新型工业化进程中面临的环境问题及其对策研究

卢庆治,谢明辉，李雪迎，乔琦

中国环境科学研究院国家环境保护生态工业重点实验室, 北京　100012



新型工业化进程中面临的环境问题及其对策研究

卢庆治,谢明辉，李雪迎，乔琦*

中国环境科学研究院国家环境保护生态工业重点实验室, 北京100012

摘要首先分析了新型工业化进程中面临的大气污染、水污染和固体废物等环境污染问题，以及自给不足、效率低下等资源稀缺问题，并与发达国家现状进行了对比，然后从产业结构、能源结构、清洁生产和循环经济体系等方面剖析了产生这些环境问题的主要成因，并最终提出了调整产业结构和能源结构、加大推进清洁生产以及大力发展循环经济等措施。

关键词新型工业化；环境问题；行业排放特征；解决对策

2002年11月，党的十六大提出“走新型工业化道路”。与传统工业化相比，新型工业化的“新”在资源环境方面主要体现在更加注重提高能源效率和环境保护[1]，是在可持续发展的基础上实现的，是一种质量型和低成本的工业化[2]。新型工业化要求在发展中充分考虑资源节约与环境友好问题，以生态环境的承载能力为现实基础，提高资源能源利用效率，实施清洁生产，发展循环经济，减少污染物的产生与排放，最终实现工业的绿色、低碳、循环、可持续发展。

在新型工业化概念提出后的这十几年间，我国经济的发展突飞猛进，取得了一系列成就。国内生产总值稳步提高，2002—2014年增长了5.26倍[3]，总量稳居世界第二；工业增加值由2002年的47 431亿元[4]增加到2014年的227 991亿元[5]，年均增长率13.98%；高新技术产业发展迅速，重点行业先进产能比例快速提高，智能制造、高速轨道交通、海洋工程等高端装备制造业产值占装备制造业比例超过10%[6]。节能减排取得突出进展，2014年万元GDP能耗减少至2002年的52.89%[7-8],万元GDP用水量由2002年的537 m3降至2014年的96 m3[7,9]。

但由于长期以来没有很好地把经济发展与资源节约和开发及环境保护结合起来，我国工业增长与资源消耗和环境污染的矛盾日益突出，单凭高投入、高消耗的粗放增长模式已难以维系长远的发展[10-12]。与发达国家甚至一些发展中国家相比，我国的工业发展仍呈现出高投入、低产出和高污染的特点，这不仅有悖新型工业化的基本要求，对新型工业化建设产生不利影响，还会使环境问题的复杂性和复合性特征更加明显。

目前对于新型工业化在资源环境方面的研究，主要包括2个方面：1)新型工业化与资源环境要素的作用机制[13-16]；2)资源环境约束下新型工业化道路的实现途径、创新制度、政策支持等[17-20]。笔者通过分析我国新型工业化发展进程中面临的环境污染问题，剖析其产生的成因，并提出相应的解决对策，旨在为新型工业化的可持续发展提出决策支持。

1环境污染特征分析

我国工业化进程中的环境污染问题主要表现在大气污染、水污染和固体废物等方面。

1.1大气污染

近几年大气污染问题虽然较为严重，但我国采取了一系列的防治措施，总体效果较为突出。从单位工业增加值污染物排放情况看，减排效果较为显著〔图1(a)〕。2006—2013年，我国万元工业增加值二氧化硫排放量由24.77 kg减至8.71 kg，氮氧化物排放量由12.57 kg减至7.34 kg，烟粉尘排放量由18.52 kg减至5.20 kg[7,21]。从排放总量看，由于经济增长带来了环境污染物新增量，使得污染物排放量减少相对较小，年排放量仍处较高水平〔图1(b)〕。以SO2和NOx为例，工业排放的SO2和NOx分别在2006年和2011年达到峰值的2 237.6万和1 729.7万t，但到2013年二者的排放量仍高达1 835.2万和1 545.6万t。与经济总量远超过中国的美国相比，我国的排放量远高于美国，2011年，美国的工业SO2和NOx排放量经折算为60.52万和118.64万t[22]，仅为同年我国工业排放量的3.00%和6.86%。

