中国大气污染防治技术推广效果评价——基于PSR 评价模型

李重阳，江 磊，刘兆香，王 京

（1.北京市环境保护科学研究院，北京 100037；2.生态环境部对外合作与交流中心,北京 100035）

1 研究背景

近年来，中国大气污染问题突出，备受关注。随着国务院印发的《大气污染防治行动计划》的实施，“清洁空气行动计划”“蓝天保卫战”“污染防治攻坚战”等大气污染治理行动强势开启并层层推进，致使大气治理技术市场需求激增，极大地刺激了国内大气污染防治技术的研发与推广应用。多年来，中国高度重视大气污染防治技术推广并作出巨大投入，相关技术推广效果评价需求日渐凸显。

目前国内已有学者开始了大气污染治理政策评估、治理效果评价、绩效审计评价方面的研究，但在技术推广评估方面研究较少。在环境评价体系的研究上，果佳等［1］构建了北京市大气污染治理评估体系；吴腾飞［2］、胡耘通等［3］利用“压力-状态-响应”（PSR）模型建立大气污染治理绩效审计评价体系；吴玲等［4-5］开展了环保技术推广绩效评价研究；刘平等［6］建立了大气污染防治技术产业化潜力评价指标体系。总体而言，国内在量化评价大气污染防治技术推广效果上尚属空白，对技术推广效果的评述也停留在定性描述阶段，难以客观、清晰评价技术推广效果并找出影响技术推广的主要因子。

因此，本研究基于PSR 模型原理构建了大气污染防治技术推广效果评价体系，评估2005—2017 年来中国大气污染防治技术推广效果，并采用灰色关联度法分析影响技术推广的主要因子，为客观、量化评价中国大气污染防治技术推广效果提供技术方法参考，以及为科学提出促进技术推广政策建议提供依据。

2 评价指标体系构建

2.1 PSR 模型框架

根据PSR 模型的一般原理，大气污染防治技术推广效果评价指标体系包括压力、状态、响应3 个子系统。其中，压力系统反映人的活动和大气污染程度对大气污染防治技术推广的作用，包括经济发展状况、人口增长速度、大气污染程度、市场需求、公众健康需求等；状态系统反映技术推广水平，包括市场成交情况、产品产量等；响应系统反映促进技术推广采取的措施，包括国家、企业、个人行为。三者的作用机理如图1 所示。

图1 PSR 评价模型作用机理

2.2 评价指标设置

大气污染防治技术推广效果评价指标体系应包含影响技术推广效果的多种指标，虽然不可能涵盖所有的相关指标，但必须能反映当前社会经济中大气污染现状、治理技术需求等重要因素。指标设置主要遵循以下原则：（1）层次清晰，指标既能客观反映市场需求和技术水平，又要避免相互重叠；（2）简易可行，指标设计要简繁适中，有明确的释义且数据可获取。由于目前统计数据尚未有大气分项类统计数据，鉴于数据可得性问题，不得不选取相近指标替代或舍弃部分指标。构建大气污染防治技术推广效果评价指标体系如表1 所示。

2.2.1 压力系统

（1）社会经济发展压力。胥彦玲等［7-9］研究指出，大气污染防治技术的研发和应用与经济社会发展水平密切相关，因此压力系统应考虑社会经济发展对技术推广的作用。选取人均地区生产总值（GDP）增长率、单位GDP 能耗、产业结构变更3 个指标来表征。

（2）市场需求压力。技术的市场需求直接决定技术推广的效果。选取治理废气项目完成投资增长率、排放标准提升来反映市场对技术的需求度。

（3）大气污染压力。解决大气污染问题是大气污染防治技术得以推广的原动力，污染防控程度越高，对技术推广促进效果越明显。鉴于数据的连续性和可获取性，选取SO2排放量、氮氧化物排放量两个指标来表征。

