劉耕源,魯頤瓊*,陳操操
(1. 北京師范大學環境學院,環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室,北京 100875;2. 北京市流域環境生態修復與綜合調控工程技術研究中心,北京 100875;3. 中國人民大學環境學院,北京 100872;4. 國家能源集團,北京 100011;5. 北京市應對氣候變化研究中心,北京 100031)
“京津冀”地區由北京市、天津市、河北省構成,最早由首都經濟圈發展而來,包括中國的政治、經濟、文化中心,在國內具有十分重要的戰略地位。然而目前,“京津冀”地區面臨的大氣污染問題較為嚴重。以PM2.5為例,根據資料,2015年北京市空氣中PM2.5的年平均濃度值為80.57μg/m3[1],是國家標準限值的2.30倍[2];河北省PM2.5的年平均濃度值為77μg/m3,是國家標準限值的2.19倍[3];天津市PM2.5的年平均濃度值為70μg/m3,是國家標準限值的2.02倍[4]。相關研究表明,“京津冀”地區的PM2.5污染已經對人群健康造成了威脅[5,6]。此外,“京津冀”地區大氣污染造成的霧霾也對中國的國際形象造成了一定影響。
我國政府對“京津冀”地區的大氣污染問題,尤其是PM2.5污染問題非常重視。2016年全國“兩會”的國務院《政府工作報告》中,提出了要推進“京津冀”協同發展,在生態環保等領域取得突破性進展[7]。2015年12月國家發改委、環保部聯合發布的《京津冀協同發展生態環境保護規劃》中要求,到2020年“京津冀”地區PM2.5年均濃度控制在64μg/m3左右,并提出將“京津冀”地區打造成生態修復、環境改善示范區的目標[8]。國務院還發布實施了《國家環境保護“十二五”規劃》和《大氣污染防治行動計劃》等文件,加大空氣污染的綜合治理力度,并在最新的國家《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》中針對“京津冀”地區提出構建區域生態環境監測網絡、預警體系和協調聯動機制,削減區域污染物排放總量的計劃[9,10]。通過加強大氣污染聯防聯控,實施大氣污染防治重點地區氣化工程,到“十三五”末,實現“京津冀”地區PM2.5濃度下降25%的目標[11]。北京、天津、河北的政府部門也相繼提出了各自的大氣污染防治計劃和措施(見表1),改善大氣環境污染問題[12]。
北京市環保局2014年發布的《北京市2012—2013年度PM2.5來源綜合解析結果》顯示,北京市由燃煤產生的PM2.5排放量占其本地總排放量的22.4%,在所有來源中位居第二位[13];天津市由燃煤產生的PM2.5排放量占其本地總排放量的27%,在所有來源中位居第二位[14];在河北省石家莊市,由燃煤產生的PM2.5排放量占其本地總排放量的28.5%,在所有來源中位居第一位;在河北省廊坊市,由燃煤產生的PM2.5排放量占其本地總排放量的50%,在所有來源中位居第一位;在河北省其他城市,煤炭產業也在本地PM2.5排放中占有較大比重[15]。可見,燃煤對“京津冀”地區的PM2.5起到了較大的貢獻作用。煤炭及其相關產業鏈的直接和間接排放是“京津冀”地區PM2.5的主要來源之一,也是目前急需解決的大氣污染問題[16]。
“京津冀”地區以煤炭作為支柱能源,其大氣污染問題與能源結構密切相關,在能源結構維持不變的情況下,這種污染問題很難根本性改變。這在我國北方具有一定的典型性和代表性。推進“京津冀”地區的煤炭相關產業鏈的升級與轉型不僅能改善本地區的生態環境,更對我國北方以煤炭為主要能源的區域具有一定的引導性和示范性作用,便于提出更有針對性的減排與替代對策,為政府決策提供一定的理論支持和政策建議。
就國際視角而言,經歷過倫敦煙霧事件和洛杉磯光化學煙霧事件以后,各國都對燃煤和汽車尾氣的處理制訂了相應標準,起到了一定的效果。而“京津冀”地區的大氣污染問題卻不是一次污染問題,也不僅僅是光化學污染,而是一種復合型污染,污染物成分復雜,來源也較廣。對于依賴高能源消耗的部分發展中國家而言,“京津冀”地區的大氣污染問題具有一定的代表性。如何通過能源結構的優化調整,減少大氣污染物排放,具有一定的研究價值。

