北京市產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境的關(guān)系研究

北京市產(chǎn)業(yè)發(fā)展與資源環(huán)境的關(guān)系研究

改革開放以來，中國在社會(huì)經(jīng)濟(jì)上取得了巨大成功。然而，自長期快速發(fā)展以來，它必然會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，資源和能源利用效率低下，生態(tài)環(huán)境惡化。國家“十一五”規(guī)劃提出了要建設(shè)“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)的目標(biāo),是從戰(zhàn)略高度凸現(xiàn)了資源環(huán)境的重要地位,也是科學(xué)發(fā)展觀的集中體現(xiàn)之一。這一目標(biāo)要求影響著我們未來地區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃和設(shè)計(jì),如何在產(chǎn)業(yè)調(diào)整過程中體現(xiàn)出“兩型社會(huì)”建設(shè)要求,亟待區(qū)域?qū)W者和規(guī)劃界予以回答。以北京市為例,研究如何在產(chǎn)業(yè)體系重構(gòu)中體現(xiàn)資源節(jié)約、環(huán)境友好的發(fā)展理念,具有較大的現(xiàn)實(shí)意義和借鑒價(jià)值。北京是我國的首都,又是一個(gè)超大型的城市。由于歷史原因,北京市在改革開放之前一直是以“大工業(yè)、大城市”為指導(dǎo)思想的,成功實(shí)現(xiàn)了從“消費(fèi)城市”向“生產(chǎn)城市”的轉(zhuǎn)變,使北京市成為全國重要的工業(yè)基地。在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的體制下,北京市建立了與本地資源和首都經(jīng)濟(jì)不相匹配的高耗水、高耗能、占地大的重化工業(yè)結(jié)構(gòu)。在1990年,冶金、化工、機(jī)械等重化工業(yè)占北京市工業(yè)增加值的80%以上,到2002年末,重工業(yè)仍然占工業(yè)增加值的68%。這種重型工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了北京市的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)、政治活動(dòng)、科教文化活動(dòng)對(duì)空間、資源和環(huán)境的競爭日趨激烈,發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系惡化,城市供水形勢嚴(yán)峻,環(huán)境污染嚴(yán)重,從而嚴(yán)重制約了首都經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。本文運(yùn)用投入產(chǎn)出的分析方法,主要從水資源利用、能源消耗和環(huán)境污染三個(gè)方面,分析了各產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展對(duì)資源環(huán)境的直接和間接影響,在此基礎(chǔ)上綜合考慮了北京市產(chǎn)業(yè)發(fā)展和資源環(huán)境的關(guān)系,找出了順應(yīng)北京市城市特點(diǎn)和未來發(fā)展要求的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。這一分析方法和路徑可為落實(shí)“節(jié)能減排”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整目標(biāo)提供科學(xué)依據(jù)。由于國家每五年編制一次投入產(chǎn)出表,最新的2007年投入產(chǎn)出表尚在編制過程中,所以本研究涉及到的最新數(shù)據(jù)主要以2002年為基準(zhǔn)?？紤]到短期內(nèi)部門間經(jīng)濟(jì)技術(shù)聯(lián)系變化相對(duì)較小,這種數(shù)據(jù)處理在學(xué)術(shù)研究和實(shí)際運(yùn)用都屬慣常做法。1直接產(chǎn)出對(duì)水、能源的完全需求ti投入產(chǎn)出(Input-Output)法在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析方面具有獨(dú)到的優(yōu)勢,是一種應(yīng)用廣泛且經(jīng)受住了實(shí)踐檢驗(yàn)的經(jīng)濟(jì)數(shù)量分析方法,投入產(chǎn)出法的相關(guān)基本論述在此不加贅述,主要對(duì)下文中要用到的直接單產(chǎn)需求量和完全單產(chǎn)需求量進(jìn)行說明。