图1　历年单位工业增加值污染物排放量及污染物排放总量Fig.1　Pollutant emissions per unit of industrial added valueand quantity of pollutant discharged in recent years

我国工业大气污染物排放具有明显的行业特征。大气污染物的排放主要集中在三大行业，即电力、热力生产和供应业，黑色金属冶炼及压延工业，非金属矿物制品业。以NOx为例，2008—2013年三大行业排放量占行业总排放量的80%以上，其中仅电力、热力生产和供应业就占总排放量的50%以上[21]。其他大气污染物(如SO2、烟粉尘等)也具有类似NOx的鲜明行业污染特征。

根据行业单位工业增加值大气污染物排放量与工业平均水平的比值(表1)可以明显地看出，各重点行业对不同大气污染物的贡献水平不同。电力、热力生产和供应业在2006—2013年期间，单位工业增加值SO2排放量为工业平均水平的6.50～7.78倍，NOx为工业平均水平的7.88～10.13倍，烟粉尘为工业平均水平的2.72～5.52倍。电力行业的高污染与我国的电力结构密切相关，根据中国电力联合会统计数据，2013年我国发电量中火电所占比例仍高达78.6%，虽然我国火电厂污染物控制达到世界先进水平，污染排放限值全面超过了发达国家水平[23]，但由于过度依赖煤发电使得行业排放出大量的SO2、NOx和烟粉尘。非金属矿物制品业首要污染物为烟粉尘，单位工业增加值排放量在工业平均水平的4.64倍以上，其次为SO2和NOx。行业高污染的主要原因之一为产能过剩，以水泥行业为例，虽然我国水泥行业颗粒物、SO2、NOx的排放标准严于欧洲、日本等多数发达国家[24]，但由于过剩的水泥产能(2013年我国水泥产量占世界总产量的58.6%)使行业的大气污染物排放量居高不下。对于黑色金属冶炼及压延加工业，虽然行业各污染物排放总量相对较大，但从单位工业增加值污染物排放量看，污染较为突出的为烟粉尘，为工业平均水平的1.60～2.89倍，而单位工业增加值NOx排放量低于工业平均水平。该行业主要问题为产能过剩，以煤作为主要能源以及工艺技术与先进水平相比尚有差距。以钢铁行业为例，工艺装备技术偏低使得我国与国际先进水平相比能耗高10%～15%，一次能源中煤炭占70%，且2013年粗钢产量已高达全球总产量的48.5%[25]。能源结构过度依赖煤炭、技术水平偏低、产能过剩等原因共同导致了行业高排放的特征。

表1　历年重点行业单位工业增加值污染物排放量与工业平均水平的比值

大气污染会对工业发展产生较大的不利影响，主要集中在：1)大气污染物如SO2、O3、NOx、PM2.5以及由这些一次污染物在特定条件下产生的光化学烟雾与硫酸烟雾，均会对公众健康产生危害。以大气SO2浓度的增加对总死亡率、慢性阻塞性肺病和心血管病3类疾病死亡率的影响为例，研究表明，SO2浓度每增加100 μgm3，3类死因各增加2%、7%和2%[26]。2)由于大气污染不仅会对石灰石材料、有机涂料等非金属材料产生腐蚀作用，还会对碳钢、铜、锌等金属材料产生腐蚀作用[27]，因此大气污染对于工业厂房、设备，以及工业原料等均会产生不利影响，即使许多工业发达的发达国家，每年因材料腐蚀造成的经济损失约占GDP的1%～4%，其中半数以上为大气腐蚀所致[28]。