表1 北京、天律、河北大氣污染防治措施整理及對比
從科學意義上,引入產業鏈和體現能的研究方法為解決“京津冀”地區的大氣污染問題提供了一種新的視角,能夠從產業鏈的角度整體上對“京津冀”地區的煤炭利用情況進行整體和系統的評估與核算,通過優化煤炭鏈系統,實現污染物排放量控制與能源供給的最優平衡,具有一定的科學創新性。
產業鏈的概念源于西方,由德國經濟學家赫希曼在1958年提出,經過價值鏈、供應鏈等微觀層面概念的補充而進一步發展。在中國,產業鏈的概念不斷得到豐富和擴充[17]。龔勤林指出,產業鏈是一種在經濟活動中相關的產業部門基于經濟活動的內在技術、經濟關聯而客觀形成的環環相扣、首尾相接的鏈條式關聯關系形態[18]。郁義鴻認為,產業鏈是一種由最終產品的生產加工全過程的各個環節——包括了從最初的原材料到終端產品再到消費者手中所構成的整個生產鏈條[19]。以上學者對產業鏈的闡述,重點突出了產業鏈中部門間基于技術上的關聯性和鏈式聯系[20]。
部分學者還對區域產業鏈的概念進行了闡述。陳朝隆等指出,區域產業鏈是特定區域范圍內的產業鏈段或鏈條,即產業鏈在特定區域的形態;他還從系統科學的視角將區域產業鏈的概念進一步加以說明,認為區域產業鏈本質上是一種區域經濟組織,其運行與發展符合產業組織運行和區域發展的基本規律[21]。龔勤林研究了區域產業鏈形成與發展的相關問題[18],認為區域產業鏈要連通不同城市產業鏈之間的斷鏈,讓產業鏈在空間上得到延伸,使得產業鏈各個環節在區域內的不同城市間得以分布[20]。
一些學者借助產業鏈和區域產業鏈的概念,對煤炭資源利用系統的能源消耗和污染物排放進行了研究。煤炭資源利用系統包括原煤開采、洗選、運輸、煤化工、供暖供熱及終端消費,從產業鏈的角度分析煤炭資源的利用情況,可以更直接和更清楚地厘清煤炭資源利用系統的資源分配、技術狀況、能耗水平和排放情況。Shrestha和Marpaung的研究表明,運用經濟手段對火力發電系統進行規劃,可以在一定程度上提升火力發電系統的運行效率,促使能源構成種類多樣化[22]。劉強等研究了經濟手段對電力企業碳排放的限制作用,并建立了相關模型用于綜合規劃評價[23]。Aden等通過研究中國煤炭資源的開發利用狀況,對煤炭資源的需求驅動力、供應約束條件、可替代選項、環境外部性等因素進行了分析,并提出了有針對性的改進建議[24]。濮洪九從煤炭產業鏈的角度對中國煤炭資源的利用現狀進行了分析與預測,并提出了煤炭資源可持續利用的概念,論述了煤炭資源在開發利用中應有的約束條件與政策建議[25,26]。趙劍峰從低碳經濟的視角研究了煤炭工業的清潔利用情況,提出我國應適度發展煤制烯技術,對煤制油技術進行一定程度的限制,并及時修訂完善煤炭相關法律法規[27]。Fankhauser等利用碳排放稅從空間、時間的角度對煤炭市場產業結構進行了優化和調控,從而實現降低成本與增大市場靈活度的目的[28,29]。袁迎菊分析了目前煤炭產業鏈結構,以IPCC 標準為基礎,對煤炭產業鏈碳排放的度量方法進行了闡述;并通過對煤炭產業鏈低碳演化進程的綜合分析,揭示了影響煤炭產業鏈低碳技術和影響演化過程的內部因素與外部因素,提出了煤炭相關產業鏈的演化過程[30]。
目前,有關產業鏈、區域產業鏈的概念已較為明確和統一,但尚缺乏機制方面的深入研究。而對煤炭資源利用系統污染物排放控制的研究往往局限于單一污染物,缺乏對系統的精細分析與描述,缺乏宏觀角度的系統性和整體性的核算與優化。從煤炭相關產業鏈的整體角度去核算能源消耗和污染物排放,將有助于更好地配置和利用煤炭資源,實現資源利用與環境保護的平衡。
人類的生產活動產生的所有的產品和提供的所有服務都必須直接或間接消耗各種能源[31]。而體現能即表示產品生產全過程中消耗的直接和間接能源的總和,也稱為“虛擬能”[32]“隱含能”[33]“隱性能源”[34]。其概念最早源于1974年的國際高級研究機構聯合會能源分析工作會議,并不斷得到豐富和發展[35]。馬濤提出將體現能定義為生產某種產品實際消耗的能源,由技術水平、生產條件、能源效率等因素決定[36,37]。羅思平等定義體現能是指產品生產、加工、運輸等全過程消耗的能源總和[38]。龐軍等認為出口體現能是生產國為了生產出口產品而在本地直接消耗和間接消耗的總能源[39]。
