城市固体废物产生量与经济增长脱钩关系的实证研究——以北京市为例

高晓龙，宗 刚，戴 嵘

（1.北京工业大学循环经济研究院，北京 100124；2.北京工业大学经济与管理学院，北京 100124；3.上海财经大学财经研究所，上海 200433）

近年来，随着经济的增长和城市化进程的推进，城市固体废物出现了较快增长，粗略估计，我国城市固体废物产生量从2003年的1.485 7×108t增长到2011年的1.639 5×108t[1]。相应地，其管理问题也就给城市的发展带来了新的挑战。一方面，城市固体废物的处理需要拨付上亿资金，消耗化石能源，另一方面，在其处理过程（填埋、堆肥、焚烧等）中，还将产生新的污染排放物，如温室气体、渗沥液、二恶英等，从而对环境造成二次污染。因此，研究城市固体废物产生量与经济增长的关系，对其状态进行评价显得尤为紧迫。

目前国内外普遍采用环境库兹涅茨假说、脱钩理论分析资源环境与经济增长之间的关系，对二氧化硫、悬浮颗粒物、氨氮、废水、氮氧化物、碳排放量等[2-6]与经济的关系研究的较多，对城市固体废物与经济增长关系的讨论很多只是依附于其他研究，所以进行单独的研究对于城市固体废物管理有必要。况且脱钩分析较之环境库兹涅茨假说可以更为细致地反映MSW-经济增长之间的具体状态（强弱正负），故在对北京MSW展开研究的方法上选择脱钩理论，对北京市1979—2011年MSW产生量与经济增长之间的状态进行评价，并对结果进行分析，真正对现状有清醒认识。

1 北京市城市固体废物的现状

北京市，作为中国的政治与文化中心，位于华北平原西北边缘，占地1.68×104km2，2011年人口增速较往年有所减缓，为2.9%，常住人口却已达到2018.6万人，突破2 000万人关口[1]。如图1所示，在常住人口增长的同时，北京市固体废物产生量也处于快速增长阶段，可将1978—2011年分为3个阶段：1978—1995年，北京市常住人口和城市固体废物产生量增长不显著，平均每年新增22.33万人，固体废物总量每年较往年增加2.216×105t；1995—2000年，每年新增人口在10万人左右，2000年因实施垃圾分类收集，虽然突增106.40万人，但固体废物增长减缓，2.956×106t的产生量仅仅是1999年的一半多；2001—2011年，北京市常住人口呈指数增长，2011年常住人口突破2 000万人；城市固体废物先是呈指数增长，后总量下滑[1]。这与北京市较快的经济增长关系显著，更是由于经济的高速发展，创造更多的就业机会，吸引着更多的外来人口，尤其是20世纪90年代以来，北京市每年保持10%以上的增长速度，使北京成为仅次于上海的第二大城市。面对如此严峻的人口和城市固体废物增长形势，对北京市城市固体废物产生量与经济增长的关系进行研究显得尤为必要。

图1 1978—2011年北京城市固体废物产生量和常住人口总量

2 脱钩理论的评价方法

2.1 脱钩的概念

脱钩（Decoupling）理论被广泛用于学术领域，在不同的学科被赋予了不同的含义。经济合作与发展组织（OECD）最早对脱钩进行了定义，OECD的报告《Indicators to Measure Decoupling of Environmental Press for Economic Growth》把脱钩定义为经济增长与环境冲击耦合（Coupling）关系的破裂，并把脱钩分为绝对脱钩(Absolute Decoupling)和相对脱钩(Relative Decoupling)。绝对脱钩是指在经济发展的同时与之相关的环境压力保持稳定或下降的现象，而相对脱钩则定义为经济增长率和环境压力的变化率都为正值，但环境变量的变化率小于经济增长率的情形[7]。

不同的研究所采用的脱钩评价方法有所区别，各类有关环境压力和资源消耗的指标被应用到脱钩分析中，况且目前还没有一个统一的指标体系。根据脱钩理论的定义和指标分类，可分为：两分法，即简单分为脱钩和未脱钩；三分法，将脱钩细分为绝对脱钩和相对脱钩；六分法，引入复钩概念，划分为强脱钩、弱脱钩、衰退性脱钩、强负脱钩、弱负脱钩和扩张性负脱钩；八分法，在六分法的基础上提出了扩张性耦合和衰退性耦合[8]。目前，具体的评估方法有8种：变化量综合分析法[9]、脱钩指数法[6-7,10]、弹性分析法[11]、基于完全分解技术的脱钩分析方法[12]、IPAT模型法[13-14]、描述统计分析法[15-16]、计量分析法[17]和差分回归系数法[18]，在综合分析的基础上，本研究采用脱钩指数法、IPAT模型方法以及弹性分析法对北京市MSW的产生量与经济增长进行分析，并对分析结果进行对比分析，以期在实践中检验理论的适用性。

