天津市工業“三廢”排放的脫鉤關系及影響因素研究

蘇婷 徐慶娟 姜春然

摘 要：利用天津市2003—2018年工業“三廢”排放的相關數據，采用Tapio脫鉤模型分析天津市經濟增長與工業“三廢”排放之間的彈性脫鉤關系，并基于擴展的Kaya恒等式將工業“三廢”排放的影響因素分解為排污強度、產業結構、經濟規模、人口規模四個指標，結合LMDI分解法的加法模型對各個影響因素進行定量分析。結果發現：天津市近15年來，經濟增長與工業廢水排放之間主要表現為強脫鉤狀態；經濟規模是工業“三廢”排放的主要貢獻因子，其對工業“三廢”排放具有正向促進效應。

關鍵詞：工業“三廢”；Tapio脫鉤模型；Kaya恒等式；LMDI分解法；天津市

中圖分類號：X22文獻標志碼：A文章編號：1673-9655（2024）02-00-06

0 引言

隨著我國經濟的快速發展，工業化水平得到了提高，但工業污染問題也隨之而來。工業污染主要包括工業廢水排放、工業廢氣排放、工業固體廢物排放。天津市作為中國近代工業發展的起源地之一，經濟得到發展的同時其工業污染問題也日益嚴重。在可持續發展戰略的背景下，研究天津市工業“三廢”排放的脫鉤關系及影響因素能為實現經濟增長和降污減排提供新的解決思路和方法。

許多學者基于Tapio脫鉤模型研究了經濟增長與工業污染排放之間的脫鉤關系。Tapio脫鉤模型[1]

是一種衡量經濟增長和環境保護關系的模型，它通過分析環境效率變化的方式來判斷經濟增長是否與環境質量改善存在脫鉤。該模型考慮了不同環境指標之間的權衡關系，可以量化各種環境指標對經濟增長的影響，同時考慮了經濟增長的內生動態。劉彥花和賈莉[2]基于此模型建立廣西北部灣經濟區經濟發展與環境污染的彈性分析模型，分析了該地區工業三廢排放與工業經濟增長之間的脫鉤關系。鐘宇聲[3]基于此模型分析了福建省經濟增長與工業污染排放之間的脫鉤關系，認為福建省經濟增長與工業廢水和二氧化硫的排放基本實現強脫鉤。

也有許多學者基于Kaya恒等式和LMDI分解法研究工業“三廢”排放的影響因素。Kaya恒等式[4]

將二氧化碳的排放量與經濟、能源、人口等一些相關的因素進行分解，其數學形式簡單易懂、影響因素解釋力強。LMDI分解法[5]能夠在Kaya恒等式的基礎上分解環境污染物的影響因素的效應，LMDI分解法因計算過程簡潔、分解出來的結果較穩定、能夠消除殘差、有效處理零值問題在大氣污染和能源消耗等方面得到廣泛使用。凌立文和張大斌[6]基于Kaya恒等式將廣東省工業“三廢”排放的影響因素分解成清潔生產技術水平、工業GDP單位能耗、工業經濟發展水平和工業人口規模，并結合LMDI分解法分析了這四個影響因素的效應。夏艷清[7]運用LMDI分解法將我國工業能源消費及污染物排放的影響因素分解成經濟規模、人口增長、三層產業結構和排污強度。

楊釗和曹廣喜[8]將LMDI分解法與Tapio脫鉤模型結合起來分析了江蘇省經濟增長與碳排放總體的彈性脫鉤關系和碳排放影響因素的彈性脫鉤關系，而結合這兩種方法分析經濟增長與工業“三廢”排放之間的脫鉤關系的文獻比較少見。

綜上，本文采用Tapio脫鉤模型分析天津市經濟增長與工業“三廢”排放之間的脫鉤關系，了解其經濟增長與工業“三廢”排放的演變規律；并基于擴展的Kaya恒等式將工業“三廢”排放的影響因素分解為排污強度、產業結構、經濟規模、人口規模，結合LMDI分解法分析各影響因素的效應，為減少天津市工業“三廢”排放提供解決方案。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本文選取天津市2003—2018年工業廢水排放總量、工業廢氣排放總量、工業固體廢物產生量、第二產業增加值、地區生產總值、地區年末常住人口等數據進行分析。由于工業固體廢物排放量無法收集，故用工業固體廢物產生量代替[9]。其中，工業廢水排放總量、工業廢氣排放總量來源于中經網數據庫；地區年末常住人口來源于國家統計局官網；其他數據指標均來源于《中國統計年鑒》。

