金宇暉
(華中科技大學 能源與動力工程學院,湖北 武漢 430074)
能源、環境與經濟的協調性問題是當今社會的重要問題。能源是人類生存、經濟發展以及社會進步不可或缺的重要資源,但能源是有限的,而人類對發展的需求是無限的,二者構成了一對矛盾[1]。能源利用不合理會引發環境問題,進而可能會對經濟發展有所制約,因此,對能源的利用必須是合理而高效的[2]。
中國在能源、環境與經濟的協調發展方面并不盡如人意,這充分體現在能源過度消費和浪費以及由此引發的一系列經濟、環境問題上。當今中國迎來了社會全面發展的又一個春天,而與經濟、工業化的迅猛發展相伴隨的是能源和環境問題的日益嚴重。2002年到2004年,中國能源消費激增帶來煤電油供給全面緊張,那時全國大面積停電限電的情形還記憶猶新[3]。為此,黨的“十六大”報告中提出“可持續發展能力不斷增強,生態環境得到改善,資源利用率顯著提高,促進人與自然的和諧,推動整個社會走上生產發展、生活富裕、生態良好的文明發展道路”的可持續發展戰略[4]。
“十二五”國民經濟發展規劃中明確了各地區單位國內生產總值CO2排放比2010年下降17%,這是當前中國構建和諧社會的重要舉措。然而如何協調經濟發展與能源消耗間的矛盾,如何通過政策協調機制的優化促進經濟、能源與環境的可持續發展,能否在保證經濟發展和環境保護的同時,達成國家的碳排放指標呢[5]?這些問題值得研究。
經濟—能源—環境彼此相互關聯又互為矛盾,以前人們將能源作為一個孤立系統來研究,隨著全球能源的日益緊缺和環境污染的加重,人們對這三者之間關系的認識不斷加深。
能源是經濟發展必需的生產要素,尤其是工業部門至關重要的生產要素。經濟發展本質就是實現自然資源向人類財富轉化,能源對經濟發展而言是不可或缺的[6]。而經濟增長也反過來成為能源發展的條件。經濟增長為能源發展提供了市場,同時也為能源開發提供了財力、物力保證;技術進步以及生產的發展又為開發利用能源提供了物質手段。
能源為人類生存發展提供物質基礎,環境為人類生存發展提供環境空間[7]。能源開發利用,促進了經濟社會發展,也帶來了對環境的破壞,給生產和人民生活帶來很大危害。石化燃料燃燒會產生大量污染物,同時還會產生大量的溫室氣體,影響著全球的氣候[8]。能源是環境的重要影響因素之一,一個可持續發展的能源系統應當是與環境保護相協調的。
環境是經濟發展的物質基礎,更是人類生存的基礎,而環境污染和生態破壞不僅對人類的生存構成威脅,也潛在地制約了經濟發展。據世界銀行推算,我國目前每年因大氣和水污染,尤其是細微大氣顆粒對人體健康的危害造成經濟損失竟達到540億美元,幾乎是我國國內總產值的8%[9]。經濟發展必須投入環境資源,但是,環境資源的再生成本是很高的,甚至具有相當程度的不可再生性。
隨著經濟和社會的發展,人們對環境重要性的評價一定會越來越高[10]。在經濟增長中若不采取全面措施治理污染,環境的破壞及污染速度將大大超過經濟發展速度,也將對人們生活質量構成巨大影響。
如果把能源、環境與經濟綜合起來考慮,就會發現大量多重特性、連鎖復雜的作用關系,這些關系往往涉及多個子系統。如下圖1描述了其中一種連鎖反應的作用形式;圖2描述的則是系統間的惡性循環作用關系[11]。

圖1 能源—環境—經濟系統之間的內部協同作用關系

圖2 能源—環境—經濟系統之間的惡性循環作用關系
能源系統和自然環境、技術水平、社會經濟活動、生態系統都有著極其密切的聯系。為此,必須考慮能源系統各環節之間、各種能源系統之間、能源系統和國民經濟各部門之間,以及能源系統和各地區之間的各種相互關系。
能源系統的研究不能局限于能源系統本身,而要將能源與經濟、環境等視為一個整體,建立一個既要發展經濟,又要保護其他資源與環境的可持續能源系統。
為了對我國近幾年能源、環境與經濟的協調性進行分析,筆者以湖北省能源行業整體的發展情況作為一個樣本,而碳排放的增長可以用來進行側面評估。在湖北省經濟飛速發展的同時,是否兼顧了節能減排的相關要求呢?隨著2014年的到來,湖北省的自然環境問題在直觀上就有著清晰的表現,以武漢霧霾現象為代表的環境問題實在是讓人難以安心,在經濟和能源快速發展的同時,環境問題卻被忽視了。下面結合“十一五”期間湖北省的碳排放相關數據,對湖北省目前在能源、環境和經濟的協調性問題進行闡述。