目前,體現能的核算方法已經較為成熟,主要有過程分析法和投入產出分析法兩種核算方法。過程分析法即通過生命周期評價去鑒別和量化生產過程中消耗的能源,常用于核算工業材料和建筑電熱的體現能[40]。而投入產出分析法則是基于投入產出表提供的完整框架,系統地將非直接消耗能源也考慮在內[41],通過經濟學和數學模型核算出體現能[36]。對于較為復雜的系統,采取過程分析法往往需要大量數據,而且運算過程復雜,人工工作量巨大;而投入產出分析法則可以通過模型在投入產出表的基礎上較為方便和快捷地對體現能進行核算[42]。
國外學者從體現能的視角開展了比較豐富的研究。Kaharl和Roland根據中國的投入產出與能源消耗數據,驗證了中國貿易出口量與能源消費量間的相關關系,認為中國能源消費增長的首要驅動因素是出口貿易,中國需制定既能兼顧能源環境要素又能兼顧經濟貿易發展的長期發展[43]。Rahimifard等應用產品體現能模型核算了產品生產過程中的直接能源消耗和間接能源消耗,并指出直接能源消耗可以分為理論能源消耗與輔助能源消耗。通過對體現能的核算,能提高非有效能源的透明度,促進能源利用率的提升[44]。Kara等將過程分析法與投入產出分析法相結合,對6種產品和4種供應鏈進行了體現能核算,分析了制造全球化的發展趨勢對產品體現能的響應。結果表明,生產地的選擇,產品運輸的方式、距離、重量等都是決定產品體現能的重要條件。通過選擇更適合的本地生產商,采取更加高效和環保的運輸途徑,可以進一步減少產品的體現能[35,45]。
國內學者對體現能的研究主要集中于進出口貿易方向。Li等根據中國1997年的投入產出表,推算出20種主要進出口產品的能源消耗系數,并由此核算出1996—2004年中國進出口貿易的體現能[46]。劉峰則將出口能源消耗系數和進口能源消耗系數區別計算,根據2000年日本的投入產出表推算出進口產品的能源消耗系數和2002年中國的投入產出表推算出口貨物的能源消耗系數,并核算了2001—2005年中國進出口產品的體現能,結果表明,研究時段內中國產品出口體現能占到全年能源消費總量的24%~33%[47]。齊曄等根據投入產出分析法核算了中國1997—2006年產品進出口貿易的體現能,結果表明,中國進口消費的相當一部分能源又以產品體現能的形式出口到其他國家和地區,客觀地反映了中國產品進出口貿易中的體現能流動[35]。Chen等根據投入產出分析法核算了2001—2006年中國產品進出口貿易中的體現能,結果表明,2002年中國產品體現能凈進口折合1.7億t標準煤,產品體現能凈出口折合4.1億t標準煤[48]。此外,部分學者還將對體現能的研究擴展到其他領域。Liu等根據投入產出法核算了1992—2007年中國基礎設施建設的體現能。研究通過結構分解模型,闡述了影響其體現能的主要因素,并發現了2007年中國基礎設施的體現能占當年能源消費總量的比例過高。從能源利用率的角度考慮,當年中國部分基礎設施建設的合理性較低[35,49]。張力小等根據投入產出法對北京市1987—2007年城市經濟活動中的體現能進行了核算,從產業整合、結構調整的角度為北京市的節能減排工作提供了新思路[42]。
目前,將體現能與染物排放的核算應用到區域煤炭相關產業鏈中的研究較少。而區域煤炭產業鏈研究多從供應鏈和能源安全的角度來分析,污染物排放多從單個能源消耗的角度考慮,缺乏深度跟蹤區域煤炭相關產業鏈的單獨走向,未梳理出能源利用主線和分支,無法得到對煤炭相關產業鏈的能源消耗和污染物排放的縱覽情況。通過引入體現能的方法,利用能源平衡表、相關數據和模型可以對煤炭相關產業鏈各個環節的能源消耗和污染物排放進行詳細核算,較為客觀和真實地反映“京津冀”地區煤炭消費最終產生的環境影響。
本研究嘗試以“京津冀”地區的能源平衡表為基礎,以“京津冀”地區煤炭相關產業鏈為研究對象,查找“京津冀”地區煤炭相關產業鏈能源消耗相關數據,厘清“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈的物質走向,并對煤炭相關產業鏈的體現能進行詳細計算。在此基礎上,核算并編制2012年“京津冀”地區煤炭相關產業鏈的污染物排放清單。最后,依據煤炭相關產業鏈體現能和污染物排放清單的結果提出有針對性的優化改進方案和政策建議。
本研究能源消耗數據來源于各省市的能源平衡表。“京津冀”地區2012年能源平衡(實物量)總表的數據來源于《中國能源統計年鑒2013》中北京市2012年能源平衡統計(實物量)、天津市2012年能源平衡統計(實物量)和河北省2012年能源平衡統計(實物量)[50]。能源折算系數(見表2)來源于《GB/T 2589—2008》[51]和《能源統計知識手冊》[52]。

