城市是人類社會經濟活動最為集中的地域,也是資源消耗強度最大的地區。世界觀察研究所1999年6月發表的報告表明,雖然全球城市面積只占陸地面積的2%,但卻消耗了將近3/4的世界能源,貢獻了3/4的世界污染物。目前,世界平均城市化水平約為54%。經權威機構預測,到2015年,生活在城市的人口將達到2/3。城市作為一種高能級、高集聚經濟,在人類社會經濟活動中所起的作用越來越大,同時也面臨著人地矛盾日益加劇的危機。如何應對城市化過程中出現的能源——環境問題,已成為各國專家學者研究的熱點。
改革開放以前,與經濟發展水平及工業化水平相比,我國的城市化水平長期嚴重滯后。如1980年,我國的工業化率為44.20%,而城市化水平僅為19.39%。改革開放后,我國政府開始意識到城市化水平長期滯后對經濟發展的不利影響,先后批準設立了一批城市,我國的城市化進程開始提速。2005年,我國的城市化水平為43%,但與世界平均水平相比,仍有較大差距。根據諾瑟姆曲線反映的規律,城市化進程可大致分為三個階段:在城市化水平低于30%以前,表明這個國家的城市化剛剛起步;城市化水平在30%~75%之間時,說明這一國家進入了城市化、現代化發展的高速時期;當城市化水平達到70%以后,就基本實現了現代化,城市進入了成熟階段,城市化水平長期保持穩定。隨著市場經濟體制的建立、戶籍制度對人口遷移限制作用的減弱和大量農村剩余勞動力向城市涌入,在未來50年內,我國的城市化進程將出現難以避免的加速發展,導致更多設市城市的誕生和現有城市規模的擴大,使中國的城市體系.進入一個全新的發展階段。據專家預測,到2010年,我國的城市化水平將達到60%,也就是說,屆時將有約9億人居住在城市,從事工商業活動。眾多的人口以及密集的社會經濟活動,必然會給城市帶來更為嚴重的環境問題,同時也對我國的能源安全構成挑戰。
一、我國城市面臨的能源—環境問題
城市環境問題的主要表現形式為:大氣污染、水污染、噪聲污染及垃圾污染。可以說,這4類污染不同程度地都與能源的使用有關;其中大氣污染主要是由于礦物燃料的使用引起的,對城市居民的健康威脅也最大。2005年,在國家環境監測總站統計的522個城市中,39.7%的城市大氣污染物濃度超過國家空氣質量二級標準,其中超過三級標準的城市占統計數的10.6%,我國城市空氣質量總體上仍然較差。
通常,城市空氣中的主要污染物為TSP、SO2、NOx和CO等,其中對人體健康影響最大的污染物為TSP,其次為S02。在我國,由于煤炭的大量使用,絕大多數城市的空氣污染表現為煤煙型,約有40%的城市TSP濃度超標,30%的城市SO2濃度超標。1995年城市中TSP的日均濃度值,北方城市超過世界衛生組織的4.5倍,南方城市也達3倍多。根據世界銀行的評估,中國城市每年約有17.8萬人因大氣污染的危害而死亡,這一數字占總死亡人數的7%;另外,還有約34.6萬例住院和空氣過度污染有聯系。因SO2的大量排放,酸雨區面積已占國土面積的30%。
二、快速城市化對能源安全的挑戰
隨著經濟發展水平的提高,人類對自然資源的消耗量與日俱增,資源安全已成為國家安全的重要組成部分。作為經濟活動最基本的驅動力,能源供應的充足、穩定與否,更是直接關系到國家與社會的穩定。城市和農村作為兩種截然不同的集聚形態,其能源消費強度和結構也有很大的區別。如1996年,我國城市人均生活用能為239kgce,而農村則僅為85kgce。城市是第二、三產業高度集中地區,而在任何一個現代國家的能源消費構成中,工業耗能都要占到很大比例,如2004年我國工業耗能即占能源消費總量的70%以上;另外,城市比農村擁有更為完善的基礎設施和公共設施,尤其是機動車輛的數量遠多于農村,而汽車在石油消費構成中,所占比例極大(交通運輸耗能約占世界商品性能源總量的25%,全部石油產品的一半)。目前,我國人均能源消費量僅為世界平均水平的一半,城市化速度的加快,勢必導致我國居民整體生活形態發生質的變化,對能源的需求將大幅增加。
