中國大氣污染防治技術推廣效果評價
——基于PSR 評價模型

李重陽，江 磊，劉兆香，王 京

（1.北京市環境保護科學研究院，北京 100037；2.生態環境部對外合作與交流中心,北京 100035）

1 研究背景

近年來，中國大氣污染問題突出，備受關注。隨著國務院印發的《大氣污染防治行動計劃》的實施，“清潔空氣行動計劃”“藍天保衛戰”“污染防治攻堅戰”等大氣污染治理行動強勢開啟并層層推進，致使大氣治理技術市場需求激增，極大地刺激了國內大氣污染防治技術的研發與推廣應用。多年來，中國高度重視大氣污染防治技術推廣并作出巨大投入，相關技術推廣效果評價需求日漸凸顯。

目前國內已有學者開始了大氣污染治理政策評估、治理效果評價、績效審計評價方面的研究，但在技術推廣評估方面研究較少。在環境評價體系的研究上，果佳等［1］構建了北京市大氣污染治理評估體系；吳騰飛［2］、胡耘通等［3］利用“壓力-狀態-響應”（PSR）模型建立大氣污染治理績效審計評價體系；吳玲等［4-5］開展了環保技術推廣績效評價研究；劉平等［6］建立了大氣污染防治技術產業化潛力評價指標體系。總體而言，國內在量化評價大氣污染防治技術推廣效果上尚屬空白，對技術推廣效果的評述也停留在定性描述階段，難以客觀、清晰評價技術推廣效果并找出影響技術推廣的主要因子。

因此，本研究基于PSR 模型原理構建了大氣污染防治技術推廣效果評價體系，評估2005—2017 年來中國大氣污染防治技術推廣效果，并采用灰色關聯度法分析影響技術推廣的主要因子，為客觀、量化評價中國大氣污染防治技術推廣效果提供技術方法參考，以及為科學提出促進技術推廣政策建議提供依據。

2 評價指標體系構建

2.1 PSR 模型框架

根據PSR 模型的一般原理，大氣污染防治技術推廣效果評價指標體系包括壓力、狀態、響應3 個子系統。其中，壓力系統反映人的活動和大氣污染程度對大氣污染防治技術推廣的作用，包括經濟發展狀況、人口增長速度、大氣污染程度、市場需求、公眾健康需求等；狀態系統反映技術推廣水平，包括市場成交情況、產品產量等；響應系統反映促進技術推廣采取的措施，包括國家、企業、個人行為。三者的作用機理如圖1 所示。

圖1 PSR 評價模型作用機理

2.2 評價指標設置

大氣污染防治技術推廣效果評價指標體系應包含影響技術推廣效果的多種指標，雖然不可能涵蓋所有的相關指標，但必須能反映當前社會經濟中大氣污染現狀、治理技術需求等重要因素。指標設置主要遵循以下原則：（1）層次清晰，指標既能客觀反映市場需求和技術水平，又要避免相互重疊；（2）簡易可行，指標設計要簡繁適中，有明確的釋義且數據可獲取。由于目前統計數據尚未有大氣分項類統計數據，鑒于數據可得性問題，不得不選取相近指標替代或舍棄部分指標。構建大氣污染防治技術推廣效果評價指標體系如表1 所示。

2.2.1 壓力系統

（1）社會經濟發展壓力。胥彥玲等［7-9］研究指出，大氣污染防治技術的研發和應用與經濟社會發展水平密切相關，因此壓力系統應考慮社會經濟發展對技術推廣的作用。選取人均地區生產總值（GDP）增長率、單位GDP 能耗、產業結構變更3 個指標來表征。

（2）市場需求壓力。技術的市場需求直接決定技術推廣的效果。選取治理廢氣項目完成投資增長率、排放標準提升來反映市場對技術的需求度。

（3）大氣污染壓力。解決大氣污染問題是大氣污染防治技術得以推廣的原動力，污染防控程度越高，對技術推廣促進效果越明顯。鑒于數據的連續性和可獲取性，選取SO2排放量、氮氧化物排放量兩個指標來表征。