表2 能源折算系數
2.2.1 “京津冀”地區特定種類能源凈調運量的計算
根據2012年北京、天津、河北的能源平衡表,對于一種特定的能源,只能得到三個省(市)各自的調入量和調出量,在缺少三個省(市)間調入量和調出量的情況下,無法得到“京津冀”地區整體的調入量和調出量。但是,可以運用以下模型計算出該種能源在“京津冀”地區整體的凈調運量(凈調運量=調入量-調出量)。
對于一個含有n個子區域的地區Ω,某種能源的調入調出具有如下模型。

式(1)中,Ci為i區域的調出量;αi為i區域調出Ω地區外的量;cij為i區域調出到Ω地區內j區域的量。

式(2)中,Ri為i區域的調入量;βi為從Ω地區外調入i區域的量;rij為i區域接收到Ω地區內j區域調運的量。

式(3)為在Ω地區內,從i區域調出到j區域的量等于j區域接收到從i區域調運的量。
由式(1)、式(2)、式(3)可以推導出下式:

式(4)中,Ωα-β為Ω地區整體的凈調運量。
根據以上模型,代入北京、天津、河北某種能源各自的調入量和調出量,即可算出該種能源在“京津冀”地區整體的凈調運量。
2.2.2 “京津冀”地區2012年能源平衡(實物量)總表的編制
將北京市2012年能源平衡統計(實物量)、天津市2012年能源平衡統計(實物量)和河北省2012年能源平衡統計(實物量)中的數據加和,并將結果按照橫坐標為能源種類,縱坐標包括可供本地區消費的能源量、加工轉換投入產出量、損失量、終端消費量等子項目的結構列表,即可得到“京津冀”地區2012年能源平衡(實物量)總表(見表3)。

表3 “京津冀”地區2012年能源平衝(實物量)總表
2.2.3 “京津冀”地區2012年煤炭鏈火力發電量走向的推算
由表2、表3可以得出,“京津冀”地區2012年煤鏈中火力發電投入能量合計2.91×1018J。根據文獻[53]分析可知,2012年中國火力發電煤耗率不低于250g/(kW·h),即能源轉換效率不高于49%。故“京津冀”地區煤鏈中火力發電產生的電能不高于3 960×109kW·h,小于2012年“京津冀”地區的總用電量4 674.49 ×109kW·h[54]。對于以火力發電為主且電力資源緊張的“京津冀”地區[55],煤炭鏈火力發電產生的電能主要用于本地消費。
2.2.4 “京津冀”地區2012年能源平衡(能量)總表的編制
完成“京津冀”地區2012年能源平衡(能量)總表的編制需要將能源以實物為單位轉換為以能量為單位。根據綜合能耗計算通則《GB/T 2589—2008》[51],使用以下公式:

式(5)中,Ei表示能源i的能量;ei表示能源i的實物量;pi表示能源i的值折算系數。
將表2、表3中的能源實物量代入式(5)中并取絕對值,即可得到“京津冀”地區2012年能源平衡(能量)總表(見表4)。

表4 “京津冀”地區2012年能源平衝(能量)總表 單位:J
2.2.5 “京津冀”地區2012年煤流和能流圖、桑基圖的編制
煤流和能流圖是根據熱力學第一定律,將煤炭鏈中生產、制造、加工、消費、回收等全過程通過箭頭有序連接,標記出物質的流通轉化量和能源的流動量,并以圖的形式呈現出來,形象、直觀地展現某一區域的煤炭源利用狀況[56]。參照2014年美國能流圖[57]和2012 年中國煤流圖和能流圖[56,58],在表3和表4的基礎上利用Visio 2013軟件可以繪制出“京津冀”地區2012年的體現能流圖(見圖1)和煤流圖(見圖2)。通過S!nakey軟件,即可以得到“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈桑基體現能分流圖,更加直觀地展現體現能的流動。
2.2.6 “京津冀”地區2012年煤炭相關產業污染物排放核算
根據歐洲環境署編制的指導手冊[59],可以由表2與能源消費、轉化污染物排放系數,運用投入產出法得到“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈污染物排放清單。
2.2.7 能源轉化效率的計算
在煤炭相關產業鏈的能源轉化過程中,可以根據以下公式求得能源轉化效率:

