雾霾成因,雾霾成因分析

“雾霾”污染现已被人们认为是自然灾害,主要包括细颗粒物PM2.5(直径小于等于2.5微米)和细颗粒物PM10(直径小于等于10微米)。

考虑到我国的自然资源分布和经济发展水平,未来便于研究,本文将我国划分为东部地区、中部地区、西部地区、三大传统区域,从全国及东中西部地区四个方面来分析雾霾污染现状。

一、雾霾污染现状

1、全国雾霾污染现状

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2004-2017年全国雾霾污染状况

进入21世纪后,中国经济步入了快速发展的轨道,但同时为了发展经济却消耗了大量的资源与能源,对环境造成了严重的破坏。

2、东部地区雾霾污染现状

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2004-2017年我国东部地区雾霾污染状况

根据我国十三五发展规划,中国东部地区三大经济区,其经济发展优势主要有:一是优先享有政府鼓励优惠政策,在发展本地区经济的同时,对周边地区具有辐射引领示范的作用;二是具有充足的资本、完善的基础设施、人才荟萃聚集形成的发展优势;三是基于雄厚的经济总量,可以发挥规模经济;四是沿海地区的地理位置可以发挥海上交通的便利优势,带动了国际经济合作,既可以吸引外资,又可以展开来料加工、对外贸易。

在改革开放初期,我国东部地区经济发展始终走在全国前列,由于工业发展较快,能源资源消耗量不断上升,随之雾霾污染情况严重;但随着国家政策的支持,以及产业结构调整与转型,雾霾污染情况有所好转。

环渤海经济区占全国土地面积的13%和拥有全国22%的总人口,其核心城市是北京市、天津市等,北京市是我国的政治中心,交通便利,有着丰富的资源优势,工业基础强大,加上我国政策的有力推动促进了环渤海地区经济的快速发展,其一直是我国经济发展的领路灯。重工业消耗了巨大的能源资源尽管促进了经济的快速发展,但也带来了大量PM10污染物的产生。

由上图可知:北京和天津的雾霾污染情况都是相当严峻,人们出行须佩戴口罩,雾霾笼罩下难以分辨方向,产生交通拥堵的现象,政府和人民的生活受到影响。

从上图可以看出,珠江三角洲经济区地处我国华南平原,交通便利,是我国最早对外开放的经济区,其主要核心城市是广州市、深圳市等。珠江三角洲经济区的地理位置方便运输,其有著名的以出口为导向的特点,这使得经济区快速融入国际经济,改革开放初,便成为国际制造业基地之一。随着经济的发展随着经济的发展,珠江三角洲经济区也面临着雾霾的危害,不过在东部地区,珠江三角洲受雾霾影响的程度是最低的。

3、中部地区雾霾污染现状

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2004-2017年我国中部地区雾霾污染状况

中部地区的城市群包括长江中游城市群、湘东城市群、中原城市群、和江淮城市群,其发展优势有以下几点:首先是明显的地理优势,大部分地区处于我国第二阶梯,铁路便利,通向全国;其次是资源丰富,拥有着丰富的一次能源资源,煤都大同便处在中部地区里山西省;接着,环境气候宜人居住,吸引人才纷纷此定居;最后由于老工业基地的支撑,劳动力成本较低。

通过“一带一路”倡议,中部地区在我国经济均衡发展中的地位举足轻重,但也是东中西三个地区中雾霾污染最严重的地区。

长江中游城市群占地32万平方公里,拥有深厚的历史文化,拥有便利的交通,加快了与东部地区和西部地区的经济交流,其是一个以武汉市为核心的城市群。湖北省虽然雾霾排放量逐渐下降了,但随着区域经济一体化的发展以及国家“一带一路”倡议的实施,防止雾霾污染区域化扩散是当务之急。

中原城市群拥有我国7.8万平方公里的面积,是我国重要的现代制造业和服务业基地,21世纪后,中原城市群的交通基础设施逐步得到强化,拥有便捷的交通优势,其是以郑州市为中心的城市群。

