中國工業COD全過程管理效果檢驗——來自LMDI的分解結果

杜雯翠

(北京大學 經濟學院，北京 100871)

中國工業COD全過程管理效果檢驗
——來自LMDI的分解結果

杜雯翠

(北京大學 經濟學院，北京 100871)

論文從全過程管理的角度，利用對數平均的迪氏分解法(LMDI)將工業化學需氧量(COD)排放強度分解為源頭防治、過程控制和末端治理三個部分。研究發現，2001-2010年中國工業COD排放強度降低主要歸于源頭防治，其次是末端治理，過程控制對工業COD排放強度降低的貢獻較小，甚至為負。實證研究發現，環境技術轉移對工業COD全過程管理的促進作用是最為顯著的，而環境技術自主研發和工業污染源治理投資對全過程管理的作用并不大。因此，面對挑戰嚴峻的中國環保問題，促進環境技術水平的提升，積極引進先進環境技術，強化環境規制，對實現從末端治理到全過程管理的轉變是大有幫助的。

工業COD;全過程管理;環境技術;LMDI

一、引言及文獻綜述

2010年，我國工業COD排放總量為434.8萬噸，排放強度為30.86噸/億元，與2001年相比分別下降了28.43%和75.91%。工業COD排放強度的大幅下降并不是某一治污減排手段單獨作用的結果，而是全過程管理的成效。20世紀70年代以來，我國執行的工業污染防治手段主要依賴于末端治理。但隨著末端治理手段的廣泛應用，其效力也逐漸減弱。1997年，國家環?？偩种贫úl布了《關于推行清潔生產的若干意見》，清潔生產第一次作為獨立發布的政策面世［1-2］。2003年1月1日，《中華人民共和國清潔生產促進法》開始施行，旨在從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免生產、服務和產品使用過程中污染物的產生和排放。至此，治污減排的工作重點不僅在于治污，消除已經生產出來的污染物;更在于減排，從源頭降低污染物排放的可能性，從過程控制污染物排放的概率，以降低污染排放強度。我國的環境管理從單一的末端治理，逐步走向源頭防治、過程控制和末端治理共同發揮作用的全過程治理。

全過程治理包括源頭防治、過程控制和末端治理。其中，源頭防治指的是使用清潔的能源和原料，從源頭削減污染;過程控制指的是提高生產工藝和技術，提高資源利用效率，從過程削減污染;末端治理指的是利用污染處理設備，處理已經排放出來的污染物，從末端削減污染。末端治理的好處在于它不會對生產過程產生影響，并且技術相對成熟［3］。與末端治理相比，源頭防治和過程控制在環境保護和節約成本方面更具優勢［4-6］。從全過程管理來看，末端治理是“標”，源頭防治和過程控制是“本”。只有向全過程管理轉型和轉變，才能真正實現“環境友好型、資源開約型”社會的建設。因此，中國環境保護部門在“十一五”期間大力倡導從末端治理向全過程管理的轉變［7］。

本文的研究重點是檢驗我國各地區是否實現了工業COD全過程管理，這些地區在向全過程管理轉變的過程中有何不同，又是什么因素促進或阻礙著全過程管理的實現。本文以工業COD減排為研究對象，采用 Ang and Liu(2007)［8］提出的LMDI方法，從全過程管理入手，將我國工業COD排放強度降低分解為源頭防治、過程控制和末端治理三個部分，評價“十五”和“十一五”期間中國是否實現了從末端治理向全過程管理的轉型或轉變，并檢驗環境技術等因素對全過程管理的影響。論文余下部分安排如下:第二部分我國工業COD全過程管理現狀，利用LMDI方法對2001-2010年我國各地區工業COD排放強度進行分解，比較“十五”和“十一五”期間全國及各地區全過程管理狀況;第三部分研究設計，設定模型、定義變量、說明數據來源;第四部分實證檢驗，檢驗環境技術等因素對全過程管理的作用;第五部分結論與啟示。

