基于LMDI方法的安徽省工業廢氣排放量變化的因素分解

潘成榮 田由洲 易明建 鄭志俠 劉鵬 張紅

摘要分析了2011～2013年安徽省及主要地市的工業廢氣排放量變化，采用LMDI（對數平均迪氏指數分解法）法對不同地區的變化量進行排放強度因素、行業結構因素以及經濟規模因素的分解，并根據分解結果提出減排政策建議。結果表明，2011～2013年安徽省及主要地市的SO2和NOx排放量逐年下降，煙（粉）塵排放量整體上是下降的，個別地市略有上升。經濟增長是阻礙減排的主要因素，排放強度因素和行業結構因素促進減排，且主導因素是排放強度，來源于新建和改造減排設施的效果。行業結構優化還未成為減排的主導作用。在短期內以新建和改造減排設施為主要手段，同時進行長期規劃，對于新興工業區和老工業區采取不同方式引導行業結構優化。

關鍵詞安徽省；工業廢氣排放量；LMDI

中圖分類號S181.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2015）34-106-05

隨著大氣環境問題的日益凸顯，各地區陸續實施了一系列的空氣污染治理措施，這些措施從多方面控制污染物的排放，但在實施了多種減排措施后，污染物排放量的變化存在區域間的差異，不同地區污染物排放量的影響因素各不相同，因此對污染物排放量變化的效應分解受到人們關注。因素分解分析法是將某一個綜合性指標分解成若干個因素的代數和、乘積、商或其他形式，通過觀察因素變動對指標的影響，以此來掌握主要因素，從而有針對性地制定對策的方法[1]。主要的因素分解分析方法有兩種：一是以污染物排放相關指標分解的指標分解分析法，二是以投入產出模型進行分解的結構分解分析法[2]。

近年來，LMDI（對數平均迪氏指數分解法）法由于其具有因素可逆、分解后不存在殘差項，并且采用乘積分解和加和分解的分解結果一致的優點，被廣泛地應用在能源消費領域內，LMDI分解方法主要應用于能源消費碳排放分解分析，對不同地區主要從產業結構、能源結構、能源效率的角度提供碳減排的決策依據[3-6]。近年來，逐漸有學者將LMDI分解法應用于污染物排放的分解分析，但主要還是對全國范圍或一類污染物的分析，主要集中在大尺度及整體格局的分析，將LMDI模型應用于地區的污染物分析仍較少[2，7-10]。

近年來，安徽省一方面大力發展經濟，新增的工業大氣污染物排放加劇了大氣環境質量的壓力，同時又采取行業結構調整，升級改造治污設施，淘汰落后產能等措施減少污染物排放，改善大氣環境質量[11-12]。因此，安徽省工業大氣污染物的排放量變化包含了正負多種效應，需要構建分解模型，定量地討論經濟增長、行業結構和排放強度的變化對工業廢氣排放的影響。因此，筆者嘗試利用LMDI分析方法對安徽省及主要地市的工業廢氣排放量變化進行分解，為后續減排政策的調整提供決策參考。

1資料與方法

1.1數據來源2011～2013年，安徽省工業廢氣排放重點行業的結構、排放強度以及經濟規模均發生了變化。因此，為定量分析3種因素對最終減排效果的影響，需要對不同污染物的排放量變化進行分解。數據來自安徽省環境統計年報，限于數據統計的滯后性，以2011年為基準年，對2012和2013年污染物排放量進行分解分析。選擇安徽省及主要地市合肥、蚌埠、淮南、馬鞍山、銅陵為研究對象。

1.2分析方法對于環境質量影響因素的分解，國內外有眾多的學者進行研究，選擇Grossman等對污染物排放量3種效應分解計算公式[13]：

E=Ni=1YiYEiYiY（1）

式中，E為年污染物排放量的變化量，t；N為行業類別數量，N=8，即將各個行業按照排放總量的大小排序后，將行業分為8類（排行前7行業和剩余行業），以其所占比重的變化代表行業結構變化；Ei為第i種行業的污染物排放量，t；Yi為第i種行業的工業產值，億元；Y為目標年的工業生產總值，億元。定義Si=Yi/Y，Si為第i種行業的污染物排放強度，即單位工業產值的排放量，t/億元；Ki=Ei/E，Ki為第i種行業的工業產值，億元。排放量的變化量為：

