福建省COD減排潛力及可達性分析

陳興濤

(福建省環境監測中心站，福州 350003)

福建省作為我國生態文明試驗區，是生態文明制度體系創新探索的先行示范區。福建省從行政區劃來看，主要由沿海的福州市、廈門市、莆田市、泉州市、漳州市、寧德市和平潭綜合實驗區，這六市一區和山區的三明市、南平市、龍巖市三市組成。“十三五”以來全省生產總值躍過4萬億元臺階，經濟總量實現趕超目標，人均生產總值接近11萬元。9個設區城市空氣質量優良天數比例達98.8%，主要流域國控、省控斷面水質優良比例達97.9%，小流域水質優良比例提高至96.9%，設區城市建成區全面消除劣Ⅴ類水體。縣級及以上集中式飲用水水源地水質達標率保持100%。森林覆蓋率達66.8%，連續42年保持全國首位，“九市一區”全部晉級國家森林城市。在主要污染物減排方面，2020年福建省總量控制的約束性指標COD目標值比2015年下降4.1%，實際值下降4.49%，很好的完成了總量減排任務。但必須清醒認識到，隨著工業化、城鎮化進程加快和消費結構持續升級，能源需求剛性增長，資源環境問題仍是制約經濟社會發展的瓶頸之一，節能減排依然形勢嚴峻、任務艱巨。為打好污染防治攻堅戰，必須意識到節能減排工作的重要性和緊迫性，為此本文分析了COD排放量與經濟發展的關系，為“十四五”及以后的COD減排提供技術參考。

1 基本概念與研究方法

1.1 基本概念

1.1.1 學習曲線

學習曲線(Learning Curve)或進步函數(Progress function)又稱為經驗曲線，或波士頓經驗曲線[1]，是指企業通過學習與經驗的積累，不斷改進生產工藝和操作方法，從而達到縮短工時、節約成本、提高生產效率的過程[2-3]。早期的學習曲線研究就已經顯示對于操作時間隨著經驗的累積而減少的規律，即生產部門通過對單位產品的生產時間隨著產量的積累而下降規律的研究，并應用到各行業的累積工時與產量之間的邊際函數的關系，在這兩者之間建立的一條函數曲線，就稱為“學習曲線”。隨著社會的發展，各研究單位對該學習曲線進行了延伸應用，使得學習曲線的應用情景越來越多，不僅局限在生產產品的數量和時間上，還應用在了產品數量和產品成本的關系上，實際上學習曲線還應用于企業生產以外的醫療、電力、造紙等行業[4-6]。

1.1.2 環境學習曲線

一個企業或者行業在生產過程中，不但要投入人力物力等成本，而且還在消耗能源、原輔料后排放大量的污染物。如果將這部分資源消耗、污染排放和環境之間的影響關系，也看成是生產的必需成本，分析單位產品或產值資源消耗或污染排放隨著產量或產值的增加而出現規律的變化，即將學習曲線引入應用到了環保行業，從而轉換成了環境學習曲線的概念。環境學習曲線是指一個企業或行業隨著生產規模的增長，而導致單位產品或產值的資源消耗或污染排放呈現規律性的下降。反映了隨著生產經驗的積累和清潔生產或污染治理技術的進步，使得企業或行業在資源利用和環境保護方面取得積極的進展，成為一個構建資源節約和環境友好的一項經濟環境理論[7]。

1.2 數據來源

本文有關污染排放的數據引自環境統計日常工作，由基層環境統計人員調查，并逐級審核上報國家生態環境部門定庫后的數據；經濟數據是以各年份《福建省統計年鑒》[8]數據作為基礎數據。

1.3 研究方法

(1)基于2019年數據，由人均COD排放量和GDP萬元產值COD排放量兩個指標，揭示地區的COD排放差異。

(2)基于2011-2019年數據，分析GDP萬元產值COD排放量與人均GDP的關系，建立福建省及“九市一區”的環境學習曲線。

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(3)以COD排放的環境學習曲線為依據，分析不同時段福建省及“九市一區”的COD減排潛力。

