韩国环境空气质量改善趋势研究及对浙江省的启示*

李志年 朱 俊 蒋琦清 吴 建#

(1.浙江省生态环境科学设计研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江大学化学工程与生物工程学院，联合化学反应工程研究所，浙江 杭州 310027)

环境空气质量受人为污染源的影响，包括车辆、船舶、飞机的尾气，工业污染、居民生活、垃圾焚烧等[1-3]。另外，城市的人口、地形、气象及经济发展水平等也是影响环境空气质量的重要因素[4-5]。随着《浙江省大气污染防治行动计划》《浙江省打赢蓝天保卫战三年行动计划》《长三角地区秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》等一系列与大气污染防治相关的政策出台和实施，浙江省环境空气质量明显改善[6-8]。但与其他经济发达的地区和国家相比还有一定差距[9-10]。进一步改善环境空气质量是建设“美丽浙江”的重要一环，也是满足人民日益增长的优美生态环境需要的重要举措。但随着浙江省大气污染防治进程的大力推进，污染减排潜力空间不断缩窄，环境空气质量持续改善难度加大。

韩国的经济发展水平及环境空气质量均优于浙江省，其在经济发展协同环境空气质量改善进程中的经验值得浙江省学习[11-12]。此外，浙江省与韩国在总人口、自然环境等影响环境空气质量的基本因素方面有许多相似之处[13-14]。因此，研究韩国环境空气质量变化趋势及其影响因素，比较分析浙江省与韩国在经济发展水平、产业及能源结构等方面的差距，对浙江省今后环境空气质量管理具有一定借鉴意义。

1 材料与方法

采用历史分析法研究韩国社会经济、产业结构、能源结构、交通结构的发展趋势及空气质量改善进程，采用对比分析法研究浙江省与韩国在空气质量、经济发展水平、产业及能源结构等方面的差距。

数据来源和处理方式：(1)韩国和浙江省的环境资料分别取自韩国空气质量年度报告和浙江省生态环境状况公报。为统一比较标准，韩国和浙江省CO和O3年均浓度均采用小时平均值，其中浙江省CO和O3小时平均值数据来源于环境专业知识服务系统。(2)韩国经济数据来源于世界银行, 以2010年不变价美元计算，人均GDP=GDP/人口，GDP增长率=(本期GDP-上期GDP)/上期GDP。为方便比较，GDP统一以人民币作为计量单位，其中韩元和人民币与美元的汇率分别按1元人民币=0.145美元，1元人民币=166.7韩元计算。(3)韩国产业结构、用电量数据来源于韩国国家统计局官网。(4)韩国能源数据来源于韩国国家能源统计年鉴，能源计量单位统一以标准煤计。(5) 韩国交通结构及汽车保有量数据来源于韩国国土、基础设施和运输部官网。(6)韩国钢铁数据和水泥数据分别来源于世界钢铁统计年鉴和韩国水泥协会。(7)浙江省的其他数据均来源于浙江省统计局。

2 韩国环境空气质量变化趋势及主要影响因素

2.1 韩国6项空气污染物浓度变化趋势

2018年，韩国PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3年均质量浓度分别为23.0、41.0、41.1、11.4、57.9 μg/m3，CO年均质量浓度为0.63 mg/m3。韩国对于PM2.5的监测和控制起步较晚，2015年才开始将PM2.5纳入国家监测网，但在科学实验上的PM2.5监测活动已经开展多年[15-16]，因此本研究以首尔为代表来研究韩国PM2.5浓度变化趋势。如图1所示，1998—2018年韩国空气污染物浓度(O3除外)总体呈下降趋势，具体可分为3个阶段：第1阶段在1998—2002年，SO2和CO浓度迅速下降，而NO2、PM10浓度大体上升；第2阶段在2002—2008年，PM2.5浓度迅速下降，平均每年下降2.5 μg/m3，NO2、PM10在一定范围内波动，CO浓度下降速度变缓，而SO2浓度则保持平稳；第3阶段，在2008年之后，PM2.5年均质量浓度在23～26 μg/m3波动，PM10、NO2和SO2浓度开始新一轮下降，CO浓度保持平稳。而对于O3，2001—2017年，始终呈逐年上升趋势，直到2018年，才略有下降。