(1)直接單產(chǎn)需求量(si)直接單產(chǎn)需求量是指部門的單位總產(chǎn)出對(duì)水或能源的直接需求數(shù)量,一般地,水的直接單產(chǎn)需求量的單位為“m3/萬元”、能源的直接單產(chǎn)需求量的單位為“噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元”。部門i的生產(chǎn)需要水或能源的總量除以部門i的總產(chǎn)值即為部門i的直接單產(chǎn)需求量。這一指標(biāo)反映的是部門生產(chǎn)對(duì)水或能源的直接需求。(2)完全單產(chǎn)需求量(ti)完全單產(chǎn)需求量是指部門的單位總產(chǎn)出對(duì)水或能源的完全需求數(shù)量。部門i的生產(chǎn)對(duì)水或能源的完全需求量除以部門i的總產(chǎn)值即為部門i的完全單產(chǎn)需求量。這一指標(biāo)反映的是部門生產(chǎn)對(duì)水或能源的完全需求。完全單產(chǎn)需求量與直接單產(chǎn)需求量的差值即為間接單產(chǎn)需求量wi。進(jìn)行完全單產(chǎn)需求的研究是非常必要的,通過它能準(zhǔn)確地把握部門總產(chǎn)出的變化對(duì)資源和能源需求量的總影響,從而為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。要直接求解部門的完全單產(chǎn)需求量很困難,但其與直接單產(chǎn)需求量之間存在一定的數(shù)量關(guān)系。令A(yù)表示直接消耗系數(shù)矩陣,I為單位矩陣,則里昂惕夫逆矩陣H可表示為:如果已知各部門的直接單產(chǎn)需求量,構(gòu)造直接單產(chǎn)需求行向量S=(s1,s2,……,sn-1,sn),則可求出完全單產(chǎn)需求行向量T=(t1,t2,……,tn-1,tn),計(jì)算公式如下:所用的數(shù)據(jù)為1997年和2002年北京市投入產(chǎn)出表,該表細(xì)分為100多個(gè)部門,為了使之與其它數(shù)據(jù)相一致,最終歸并為47個(gè)大的產(chǎn)業(yè)部門(見表1)。由于本文所獲資料中僅工業(yè)有分部門的水資源和能源利用數(shù)據(jù),因此在運(yùn)用投入產(chǎn)出表推導(dǎo)出的里昂惕夫逆矩陣時(shí)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,具體做法是:在構(gòu)造直接單產(chǎn)需求行向量S時(shí),農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)以及服務(wù)業(yè)分部門的si為不可知量,研究中令這些量為0。因此,計(jì)算出來的完全單產(chǎn)需求量ti實(shí)質(zhì)上只包含了工業(yè)對(duì)其他部門需求的間接影響。截取計(jì)算出的完全單產(chǎn)需求行向量T中工業(yè)各部門對(duì)應(yīng)的數(shù)值,作為集中分析的對(duì)象,因此計(jì)算所得的間接影響只限定在工業(yè)部門對(duì)工業(yè)部門。2面臨的嚴(yán)峻性北京是我國嚴(yán)重缺水的城市之一,全市地下水常年超量開采,人均可利用的水資源僅約300m3,水資源匱乏的形勢十分嚴(yán)峻。雖然北京市近年來的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整初顯成效,在一定程度上改進(jìn)了工業(yè)用水的整體效率,但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不合理制約著水資源利用整體效率的提升,而且農(nóng)業(yè)用水的利用效率依然處于較低水平,同時(shí),人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高又促使了生活和其它用水的增加,雖然采取了多項(xiàng)節(jié)水措施,實(shí)施節(jié)水工程,仍舊不能完全滿足日益膨脹的用水需求。2.1其他行業(yè)和多部門的耗水量(1)總體情況如圖1所示,在1990-2003年間,北京市工業(yè)總體的水資源單產(chǎn)直接需求量先是急速下降,以后下降的勢頭雖然有所減緩,但在1995-2003年間,每萬元的工業(yè)產(chǎn)值直接消耗水量減少了近20m3之多,如果考慮到1990-1996年的數(shù)據(jù)未將發(fā)電廠的用水量納入在內(nèi)的話,實(shí)際減少的量還要多一些。在此期間,全國工業(yè)總體的單產(chǎn)直接需水量都超過了200m3(2002年相對(duì)低些,但也高達(dá)159.69m3),大約是北京市的4倍。由此可見,北京市在優(yōu)化工業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面已取得了不小的成績。