典型工业化国家SO2排放影响因素分析及其对中国的启示

李瑞萍, 王高尚, 王安建, 骆建华, 耿 诺

1)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;

2)全国人民代表大会环境与资源保护委员会, 北京 100034

典型工业化国家SO2排放影响因素分析及其对中国的启示

李瑞萍1), 王高尚1), 王安建1), 骆建华2), 耿 诺1)

1)中国地质科学院矿产资源研究所, 北京 100037;

2)全国人民代表大会环境与资源保护委员会, 北京 100034

通过美国100年来SO2排放趋势分析, 对比日本、英国的相关数据资料, 发现SO2的排放与能源消费、经济发展、环境政策以及环保技术进步密切相关: 经济结构的转变和能源结构的调整是SO2减排的关键因素, 环保政策和技术进步是SO2减排的主要驱动力。典型国家SO2排放强度曲线均呈倒“U”型, 符合环境库兹涅茨曲线。SO2排放的拐点美国在人均GDP15000美元, 日本和英国在人均GDP9000～10000美元; 三个国家人均SO2排放强度的拐点在人均GDP5000～7000美元, 目前中国已经越过人均SO2排放的顶点。在此基础上本文提出了中国进一步减排SO2的建议。

二氧化硫; 环境库兹涅茨曲线; 经济结构; 能源结构; 环保政策; 脱硫技术

美国、英国和日本在工业化进程中, 都经历过大气环境严重恶化, 酸雨频频发生, 湖泊、植被、土壤、建筑等生态环境及设施遭到严重破坏, 居民身体健康受到影响的状况。如世界八大公害事件中有五件与大气污染有关, 其中美国洛杉矶光化学烟雾事件和多诺拉烟雾事件, 英国伦敦烟雾事件、日本四日市哮喘病事件, 都与 SO2排放有密切相关。处于工业化阶段的中国正面临着巨大的大气环境污染压力, 2009年中国监测的488个城市(县)中, 出现酸雨的城市258个, 占52.9%; 酸雨发生频率在25%以上的城市有164个, 占33.6%; 酸雨发生频率在75%以上 的城市有53个, 占10.9%(据2009年中国环境质量公报)。中国每年因酸雨和SO2污染对生态环境损害和人体健康影响造成的经济损失在1100亿元人民币左右(新华网, 2004)。目前美、日、英、欧盟等在 SO2污染方面都得到了有效控制, 分析典型工业化国家的 SO2排放趋势, 总结有效的防控措施, 对中国的 SO2减排具有重要意义(王安建等, 2010; 王安建, 2010; 王高尚, 2010; 王高尚等, 2002; 刘占成等, 2010; 李晓明等, 2010)。

1992 年, 美国经济学家古斯曼(Grossman)和克鲁格(Kureger)等提出了环境库兹涅茨曲线 EKC (Environment Kuznets Curve)的假设, 即环境污染会随经济的增长而加重, 当经济发展到某一水平时环境污染程度达到最大, 之后随着经济发展, 环境污染随之下降, 环境质量逐渐变好。近年来围绕是否存在环境库兹涅茨曲线展开了激烈的争论(Stern, 1998, 2003; Stern et al., 2001; Moomaw et al., 1997; Kaufmann et al., 1998; Dijkgraaf et al., 1998; List et al., 1999; Bruyn, 1997)。一般认为CO2排放与经济增长呈线性关系, 不存在库兹涅茨曲线(Shafik et al., 1992; Coondoo et al., 2002; Stern, 2003)。对于NOx、SO2, 许多人认为是具有典型的倒 U 型结构, Shafik(1994), Selden et al. (1994), Panayotou(1993)等分析得出的曲线峰值分别为人均 GDP3700美元、8900美元和10700美元。而Grossman等(1992)利用世界卫生组织和联合国环境规划署的全球环境监测体系中1977-1993年42个国家的二氧化硫数据分析了城市空气污染与人均收入的关系, 发现两者之间不存在倒U曲线关系, 而呈N型曲线关系, 其第一峰值和第二峰值点的人均收入分别为 4100美元和14000美元。

近年来国内也对环境库兹涅茨曲线开展了一些分析和验证, 主要集中在工业污染指标上, 同样也存在着很大争议。马树才等(2006)认为就中国而言,除了工业固体废物以外, 工业废水、废弃物的 EKC关系并不存在。彭水军等(2006)在对六类环境指标进行检验认为工业废水排放、二氧化硫排放符合EKC,其他指标不存在。之后杨万平(2008)对这六类指标建立了中国综合环境污染模型, 认为呈正“U”型。李周(2002)等则认为中国处于EKC的上升阶段。总的来说因采用样本国家、地区、时间、样本对象、数量的不同, 采用浓度数据和排放量数据的不同, 以及建立经济模型时选取的指标不同, 造成了各家研究结果的分歧较大, 特别是中国, 由于统计数据有限, 加上处于经济高速发展阶段, 很多环境指标曲线的波动容易产生一些误解。