1.2 Tapio脫鉤模型

Tapio脫鉤模型主要用于研究環境污染物與經濟增長之間的彈性脫鉤關系，根據得到的彈性脫鉤指數劃分成3個大類8種脫鉤狀態[10]，分別為負脫鉤：增長負脫鉤，強負脫鉤，弱負脫鉤；脫鉤：弱脫鉤，強脫鉤，衰退脫鉤；連接：增長連接，衰退連接。本文采用Tapio脫鉤模型，建立天津市經濟增長與工業“三廢”排放的彈性分析模型：

式中：和—分別表示天津市工業“三廢”排放和地區生產總值的變化量；w、g、s—分別代表廢水、廢氣、固廢；上標t和t-1—分別表示期末和期初。

1.3 Kaya恒等式

日本教授Yoichi Kaya在1989年提出Kaya恒等式，用于研究二氧化碳排放量的影響因素。其公式如下：

式中：C、E、GDP、P—分別代表二氧化碳排放量、一次能源消耗總量、國內生產總值、人口規模；、、—分別表示能源結構、能源效率、人均GDP。

凌立文和張大斌[6]應用Kaya恒等式研究工業“三廢”排放的影響因素。本文運用擴展的Kaya恒等式為：

式中：IW—天津市工業“三廢”排放量；IND—天津市第二產業增加值；GDP—天津市地區生產總值；POP—天津市地區年末常住人口。反映工業“三廢”排放的排污強度；反映第二產業的產業結構；反映經濟規模；POP反映人口規模。

1.4 對數平均迪氏（LMDI）分解法

LMDI分解法經常在Kaya恒等式的基礎上分析污染物排放的影響因素的作用程度。在公式（3）的基礎上，LMDI加法分解公式為：

式中：—工業廢水、工業廢氣、工業固廢排放的總效應；上標t和t-1—分別表示期末和期初；、 、—分別表示由各個影響因素引起的工業“三廢”排放的變動。LMDI對各影響因素分解后的公式如下所示：

2 實證分析

2.1 天津市工業“三廢”排放量分析

通過天津市2003—2018年工業“三廢”排放量的折線圖，可以了解工業“三廢”排放量的變化趨勢，如圖1所示。

由圖1可以看出，天津市工業廢水排放總量整體呈現兩個階段。第一個階段為2003—2005年，表現為工業廢水排放總量上升階段，相比于2003年，2005年增長率為39.23%；第二個階段為2004—2018年，表現為工業廢水排放總量平緩下降階段，可能由于2004年《天津市水污染防治管理辦法》的實施，行政主管部門對工業廢水排放總量實施統一監督管理并且效果顯著。工業廢氣排放總量盡管在2004、2006、2013年存在拐點，但是始終呈現出波動式上升的趨勢，天津市在快速發展工業的同時可能對工業廢氣排放缺乏與之對應的管控力度。而工業固體廢物排放量呈現“倒U形”態勢，在2003—2010年大致為線性增長階段，而2010—2018年其排放量逐漸穩定波動。

2.2 天津市Tapio脫鉤狀態分析

根據公式（1）計算出天津市經濟增長和工業“三廢”排放的彈性脫鉤指數，其脫鉤狀態的劃分方法[11]如表1所示。

劃分出天津市經濟增長與工業“三廢”排放的脫鉤狀態如表 2所示。

“十五”時期以來，天津市著力實現經濟社會協調發展，加速推進濱海新區的開發開放。為了構建集約型、節約型、生態型的發展模式，天津市大力發展高新技術產業，同時持續改造傳統產業，采用高新技術和先進適用技術推動傳統產業高新技術化，從而形成了經濟增長與工業廢水排放基本實現強脫鉤，而與工業廢氣排放和工業固廢排放交替出現強脫鉤、弱脫鉤、增長連接、增長負脫鉤的情況。