ΔE=ET-E0=Ni=1STiKTiYT-Ni=1S0iK0iY0=ΔES+ΔEK+ΔEY（2）

式中，ΔES、ΔEK、ΔEY分別表示行業結構、排放強度和經濟規模變化引起的污染物排放量的變化。由于LMDI（對數平均迪氏指數分解分析法）的乘積分解和加和分解具有一致性[6]，采用加和分解方式得到3種因素的分解表達式：ΔES=Ni=1AilnSTiS0i，ΔEK=Ni=1AilnKTiK0i，ΔEY=Ni=1AilnYTiY0，其中Ai=Ni=1ETi-E0iln（ETi-E0i）。

2實證分析

2.1工業現狀分析由表1可知，2011～2013年安徽省全省及合肥、馬鞍山和淮南市的工業總產值持續增長；2012年淮南、馬鞍山市工業總產值增長較為顯著，分別增長了21.29%、19.21%，安徽省工業總產值增加了7.27%，2013年合肥市工業總產值增長顯著，增長了9.40%。因此，除了合肥市，工業總產值的增長主要在2012年，2013年增幅均下降，如安徽省工業總產值的增幅下降了43.9%。合肥市工業總產值在2013年才出現高速增長， 2013年的增速是2012年的4.8倍。2011～2013年，工業產值出現下降的是銅陵市和蚌埠市；2012年蚌埠、銅陵市工業產值分別下降了5.01%、22.25%；2013年這兩個市的工業產值均有所回升，但較于基準年2011年，銅陵減少了16.75%，蚌埠增加了1.80%。

2.2分解結果分析

2.2.1SO2。從表2可知，除了2012年馬鞍山的SO2排放量增加了3.14%外，安徽省各個地區SO2排放量都在下降，下降幅度最小的是2013年馬鞍山市（下降0.79%），降幅最大的是2013年淮南市（下降了18.34%）。非金屬礦物制品和黑色金屬冶煉與加工帶來的SO2排放壓力是安徽省及各地市經濟建設過程中對建筑材料行業的旺盛需求引起的；而來自于電力、熱力生產和供應業的SO2排放是安徽地區以燃煤發電為主的能源結構必然的環境負效應。

注：A.非金屬礦物制品業；B.電力、熱力生產和供應業；C.黑色金屬冶煉和壓延加工業；D.化學原料和化學制品制造業；E.有色金屬冶煉和壓延加工業；F.造紙和紙制品業；G.酒，飲料和精制茶制造業；H.橡膠和塑料制品業；I.化學纖維制造業；J.農副食品加工業；K.醫藥制造業；L.煤炭開采和洗選業；M.紡織業；N.廢棄資源綜合利用業；O.石油加工、煉焦和核燃料加工業；P.金屬制品業；Q.食品制造業；R.木材加工和木、竹、藤、棕、草制品業；S.非金屬礦采選業；T.通用設備制造業；U.黑色金屬礦采選業；Z.排除前7行業的剩余行業排放量總和。

由圖1可知，除了銅陵市和2012年蚌埠市的工業產值較基準年是下降的，促進了SO2排放量減少外，其余地市在兩年間工業經濟規模增長是阻礙SO2排放量下降的主要原因。馬鞍山市2012年SO2排放量上升的原因是經濟規模的增長引起的排放量增加作用大于排放強度下降引起的減排作用。行業結構因素在兩年中始終提供正效應的是合肥和淮南；兩年間由負效應轉變為正效應的是安徽和銅陵，蚌埠和馬鞍山則始終對減排產生負效應；排放強度的變化在安徽、合肥、蚌埠、淮南和馬鞍山都表現出正效應，只有銅陵是負效應。比較3種影響因素的作用大小，排放強度的貢獻率普遍大于行業結構因素和經濟規模因素的貢獻率。例如，2012年，淮南市的SO2排放量變化中產業結構因子效應高于排放強度因子效應18%；到了2013年，排放強度因子由0.69萬t升至1.81萬t后，其作用反而是結構因子的2.6倍，使得減排量提升了5.2倍。蚌埠市則在行業結構變化為負效應且負效應增加的情況下，由于排放強度效應由減排0.02萬t提至0.57萬t，使最終表現出的減排量提升了0.22萬t。說明對于SO2減排過程中，降低排放強度是主導因素。