(2)部門情況2002年北京市工業(yè)各部門水資源單產(chǎn)直接需求量和產(chǎn)值比重見圖2。從圖2可以看出,2002年位居北京市工業(yè)總產(chǎn)值前列的電子及通信設(shè)備制造業(yè),產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比重高達(dá)40.80%(計(jì)算比重時(shí)的工業(yè)總產(chǎn)值包括電力、燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)這三個(gè)部門在內(nèi),工業(yè)總耗水量與此相同),水資源的單產(chǎn)直接需求量僅為0.70m3,是所有產(chǎn)業(yè)中最低的,這使得該產(chǎn)業(yè)所消耗的水資源只相當(dāng)于工業(yè)總耗水量的0.71%。不考慮其他因素的影響,電子及通信設(shè)備制造業(yè)是非常適合在北京這種水資源極其缺乏的區(qū)域大力發(fā)展的。與之相類似的產(chǎn)業(yè)還有交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、醫(yī)藥制造業(yè)、食品加工制造業(yè)、儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)等部門,它們的行業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比例較大,在北京市的經(jīng)濟(jì)中處于相對(duì)重要的位置,而單產(chǎn)直接需水量又比較少,再加上這些部門的耗水量占工業(yè)總耗水量的比重極低,僅從水資源的利用效益考慮,這些產(chǎn)業(yè)是值得大力扶持的。與之相反,黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)以及飲料制造業(yè)等部門,雖然產(chǎn)值所占的比重較大,但是它們的單產(chǎn)直接耗水量較多,其中黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)和石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)兩個(gè)部門都超過了30m3。同時(shí),這些部門的耗水量占工業(yè)總耗水量的比重也較高,從1.13%到5.08%不等(注意到研究的總工業(yè)部門數(shù)達(dá)33個(gè),且電力和水這兩個(gè)部門的生產(chǎn)和供應(yīng)的耗水占到總量的80.26%),因此,這些部門除了飲料制造業(yè)部門生產(chǎn)具有特殊性以外,其他行業(yè)如果繼續(xù)擴(kuò)大發(fā)展,是不符合北京水資源緊缺的實(shí)際情況的。此外,采掘業(yè)如黑色金屬礦采選業(yè)、非金屬礦采選業(yè)等,還有橡膠制品業(yè)、紡織業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)等的單位產(chǎn)值對(duì)水的直接需求也比較多。其中,采掘業(yè)不但單產(chǎn)水耗高,而且還有污染環(huán)境、破環(huán)景觀等弊端,基于北京的城市定位,這一部門應(yīng)該盡量減少生產(chǎn),甚至可以不發(fā)展。至于紡織業(yè)和化學(xué)纖維制造業(yè),都是廢水排放大戶,后者還是大氣污染的重點(diǎn)單位,也不宜擴(kuò)大生產(chǎn)。而類似橡膠制品業(yè)等,如果要發(fā)展,則有必要加強(qiáng)技術(shù)改造,以減少水資源的消耗。為了對(duì)北京市工業(yè)各部門用水的現(xiàn)狀有一個(gè)更深的認(rèn)識(shí),研究中還將其與全國平均水平作了對(duì)比。見圖3。從圖3可以看出,北京工業(yè)的大多數(shù)部門的單產(chǎn)直接需水量比全國平均水平低很多,但有幾個(gè)行業(yè)的單產(chǎn)直接需水量是高于全國平均水平的,依次為橡膠制品業(yè)(高出115.93%)、印刷業(yè)和記錄媒介的復(fù)制業(yè)(高出50.27%)、石油加工及煉焦業(yè)(高出42.36%)、煙草加工業(yè)(高出40.03%)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)(高出2.25%)。這一比較結(jié)果再次論證了石油加工和煉焦業(yè)是極其不適合進(jìn)一步發(fā)展的;如果要發(fā)展橡膠制品業(yè),就必須盡快提升產(chǎn)業(yè)的水資源利用效率;印刷業(yè)和記錄媒介復(fù)制業(yè)和煙草加工業(yè)的單產(chǎn)直接需水量比全國水平也高出許多,因此有必要改進(jìn)生產(chǎn)工藝,以提高水資源的利用效率。