中國污染物排放峰值的分析與預(yù)測

發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗表明，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期，隨著人均收入水平的提高，環(huán)境污染程度逐漸加劇。而當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定水平并越過某一階段后，環(huán)境污染減緩，環(huán)境質(zhì)量逐漸改善。這種經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境質(zhì)量間的“倒U型”軌跡即環(huán)境庫茲涅茨曲線。一般來說，進(jìn)入工業(yè)化后期或后工業(yè)經(jīng)濟(jì)時期，一個國家或地區(qū)的主要大氣和水污染物排放與收入水平都會呈現(xiàn)出這種規(guī)律性的關(guān)系。

隨著中國環(huán)境污染治理政策強(qiáng)勢推進(jìn)，經(jīng)濟(jì)增長逐漸進(jìn)入高速向中高速轉(zhuǎn)換的新常態(tài)，主要污染物排放也日益呈現(xiàn)出一些新的特征和趨勢。環(huán)境保護(hù)部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心課題組基于環(huán)境庫茲涅茨曲線這一理論工具，立足中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)性差別、城鎮(zhèn)化與工業(yè)化進(jìn)程的實際，依據(jù)環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù)和國際經(jīng)驗事實判斷中國是否到達(dá)環(huán)境庫茲涅茨曲線的拐點，是否具備跨越拐點的現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)條件，分析中國經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量的當(dāng)前形勢和共贏機(jī)會。

中國經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染趨勢

經(jīng)濟(jì)增長速度放緩和實際工業(yè)增加值增量占GDP增量比重的下降趨勢為實現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)提供了有利條件。如果“十三五”時期年均經(jīng)濟(jì)增長速度為6.5%，經(jīng)濟(jì)增長帶來增量的環(huán)境壓力將與“十二五”時期相當(dāng)或略低一些。

大氣環(huán)境主要污染物中的二氧化硫、煙粉塵和氮氧化物排放仍以工業(yè)源為主，但是氮氧化物排放的機(jī)動車源比重逐漸上升，從2011年的26.5%上升到2014年的30.2%。水環(huán)境主要污染物化學(xué)需氧量和氨氮排放的生活源比重逐漸上升，2014年分別達(dá)到73.5%和85.6%。

主要污染物排放總體呈現(xiàn)由東部向中西部地區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢。以二氧化硫和化學(xué)需氧量排放為例，1998年~2013年，中西部地區(qū)占全國的比重分別上升了5.3和5.2個百分點。

主要污染物和能源消費與經(jīng)濟(jì)增長的脫鉤趨勢在2007年后開始加快，但是污染物排放總體仍處高位。

基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)的中國環(huán)境庫茲涅茨曲線判斷

基于數(shù)據(jù)可得性的考慮，課題組主要對二氧化硫、煙粉塵、氮氧化物、化學(xué)需氧量和氨氮五大類污染物通過回歸的方法進(jìn)行環(huán)境庫茲涅茨曲線的擬合。其他污染物如揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）、可吸入顆粒物（PM10）、細(xì)顆粒物（PM2.5）、總氮、總磷、石油類和揮發(fā)酚污染物主要根據(jù)現(xiàn)有的研究和數(shù)據(jù)進(jìn)行定性的判斷，同時補(bǔ)充污染物排放機(jī)動車源和農(nóng)業(yè)源的分析。主要結(jié)論如下：

一、主要傳統(tǒng)大氣污染物和水污染物均在2013年前相繼進(jìn)入峰值。擬合結(jié)果表明，人均二氧化硫、氮氧化物、化學(xué)需氧量和氨氮排放分別在2011年、2010年、2012年和2009年達(dá)到峰值。而煙粉塵和PM10排放峰值的到達(dá)時間相對較早。人均煙粉塵排放擬合結(jié)果表明，其自1998年以來一直隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的波動呈現(xiàn)下降趨勢。中國環(huán)保重點城市的PM10濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，其自20世紀(jì)90年代以來呈現(xiàn)下降趨勢。農(nóng)用化肥施用量和農(nóng)藥使用量的增長趨勢自2007年以來大幅放緩，兩者在2014年和2013年的增長率僅有0.23%和1.42%，已經(jīng)到達(dá)或臨近峰值，這也為傳統(tǒng)水污染物到達(dá)峰值提供了事實來源的佐證。