從我國的能源儲存狀況看,在未來10年內,除了煤和鈾礦外,石油和天然氣均需長期依賴進口。其中2005年石油的對外依存度已高達52.8%,今后的供需缺口勢必進一步拉大。天然氣作為一種高效、優質的生活能源,在未來10年內也將大幅增長,而我國目前石油的儲采比僅維持在10左右,天然氣的人均資源量僅為世界平均水平的10%。煤炭雖然資源豐富,但主要分布于遠離我國經濟重心的山西、內蒙古、陜西、寧夏和新疆等地,與生產力布局不匹配;此外,由于煤炭的使用是造成城市空氣污染的主要原因,從城市可持續發展的角度出發,煤炭在一次能源消費中所占的比例也不宜增加。而發展核電,受資金、技術等因素的制約,在短期內也不會有太大作為。以上因素決定了,我國未來的快速城市化,將會對能源安全構成挑戰。
三、解決城市能源——環境問題的對策
(一)以法制建設為核心的城市環境管理
環境污染固然是工業化和城市化過程中不可避免的代價,但在很大程度上還是由于管理不善造成的。根據環境管理比較成功的國家的經驗,環境保護應主要通過環境立法來實現。第二次修訂的大氣污染防治法已于2000年9月1日起正式實施,此次修訂的大氣污染防治法最突出的特點是將以往的許多政策規定直接納入了法律條款。事實證明,該法實行后,我國各重點城市的空氣質量狀況得到了明顯改善。除了全國統一的大氣質量標準和法規外,地方各級政府也要根據當地的實際情況,將生態建設和環境保護納入主要議事日程,作為國民經濟和社會發展的核心目標之一,制定相應的政策法規和環境標準,通過建立健全目標責任制,確保規劃目標和任務的完成。
除了法律手段外,也可運用價格、稅收等經濟杠桿,引導企業按照市場規律進行能源配置,增加其污染物的排放成本,從而起到優化產業結構,提高能源利用水平的作用。此外,在城市環境管理中,要重視環境質量評價,包括污染源評價,污染檢測,綜合評價、預測研究、模擬試驗、系統分析和治理規劃等內容,這是城市環境綜合治理的前提和依據。應加強城市空氣污染對城市居民健康水平的影響評價,加大城市空氣污染治理力度。在安排工程項目建設前,要認真細致的評價分析項目對環境帶來的影響,研究建設項目的可行性。
(二)立足于技術進步的產業結構調整
我國長期重點扶持重工業,因而形成了我國偏重型工業結構。再加上計劃經濟時代能源價格偏低,絕大多數企業對設備改造和技術進步重視不夠,以至于在我國的能源消費中,工業耗能長期居高不下,如在2003年的能源消費結構中,工業耗能即占71.0%。工業耗能不僅比經濟發達國家高,而且比許多發展中國家都要高。
與此形成鮮明對照的是,能源使用效率極其低下,單位產值耗能是世界平均水平的3.3倍。同時,能源的加工轉換效率多年來也一直沒有實質性提高,2002年的總效率為69.78%,甚至低于1983年的水平;而發電及電站供熱的能源轉換率僅為39.41%,能源浪費極其嚴重。
從1986年到2000年的15年間,我國能源生產年均增長1.76%,而國內生產總值年均增長9.4%,表明我國整體產業技術水平有所提高。但從2001年開始,能源生產和消費逐漸加速,2005年,我國能源消費總量達到了22.2億噸標準煤。能源彈性連年居高不下。
(三)以生態原則為指導的城市規劃
雖然城市生活是在社會經濟系統中運行的,但仍然要以生態系統為其存在和運行的基礎。城市生活不僅要受社會經濟規律的制約,同時也要受自然生態規律的制約,只有實現了生態意義上的完整和平衡,整個城市才能夠健康發展。
