工业行业总产值与工业SO2排放量的排放强度分析

王 欢，董小林，冯文昕，刘丰旋

(1.长安大学 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064；2.长安大学 建筑工程学院，西安 710064)

· 大气环境 ·

工业行业总产值与工业SO2排放量的排放强度分析

王 欢1,2，董小林1,2，冯文昕1,2，刘丰旋1,2

(1.长安大学 旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室, 西安 710064；2.长安大学 建筑工程学院，西安 710064)

为了解工业总产值与污染物排放量的关系，明确各工业行业的发展质量，以2005～2014年各行业工业总产值和SO2排放量为数据源，首次提出污染物排放强度指数IEII，运用数理统计方法进行排放强度的横向SO2排放强度分析和纵向各行业SO2排放趋势及高排放行业组成分析。结果表明：表明高SO2排放强度行业具有高经济总量、高污染物排放总量，高污染物排放强度的特点；工业各行业排放强度趋势分为下降、先降后升和波动三种类型的趋势；高排放强度行业组成较为稳定，主要集中在造纸业、电力热力行业、非金属矿物业等3个行业。SO2排放强度因各工业行业而异，实施分区域、分行业差别化总量控制要求更为客观有效。

工业行业；工业总产值；污染物排放强度；二氧化硫

1 引 言

环境系统为经济发展提供资源，经济发展必然对环境产生影响，但是严重的环境污染和破坏反过来会制约经济的良性发展。工业是我国经济发展的重要驱动力，但工业是造成环境污染的主要行业，其中工业大气污染是工业污染的主要形式之一。在工业大气污染中，SO2污染是控制的重点。“十二五”期间SO2为主要污染物减排指标，而我国仍将处于工业化和城市化快速发展阶段，经济增长方式的调整和偏重的经济结构在短期内难以发生根本转变，减排任务仍然相当艰巨[1]。在“十三五”期间，SO2仍是我国大气污染联防联控的重要指标。目前已有从总量控制、二氧化硫排放影响因素分解等角度对经济增长与二氧化硫排放的研究[2～5]，但相关研究都缺乏从我国工业各行业的角度，对SO2排放强度进行分析。本研究针对工业SO2排放的现状，从我国工业各行业的角度，对SO2排放强度进行横向和纵向的差异性分析，提出具有针对性、差别化的建议。

2 工业行业总产值与SO2排放强度横向分析

2.1 工业总产值污染物排放强度指数

工业总产值污染物排放强度指数IEII(Industrial emissions intensity index)是指单位工业总产值污染物排放量，如式(1)所示：

(1)

本研究主要是基于工业二氧化硫排放量的排放强度对工业总产值与污染物排放进行分析，其计算式如式(2)所示：

(2)

2.2 工业行业IEIISO2计算及排序

根据2015年《中国统计年鉴》及《中国环境统计年鉴》中公布的2014年各工业行业总产值及SO2排放量等相关数据进行分析，如表1所示。

表1 2014年工业行业总产值及SO2排放量Tab.1 Gross industrial output value and SO2 emission in 2014

注：①工业行业总产值数据来自于2015年《中国统计年鉴》，SO2排放量来自于2015年《中国环境统计年鉴》； ②限于篇幅，选取表1所列的24个行业进行分析；③表1中“行业简称”为本研究所给出的简称(下同)。

采用表1的数据，依据公式(2)计算可得各工业行业SO2排放强度。各工业行业按照IEIISO2指标值的高低进行排序，如表2所示。

表2 2014年工业行业SO2排放强度及排序Tab.2 The ranking of industrial SO2 emission intensity in 2014 (t/亿元)

注：本研究选取24个工业行业进行分析，低于排放强度2.39t/亿元的其它工业行业未列入表中。

2.3 工业行业IEIISO2分析

根据2015年《中国环境统计年鉴》所列40个工业行业，可计算得到全国工业行业二氧化硫排放强度IEIISO2为16.56t/亿元。以全国工业IEIISO2平均值为基础，将全国工业行业划分为高于全国平均值和低于全国平均值两组。如图1和图2所示。

图1 2014年IEIISO2指标高于平均值的行业Fig.1 Industries that IEIISO2 index above the average level

图2 2014年IEIISO2指标低于平均值的行业Fig.2 Industries that IEIISO2below the average level

有9个行业的IEIISO2的值高于全国平均值，其中电力热力行业、非金属矿物业和有色金属冶炼业、黑色金属冶炼业和石油加工业5个行业排放强度最高，排在前5位。

在这9个行业中，电力热力行业、化工制品业、黑色金属冶炼业、非金属矿物业和有色金属冶炼业共5个行业工业总产值最高，排在前5位。其他4个行业工业总产值排在第8位、第13位、第22位和第24位。9个行业中，电力热力行业、黑色金属冶炼业、非金属矿物业、化工制品业、有色金属冶炼业5个行业的SO2排放量最高，占据了前5位。