式(6)中,η為轉化效率,為所有產品能量之和;(B1+…Bn) 為所有原料能量之和。
本研究以“京津冀”地區2012年的能源平衡表為基礎,厘清了“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈物質與能量走向,運用投入產出法核算了“京津冀”地區煤炭相關產業鏈的體現能,得到如下結果:
(1)“京津冀”地區煤炭利用的主要特點。“京津冀”地區的原煤主要依賴調運,按體現能計算,外省凈調入量占全部可消費原煤的65.98%,綜合煤炭相關產業鏈分析,“京津冀”地區屬于凈煤炭進口地區。
(2)煤炭轉化環節的能量流動特點。從能量的角度分析,原煤為供熱提供了絕大部分能量,占其總能量的82.58%;其次為高爐煤氣、焦爐煤氣和轉爐煤氣,占比分別為10.36%、2.94%和2.72%,其余能源占比較小,均不超過1%。原煤為火力發電提供了絕大部分能量,占其總能量的93.22%;再次為高爐煤氣和焦爐煤氣,占比分別為4.32%和1.11%,其余能源占比較小,均不超過1%。從體現能的角度分析,高爐煤氣對供熱的體現能的貢獻率最高,達到53.61%,其次為原煤、轉爐煤氣和焦爐煤氣,占比分別為36.77%、4.78%和3.30%,其余能源占比較小,均不超過1%;原煤對火力發電的體現能貢獻率最高,達到61.68%,其次為高爐煤氣、轉爐煤氣和焦爐煤氣,占比分別為33.20%、2.03%和1.85%,其余能源占比較小,均不超過1%。
由此可見,原煤的直接使用在“京津冀”地區的煤炭相關產業鏈中占有非常大的比重。將體現能角度分析的結果與能量角度分析的結果對比,可以發現煤化工產業在煤炭相關產業鏈中的潛在能量消耗仍然具有相當的貢獻。
(3)煤炭終端消費環節的能量流動特點。從能量的角度分析,焦炭為終端消費提供的能量在所有能源中比重最大,達到47.78%,其次為原煤和洗精煤,占比分別為37.64%和4.31%,其余能源占比較小,均不超過4%。在各種類型的終端消費中,工業耗能比重最高,達到89.38%,其次為生活消費和其他消費,占比分別為5.81%和2.57%,其余種類終端消費占比較小,均不超過1%。從體現能的角度分析,焦炭對終端消費的體現能的貢獻率最高,達到41.28%,其次為高爐煤氣和原煤,占比分別為24.41%和21.83%,其余能源占比較小,均不超過5.5%。在各種類型的終端消費中,工業體現能占比最高,達到92.72%,其次為生活消費和其他消費,占比分別為4.42%和1.54%,其余種類終端消費占比較小,均不超過0.5%。
由此可見,焦炭是終端消費能量的主要來源,也是體現能的主要貢獻源。對于終端消費而言,無論從能量的角度還是體現能的角度,工業都占到了其總量的絕大多數(約90%),有效地調控工業煤炭資源使用,對于提高能源利用效率具有重要的意義。
(4)能源利用效率。根據表4,將煤炭轉化過程中洗選煤、煤制品加工、煉焦的產品與原料轉化為能量,代入式(6)中,可以得到煤炭轉化能源利用效率(見表 5)。
(5)“京津冀” 地區2012年煤炭相關產業鏈污染物排放分析。具體見圖3。
根據圖3,在“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈中NOx的主要貢獻因子分別為原煤(55.10%)和焦炭(36.47%);CO的主要貢獻因子分別為原煤(42.97%)、焦炭(28.44%)和煉焦過程(22.31%);NMVOC的主要貢獻因子分別為原煤(38.75%)、焦炭(25.64%)和煉焦過程(24.20%);SOx的主要貢獻因子分別為原煤(57.57%)和焦炭(38.10%);TSP的主要貢獻因子分別為煉焦過程(56.29%)、原煤(25.23%)和焦炭(16.70%);PM10的主要貢獻因子分別為煉焦過程(64.98%)、原煤(20.20%)和焦炭(13.37%);PM2.5的主要貢獻因子分別為煉焦過程(72.56%)、原煤(15.79%)和焦炭(10.45%)。
結果表明,原煤、焦炭的直接消費和煉焦過程對“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈七種主要污染物的貢獻率最大。為了有效減少“京津冀”地區煤炭相關產業鏈的污染物排放,需要對原煤、焦炭的直接消費和煉焦過程采取相應的減排政策和措施。


