中国产业部门的能源消费与污染排放

王海燕，曲华超

(1.中国环境科学研究院，北京100029;2.北京理工大学 管理与经济学院，北京100081)

在环境保护日益成为国际普遍重视的问题的今天，研究中国国民经济各部门的能源消费与污染物排放问题成为科学发展的关键。作为国家严格控制的大气污染物，二氧化硫(SO2)一直是各级政府严防、严治、严控的重点，也是国家强制减排的主要污染物之一。因此，各经济部门能源消费与SO2的排放成为经济发展部门与环境保护部门关注的焦点。能源消费与SO2排放之间的关系如何，这种关系在不同生产部门又有何差异，在不同年份又有何变化?这些正是本文讨论的问题。

一、模型、数据与方法

(一)环境投入产出表的编制

在用投入产出法研究环境问题时，最首要的就是环境投入产出表的编制。本文借鉴李立(1994)［1］、孙静娟(2005)［2］的研究方法，编制环境投入产出表(见表1)。

环境投入产出表的编制步骤如下:

第一步，选择投入产出表的年度。中国每逢2、7 年度编制国民经济投入产出表，而国家统计局尚未公布2012 年度国民经济投入产出表，所以，本文以2002 年度和2007 年度的国民经济投入产出表为基础，根据各行业能源消费量来进行环境投入产出模型的编制。此环境投入产出表与国民经济投入产出表的不同在于:增加了污染物生成(SO2)象限，计量上使用实物单位，所以，此表为一个价值实物型投入产出表。

第二步，部门分解。由于国民经济投入产出表涉及部门较多，不能与统计年鉴中各行业能源消费量直接对接，而且在国民经济部门中许多部门对能源消费量较少，SO2排放量基本可以忽略不计，因而，本文对环境投入产出表中的国民经济部门进行了分解与合并，将一些部门如住宿和餐饮业、金融保险业、房地产业等14 个行业合并到“其他部门”中，形成28 个部门的环境投入产出表。

第三步，编制与投入产出表相对应的燃料消费实物量表。根据经验，中国二氧化硫90%以上由能源燃烧产生，所以各部门对应的能源消耗量与其SO2排放是呈正相关关系的。在统计年鉴中涉及的能源有八种，其中，天然气与焦炭燃烧的SO2几乎可以忽略不计，所以，编制了与投入产出表相对应的燃料消费实物量表(见表2)。

第四步，计算各部门的SO2的理论生成量。有了经济部门与燃料消费的对应表，就可以根据能源消费量来估算各部门的二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳等污染物的生成量。本文仅估算二氧化硫的生成量。在估算二氧化硫生成量时，笔者使用了粗略估算的方法。

(二)国民经济部门直接消耗能源所生成的SO2 量核算

在生产过程中，国民经济各个部门消费了大量的能源，因为常规能源特别是化石能源燃烧一般都会产生有毒气体，如SO2等，所以SO2的生成量与国民经济部门的能源消费量呈正比例关系。国民经济部门直接消耗能源所生成的SO2计算公式为:

式中，ecj指第j 部门的标煤消费量，eS 为标煤的SO2生成系数。在这里涉及煤的含硫率，中国煤炭资源总体含硫不高，总平均硫率为0.9%，所以在估算时含硫率设为0.9%。

根据上式的计算结果，可以进一步计算国民经济各部门的SO2直接产污系数。直接产污系数指该部门单位产值生成的污染物的量，即SO2的生成量。直接产污系数计算公式为:

表1 环境投入产出表

表2 燃料消费实物量表 单位:万吨

其中，Pj为前面计算出的SO2量，Xi为i 部门的总产出。

(三)国民经济部门完全消耗能源所生成的SO2 量核算

在计算国民经济部门完全消耗能源所生成的SO2量时，涉及完全产污系数的计算。完全产污系数是指各部门每生产一个单位最终使用(或最终需要的产品)所直接和间接诱发生成的全部SO2量。直接产污与完全产污的区别在于，国民经济部门在经济活动中，不仅直接消耗所投入的资源等，也消耗其他中间部门的产品，同时又间接对直接投入的资源进行了消耗。所以，各部门的经济活动还间接产生了污染物。计算完全产污系数可以反映出国民经济部门中真正对环境影响大的部门。完全产污系数的计算公式为:

式中，Si是i 部门的完全产污系数，E 是前面计算出的直接产污系数ei的对角矩阵，I 为单位矩阵，A 是直接消耗系数，Y 是最终需要列向量。

计算出直接产污系数和完全产污系数，不仅可以根据结果分析得出对环境影响较大的国民经济部门，也可以为经济结构调整等提供一定的依据。

二、SO2 生成量的计算结果

根据前述方法，计算获得2002 年和2007 年28 个国民经济部门的能源消费总量、SO2直接生成量、SO2完全生成量(结果略)。可以看出，2002年，28 个部门直接生成SO2共计2 361.41 万吨，2007 年28 个部门直接生成SO2共计4 298.28 万吨，比2002 年增长82.02%。在如此巨大的增量背后，是能源消耗量的增加。根据测算，2002 年中国经济部门能源消费总量为131 189.38 万吨，2007 年这个数字为238 793.20 万吨。2002 年，28 个部门完全生成SO2共计3 118.34 万吨，2007年，28 个部门完全生成SO2共计5 939.97 万吨，比2002 年增长90.49%。

