化工行業內工程技術減排研究范文

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1方法與數據

1.1指數分解模型LMDI指數分解是一類在研究環境問題時被廣泛應用的分析工具，為了找到其中哪一種指數分解方法是首選，BWAng在2004年研究討論了多種指數分解方法的特性進而推薦使用LMDI方法（logmeanDivisiaindexmethod），正是由于該種方法優良的理論基礎、適用性、易用性和合理的結果解釋等令學者們滿意的特性。LMDI各個變量的定義如表1。根據表1中的變量定義，ΔPE代表末端治理效應和資源循環利用效應之和產生的污染物排放量；ΔPi代表清潔生產效應產生的污染物排放量；ΔPs和ΔPY分別代表結構效應和規模效應產生的污染物排放量。如果某種效應會減少污染物的排放，那么P是負值。目前，工程技術減排措施主要分為3類：末端治理、資源循環利用及清潔生產技術。因此，LMDI方法中的PE（末端治理效應與資源循環利用效應）與PI（清潔生產效應）的加和就可以表示工程技術對減排的貢獻量。根據式（9），讓計算一段時期內工程技術對污染物減排的貢獻成為可能。

1.2工程技術減排貢獻度概念模型根據圖1所示，人類活動可以直接通過人口增長、經濟增長和科技進步影響環境。其中，因為增加了資源消耗和污染物排放，人口增長對改善環境質量具有負面影響。在經濟增長方面，由于高收入人群對環境質量往往具有更高的要求，而低收入人群則更看重經濟收益，從而導致了在發達國家經濟增長對改善環境質量具有正面效應，而在發展中國家卻產生負面影響[12]。科技進步能夠提升人類處理環境問題的能力，對改善環境質量起到積極的貢獻作用。對于中國而言，只有科技進步能夠減少污染物排放。科技進步的減排貢獻利用IPAT計算得到。科技進步在改善環境方面的措施包括工程技術、產業結構調整和監督管理。工程技術則包括末端治理、清潔生產和資源循環利用三方面影響因素，通過LMDI計算這3個影響因素的減排效應從而得到工程技術的減排貢獻。LMDI計算結果在IPAT計算結果中的比重代表工程技術在污染物減排中的貢獻度。

1.3化工行業相關數據本文中，“十一五”期間的相關數據來源于中國環境統計年鑒[13]，見表2。

2結果與討論

2.1科技進步對典型污染物的減排效應環境影響方程IPAT中人類活動對環境的負荷體現在人口增長、經濟增長、科技進步三方面。根據公式（2），“十一五”期間人類活動造成的化工行業COD和SO2排放量分別為-10.64萬t和-17.89萬t，即人類活動對化工行業污染物指標的減排有所貢獻。逐年的變化趨勢如圖2所示，化學需氧量減排方面，在2008-2010年期間人類活動的貢獻作用逐漸減弱直至對環境產生負面影響，而二氧化硫減排方面，人類活動的負貢獻則出現在2009-2010年期間。“十一五”期間，人口增長造成的化工行業COD和SO2排放量根據公式（3）分別為2.337萬t和5.471萬t，逐年的變化趨勢如圖2所示，可以看出人口增長對環境產生了相對較小且穩定的負效應。2006-2010年間，中國人口增加了0.033億，但由于中國巨大的人口基數使人口增長體現出相對較弱的環境負效應[10]，最終體現在較小的化工行業化學需氧量和二氧化硫排放量上。此外，如圖2中所示，人口增長造成的污染物排放遠遠小于經濟增長帶來的環境影響，這符合Liddle[14]提到的人口增長在發展中國家對環境的影響較小于經濟增長的結論。“十一五”期間，經濟增長造成的化工行業COD和SO2排放量根據公式（4）分別為104.81萬t和245.38萬t，對環境產生較大的負效應。在環境庫茲涅茨曲線中，經濟增長與環境污染之間存在著倒U型關系：經濟發展初期階段，環境污染程度隨當地經濟的發展而上升，當經濟發展到一定水平時，環境污染程度則逐漸下降[15]。根據計算結果，中國的經濟增長與環境質量的關系正處在倒U型曲線的前半段，兩者之間巨大的矛盾與沖突不能簡單依靠停滯經濟增長緩解環境惡化或快速發展經濟將倒U型曲線盡快帶入后半段來解決。一方面還需緩解經濟發展對環境質量帶來的負面效應，另一方面也絕不能輕視環境污染對經濟發展帶來的潛在的反作用[16]。“十一五”期間，科技進步對化工行業COD和SO2的減排具有相當大的貢獻，根據公式（5）減排量分別為117.79萬t和268.74萬t，如圖2所示，科技進步的減排貢獻量具有與經濟增長的污染物排放量相同的變化趨勢，進而削減了人口增長和經濟增長對環境產生的負效應從而保證了人類與環境的可持續發展，使人類活動在“十一五”期間整體維持了正面的環境效應。環境庫茲涅茨曲線EKC中還提到，在發展中國家，經濟增長與人類活動的環境污染成正比例關系，根據2006-2010年間的經濟數據，中國的經濟增長率分別為17%、23%、18%、9%、18%，在2008年后急劇下滑甚至跌入10%，而正是2008-2010年間，人類活動在化工行業COD和SO2減排方面的環境貢獻逐漸減小，直至呈現出負面效應。