虽然环境库兹涅茨曲线假说也还有待进一步证实, 但这些研究成果, 特别是完成工业化的发达国家无疑在某种程度上展现了工业化进程中环境质量变化的一些规律性特征, 对于正在进行工业化的中国来说, 具有一定的启示意义。本文选择美国、英国、日本三个典型工业化国家, 分析其 SO2排放趋势, 探讨其环境库兹涅茨曲线的特点, 结合美、日、英、欧盟减排经验, 分析经济结构和能源结构变化、政策制度的调整对 SO2排放的影响, 力争为中国SO2减排提供科学依据。

1 美、英、日SO2排放趋势

经过对美国环保局(EPA, www.epa.gov)、日本环保省(MOE)、联合国气候变化框架公约(UNFCCC, www.unfccc.int)、(英国国家大气排放目录, www.naei.org.uk)、美国经济咨商局(the Conference Board, www.conference-board.org)等网站大量有关数据的综合分析处理, 作者绘制了相关趋势曲线。

1.1 美国SO2排放趋势

100年来美国SO2排放趋势分两个阶段(图1-1)。第一阶段从 20世纪初至 70年代初的工业化阶段,经济增长、能源消费、煤炭消费、SO2排放量呈同步上升趋势, 随经济发展的周期性波动, 能源消费和SO2排放也有明显的对应关系, 在1973年SO2排放量达到峰值2882万吨。第二阶段从1973年之后, SO2排放量与经济增长和能源消费脱钩, 呈持续下降趋势。2008年SO2排放量下降到1037万吨, 相比峰值下降达到 64%, 空气中 SO2平均浓度仅为0.0034 ppm。

从美国SO2排放强度来看(图1-2), SO2排放总量与人均 GDP呈典型的倒“U”型, 符合环境库兹涅茨曲线(EKC)的假说。在工业化发展阶段, SO2排放是随经济的增长而加剧; 当经济发展达到一定水平后,进入后工业化阶段, 环境污染的程度逐渐减缓, 环境质量逐渐得到改善。美国作为先期工业化国家的代表, SO2排放总量的环境拐点在人均GDP(GK美元)约为15000美元, 经济水平对应的时间在70年代初,与早期工业化完成的时间吻合。而单位能耗的 SO2排放量与经济水平呈双曲线关系, 随着经济发展,排放强度快速下降, 当经济发展到一定阶段, 排放强度下降趋势减缓, 目前美国吨油当量能耗排放SO2量约为4.5 kg。

图1 美国能源—经济—环境排放相关趋势Fig. 1 Energy-economy- SO2emission tendencies of USA

从人均 SO2的排放强度来看(图 1-3), 与人均GDP呈倒勾型, 相对于总量与经济关系的曲线, 人均排放曲线上升期非常短, 拐点出现的更早。美国在人均GDP6000美元左右、人均SO2年排放量接近50 kg时出现拐点, 2008年人均SO2排放量虽然下降到34.1 kg, 美国仍然是一个高能耗、人均排污较高的国家。单位GDP的排放强度曲线呈双曲线型, 一直随经济的发展在下降。而人均能耗与经济发展呈近线性,略有增长, 目前美国人均能耗约为7.1吨油当量。

1.2 日本SO2排放趋势

图2 日本能源—经济—环境排放相关趋势Fig. 2 Energy-economy- SO2emission tendencies of Japan

日本SO2排放在20世纪60年代以前与经济、能源消费也呈一致上升趋势(图2-1), 在60年代中期达到峰值接近500万吨, 之后经历了10年左右的平台期, 开始与经济、能源消费脱钩出现下降, 目前日本 SO2排放量在 80万吨左右, 相对峰值下降了约83%。

日本SO2排放量与人均GDP的曲线也呈明显的倒“U”型(图 2-2), 作为新兴工业化国家的代表, 拐点在 9000～10000美元, 相比美国提前出现。而能源排放强度与美国类似, 呈双曲线, 目前吨油当量能耗排放SO2量约为1.6 kg, 远远低于美国。

图3 英国能源—经济—环境排放相关趋势Fig. 3 Energy-economy- SO2emission tendencies of UK

人均 SO2的排放强度曲线也呈倒勾型(图 2-3),拐点在7000美元左右, 人均SO2排放量在50 kg左右, 与美国接近。但随后日本人均 SO2排放量快速下降, 目前仅有6 kg左右, 约为美国的1/6。日本人均能耗是随着经济发展呈近线性上升的, 2008年为3.73吨油当量, 约为美国的一半。