由于城市綠地具有改善城市生態環境,凈化城市空氣的強大功能,西方一些發達國家在城市規劃中,都非常重視城市綠地的建設,并力求與其他人文景觀、現代建筑相協調,形成有格局、有特色的自然景觀,發揮多項功能。例如,大倫敦的綠帶與農村環帶,將中心城區與周圍衛星城隔開,形成大倫敦格局;大哥本哈根的指狀規劃形成了大面積的楔形、帶形綠地;荷蘭的蘭斯塔德地區根據城市的組團式地域形態,形成了城鎮之間以綠色緩沖帶相間隔的格局;巴黎地區則在兩條城市帶之間建立和保留大量綠地,以提供休息場所和維持生態平衡。至于城市園林、城市森林公園和都市農業等的建設,各國更是不遺余力,力求為城市居民提供一個環境優美、空氣清新的居住環境,實現人與自然的和諧發展。
我國在今后的城市規劃中,應借鑒西方發達國家的經驗,通過城市綠地,適當地將各種功能區分割開來。在工業用地中,也可按照不同企業劃分不同區域,做到集中辦、統一管,以改變目前工業企業在市區分散的狀況,實現污染物排放的集中控制和治理。另外,考慮到我國絕大多數城市空氣中的首位污染物為TSP,而樹木的枝冠和葉面具有強大的滯塵能力,因此,不同城市應根據其地理環境,氣象條件及顆粒物的物理、化學性質,選擇適宜栽種的綠化樹種,以改善城市的空氣質量。
(四)以高效化為原則的能源戰略與能源結構調整
一個國家或地區的能源結構,不僅取決于該國的能源稟賦狀況,而且與其經濟發展水平及工業化階段有著密切的聯系。許多西方發達國家的能源消費結構都經歷了以煤炭為主——以石油為主——天然氣、核能、新能源的轉變過程;并且,無一例外地強調節能、增效,有相應的經濟、法律手段來保證其能源戰略的實施。
我國能源結構的不合理在于煤炭在一次能源生產和消費、尤其是終端消費中所占比例過高,而石油、天然氣、水電、核能及可再生能源等清潔能源所占比例太低,這一態勢已對我國的能源、環境、經濟可持續發展造成嚴重影響,急需做出調整。2004年,在一次能源消費構成中,世界平均水平為:煤占27.2%,石油占36.8%,天然氣占23.7%,核電6.1%,水電6.2%,而我國煤炭消費量占總能源消費量的比例高達67.7%,石油、天然氣等優質能源的消費與世界相比都有很大差距,我國能源生產、消費結構的調整已是勢在必行。
受資源條件及經濟發展水平的制約,未來幾年煤炭仍將是我國的主要能源。大力發展潔凈煤技術,應是未來能源戰略的重要組成部分。今后應在產煤區重點建設大型坑口電站和礦區電站,通過轉化,把清潔的電能輸送到京津唐、長江三角洲、珠江三角洲及東南沿海等經濟發展水平高、城市密集、能源短缺的地區。為緩建石油供應壓力,應適度發展煤化工,合成甲醇、乙醇等燃料,作為汽車的代用燃料。在生活能源的開發上,應加快開發和推廣煤炭洗選、型煤、水煤漿、煤炭氣化和液化等潔凈煤技術。應加快建立石油安全儲備體系。此外,在一次能源消費中,天然氣將是未來增長最快的。我國除了積極組織“西氣東輸”“川氣東輸”工程,對新疆和四川天然氣做好規劃,提高生產能力,加快勘察、開發西部地區的天然氣外,要研究引進俄羅斯、土庫曼斯坦等國家的天然氣,做好產、輸、用協調,解決我國天然氣產量不足和盡快改善東部省區清潔能源緊缺的狀況。
目前,我國正處于城市化和工業化發展的加速階段,城市能源消費所占比重將進一步加大,對能源供應和城市可持續發展的沖擊也將日益突出。快速城市化過程中能源一環境問題的協調,需要在宏觀層次上,從多方面同時人手,通過統籌規劃協調解決,使城市真正走上可持續發展之路。
(作者單位:國家環保總局環境工程評估中心 深圳市觀瀾自來水有限公司)