1.2水污染

近年来，随着国家对水污染防治的重视，我国的水环境质量有了较为显著的提高，单位工业增加值COD、氨氮排放量均逐年下降。2006—2013年，我国单位工业增加值COD排放量由6.00 kg万元降至1.52 kg万元，氨氮排放量由0.48 kg万元降至0.12 kg万元[7,21]〔图2(a)〕。污染物排放总量方面，2013年工业COD和氨氮排放量分别为319.5万和24.6万t，较2006年分别削减了41.1%和42.1%[21]〔图2(b)〕，总体减排效果较为突出。但是与发达国家相比，我国无论是污染物排放总量还是单位GDP污染物排放量均有较大差距，以工业COD排放量为例，2013年欧盟27国工业COD排放量仅为165.2万t[29]，约为同年中国工业COD排放量的51.7%，而同年中国的GDP仅为欧盟的52.9%[30]。

与大气污染物排放类似，我国COD与氨氮也有鲜明的行业排放特征。从总体上看，造纸和纸制品业、农副产品加工业、化学原料及化学制品制造业、纺织业这四大行业均为COD与氨氮排放的主要行业，约占总排放量的55%和58%；同时不同行业COD与氨氮排放占比亦有差异，造纸和纸制品业为COD排放量最大的行业，占总排放量的19%，而氨氮排放量最大的行业为化学原料及化学制品制造业，占总排放量的34%[21]。

根据不同行业单位工业增加值污染物排放量与工业平均水平的比值(表2)可以得出，不同行业具有不同的水污染特征。造纸和纸制品业的COD与氨氮的排放强度均显著高于其他行业，虽然单位工业增加值COD和氨氮的排放量与工业平均水平的比值分别由2006年的21.90和6.32降至2013年的11.59和4.90，但与其他行业相比污染仍比较严重。我国目前已成为全球第一造纸大国，虽然排放标准尤其是COD排放标准已达到世界最严格水平，但小型企业所占比例仍高达88.69%，能耗、水耗与国外相比偏高，废纸回收及清洁生产尚有较大潜力[31-33]。农副产品加工业COD污染较为严重，总体上单位工业增加值为行业平均水平的3倍以上,目前，农副产品加工业存在自主创新能力弱、资源利用率低、行业集中度不高、加工技术设备落后等问题[34-35]。化学原料及化学制品制造业氨氮污染较为突出，单位工业增加值排放量为工业平均水平的4.64倍以上。纺织业与造纸和纸制品业相比排污强度低，但仍高于工业平均水平。

图2　单位工业增加值水污染物排放量及污染物排放总量Fig.2　Pollutant emissions per unit of industrial added valueand quantity of pollutant discharged in recent years

我国是一个水资源极度缺乏的国家，据预测到2050年我国水资源短缺量约为5 000亿m3[36]，约占2014年我国全年总用水量的80.4%,严重的水污染状况使得本已十分稀缺的水资源形势更加严峻，严重制约着我国的工业发展。此外，工业废水会降低生产设备与污水末端治理设施的稳定性和效率，缩短设施的寿命和降低产品品质。

表2　历年重点行业单位工业增加值污染物排放量与工业平均水平的比值

1.3固体废物

我国工业固体废物产生量经历了一段快速增长的过程，在2012年达到峰值并开始呈下降趋势。从2006年的151 541万t到2012年的329 044万t[21]，我国的工业固体废物产生量以每年平均13.79%的速度持续增长，2013年产生量首次出现增长率为负值的状况，说明今后我国固体废物产生量很可能会逐步减少。同时我国的工业固体废物综合利用量与处置量逐渐增加，固体废物倾倒丢弃的现象得到有效遏制，倾倒量从2006年的1 302万t减至2013年的129万t，年均减少率为28.10%[21](表3)。我国万元工业增加值固体废物产生量在2006—2013年期间一直维持在1.47～1.68 t万元[7,21]，说明这几年来我国单位工业增加值固体废物产生量并没有显著地降低；固体废物综合利用率总体上虽逐年提高，但综合利用率仍较低，2013年仅为62.2%。与发达国家相比，我国固体废物产生总量与单位工业增加值固体废物产生量均处于较高水平，例如欧盟28国2012年工业固体废物的产生量仅为110 015万t，为中国同年产生量的33.4%[37]；单位工业增加值固体废物产生量为3.88万t亿美元[38]，我国为11.02万t亿美元[7]，二者差距较大。

