich E G.Pollution embodied in trade：the Norwegian case[J].Global Environmental Change，2006，16（4）：379-387.

[12]魏本勇，方修琦，王媛，等.基于投入產出分析的中國國際貿易碳排放研究[J].北京師范大學學報：自然科學版，2009，45（4）：413-419.

[13]趙榮欽，秦明周.中國沿海地區農田生態系統部分碳源/匯時空差異[J].生態與農村環境學報，2007，23（2）：1-7.

[14]國家統計局能源統計司.中國能源統計年鑒，2009[M].北京：中國統計出版社，2010.

[15]政府間氣候變化專門委員會（IPCC）.2006年IPCC國家溫室氣體清單指南[M].日本全球環境戰略研究所.http：//www.docin. com/p-56238458.html.

[16]Henningsson S，Hyde K，Smith A，et al.The value of resource efficiency in the food industry：a waste minimisation project in East Anglia，UK[J].Journal of Cleaner Production，2004，12（5）：505-512.

The correlation between the emissions of“three wastes”and carbon dioxide in Chinese food industry:based on the study of 1996～2008

WANG Xiao-li,WU Lin-hai*
（School of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China）

Based on the development of low-carbon in the world,to analyze the discharging and reduction achievements of“three wastes”and the carbon dioxide emissions of Chinese food industry in 1996～2008.The regression model was also made to analyze the correlation between the emissions of“three wastes”and carbon dioxide.Results showed that Chinese food industry’s“three waste”reduction were significantly associated with reduction in carbon emissions.And improving the comprehensive utilization of solid wastes was stronger than the improvements of both waste water and waste liquid in reducing carbon emissions of food industry.

food industry；“three wastes”emissions；carbon dioxide emissions；correlation

TS209

A

1002-0306（2012）01-0421-05

2010－11－22 *通訊聯系人

王曉莉（1974-），女，在讀博士研究生，主要從事食品安全研究。

國家社科基金青年項目（11CJY042）；江蘇省哲學社會科學2010年重點課題（2010JD032）。