长沙的城镇化过率显著过快,容易产生工业转移过程中产生环境污染和农业环境污染,必须加强工业转移后的环境治理力度,建立新型农业环境保护机制,降低环境污染程度。

近三年合肥的雾霾污染下降明显,但是仍然需要从产业结构、土地结构、能源结构、交通结构等方面入手,从根本上减少大气污染物的排放,减少雾霾污染。

4、西部地区雾霾污染现状

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2004-2017年我国西部地区雾霾污染状况

西部地区的城市群主要包括:北坡天山城市群、呼包鄂城市群、关中城市群和黔中城市群。

其发展优势有如下几点:地理优势明显,幅员辽阔的西部地区,处于“一带一路”的必经之地;资源优势明显,拥有丰富的自然资源,如一次性能源有煤炭、石油、天然气,可再生资源有太阳能、风能等;人文优势明显,有着丰富的传统文化和艺术。

但是,西部地区的生态环境问题非常严峻,雾霾污染问题十分严重,在东中西部三个地区当中,西部地区总体的雾霾污染情况是最严重的。

关中城市群的核心城市为西安市,西安市的科技力量位于北京和上海之后,居于全国第三。但西安市的雾霾污染情况却十分严重,主要由以下几个原因导致:首先是工业的排放;其次是汽车尾气的排放;最后是西安自身的地理位置:地处渭河平原,非常不利于空气传递,这是雾霾容易聚集难消散的主要原因。

呼包鄂城市群地理位置优越,外临蒙古国和俄罗斯,内临北京市和天津市,有着丰富的煤炭和天然气资源,自然资源充裕,其是以呼和浩特、鄂尔多斯等为核心的城市群。

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由于呼包鄂城市群煤炭、石油和天然气等矿产资源非常丰富,以煤炭为主的能源消费结构使得该地区也受到雾霾污染的影响,相比较于东部城市群,还需加强环境方面的保护。黔中城市群是以贵州为核心的城市聚集区。

贵州在西部地区相比较于其他城市是轻度雾霾污染,这与贵州利用其得天独厚的自然环境大力发展旅游业离不开关系,贵州省大力发展旅游业,带动了其经济的发展,也减少了工业发展带来了环境污染问题。

天山北坡城市群是以乌鲁木齐为核心的城市群,是新疆经济最富油的地区,天山北坡经济带对整个新疆的影响是巨大的,其是“八五”和“九五”期间中国土地综合开发的19个重点区域之一,也是西北大开发的重点区域。

乌鲁木齐雾霾污染问题也相当严峻,乌鲁木齐的雾霾污染严重的原因有以下四点:首先、大气空气气压相对较低,导致了空气不流动;其次、汽车尾气排放也是雾霾污染严重的因素;再次、冬季人们烧煤取暖会排放出大量二氧化碳;最后、工业制造产生的二次污染。

二、雾霾生产率

雾霾生产率指单位雾霾排放下的产出水平,反映了单位雾霾排放所产生的经济效益。

本文中的雾霾生产率是以国民生产总值GDP(单位:亿万元)比上PM10浓度(单位:微克/立方米),形式如下:

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全国各省(市)的雾霾生产率

由上表可知:2004-2017年的雾霾生产率基本上是呈上升的趋势,这一现象发生的原因,是因为2013年全国突发雾霾污染,导致这年的雾霾排放量比较大,由公式可知,雾霾排放量的上升会导致雾霾生产率的下降,在经济发展大体相同时,雾霾污染严重会导致2013年的雾霾生产率下降。

三、能源消费结构现状

1、能源消费总量

能源推动了经济的发展,改革开放后,中国便开始以一次性能源的消耗来推动经济的发展。在2000年,中国加入世界贸易组织后,我国一次能源消耗量的增加更加迅速,于2009年,我国便一跃成为世界能源消耗第一大国,持续至今。

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我国2004-2017年能源消费趋势

如上图所示我国能源消费增长率在2004年为16.84%,是由于受亚洲经济危机的影响,处于高增长阶段;但是,2004-2008年期间,消费增长需求渐渐下降,到2008年我国能源消费增长率为2.94%,这一年由于美国引起的全球金融危机后,我国的能源消费增长率有所提高至2011年上升为7.32%。