1.3 英国SO2排放趋势

由于获取英国 SO2排放数据有限, 仅能看到在完成工业化后60年代末期, SO2排放量已经开始下降(图 3-1)。而实际上英国在 60年代中期达到峰值超过 600万吨, 之后开始与经济、能源消费脱钩出现下降, 2008年的排放量在512万吨左右。

图4 中国能源—经济—环境排放相关趋势Fig. 4 Energy-economy- SO2emission tendencies of China

同样由于数据有限, 图3-2、3-3未能完整显示,从趋势规律推测, 排放强度(图 3-2)显示了倒“U”后半段的下降部分, 拐点在 10000美元左右。能源排放强度与经济仍然是明显的双曲线关系, 目前吨油当量能耗排放SO2量约为2.5 kg。人均SO2排放强度曲线也仅显示了下降阶段, 未能显示拐点, 目前人均SO2排放量约为8.4 kg, 比日本略高, 远低于美国。而人均能耗为 3.23吨油当量, 为三个国家中最低的。

1.4 中国SO2排放趋势

处于工业化阶段的中国目前SO2排放世界第一,能源消耗2010年预计将超过美国成为第一, 污染物排放与能源消费、经济增长还处于一致的上升趋势(图4-1)。SO2排放量1991年为1622万吨, 到2006年SO2排放量达到峰值2588.8万吨, 近两年为了达成“十一五”的环保目标, 在全国上下不懈努力下, SO2排放量出现下降, 2009年的排放量为2214.4万吨。但仍然超过美、英、日三国排放总和, 也超过中国大气环境容量近 1倍, 中国大气环境形式依然严峻。

从与人均GDP的关系来看(图4-2), SO2排放总量已经具有出现拐点的趋势。单位能耗排放 SO2与经济呈线性下降, 相对于发展阶段和经济水平, 中国目前的排放量远远低于昔日的美、日、英, 但下降趋势也一直很缓慢, 2007吨油当量能源排放 SO2为12.6 kg, 这与美、英、日目前的4.5 kg、2.5 kg、1.6 kg的排放量还是有很大差距。

从图4-3来看, 单位GDP的排放强度与美、英一致呈双曲线形式。人均能耗的曲线呈近线性, 略有上升, 且目前 1.48吨油当量的人均能耗, 远低于美、日、英。人均SO2排放强度曲线在人均GDP6000美元左右已经出现拐点, 相对日本更早出现, 但目前我国人均SO2排放量约为16.6 kg, 虽然比美国低,仍高出英国1倍, 日本近2倍。

中国2008年的人均GDP为6075美元, 同美、日、英三国相比, 从经济状况来说, 中国的环境拐点尚需一段时日, 但由于后工业化国家随着社会发展、技术的发展进步、能效的提高, 环境拐点有提前的趋势, 日本相对美国提前了5000美元左右, 因此中国也可能进一步提前实现环境拐点。人均排放和单位能耗的污染物排放也可以看出我们还存在很大差距, 要保证刚刚出现的拐点而不是转变成继续上升, 还需要做更大的努力。

2 SO2减排的影响因素分析

经济学家在对环境库兹涅茨曲线中环境与人均收入的关系的解释主要是围绕三个方面: 经济规模效应(scale effect)与结构效应(structure effect)、环境服务的需求和政府对环境污染的政策与规制。经济规模的不断扩大, 造成了经济增长和资源的大量消耗, 废弃物排放量也相应增长, 使得环境质量水平下降, 有人称之为规模效应, 也就是EKC的上升阶段。而当经济发展到更高的水平, 产业结构进一步升级, 从能源密集型为主的重工业向服务业和技术密集型产业转移时, 环境污染减少, 这就是结构变化对环境所产生的效应, 也就是结构效应。实际上,结构效应暗含着技术效应结构效应, 产业结构的升级需要有技术的支持。当国民经济发展到一定水平后, 民众对环境质量需求也在不断提高, 随着政府财力的增强和管理能力的加强, 一系列环境法规的出台与执行, 单就政府对环境污染的治理能力而言,环境污染与收入水平的关系是单调递减关系, 有人称之为消除效应。