二、揮發(fā)性有機(jī)物、細(xì)顆粒物及其它污染物排放仍處于上升階段。以揮發(fā)性有機(jī)物、細(xì)顆粒物為代表的新型大氣污染物和以總磷、石油類為代表的水污染物排放仍處于上升階段。根據(jù)盧亞靈等和劉昌新等的預(yù)測和估算，2015年~2020年，揮發(fā)性有機(jī)物仍會呈現(xiàn)上升趨勢。在嚴(yán)格控制的情形下，其峰值有望在“十三五”期間到達(dá)。PM2.5的下降很大程度上依賴于其他污染物如SO2、NOX和VOCs等形成二次PM2.5的前體物的下降。這些污染物峰值的到達(dá)，也就意味著PM2.5臨近或到達(dá)峰值。根據(jù)張楚瑩等的研究，2015年~2020年P(guān)M2.5排放仍會呈現(xiàn)緩慢上升趨勢。嚴(yán)格控制情形下，峰值有望在2020年前到達(dá)。相關(guān)研究也表明，來自機(jī)動車源的CO、HC、NOX、各種粒徑顆粒物排放在綜合考慮能源結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)提高的情形下，增長趨勢將大幅放緩。同時，工業(yè)源的削減也將逐漸抵消其對大氣環(huán)境質(zhì)量的影響。在水污染物中，人均總磷和石油類水污染物排放呈現(xiàn)出隨著人均GDP增長而上升的趨勢，而人均總氮和揮發(fā)酚排放則呈現(xiàn)下降的趨勢。

三、環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點的跨越呈現(xiàn)地區(qū)性的梯度差異，環(huán)境形勢整體處于不均衡發(fā)展階段。一些地區(qū)環(huán)境質(zhì)量逐漸改善，一些地區(qū)則處于環(huán)境質(zhì)量惡化階段?？傮w來看，大部分東部省份已經(jīng)越過環(huán)境庫茲涅茨曲線的拐點，多數(shù)中部省份處于環(huán)境庫茲涅茨曲線的峰值階段，而西部省份大都位于環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點的左端，處于經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境質(zhì)量惡化的矛盾階段。

四、當(dāng)前正處于主要污染物排放的高峰平臺期，離環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)好仍有一段距離。將各類污染物疊加考慮，如果環(huán)境政策措施實施得力，傳統(tǒng)污染物下降趨勢加快，新型污染物的增長趨勢大幅放緩，主要污染物疊加峰值有望在“十三五”中期到達(dá)。這樣從“十二五”中前期到“十三五”中期是主要污染物排放疊加的高峰平臺期，處于傳統(tǒng)和新型污染物此消彼長的相持階段。同時，東部省份雖已經(jīng)越過拐點，但大都離峰值較近，還未進(jìn)入污染物排放快速下降通道。隨著中西部地區(qū)省份逐漸接近峰值，從現(xiàn)在到“十三五”中期依然是中國環(huán)境質(zhì)量惡化的最高階段，離環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)好仍有一段距離。

基于國際經(jīng)驗事實的中國環(huán)境庫茲涅茨曲線判斷

課題組進(jìn)一步基于污染物排放驅(qū)動因素框架，總結(jié)美國、日本和韓國環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點的基本特征，參照這些國際經(jīng)驗判斷中國當(dāng)前是否具備到達(dá)污染物排放拐點的經(jīng)濟(jì)特征?；跀?shù)據(jù)的可得性，主要以美國、日本和韓國二氧化硫和氮氧化物排放趨勢為依據(jù)進(jìn)行拐點特征的經(jīng)驗總結(jié)。基本結(jié)論如下：