（4）公眾健康需求壓力。公眾健康需求是影響大氣污染防治技術推廣的間接因素。選取城市呼吸系統疾病粗死亡率、公眾對良好大氣環境的需求兩個指標來表征。

2.2.2 狀態系統

狀態子系統主要反映大氣污染防治技術水平，通過大氣污染防治設備產量、技術市場成交額兩個指標來體現。

2.2.3 響應系統

響應子系統從國家、企業、個人行為3 個層次考慮。國家層面的響應包括財政投入、能源政策和政策的引導作用，選取環境污染治理投資占GDP 比重、煤炭在能源結構中占比、工業污染源治理投資額、第三產業占比和政策引導等指標體現。企業和個人層面的響應分別以科技交流和推廣服務業在崗職工平均工資、科學研究與技術開發機構R&D 人員兩個指標來體現。

表1 大氣污染防治技術推廣效果PSR 評價體系

3 評價方法

3.1 指標標準化

本研究的數據來源于中國國家統計網的公開數據、國家統計年鑒；部分無具體數值但又不可缺少的指標采用專家打分法，由專家按2005—2017 年時間序列進行打分。各評價指標數據由于性質不同，量綱各異，為保證研究結果的可比性，采用極值標準化法對各指標數據進行標準化，指標數據按照比例縮放，消除量綱的影響。標準化公式如下：

式（1）（2）中：xi代表第i個指標的數值；i代表指標層指標；max(xi)、min（xi）分別為評價指標最大值和最小值。

3.2 指標權重確定

借鑒杜棟［10］和郭金玉等［11］的做法，運用層次分析法，通過對復雜決策問題的本質、影響因素及其內在關系等進行深入分析之后，構建一個層次結構模型，然后利用較少的定量信息，把決策的思維過程數學化，從而為求解多目標、多準則或無結構特性的復雜決策問題提供一種簡便的決策方法。大氣污染防治技術推廣效果評價體系具有多層次性和多因素性，應用層次分析法可以較好地對評價因子進行權重的計算，因此本研究采用層次分析法進行權重賦值（見表1），具體計算步驟如下：

（1）構造判斷矩陣（B），求解權向量。對指標層中各個因素的相對重要程度進行逐對比較和量化打分，采用1～9 標度及其倒數的標度方法構造兩兩比較的判斷矩陣。

（2）計算特征向量。采用規范列平均法（和積法），求出最大特征值所對應的特征向量。計算每一列規范化特征向量，公式如下：

式（3）中：bij代表指標i相對指標j的重要性數值；i、j代表指標層指標。

求規范列的行平均值，公式如下：

則向量W=（w1，w2，，wn）T是所求的特征向量。計算判斷矩陣B的最大特征值，公式如下：

式（5）中：(BW)i為向量BW 中的第i個元素。

（3）一致性檢驗。根據一致性比率CR，對判斷矩陣進行一致性檢驗，公式如下：

當隨機一致性比率為CR=CI/RI＜0.10 時，通過檢驗。

3.3 技術推廣效果綜合指數

為科學地綜合評價中國大氣污染防治技術推廣效果，基于大氣污染防治技術推廣效果PSR 評價體系，引入大氣污染防治技術推廣效果綜合指數（以下簡稱“綜合指數”）TE，進行多指標綜合評價。方式如下：

式（7）中：Xi為第i個指標的標準化值；Wi為第i個指標的權重值。

按照綜合指數分值高低，將技術推廣效果分為良好、一般、較差3 個等級（見表2）。將各指標的2005—2017 年數據計算結果從大到小分別單獨排序，將排序相同的18 個指標的計算結果加和，形成由大到小的數值序列，各子系統中計算結果排名以指標30%樣本數對應的加和數值作為“良好”標準的界值，即0.69；70%樣本數對應的各指標加和數值作為“一般”標準的界值，即0.23。

表2 綜合指數分級標準

3.4 指標關聯度分析

灰色關聯度法以各因素的樣本數據為依據，用灰色關聯度來描述因素間關系的強弱、大小和次序［12］。此方法的優點在于思路明晰，可以在很大程度上減少由于信息不對稱帶來的損失，并且對數據要求較低。因此本研究采用灰色關聯度法開展指標關聯度分析，探究各指標對綜合指數的影響程度。對無綱量化的矩陣進行進一步處理，得到關聯系數如下：

各指標關聯度r計算如下：

式（9）中：m為評價指標i的樣本數。

4 評價結果分析

4.1 綜合指數分析

2005—2017 年的綜合指數情況如圖2 所示。從整體變化趨勢來看，綜合指數呈現了快速增長趨勢，說明大氣污染防治技術推廣效果整體態勢良好。綜合指數變化趨勢以2014 年為界限，可分為兩個階段：第一階段為2005—2014 年的快速增長階段，綜合指數值從2005 年的0.13 快速增長至2014 年的0.69 達到峰值；第二階段為2015—2017 年的下滑階段，綜合指數值略下降至2017 年的0.62。