圖2 “京津冀”地區2012年煤流圖
將“京津冀”地區2012年的煤炭相關產業鏈現狀與胡秀蓮[56]研究中呈現的中國2012年的煤炭相關產業鏈現狀(圖4、表5)對比,可以得到如下結果,見圖5。
(1)從原煤供應的角度,2012年中國原煤供應94.83%依靠本地生產,基本可以保證煤炭資源供應的自給自足;而2012年“京津冀”地區煤炭供應則主要依靠外省調入。
(2)在煤流圖的分能源品種構成中,2012年“京津冀”地區原煤直接使用比例為21.64%,電力占比30.29%,焦炭及其制品占比29.44%,熱力占比7.96%,煤制油氣、型煤、洗選煤及其他占比10.67%。在中國2012年煤流圖的分能源品種構成中,原煤直接使用比例為33.7%,電力占比28.1 %,焦炭及其制品占比26.6%,熱力占比6.8%,煤制油氣、型煤、洗選煤及其他占比4.8%。在終端消費構成上,“京津冀”地區工業比重為89.38%,中國的工業比重為80.2%,都占到了終端消費能量消耗的絕大多數。
在煤炭轉化能源利用效率上,“京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈洗選煤、煤制品加工、煉焦三個環節的效率分別為87.77%、92.46%、90.97%,稍低于中國2012年96.16%的利用效率[56]。
結果表明,“京津冀”地區的煤炭相關產業鏈是中國煤炭相關產業鏈的比較典型的代表,優化調整“京津冀”地區的煤炭相關產業鏈對于中國煤炭相關產業鏈的發展具有代表性意義。
根據“京津冀”地區煤炭相關產業鏈的現狀,為了提高能源利用效率,減少體現能和污染物排放,可以采取以下措施改進煤炭相關產業鏈,在保證能源安全的前提下減少污染。
(1)煤化工是煤炭相關產業鏈中的關鍵環節,也是能源消耗、污染物排放的突出環節。目前,“京津冀”地區應該進一步改造煤化工產業布局,在煤焦化等領域淘汰落后產能,關停小規模企業,整合大型企業;以煤氣化推動煤制合成氨技術改造,同時積極開發利用焦爐煤氣、煤焦油等副產品。對于新建設的煤化工企業,要以更嚴格的技術指標進行要求,遵循成規模、成集群、循環利用的原則。
(2)供熱和發電是煤炭消費的主要途徑之一。目前,“京津冀”地區還有一定存量的落后鍋爐。對此,可以一方面應該加速對落后鍋爐的淘汰;另一方面要加強對鍋爐的污染處理,進行除塵、脫硫改造。對新安裝的具有一定規模的鍋爐要進行在線聯網監測,及時監督。此外,還應該積極鼓勵各地采取集中供熱方式供暖,并利用使用煤氣、天然氣的鍋爐取代小型煤炭鍋爐。

