新型工業化進程中面臨的環境問題及其對策研究

盧慶治,謝明輝，李雪迎，喬琦

中國環境科學研究院國家環境保護生態工業重點實驗室, 北京　100012

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新型工業化進程中面臨的環境問題及其對策研究

盧慶治,謝明輝，李雪迎，喬琦*

中國環境科學研究院國家環境保護生態工業重點實驗室, 北京100012

摘要首先分析了新型工業化進程中面臨的大氣污染、水污染和固體廢物等環境污染問題，以及自給不足、效率低下等資源稀缺問題，并與發達國家現狀進行了對比，然后從產業結構、能源結構、清潔生產和循環經濟體系等方面剖析了產生這些環境問題的主要成因，并最終提出了調整產業結構和能源結構、加大推進清潔生產以及大力發展循環經濟等措施。

關鍵詞新型工業化；環境問題；行業排放特征；解決對策

2002年11月，黨的十六大提出“走新型工業化道路”。與傳統工業化相比，新型工業化的“新”在資源環境方面主要體現在更加注重提高能源效率和環境保護[1]，是在可持續發展的基礎上實現的，是一種質量型和低成本的工業化[2]。新型工業化要求在發展中充分考慮資源節約與環境友好問題，以生態環境的承載能力為現實基礎，提高資源能源利用效率，實施清潔生產，發展循環經濟，減少污染物的產生與排放，最終實現工業的綠色、低碳、循環、可持續發展。

在新型工業化概念提出后的這十幾年間，我國經濟的發展突飛猛進，取得了一系列成就。國內生產總值穩步提高，2002—2014年增長了5.26倍[3]，總量穩居世界第二；工業增加值由2002年的47 431億元[4]增加到2014年的227 991億元[5]，年均增長率13.98%；高新技術產業發展迅速，重點行業先進產能比例快速提高，智能制造、高速軌道交通、海洋工程等高端裝備制造業產值占裝備制造業比例超過10%[6]。節能減排取得突出進展，2014年萬元GDP能耗減少至2002年的52.89%[7-8],萬元GDP用水量由2002年的537 m3降至2014年的96 m3[7,9]。

但由于長期以來沒有很好地把經濟發展與資源節約和開發及環境保護結合起來，我國工業增長與資源消耗和環境污染的矛盾日益突出，單憑高投入、高消耗的粗放增長模式已難以維系長遠的發展[10-12]。與發達國家甚至一些發展中國家相比，我國的工業發展仍呈現出高投入、低產出和高污染的特點，這不僅有悖新型工業化的基本要求，對新型工業化建設產生不利影響，還會使環境問題的復雜性和復合性特征更加明顯。

目前對于新型工業化在資源環境方面的研究，主要包括2個方面：1)新型工業化與資源環境要素的作用機制[13-16]；2)資源環境約束下新型工業化道路的實現途徑、創新制度、政策支持等[17-20]。筆者通過分析我國新型工業化發展進程中面臨的環境污染問題，剖析其產生的成因，并提出相應的解決對策，旨在為新型工業化的可持續發展提出決策支持。

1環境污染特征分析

我國工業化進程中的環境污染問題主要表現在大氣污染、水污染和固體廢物等方面。

1.1大氣污染

近幾年大氣污染問題雖然較為嚴重，但我國采取了一系列的防治措施，總體效果較為突出。從單位工業增加值污染物排放情況看，減排效果較為顯著〔圖1(a)〕。2006—2013年，我國萬元工業增加值二氧化硫排放量由24.77 kg減至8.71 kg，氮氧化物排放量由12.57 kg減至7.34 kg，煙粉塵排放量由18.52 kg減至5.20 kg[7,21]。從排放總量看，由于經濟增長帶來了環境污染物新增量，使得污染物排放量減少相對較小，年排放量仍處較高水平〔圖1(b)〕。以SO2和NOx為例，工業排放的SO2和NOx分別在2006年和2011年達到峰值的2 237.6萬和1 729.7萬t，但到2013年二者的排放量仍高達1 835.2萬和1 545.6萬t。與經濟總量遠超過中國的美國相比，我國的排放量遠高于美國，2011年，美國的工業SO2和NOx排放量經折算為60.52萬和118.64萬t[22]，僅為同年我國工業排放量的3.00%和6.86%。