下面通过分析美、日、英、欧盟减排过程中在结构(包括了经济结构、能源结构)、技术、政策的变化, 探讨之间的关系与实际过程中的发挥的成效,剖析我国面临的问题。

2.1 经济结构调整

美国在20世纪60年代完成了经典现代化。70年代以来, 美国发生信息革命和知识革命, 信息和高技术产业快速发展, 率先进入第二次现代化阶段。罗斯托教授称之为“追求生活质量阶段”, 贝尔教授称之为“后工业社会阶段”, 殷根哈特教授称之为“后现代化阶段”(或后现代社会), 新型服务业和信息处理业逐步取代传统工业基础中的旧支柱(中国现代化战略研究课题组, 2004)。美国经济结构也随之发生重大改变, 制造业比重从五六十年的 40%以上下降到1970年的33% 和80年代的不足30%, 2000年下降到24%, 2000年的服务业增加到75%。经济结构转变同时, 得到了快速发展, 能源效率大大提高, 2000年 GDP可比价相对 1950年增长448.7%, 而能源消费量相对仅增长185%。

日本在 1950年后的 20多年里, 经济持续高速增长, 但第二产业却在 70年代初达到顶峰 43.1%,随后才开始下降, 1999年下降到28.1%, 此时第三产业增长到70.5%。从图2我们也可以看出, 经济结构的调整发挥作用是在 70年代初期第二产业比例开始下降, 第三产业上升之后, SO2排放量也是在这一时期开始快速下降。相对于1970年, 2000年 GDP增长了166%, 能源消费量仅增长了99%。

图5 日本、欧盟SO2减排影响因素分析(Larssen et al, 2003; Toshihiko, 2006)Fig. 5 Factor analysis for reduction of SO2emission in Japan and EU(after Larssen et al., 2003; Toshihiko, 2006)

英国同样在完成工业化阶段前后, 经济结构发生了巨大改变。第二产业从1975年的42.3%下降到2002年的 23.3%, 同时第三产业从 54.9%增长到70.9%。从1960到2000年GDP增长237.7%, 能源消费量仅增长了41%。

经济结构的转变, 使得单位能耗快速降低, 能源效率大大提高。工业化向后工业化的过渡是能源资源消费趋缓, 环境压力降低的一个客观背景。

中国第二产业在80年代经历了短暂的下降, 90年代又开始上升, 2008年占到48.6%, 第三产业比重虽然一直在增加, 但 2008年仅有 40.1%, 中国仍处于工业化阶段, 高能耗是本阶段的特点, 也是环境污染排放的快速增长期, 这是一个对环境非常不利而暂时又无法克服的因素。

2.2 能源结构调整、提高能效

二氧化硫主要源于含硫化石能源的燃烧, 尤其是含硫煤。经济的高速发展离不开能源的大量消耗,能源消耗必然导致大量 SO2的产生。因此在经济的发展过程中, 能源尤其是煤炭的使用量对 SO2产生量起着关键作用, 特别是在大量消耗能源的工业化阶段。能源结构调整、能效的提高是降低环境压力的关键因素。

美国是能源消费量最大的国家, 也是历史上煤炭消费量曾经最多的国家。在美国, 近 90%的 SO2的来自能源燃烧, 其中煤炭占到70%以上。20世纪50年代以前, 煤炭在美国能源结构中的比例达50%～70%。五六十年代, 美国能源结构发生快速调整。1960年, 煤炭比例降低到24%, 2009年为22.4%。与此同时, 天然气、石油、核能有很大的发展, 核电比重从1960 年的0.01%增至2009 年的9.9%(图6)。经济结构的转变、以及能源结构的调整、能耗的降低, 使得美国经济快速发展的同时, SO2排放得到控制。

日本在控制 SO2的排放过程中, 能源结构也发生了巨大的改变(图 6)。能源结构中煤炭的比例从1955年的47.2%迅速下降到1975的16.4%, 而石油的比例从17.6%增加到73.4%。近些年更是大力发展核能、太阳能等清洁能源及可再生能源。2008年煤炭占的比例在21.5%, 石油下降到42.6%, 天然气和其他清洁能源占到近 40%。从减排影响因素分析图(图 5)中可以看到, 上世纪 60-70年代的十几年间,日本 SO2排放量几乎没有增长, 主要得益于能源结构的调整。在之后控制 SO2排放的过程中, 能源结构调整也始终发挥着重要作用(Toshihiko, 2006)。英国能源结构同样也经历了巨大调整和能效的提高(图6)。一次能源消费中, 煤炭从1960占72%下降到 2009年的 15%。与此同时, 清洁能源快速发展, 2009年核能占9%, 天然气约40%, 水能和其它再生能源占 3.5%左右, 清洁能源比例超过一半。英国从1960到2008年GDP增长了221%, 能源消费量仅增长了31%, 而煤炭消费量却下降了69%。