2 2019年福建省COD排放地區分布

福建省山區和沿海之間區域發展不平衡，不僅表現在經濟發展水平和產業結構上，還在污染排放方面，如COD排放在地區分布上的差異也很明顯。

2.1 人均 COD排放地區分布

2019年福建省“九市一區”的人均COD排放量的地區分布情況見圖1。

圖1 福建省各設區市2019年人均COD排放量

由圖1可以看出，2019年福建省人均COD排放量最高的是福州市，為9.1 kg；其次是泉州市和三明市，分別是8.0 kg和7.0 kg；人均COD排放量最低的是龍巖市，為3.1 kg。

2.2 GDP萬元產值 COD排放的地區分布

2019年福建省GDP萬元產值COD排放量見表1。

表1 福建省2019年GDP萬元產值COD排放量

由表1可以得出，2019年福建省GDP萬元產值COD排放量最高的是南平市，為0.880 kg；其次是三明市和漳州市，分別為0.781kg和0.751kg；山區城市占了前兩位。COD排放量最少的是龍巖市和廈門市，分別是0.369 kg和0.176 kg。

3 COD排放環境學習曲線

基于2011-2019年福建省經濟發展數據和環境統計數據，計算出福建省及“九市一區”歷年人均GDP和GDP萬元產值COD排放量兩項指標數據，并作散點圖，構建出環境學習曲線模擬方程。同時制作了福建省COD排放環境學習曲線。

表2 GDP萬元產值COD排放和人均GDP的模擬結果

福建省GDP萬元產值COD排放與人均GDP的關系見圖2。

圖2 福建省GDP萬元產值COD排放與人均GDP的關系

從圖2可以看出，全省的GDP萬元產值COD排放量隨著人均GDP的增長呈現規律性的下降趨勢，模擬的環境學習曲線同散點圖趨勢基本一致。GDP萬元產值COD排放量隨人均GDP呈現冪指數衰減，環境學習曲線的前半部分下降趨勢較為明顯，后半部分下降趨勢則趨于緩慢。

4 COD排放減排潛力分布分析

通過以上分析可以得出，隨著經濟的發展，福建省“九市一區”COD排放呈現規律性下降。本文基于福建省省內地區差異，重點分析不同地區本身所能達到的減排潛力來對比分析，以便于福建省內部能夠進行高效、合理的減排分配。

4.1 不同時段COD減排潛力比較分析

在經濟發展過程中減少COD排放，是清潔生產以及綠色可持續發展的基本要求。本文以環境學習曲線為理論依據，分析經濟增長過程中GDP萬元產值COD的減排量，即在人均GDP每增加1000元時，萬元產值COD現實的減排值。其計算步驟如下：(1)以全省“九市一區”的COD排放的環境學習曲線為基礎，然后利用不同時段人均GDP點求一階導數dy/dx；(2)以假定人均GDP增長1000元為△X的共同取值，計算隨著經濟發展COD的減排量；(3)再乘以各地區后1年的國內生產總值(GDP)，計算出人均GDP每增加1000元時COD的減排總量。

本文研究選取2011-2019年九個時間段進行比較分析，福建省及“九市一區”GDP萬元產值COD的減排潛力，結果見表3。

由表3可知，在2011—2019年度，福建省及“九市一區”GDP萬元產值COD減排潛力均呈逐年下降趨勢。截至2019年，COD減排潛力僅有龍巖市與全省平均水平相當，其他9個設區市(區)低于全省平均減排潛力。

表3 福建省及“九市一區”不同時段GDP萬元產值COD減排潛力 單位：kg

GDP萬元產值COD減排潛力最高的為龍巖市，隨著經濟發展，GDP萬元產值 COD減排潛力呈明顯下降趨勢，可見減排潛力并非無限增加，但該市相比省內其他城市，仍具有較大的減排空間。其次是南平市、寧德市和平潭綜合實驗區，隨著經濟發展GDP萬元產值COD減排潛力也呈下降趨勢，具有一定的減排空間。減排潛力最小的是廈門市和莆田市，減排空間相對較小。