二、我國工業COD全過程管理現狀

本文采用LMDI將中國工業COD排放強度分解為源頭防治、過程控制和末端治理三個部分，全過程管理分解結果見表1。

表1 2001－2010年中國工業COD全過程管理的分解結果

表2 2001－2010年各地區工業COD全過程管理的分解結果

由表1可知，2001－2010年中國工業COD排放強度的降低主要歸于源頭防治，其次是末端治理，過程控制對工業COD排放強度降低的貢獻較小?！笆濉逼陂g，工業 COD排放強度下降0.0026，其中，68.54%來自水資源利用效率的提高(即源頭防治)，40.99%來自污水處理技術的應用(即末端治理)，水資源重復利用率(即過程控制)對工業COD排放強度的降低并無貢獻。“十一五”期間，源頭防治對工業COD排放強度降低的貢獻率仍為最高，末端治理的貢獻率次之，可喜的是，過程控制對工業COD排放強度降低的貢獻率由負數變為正數，這表明過程控制對全過程管理的貢獻開始呈現，全過程管理開始實現。之所以出現這種情況，與政策導向有關。近些年來，各級政府積極倡導節約用水，并對工業用水進行區分定價、分類計價，增加工業企業用水的成本壓力，使企業不得不積極地節約用水。與此同時，政府積極建設各種污水處理廠，在一些工業園區還專門建造統一的污水處理廠，以降低企業的污水處理成本，這些政策均有利于源頭防治和末端治理發揮作用。另外，各地政府紛紛出臺各自的城市中水建設管理辦法，為中水和再生水的使用創造了條件，極大地推動了地區循環水務建設，促進了過程控制的有效發揮。

進一步，對2001－2010年中國31個地區工業COD排放強度進行LMDI分解，計算“十五”、“十一五”兩個時間段內各地區全過程管理的分解結果，見表2?！笆濉逼陂g，17個地區源頭防治的貢獻率為負，工業COD全過程管理主要依靠過程控制和末端治理?！笆晃濉逼陂g，28個地區的源頭防治貢獻率大幅提高，僅剩3個地區源頭防治貢獻率仍為負。不過，這并不表明大部分地區都實現了全過程管理，一些地區源頭防治的加強是以過程控制的弱化為代價的。“十一五”期間，僅有5個地區過程控制的貢獻率有所增加，26個地區過程控制的貢獻率均在降低，其中，23個地區過程控制貢獻率由正變為負?？梢哉f，“十一五”期間許多地區的過程控制發生了逆轉，在各種城市中水管理辦法的督促下，這些地區并沒有利用先進環境技術改進水資源使用工藝，反而降低了水資源循環利用效率，極大地弱化了過程控制的作用。

按照各地區源頭防治、過程控制和末端治理貢獻率的大小將各地區劃分為如下兩類:若地區源頭防治、過程控制和末端治理貢獻率均大于零，視該地區已經實現了全過程管理;若地區源頭防治、過程控制和末端治理貢獻率不同時大于零，視該地區未實現全過程管理。以這個標準，比較各地區在“十五”、“十一五”期間的減排途徑，根據是否實現了全過程管理和時間段兩個維度，可以將31個地區可以分為四類(見表3)。

表3 “十五”、“十一五”期間各地區工業COD全過程管理的路徑選擇

由表3可知，“十五”期間有12個地區實現了全過程管理，到“十一五”期間，僅有北京和山西2個地區仍實現了全過程管理，原因可能在于北京和山西的經濟結構。根據《2010年環境統計年報》，在2010年統計的39個工業行業中，COD排放量位于前4位的行業依次為造紙與紙制品業、農副食品加工業、化學原料及化學制品制造業、紡織業(以下簡稱四大行業)，四大行業的COD排放量為219.5萬噸，污染貢獻率占60%。因此，這四個行業的行業規模直接決定著工業COD減排效果。2009年，除西藏外，北京和山西是四大行業比例最低的兩個省份，北京四大行業比例為5.13%，山西四大行業比例為7.86%，這種低比例有助于工業COD全過程治理的實現。當然，這需要進一步的實證檢驗。

三、研究設計

(一)模型設定與變量定義

由表3可知，不同地區全過程管理的路徑選擇有所不同，同一地區在不同時期的減排路徑也有差異，有些地區已經開始了從末端治理向全過程管理的轉型，有些地區的過程控制則出現了巨大逆轉。那么，究竟是什么因素促使各地區在工業COD排放強度降低上選擇了不同的路徑，又是什么造成了“十一五”期間過程控制的大逆轉呢?為了檢驗環境技術在各地區全過程管理中所起的作用，設定如下實證模型。