9个工业行业的IEIISO2指标值高于全国IEIISO2平均值。以电力行业为例，作为我国SO2的高架排放源及区域酸雨污染的主要贡献者[6]，其SO2排放总量为6 211 869t，排放量排在第1位，工业总产值为112 056.76亿元，工业总产值排在第1位，计算后排放强度也在第1位。可以看出，IEIISO2高于全国平均值的行业SO2排放具有高排放总量、高经济总量、高排放强度的特点。

15个工业行业的IEIISO2指标值低于全国IEIISO2平均值。这15个工业行业的总产值与SO2排放量均排在第10名以后。可以看出，工业行业总产值较低低的工业行业，总体上SO2排放总量也较小。

3 工业行业总产值与SO2排放强度纵向分析

3.1 工业总二氧化硫排放强度趋势分析

将2005～2014年各年的全国工业行业的SO2排放量和工业总产值逐年进行加和，计算各年IEIISO2并绘制趋势图，见图3所示。

图3 2005年～2014年工业总产值、SO2排放总量及IEIISO2趋势Fig.3 Tendency of gross industrial output value,SO2 emissions and IEIISO2 from 2005 to 2014

2005～2014年SO2排放总量和工业总产值的变动基本呈反方向变动，工业总产值呈现逐年增加的趋势，SO2排放总量呈现逐年下降的趋势。并且从图3中折线的斜率可以看出，工业总产值的增加速度大于SO2排放总量的减少速度。全国工业行业IEIISO2总体呈现下降趋势，可知我国工业行业获得单位生产总值所排放的SO2减少，发展质量有一定提高。根据图3进一步分析可以发现，IEIISO2下降的速度不均匀。2005～2010年下降速度较快，2011年～2014年下降速度明显放缓。

3.2 工业各行业二氧化硫排放强度趋势分析

以每个工业行业每一年的IEIISO2指数为因变量，以时间为解释变量，先做行业排放强度的散点图，然后根据散点图对其进行曲线拟合，得出其排放强度函数，进行预测。以电力热力行业为例：其IEIISO2的散点图如图4所示,横坐标“0”对应“2005年”，(2)对应“2007年”，依次类推。

根据散点图分布，对其进行曲线拟合，可以得到图5。通过曲线拟合，可以看出，3种函数的拟合效果都比较好，线性、对数、二次项拟合的可决系数R2分别为：0.957 391、0.994 404、0.994 499，因此选择R2最大的三次项函数为其IEIISO2指数趋势函数。

其函数式为：

y=-0.11x3+7.03x2-133x+784.69

(3)

图4 电力热力行业IEIISO2散点图Fig.4 Scatter diagram of electrothermal industry IEIISO2

图5 电力热力行业IEIISO2函数曲线Fig.5 Function curve of electrothermal industry IEIISO2

对其他工业行业的也进行曲线拟合，观察其函数趋势图可以发现工业行业的IEIISO2趋势可以归为3大类：递减趋势、波动和先减后增。汇总见表3。

表3 2005年～2014年工业行业IEIISO2趋势统计表Tab.1 Tendency of industrial IEIISO2 from 2005 to 2014

注：①预测值均根据拟合函数计算得出，限于篇幅，在此省略拟合函数；②行业序号按照“下降”“先降后升”“波动”3类进行大类排序，每个大类下各行业按照预测值由大到小进行排序。

共有11个行业IEIISO2指数处于下降趋势，其中电力热力行业和造纸业的预测值仍然高于2014年全国IEIISO2平均值16.56t/亿元。

共有个7个行业IEIISO2指数先降后升，其中有4个工业行业属于低排放强度行业。值得注意的是，食品制造业、木材加工业、金属制品业、废弃资源利用业等行业2014年的IEIISO2均低于全国IEIISO2值，属于低排放强度工业行业，依据拟合函数预测，这4个低排放强度行业极有可能突破全国平均水平，成为高排放行业。

综上分析可以看出，工业行业中IEIISO2呈下降趋势的行业有11个，占到46%，先降后升的工业行业有7个，占到了29%。呈现下降趋势的行业中，IEIISO2预测值高于全国整体水平的行业逐渐减少，但呈现先降后升趋势的行业中，IEIISO2预测值提高的行业也会增加，低排放强度行业排放强度有突破平均水平，转化成为高排放强度行业的可能性。分析可知，在控制高排放强度行业进行强度和总量的控制的同时，也必须对低于全国整体水平的低排放强度行业的IEIISO2趋势进行分析，并对排放强度有可能上升的行业进行工艺优化或技术改进，以达到降低其排放强度上升突破平均水平，成为高排放强度行业可能性的目的。

3.3 高排放强度行业组成分析

对各个行业的排放强度逐年排名取前五名并汇总，如表4所示。

表4 2005年～2014年IEIISO2排名前五行业统计Tab.4 Top five IEIISO2 industries from 2005 to 2014 (t/亿元)

为了便于观察和分析，在表4的基础上对排名前五的行业进行频数和均值统计，可得表5。

表5 IEIISO2前五名行业变异系数统计表Tab.5 coefficient of variation of the IEIISO2 top 5 industries