2002年欧盟国家核能占总消费能源的 33%(其中法国核能比例最高, 占 77%), 天然气占 17%, 水能和其它和再生能源占 19%, 而对环境污染较大的煤炭和石油分别占 25%和 6%, 清洁能源比例占到69%。从影响因素分析(图 5)中可以看出, 即使在近些年, 能源结构比例中煤炭的比例已经很低, 能源结构调整以及新能源对 SO2排放控制中仍发挥很大的作用(Larssen et al., 2003)。

图6 中国和典型工业化国家能源消费结构Fig. 6 Energy consumption structure of typical industrialized countries

2007年中国能源结构中煤炭占到 65.7%, 原油18.2%, 清洁能源不足20%。我国能源结构中煤炭比例不仅高, 绝对量也大, 2007年煤炭消费量就达25.8亿吨标煤。目前我国单位能耗排放SO2量分别约为美、英、日的2.8倍、5.0倍、7.9倍, 以煤为主的能源结构, 能源效率不高, 成为制约我国大气环境改善的根本因素。这成为我国必须克服的关键问题。

2.3 技术进步

经济社会的发展以及政策的推动, 共同促进了脱硫技术的进步, 使其成为SO2减排的主要驱动力。美国政府在1977年CAA修正案要求所有火电厂必须安装脱硫设施, 促进了干法气体脱硫装置和湿法气体脱硫装置等技术的发展, 近几十年来还发展了半干法、催化还原法、自催化自氧化还原法、催化氧化法、电化学脱硫技术、等离子体技术、海水脱硫等新工艺、新技术, 使得美国能单位能耗 SO2排放量不断下降。另外美国要求ID级燃料含硫量标准从1985年的0.26%降到1994年的小于0.05%,促进了炼油厂低硫柴油项目的研究。尤其是2000年高速公路用油标准含硫降到15 ppm, 炼油厂用新的技术提炼超低硫柴油, 这一措施的实施, 使用柴油的汽车 SO2排放降低了约 75%。另外随着科技发展, 燃油机车和电力机车不断更新, 在 1940年到 1970年间燃煤火车机车基本被替换, 使得这部分 SO2排放降低了99%。

在日本、英国以及欧盟, 技术进步也在 SO2排放量控制过程中发挥了巨大作用。根据日本环保部门(MOE)对日本SO2减排因素分析(图5), 除了经济结构调整、能源结构调整和能源效率的提高对 SO2减排起到关键作用外, 烟气脱硫设施(FGD)的采用也是重要影响因素之一。EEA对欧盟15个国家发电厂SO2排放量降低的因素分析(图5), 1990年至1999年期间欧盟电力生产增长了16%, SO2的排放量却下降了 60%左右。除了能源结构优化和效率的提高,以及核能和可再生能源起到一定作用外, FGD以及低硫能源的推广对 SO2减排的贡献越来越大, 目前起到最主要的作用(李铮, 2002)。

由于我国在短期内产业结构、能源结构难以实现大幅度调整。在后现代社会, 技术进步是实现环境拐点提前的关键因素之一, 因此要控制 SO2排放,必须在脱硫设施和技术上更下功夫。中国近年来脱硫技术有很大的改进, 有些技术达到国际领先水平,已经显示一些成效, SO2排放量近三年已经持续下降。但目前存在两个关键问题, 一是脱硫设施还不足, 如占我国 SO2排放量一半的火电行业, 截至2008年底, 全国安装烟气脱硫机组总容量约3.79亿千瓦, 占全国煤电机组装机容量的 66%。另一方面脱硫方面法律约束力不够强等, 如 2007年约有38.1%的脱硫装机容量没有运行或者没有稳定运行(王圣等, 2010), 这些因素制约了脱硫技术在我国控制SO2方面的效果。

2.4 政策调控

虽然在各国 SO2减排影响因素图中没有直接的政策所带来的影响, 但强有力的环保政策和机制体出现在每个影响因素中。没有法律政策的宏观调控以及法律强制力, 经济结构和能源结构难以快速转变, 企业如不自主安装并改进脱硫设施, 脱硫技术难以快速发展, 强有力的环保政策是 SO2减排的最重要的保障。