圖2 中國大氣污染防治技術推廣效果綜合指數發展趨勢

其中在第一階段，綜合指數快速、持續攀升，大氣污染防治技術推廣效果日漸勢好，主要是受國家強勢推行的大氣污染防治政策的推動。在中國，大氣污染防治行業是政策依賴性行業，技術推廣效果受當時政策環境和政府引導的影響較大。起初為解決酸雨問題，中國先后發布《兩控區酸雨和二氧化硫污染防治“十五”計劃》（2002 年）、《排污費征收使用管理條例》（2003 年），奠定了對SO2全面治理的環保政策基礎，有效推動了脫硫技術的推廣應用。隨后，2011 年國家關于火電廠氮氧化物排放標準的出臺，促使脫硝行業呈現爆發式發展，以火電廠為首的高污染企業被強制要求進行脫硫設施改裝，繼脫硫之后，脫硝技術推廣應用大力推進。2012 年的PM2.5 事件引發民眾對細顆粒物（PM2.5）的關注。2013 年中國發布《大氣污染防治行動計劃》，實施“清潔空氣行動計劃”，發布《揮發性有機物（VOCs）污染防治技術政策》，實施多污染物協同減排，開始了新一輪大氣污染防治技術的研發與推廣應用。為改善空氣質量，滿足人們對良好環境的需求，全國各地出臺相關政策，加大對大氣污染治理投資，大力推進大氣污染防治裝備的生產和應用，激活了大氣污染防治技術市場。

在第二階段，綜合指數趨于平穩且略有下滑。2014 年以后，由于大氣污染物排放大幅削減，中國的大氣環境質量逐漸趨好，大氣污染防治技術需求的迫切度略有降低，技術推廣壓力減小，這是第二階段綜合指數略有下降的原因。但在這一階段，大氣污染防治技術推廣效果也遠高于2005 年的水平且趨于平穩狀態，2017 年的綜合指數值是2005 年的4.8倍。可見，中國大氣污染防治技術推廣效果整體較好。

綜合指數值在2008 年以前處于0.23 以下，處于較差的狀態，當時中國大氣污染防治技術市場尚處于行業萌芽期；2008 年以后綜合指數值維持在一般水平以上，大氣污染防治技術相關行業進入了快速發展的階段，并在2014 年達到較好水平，后略有下滑到一般水平，整體尚未進入較好水平。說明中國大氣污染防治技術推廣工作仍然任重道遠，需要采取有效和有針對性的舉措來大力推進。

4.2 子系統指數分析

如圖3 所示，壓力子系統指數值在2005—2013年呈現明顯的上升趨勢，尤其是2009—2013 年的指數值增長幅度大，反映出中國大氣污染防治技術需求的迫切性。自2014 年開始，壓力指數開始降低，主要是由于SO2、氮氧化物等污染物的排放量大幅降低，大氣環境質量改善明顯，大氣污染防治技術推廣的外在強制性刺激作用在減弱，壓力因素影響作用開始降低。2005—2015 年之間，壓力指數在3 種指數中占據主導位置，這一階段中國大氣污染防治技術推廣效果主要受壓力因素影響，壓力因素是促進技術推廣的主動力。2011—2015 年，中國大氣污染防治技術推廣處于一個高壓時段，其中2013 年城市呼吸系統疾病死亡率達到2005 年以來最高，受當時國家大氣治理需求的影響，尤其是對PM2.5 的硬性治理要求，大氣污染防治技術研發與產業化應用迎來了紅利期，技術市場活躍，技術推廣效果好。

狀態、響應子系統指數值均呈現平穩上升的態勢，反映出中國大氣污染防治技術推廣效果逐年趨好。2015 年以后，壓力因素不再占據主導位置，狀態和響應指數值也趨于平穩，響應政策的實施逐漸成為影響技術推廣效果的主要因素，結束了以壓力為技術推廣主動力的階段，技術推廣進入了良性、平穩發展的階段。

