中國產業部門的能源消費與污染排放

王海燕，曲華超

(1.中國環境科學研究院，北京100029;2.北京理工大學 管理與經濟學院，北京100081)

在環境保護日益成為國際普遍重視的問題的今天，研究中國國民經濟各部門的能源消費與污染物排放問題成為科學發展的關鍵。作為國家嚴格控制的大氣污染物，二氧化硫(SO2)一直是各級政府嚴防、嚴治、嚴控的重點，也是國家強制減排的主要污染物之一。因此，各經濟部門能源消費與SO2的排放成為經濟發展部門與環境保護部門關注的焦點。能源消費與SO2排放之間的關系如何，這種關系在不同生產部門又有何差異，在不同年份又有何變化?這些正是本文討論的問題。

一、模型、數據與方法

(一)環境投入產出表的編制

在用投入產出法研究環境問題時，最首要的就是環境投入產出表的編制。本文借鑒李立(1994)［1］、孫靜娟(2005)［2］的研究方法，編制環境投入產出表(見表1)。

環境投入產出表的編制步驟如下:

第一步，選擇投入產出表的年度。中國每逢2、7 年度編制國民經濟投入產出表，而國家統計局尚未公布2012 年度國民經濟投入產出表，所以，本文以2002 年度和2007 年度的國民經濟投入產出表為基礎，根據各行業能源消費量來進行環境投入產出模型的編制。此環境投入產出表與國民經濟投入產出表的不同在于:增加了污染物生成(SO2)象限，計量上使用實物單位，所以，此表為一個價值實物型投入產出表。

第二步，部門分解。由于國民經濟投入產出表涉及部門較多，不能與統計年鑒中各行業能源消費量直接對接，而且在國民經濟部門中許多部門對能源消費量較少，SO2排放量基本可以忽略不計，因而，本文對環境投入產出表中的國民經濟部門進行了分解與合并，將一些部門如住宿和餐飲業、金融保險業、房地產業等14 個行業合并到“其他部門”中，形成28 個部門的環境投入產出表。

第三步，編制與投入產出表相對應的燃料消費實物量表。根據經驗，中國二氧化硫90%以上由能源燃燒產生，所以各部門對應的能源消耗量與其SO2排放是呈正相關關系的。在統計年鑒中涉及的能源有八種，其中，天然氣與焦炭燃燒的SO2幾乎可以忽略不計，所以，編制了與投入產出表相對應的燃料消費實物量表(見表2)。

第四步，計算各部門的SO2的理論生成量。有了經濟部門與燃料消費的對應表，就可以根據能源消費量來估算各部門的二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等污染物的生成量。本文僅估算二氧化硫的生成量。在估算二氧化硫生成量時，筆者使用了粗略估算的方法。

(二)國民經濟部門直接消耗能源所生成的SO2 量核算

在生產過程中，國民經濟各個部門消費了大量的能源，因為常規能源特別是化石能源燃燒一般都會產生有毒氣體，如SO2等，所以SO2的生成量與國民經濟部門的能源消費量呈正比例關系。國民經濟部門直接消耗能源所生成的SO2計算公式為:

式中，ecj指第j 部門的標煤消費量，eS 為標煤的SO2生成系數。在這里涉及煤的含硫率，中國煤炭資源總體含硫不高，總平均硫率為0.9%，所以在估算時含硫率設為0.9%。

根據上式的計算結果，可以進一步計算國民經濟各部門的SO2直接產污系數。直接產污系數指該部門單位產值生成的污染物的量，即SO2的生成量。直接產污系數計算公式為:

表1 環境投入產出表

表2 燃料消費實物量表 單位:萬噸

其中，Pj為前面計算出的SO2量，Xi為i 部門的總產出。

(三)國民經濟部門完全消耗能源所生成的SO2 量核算

在計算國民經濟部門完全消耗能源所生成的SO2量時，涉及完全產污系數的計算。完全產污系數是指各部門每生產一個單位最終使用(或最終需要的產品)所直接和間接誘發生成的全部SO2量。直接產污與完全產污的區別在于，國民經濟部門在經濟活動中，不僅直接消耗所投入的資源等，也消耗其他中間部門的產品，同時又間接對直接投入的資源進行了消耗。所以，各部門的經濟活動還間接產生了污染物。計算完全產污系數可以反映出國民經濟部門中真正對環境影響大的部門。完全產污系數的計算公式為:

式中，Si是i 部門的完全產污系數，E 是前面計算出的直接產污系數ei的對角矩陣，I 為單位矩陣，A 是直接消耗系數，Y 是最終需要列向量。

計算出直接產污系數和完全產污系數，不僅可以根據結果分析得出對環境影響較大的國民經濟部門，也可以為經濟結構調整等提供一定的依據。

二、SO2 生成量的計算結果

根據前述方法，計算獲得2002 年和2007 年28 個國民經濟部門的能源消費總量、SO2直接生成量、SO2完全生成量(結果略)。可以看出，2002年，28 個部門直接生成SO2共計2 361.41 萬噸，2007 年28 個部門直接生成SO2共計4 298.28 萬噸，比2002 年增長82.02%。在如此巨大的增量背后，是能源消耗量的增加。根據測算，2002 年中國經濟部門能源消費總量為131 189.38 萬噸，2007 年這個數字為238 793.20 萬噸。2002 年，28 個部門完全生成SO2共計3 118.34 萬噸，2007年，28 個部門完全生成SO2共計5 939.97 萬噸，比2002 年增長90.49%。