由表 2可知，從整個區間上看，天津市經濟增長與工業廢水排放基本處于脫鉤狀態，并且大多表現為強脫鉤狀態，伴隨著少量的弱脫鉤狀態，說明經濟增長速度基本大于工業廢水排放增長速度，經濟增長和工業廢水排放處于理想狀態。天津市經濟增長與工業“三廢”排放的脫鉤狀態是階段性變化的。在2005—2009年，經濟增長與工業廢水排放呈現強脫鉤狀態，這可能是天津市出臺了一系列環境保護政策和法規，強化了企業環保責任，加強了廢水排放標準的執行力度，導致工業廢水排放下降。同時，通過實施創新政策，支持新能源、高技術產業的發展，促進了經濟增長速度的持續上升。在2009-2011年，經濟增長與工業廢水排放呈現弱脫鉤狀態，在天津市產業結構中重工業占比較高，這類產業的生產過程中會產生大量工業廢水，導致經濟增長的同時工業廢水排放的增加，且工業廢水排放增長速度低于經濟增長速度。在2011—2013年，經濟增長與工業廢水排放呈現強脫鉤狀態，這期間天津市服務業和高新技術產業比重增加，而傳統工業的比重下降，產業結構的變化可能使得工業廢水排放下降，而經濟增長速度持續上升，導致出現了強脫鉤現象。在2014—2016年，經濟增長與工業廢水排放呈現強脫鉤狀態，天津市大力推進清潔能源和新能源的應用，減少對傳統能源的依賴，使得工業廢水排放得到進一步的有效控制。與此同時，新能源的應用也帶動了新興產業的發展，推動了經濟增長的加速。

經濟增長與工業廢氣排放交替出現強脫鉤、弱脫鉤、增長連接、增長負脫鉤四種狀態，且大多表現為強脫鉤和增長負脫鉤狀態，這種現象可能是天津市的工業以重工化為主，工業基礎深厚，產業結構失衡導致的。在2004—2006年表現為增長負脫鉤，經濟增長的同時工業廢氣排放增加，而且工業廢氣排放增長速度高于經濟增長速度。天津市的工業結構可能更側重于高能耗、高污染的傳統產業，這些產業在經濟增長的同時，也導致了工業廢氣排放的增加。

經濟增長與工業固廢排放也呈現與工業廢氣排放相同的四種脫鉤狀態，且四種脫鉤狀態的數量相差不大，其演變規律不太明顯。在2006—2009年表現為弱脫鉤狀態，經濟增長的同時工業固廢排放增加，工業固廢排放增長速度低于經濟增長速度，天津市重工業和制造業的發展促進了經濟快速增長，但對工業固廢排放也造成了一定的影響。在2014—2016年表現為強脫鉤狀態，經濟增長的同時工業固廢排放下降，天津市出臺了一系列環保政策措施，如推進清潔生產、加強污染源減排等，加大清潔生產技術的推廣力度，進而減少了工業固廢排放。

在2013—2014年，天津市經濟增長與工業廢水排放呈現弱脫鉤狀態，經濟增長與工業廢氣排放、工業固廢排放呈現增長連接狀態。天津市積極響應國家政策，大力推動新型城鎮化，加速推進城市化建設，產業結構進一步升級，促進經濟快速增長，而工業“三廢”排放也會隨之增加。在2016—2017年，天津市經濟增長與工業廢水排放、工業固廢排放呈現弱脫鉤狀態，經濟增長與工業廢氣排放呈現增長負脫鉤狀態。這與當時天津市積極推動工業和城市化進程，承接北京非首都功能疏解工程，加快海河治理工程、推進“三大品牌”建設等有關，城市建設和工業生產等領域導致大量廢水、固體廢物的排放。此外，《天津市大氣污染防治工作方案》的出臺，加強了環保治理和監管、監測和執法力度，加大了處罰力度，使得一些企業在環保壓力下不得不停產或者減產，在一定程度上經濟增長速度放緩，而工業廢氣排放沒有相應減少，從而導致經濟增長與工業廢氣排放呈現增長負脫鉤狀態。