圖1　歷年單位工業增加值污染物排放量及污染物排放總量Fig.1　Pollutant emissions per unit of industrial added valueand quantity of pollutant discharged in recent years

我國工業大氣污染物排放具有明顯的行業特征。大氣污染物的排放主要集中在三大行業，即電力、熱力生產和供應業，黑色金屬冶煉及壓延工業，非金屬礦物制品業。以NOx為例，2008—2013年三大行業排放量占行業總排放量的80%以上，其中僅電力、熱力生產和供應業就占總排放量的50%以上[21]。其他大氣污染物(如SO2、煙粉塵等)也具有類似NOx的鮮明行業污染特征。

根據行業單位工業增加值大氣污染物排放量與工業平均水平的比值(表1)可以明顯地看出，各重點行業對不同大氣污染物的貢獻水平不同。電力、熱力生產和供應業在2006—2013年期間，單位工業增加值SO2排放量為工業平均水平的6.50～7.78倍，NOx為工業平均水平的7.88～10.13倍，煙粉塵為工業平均水平的2.72～5.52倍。電力行業的高污染與我國的電力結構密切相關，根據中國電力聯合會統計數據，2013年我國發電量中火電所占比例仍高達78.6%，雖然我國火電廠污染物控制達到世界先進水平，污染排放限值全面超過了發達國家水平[23]，但由于過度依賴煤發電使得行業排放出大量的SO2、NOx和煙粉塵。非金屬礦物制品業首要污染物為煙粉塵，單位工業增加值排放量在工業平均水平的4.64倍以上，其次為SO2和NOx。行業高污染的主要原因之一為產能過剩，以水泥行業為例，雖然我國水泥行業顆粒物、SO2、NOx的排放標準嚴于歐洲、日本等多數發達國家[24]，但由于過剩的水泥產能(2013年我國水泥產量占世界總產量的58.6%)使行業的大氣污染物排放量居高不下。對于黑色金屬冶煉及壓延加工業，雖然行業各污染物排放總量相對較大，但從單位工業增加值污染物排放量看，污染較為突出的為煙粉塵，為工業平均水平的1.60～2.89倍，而單位工業增加值NOx排放量低于工業平均水平。該行業主要問題為產能過剩，以煤作為主要能源以及工藝技術與先進水平相比尚有差距。以鋼鐵行業為例，工藝裝備技術偏低使得我國與國際先進水平相比能耗高10%～15%，一次能源中煤炭占70%，且2013年粗鋼產量已高達全球總產量的48.5%[25]。能源結構過度依賴煤炭、技術水平偏低、產能過剩等原因共同導致了行業高排放的特征。

表1　歷年重點行業單位工業增加值污染物排放量與工業平均水平的比值

大氣污染會對工業發展產生較大的不利影響，主要集中在：1)大氣污染物如SO2、O3、NOx、PM2.5以及由這些一次污染物在特定條件下產生的光化學煙霧與硫酸煙霧，均會對公眾健康產生危害。以大氣SO2濃度的增加對總死亡率、慢性阻塞性肺病和心血管病3類疾病死亡率的影響為例，研究表明，SO2濃度每增加100 μgm3，3類死因各增加2%、7%和2%[26]。2)由于大氣污染不僅會對石灰石材料、有機涂料等非金屬材料產生腐蝕作用，還會對碳鋼、銅、鋅等金屬材料產生腐蝕作用[27]，因此大氣污染對于工業廠房、設備，以及工業原料等均會產生不利影響，即使許多工業發達的發達國家，每年因材料腐蝕造成的經濟損失約占GDP的1%～4%，其中半數以上為大氣腐蝕所致[28]。