其中，第一個方程為恒等方程，它表示全過程管理(D)由源頭防治(Ddensity)、過程控制(Drecycle)和末端治理(Dtreatment)三個環節共同決定。第二、三、四個方程是行為方程，分別表示源頭防治、過程控制和末端治理由環境技術(Tech)、環境規制(Regul)、污水處理設施(Equip)、經濟結構(Big4)等因素決定?；貧w模型中，因變量為全過程管理(D)、源頭防治(Ddensity)、過程控制(Drecycle)和末端治理(Dtreatment)。這四個變量均為逆變量，即變量值越小，工業COD減排效果越佳。自變量為環境技術(Tech)，分別用環境科研課題經費(Tech1)、技術市場成交額(Tech2)和工業污染源治理投資(Tech3)表示。其中，環境科研課題經費反映環境技術自主研發投入情況，技術市場成交額反映環境技術轉移情況，工業污染源治理投資衡量環境技術創新投入情況。根據以往研究結果，模型還控制了如下變量:環境規制(Regul)，用單位GDP的環保執法人員數表示。污水處理設施(Equip)，用廢水處理設備的套數表示，若某地區的廢水處理設備較多，其工業COD處理能力越高，減排效果越佳。水資源稟賦(Endowment)，用人均水資源量表示，單位:立方米/人，若某地區的水資源稀缺，勢必迫使企業減少水資源消耗。經濟結構(Big4)，用四大行業總產值占當地GDP的比值表示，單位:%。除全過程管理(D)、源頭防治(Ddensity)、過程控制(Drecycle)、末端治理(Dtreatment)、環境規制(Regul)和經濟結構(Big4)外，其余變量均采用自然對數的形式。

(二)數據來源

以2001－2010年中國30個省份的數據為研究對象(不包括西藏)。面板數據是平衡的(balanced)，由于計算減排效應需要連續兩年的數據，因此樣本包括9年30個省份，共270個觀測點。各地區全過程管理(D)、源頭防治(Ddensity)、過程控制(Drecycle)和末端治理(Dtreatment)由LMDI分解計算獲得。環境技術(Tech)、環境規制(Regul)、污水處理設施(Equip)和水資源稟賦(Endowment)的數據來自《中國環境統計年鑒》。經濟結構(Big4)的數據來自中宏數據庫。全過程管理(D)、源頭防治(Ddensity)、過程控制(Drecycle)和末端治理(Dtreatment)的數據年份為2001－2002，…，2009－2010等9個時間段，其它數據年份為2001－2009等9年。

四、實證檢驗

(一)描述性統計

表4為主要變量的描述性統計。值得關注的是變量經濟結構(Big4)，最小值僅為5.13%，最大值高達59.97%?？梢?，不同地區四大行業的比重十分不同，而作為工業COD的主要來源行業，這種經濟結構差異將直接導致工業COD減排效果的重大差異。以2009年為例，四大行業所占比重最高的三個省份分別是山東省(59.97%)、江蘇省(42.97%)和浙江省(38.68);最低的三個省份分別是北京市(5.13%)、山西省(7.86%)和陜西省(8.69%)。

表4 主要變量的描述性統計

(二)回歸結果

以2001－2010年我國30個省份的全過程管理分解結果為因變量，環境技術(Tech)為自變量，環境規制(Regul)、污水處理設施(Equip)、水資源稟賦(Endowment)和經濟結構(Big4)為控制變量，使用似無關回歸(SUR)對聯立方程模型進行估計，結果見表5。模型(1)以環境科研課題經費(Tech1)表征環境技術，在三個行為方程中，環境科研課題經費(Tech1)的估計系數均不顯著，表明環境科研課題經費(Tech1)對工業COD全過程管理的影響不大。環境規制(Regul)和污水處理設施(Equip)的估計系數也沒有通過顯著性檢驗，表明環境規制(Regul)和污水處理設施(Equip)對工業COD全過程管理沒有太大影響。水資源稟賦(Endowment)的估計系數顯著為正，表明當地水資源越豐富，源頭防治、過程控制和末端治理的效果越不顯著，全過程管理越難實現，這個結果符合資源稀缺性原理。經濟結構(Big4)與過程控制顯著負相關，表明四大行業占當地GDP比重越高，過程控制對四大行業比重降低越敏感，過程控制的效果越好。不過，經濟結構(Big4)與源頭防治和末端治理的關系并沒有通過顯著性檢驗，說明經濟結構主要作用于過程控制。

表5 全過程管理的回歸結果

模型(2)以技術市場成交額(Tech2)表征環境技術，與模型(1)的回歸結果不同，技術市場成交額(Tech2)與過程控制和末端治理均顯著負相關，表明技術市場成交額越高，過程控制和末端治理的效果越好?？梢姡壳碍h境技術的改進更多地依靠技術轉移，而不是自主研發。除此之外，水資源稟賦(Endowment)與過程控制和末端治理顯著正相關，經濟結構(Big4)與過程控制顯著正相關，結果與模型(1)一致。

模型(3)以工業污染源治理投資(Tech3)表征環境技術，工業污染源治理投資(Tech3)與全過程管理的關系不大，水資源稟賦(Endowment)和經濟結構(Big4)的估計結果與模型(1)和模型(2)是一致的。綜上，環境技術對工業COD全過程管理的影響主要通過技術轉移發生作用，環境科研課題經費投入和工業污染源治理投資的作用仍未顯現。