以美国为例, 美国是环境法比较完善的国家之一, 从第一部关于空气污染的法律——《1955年空气污染控制法》开始, 先后又出台了《1960年空气污染控制法》、《1963年清洁空气法》、《1965年机动车空气污染控制法》、《1967年空气质量法》。然而由于缺少法律强制力, 以及州政府和联邦政府在标准和执法等问题上存在较大的矛盾, 早期的上述各项立法都未能有效地控制和消除美国的空气污染。1970年12月美国环保局(EPA)宣告成立, 31日通过了具有划时代意义的《清洁空气法》, 建立了“国家环境空气质量标准”(NAAQS), 1971年又出台了新污染源施 行标准(NSPS), 要求所有新的煤电电厂排放SO2量不得超过1.2 p/Btus, 当时大部分新企业都采用低硫煤来应对。1977年修正案加强 了对清洁区和未达标地区的空气污染控制, 火电厂的控制, 要求在满足以前条件的同时, 即使使用低硫煤也必须使用净化设备。1990年见于美国 CAA第四部分修正案的酸雨计划, 主要控制大型煤动力及石油动力的能源企业的 SO2排放, 要求发电厂 SO2排放量到2010年下降50%以上(相对于1980年排放量), 达到排放量 895万吨的目标。该计划明确规定通过电力行业实施 SO2排放总量控制和交易政策, 通过市场机制来实现 SO2的减排。这一措施强化各电厂的减排动力, 在排污权交易激励下, 所有受控电厂纷纷采用了各种各样的减排手段, 在酸雨计划实施的第一年, 这些企业SO2排放量就降低了40%, 从7.4百万吨下降到 4.5百万吨。美国东部地区雨水酸度也下降了10%～25%。在酸雨计划实施的10年间, 发电企业SO2年排放量减少了5百万吨, 下降了34%。

中国的《大气污染防治法》于1987年正式实施。1995年第一次修订案, 提出划定酸雨控制区和二氧化硫污染控制区(即两控区)的要求。2000年再次修订《大气污染防治法》, 明确了排污收费、超标违法的原则。1996年修订的《火电厂大气污染物排放标准》第一次提出二氧化硫排放浓度限值。2002发布《燃煤二氧化硫排放污染防治技术政策》, 第五部分专门提出火电厂锅炉二氧化硫防治技术路线。2003新修订的《火电厂大气污染物排放标准》, 烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放限值都进一步加严。2003年国务院发布《排污费征收使用管理条例》。这个阶段虽然法律法规数量并不少, 制定的标准与其他国家标准差不多, SO2一级标准甚至更为严格,却未达到预期的效果。主要原因在于我国环保法律对制定标准做了规定, 却十分缺少如何实施标准的法律规范。美国的环境标准具有法规的地位, 而在我国将标准定义为“统一的技术要求”、“有关部门协商一致的产物”, 将环境标准与一般产品标准等同看待。当然中国在环境法规政策方面也在不断的提高和完善, 2009年环境保护部组织修订《大气污染防治法(修订草案)》, 在总量控制、排污许可证管理、机动车环境管理以及处罚力度上均有重大调整。

在排污权交易市场机制方面中国也进行了不断的探索, 1990年国家环境保护局在16个城市进行了发放大气排污许可证的试点工作。在此基础上, 1991年选择了 6个城市进行大气排污交易政策实施的试点, 2002年国务院批准实施的《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》明确提出, 在两控区内实行二氧化硫排放总量控制和排污许可证制度。近些年还开展了与美国环保局合作, 在全国范围内进行二氧化硫总量控制与排污权交易培训工作, 以及试点示范工作。但适应国情的排污交易市场机制尚未真正建立, 还面临着来自法律法规、行政、企业、环保观念等多方面的阻力, 排放监测和监管能力不足、配套设施不健全等一系列问题, 还需要不断的提高完善。

3 主要认识与结论

(1) 美、日、英3个国家SO2排放量与人均GDP的曲线呈倒“U”型, 符合环境库兹涅茨曲线, 当经济发展到一定水平, 经济与环境两者的拐点才会出现。美国在人均GDP约15000美元, 日本、英国约在9000～10000美元。

(2) 能源结构调整和能效的提高是减排 SO2的关键因素。能源结构的调整使煤炭在能源比例中的降低, 甚至绝对消费量的减少, 直接决定着 SO2的产生量多少, 也是影响SO2减排的关键。

(3) 脱硫技术的进步与脱硫设备的配套在 SO2排放量的控制中起着越来越重要的作用。在后工业化社会, 经济、能源结构调整余地很小, 脱硫技术就起到了最关键的作用。

(4) 环境政策的法律强制力是 SO2减排的有力保障。同样法律的灵活性、激励机制以及惩罚机制、特别是有效的市场机制同样影响着控制 SO2排放的效果。

(5) 对于中国, 目前还处于工业化快速发展阶段, 面临着四个基本问题: 经济增长模式、能源结构、污染治理能力和环境管理能力。从发达国家的历史经验来看, 要实现 SO2排放量降低的目标, 使环境拐点提前来临, 一方面要提倡环保节能理念,努力降低能耗, 同时要加大资金投入, 提高脱硫技术水平和设施运行效率, 不断加强环境监管能力,运用市场经济的手段, 探索符合我国国情的行之有效的环境管理机制。另一方面要鼓励初级产业外移,利用资源的全球配置, 促进资源经济环境协调发展。最后还要加强NOx、PM、Hg等综合污染防治工作。

李晓明, 王安建, 于汶加. 2010. 基于能源需求理论的全球 CO2排放趋势分析[J]. 地球学报, 31(5): 741-748.