為了比較不同產業部門SO2直接生成量的差異，表3 比較了2002 年與2007 年SO2直接生成量最多的前八個部門。由表3 可以看出，2002年，SO2直接生成量最高的前八個部門分別為:金屬冶煉及壓延加工業，化學工業，電力、熱力的生產和供應業，交通運輸、倉儲及郵電通信業，非金屬礦物制品業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，農林牧漁業，其他行業;2007 年，SO2直接生成量最高的前八個部門分別為:金屬冶煉及壓延加工業，化學工業，交通運輸、倉儲及郵電通信業，非金屬礦物制品業，電力、熱力的生產和供應業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，其他行業，農林牧漁業。上述行業的SO2直接生成量占總量的70%以上。

可以看出，2002 年與2007 年直接生成量占前八的行業相同，但排序有所區別。與2002 年相比，2007 年電力、熱力的生產和供應業的SO2直接生成量占比有所下降，說明這五年期間，電力行業的治污減排政策發揮了重要作用，有效抑制了SO2的生成。盡管金屬冶煉及壓延加工業在2002年與2007 年均為排名第一的行業，但其SO2直接生成量和占比都有很大幅度的上升。2007 年，金屬冶煉及壓延加工業的SO2直接生成量與2002年相比增加了146.67%，這個增長幅度遠遠高于所有行業的平均值(82.02%)，這說明，金屬冶煉及壓延加工業的環境污染問題在2002—2007年這五年間非但沒有得到有效治理，反而愈發嚴重。

表3 SO2 直接生成量最多的八個部門

表4 SO2 完全生成量最多的八個部門

表4 比較了2002 年與2007 年SO2完全生成量最多的前八個部門。由表4 可以看出，除個別行業外，2002 年與2007 年完全生成量占前八的行業相同，排序也沒有太大變化，這些行業的SO2完全生成量占總量的70%以上。

三、SO2 生成量的行業分析

由表3、表4 可以看出，不同行業部門的SO2直接生成量、完全生成量存在較大差異，本文以金屬冶煉及壓延加工業，化學工業，電力、熱力的生產和供應業等三個行業為例，深入分析與比較行業間的差異。

第一，金屬冶煉及壓延加工業。金屬冶煉及壓延加工業包括黑色金屬冶煉及壓延加工業和有色金屬冶煉及壓延加工業。其中，黑色金屬冶煉及壓延加工業包括煉鐵業、煉鋼業、鋼壓延加工業和鐵合金冶煉業;有色金屬冶煉及壓延加工業包括重有色金屬冶煉業、貴金屬冶煉業、稀有稀土金屬冶煉業、有色金屬合金業和有色金屬壓延加工業。金屬冶煉的特點就是高能耗，例如，鋁電解的直流電耗達13000 度/噸，鋅電解電耗3300 度/噸，這還不算其他環節的能源消耗。金屬壓延加工也要消耗較多能源，因為加工時需要先將金屬加熱到一定溫度才能進行壓力加工處理。由于能源消耗量巨大，加之中國鋼鐵產品產量近些年來急劇增加，使得金屬冶煉及壓延加工業在2002 年和2007 年SO2生成表上一直穩居榜首。

第二，化學工業。2002 年，中國化學工業能源消耗量達18 642.36 萬噸標準煤，生成335.56萬噸SO2;2007 年，化學工業能源消耗32867.48萬噸標準煤，生成591.61 萬噸SO2。中國化學工業SO2排放量大，與能源資源稟賦有重要關系。中國能源結構中煤炭占比巨大，這種狀況決定工業部門終端能源消費結構(包括化工行業)將過分依賴煤炭資源，相比其他能源，煤炭燃燒產生的SO2較高。值得一提的是，從2002 年到2007年，中國化學工業在能源消耗量增長了76.31%的情況下，實現了總產出187.39%的增長，這也說明中國化學工業能源利用效率在幾年之內得到了很大提升。

第三，電力、熱力的生產和供應業。電力、熱力的生產和供應業生產過程中消耗的能源量很多，直接生成的SO2量非常驚人，分析其原因可能有:第一，火電對化石能源的消費量高。2002 年的數據顯示，火電發電量約占發電裝機容量的74.8%，由于火電對能源特別是煤炭的消費量極大，所以導致電力行業的SO2生成量驚人。第二，熱力生產對煤炭依賴嚴重。中國供熱的主要燃料是煤炭，由于大量燃燒煤炭，所以也造成了二氧化硫的大量生成。從計算結果來看，中國電力、熱力的生產和供應業的能源消耗雖處于增長中，但相比其他行業，其增長速度較慢。2002—2007 年，電力、熱力的生產和供應業能源消耗增長了65.68%，但總產出實現了298%的增長。

能源消費與污染排放作為國民生產部門的投入與產出，兩者之間的關系直接決定著該生產部門的環境績效，也直接影響著行業環境政策的制定。本文基于中國2002 年和2007 年的投入產出表，依據各產業部門的能源消費量，對部分生產部門進行合并，編制了中國環境投入產出表，測算出28 個生產部門的SO2直接生成量和完全生成量。研究發現，SO2生成量較高的八個行業分別為:金屬冶煉及壓延加工業，化學工業，電力、熱力的生產和供應業，交通運輸、倉儲及郵電通信業，非金屬礦物制品業，石油加工、煉焦及核燃料加工業，農林牧漁業，其他行業，上述行業的SO2直接生成量占總量的70%以上。其中，金屬冶煉及壓延加工業的環境污染問題在2002—2007 年這五年間非但沒有得到有效治理，反而愈發嚴重;化學工業，電力、熱力的生產和供應業均以較低的能源增長和污染增長換取了較高的產值增加。

［1］ 李立.試用投入產出法分析中國的能源消費和環境問題［J］.統計研究，1994，(5):58 -61.

［2］ 孫靜娟.關于環境經濟投入產出核算理論與方法的改進［J］. 數量經濟技術經濟研究，2005，22(4):44 -50.