图1 1998—2018年韩国6项空气污染物年平均质量浓度Fig.1 Annual average mass concentrations of six air pollutants in South Korea from 1998 to 2018

2.2 主要影响因素分析

2.2.1 经济发展水平变化

如图2(a)所示，2018年韩国GDP达到118 720.0亿元，人均GDP为23.0万元，全球人均GDP排名第31位。与2000年相比，韩国GDP和人均GDP分别增长了1.9、1.7倍，总体上实现经济快速增长同时环境空气质量大幅好转。由图2(b)可以看出，2000—2018年，韩国经济发展由快转慢，对应污染物浓度水平由高转低，这说明GDP增长速度与环境空气污染物的浓度在一定程度上呈正相关关系。

图2 2000—2018年韩国GDP、人均GDP及GDP增长率Fig.2 GDP,per capita GDP and GDP growth rate of South Korea from 2000 to 2018

2.2.2 产业结构变化

韩国的经济快速发展起步于20世纪60年代，历经30多年，到20世纪90年代末基本形成以服务业为主，同时制造业比较发达的产业结构[17]。如图3(a)所示，2000—2018年，韩国三产比例波动较小。近20年来，韩国第三产业占GDP的比重保持在62.0%以上，其中批发零售、房地产、保险金融、社会保障及科学技术服务占比较大；第二产业占GDP的比重在34%左右，以计算机、电子、光学产品为主。然而，韩国的产业结构仍在不断地进行内部调整。从2001年开始，韩国政府每5年制定“科学技术基本计划”，大力发展半导体、精密零件、移动通信、数码家电、生物工程等[18]。如图3(b)所示，2018年，以计算机、电子、光学产品为主的信息通讯制造产业增加值为7 860.5亿元，占工业增加值的21.1%，对GDP的增长贡献率达到7.5%，与2000年相比，信息通讯制造产业增加值增长了5倍，成为韩国工业的支柱产业。

图3 2000—2018年韩国产业结构、信息通讯制造产业增加值及其在工业增加值中的比例Fig.3 Industrial structure,information and communication technology manufacturing industry GDP and its share in industrial GDP of South Korea from 2000 to 2018

另外，韩国人均钢铁和水泥消费趋于平稳，电力消费增长速度与经济增长速度基本相适应。如图4(a)所示，韩国人均钢铁消费量在2011年之后基本稳定在1 100 kg左右，而韩国人均水泥消费量在2005年之后稳中有降。2015年以来，由于房屋建设项目增加，韩国水泥市场才开始回暖，2017年韩国人均水泥消费量为1 260 kg[19]。2002—2018年韩国人均电力消费量持续增长，2018年为10 039 kW·h，且全社会用电量增长率与GDP 增长率基本同步变化(见图4(b))。

图4 2000—2018年韩国人均钢铁、水泥和电力消费量及全社会用电量增长率与GDP 增长率Fig.4 Per capita consumption of steel,cement and electricity and the growth rate of social electricity consumption and GDP in South Korea from 2000 to 2018

2.2.3 能源消费与结构变化

随着韩国社会经济的发展和产业结构内部调整，韩国一次能源消费总量和人均能耗不断上升，单位GDP能耗总体呈下降趋势。到2017年，韩国一次能源消费总量和人均能耗分别为43 098.6 万t和8.4 t，单位GDP能耗为0.38 t/万元(见图5)。

图5 2000—2017年韩国能源消费水平和结构Fig.5 The level and structure of energy consumption in South Korea from 2000 to 2017

在一次能源消费结构中，近20年来，韩国石油消费占比最高，其次为煤。2000—2017年，韩国一次能源消费结构持续改善，煤炭和石油消费总占比呈逐年下降趋势，以清洁能源为代表的天然气和可再生能源占比不断增加。尤其是2013年韩国政府制订第二个国家能源基本计划之后，可再生能源占比得到明显提升[20]。

受韩国绿色增长战略等影响[21]，韩国产业结构逐步向绿色低碳、高附加值产业发展，能源结构不断清洁化，使得2000—2015年韩国主要大气污染物单位GDP排放量总体呈下降趋势。2015年NOx、挥发性有机物(VOCs)、SO2和PM10单位GDP排放量分别为1.14、1.00、0.35、0.22 kg/万元(见图6)。