1.2水污染

近年來，隨著國家對水污染防治的重視，我國的水環境質量有了較為顯著的提高，單位工業增加值COD、氨氮排放量均逐年下降。2006—2013年，我國單位工業增加值COD排放量由6.00 kg萬元降至1.52 kg萬元，氨氮排放量由0.48 kg萬元降至0.12 kg萬元[7,21]〔圖2(a)〕。污染物排放總量方面，2013年工業COD和氨氮排放量分別為319.5萬和24.6萬t，較2006年分別削減了41.1%和42.1%[21]〔圖2(b)〕，總體減排效果較為突出。但是與發達國家相比，我國無論是污染物排放總量還是單位GDP污染物排放量均有較大差距，以工業COD排放量為例，2013年歐盟27國工業COD排放量僅為165.2萬t[29]，約為同年中國工業COD排放量的51.7%，而同年中國的GDP僅為歐盟的52.9%[30]。

與大氣污染物排放類似，我國COD與氨氮也有鮮明的行業排放特征。從總體上看，造紙和紙制品業、農副產品加工業、化學原料及化學制品制造業、紡織業這四大行業均為COD與氨氮排放的主要行業，約占總排放量的55%和58%；同時不同行業COD與氨氮排放占比亦有差異，造紙和紙制品業為COD排放量最大的行業，占總排放量的19%，而氨氮排放量最大的行業為化學原料及化學制品制造業，占總排放量的34%[21]。

根據不同行業單位工業增加值污染物排放量與工業平均水平的比值(表2)可以得出，不同行業具有不同的水污染特征。造紙和紙制品業的COD與氨氮的排放強度均顯著高于其他行業，雖然單位工業增加值COD和氨氮的排放量與工業平均水平的比值分別由2006年的21.90和6.32降至2013年的11.59和4.90，但與其他行業相比污染仍比較嚴重。我國目前已成為全球第一造紙大國，雖然排放標準尤其是COD排放標準已達到世界最嚴格水平，但小型企業所占比例仍高達88.69%，能耗、水耗與國外相比偏高，廢紙回收及清潔生產尚有較大潛力[31-33]。農副產品加工業COD污染較為嚴重，總體上單位工業增加值為行業平均水平的3倍以上,目前，農副產品加工業存在自主創新能力弱、資源利用率低、行業集中度不高、加工技術設備落后等問題[34-35]。化學原料及化學制品制造業氨氮污染較為突出，單位工業增加值排放量為工業平均水平的4.64倍以上。紡織業與造紙和紙制品業相比排污強度低，但仍高于工業平均水平。

圖2　單位工業增加值水污染物排放量及污染物排放總量Fig.2　Pollutant emissions per unit of industrial added valueand quantity of pollutant discharged in recent years

我國是一個水資源極度缺乏的國家，據預測到2050年我國水資源短缺量約為5 000億m3[36]，約占2014年我國全年總用水量的80.4%,嚴重的水污染狀況使得本已十分稀缺的水資源形勢更加嚴峻，嚴重制約著我國的工業發展。此外，工業廢水會降低生產設備與污水末端治理設施的穩定性和效率，縮短設施的壽命和降低產品品質。

表2　歷年重點行業單位工業增加值污染物排放量與工業平均水平的比值

1.3固體廢物

我國工業固體廢物產生量經歷了一段快速增長的過程，在2012年達到峰值并開始呈下降趨勢。從2006年的151 541萬t到2012年的329 044萬t[21]，我國的工業固體廢物產生量以每年平均13.79%的速度持續增長，2013年產生量首次出現增長率為負值的狀況，說明今后我國固體廢物產生量很可能會逐步減少。同時我國的工業固體廢物綜合利用量與處置量逐漸增加，固體廢物傾倒丟棄的現象得到有效遏制，傾倒量從2006年的1 302萬t減至2013年的129萬t，年均減少率為28.10%[21](表3)。我國萬元工業增加值固體廢物產生量在2006—2013年期間一直維持在1.47～1.68 t萬元[7,21]，說明這幾年來我國單位工業增加值固體廢物產生量并沒有顯著地降低；固體廢物綜合利用率總體上雖逐年提高，但綜合利用率仍較低，2013年僅為62.2%。與發達國家相比，我國固體廢物產生總量與單位工業增加值固體廢物產生量均處于較高水平，例如歐盟28國2012年工業固體廢物的產生量僅為110 015萬t，為中國同年產生量的33.4%[37]；單位工業增加值固體廢物產生量為3.88萬t億美元[38]，我國為11.02萬t億美元[7]，二者差距較大。