2.2 脱钩评价方法

2.2.1 脱钩指数法（OECD，2002）

脱钩指数法具有广泛的影响，根据环境指标依据的“驱动力-压力-状态-影响-反馈（DPSIR）”的机理，是OECD的报告中详细阐述的方法，但概念笼统，对绝对脱钩、相对脱钩以及未脱钩没有计划划分。其规定先计算脱钩率，然后计算脱钩指数,其计算为：

式中：EP为环境压力，用城市固体废物的产生量表示；DF为为驱动因素，用北京市地区生产总值（Gross Domestic Production，GDP）表示；Ratio为脱钩率；n为报告期；0表示基期。

脱钩指数Decoupling factors，Df=1-Ratio，取值范围为(-∞，1]。当脱钩指数在(0，1]时，则认为在分析期内发生了脱钩，当脱钩指数在(-∞，0]时，则认为处于非脱钩状态[7]。指数是对单位效率的应用。

2.2.2 IPAT模型法（陆钟武，2011）

美国斯坦福大学著名人口学家埃利希（P.R.Ehrlich）教授于1971年提出关于环境冲击（I）与人口（P）、富裕度（A）和技术（T）三因素间的恒等式：I=P×A×T[19]，后被用于研究能源消耗或废物排放与GDP脱钩问题，通过I=P×A×T，转化为I=G×T，以及I=G×T×X，推导演化，得到废物排放的临界值[13]:

式中：g为地区生产总值（GDP）的变化率；tek为单位GDP城市固体废物产生量年下降率te的临界值。

tek是判断城市固体废物排放量上升、不变化或下降的判据。若tetek，则固体废物排放量必逐年下降。所以定义固体废物产生量的脱钩指数De，这里对绝对脱钩和相对脱钩状态进行了区分，表达式如下：

按De值的大小，可将固体废物产生量与GDP脱钩程度分为3个等级：绝对脱钩、相对脱钩和未脱钩，如表 1所示[13]。

表1 De值及其代表的脱钩状态

2.2.3 弹性分析法（Tapio，2005）

弹性分析法利用经济学中弹性的方法来测度脱钩程度，是Tapio研究交通与GDP脱钩的分析中提出来的测度方法[11]，在Veham等的脱钩分析判断准则进行改进[9]：①用弹性（%△MSW/%△GDP）替代△（MSW/GDP）；②为避免轻微变化过度解释“Overinterpret”问题，因此将弹性值为1处上下浮动20%的区间仍然看作耦合（Coupling），划分出衰退性耦合（Recessive Coupling）和扩张性耦合（Expansive Coupling）区间[11]。弹性分析法及其指标说明如图2所示。

图2 弹性分析法及其指标说明

其公式为：

式中：E为弹性系数（Coefficient of Elasticity）；%△MSW为城市固体废物产生量的变化率；%△GDP为GDP的变化率。

根据弹性系数的数值，可以将脱钩状态进行更加详细的分类（见图2），分8类状态。近年来该方法在土地、能源和碳排放领域得到较多的应用。

3 北京市城市固体废物脱钩分析

北京市对城市固体废物清运量进行统计开始于20世纪70年代，所以研究选择1978—2011年（34 a）时间段，对北京城市固体废物产生量与GDP的脱钩关系进行评价，明确各个时间段所处的状态；并通过3种脱钩评价方法之间的对比分析，对方法的适用性进行评价。北京市MSW脱钩分析结果如表2和图3所示。

表2 1979—2011年北京MSW产生量与经济增长的脱钩状态

图3 1980—2011年北京市MSW脱钩现状

3.1 数据来源与说明

本研究考察数据主要来自《中国统计年鉴》（1978—2012年）和《北京市统计年鉴》（1978—2012年），其中采用城市固体废物清运量粗略估计城市固体废物产生量，同时为消除物价水平扰动可能造成的误差，研究之初对1979—2011年北京地区生产总值参照1978年的价格水平进行调整，所以输出结果更为客观。