2.2.2NOx。由表3可知，整體上看2011～2013年工業排放的氮氧化物排放量在安徽省所有地市都是下降的，其中降幅最大的是2013年的淮南市，下降了27.51%；最小的是2012年的蚌埠市，僅下降2.70%。NOx排放來源中，重點排放行業同樣是非金屬礦物制品和電力、熱力生產和供應業；只有馬鞍山市的NOx首要來源是黑色金屬冶煉與加工，這是馬鞍山市特定的行業結構導致的。

由圖2可知，2011～2013年NOx的排放量在各個地區均有所下降。NOx排放量變化的分解結果顯示，工業產值經濟規模變化影響效果類似于SO2；對于行業結構因素，只有合肥、淮南以及2013年安徽省的行業結構變化對NOx的減排貢獻了正效應，其余地區的行業結構變化均導致了NOx排放量的上升。例如，2012年安徽省，結構變化負面效應是經濟增長的2.6倍，導致和經濟增長負效應共同抵消了排放強度下降對減排的正效應，2012年銅陵的行業結構變化引起的NOx排放量增加了37 908 t，抵消了排放強度下降減排27 512 t和工業下降減排11 671 t，使得銅陵最終只減排1 275 t；在前兩種因素都對大多數地區的減排起阻礙作用的情況下，各地區的NOx排放量仍有所下降，主要原因是各個地區的NOx排放強度下降顯著。例如，淮南市在兩年間結構調整和經濟規模對NOx排放量變化的貢獻相似的情況下，排放強度下降貢獻減排效果提升后，減排量增加了22 299.7 t。除了安徽省和銅陵，其他地區的排放強度貢獻的減排效果是上升的。

注：a.安徽省；b.合肥市；c.蚌埠市；d.淮南市；e.馬鞍山市；f.銅陵市。

2.2.3煙（粉）塵。由表4可知，2012和2013年煙（粉）塵的排放量，只有安徽省是持續下降的，兩年間分別下降了14.94%和19.23%，合肥、馬鞍山、銅陵的煙（粉）塵排放量則是先增長后下降；蚌埠、淮南則是先下降后上升，其中蚌埠在2013年煙（粉）塵排放量增長了29.87%。與前兩種污染物相似，非金屬礦物加工業和電力、熱力生產和供應業同樣是煙（粉）塵排放的主要行業，不同地區間排名前后略有不同，其中銅陵有色金屬加工過程的煙粉塵排放也是重要來源。

由圖3可知，引起煙（粉）塵排放量變化的3種影響因素對煙（粉）塵排放量變化作用的大小在各地市各不相同，安徽省全省的工業煙（粉）塵排放量下降明顯，主要原因是排放強度的下降。合肥2012年結構調整和經濟增分別導致煙（粉）塵排放量增加265.80和688.31 t，抵消了排放強度下降帶來的943.24 t的減排效應，使得最終增加了10.90 t的煙（粉）塵；2013年在排放強度較2012年貢獻略有下降的情況下通過調整行業結構，工業經濟規模增長新增3 114.2 t煙（粉）塵，最終煙（粉）塵排放量下降了1 119.8 t。蚌埠和銅陵的煙（粉）塵排放強度增加是這兩個地區煙（粉）塵排放量的上升的原因。淮南經濟增長引起煙（粉）塵排放量增加的負效應和該市工業行業結構優化和排放強度下降的減排正效應相互作用后，實際減排量小。馬鞍山市的經濟規模因素引起的煙（粉）塵排放負效應明顯，使得結構調整帶來的正效應無法顯現，使得該地區2012、2013年的煙（粉）塵排放較基準年分別增加了215.9和348.6 t。