圖3 “京津冀”地區2012年煤炭相關產業鏈主要污染物排放分析

表5 煤炭轉化能源利用效率

圖5 “京津冀”地區與中國煤炭資源使用情況對比

(3)在煤炭的終端消費中,居民生活消費和其他消費的能源消耗與污染物排放也占有相當比重,需要進一步加以整治。目前,一方面可以擴大城市高污染燃料禁用范圍,在城市和城鄉結合部采取政策補償措施,推行天然氣、電力替代民用散煤,在農村推廣沼氣、風能、太陽能等清潔能源,壓縮煤炭使用范圍。另一方面,可以制定嚴格的民用煤炭的產品標準,對灰分、硫分、揮發分進行管控,對于劣質煤、高污染煤全面禁止生產和銷售。此外,對必須使用煤炭的地區還可以采取政府補貼的方式,推廣先進煤炭爐具,提高能源利用效率,降低污染排放。
(4)煤炭洗選是原煤加工的重要過程。根據目前“京津冀”地區的煤炭資源利用現狀,可以通過高精度煤炭洗選,分質分級,提高煤炭洗選加工技術水平,增強煤炭產品質量。同時,加強對《商品煤質量管理暫行辦法》的執行力度,進一步推廣潔凈型煤處理技術和高濃度水煤漿處理技術。
[1] 北京市環保局. 2015年北京市環境狀況公報[R]. 北京: 北京市環保局, 2016.
[2] 環境保護部. GB3095—2012 環境空氣質量標準[S]. 北京: 中國環境科學出版社, 2016.
[3] 河北省環保廳. 2016年河北省環境保護工作會議簡報[R]. 石家莊: 河北省環保廳, 2016.
[4] 天津市環保局. 2015年天津市環境空氣質量狀況[R]. 天津: 天津市環保局, 2016.
[5] 楊維, 趙文吉, 宮兆寧, 等. 北京城區可吸入顆粒物分布與呼吸系統疾病相關分析[J]. 環境科學, 2013, 34(1): 237-243.
[6] 方疊. 中國主要城市空氣污染對人群健康的影響研究[D]. 南京:南京大學, 2014.
[7] 李克強. 2016年國務院政府工作報告[R]. 北京: 人民大會堂,2016.
[8] 國家發展和改革委員會, 環境保護部. 京津冀協同發展生態環境保護規劃[R]. 北京: 國家發展和改革委員會, 2016.
[9] 中華人民共和國國務院. 國家環境保護“十二五”規劃[R]. 北京: 中華人民共和國國務院, 2011.
[10] 國務院. 大氣污染防治行動計劃[R]. 北京: 國務院, 2013.
[11] 國家發展和改革委員會. 中華人民共和國國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要[R]. 北京: 國家發展和改革委員會,2016.
[12] 李少聰. 低碳經濟下京津冀發展路徑研究[D]. 石家莊: 河北經濟貿易大學, 2015.
[13] 北京市環保局. 北京市2012—2013年度PM2.5來源綜合解析結果[R]. 北京: 北京市環保局, 2014.
[14] 天津市環保局. 天津市顆粒物源解析[R]. 天津: 天津市環保局,2014.
[15] 河北省環保廳. 河北11市完成PM2.5源解析[R]. 石家莊: 河北省環保廳, 2015.
[16] 孟亞東, 孫洪磊. 京津冀地區“煤改氣”發展探討[J]. 國際石油經濟, 2014(11): 84-90.
[17] HIRSCHMAN A O. The Strategy of Economic Development[M].New Haven: Yale University Press, 1958: 38-41.
[18] 龔勤林. 區域產業鏈研究[D]. 成都: 四川大學, 2004.
[19] 郁義鴻. 產業鏈類型與產業鏈效率基準[J]. 中國工業經濟,2005(11): 35-42.
[20] 全詩凡. 基于區域產業鏈視角的區域經濟一體化[D]. 天津: 南開大學, 2014.
[21] 陳朝隆, 陳烈, 金丹華. 區域產業鏈形成與演變的實證研究——以中山市小欖鎮為例[J]. 經濟地理, 2007, 27(1): 64-67.
[22] SHRESTHA R M, MARPAUNG C O P. Supply- and demand-side effects of carbon tax in the Indonesian power sector: an integrated resource planning analysis[J]. Energy policy, 1999, 27(4): 185-194.
[23] 劉強, 姜克雋, 胡秀蓮. 碳稅和能源稅情景下的中國電力清潔技術選擇[J]. 中國電力, 2006, 39(9): 19-23.
[24] ADEN N, FRIDLEY D, ZHENG N N. China’s Coal: Demand,Constraints, and Externalities[R]. Berkeley: Lawrence Berkeley National Laboratory, 2009.
[25] 濮洪九. 中國煤炭可持續開發利用及環境對策研究[M]. 北京:中國礦業大學出版社, 2010.
[26] 于飛飛. 基于煤炭供應鏈的煤流圖方法及應用研究[D]. 北京:清華大學, 2013.
[27] 趙劍峰. 低碳經濟視角下煤炭工業清潔利用分析及政策建議[J]. 煤炭學報, 2011, 36(3): 514-518.
[28] FANKHAUSER S, HEPBURN C. Designing carbon markets. Part I: carbon markets in time[J]. Energy policy, 2010, 38(8): 4363-4370.
[29] FANKHAUSER S, HEPBURN C. Designing carbon markets,Part II: carbon markets in space[J]. Energy policy, 2010, 38(8):4381-4387.
[30] 袁迎菊. 煤炭產業鏈低碳演化機理及路徑優化研究[D]. 北京:中國礦業大學, 2012.
[31] DINCER I, ROSEN M A. Energy, environment and sustainable development[J]. Applied Energy, 1999, 64(1-4): 427-440.
[32] 周志田, 楊多貴. 虛擬能——解析中國能源消費超常規增長的新視角[J]. 地球科學進展, 2006, 21(3): 320-323.
