淺析環境、能源與污染治理之間的動態模型構建

馬德峰

(廣州市環境保護科學研究院廣東廣州 510620)

引言

我國作為一個發展中國家，城市化的進程不斷加快，一味追求經濟的發展，致使環境惡化，污染加重，城市美化程度進一步的降低，在一定程度上給城市的經濟發展帶來的負面影響，如外來招商企業的投資等等。造成的環境問題，例如水污染問題、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物等等，這些問題是我們面臨的巨大的挑戰，只有合理的宏觀調控環境、能源與污染治理之間的關系，方能更好的可持續發展經濟，更加有利于人類生活空間的美化，實現科學化、現代化的規劃與管理。環境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體，環境、能源與污染構成了產入與產出的關系，合理的宏觀調控，環境、能源、污染治理動態模型具有收斂性，以期實現科學的治理方式。不合理經濟方式造成的不良后果，例如資源匱乏、生態環境變化、氣候改變，從而給城市經濟圈會產生巨大的負面影響，現今農村飲水、灌溉等受環境影響造成的損失巨大。工業上應加強生產管理和革新生產工藝，政府運用立法和經濟措施促進工業革新技術，是防止環境污染最基本最有效的途徑。然而，生活和生產對環境的不利影響是難于從根本上予以防治，因而控制對環境的污染是環境工程的基本任務。

1 環境、能源、污染現狀分析

現在環境問題主要表現在表現為城市化，合理的城市環境管理模式是必要的而且是急切的。環境問題造成的社會現象屢見不鮮，最主要的是水體污染，有很多企業的不管環境為代價，在不合乎國家標準規范的情況下，生產各種不合格產品，產污量、排污量遠遠超標等等情況時有發生，這些導致了能源和污染的現狀。對于現在的企業部門而言，企業應該注重自己的清潔化生產，摒棄傳統的末端治理的模式，采用企業清潔生產全過程控制產品生命周期全過程，比較穩定，產污量明顯減少，排污量也明顯減少，資源利用率增加，資源耗用量減少，產品產量增加，產品成本降低，經濟效益明顯增加，基本沒有污染轉移情況，企業請假話生產對全社會、對人民居住都有益。而我們知道的末端治理，產污量多，排污量也多，資源利用率較低，資源耗用量增加，產品產量下降，產品成本反而上漲，這些都是無法與清潔生產相提并論的。

環境污染具有全球性，幾乎所有國家和城市都面臨環境污染的問題；有些環境污染雖然發生在一個地區，但會流動到其它地區。環境系統有其自身特有的平衡，人類的活動及其所帶來的污染破壞了環境系統的平衡,會對城市環境造成長遠的影響，最終可能影響到人類自身的生存發展。我國工業企業應該大力發展自身產權，通過引進和吸收外來技術，使自身技術裝配水平提升，具有一定的開發能力，資源加工利用深度提升，推廣使用現行的高新技術，實現企業的清潔化生產，政府部門應該協調企業格機部門，負責好企業清潔化生產的審核標準，讓現行的不合規的企業停產，讓合乎規定的企業成長起來，努力做好環境、能源、污染的協調關系，生態環境是不可再生資源，解決污染和能源危機是我們不可懈怠的責任。

2 環境、能源、污染動態響應

對于環境、能源、污染治理，歸根結底是環境這個基本要素，環境作為載體，具有一定的容納量，對于能源和污染現狀有著潛移默化的影響。而對于環境問題，政府實施的法律手段亦是一種社會行為規范。減少環境污染應該遵照企業的相關法律法規、并在政府的監督下做到保護環境，不影響周邊居民的生活秩序，合理而且充分的利用資源。對于環境和能源、污染帶來的經濟效率，要用經濟手段來進行限制，不能一味的盲目追求損壞環境帶來的利益，也不能一味的追求能源帶來的利益，這些要協調這期間的環境和能源和污染之間的動態關系，需要進行技術手段、行政手段、教育手段來依法治理環境問題。

現今新能源廣泛提倡，對新能源的利用對環境產生一定的激勵措施，減輕新能源帶來的污染狀況。污染情況指的是能源利用過程帶來的經濟活動而產生的附帶影響。在理想情況下，環境、能源、污染指數抽象表達如下：