表3　我國歷年一般工業固體廢物產生及處理情況

注：2011年環境保護部對統計制度中的指標體系、調查方法及相關技術規定等進行了修訂。

我國的工業固體廢物產生具有鮮明的行業特征，固體廢物的產生主要集中在黑色金屬礦采選業、電力業、煤炭開采和洗選業等六大行業，這六大行業工業固體廢物產生量占固體廢物總量的88.7%[21]。六大行業中，黑色金屬礦采選業和有色金屬礦采選業固體廢物產生強度最為突出，萬元工業增加值固體廢物產生量為工業平均水平的十幾倍。電力、熱力生產和供應業，黑色金屬冶煉及壓延加工業，煤炭開采和洗選業三大行業單位工業增加值固體廢物產生量總體上為工業平均水平的2倍以上。化學原料及化學制品制造業單位工業增加值固體廢物產生量總體上與工業平均水平持平(表4)。電力行業中，過度依賴煤炭發電使該行業產生大量的粉煤灰(2013年占固體廢物總量的14.8%)。黑色金屬冶煉及壓延加工業中鋼鐵行業固體廢物主要以高爐礦渣和塵泥為主，黑色金屬礦采選業、有色金屬礦采選業、煤炭開采和洗選業產生了較多的尾礦與煤矸石(2013年二者約占固體廢物總量的46.3%)。需要注意的是，我國目前銅、電解鋁、鉛、鋅等有色金屬以及鋼鐵、電解錳等黑色金屬產量居世界第一位，部分產品產能嚴重過剩，需要著力進行淘汰落后產能、限制新增產能等工作。

表4　歷年重點行業單位工業增加值固體廢物產生量與工業平均水平的比值

對大量的固體廢物進行土地填埋產生的顯著問題是永久地占用了大量的土地且存在潛在危險，即當防滲技術或施工質量不過關時會導致垃圾滲濾液對環境的二次污染，由于垃圾滲濾液通常含有“三致”物質，滲入土壤和水體會給環境帶來更大的危害[39]。而那些未被處理的露天存放或置于處置場的固體廢物，不僅會侵占大量土地，污染大氣、水體和土壤，影響環境衛生，還有可能引起塌方、泥石流等安全事故，進而對新型工業化建設產生不利影響。

2資源短缺問題分析

我國的經濟總量與能源和重要礦產資源的消耗量呈“近似線性”關系，即隨著經濟總量的增加，能源和重要礦產的消耗也在逐步增加。以能源消耗為例，我國的能源消耗總量2005年為23.60億t標準煤，2013年為37.5億t標準煤[8]，增長了53.3%。而我國能源資源短缺，常規化石能源可持續供應能力不足，油氣人均剩余可開采量僅為世界平均水平的6%，石油年產量僅能維持在2億t左右，常規天然氣新增產量僅能滿足新增需求的30%左右[40]，快速增長的能源需求同我國有限的能源儲量形成了尖銳矛盾。

我國的水資源形勢與其他礦產資源狀況同樣不容樂觀。2013年我國的水資源總量為2.8萬億m3，居世界第6位，但人均水資源量為2 072.4 m3，僅約為2013年加拿大的2.6%、澳大利亞的9.7%、美國的23.3%和世界平均水平的34.2%[41]。目前，我國每年缺水量近400億m3[42]，若按照2013年單位用水量GDP產出計算，則我國每年因缺水造成的損失高達3.68萬億元。我國礦產資源雖然種類齊全，煤、鐵、鎢、鉬、錫、銻、稀土等重要礦產儲量位居全球前列，但多數礦產資源人均儲量遠低于世界人均水平，如鉀鹽、鋁土礦、鎳礦的人均占有儲量分別為世界人均水平的19、17和15[43]，自然資源的短缺嚴重制約了我國工業的持續穩定發展。