（4）公众健康需求压力。公众健康需求是影响大气污染防治技术推广的间接因素。选取城市呼吸系统疾病粗死亡率、公众对良好大气环境的需求两个指标来表征。

2.2.2 状态系统

状态子系统主要反映大气污染防治技术水平，通过大气污染防治设备产量、技术市场成交额两个指标来体现。

2.2.3 响应系统

响应子系统从国家、企业、个人行为3 个层次考虑。国家层面的响应包括财政投入、能源政策和政策的引导作用，选取环境污染治理投资占GDP 比重、煤炭在能源结构中占比、工业污染源治理投资额、第三产业占比和政策引导等指标体现。企业和个人层面的响应分别以科技交流和推广服务业在岗职工平均工资、科学研究与技术开发机构R&D 人员两个指标来体现。

表1 大气污染防治技术推广效果PSR 评价体系

3 评价方法

3.1 指标标准化

本研究的数据来源于中国国家统计网的公开数据、国家统计年鉴；部分无具体数值但又不可缺少的指标采用专家打分法，由专家按2005—2017 年时间序列进行打分。各评价指标数据由于性质不同，量纲各异，为保证研究结果的可比性，采用极值标准化法对各指标数据进行标准化，指标数据按照比例缩放，消除量纲的影响。标准化公式如下：

式（1）（2）中：xi代表第i个指标的数值；i代表指标层指标；max(xi)、min（xi）分别为评价指标最大值和最小值。

3.2 指标权重确定

借鉴杜栋［10］和郭金玉等［11］的做法，运用层次分析法，通过对复杂决策问题的本质、影响因素及其内在关系等进行深入分析之后，构建一个层次结构模型，然后利用较少的定量信息，把决策的思维过程数学化，从而为求解多目标、多准则或无结构特性的复杂决策问题提供一种简便的决策方法。大气污染防治技术推广效果评价体系具有多层次性和多因素性，应用层次分析法可以较好地对评价因子进行权重的计算，因此本研究采用层次分析法进行权重赋值（见表1），具体计算步骤如下：

（1）构造判断矩阵（B），求解权向量。对指标层中各个因素的相对重要程度进行逐对比较和量化打分，采用1～9 标度及其倒数的标度方法构造两两比较的判断矩阵。

（2）计算特征向量。采用规范列平均法（和积法），求出最大特征值所对应的特征向量。计算每一列规范化特征向量，公式如下：

式（3）中：bij代表指标i相对指标j的重要性数值；i、j代表指标层指标。

求规范列的行平均值，公式如下：

则向量W=（w1，w2，，wn）T是所求的特征向量。计算判断矩阵B的最大特征值，公式如下：

式（5）中：(BW)i为向量BW 中的第i个元素。

（3）一致性检验。根据一致性比率CR，对判断矩阵进行一致性检验，公式如下：

当随机一致性比率为CR=CI/RI＜0.10 时，通过检验。

3.3 技术推广效果综合指数

为科学地综合评价中国大气污染防治技术推广效果，基于大气污染防治技术推广效果PSR 评价体系，引入大气污染防治技术推广效果综合指数（以下简称“综合指数”）TE，进行多指标综合评价。方式如下：

式（7）中：Xi为第i个指标的标准化值；Wi为第i个指标的权重值。

按照综合指数分值高低，将技术推广效果分为良好、一般、较差3 个等级（见表2）。将各指标的2005—2017 年数据计算结果从大到小分别单独排序，将排序相同的18 个指标的计算结果加和，形成由大到小的数值序列，各子系统中计算结果排名以指标30%样本数对应的加和数值作为“良好”标准的界值，即0.69；70%样本数对应的各指标加和数值作为“一般”标准的界值，即0.23。

表2 综合指数分级标准

3.4 指标关联度分析

灰色关联度法以各因素的样本数据为依据，用灰色关联度来描述因素间关系的强弱、大小和次序［12］。此方法的优点在于思路明晰，可以在很大程度上减少由于信息不对称带来的损失，并且对数据要求较低。因此本研究采用灰色关联度法开展指标关联度分析，探究各指标对综合指数的影响程度。对无纲量化的矩阵进行进一步处理，得到关联系数如下：