由表3可知，“十一五”期間，許多地區的過程控制發生了逆轉，過程控制的貢獻率由正值轉為負值，為了弄清其中原因，表6分別利用“十五”數據和“十一五”數據對實證模型進行回歸。由表5的回歸結果可知，技術市場成交額(Tech2)在回歸中的估計系數較為顯著，因此表6用技術市場成交額(Tech2)表征環境技術。

表6 不同時期全過程管理的回歸結果

由表6可知，對比“十五”期間與“十一五”期間影響過程控制的主要因素?？梢园l現，環境規制(Regul)的估計系數在不同時期的回歸結果是迥然不同的?！笆濉逼陂g，環境規制(Regul)的估計系數并不顯著，表明環境規制在“十五”期間并沒有對水資源循環利用發揮太大的積極作用。然而“十一五”期間，環境規制(Regul)的估計系數顯著為正，表明該時期由于政府環境規制的愈加嚴格，水資源重復使用效率反而下降了。根據過程控制的數學界定，這個結果說明單位水耗的廢水排放量增加了，這可能與企業為使出水口水質達標，在總排污口用自來水稀釋污水的行為有關?！笆晃濉逼陂g，由于各地環境規制越來越嚴苛，一些違規企業用自來水稀釋總排污口，以降低廢水濃度。如此，便消耗了更多的水資源，而這些被用來稀釋的水資源全部被看作是廢水，這增加了單位水資源的廢水排放量，使得過程控制發生了大逆轉。

根據《2010年環境統計年報》，2010年七大流域接納工業COD共350.8萬噸，占全國工業COD排放量的80.7%。其中，長江和珠江是接納工業COD最多的兩個流域。為了分析不同流域工業COD治污減排的特點，表7檢驗了長江流域環境技術對工業COD治污減排的影響。模型(4)以環境科研課題經費(Tech1)表征環境技術，與模型(1)的回歸結果一致，環境科研課題經費(Tech1)的估計系數在三個行為方程中均不顯著，表明環境科研課題經費對工業COD全過程管理的影響不大。水資源稟賦(Endowment)與過程控制顯著正相關，與源頭防治和末端治理的關系較弱，表明水資源越匱乏的地區，越注重水資源的循環使用，其過程控制的作用效果越明顯。經濟結構(Big4)與過程控制顯著負相關，表明四大行業所占比重越高，過程控制對行業比例變化越敏感，與表5的回歸結果一致。與表5結果不同的是，污水處理設施(Equip)與源頭防治顯著負相關，表明污水處理設施越完備，源頭防治效果越好。這說明與全國相比，長江流域各地區的污水處理設施建設已經對源頭防治產生了影響。模型(5)以技術市場成交額(Tech2)表征環境技術，與模型(2)的回歸結果相同，技術市場成交額(Tech2)與過程控制和末端治理均顯著負相關，再次證明技術轉移是環境技術改進的主要原因，也是影響工業COD全過程管理的重要因素。模型(6)以工業污染源治理投資(Tech3)表征環境技術，與全國的回歸結果不同，工業污染源治理投資(Tech3)與源頭防治顯著負相關，工業污染源治理投資越多，源頭防治的效果越好，這表明長江流域工業污染源治理投資對工業COD全過程管理已經發揮作用。不過，我們也看到，這種作用僅限于源頭防治，對過程控制和末端治理的作用仍未顯現。

表7 全過程管理的回歸結果(長江流域)

表8 全過程管理的回歸結果(珠江流域)

表8檢驗了珠江流域環境技術對工業COD治污減排的影響，與全國和長江流域的回歸結果有兩點不同:第一，珠江流域環境科研課題經費(Tech1)與過程控制顯著負相關，表明環境科研課題經費越高，過程控制效果越好。第二，在全國和長江流域的回歸結果中，環境規制(Regul)的作用均不顯著，而在模型(7)、(8)和(9)中，環境規制(Regul)均與源頭防治顯著負相關，與過程控制和末端治理的關系不大。這表明，珠江流域的環境規制在全過程管理中已經開始發揮作用，這主要體現在對源頭防治的影響上。