“十一五”時期,全省生產總值年均增長13.9%,2010年較2005年增長了91.7%,“十一五”期間湖北省工業產業增幅巨大。
在交通運輸行業,硬件設施加強,客流增大。鐵路、公路、航道港口、機場建設步伐加快。五年期間新增鐵路營運里程達到995公里,總營運里程達到3018.6公里;建成高速公路2017公里,總里程達3666公里。通車總里程由全國第八位上升到第六位,已建成“路路暢達”的高速公路網絡,所有市州和70%的縣市區有高速公路通達。城際鐵路、城市輕軌、地鐵等現代先進快捷設施開建并投入使用。以武漢為中心的武漢城市1小時交通圈、省內城市2小時交通圈和國內主要城市4小時交通圈基本形成。武漢新港、黃石、宜昌、荊州四大港口等重點項目建設進展順利。武漢天河機場改擴建工程順利推進,年客流量達到1200萬人次,位居中部第1位,全國第12位。
服務業快速發展。2009年服務業增加值達到5127.1億元,“十一五”服務業增加值年均增長13.8%以上,現代物流、金融、旅游、信息、文化等服務業快速發展。2010年全省社會消費品零售總額達到6719.4億元,年均增長17.7%。
縣域經濟快速發展。縣域經濟占全省生產總值的比重達到56.2%,民營經濟成為縣域經濟發展的主體。全省GDP超過100億元的縣(市、區)達27個,其中200億元以上的5個,地方一般預算收入過3億元的有32個。
綜上所述,湖北省在“十一五”期間的經濟增長顯著,工業與生產是湖北省經濟的重頭,而隨著第三產業的發展,旅游文化、商業等產業帶來的交通運輸壓力和人口壓力也是不可忽視的,所以在這樣的背景下,碳排放的增長,或者說能源消耗的增長也是必然的趨勢。
“十一五”時期,湖北省經濟高速發展,湖北地區生產總值大幅提升,全省生產總值年均增長13.9%。但是,伴隨著湖北省經濟的高速發展,碳的排放量也在大幅度增加。
與2005年相比,2010年湖北省CO2當量凈排放總量從2005年的25583.55萬噸上升至43338.07萬噸,增幅達69.40%。能源活動、工業生產過程、農業活動、廢棄物處理等主要領域的排放量都有所增加,其中能源活動溫室氣體排放增幅達70.58%,工業生產過程溫室氣體排放增幅最大,達113.23%,農業活動溫室氣體排放增幅達15.99%,廢棄物處理溫室氣體排放增幅達35.53%。土地利用變化與林業領域碳貯量和森林轉化碳排放與2005年相比都有增加,總量上碳貯量大于碳排放,碳貯量增幅達25.08%。
第一,GDP與碳排放有密切關系。湖北省“十一五”期間經濟增長與碳排放增長呈相關關系,兩者在增長的比例上是相近的。由于湖北省在工業、經濟發展的同時并未在節能減排方面給予足夠的重視,生產過程的效率以及全流程的控制與優化并無明顯提高,這在一定程度上為湖北省近年來自然環境的惡化埋下伏筆。
第二,能源活動與碳排放的關系。湖北省2010年能源活動中CO2總排放當量為36337.05萬噸,與2005年排放21301.72萬噸相比,2010年的排放增幅達70.58%。而且石化燃料的燃燒仍然是能源活動中碳排放的絕對主體,而除了生物質燃料燃燒的碳排放略有降低以外,煤炭開采逃逸、油氣系統逃逸都有提升,而油氣系統逃逸的增長率更是超過了100%。
第三,工業生產過程碳排放的關系。湖北省2010年工業生產過程中CO2總排放當量為4689.35萬噸,與2005年排放2199.15萬噸相比,2010年的排放增幅達113.23%,是碳排放增幅最大的領域。在7大工業生產行業中:水泥、石灰、鋼鐵、電石、硝酸、電解鋁、電力設備等主要生產過程的碳排放量都在顯著增加,有的增幅達到4倍以上,具體如下表1所示。

表1 湖北省2010年7大工業生產行業中CO2排放當量統計表