各指标关联度r计算如下：

式（9）中：m为评价指标i的样本数。

4 评价结果分析

4.1 综合指数分析

2005—2017 年的综合指数情况如图2 所示。从整体变化趋势来看，综合指数呈现了快速增长趋势，说明大气污染防治技术推广效果整体态势良好。综合指数变化趋势以2014 年为界限，可分为两个阶段：第一阶段为2005—2014 年的快速增长阶段，综合指数值从2005 年的0.13 快速增长至2014 年的0.69 达到峰值；第二阶段为2015—2017 年的下滑阶段，综合指数值略下降至2017 年的0.62。

图2 中国大气污染防治技术推广效果综合指数发展趋势

其中在第一阶段，综合指数快速、持续攀升，大气污染防治技术推广效果日渐势好，主要是受国家强势推行的大气污染防治政策的推动。在中国，大气污染防治行业是政策依赖性行业，技术推广效果受当时政策环境和政府引导的影响较大。起初为解决酸雨问题，中国先后发布《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》（2002 年）、《排污费征收使用管理条例》（2003 年），奠定了对SO2全面治理的环保政策基础，有效推动了脱硫技术的推广应用。随后，2011 年国家关于火电厂氮氧化物排放标准的出台，促使脱硝行业呈现爆发式发展，以火电厂为首的高污染企业被强制要求进行脱硫设施改装，继脱硫之后，脱硝技术推广应用大力推进。2012 年的PM2.5 事件引发民众对细颗粒物（PM2.5）的关注。2013 年中国发布《大气污染防治行动计划》，实施“清洁空气行动计划”，发布《挥发性有机物（VOCs）污染防治技术政策》，实施多污染物协同减排，开始了新一轮大气污染防治技术的研发与推广应用。为改善空气质量，满足人们对良好环境的需求，全国各地出台相关政策，加大对大气污染治理投资，大力推进大气污染防治装备的生产和应用，激活了大气污染防治技术市场。

在第二阶段，综合指数趋于平稳且略有下滑。2014 年以后，由于大气污染物排放大幅削减，中国的大气环境质量逐渐趋好，大气污染防治技术需求的迫切度略有降低，技术推广压力减小，这是第二阶段综合指数略有下降的原因。但在这一阶段，大气污染防治技术推广效果也远高于2005 年的水平且趋于平稳状态，2017 年的综合指数值是2005 年的4.8倍。可见，中国大气污染防治技术推广效果整体较好。

综合指数值在2008 年以前处于0.23 以下，处于较差的状态，当时中国大气污染防治技术市场尚处于行业萌芽期；2008 年以后综合指数值维持在一般水平以上，大气污染防治技术相关行业进入了快速发展的阶段，并在2014 年达到较好水平，后略有下滑到一般水平，整体尚未进入较好水平。说明中国大气污染防治技术推广工作仍然任重道远，需要采取有效和有针对性的举措来大力推进。

4.2 子系统指数分析

如图3 所示，压力子系统指数值在2005—2013年呈现明显的上升趋势，尤其是2009—2013 年的指数值增长幅度大，反映出中国大气污染防治技术需求的迫切性。自2014 年开始，压力指数开始降低，主要是由于SO2、氮氧化物等污染物的排放量大幅降低，大气环境质量改善明显，大气污染防治技术推广的外在强制性刺激作用在减弱，压力因素影响作用开始降低。2005—2015 年之间，压力指数在3 种指数中占据主导位置，这一阶段中国大气污染防治技术推广效果主要受压力因素影响，压力因素是促进技术推广的主动力。2011—2015 年，中国大气污染防治技术推广处于一个高压时段，其中2013 年城市呼吸系统疾病死亡率达到2005 年以来最高，受当时国家大气治理需求的影响，尤其是对PM2.5 的硬性治理要求，大气污染防治技术研发与产业化应用迎来了红利期，技术市场活跃，技术推广效果好。

状态、响应子系统指数值均呈现平稳上升的态势，反映出中国大气污染防治技术推广效果逐年趋好。2015 年以后，压力因素不再占据主导位置，状态和响应指数值也趋于平稳，响应政策的实施逐渐成为影响技术推广效果的主要因素，结束了以压力为技术推广主动力的阶段，技术推广进入了良性、平稳发展的阶段。