2.3影響因素的相互作用比較3種污染物不同影響因素之間的相互作用，安徽省2012年的行業結構變化雖然使煙（粉）塵排放量減少了5 454.54 t，卻導致SO2和NOx的排放量分別上升了23 941.0和125 405.4 t；2013年結構變化改善，實現了3種污染物同時減排的效果。合肥市僅2012年煙（粉）塵排放量增加了10.9 t，2013年3種污染物均實現減排。蚌埠的行業結構變化對主要污染物的減排都起到了阻礙的作用，SO2和NOx的排放量略有下降，主要依靠排放量強度降低。淮南在保證工業經濟規模增長較快的情況下，仍然依靠結構優化和降低排放強度同時實現了3種主要污染物的減排。馬鞍山通過行業結構調整降低煙（粉）塵排放量，通過降低排放強度控制SO2和NOx排放，但由于其經濟規模的增長，基本抵消了減排的效果，使得馬鞍山的污染物減排效果差，甚至加劇了SO2和煙（粉）塵的排放。銅陵3種污染物的減排主要依靠工業經濟規模的下降和行業結構變化控制SO2和煙（粉）塵排放。

2.4原因分析3種污染物的變化量分解結果顯示，工業經濟規模的增長是安徽省大部分地區現階段污染物排放量增長的主要因素。對于仍處在高速發展的安徽地區，經濟的增長和人民生活水平的提高將長期依賴工業的發展，因此在未來一段時期內，工業規模的增長將不可避免地阻礙環境質量改善。SO2和NOx作為安徽省“十二五”期間總量控制主要的污染物，各地市污染物排放量變化的主導因素是排放強度因素。排放強度下降的原因主要是各地市針對重點排放行業原有的減排設施加強管理，提高處理效率的同時，2012、2013年新增了大量的減排項目，項目主要是對高排放企業（鋼鐵、火電、建筑材料行業）脫硫脫硝設施的新建或改造，取消旁路等控制措施，從而實現排放強度的下降。其中，銅陵市的SO2排放強度較基準年升高，是由當地個別企業存在脫硫設施未正常運行，違法排污嚴重導致的。由于煙粉塵不是“十二五”期間重點控制的污染物，因此存在排放強度的作用效果有正有負。

行業結構的變化對安徽省及主要地市的排放量變化的影響效應比排放強度效應小，并且存在對減排貢獻負效應的地市。這是由于地市間原有行業結構的差異導致的。其中，合肥的行業結構調整對減排貢獻較其他地市顯著，原因是“十二五”以來，合肥的行業調整力度最大，提高新建企業的環保準入門檻，依靠政策優勢吸引大批新興工業企業，通過提高低污染的工業比重來逐步優化現有的行業結構，從而促進污染物減排。但對于蚌埠、馬鞍山、銅陵等長期以來重點以工業發展為戰略的老工業地區，由于過去幾十年粗放式發展，使得這些地區形成了以高污染排放工業為經濟主體的行業結構。這類地區對新興行業的吸引力不足，難以通過低排放行業對高排放行業的替代來改善行業結構，在短期內關停、淘汰高污染企業又會影響地區經濟發展、就業和穩定，在所關注的時期內，淘汰的企業仍以小型高排放企業為主，對這類地區的行業結構優化作用小，使得行業結構因素對減排效果的貢獻不足。

3結論與討論

（1）2011～2013年，安徽省及主要地市的SO2和NOx排放量逐年下降，煙粉塵排放量整體上是下降的，個別地市略有上升。排放強度因素和行業結構因素促進減排，經濟規模增長阻礙減排。影響因素中的主導因素是排放強度，行業結構變化和經濟規模因素的作用較小，且地區間存在差異。

（2）對減排效果的分析可知，排放強度下降來源于各地區對高污染行業實施的新建減排項目，改造原有設施，污染物處理效率的提高；降低高排放行業在工業中的比重的行業結構優化措施對減排效果仍未起主導作用。

（3）在安徽省經濟高速發展的背景下，根據污染物排放量影響因素提出減排對策。一方面，仍然要加快新建污染控制設施和對已有設施的升級改造，這是短期內安徽省及其主要地市工業廢氣污染物減排的主要手段。另一方面，對于高速發展的新興工業地區應嚴格控制新增企業類型，使得行業結構重心逐步向環境友好型轉移；而對老工業地區則需要制定長期規劃，給予適當的稅收優惠和補貼吸引新興行業，引導新老行業的更替，實現行業結構優化。

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