李铮. 2002. 中美二氧化硫排污权交易制度之比较[C]//2002年中国法学会环境资源法学研究会年会论文集．

李周, 包晓斌. 2002．中国环境库兹涅茨曲线的估计[J]．资源环境, (4): 57-58, 25．

刘占成, 王安建, 于汶加, 李铭. 2010. 中国区域碳排放研究[J].地球学报, 31(5): 727-732.

马树才, 李国柱．2006．中国经济增长与环境污染关系的Kuznets曲线[J]．统计研究, (8): 37-40．

彭水军, 包群．2006．经济增长与环境污染——环境库兹涅茨曲线假说的中国检验[J]. 财经问题研究, (8): 3-17．

王安建, 王高尚, 陈其慎, 于汶加. 2010. 矿产资源需求理论与模型预测[J]. 地球学报, 31(2): 137-147.

王安建. 2010. 世界资源格局与展望[J]. 地球学报, 31(5): 621-627.

王高尚, 韩梅. 2002. 中国重要矿产资源的需求预测[J]. 地球学报, 23(6): 483-490.

王高尚. 2010. 后危机时代矿产品价格趋势分析[J]. 地球学报, 31(5): 629-634.

王圣, 巴尔莎, 俞华．2010．我国火电烟气脱硫存在的问题及对策建议[J]. 中国环保产业, (3): 12-15．

杨万平, 袁晓玲. 2009. 环境库兹涅茨曲线假说在中国的经验研究[J]. 长江流域资源与环境, 18(8): 704-710．

中国现代化战略研究课题组. 2004. 2004中国现代化报告[R]．北京: 北京大学出版社.

References:

BRUYN S M. 1997. Explaining the environmental Kuznets curve: structural change and international agreements in reducing sulphur emissions[J]. Environment and Development Economics, 2(4): 485-503．

COONDOO D and DINDA S. 2002. Causality between income and emission: a country group~specific econometric analysis[J]. Ecological Economics, 40: 351-367．

DIJKGRAAF E, VOLLEBERGH H R J. 1998. Growth and_or ? Environment: Is There a Kuznets Curvefor Carbon Emissions?[R]. Presented at the 2nd Biennial Meeting of the European Society for Ecological Economics, Geneva, 4-7．

GROSSMAN G M, KRUEGER A B. 1992. Environmental impacts of a North American Free Trade Agreement[R]. CEPR Discussion Paper, 644．

KAUFMANN R K, DAVIDSDOTTIR B, GARNHAM S and PAULY P. 1998. The determinants of atmospheric SO2concentrations: Reconsidering the environmental Kuznets curve[J]. Ecological Econom, 25: 209-220．

LARSSEN S, ADAMS M L, BARRETT K J, BOLSCHER M, LEEUW F and PULLES T. 2003. Air Pollution in European: 1990-2000[EB/OL]. [2006-03-15] http://www.eea.Gov．

LI Xiao-ming, WANG An-jian, YU Wen-jia. 2010. A Trend Analysis of Carbon Dioxide Emissions Based on the Energy Demand[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 741-748(in Chinese with English abstract).

LI Zheng．2002．The comparison on SO2emission trading policy of China and US[C]//Conference Proceedings of Environment and resource law of CLS(in Chinese with English abstract)．

LI Zhou, BAO Xiao-bin．2002．Estimation of kuznets curve of china's environment[J]. Science & technology review, (4): 57-58, 25(in Chinese with English abstract)．

LIST J A and GALLET C A．1999．The environmental Kuznets curve: Does one size fit all?[J]. Ecological Economics, 31: 409-424．

LIU Zhan-cheng, WANG An-jian, YU Wen-jia, LI Ming. 2010. Research on Regional Carbon Emissions in China[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 727-732(in Chinese with English abstract).

MA Shu-cai, LI Guo-dong. 2006. The Kuznets Curve of relationship between economic growth and environmental pollution[J]. Statistical research, (8): 37-40(in Chinese with English abstract)．

MOOMAW W R and UNRUH G C．1997．Are environmental Kuznets curves misleading us? The case of CO2emissions[J]. Environment and Development Economics, 2(4): 451-463．

PANAYOTOU T. 1993. Empirical Tests and Policy Analysis of Environmental Degradation at Different Stages of EconomicDevelopment[R]. Geneva: International Labour Office．

PENG Shui-jun, BAO Qun. 2006. Economic growth and environmental pollution: an empirical test for the environmental kuznets curve hypothesis in china[J]．Research on financial and economic issues, (8): 3-17(in Chinese with English abstract)．

Research group for china modernization strategies. 2004. China modernization report 0f 2004[R]. Beijing: Peking university press(in Chinese)．

SELDEN T M and SONG D．1994．Environmental quality and development: Is there a Kuznets curve for air pollution?[J]．Journal of Environmental Economics and Environmental Management, 27: 147-162．

SHAFIK N and BANDYOPADHYAY S. 1992. Economic Growth and Environmental Quality: Time Series and Cross~Country Evidence[R]. Washington DC: The World Bank.