表3　我国历年一般工业固体废物产生及处理情况

注：2011年环境保护部对统计制度中的指标体系、调查方法及相关技术规定等进行了修订。

我国的工业固体废物产生具有鲜明的行业特征，固体废物的产生主要集中在黑色金属矿采选业、电力业、煤炭开采和洗选业等六大行业，这六大行业工业固体废物产生量占固体废物总量的88.7%[21]。六大行业中，黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业固体废物产生强度最为突出，万元工业增加值固体废物产生量为工业平均水平的十几倍。电力、热力生产和供应业，黑色金属冶炼及压延加工业，煤炭开采和洗选业三大行业单位工业增加值固体废物产生量总体上为工业平均水平的2倍以上。化学原料及化学制品制造业单位工业增加值固体废物产生量总体上与工业平均水平持平(表4)。电力行业中，过度依赖煤炭发电使该行业产生大量的粉煤灰(2013年占固体废物总量的14.8%)。黑色金属冶炼及压延加工业中钢铁行业固体废物主要以高炉矿渣和尘泥为主，黑色金属矿采选业、有色金属矿采选业、煤炭开采和洗选业产生了较多的尾矿与煤矸石(2013年二者约占固体废物总量的46.3%)。需要注意的是，我国目前铜、电解铝、铅、锌等有色金属以及钢铁、电解锰等黑色金属产量居世界第一位，部分产品产能严重过剩，需要着力进行淘汰落后产能、限制新增产能等工作。

表4　历年重点行业单位工业增加值固体废物产生量与工业平均水平的比值

对大量的固体废物进行土地填埋产生的显著问题是永久地占用了大量的土地且存在潜在危险，即当防渗技术或施工质量不过关时会导致垃圾渗滤液对环境的二次污染，由于垃圾渗滤液通常含有“三致”物质，渗入土壤和水体会给环境带来更大的危害[39]。而那些未被处理的露天存放或置于处置场的固体废物，不仅会侵占大量土地，污染大气、水体和土壤，影响环境卫生，还有可能引起塌方、泥石流等安全事故，进而对新型工业化建设产生不利影响。

2资源短缺问题分析

我国的经济总量与能源和重要矿产资源的消耗量呈“近似线性”关系，即随着经济总量的增加，能源和重要矿产的消耗也在逐步增加。以能源消耗为例，我国的能源消耗总量2005年为23.60亿t标准煤，2013年为37.5亿t标准煤[8]，增长了53.3%。而我国能源资源短缺，常规化石能源可持续供应能力不足，油气人均剩余可开采量仅为世界平均水平的6%，石油年产量仅能维持在2亿t左右，常规天然气新增产量仅能满足新增需求的30%左右[40]，快速增长的能源需求同我国有限的能源储量形成了尖锐矛盾。

我国的水资源形势与其他矿产资源状况同样不容乐观。2013年我国的水资源总量为2.8万亿m3，居世界第6位，但人均水资源量为2 072.4 m3，仅约为2013年加拿大的2.6%、澳大利亚的9.7%、美国的23.3%和世界平均水平的34.2%[41]。目前，我国每年缺水量近400亿m3[42]，若按照2013年单位用水量GDP产出计算，则我国每年因缺水造成的损失高达3.68万亿元。我国矿产资源虽然种类齐全，煤、铁、钨、钼、锡、锑、稀土等重要矿产储量位居全球前列，但多数矿产资源人均储量远低于世界人均水平，如钾盐、铝土矿、镍矿的人均占有储量分别为世界人均水平的19、17和15[43]，自然资源的短缺严重制约了我国工业的持续稳定发展。