五、結論與啟示

長期以來，我國水資源價格偏低，掩蓋了水資源的珍貴性和稀缺性［9］。隨著中國環境管理事業的推進，實現從末端治理向全過程控制的轉型、轉變將是一種必然。論文利用LMDI方法，從全過程管理入手將中國工業COD排放強度降低分解為源頭防治、過程控制和末端治理三個部分。研究發現，“十五”、“十一五”期間中國工業COD排放強度降低主要歸于源頭防治，其次是末端治理，過程控制對工業COD排放強度降低的貢獻較小，甚至為負。而且，中國已經開始了從末端治理向全過程管理的轉型，盡管還沒有實現真正的扭轉或轉變。“十一五”期間許多地區的過程控制發生了逆轉，僅有5個地區過程控制的貢獻率有所增加，26個地區過程控制的貢獻率均在降低，其中，23個地區過程控制貢獻率由正變為負，過程控制發生了大逆轉。實證結果表明，之所以出現過程控制的逆轉，可能與“十一五”期間環境規制的愈加嚴格有關。在更加嚴格的環境規制下，一些企業用自來水稀釋排污口以使水質達標，這無疑提高了單位水耗的污水排放量，使得過程控制出現了大逆轉。

論文還基于對2001－2010年中國30個地區的全過程管理分解結果，檢驗環境技術對工業COD全過程管理的影響。研究發現，環境技術轉移對全過程管理的作用是最為顯著的，而環境技術自主研發和工業污染源治理投資對全過程管理的作用并不大。從流域角度看，長江流域的污水處理設備在全過程管理中發揮了作用，而珠江流域的環境科研課題經費和環境規制對全過程管理的作用效果已經開始顯現。因此，要充分利用自主環境技術對全過程管理的促進作用，有效發揮環境技術轉移對全過程管理的提升效果，充分認識現有環境規制在強化全過程治理中的無力，進一步完善污水處理設施建設，從技術和規制兩個方面保證全過程管理的實施效果，推動更多地區實現從末端治理向全過程管理的轉型，從而促進整體實現從末端治理到全過程管理的真正轉變。

［1］柯堅.關于我國清潔生產法律規制的思考［J］.中國軟科學，2000，(9):160-166.

［2］汪利平，于秀玲.清潔生產和末端治理的發展［J］.中國人口·資源與環境，2010，(3):428-431.

［3］Zotter K A.“End-of-pipe”Versus“Process-Integrated”Water Conservation Solutions-A Comparison of Planning，Implementation and Operating Phases［J］.Journal of Cleaner Production，2004，(12):685 －695.

［4］Hitchens D，Trainor M，Clausen J，De Marchi S T B.Small and Medium Sized Companies in Europe-Environmental Performance.Competitiveness and Management［M］．Springer Verlag，Heidelberg，2003.

［5］Rennings K，Kemp R，Bartolomeo M，Hemmelskamp J，Hitchens D.Blueprints for an Integration of Science，Technology and Environmental Policy［R］.Centre for European Economic Research(ZEW)，Mannheim，2004a.

［6］Rennings K，Ziegler A，Zwick T.Employment Changes in Environmentally Innovative Firms［R］.Business Strategy and the Environment，ZEW Discussion Papers，2004b.No.01-46.

［7］周生賢.加快推進歷史性轉變，努力開創環境保護工作新局面［J］. 環境保護，2006，(9):4-15.

［8］Ang B W，Liu N.Handling Zero Values in the Logarithmic Mean Divisia Index Decomposition Approach［J］.Energy Policy，2007，35(1):238-246.

［9］王刊良，李學軍.我國水污染相關環保政策的缺陷分析［J］.中國軟科學，2001，(1):25-29.

Whole Process Treatment for Industrial COD

DU Wen-cui

(School of Economics，Peking University，Beijing100871，China)

The industrial COD emission density is decomposed into source prevention，process control and end-of-pipe treatment using LMDI method from the view of whole process treatment.It was found that the reduction of industrial COD density was mainly relayed on source prevention，and the contribution of process control for whole process treatment is negative form 2001 to 2010 in China.In 11thFYP period，the effect of process control became bigger only in 5 provinces，and the contribution of process control decreased in 26 provinces.The effect of environmental technology on whole process treatment was investigated using provincial data from 2001 to 2010.It was found that，the environmental technology transfer promoted whole process treatment significantly，but the effect of environmental technology research and investment in treatment of industrial pollution sources were not obvious.Thus，in order to fulfill the whole process treatment，we should upgrade the environmental technology and strength the environmental regulation at the same time.

whole process treatment;industrial COD;environmental technology;LMDI

X506

A

1002－9753(2013)07－0077－09

2012－11－26

2013－03－17

環保公益性行業科研專項經費資助項目"治污減排對經濟結構調整的作用機理、效果評估及協同預警研究"(項目編號:201009066)。

杜雯翠(1983－)，女，吉林通化人，北京大學經濟學院博士后，研究方向:環境經濟學、產業經濟學、公司治理。

(本文責編:瑞 源)