淺析環(huán)境、能源與污染治理之間的動態(tài)模型構(gòu)建

馬德峰

(廣州市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院廣東廣州 510620)

引言

我國作為一個發(fā)展中國家，城市化的進(jìn)程不斷加快，一味追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，致使環(huán)境惡化，污染加重，城市美化程度進(jìn)一步的降低，在一定程度上給城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的負(fù)面影響，如外來招商企業(yè)的投資等等。造成的環(huán)境問題，例如水污染問題、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物等等，這些問題是我們面臨的巨大的挑戰(zhàn)，只有合理的宏觀調(diào)控環(huán)境、能源與污染治理之間的關(guān)系，方能更好的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，更加有利于人類生活空間的美化，實現(xiàn)科學(xué)化、現(xiàn)代化的規(guī)劃與管理。環(huán)境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體，環(huán)境、能源與污染構(gòu)成了產(chǎn)入與產(chǎn)出的關(guān)系，合理的宏觀調(diào)控，環(huán)境、能源、污染治理動態(tài)模型具有收斂性，以期實現(xiàn)科學(xué)的治理方式。不合理經(jīng)濟(jì)方式造成的不良后果，例如資源匱乏、生態(tài)環(huán)境變化、氣候改變，從而給城市經(jīng)濟(jì)圈會產(chǎn)生巨大的負(fù)面影響，現(xiàn)今農(nóng)村飲水、灌溉等受環(huán)境影響造成的損失巨大。工業(yè)上應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)管理和革新生產(chǎn)工藝，政府運用立法和經(jīng)濟(jì)措施促進(jìn)工業(yè)革新技術(shù)，是防止環(huán)境污染最基本最有效的途徑。然而，生活和生產(chǎn)對環(huán)境的不利影響是難于從根本上予以防治，因而控制對環(huán)境的污染是環(huán)境工程的基本任務(wù)。

1 環(huán)境、能源、污染現(xiàn)狀分析

現(xiàn)在環(huán)境問題主要表現(xiàn)在表現(xiàn)為城市化，合理的城市環(huán)境管理模式是必要的而且是急切的。環(huán)境問題造成的社會現(xiàn)象屢見不鮮，最主要的是水體污染，有很多企業(yè)的不管環(huán)境為代價，在不合乎國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的情況下，生產(chǎn)各種不合格產(chǎn)品，產(chǎn)污量、排污量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)等等情況時有發(fā)生，這些導(dǎo)致了能源和污染的現(xiàn)狀。對于現(xiàn)在的企業(yè)部門而言，企業(yè)應(yīng)該注重自己的清潔化生產(chǎn)，摒棄傳統(tǒng)的末端治理的模式，采用企業(yè)清潔生產(chǎn)全過程控制產(chǎn)品生命周期全過程，比較穩(wěn)定，產(chǎn)污量明顯減少，排污量也明顯減少，資源利用率增加，資源耗用量減少，產(chǎn)品產(chǎn)量增加，產(chǎn)品成本降低，經(jīng)濟(jì)效益明顯增加，基本沒有污染轉(zhuǎn)移情況，企業(yè)請假話生產(chǎn)對全社會、對人民居住都有益。而我們知道的末端治理，產(chǎn)污量多，排污量也多，資源利用率較低，資源耗用量增加，產(chǎn)品產(chǎn)量下降，產(chǎn)品成本反而上漲，這些都是無法與清潔生產(chǎn)相提并論的。

環(huán)境污染具有全球性，幾乎所有國家和城市都面臨環(huán)境污染的問題；有些環(huán)境污染雖然發(fā)生在一個地區(qū)，但會流動到其它地區(qū)。環(huán)境系統(tǒng)有其自身特有的平衡，人類的活動及其所帶來的污染破壞了環(huán)境系統(tǒng)的平衡,會對城市環(huán)境造成長遠(yuǎn)的影響，最終可能影響到人類自身的生存發(fā)展。我國工業(yè)企業(yè)應(yīng)該大力發(fā)展自身產(chǎn)權(quán)，通過引進(jìn)和吸收外來技術(shù)，使自身技術(shù)裝配水平提升，具有一定的開發(fā)能力，資源加工利用深度提升，推廣使用現(xiàn)行的高新技術(shù)，實現(xiàn)企業(yè)的清潔化生產(chǎn)，政府部門應(yīng)該協(xié)調(diào)企業(yè)格機(jī)部門，負(fù)責(zé)好企業(yè)清潔化生產(chǎn)的審核標(biāo)準(zhǔn)，讓現(xiàn)行的不合規(guī)的企業(yè)停產(chǎn)，讓合乎規(guī)定的企業(yè)成長起來，努力做好環(huán)境、能源、污染的協(xié)調(diào)關(guān)系，生態(tài)環(huán)境是不可再生資源，解決污染和能源危機(jī)是我們不可懈怠的責(zé)任。

2 環(huán)境、能源、污染動態(tài)響應(yīng)