我国的资源对外依存度也逐年提高，2013年我国煤炭进口量达到3.27亿t，同比增长13%[44]，进口量再创历史新高，而原油对外依存度达到58%，超越50%的警戒线水平，天然气进口量已达到530亿m3，对外依存度也高达31.6%[45]。我国的有色金属矿产同样对外依存度较高，根据国土部2012年数据，我国对于铜、铝、钾盐等大宗矿产的进口量大幅攀升，对外依存度居高不下，对外依存度分别为铁矿石53.6%、精炼铝52.9%、精炼铜69%、钾盐52.4%[46]。

同时，我国资源能源效率较低。以水资源和能源利用为例，2013年，每m3用水量所产出的GDP(2005年不变购买力)仅为8.9美元，不仅低于世界平均水平的14.5美元，也低于巴西的16.1美元、美国的30.2美元和日本的53.1美元等多数发达国家和发展中国家[41]；能源利用方面，2013年国内生产总值占全世界GDP的12.3%，但能源消费却占世界的22.4%，单位GDP能耗是世界平均水平1.74倍，美国的2.20倍，也高于巴西(3.49倍)、墨西哥(2.00倍)等发展中国家[30，47]。世界银行的数据也表明，近年来我国的能源利用效率虽有一定的提升，单位能耗GDP产出仍低于美、日等发达国家，也低于巴西等发展中国家以及世界平均水平(图3)。偏低的资源能源利用效率，也直接使得我国生产单位产品需要更多的资源和能源投入，如我国乙烯、钢、水泥、合成氨等主要产品能耗与世界先进水平相比分别高41.97%(2012年)、13.89%(2009年)、20.17%(2010年)、56.77%(2012年)[8]。

图3　主要国家及世界平均单位能耗GDP产出Fig.3　GDP output conditions per unit energyconsumption in the main countries

3成因分析

3.1产业结构与能源结构不尽合理

目前我国产业结构主要存在以下问题：1)高污染、高耗能、低附加值的产业仍占有较大比例，虽然部分行业的污染排放标准已达到或超过国外先进水平，如火电、水泥、造纸等行业，但由于行业自身原因，行业高污染的特性难以从根本上得以扭转；2)水泥、钢铁、造纸、有色金属等部分行业产能过剩严重，过剩和落后的产能不仅造成了行业利润的降低，而且加剧了环境污染和资源浪费；3)产品结构不甚合理，表现为低端产品过剩，而高端产品供给不足，如我国虽然钢铁产量严重过剩，但仍需从国外大量进口磨具钢等高质量钢材，水泥强度在42.5以上的高端水泥产量仅占12%左右[48]。能源结构方面，2013年我国消费结构中煤炭占66%，煤炭作为能源大量使用不仅会加重大气污染，还会增加固体废物的产生量。

3.2清洁生产水平较低

清洁生产是一种新的创新性思想，该思想将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生态效率和减少人类及环境的风险。目前我国部分行业清洁生产水平尚有较大提升空间，主要表现为生产工艺技术、生产设备和企业管理水平落后，能源清洁化程度不高，产品品质不稳定，员工清洁生产意识不强等方面。例如我国钢铁工业能源结构不合理，与美国、德国、日本存在明显差距，由于企业工艺装备技术偏低，大中型钢铁企业与国际先进水平能耗差距为10%～15%[49]。

3.3循环经济体系相对薄弱

循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为核心，以“减量化、再利用、资源化”为原则，以“低消耗、低排放、高效率”为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对“大量生产、大量消耗、大量废弃”的传统增长模式的根本变革[50]。当前我国循环经济体系相对薄弱，主要表现为资源利用效率较低、废物资源化利用程度较低、资源再生环节回收和再利用的资源较少等方面。例如目前我国单位GDP的耗能量和耗水量不仅落后于发达国家，也高于部分发展中国家和世界平均水平。废物资源化方面我国仍与发达国家有较大差距，如2011年我国尾矿利用率为17%[51]，而目前国外尾矿的利用率可达60%[52]；我国粉煤灰利用率为69%，而荷兰、意大利、丹麦可分别达到100%、92%和90%[53]。资源再生方面，我国在废物分类、回收再利用方面与发达国家还有较大差距。