3.2 结果分析

1）经过3种脱钩方法的评价，可以通过表2了解到3种方法的评价结果比较一致，只是3种评价方法对脱钩状态的详细程度不同。脱钩指数法的脱钩包括IPAT模型法的相对脱钩和绝对脱钩，也包括弹性分析法的弱脱钩和强脱钩；IPAT模型法的绝对脱钩和相对脱钩分别等价于弹性分析法的强脱钩和弱脱钩；在利用脱钩理论分析具体问题时，可以根据研究目的和对指标的要求选择适合的评价方法。

表2第5列灰色部分是评价结果出现矛盾的地方，主要是弹性分析法的“扩张性耦合”的定义导致状态的判断上出现误差。Tapio（2005）为了避免轻微变化的过度解释问题，因此将弹性值1上下浮动20%的区间仍然看作是耦合（Coupling），这样看起来更精确，反而导致混乱[8]。

2）从表2和图3中可以看到，北京市MSW产生量23 a中有19 a是实现与GDP相对脱钩（Relative or Negative Decoupling）的，即MSW随着经济增长而增长，但增长的幅度小于经济增长速度，而只在1996、2000、2009、2010年中实现绝对脱钩或强脱钩，即MSW的总量是减少了。所以加强对这4 a的分析有助于北京市实现MSW的减量化、资源化和无害化。

4 进一步讨论及分析

1）Tapio（2005）在Vehmas的模型的基础上的考虑可能存在误差，所以设置了20%的量作为缓冲，但也只是对弱脱钩与扩张性负脱钩以及弱负脱钩与衰退性脱钩2处的临界点进行了缓冲处理（见图2灰色部分），但没有考虑其他任何2种脱钩状态之间可能导致的误差。但若如此，划分过细对研究没有太大必要性，只是人为使问题复杂化。因此20%取值的合理性有待商榷，综合考虑后研究认为没有必要考虑所谓的“过度解释”问题，所以Tapio（2005）所改进的弹性分析方法的指标划分上存在问题。

2）对于实现绝对脱钩的年份（1996、2000、2009、2010年）情况进行分析，发现并不是制度或管理上整体的改进使问题暂时得以缓解，更多是行政及突发事件导致的：①1996年是“九五”的开局之年，国家实施污染物排放总量控制要求，北京市也制定了《北京市“九五”期间污染物排放总量控制实施方案》并将总量控制指标下达各有关单位，并完善了综合整治定量考核以及加大执法力度，导致 MSW总量较1995年减少了9 000 t[20]；②2000年MSW产生量只是1999年总量的1/2，为2.956×106t，比之前所有年份的总量都显著减少[1]，查阅资料发现计量标准发生了变化，2000年以前的数据都是根据清运车辆的吨位工作人员估算，而从2000年开始，北京市各垃圾处理厂均安装了地磅，统计数据是实际吨位数，所以数据统计上起伏很大；③2009年则是由于甲型H1N1的蔓延，北京市开展爱国卫生运动，严格了固体废物申报登记制度，故总量减少；④2010年燃煤锅炉和中心城区的居民供暖采用了清洁能源，远郊县区建设集中供热设施，减少了灰土的产生[20]，所以统计数据较2009年显著减少。这4 a统计数据上的突然变化使北京市暂时实现了“绝对脱钩”，但对于缓解城市固体废物的环境资源压力作用微弱，MSW的减量化还需要系统、完善的管理制度，比如分类回收、污染收费等，以及市民环保意识的提高。

5 结论

1）脱钩状态评价方法的原理不同，但通过对北京市具体问题的分析发现评价结果在大多数年份是一致的，只是脱钩状态的详细程度不同。Tapio（2005）所提出的使用弹性替代变化率是可行的，但因为存在“过度解释”问题提出增加20%缓冲区的可行性值得商榷，综合分析研究认为指标过细对研究必要性不大，而且也会导致混乱，所以其模型方法是存在问题的。

2）北京在大多数年份是实现相对脱钩的，即城市固体废物产生速度小于经济增长速度，个别年份的“绝对脱钩”只是行政或突发事件使然，但从时间维度上分析，呈现向好的趋势；但要真正实现北京市城市固体废物产生量的减量化，需要制度、管理上的改进。

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