[33] 齊曄, 李惠民, 徐明. 中國進出口貿易中的隱含能估算[J]. 中國人口·資源與環境, 2008, 18(3): 69-75.
[34] 劉峰. 中國進出口貿易能源消耗問題的研究[D]. 北京: 清華大學, 2007.
[35] 公丕芹, 馮超. 中國隱含能存量測算及政策啟示[J]. 中國人口·資源與環境, 2013, 23(9): 75-81.
[36] 馬濤. 中國對外貿易中的生態要素流分析[D]. 上海: 復旦大學,2005.
[37] 孫瑋. 中國能源貿易及對外貿易中的體現能分析[D]. 天津: 南開大學, 2008.
[38] 羅思平, 王燦, 陳吉寧. 中國國際貿易中隱含能的分析[J]. 清華大學學報(自然科學版), 2010, 50(3): 477-480.
[39] 龐軍, 石媛昌, 閆玉楠, 等. 我國出口貿易隱含能及其影響因素的分解分析[J]. 經濟問題探索, 2012(3): 103-109.
[40] YOHANIS Y G, NORTON B. Life-cycle operational and embodied energy for a generic single-storey office building in the UK[J].Energy, 2002, 27(1): 77-92.
[41] COSTANZA R. Embodied energy and economic valuation[J].Science, 1980, 210(4475): 1219-1224.
[42] 張力小, 馮悅怡, 胡秋紅. 城市能源系統的體現能過程解析——以北京市為例[J]. 能源科學發展, 2013, 1(3): 22-30.
[43] KAHRL F, ROLAND-HOLST D. Energy and exports in China[J].China economic review, 2008, 19(4): 649-658.
[44] RAHIMIFARD S, SEOW Y, CHILDS T. Minimising embodied product energy to support energy efficient manufacturing[J]. CIRP annals, 2010, 59(1): 25-28.
[45] KARA S, MANMEK S, HERRMANN C. Global manufacturing and the embodied energy of products[J]. CIRP annals, 2010, 59(1): 29-32.
[46] LI H, ZHANG P D, HE C Y, et al. Evaluating the effects of embodied energy in international trade on ecological footprint in China[J]. Ecological economics, 2007, 62(1): 136-148.
[47] 劉峰. 我國貿易分散的實證研究:1980-2005年[J]. 國際貿易問題, 2007, 11:3-8.
[48] CHEN Y, PAN J H, XIE L H. Energy embodied in goods in international trade of China: Calculation and policy implications[J].Chinese journal of population resources and environment, 2011, 9(1): 16-32.
[49] LIU H T, XI Y M, REN B Q, et al. Embodied energy use in China’s infrastructure investment from 1992 to 2007: Calculation and policy implications[J]. The scientific world journal, 2012,2012: 858103.
[50] 國家統計局能源統計司. 中國能源統計年鑒2013[M]. 北京: 中國統計出版社, 2014.
[51] 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局. GB/T 2589—2008 綜合能耗計算通則[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008.
[52] 國家統計局工交司. 能源統計知識手冊國家統計局[M]. 北京:中國統計出版社, 2006.
[53] 楊勇平, 楊志平, 徐鋼, 等. 中國火力發電能耗狀況及展望[J].中國電機工程學報, 2013, 33(23): 1-11.
[54] 中華人民共和國國家統計局. 中國統計年鑒2013[M]. 北京: 中國統計出版社, 2013.
[55] 《中國電力年鑒》編輯委員會. 中國電力年鑒2013[M]. 北京:中國電力出版社, 2013.
[56] 胡秀蓮. 中國2012年能流圖和煤流圖編制及能源系統效率研究[R]. 格朗: 世界自然基金會, 2014.
[57] Lawrence Livermore National Laboratory. Energy flow charts[EB/OL]. (2008-07-31). https://flowcharts. llnl. gov/commodities/energy (2018-03-01)
[58] JIANG M M, CHEN B, ZHOU S Y. Embodied energy account of Chinese economy 2002——2010 international workshop from the international congress on environmental modeling and software(iEMSs2010)[J]. Procedia environmental sciences, 2011, 5: 184-198.
[59] European Environment Agency (EEA). EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook[R]. Luxembourg: European Union,2013.