2.3 天津市工業“三廢”排放影響因素分解效應分析

運用擴展的Kaya恒等式和LMDI分解法計算得到排污強度、產業結構、經濟規模、人口規模對天津市工業“三廢”排放的效應值，分析各影響因素的作用程度。由于篇幅限制，對工業“三廢”排放的效應值進行描述性統計分析，結果見表3。

由表 3可知，在研究期間，對于天津市工業“三廢”排放的四個影響因素來說，排污強度效應值均為負值，說明排污強度的提高使得工業“三廢”排放減少；且其平均效應值最小，說明排污強度對工業“三廢”排放的抑制作用最大；排污強度效應值的標準差最大，說明排污強度對工業“三廢”排放影響的波動程度最大。產業結構效應值均為負值，說明第二產業結構的比重下降使得工業“三廢”排放減少；產業結構效應值的標準差較大，說明第二產業結構對工業“三廢”排放影響的波動程度較大。經濟規模效應值均為正值，說明經濟規模的提高使得工業“三廢”排放增加；且其平均效應值最大，說明經濟規模對工業“三廢”排放的促進作用最大。人口規模效應值均為正值，說明人口規模的提高使得工業“三廢”排放增加；人口規模效應值的標準差最小，說明人口規模對工業“三廢”排放影響的波動程度最小。

3 結論與建議

3.1 結論

（1）天津市工業廢水排放總量呈現出兩個階段，第一個階段為上升階段，第二個階段為平緩下降階段。工業廢氣排放總量呈現波動式上升趨勢，而工業固體廢物排放量呈現“倒U形”態勢。這表明天津市對工業廢水排放實施統一監督管理并且效果顯著，但對工業廢氣排放和工業固體廢物排放的管控力度還需要加強。

（2）天津市經濟增長與工業廢水排放基本實現了強脫鉤，經濟增長與工業廢氣排放和工業固廢排放出現了強脫鉤、弱脫鉤、增長連接、增長負脫鉤四種狀態。這表明天津市在經濟發展過程中，通過推進產業結構升級、技術創新和環保治理等措施，取得了一定的成效，使得經濟增長與工業廢水排放實現了強脫鉤，但工業廢氣排放和工業固廢排放仍面臨一定的挑戰。

（3）工業“三廢”排放影響因素的影響程度不同。經濟規模是主要的貢獻因子，其對工業“三廢”排放具有正向促進效應。經濟規模是降低工業“三廢”排放的關鍵。

（4）排污強度對工業“三廢”排放的影響程度也較大，其對工業“三廢”排放具有負向抑制效應。

3.2 建議

（1）第一，在工業發展的同時，天津市應加強對廢氣和固體廢物的排放和處理的管理和監督力度，確保工業發展的可持續性。第二，天津市政府應制定更加嚴格的廢氣和固體廢物的排放標準和措施，加強企業的環保意識和責任感，推動實現減量、分類和資源化利用。與此同時，加強對廢氣和固體廢物排放的政策宣傳和推廣，提高企業對環保法律法規的認知和遵守意識，加強環保文化建設。第三，在工業廢氣和固體廢物處理方面，天津市應加大科技創新力度，提高廢氣和固體廢物處理的效率和質量，減少環境污染。

（2）首先，天津市要積極推進產業結構升級，加快發展高新技術產業和服務業等清潔產業，降低傳統工業對環境的影響，實現經濟增長與工業廢氣、固廢排放的強脫鉤。其次，加強環保技術創新和應用，提高企業環保治理水平，加強監管執法力度，控制工業廢氣、固廢排放量，實現經濟增長與工業廢氣、固廢排放的強脫鉤和弱脫鉤。最后，加強區域協調發展，促進經濟社會協調發展，避免區域經濟發展不均衡，造成環境污染的轉移和增加。

（3）天津市應該在保證經濟增長的同時，加強環保管理和監管。通過推進節能減排、清潔能源等措施來控制工業“三廢”排放的增長，實現經濟發展和環境保護的雙贏。同時，加大對小微企業的支持力度，推廣節能環保技術。

（4）天津市應該進一步加強環保政策的執行力度。在減少污染物排放方面，應該繼續加大環境保護的投入力度，推進清潔生產和循環經濟的發展，加強對工業企業的監管力度，推動企業加強環境管理，采取更加清潔、高效的生產工藝，降低工業“三廢”排放的強度。

參考文獻：

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