我國的資源對外依存度也逐年提高，2013年我國煤炭進口量達到3.27億t，同比增長13%[44]，進口量再創歷史新高，而原油對外依存度達到58%，超越50%的警戒線水平，天然氣進口量已達到530億m3，對外依存度也高達31.6%[45]。我國的有色金屬礦產同樣對外依存度較高，根據國土部2012年數據，我國對于銅、鋁、鉀鹽等大宗礦產的進口量大幅攀升，對外依存度居高不下，對外依存度分別為鐵礦石53.6%、精煉鋁52.9%、精煉銅69%、鉀鹽52.4%[46]。

同時，我國資源能源效率較低。以水資源和能源利用為例，2013年，每m3用水量所產出的GDP(2005年不變購買力)僅為8.9美元，不僅低于世界平均水平的14.5美元，也低于巴西的16.1美元、美國的30.2美元和日本的53.1美元等多數發達國家和發展中國家[41]；能源利用方面，2013年國內生產總值占全世界GDP的12.3%，但能源消費卻占世界的22.4%，單位GDP能耗是世界平均水平1.74倍，美國的2.20倍，也高于巴西(3.49倍)、墨西哥(2.00倍)等發展中國家[30，47]。世界銀行的數據也表明，近年來我國的能源利用效率雖有一定的提升，單位能耗GDP產出仍低于美、日等發達國家，也低于巴西等發展中國家以及世界平均水平(圖3)。偏低的資源能源利用效率，也直接使得我國生產單位產品需要更多的資源和能源投入，如我國乙烯、鋼、水泥、合成氨等主要產品能耗與世界先進水平相比分別高41.97%(2012年)、13.89%(2009年)、20.17%(2010年)、56.77%(2012年)[8]。

圖3　主要國家及世界平均單位能耗GDP產出Fig.3　GDP output conditions per unit energyconsumption in the main countries

3成因分析

3.1產業結構與能源結構不盡合理

目前我國產業結構主要存在以下問題：1)高污染、高耗能、低附加值的產業仍占有較大比例，雖然部分行業的污染排放標準已達到或超過國外先進水平，如火電、水泥、造紙等行業，但由于行業自身原因，行業高污染的特性難以從根本上得以扭轉；2)水泥、鋼鐵、造紙、有色金屬等部分行業產能過剩嚴重，過剩和落后的產能不僅造成了行業利潤的降低，而且加劇了環境污染和資源浪費；3)產品結構不甚合理，表現為低端產品過剩，而高端產品供給不足，如我國雖然鋼鐵產量嚴重過剩，但仍需從國外大量進口磨具鋼等高質量鋼材，水泥強度在42.5以上的高端水泥產量僅占12%左右[48]。能源結構方面，2013年我國消費結構中煤炭占66%，煤炭作為能源大量使用不僅會加重大氣污染，還會增加固體廢物的產生量。

3.2清潔生產水平較低

清潔生產是一種新的創新性思想，該思想將整體預防的環境戰略持續應用于生產過程、產品和服務中，以增加生態效率和減少人類及環境的風險。目前我國部分行業清潔生產水平尚有較大提升空間，主要表現為生產工藝技術、生產設備和企業管理水平落后，能源清潔化程度不高，產品品質不穩定，員工清潔生產意識不強等方面。例如我國鋼鐵工業能源結構不合理，與美國、德國、日本存在明顯差距，由于企業工藝裝備技術偏低，大中型鋼鐵企業與國際先進水平能耗差距為10%～15%[49]。

3.3循環經濟體系相對薄弱

循環經濟是一種以資源的高效利用和循環利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以“低消耗、低排放、高效率”為基本特征，符合可持續發展理念的經濟增長模式，是對“大量生產、大量消耗、大量廢棄”的傳統增長模式的根本變革[50]。當前我國循環經濟體系相對薄弱，主要表現為資源利用效率較低、廢物資源化利用程度較低、資源再生環節回收和再利用的資源較少等方面。例如目前我國單位GDP的耗能量和耗水量不僅落后于發達國家，也高于部分發展中國家和世界平均水平。廢物資源化方面我國仍與發達國家有較大差距，如2011年我國尾礦利用率為17%[51]，而目前國外尾礦的利用率可達60%[52]；我國粉煤灰利用率為69%，而荷蘭、意大利、丹麥可分別達到100%、92%和90%[53]。資源再生方面，我國在廢物分類、回收再利用方面與發達國家還有較大差距。