4对策建议

4.1积极调整产业结构和能源结构

环境污染大、资源效率低的产业在我国的产业结构中仍占有较大的比例，少数几个重点污染行业排放了大部分的污染物。因此，要使环境质量得到明显地改善，就应该通过金融体制改革、社会保障体制改革等措施淘汰和限制如钢铁、造纸、电镀等高污染、低效率、产能过剩产业的发展；通过加快生态文明体制改革，为绿色低碳产业提供动力；加快推进科技体制改革，促进高技术含量、高附加值产业的发展；着力发展低环境影响、高资源能源利用效率的战略性新兴产业，推动电子信息产业、先进装备制造业、新能源产业等资本密集型、技术密集型和环境友好型产业的发展，促进产业结构的优化与升级。能源方面，应优化能源结构，逐步降低煤炭的使用量，大力发展水电、核电、风电等清洁能源，减少能源所带来的环境污染。

4.2加大推进清洁生产，强化源头减量

面对我国目前严峻的环境污染存量以及未来经济增长所带来的污染增量问题，仅靠末端治理已无法从根本上解决当前我国所面临的环境污染问题。清洁生产作为一种有效的节能、降耗、减污、增效措施，通过源头削减和过程控制，不仅能够从根本上减少污染物的产生，还可以提高资源能源利用效率，减小末端治理的压力和成本。我国当前清洁生产水平不高，节能减排潜力较大，因此今后要不断通过加大清洁能源和原材料的使用、优化工艺技术水平、改善管理等措施，推动企业清洁生产的实施，最终实现经济效益、环境效益与社会效益的统一。

4.3大力发展循环经济，提高资源效率

近年来，随着经济的不断增长，我国的资源能源需求不断增大，固体废物以及危险废物的产生量也日益增多，经济增长与资源环境之间的矛盾日益突出，传统的“资源—产品—废物”经济发展方式越来越不适合中国经济的发展要求。而循环经济可以从源头上减少资源消耗和废物排放，实现资源高效利用、循环利用和能量的逐级利用。因此，今后要大力发展循环经济，促进物质在企业小循环、产业中循环和区域大循环间的循环利用，推进能量的逐级利用和多级利用，通过循环发展带动绿色发展、低碳发展，从而从根本上破解经济增长与资源环境的突出矛盾。

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Study on Environmental Problems and Countermeasures in Process of New-type Industrialization

LU Qingzhi, XIE Minghui, LI Xueying, QIAO Qi

Ministry of Environmental Protection Key Laboratory of Eco-industry, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

AbstractThe environmental problems of air pollution, water pollution and solid wastes, and the resource scarcity status of sharp decline in self-sufficiency and low efficiency of resource use in the process of new-type industrialization in China were analyzed and compared with developed countries firstly. Then the causes of these problems were analyzed from the aspects of industrial structure, energy structure, and the system of cleaner production and circular economy. Finally, some countermeasures were put forward in order to solve the problems, such as adjustment of industrial structure and energy structure, deeply promoting cleaner production, and strongly developing circular economy, etc.

Key wordsnew-type industrialization; environmental problems; industry emission characteristics; settlement countermeasures

收稿日期：2016-01-26

作者简介：卢庆治(1988—)男，硕士，主要从事循环经济及流域清洁生产研究，lu.qingzhi@163.com *责任作者：乔琦(1963—)，女，研究员，主要从事清洁生产与循环经济以及生态工业园区建设理论研究，qiaoqi@craes.org.cn

中图分类号:X196

文章编号:1674-991X(2016)04-0314-09

doi:10.3969�j.issn.1674-991X.2016.04.047

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