SHAFIK N. 1994. Economic development and environmental quality: an econometric analysis[J]. Oxford Economic Papers, 46: 757-73．

STERN D I and MICHAEL S C. 2001. Is There an Environmental Kuznets Curve for Sulfur?[J]. Journal of Environmental Economics and Management, 41: 162-178．

STERN D I．1998．Progress on the Environmental Kuznets Curve?[J]. Environment and Development Economics, 3: 173-196．

STERN D I．2003．The Environmental Kuznets Curve, Internet Encyclopaedia of Ecological Economics[EB/OL]. [2003-09-01] http://www.ecoeco.org．

TOSHIHIKO M. 2006. Evaluation of environmental conservation and economic benefits from environmental industry~case study of Japan and tentative application to China[EB/OL]. [2006-03-21] http://www.chinacp.com．

WANG An-jian, WANG Gao-shang, CHEN Qi-shen, YU Wen-jia. 2010. The Mineral Resources Demand Theory and the Prediction Model[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(2): 137-147(in Chinese with English abstract).

WANG An-jian. 2010. Global Resource Structure and its Perspective[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 621-627(in Chinese with English abstract).

WANG Gao-shang, HAN Mei. 2002. The demand forecast of China’s important mineral resources[J]. Acta Geoscientica Sinica, 23(6): 483-490(in Chinese with English abstract).

WANG Gao-shang. 2010. Mineral Commodity Prices Trend in the Late Crisis Times[J]. Acta Geoscientica Sinica, 31(5): 629-634(in Chinese with English abstract).

WANG Sheng, BA E, YU Hua. 2010. Existing Problems & Relevant Policy Suggestions on FGD in Thermal Power Sector[J]．China environmental protection industry, (3): 12-15(in Chinese with English abstract)．

YANG Wan-ping, YUAN Xiao-ling. 2009. Hypothesis of environmental kuznets curve and its test in china[J]. Resources and environment in the yangtze basin, 18(8): 704-710(in Chinese with English abstract)．

Factor Analysis of SO2Emission Trend in Typical Industrialized Countries and Its Revelation to China

LI Rui-ping1), WANG Gao-shang1), WANG An-jian1), LUO Jian-hua2), GENG Nuo1)
1) Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037;
2) Environmental Protection & Resources Conservation Committee, National People’s Congress, Beijing 100034

Based on the data of sulfur dioxide emissions and economic development, this paper summarized the trend of pollutions in the USA, Japan, the UK and China. By analyzing the change of legislation on environmental protection and the development of Flue Gas Desulfurization(FGD) in the USA in comparison with the related data obtained from Japan, the United Kingdom and the European Union, the authors have found that SO2emissions are closely related to such factors as energy resource consumption, economic development, environment policy and progress of environment protection technology. Transformation of economic structure and energy structure are key factors responsible for the reduction of pollution, while innovation policies and technological progress are the driving force for reduction of SO2emissions. SO2emission intensity curves show typical inverted "U" shape in all three countries, and the turning points of GDP per capita are about $9000 to $10000 in Japan and the UK, and about $15,000 in the USA. The turning point of SO2emission intensity for GDP per capita is about $5000-7000. Therefore, China has surpassed the peak. At last, the authors put forward some proposals concerning the attaining of the environmental protection target in China.

sulfur dioxide; Environmental Kuznets Curves(EKC); economic structure; energy structure; environmental protection policy; desulfurization technology

X50; F113.4

A

1006-3021(2010)05-749-10

本文由发改委、财政部、国资委“中国环境污染零增长战略研究”课题、中央级公益性科研院所基本科研业务专项资金(编号: K0905)联合资助。

2010-07-20; 改回日期: 2010-08-30。

李瑞萍, 女, 1980年生。博士, 助研。主要从事矿山环境和资源环境战略研究。通讯地址: 100037, 北京市西城区百万庄大街26号中国地质科学院战略中心。E-mail: ruipinglee@gmail.com。

王安建, 男, 1953年生。教授。主要从事矿床学、资源经济与资源环境战略研究。E-mail: ajwang@cags.ac.cn。