一是主要污染物排放會持續(xù)大約10年左右的高峰平臺期。一方面，某一污染物可能會經(jīng)過一段時間的峰值期才呈現(xiàn)快速下降趨勢。二氧化硫排放的峰值期，美國是3年，韓國是6年。氮氧化物的峰值期，美國是9年，韓國是兩年。另一方面，不同污染物峰值次序出現(xiàn)導(dǎo)致污染物疊加峰值持續(xù)較長時間。以二氧化硫和氮氧化物排放為例，通常二氧化硫的拐點到達(dá)時間較早，氮氧化物的拐點到達(dá)時間較晚。兩者間隔時間分別是美國8年、日本4年、韓國12年。

二是污染物排放、環(huán)境質(zhì)量改善和能源消費峰值三者的拐點一般先后次序到達(dá)。根據(jù)發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗，污染物排放峰值最先出現(xiàn)，隨后環(huán)境質(zhì)量開始好轉(zhuǎn)，最后才達(dá)到能源峰值。對于能源消費拐點，美國、日本分別在2007年、2004年達(dá)到頂峰，分別相對于二氧化硫排放拐點滯后34年、37年。韓國尚未到達(dá)峰值，已經(jīng)滯后于二氧化硫排放拐點24年。以污染物排放總量減少30%和40%分別作為環(huán)境質(zhì)量轉(zhuǎn)好的拐點來判斷，美國和韓國二氧化硫排放減少30%分別用了14年和8年。而氮氧化物排放減少30%，美國和韓國分別用了26年和8年。

三是拐點發(fā)生時，經(jīng)濟(jì)一般呈現(xiàn)出驅(qū)動污染物減量化排放的特征。根據(jù)國際經(jīng)驗，拐點發(fā)生時通常具有以下經(jīng)濟(jì)特征：（1）處于經(jīng)濟(jì)增長速度由快轉(zhuǎn)慢的過渡期。以二氧化硫拐點為例，美國、日本和韓國拐點前10年的年均增長率分別為5.2%、9.8%和10%，拐點后10年的年均增長率分別為2.3%、5.6%和6.3%。（2）污染物排放峰值通常發(fā)生在工業(yè)增加值比重峰值之后。在二氧化硫排放拐點處，美、日、韓的工業(yè)增加值占GDP比重分別為25.6%、42.4%和38.2%。（3）城鎮(zhèn)化進(jìn)程進(jìn)入緩慢階段。二氧化硫排放拐點處，美國、日本和韓國的城鎮(zhèn)化率分別為73.6%、67.9%、75.8%。（4）化石能源比重呈現(xiàn)快速下降趨勢。在二氧化硫和氮氧化物排放拐點處，美國、日本和韓國的化石能源比重均處在90%~95%之間。拐點之后，化石能源比重的下降趨勢加快。（5）通常伴隨著標(biāo)志性環(huán)境政策的出臺。如1970年美國的《空氣清潔法案》、1968年日本的《大氣污染防止法》、1990年韓國的《環(huán)境政策基本法》。

四是中國基本具備了環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點發(fā)生的經(jīng)濟(jì)特征。通過將中國當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)特征與國際經(jīng)驗進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)除了城鎮(zhèn)化水平之外，其他經(jīng)濟(jì)特征中國均已呈現(xiàn)（見表1）。城鎮(zhèn)化水平的滯后可能會導(dǎo)致中國環(huán)境庫茲涅茨曲線拐點的扁平化和波動性。

綜合結(jié)論

基于統(tǒng)計數(shù)據(jù)和國際經(jīng)驗比較分析結(jié)論，分別從污染物層面、整體層面和地區(qū)層面對中國環(huán)境庫茲涅茨曲線跨越進(jìn)行綜合判斷如下。