4對策建議

4.1積極調整產業結構和能源結構

環境污染大、資源效率低的產業在我國的產業結構中仍占有較大的比例，少數幾個重點污染行業排放了大部分的污染物。因此，要使環境質量得到明顯地改善，就應該通過金融體制改革、社會保障體制改革等措施淘汰和限制如鋼鐵、造紙、電鍍等高污染、低效率、產能過剩產業的發展；通過加快生態文明體制改革，為綠色低碳產業提供動力；加快推進科技體制改革，促進高技術含量、高附加值產業的發展；著力發展低環境影響、高資源能源利用效率的戰略性新興產業，推動電子信息產業、先進裝備制造業、新能源產業等資本密集型、技術密集型和環境友好型產業的發展，促進產業結構的優化與升級。能源方面，應優化能源結構，逐步降低煤炭的使用量，大力發展水電、核電、風電等清潔能源，減少能源所帶來的環境污染。

4.2加大推進清潔生產，強化源頭減量

面對我國目前嚴峻的環境污染存量以及未來經濟增長所帶來的污染增量問題，僅靠末端治理已無法從根本上解決當前我國所面臨的環境污染問題。清潔生產作為一種有效的節能、降耗、減污、增效措施，通過源頭削減和過程控制，不僅能夠從根本上減少污染物的產生，還可以提高資源能源利用效率，減小末端治理的壓力和成本。我國當前清潔生產水平不高，節能減排潛力較大，因此今后要不斷通過加大清潔能源和原材料的使用、優化工藝技術水平、改善管理等措施，推動企業清潔生產的實施，最終實現經濟效益、環境效益與社會效益的統一。

4.3大力發展循環經濟，提高資源效率

近年來，隨著經濟的不斷增長，我國的資源能源需求不斷增大，固體廢物以及危險廢物的產生量也日益增多，經濟增長與資源環境之間的矛盾日益突出，傳統的“資源—產品—廢物”經濟發展方式越來越不適合中國經濟的發展要求。而循環經濟可以從源頭上減少資源消耗和廢物排放，實現資源高效利用、循環利用和能量的逐級利用。因此，今后要大力發展循環經濟，促進物質在企業小循環、產業中循環和區域大循環間的循環利用，推進能量的逐級利用和多級利用，通過循環發展帶動綠色發展、低碳發展，從而從根本上破解經濟增長與資源環境的突出矛盾。

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Study on Environmental Problems and Countermeasures in Process of New-type Industrialization

LU Qingzhi, XIE Minghui, LI Xueying, QIAO Qi

Ministry of Environmental Protection Key Laboratory of Eco-industry, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China

AbstractThe environmental problems of air pollution, water pollution and solid wastes, and the resource scarcity status of sharp decline in self-sufficiency and low efficiency of resource use in the process of new-type industrialization in China were analyzed and compared with developed countries firstly. Then the causes of these problems were analyzed from the aspects of industrial structure, energy structure, and the system of cleaner production and circular economy. Finally, some countermeasures were put forward in order to solve the problems, such as adjustment of industrial structure and energy structure, deeply promoting cleaner production, and strongly developing circular economy, etc.

Key wordsnew-type industrialization; environmental problems; industry emission characteristics; settlement countermeasures

收稿日期：2016-01-26

作者簡介：盧慶治(1988—)男，碩士，主要從事循環經濟及流域清潔生產研究，lu.qingzhi@163.com *責任作者：喬琦(1963—)，女，研究員，主要從事清潔生產與循環經濟以及生態工業園區建設理論研究，qiaoqi@craes.org.cn

中圖分類號:X196

文章編號:1674-991X(2016)04-0314-09

doi:10.3969?j.issn.1674-991X.2016.04.047

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