本研究進(jìn)一步考察了1997-2002年萬元產(chǎn)值對(duì)水直接需求的變化,分析各產(chǎn)業(yè)水資源利用的變化情況及其節(jié)水潛力(見表2)。接需水量與2000年的比值)為減少力度大和小的分界值。表2展示的分析與前面的結(jié)論總體上是一致的。值得一提的是,大部分技術(shù)含量高、知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)和都市型工業(yè),如服裝、食品、印刷、文教用品等部門,雖然單產(chǎn)直接需要的水量較低,但水資源利用效率提高的速度較慢。因此,北京市在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中,不僅要約束耗水量大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展,也需要對(duì)某些耗水量低的產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造,提高用水效率。2.2生產(chǎn)用水需求部門直接用水量低也不一定適宜發(fā)展,它可能會(huì)引致某些高耗水部門擴(kuò)大生產(chǎn),從而造成對(duì)水資源需求的增加。這也是為什么要進(jìn)行完全需求分析的原因。2002年北京市工業(yè)各部門水資源單產(chǎn)直接和完全需求量見圖4。從圖4可以看出,單產(chǎn)完全需水量排在前十位的部門中,有八個(gè)部門的單產(chǎn)直接需水量也排在了前十名,它們分別是黑色金屬礦采選業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、橡膠制品業(yè)和紡織業(yè)。這些部門的單產(chǎn)直接耗水量都在10m3以上,而單產(chǎn)完全耗水量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了250m3,所以這些產(chǎn)業(yè)都不是北京市適宜發(fā)展的。同時(shí)木材加工及竹、藤、棕、草制品業(yè)、塑料制品業(yè)、普通機(jī)械制造業(yè)、非金屬礦采選業(yè)、金屬制品業(yè)、家具制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)以及有色金屬礦采選業(yè)等部門的生產(chǎn)用水需求量也是相當(dāng)驚人的。結(jié)合對(duì)單產(chǎn)直接需水量的分析,研究認(rèn)為,類似采掘業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)、化學(xué)工業(yè)等都是極不適宜北京市大力發(fā)展的,應(yīng)該盡量避免相關(guān)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大,同時(shí)應(yīng)采取必要的措施,引導(dǎo)它們轉(zhuǎn)產(chǎn)或外遷;而木材加工、家具制造等都市型工業(yè),一定要加大提高用水效率的力度,多途徑挖掘節(jié)水潛力,以利于行業(yè)的健康、持續(xù)發(fā)展。3能源消耗情況能源對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有極強(qiáng)的限制作用,在產(chǎn)業(yè)發(fā)展中應(yīng)當(dāng)考慮能源使用的效率和效益。表3體現(xiàn)了北京市能源消費(fèi)的結(jié)構(gòu)及其變化趨勢。從表3可以看出,北京市第一產(chǎn)業(yè)消耗的能源較少,所占比重也低;第二產(chǎn)業(yè)一直是能源消耗大戶,其消耗的能源超過了其他部分能源消耗的總和,但其比重有較大幅度的下降,2003年第二產(chǎn)業(yè)消耗的能源占總量的比重相對(duì)于1997年減少了10.1%,其中工業(yè)減少得還要快些;第三產(chǎn)業(yè)消耗的能源,無論是總量還是比重,都有了明顯的增加,這也是“興三”戰(zhàn)略的一種實(shí)施效應(yīng);而隨著人們收入的增加,對(duì)生活質(zhì)量的要求也提高了,使得生活耗能有了明顯的增加。工業(yè)一直都消費(fèi)著一半以上的能源總量,理所當(dāng)然是減耗的重點(diǎn)領(lǐng)域。3.1以電力為依托的能源消費(fèi)領(lǐng)域2002年北京市工業(yè)各部門的單產(chǎn)直接能源消費(fèi)情況見圖5。圖5顯示,對(duì)能源消費(fèi)總量而言,單產(chǎn)能源直接需求量排在前十位的部門依次是:黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、非金屬礦采選業(yè)、橡膠制品業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、煙草加工業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)。