4.2 福建省及“九市一區”COD減排潛力空間分析

以上是從時間段上分析全省COD減排潛力的變化規律。下面選取2019年數據，重點從空間上分析全省COD減排潛力的地區分布。

從表3可以看出，2019年減排潛力最大的地區是龍巖市和南平市，人均GDP每增加1000元，GDP萬元產值COD減排量為0.0046 kg和0.0020 kg；其次是泉州市、平潭綜合實驗區、三明市、福州市和寧德市，人均GDP每增加1000元，GDP萬元產值COD減排量為0.0012～0.0019 kg；減排潛力較小的是漳州市、廈門市和莆田市，人均GDP每增加1000元，萬元產值COD減排量為0.0002～0.0009 kg。全省的GDP萬元產值COD減排潛力，整體上看是山區城市減排潛力高于沿海城市。

綜上所述，人均GDP每增長1000元，GDP萬元產值COD減排潛力的地區分布格局與經濟發展具有某種相關性。經濟發展水平越高，產業結構越高度集群化，清潔生產水平越高，環保資金投入越高以及污染減排工藝技術應用越成熟,GDP萬元產值COD排放量越小，即排放強度越小，減排潛力越小；相反經濟發展水平越低，產業結構越不合理，環保投入不足，GDP萬元產值COD排放量越大，減排潛力也越大。

4.3 福建省“十四五”COD減排可達性分析

按照有關文件的政策要求，再通過模擬的福建省學習曲線的方程y=0.2767x-2.65，對福建省COD減排的可達性做出預測和分析。

《“十四五”污染減排綜合工作方案編制技術指南》的COD減排比例目標為8%～10%，《福建省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二○三五年遠景目標綱要》中確定的全省地區生產總值年均增長6.3%，2025年GDP可達60 024億元，按以上目標比例要求可知，“十四五”末萬元GDP的COD排放量為0.38～0.39 kg。

在環境學習曲線的計算和預測下，“十四五”末福建省COD排放總量為14.15萬噸，萬元GDP的COD排放量為0.24 kg。

通過預測值與政策要求的目標值相比較來看，預測值的COD排放總量小于政策要求的目標值，預測值的減排比例達43.8%，高于10%。以當前社會經濟發展趨勢，到“十四五”末，福建省的COD減排工作可完成目標比例要求。

5 結語

(1)龍巖市和平潭綜合實驗區人均COD排放量較低；其次是廈門市、莆田市和寧德市；GDP萬元產值COD排放量南平市和三明市最高，該分布格局反比于經濟發展水平。

(2)以福建省及“九市一區”時間順序的數據為依據，GDP萬元產值COD排放量隨人均GDP的增長而呈冪指數衰減，模擬的學習曲線的相關系數均較高，呈顯著相關關系，均為前半部分有明顯下降趨勢，后半部分呈緩慢下降趨勢，符合“環境學習曲線”。該曲線上不同點的取值反映了不同經濟發展水平的環境負荷，而在某經濟增長點的導數反映了COD的減排潛力。

(3)根據福建省及“九市一區”COD減排的環境學習曲線，可以發現GDP萬元產值COD排放量和減排潛力均呈下降趨勢，以現階段的COD減排潛力地區分布來看，地區分布格局與經濟發展區域存在某種相關性。主要為經濟發展水平越高，產業結構的高度集群化，環保資金投入高，清潔生產水平及污染減排工藝技術越成熟，GDP萬元產值COD排放量越小，即排放強度越小，減排潛力越小；反之，經濟發展水平越低，產業結構越單一，環保資金投入低，污染減排技術力量弱，GDP萬元產值COD排放量越大，減排潛力也越大。

(4)通過環境學習曲線預測的福建省COD排放總量和萬元GDP的COD排放量與“十四五”有關文件的政策規劃要求相比較，福建省能夠完成目標確定的減排8%～10%要求。