圖3 中國大氣污染防治技術推廣效果PSR 評價子系統指數發展趨勢

4.3 指標關聯度分析

以2005—2017 年間各指標數值作為參考序列，以其對應的綜合指數作為目標序列，采用灰色關聯度法計算得到18 個評價指標與綜合指數的關聯度（見圖4），進而分析影響中國大氣污染防治技術推廣的主要因素。從圖4 可見，首先，與綜合指數關聯性最大的3 個指標依次為技術市場成交額、政策引導、科學研究與技術開發機構R&D 人員，關聯度均在0.95 以上，其中技術市場成交額關聯度最高。技術推廣效果實際是市場選擇行為，市場需求是調節技術產業化應用的有力杠桿，大氣污染治理技術市場需求的增減最直接地刺激技術的研發革新與推廣應用程度，因此對技術推廣效果起到決定性作用。

其次，大氣環境治理政策對技術推廣效果的影響也是立竿見影的。在中國，大氣污染治理推進進程的政策依賴性較強，如脫硫脫硝技術的快速推廣應用就與國家出臺大氣污染物強制減排政策高度關聯，反映到具體數據上，則為綜合指數值隨之較為靈敏地增加。其他外在因素的壓力驅動，如環境質量的改善需求、呼吸系統疾病發病率升高等，都體現在國家通過發布相關應對政策和技術導引來促進大氣污染治理技術的研發與應用。例如，當大氣環境污染導致呼吸系統疾病帶來的死亡明顯增加時，政府就會感到巨大的壓力，從而出臺相關政策及具體措施推進改善大氣環境質量，緩解大氣環境污染；相應的，受政策的驅動，大氣污染防治技術的推廣就遇到紅利期，推廣工作力度加大，反映到具體數據上則為綜合指數值隨之較為靈敏地增加。

再次，科學研究與技術開發機構R&D 人員數量對技術推廣效果的影響程度也較高。技術推廣不是“無源之水”，產業化應用首先要有適應市場需求的先進技術，因此科技研發人才投入的重要性不言而喻。科研人員數量的增加能夠推動技術的革新，提高產品性能，增加產品的市場適應性，勢必能提高技術的市場份額，進而提升技術推廣效果。

圖4 2005—2017 年中國大氣污染防治技術推廣效果評價指標與綜合指數關聯度

5 結論與建議

5.1 結論

（1）本研究從PSR 模型的作用機制出發，構建了大氣污染防治技術推廣效果評價指標體系。其中，壓力系統包括社會經濟發展、市場需求、大氣污染程度、公眾健康需求4 個方面；狀態系統包括技術推廣水平；響應系統包括國家層面、企業層面、個人層面3 個方面。評價系統的指標層包含了18 個評價指標。采用層次分析法對指標進行權重賦值，為量化評估中國大氣污染防治技術推廣效果提供技術方法。

（2）2005—2017 年中國大氣污染防治技術推廣效果綜合指數值呈現快速增長，以2014 年為界可分為快速增長和略有下降兩個階段：2005—2008 年技術推廣效果較差；2008—2014 年間，除2014 年技術推廣效果到達良好水平，其他年份處于一般水平。中國大氣污染防治技術推廣仍任重道遠。

（3）與大氣污染防治技術推廣效果綜合指數關聯性最大的3 個指標，依次為技術市場成交額、政策引導、科學研究與技術開發機構R&D 人員，關聯度均在0.95 以上，是影響技術推廣效果最主要的因素。

5.2 建議

（1）加強政府政策引導，促進技術市場發展。為促進中國大氣污染防治技術的推廣應用，應加大市場對大氣污染防治技術推廣的調節作用，以大氣環境質量改善為目標提出大氣環保政策導引，刺激相關技術市場發展。目前我國大氣污染防治技術推廣市場相對混亂，眾多的治理技術難以篩選，如VOCs、污泥處置等環保技術還處于“優不勝劣不汰”的狀態，市場交易不規范。國家及地方應制定環保技術市場交易規范細則，規范技術市場。

（2）培育技術研發與推廣人才。鼓勵地方借助高校及科研院所的力量，制定有針對性的、具有特色的人才引入計劃，培育一批大氣污染防治技術的研發人員，提升大氣污染防治技術的創新能力和科技研發水平。科研機構和企業之間，可以通過聯合培養、定向培養、相互培訓的方式，培養一批能夠貫通科研、商業或法學的綜合人才，組建技術推廣的專業團隊；或通過相互派駐人員的形式培育復合型人才，加強技術研發和技術市場之間的關聯性，避免技術研發與應用的脫節。