图6 2000—2015年韩国主要空气污染物单位GDP排放量Fig.6 Major air pollutants emissions per unit of GDP in South Korea from 2000 to 2015

2.2.4 城市交通运输结构变化

在城市交通方面，2000—2016年，随着汽车保有量的持续增长，韩国逐渐成为世界上人均汽车拥有量较多的国家之一。但是，韩国的汽车使用率并不高。一方面，韩国的用车成本较高，除了停车难、停车费用高外，汽油价格较高也是重要原因。以2017年5月29日的数据为例，全球汽油的平均价格为7.08元/L，中国的汽油价格约为6.76元/L，而韩国的汽油价格约为8.93元/L，并且韩国政府在油价中还增收了养路税和环保税等。另一方面，韩国公共交通系统方便、可靠且实惠，尤其是2004年将公交系统与地铁及新的公交接驳系统集成后，市民更愿意选择公共交通出行[22-23]。2011年，以首尔为代表的城市公交分担率达到75%左右[24]。另外，韩国政府不断增加自行车道路的数量和长度，促进绿色出行。

在货物运输方面，韩国充分利用其地理优势，大力发展水运。2010年以前，韩国货运以水运为主，占比约60%，其中99%以上的国际货物运输是水运。2010年之后，韩国政府加强一般道路建设并提高道路铺装率，改善公路运输环境，公路货运占比明显提高，成为主要货运方式，但水运占比仍超过40%(见图7)。

图7 2000—2016年韩国交通运输结构及汽车保有量Fig.7 Transport structure and total number of automobile in South Korea from 2000 to 2016

2.2.5 污染物排放量与6项空气污染物浓度变化关系

从图8(a)和图8(b)可以看出，2000—2015年SOx和CO排放量的变化趋势与环境空气中SO2和CO浓度变化基本一致，说明SOx和CO的排放是影响SO2和CO浓度的重要因素。而在图8(c)中，PM10排放量在2006年之前较稳定，之后明显上升，但环境空气中PM10浓度在后期却呈下降趋势，说明后期环境空气中的PM10受到其他因素影响较大，如温度、湿度、风速等。如图8(d)所示，在2006年之前，NH3的排放量较稳定，但PM2.5浓度却大幅下降，说明这期间PM2.5浓度受NH3排放量影响较小。而2007年之后NH3排放量升高，与此同时PM2.5质量浓度在22～26 μg/m3波动，这表明随着大气污染防治的深入，PM2.5受二次来源影响增大[25]，较高的NH3排放量会阻碍PM2.5浓度的进一步下降。图8(e)中，NOx年排放量在2004年达到峰值后迅速下降，在2009年达到最低之后又缓慢增加。但环境空气中的NO2浓度却基本与之呈负相关，这可能由区域传输或者NOx源清单的不确定性等因素引起[26]。图8(f)中显示，O3浓度与VOCs年排放量在2000—2015年大体同步上升，说明VOCs排放量的增加是导致韩国O3浓度上升的重要原因之一。总体而言，环境空气质量受污染物排放影响较大。

图8 韩国污染物排放量与6项空气污染物质量浓度的关系Fig.8 The relationship between the pollutant emissions and the mass concentration of six air pollutants in South Korea

3 浙江省环境空气质量现状及与韩国差距

如图9所示，2018年浙江省PM2.5、PM10、NO2、SO2和O3年均质量浓度分别为33.0、56.0、32.0、9.0、59.8 μg/m3，CO 年均质量浓度为0.75 mg/m3。与韩国环境空气质量相比，浙江省PM2.5和PM10污染程度明显高于韩国，O3和CO浓度略高于韩国。

图9 2018年浙江省与韩国6项空气污染物年均质量浓度比较Fig.9 The comparison of annual average mass concentrations of six air pollutants between Zhejiang and South Korea in 2018