2012年,中国的经济迈入新常态之后,我国的能源消费增长率又逐渐缓慢下降,到2017年能源消费增长率降为2.92%。

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中国2004-2017年能源消费总量及其结构

2004-2017年期间,我国的煤炭、石油、天然气和水电等能源的消费总量基本上是稳定持续增长。

2、能源消费结构

中国拥有“富煤,贫油,少气”的资源禀赋,长期以来,煤炭消耗占能源总消耗的65%上下,石油、天然气和其他一次性能源占比分别是20%、7%和8%左右,其中其他一次性能源又分为水电、核电、风电等,其各自所占量放在能源消耗总量中比例更低。在这样的情况下,推动我国能源消费结构升级迫在眉睫。

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中国能源消费构成及其比重变化情况

由上图可知:煤炭消费总量占比在2004年至2007年增长缓慢,,2007年我国提出低碳发展理念,在2007年之后煤炭消耗总量呈现下降趋势;受国际油价波动的影响,中国2004-2009年石油消费量占比由19.90%下降到16.40%,2009年后,中国的原油产量正在迅速增长,因为国家颁布了一系列政策来扩大企业对原油的需要,特别是《汽车产业调整振兴规划》的颁布,将汽车行业刺激对成品油的需求,石油消费比重从2009年的16.40%提高到2017年的17%。

在需求快速增长的推动下,中国的天然气产量正在迅速增长,天然气消费量占比由2004年的2.30%逐年上升至2017年的7%;其他一次性能源消耗占比也呈现一种上升现象,从2004年的7.60%上升至2017年的13.8%,由中国能源消费结构的变化趋势可以看出,虽然煤炭消费量占比下降了一些,但是我国以煤炭为主的能源消耗情况仍然难以改变。

四、能源消费结构升级

本文采用层次分析法对中国各省的能源消费结构高级化进行定量分析。参照靖学青在2005年提出以产业结构变动的层次系数的计算方法:将某一地区的能源消费结构分为4种类型,并将这些能源消费类型按碳排放系数的大小由高到低加以排列,并将该能源消费的消费量在该地区总能源的消费量的比重记为q(j)(<q(j)≤1),由此可以得出该地区的能源消费结构层次系数为:

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显然,W值越小,代表该地区的能源消费结构层次越高级;反之,则说明该地区的能源消费结构层次较低。在理论上,W最小值可以为1,最大值可以为n(在只有最高层次的一个部门的极端情况,W的值为n)。

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能源的换算和碳排放系数

由碳排放系数大小按能源清洁度高低将其排序(石油的碳排放系数取原油、汽油、煤油碳排放系数的均值):煤炭(0.7559)>石油(0.5703)>天然气(0.4483)>电力(0.2132)。

再根据煤炭、石油、天然气和电力的能源消费量占能源总消费量的比重,计算出中国的能源消费结构层次系数(下图)。

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中国能源消费结构层次系数

上图直接显示了中国能源消费结构层次系数变动情况。可以看出:中国能源消费结构层次系数在整体上呈现出下降的趋势,即能源消费结构高级化趋势明显。2004-2005年,能源消费结构层次系数从3.66上升至3.68,2006-2017年期间,能源消费结构层次系数均呈现出由高到底的变化趋势,2005年是层次系数的最高点,到2017年我国能源消费结构层次系数下降为3.44。

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全国层面雾霾生产率与能源消费层次系数的关系图

由上图可知:能源消费层次系数与雾霾生产率呈反相关关系,能源消费层次系数越低,雾霾生产率越高,即单位雾霾排放所产生的经济效益越大;反之,能源消费层次系数越高,雾霾生产率越低,单位雾霾排放所产生的经济效益越小。

总结

2004-2017年中国的雾霾生产率整体呈上升的趋势。从地区上看,东部地区由于自身的地理优势,交通便利,科技发达,经济发展迅速等原因,导致其雾霾生产率在2004-2017年间一直高于全国水平,是拉动全国雾霾生产率提升的主要因素。

中部地区由于自身工业发达,产业结构集中等原因,其雾霾生产率略低于全国水平;西部地区由于能源的过度消耗,技术水平落后等原因,其雾霾生产率在2004-2017年间一直处于最低水平。

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