由表4观察可以得到：2005～2014年高排放强度行业IEIISO2值整体呈现逐年下降趋势。

从频数看，非金属矿物业、造纸业、电力热力行业、频数较高；10年高IEIISO2指标行业组成中，组成结构较为稳定的有两组：第一组是其他采矿业、非金属矿物业、造纸业、电力热力行业、有色金属矿采选业，第二组是非金属矿物业、造纸业、有色金属冶炼业、电力热力行业、黑色金属冶炼业，两组在9年10年中的10组排名中分别出现了3次。两组均包含的行业为造纸业、电力热力行业、非金属矿物业。

从均值看，IEIISO2较高的行业是电力热力行业、其他采矿业、非金属矿物业、非金属矿采选业和造纸业，其中电力热力行业的IEIISO2均值最高。我国2013年火力发电装机容量占总装机容量比重69.14%[7],历年来火力发电占中国发电总量的比例基本都在80%以上,这直接导致中国火电企业的二氧化硫高排放量[8]。在火力发电燃料燃烧造成的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物以及二氧化硫诸多污染物中，二氧化硫的排放总量排在仅次于二氧化碳的第二位[9]。

从变异系数看，高排放强度行业中，波动幅度较大的行业有其他采矿业、有色金属矿采选业、电力热力行业。这些行业排放强度的波动较大，应该着力在工艺上、生产原料选材环节、生产废物处理等方面进行优化改进。

4 结 论

(1)以2014年工业生产总值和SO2排放强度指标，对各工业行业进行了横向分析，并以全国SO2排放强度平均值为基准，分析了高排放工业行业总体具有高经济总量、高污染物排放总量和高排放强度的特点。

(2)以2005～2014年工业总产值之和，对工业行业进行了纵向分析，得出：总体工业总产值与SO2排放总量呈现反方向变动态势，并且工业总产值的增加速度大于SO2的下降速度；工业行业SO2排放强度变动趋势可归为下降、先降后增和波动三种趋势；一些低排放强度行业有突破平均水平，转化为高排放强度的可能性。

(3)通过对2005～2014年逐年排名前五的工业行业进行统计，计算了其均值，频数和变异系数，得出：造纸业、电力热力行业、非金属矿物业三个行业一直居于高排放强度行业组成之中，并且造纸业均值最高；有其他采矿业、有色金属矿采选业、电力热力行业排放强度波动较大。

[1] 刘 丹,刘年磊. “十一五”我国主要工业行业SO2和COD技术减排的效应分析[J]. 城市环境与城市生态,2014,(3):5-8.

[2] 王 嵩. 沈阳市二氧化硫总量控制对策研究[J]. 环境科学与管理,2012,(5):17-20.

[3] 郭国庆,钱明辉,张平淡. 我国工业二氧化硫污染排放强度的因素分解[J]. 中国软科学,2013,(12):138-147.

[4] 肖 闯. 基于LMDI的我国工业行业二氧化硫排放影响因素分解[J]. 商,2015,(51):199-201.

[5] 刘睿劼,张智慧. 中国工业二氧化硫排放趋势及影响因素研究[J]. 环境污染与防治,2012,(10):100-104.

[6] 胡 洁,王 玮. 我国火电厂SO2污染治理政策的理论分析[J]. 工业安全与环保,2005,(1):31-32.

[7] 中国产业信息网.2013年电力、热力生产和供应业经济运行概况分析[EB/OL].http://www.chyxx.com/industry/201406/256175.html,2014-06-19.

[8] 董文福,魏山峰,丁中元,等. 中国火电企业二氧化硫排放研究[J]. 环境污染与防治,2008,(4):83-85.

[9] 狄向华,聂祚仁,左铁镛. 中国火力发电燃料消耗的生命周期排放清单[J]. 中国环境科学,2005,(5):632-635.

Analysis of SO2Emission Intensity Based on Gross Industrial Output Value and Industrial SO2Emission

WANG Huan1,2,DONG Xiao-lin1,2,FENG Wen-xin1,2,LIU Feng-xuan1,2

(1.KeyLaboratoryofGroundwaterHydrology&EcologicalEffectsinAridRegion,MinistryofEducation,Chang’anUniversity,Xi’an710064,China;2.SchoolofConstructionEngineering,Chang’anUniversity,Xi’an710064,China)

In order to know the correlation between gross industrial output value and pollution emissions, understand the development quality of each industry, this paper based on industrial output value of each industry and SO2emission data from 2005～2014, proposed IEII (industrial emissions intensity)index for the first time. Using mathematical statistics method, analyzed SO2emission intensity , SO2emission trend of each industry, and high emission industries. The result shows that high emissions intensity industries have characteristics of high economic output, high pollutant discharge gross quantity, and high pollutants emission intensity. The variation trend of industrial SO2emission intensity have three types, decreasing, decreasing first and then increase, fluctuation. High emission intensity industries are mainly focused on paper, power and non-metallic mineral industries. SO2emission intensity is different in different industries, it is more objective and effective to implement total quantity control according to different industries and districts.

Industries；total industrial output value；pollution emission intensity；SO2

2017-01-17

王 欢(1992-)，男，陕西合阳人，长安大学技术经济及管理专业2015级在读硕士研究生，主要研究方向为技术经济及管理。

董小林,dxlin@chd.edu.cn。

X703

A

1001-3644(2017)03-0089-06