4 以PM2.5为基准比较浙江省与韩国主要指标差异

社会经济发展水平、产业结构、能源结构、交通结构等是影响环境空气质量的重要因素。本研究以PM2.5为基准，对比分析浙江省与韩国同水平时主要指标差异。

在经济发展水平方面，2018年浙江省GDP及人均GDP与韩国2004年相当，但城镇化率远低于韩国(见表1)。另外，2018年浙江省GDP增长率为7.1%，远高于韩国2004年GDP增长率。从产业结构来看，2018年浙江省第二产业比重为41.8%，第三产业为54.7%，第二产业中原料型化工、中低端机械制造等重工业占工业总产值的64.5%。与韩国2004年相比，浙江省第二产业比重偏高、偏重；第三产业比重相对略低。从电力的消费情况来看，浙江省人均电力消费量明显高于韩国，且全社会用电量增长率高于GDP增长率，这说明当前浙江省工业仍处在快速发展阶段。在能源消费和利用效率方面，2018年浙江省一次能源消费量为21 675 万t，人均能耗为3.8 t，均低于韩国2004年水平，使得浙江省单位GDP能耗较韩国2004年低。从排放水平来看，浙江省NOx、SO2和VOCs单位GDP排放量分别为1.9、1.3、3.2 kg/万元，其中SO2和VOCs排放水平明显高于韩国。在一次能源消费结构方面，浙江省以煤炭为主，占比达47.4%，高于韩国；而天然气消费量仅占一次能源消费量的7.5%，低于韩国天然气在一次能源消费中的占比(12.9%)。在交通运输方面，浙江省以公路运输为主，水运比例明显偏低，仅为36.6%；且汽车保有量大、公共交通分担率较低。

表1 主要指标差异

另外，根据源清单调查结果显示，2015年浙江省SO2、VOCs、PM10排放量较高，分别为56.6、1 39.2、69.7万t，是韩国2004年排放量的1.6、1.7、11.2倍。浙江省PM10的排放量远高于韩国，主要是由于2004年韩国源清单没有考虑对PM10贡献较大的生物质燃烧和扬尘源[27]。

5 结论和建议

2000—2018年韩国环境空气质量的变化与经济增长速度、产业和能源结构、公共交通体系及污染物排放量密切相关。与大多数研究结果相同，韩国经济的快速增长也给环境空气质量带来了负面影响。但产业结构不断升级、能源结构持续向清洁化发展及降低污染物排放量是韩国大力发展经济同时改善环境空气质量的关键。大力建设和不断优化公共交通体系，提升公共交通的分担率也对韩国环境空气质量的改善发挥着重要作用。

浙江省与韩国环境空气质量比较结果表明，浙江省环境空气质量仍与韩国有一定差距，浙江省2018年PM2.5年均浓度与韩国2004年相当。以PM2.5为基准，浙江省与韩国主要指标差距分析表明，当前浙江省经济正处于高速增长阶段。另外，浙江省第二产业偏高、偏重且工业仍在快速发展；能源结构以煤为主、不够清洁化；汽车保有量大且公共交通分担率低等造成浙江省SO2、PM10、PM2.5和VOCs污染物排放量大，污染物单位GDP排放水平高，进而导致其环境空气质量中PM10和PM2.5污染较严重。基于以上研究结论，提出浙江省进一步改善大气环境质量的建议:

(1) 优化调整产业结构，严控“两高”行业产能，加大落后产能淘汰和过剩产能缩减力度，持续开展“散乱污”企业及集群综合整治行动。此外，以绿色低碳循环为主要原则，优先发展附加值高、污染低、能耗低的高新产业，同时大力发展现代服务业，加强制造业与服务业深度融合和互促互动，推动经济高质量发展。

(2) 优化调整能源结构，大力发展清洁能源，严格控制煤消费总量，实施煤减量替代措施。鼓励发展使用太阳能、水能、风能等清洁、低碳、绿色能源，提高非化石能源占一次能源消费的比重；同时推广节能高效技术和产品，不断提高能源利用效率。

(3) 优化调整运输结构，加强铁路和水运的基础设施建设，积极推广多式联运，提升铁路运输、水运能力。继续控制汽车保有量，大力推广使用新能源汽车，不断淘汰老旧车辆和老旧船舶。大力发展公共交通，提升公共交通的方便性、可靠性及实惠性，同时充分利用政策、经济手段，比如实行有差别的停车场建设标准和收费标准等，以推动公共交通出行成为公众自觉选择。

(4) 加强环境污染治理，建议在加快制定和调整相关行业污染物排放标准的同时，加强污染源控制，提高在环境污染治理方面的投入，尤其是PM10、SO2、VOCs等工业污染物的减排和废气治理。此外，也应加大对大气环境保护及防治研究的投入，不断提升浙江省科学治气、精准治气水平。