2.2工程技術對典型污染物的減排效應根據公式（9），“十一五”期間，工程技術對化工行業COD和SO2的減排量分別為90.77萬t和208.85萬t，工程技術在科技進步中的減排貢獻度分別為77.1%和77.7%，超過2/3的比例體現出了工程技術在化工行業污染物減排方面作出的巨大貢獻，也一定程度上說明了產業結構調整和企業監督管理并未發揮明顯的減排效應。產業結構調整方面，大部分化工企業規模小、生產集中度低、專業化水平低、規模效益差，因而造成競爭力弱、污染治理能力差、低產出以高污染為代價的產業結構問題。而監督管理落后則是中國企業普遍存在的問題，由于過分強調投資和技術，使企業看不到或不愿看到由于監管落后造成的巨大浪費和污染。根據計算結果，“十一五”期間工程技術中的末端治理與資源循環利用分別對COD和SO2發揮了25%和38%的減排效應，清潔生產發揮了75%和62%的減排效應。從圖3可以看出，2006-2010年間，除了2009年清潔生產的減排貢獻為負值以外，清潔生產在工程技術中占據比較明顯的貢獻比例，這說明清潔生產在化工行業污染物減排方面具有顯著成效。2009年清潔生產呈現出的環境負效應可以由學者Hicks等[17]的研究解釋，研究表明中國的清潔生產被很多限制條件制約，包括有限的資金、技術、人力資源，這些限制條件歸根結底都與資金投入有關系，而根據上文中提到的，2009年中國的經濟增長率為9%，達到“十一五”期間最低，這對于清潔生產的直接影響就是減少了該年的資金投入。然而國家在2009年的節能減排計劃仍需要完成，在化學需氧量和二氧化硫排放方面要比2008年降低3%，因此，無形中提升了末端治理與資源循環利用在減排中的重要性，此外，末端治理與資源循環利用也具備自身優勢，即相對于清潔生產較低的資金投入和運營成本。對于化工行業而言，清潔生產是一條協調生產發展和環境問題的最佳途徑，推行清潔生產不僅能減少資源和能源的消耗，還能減少污染物的排放，具備環境效益和經濟效益的雙贏。我國化工企業注重規模效益的生產經營模式和末端治理的污染控制方式，導致單位產品物耗、能耗高、污染物排放量大，在原料深加工、物料循環重復利用、廢物綜合利用等方面，與世界先進水平相差甚遠，仍然具有巨大的清潔生產潛力[18]。化工行業應該依據清潔生產的理論，按照資源最優化、消耗最小化、過程無害化、技術可行化的要求，積極推進化工清潔生產，合理規劃化工行業發展，控制和減少化工污染，推進綠色化工戰略的實施，實現我國經濟的可持續發展。但化工行業清潔生產推廣中仍然存在一些問題[19]：資金、技術瓶頸阻礙清潔生產技術的采用；中小型企業污染防治困難；地方環保部門及企業領導認識不足；激勵措施不到位等。所以一方面需要企業自身轉變觀念，另一方面政府也應努力推動和完善清潔生產相關政策。

3結論

基于環境影響方程IPAT和指數分解模型LMDI，本文研究了“十一五”期間化工行業中工程技術在科技進步中的污染物減排貢獻度，污染物評價指標選用COD和SO2，計算結果表明科技進步在化工行業發揮著舉足輕重的環境正效應，其作用平衡了人口增長及經濟增長帶來的巨大環境負效應，從而保證了人類活動與環境的可持續發展。而工程技術在科技進步中則分別發揮了77.1%和77.7%的減排貢獻，顯示出工程技術在化工行業污染物減排中起到的顯著作用和巨大潛力。進一步分析得到，工程技術中的末端治理與資源循環利用分別對COD和SO2發揮了25%和38%的減排效應，清潔生產發揮了75%和62%的減排效應，這說明清潔生產在化工行業污染物減排方面具有突出成效。清潔生產是一種符合“雙贏”概念的環境保護措施，不但對改善環境有益，也有利于企業的經濟效益，在我國各行業都應該加大重視力度以及資金投入。在將來的環保政策制定及實施過程中，政府及企業應加大對工程技術的投入力度，通過其末端治理、清潔生產及資源循環利用等措施有效減少污染物排放，發揮工程技術在改善環境質量方面的重要作用。此外，化工行業應該依據清潔生產的理論，按照資源最優化、消耗最小化、過程無害化、技術可行化的要求，積極推進化工清潔生產，合理規劃化工行業發展，控制和減少化工污染，推進綠色化工戰略的實施，將清潔生產作為一條協調生產發展和環境問題的最佳途徑，實現我國經濟的可持續發展。

作者：李珍陽李媛劉睿王曉慧海熱提單位：北京化工大學北京市水處理環保材料工程技術研究中心