其中電力在能源消費(fèi)中最具代表性。以電力的消費(fèi)而言,單產(chǎn)電力直接需求量排在前十位的部門依次是:黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、煙草加工業(yè)、非金屬礦采選業(yè)、有色金屬礦采選業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)、皮革、毛皮、羽絨及其制品業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、橡膠制品業(yè)以及塑料制品業(yè)。從總能源和電力的直接消耗分析可以看出,采掘業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、石油加工及煉焦業(yè)以及橡膠制品業(yè)都屬于高耗能產(chǎn)業(yè),因此這些行業(yè)不宜在北京市發(fā)展。3.2黑色金屬和其他部門是能源需求的產(chǎn)2002年北京市工業(yè)各部門的單產(chǎn)完全和間接能源消費(fèi)量見圖6。圖6顯示,北京市單產(chǎn)完全能源消費(fèi)最多和單產(chǎn)間接能源需求最多的仍然是黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè),遠(yuǎn)高于其他部門。在單產(chǎn)直接能源需求分析中所提到的能源消費(fèi)較多的部門,大體上也是引致其他部門能源消費(fèi)較多的部門。此外,金屬制品業(yè)和普通機(jī)械制造業(yè)雖然單產(chǎn)直接消耗能源總量并不多,但二者對(duì)其它工業(yè)部門能源消費(fèi)的間接影響不容忽視,由于在能源消費(fèi)鏈中與其他部門存在緊密聯(lián)系,這兩個(gè)部門產(chǎn)值的增加將導(dǎo)致其它部門增加較多的能源消耗量。4進(jìn)一步細(xì)化行業(yè)資源效率的分類,建立需求制度和水耗等多綜合前文可知,采掘業(yè)、石油加工和煉焦業(yè)以及金屬壓延加工業(yè)都是既高耗水又高耗能的產(chǎn)業(yè),北京應(yīng)嚴(yán)格限制這些產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。表4為依據(jù)工業(yè)各部門水資源和能源的單產(chǎn)直接需求量,進(jìn)一步細(xì)化行業(yè)資源效率的分類。水耗和能耗都低的部門理應(yīng)是優(yōu)先發(fā)展的,其中醫(yī)藥制造業(yè)、電子及通信設(shè)備制造業(yè)、儀器儀表及文化、辦公用機(jī)械制造業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)等,北京市本身就有先天的技術(shù)和科研優(yōu)勢。而水耗和能耗都高的部門則應(yīng)嚴(yán)格限制發(fā)展,必要時(shí)甚至可以搬遷或關(guān)閉相關(guān)企業(yè),大部分礦采選業(yè)、化工行業(yè)、石油加工和煉焦業(yè)以及黑色金屬壓延加工業(yè)在北京市都不宜更多地發(fā)展。總體而言,分類結(jié)果與前面的論述相一致。5產(chǎn)出廢水處理情況由于缺乏北京市工業(yè)各部門污染情況的統(tǒng)計(jì)資料,本研究利用全國工業(yè)各部門污染情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),根據(jù)單位產(chǎn)值“三廢”(廢水、廢渣、廢氣)排放量的排序,判別出各部門的生產(chǎn)給環(huán)境造成污染的程度,并以此作為北京市限制某個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的依據(jù)之一。2002年中國工業(yè)各部門單位產(chǎn)值“三廢”排放量排序見表5。從表5可以看出,污水排放最為嚴(yán)重的部門依次為造紙及紙制品業(yè)、非金屬礦采選業(yè)、化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、紡織業(yè)、食品加工制造業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、煤炭采選業(yè)、飲料制造業(yè)等;廢氣排放最為嚴(yán)重的部門依次為非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)、黑色金屬礦采選業(yè)、非金屬礦采選業(yè)、化學(xué)纖維制造業(yè)、造紙及紙制品業(yè)以及化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè);固體廢棄物產(chǎn)出最為嚴(yán)重的部門依次為黑色金屬礦采選業(yè)、有色金屬礦采