一、分污染物判斷

在大氣污染物方面，根據(jù)數(shù)據(jù)擬合，人均二氧化硫排放在2011年達(dá)到峰值。隨著工業(yè)增加值比重到達(dá)峰值，其主要來源的火電和鋼鐵行業(yè)產(chǎn)量增長趨緩和到達(dá)峰值，二氧化硫排放已經(jīng)進(jìn)入持續(xù)下降通道，且趨勢愈加明顯。數(shù)據(jù)擬合結(jié)果表明人均氮氧化物在2010年達(dá)到頂峰，但下降趨勢緩慢?？紤]到機(jī)動車源氮氧化物排放比重和排放量的上升趨勢以及經(jīng)濟(jì)增長波動的影響，其很可能在“十三五”期間呈現(xiàn)短期的反復(fù)或表現(xiàn)出震蕩式的緩慢下降趨勢。煙粉塵和PM10的排放一直呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，中西部地區(qū)逐漸進(jìn)入快速下降通道。PM2.5和揮發(fā)性有機(jī)物目前仍然呈現(xiàn)緩慢上升趨勢，尚未到達(dá)拐點。考慮到這些污染物正逐步納入環(huán)境監(jiān)管目標(biāo)，治理力度不斷增強(qiáng)，這些污染物可能在“十三五”時期進(jìn)入峰值平臺期。

在水污染排放物方面，統(tǒng)計數(shù)據(jù)擬合結(jié)果顯示，人均化學(xué)需氧量和氨氮排放的峰值分別于2012年和2009年到達(dá)，但是總氮、總磷、石油類和揮發(fā)酚這4類污染物的排放并未呈現(xiàn)出與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“倒U”關(guān)系，其中總磷、石油類污染物的排放呈現(xiàn)出上升趨勢?？紤]到城鎮(zhèn)化過程中城鎮(zhèn)生活污染排放比重的上升以及農(nóng)業(yè)源的污染物排放逐漸到達(dá)峰值，這些污染物可能在“十三五”期間進(jìn)入峰值平臺期。

二、整體判斷

綜合判斷，大氣和水污染物中傳統(tǒng)污染物的峰值已經(jīng)到達(dá)，約在“十二五”的中前期，但是下降趨勢總體依然緩慢。VOC、PM2.5等污染物排放的峰值平臺期可能將陸續(xù)在“十三五”時期到達(dá)。當(dāng)前正處于新型污染物和傳統(tǒng)污染物疊加的高峰平臺期，且這一特征將一直持續(xù)到“十三五”的中后期。在此期間主要具有如下特征：一是污染物排放的減量因素和增量因素并存，新舊污染物及其不同污染源的排放上升和下降趨勢交織。且污染物減排受到來自于經(jīng)濟(jì)增長狀況和環(huán)境政策嚴(yán)格型與持續(xù)性的不確定影響較大，可能導(dǎo)致環(huán)境污染的拐點呈現(xiàn)高位震蕩的特征。二是從中國的實際情況來看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的污染減排效應(yīng)初現(xiàn)，環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)的權(quán)重逐漸增大。但是受城鎮(zhèn)化進(jìn)程滯后的影響，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的污染物減排效應(yīng)不會太大。污染物排放處于拐點峰值的時間可能相對較長，與環(huán)境質(zhì)量全面改善還有較大的距離。

三、分地區(qū)判斷

環(huán)境庫茲涅茨曲線的跨越在中國各地區(qū)的時間點并不一致?？偟膩碚f，東部地區(qū)的傳統(tǒng)污染物排放已經(jīng)達(dá)到和越過峰值，但是目前環(huán)境質(zhì)量的改善仍然比較緩慢，一些新型的污染物正在逐漸接近峰值。中部地區(qū)目前正處于環(huán)境庫茲涅茨曲線的峰值階段，環(huán)境質(zhì)量處于最差的時期。隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)一步推進(jìn)，一些新型污染物排放處于上升態(tài)勢，面臨傳統(tǒng)污染物與新型污染物疊加的趨勢，其處于頂峰的時間可能相對較長。西部地區(qū)總體仍然處于環(huán)境庫茲涅茨曲線爬升階段，工業(yè)化進(jìn)程中的污染物排放仍是其未來環(huán)境壓力的主要來源，其對峰值的攀爬將持續(xù)到“十三五”中后期。（據(jù)中國環(huán)境報 作者 王勇 環(huán)境保護(hù)部環(huán)境與經(jīng)濟(jì)政策研究中心）