從湖北省碳排放的增長可以清楚看出,湖北省經濟與能源發展之間有密切關系,在經濟發展的同時,能源消耗也在同步跟進,而且湖北省的環境正在悄然發生變化。從2012年開始,霧霾天氣已經成為了湖北省各地區的常態,渾濁的空氣不僅在感官上影響著人們的愉悅感,而且對人們身體健康有著直接影響。在湖北省工業生產過程碳的排放量中,水泥生產已成為大頭。而在水泥生產過程中,除了碳排放以外,粉塵等懸浮顆粒物對空氣的污染能力不容小視。此外,湖北省石化燃料燃燒,不僅產生了大量的碳排放,不可避免地帶來相當數量的顆粒物排放。近年來,湖北省環境的惡化與經濟和能源的發展有著密不可分的關系,這一切無不反映著經濟—能源—環境系統的作用機制,而且,當環境問題凸顯之時,經濟與能源的發展必將受到制約。目前,湖北省已經加大對環境的監測力度,當出現連續空氣質量問題時,將采取應對措施,限制工業生產,甚至是交通運輸。倘若我們的環境繼續惡化下去,為了生存,經濟的發展終將陷入停滯,這是我們不愿意看到的結果。所以,解決湖北省能源、環境與經濟的協調性問題刻不容緩。
環境的好壞與經濟、能源密切相關,而經濟發展會帶來能源消耗的增加,隨之而來的是環境將會惡化;反之,環境惡化又將約束能源消耗的增長,進而影響經濟增長。在現有國情下,不可能做到全民高度環保意識,也不可能做到使所有企業都采取高節能減排措施,因此,只有寄希望于國家和各級地方政府來制定合理的政策來引導社會走向,使能源、環境與經濟協調發展。
第一,深化溫室氣體清單編制工作。深化清單編制工作,將清單編制深入到市州及縣域一級,更深入了解縣域經濟發展對湖北省溫室氣體排放的重要影響。抽取重點企業的詳細溫室氣體清單,以確定企業生產過程中重點排放源,從而有針對性地找出減少溫室氣體排放的方法。
第二,完善碳減排的財政政策,加大對低碳技術的投入。法律法規不能直接減少碳排放,卻是不可缺少的保障措施。一方面,湖北省應盡早抓緊制定和完善各類低碳技術應用和扶植相關法規和制度,從法律層面刺激低碳技術的廣泛應用;另一方面,環保不能光靠強制手段實現,還應盡早積極開展環保方面的法制宣傳和教育培訓等工作。
第三,調整產業結構,淘汰落后產能,有效推動碳排放交易市場機制。扶植和發展太陽能、生物質能以及先進的制造業、服務業、金融業、節能建筑等低碳產業。逐漸減少那些高能耗、高排放的傳統落后產業。在積極推進研發的同時,抓緊政策和資金的扶持力度,讓這些高新技術盡快產業化,使湖北省科教人才方面的優勢盡量釋放出來。利用碳排放交易制度將企業的利益與碳排放直接掛鉤,從而淘汰那些技術落后的高耗能企業。
第四,科學規劃企業群,強化能源梯級利用。例如對鋼鐵聯合企業,不僅要有效地利用生產中的焦爐煤氣,高爐煤氣和轉爐煤氣等這些二次能源,還可以將鋼鐵企業生產過程的各種余熱進發電廠。
第五,推進循環經濟和清潔生產。按照“減量化、再利用、資源化”的原則,大力發展循環經濟,提高能源、資源利用率,減少污染物的產生量和排放。例如在化工行業,可將硫酸、磷肥、氯堿、純堿、農藥、橡膠等行業推進循環經濟工作的成功經驗在全行業全面推廣。
第六,節能和提高熱效率。石化燃料能耗水平在很大程度上與CO2的排放水平是正相關的。以鋼鐵工業為例,在工序能耗中,煉鐵工序CO2排放量最大,主要是由鐵前工序中的燒結礦和焦炭帶來的,而鐵后工序CO2排放量則相對較少。因此減少鐵前工序能耗是減少CO2排放量的主要手段。
第七,推動行業信息化、智能化建設,提高各行業生產的信息化水平。信息化建設可以通過下面三點來減少行業的CO2的排放:一是為企業提供生產集成和運營智能監控服務;二是基于內存計算的技術使企業數據運算能力大大提高;三是為企業提供實時、智能、移動的安全解決方案。
第八,調整石化能源品種的使用。不同類型的能源品種在產生同樣熱量的時候所排放的二氧化碳有很大的差別,例如在鋼鐵行業CO2排放量中,燃料組成中煤炭的消耗量影響是最大的。要達到減少CO2排放量的目標,就必須調整燃料結構,適當提高天然氣等清潔能源的比例。
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