为了比较不同产业部门SO2直接生成量的差异，表3 比较了2002 年与2007 年SO2直接生成量最多的前八个部门。由表3 可以看出，2002年，SO2直接生成量最高的前八个部门分别为:金属冶炼及压延加工业，化学工业，电力、热力的生产和供应业，交通运输、仓储及邮电通信业，非金属矿物制品业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，农林牧渔业，其他行业;2007 年，SO2直接生成量最高的前八个部门分别为:金属冶炼及压延加工业，化学工业，交通运输、仓储及邮电通信业，非金属矿物制品业，电力、热力的生产和供应业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，其他行业，农林牧渔业。上述行业的SO2直接生成量占总量的70%以上。

可以看出，2002 年与2007 年直接生成量占前八的行业相同，但排序有所区别。与2002 年相比，2007 年电力、热力的生产和供应业的SO2直接生成量占比有所下降，说明这五年期间，电力行业的治污减排政策发挥了重要作用，有效抑制了SO2的生成。尽管金属冶炼及压延加工业在2002年与2007 年均为排名第一的行业，但其SO2直接生成量和占比都有很大幅度的上升。2007 年，金属冶炼及压延加工业的SO2直接生成量与2002年相比增加了146.67%，这个增长幅度远远高于所有行业的平均值(82.02%)，这说明，金属冶炼及压延加工业的环境污染问题在2002—2007年这五年间非但没有得到有效治理，反而愈发严重。

表3 SO2 直接生成量最多的八个部门

表4 SO2 完全生成量最多的八个部门

表4 比较了2002 年与2007 年SO2完全生成量最多的前八个部门。由表4 可以看出，除个别行业外，2002 年与2007 年完全生成量占前八的行业相同，排序也没有太大变化，这些行业的SO2完全生成量占总量的70%以上。

三、SO2 生成量的行业分析

由表3、表4 可以看出，不同行业部门的SO2直接生成量、完全生成量存在较大差异，本文以金属冶炼及压延加工业，化学工业，电力、热力的生产和供应业等三个行业为例，深入分析与比较行业间的差异。

第一，金属冶炼及压延加工业。金属冶炼及压延加工业包括黑色金属冶炼及压延加工业和有色金属冶炼及压延加工业。其中，黑色金属冶炼及压延加工业包括炼铁业、炼钢业、钢压延加工业和铁合金冶炼业;有色金属冶炼及压延加工业包括重有色金属冶炼业、贵金属冶炼业、稀有稀土金属冶炼业、有色金属合金业和有色金属压延加工业。金属冶炼的特点就是高能耗，例如，铝电解的直流电耗达13000 度/吨，锌电解电耗3300 度/吨，这还不算其他环节的能源消耗。金属压延加工也要消耗较多能源，因为加工时需要先将金属加热到一定温度才能进行压力加工处理。由于能源消耗量巨大，加之中国钢铁产品产量近些年来急剧增加，使得金属冶炼及压延加工业在2002 年和2007 年SO2生成表上一直稳居榜首。

第二，化学工业。2002 年，中国化学工业能源消耗量达18 642.36 万吨标准煤，生成335.56万吨SO2;2007 年，化学工业能源消耗32867.48万吨标准煤，生成591.61 万吨SO2。中国化学工业SO2排放量大，与能源资源禀赋有重要关系。中国能源结构中煤炭占比巨大，这种状况决定工业部门终端能源消费结构(包括化工行业)将过分依赖煤炭资源，相比其他能源，煤炭燃烧产生的SO2较高。值得一提的是，从2002 年到2007年，中国化学工业在能源消耗量增长了76.31%的情况下，实现了总产出187.39%的增长，这也说明中国化学工业能源利用效率在几年之内得到了很大提升。

第三，电力、热力的生产和供应业。电力、热力的生产和供应业生产过程中消耗的能源量很多，直接生成的SO2量非常惊人，分析其原因可能有:第一，火电对化石能源的消费量高。2002 年的数据显示，火电发电量约占发电装机容量的74.8%，由于火电对能源特别是煤炭的消费量极大，所以导致电力行业的SO2生成量惊人。第二，热力生产对煤炭依赖严重。中国供热的主要燃料是煤炭，由于大量燃烧煤炭，所以也造成了二氧化硫的大量生成。从计算结果来看，中国电力、热力的生产和供应业的能源消耗虽处于增长中，但相比其他行业，其增长速度较慢。2002—2007 年，电力、热力的生产和供应业能源消耗增长了65.68%，但总产出实现了298%的增长。

能源消费与污染排放作为国民生产部门的投入与产出，两者之间的关系直接决定着该生产部门的环境绩效，也直接影响着行业环境政策的制定。本文基于中国2002 年和2007 年的投入产出表，依据各产业部门的能源消费量，对部分生产部门进行合并，编制了中国环境投入产出表，测算出28 个生产部门的SO2直接生成量和完全生成量。研究发现，SO2生成量较高的八个行业分别为:金属冶炼及压延加工业，化学工业，电力、热力的生产和供应业，交通运输、仓储及邮电通信业，非金属矿物制品业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，农林牧渔业，其他行业，上述行业的SO2直接生成量占总量的70%以上。其中，金属冶炼及压延加工业的环境污染问题在2002—2007 年这五年间非但没有得到有效治理，反而愈发严重;化学工业，电力、热力的生产和供应业均以较低的能源增长和污染增长换取了较高的产值增加。

［1］ 李立.试用投入产出法分析中国的能源消费和环境问题［J］.统计研究，1994，(5):58 -61.

［2］ 孙静娟.关于环境经济投入产出核算理论与方法的改进［J］. 数量经济技术经济研究，2005，22(4):44 -50.