图3 中国大气污染防治技术推广效果PSR 评价子系统指数发展趋势

4.3 指标关联度分析

以2005—2017 年间各指标数值作为参考序列，以其对应的综合指数作为目标序列，采用灰色关联度法计算得到18 个评价指标与综合指数的关联度（见图4），进而分析影响中国大气污染防治技术推广的主要因素。从图4 可见，首先，与综合指数关联性最大的3 个指标依次为技术市场成交额、政策引导、科学研究与技术开发机构R&D 人员，关联度均在0.95 以上，其中技术市场成交额关联度最高。技术推广效果实际是市场选择行为，市场需求是调节技术产业化应用的有力杠杆，大气污染治理技术市场需求的增减最直接地刺激技术的研发革新与推广应用程度，因此对技术推广效果起到决定性作用。

其次，大气环境治理政策对技术推广效果的影响也是立竿见影的。在中国，大气污染治理推进进程的政策依赖性较强，如脱硫脱硝技术的快速推广应用就与国家出台大气污染物强制减排政策高度关联，反映到具体数据上，则为综合指数值随之较为灵敏地增加。其他外在因素的压力驱动，如环境质量的改善需求、呼吸系统疾病发病率升高等，都体现在国家通过发布相关应对政策和技术导引来促进大气污染治理技术的研发与应用。例如，当大气环境污染导致呼吸系统疾病带来的死亡明显增加时，政府就会感到巨大的压力，从而出台相关政策及具体措施推进改善大气环境质量，缓解大气环境污染；相应的，受政策的驱动，大气污染防治技术的推广就遇到红利期，推广工作力度加大，反映到具体数据上则为综合指数值随之较为灵敏地增加。

再次，科学研究与技术开发机构R&D 人员数量对技术推广效果的影响程度也较高。技术推广不是“无源之水”，产业化应用首先要有适应市场需求的先进技术，因此科技研发人才投入的重要性不言而喻。科研人员数量的增加能够推动技术的革新，提高产品性能，增加产品的市场适应性，势必能提高技术的市场份额，进而提升技术推广效果。

图4 2005—2017 年中国大气污染防治技术推广效果评价指标与综合指数关联度

5 结论与建议

5.1 结论

（1）本研究从PSR 模型的作用机制出发，构建了大气污染防治技术推广效果评价指标体系。其中，压力系统包括社会经济发展、市场需求、大气污染程度、公众健康需求4 个方面；状态系统包括技术推广水平；响应系统包括国家层面、企业层面、个人层面3 个方面。评价系统的指标层包含了18 个评价指标。采用层次分析法对指标进行权重赋值，为量化评估中国大气污染防治技术推广效果提供技术方法。

（2）2005—2017 年中国大气污染防治技术推广效果综合指数值呈现快速增长，以2014 年为界可分为快速增长和略有下降两个阶段：2005—2008 年技术推广效果较差；2008—2014 年间，除2014 年技术推广效果到达良好水平，其他年份处于一般水平。中国大气污染防治技术推广仍任重道远。

（3）与大气污染防治技术推广效果综合指数关联性最大的3 个指标，依次为技术市场成交额、政策引导、科学研究与技术开发机构R&D 人员，关联度均在0.95 以上，是影响技术推广效果最主要的因素。

5.2 建议

（1）加强政府政策引导，促进技术市场发展。为促进中国大气污染防治技术的推广应用，应加大市场对大气污染防治技术推广的调节作用，以大气环境质量改善为目标提出大气环保政策导引，刺激相关技术市场发展。目前我国大气污染防治技术推广市场相对混乱，众多的治理技术难以筛选，如VOCs、污泥处置等环保技术还处于“优不胜劣不汰”的状态，市场交易不规范。国家及地方应制定环保技术市场交易规范细则，规范技术市场。

（2）培育技术研发与推广人才。鼓励地方借助高校及科研院所的力量，制定有针对性的、具有特色的人才引入计划，培育一批大气污染防治技术的研发人员，提升大气污染防治技术的创新能力和科技研发水平。科研机构和企业之间，可以通过联合培养、定向培养、相互培训的方式，培养一批能够贯通科研、商业或法学的综合人才，组建技术推广的专业团队；或通过相互派驻人员的形式培育复合型人才，加强技术研发和技术市场之间的关联性，避免技术研发与应用的脱节。