式（1）中，ξ表示環境指數，ζ是污染指數，τ是污染型能源（例如石油、煤炭等）；繪制環境指數ξ與污染型能源τ關系曲線圖如圖1 所示，

圖1 環境指數與污染型能源關系曲線圖

可清晰的看出τ成反比例關系，隨著污染型能源的使用環境友好型指數下降，污染指數上升，考慮到環境自身的承載能力，存在污染型能源到后面使用耗盡，環境友好型指數保持平衡，若干年后，環境指數上升，圖1 所示曲線與實際生態運營影響情況吻合。

對于污染治理模型，主要有Robinson Crusoe靜態模型。假設限制性資源享賦Θ可能被耗費在消費C和污染治理D上，為簡化模型，將C和D的相對成本標準化為1，則資源約束方程可以簡化為:C+D=Θ。C是污染的根源，于是得到簡單的消費以及污染的對應函數方程式：

其中，W表示效用，P表示污染排放。設定WP<0和WPP<0將確保污染的負效用為曲面；P假定污染是消費的副產品，個體分配部分資源投資于環境治理活動，則污染與消費正相關，與環境治理負相關。即PC>0，PD<0；D是污染治理，CαCβ為污染治理活動。

從上式中可看出，環境治理投入與環境績效正相關，消費與消費產生的副產品就是資源的效用，能源的利用與消費成正比，能源利用越大，一定程度上直接影響消費指數；污染環境與污染治理存在規模遞增效應；該模型遵從環境庫茲涅茨曲線EKC，利用EKC動態的衡量環境、能源與污染治理的平衡，進行模型的求解。

對于環境污染之間的關系，亦可從污染物的排放量與經濟活動總量Y及能源的生產與利用技術出發來考慮。前面所述，不同的模型使用不同的方式，得到不同的表達形式，但反應相同的實質。又Boone、Newell針對此問題專門討論了能源領域的技術進步與內生化問題。為了使問題簡單易于表達，本文假定在穩態中能源領域的技術等于社會平均水平，則污染物存量的變化可表示為，

式（2）中i為能源技術的清潔指數，i≥1；ψ為環境大系統對污染物的自凈能力，0<ψ<1。表明污染物存量在任一時點的衰減比例不變，這種線性的假設完全是為了計算的方便。實際上，污染物在環境中的衰減方式是一個很復雜的問題，本文將不予討論。

從上式中可看出，在任何時候，污染物累積量都必須小于環境系統的承受能力。式（2）的關鍵在于通過變量Y、τ、B使能源使用量、污染治理成本同時發生內生化了；YB-i為當期生產活動產生的污染物總量，它與當期的經濟產出規模Y成正比，與能源技術水平B成反比；(1-τ)YB-i的乘積表示當期未能治理而存留在環境中的污染物，這個乘積值減去環境系統的自凈能力ψA后就表示當期污染物的變化。這樣，資源的耗用量(通過Y起作用)、污染治理投入(通過τ起作用)和B就組成了一個動態系統，從而完成了內生化的過程。

以上分析可知，環境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體，環境、能源與污染構成了產入與產出的關系，合理的宏觀調控，環境、能源、污染治理動態模型具有收斂性，以期實現科學的治理方式。

3 結束語

根據能源消耗后是否造成環境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水力、電力、太陽能、風能以及核能等。環境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體。中國是目前世界上第二位能源生產國和消費國。能源供應持續增長，為經濟社會發展提供了重要的支撐。但造成的環境問題，例如水污染問題、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物等等，這些問題是我們面臨的巨大挑戰，只有合理的宏觀調控環境、能源與污染治理之間的關系，方能更好地可持續發展經濟，更加有利于人類生活空間的美化，實現科學化、現代化的規劃與管理。

[1]吳慧芳,孔火良,金杭.城鎮小型生活污水處理設備及其展望.工業安全與環保[J],2003(5):17-20．

[2]毛文雄,高飛,王大慶.工業廢水處理設備的智能監控系統.廣東科技[J]，2005，(8):71 －72．

[3]楊華,席海龍.廢氣處理技術應用.科技資訊[J],2009,(21):126-126．

[4]沈滿洪.論環境問題的制度根源[J].浙江大學學報(人文社會科學版),2000,06:57-65.

[5]王玉麗.關于城市生活垃圾處理方法的技術研究.中國西部科技[J]，2009，8(20):56，61．