對于環(huán)境、能源、污染治理，歸根結(jié)底是環(huán)境這個基本要素，環(huán)境作為載體，具有一定的容納量，對于能源和污染現(xiàn)狀有著潛移默化的影響。而對于環(huán)境問題，政府實施的法律手段亦是一種社會行為規(guī)范。減少環(huán)境污染應(yīng)該遵照企業(yè)的相關(guān)法律法規(guī)、并在政府的監(jiān)督下做到保護(hù)環(huán)境，不影響周邊居民的生活秩序，合理而且充分的利用資源。對于環(huán)境和能源、污染帶來的經(jīng)濟(jì)效率，要用經(jīng)濟(jì)手段來進(jìn)行限制，不能一味的盲目追求損壞環(huán)境帶來的利益，也不能一味的追求能源帶來的利益，這些要協(xié)調(diào)這期間的環(huán)境和能源和污染之間的動態(tài)關(guān)系，需要進(jìn)行技術(shù)手段、行政手段、教育手段來依法治理環(huán)境問題。

現(xiàn)今新能源廣泛提倡，對新能源的利用對環(huán)境產(chǎn)生一定的激勵措施，減輕新能源帶來的污染狀況。污染情況指的是能源利用過程帶來的經(jīng)濟(jì)活動而產(chǎn)生的附帶影響。在理想情況下，環(huán)境、能源、污染指數(shù)抽象表達(dá)如下：

式（1）中，ξ表示環(huán)境指數(shù)，ζ是污染指數(shù)，τ是污染型能源（例如石油、煤炭等）；繪制環(huán)境指數(shù)ξ與污染型能源τ關(guān)系曲線圖如圖1 所示，

圖1 環(huán)境指數(shù)與污染型能源關(guān)系曲線圖

可清晰的看出τ成反比例關(guān)系，隨著污染型能源的使用環(huán)境友好型指數(shù)下降，污染指數(shù)上升，考慮到環(huán)境自身的承載能力，存在污染型能源到后面使用耗盡，環(huán)境友好型指數(shù)保持平衡，若干年后，環(huán)境指數(shù)上升，圖1 所示曲線與實際生態(tài)運營影響情況吻合。

對于污染治理模型，主要有Robinson Crusoe靜態(tài)模型。假設(shè)限制性資源享賦Θ可能被耗費在消費C和污染治理D上，為簡化模型，將C和D的相對成本標(biāo)準(zhǔn)化為1，則資源約束方程可以簡化為:C+D=Θ。C是污染的根源，于是得到簡單的消費以及污染的對應(yīng)函數(shù)方程式：

其中，W表示效用，P表示污染排放。設(shè)定WP<0和WPP<0將確保污染的負(fù)效用為曲面；P假定污染是消費的副產(chǎn)品，個體分配部分資源投資于環(huán)境治理活動，則污染與消費正相關(guān)，與環(huán)境治理負(fù)相關(guān)。即PC>0，PD<0；D是污染治理，CαCβ為污染治理活動。

從上式中可看出，環(huán)境治理投入與環(huán)境績效正相關(guān)，消費與消費產(chǎn)生的副產(chǎn)品就是資源的效用，能源的利用與消費成正比，能源利用越大，一定程度上直接影響消費指數(shù)；污染環(huán)境與污染治理存在規(guī)模遞增效應(yīng)；該模型遵從環(huán)境庫茲涅茨曲線EKC，利用EKC動態(tài)的衡量環(huán)境、能源與污染治理的平衡，進(jìn)行模型的求解。

對于環(huán)境污染之間的關(guān)系，亦可從污染物的排放量與經(jīng)濟(jì)活動總量Y及能源的生產(chǎn)與利用技術(shù)出發(fā)來考慮。前面所述，不同的模型使用不同的方式，得到不同的表達(dá)形式，但反應(yīng)相同的實質(zhì)。又Boone、Newell針對此問題專門討論了能源領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步與內(nèi)生化問題。為了使問題簡單易于表達(dá)，本文假定在穩(wěn)態(tài)中能源領(lǐng)域的技術(shù)等于社會平均水平，則污染物存量的變化可表示為，

式（2）中i為能源技術(shù)的清潔指數(shù)，i≥1；ψ為環(huán)境大系統(tǒng)對污染物的自凈能力，0<ψ<1。表明污染物存量在任一時點的衰減比例不變，這種線性的假設(shè)完全是為了計算的方便。實際上，污染物在環(huán)境中的衰減方式是一個很復(fù)雜的問題，本文將不予討論。

從上式中可看出，在任何時候，污染物累積量都必須小于環(huán)境系統(tǒng)的承受能力。式（2）的關(guān)鍵在于通過變量Y、τ、B使能源使用量、污染治理成本同時發(fā)生內(nèi)生化了；YB-i為當(dāng)期生產(chǎn)活動產(chǎn)生的污染物總量，它與當(dāng)期的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出規(guī)模Y成正比，與能源技術(shù)水平B成反比；(1-τ)YB-i的乘積表示當(dāng)期未能治理而存留在環(huán)境中的污染物，這個乘積值減去環(huán)境系統(tǒng)的自凈能力ψA后就表示當(dāng)期污染物的變化。這樣，資源的耗用量(通過Y起作用)、污染治理投入(通過τ起作用)和B就組成了一個動態(tài)系統(tǒng)，從而完成了內(nèi)生化的過程。

以上分析可知，環(huán)境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體，環(huán)境、能源與污染構(gòu)成了產(chǎn)入與產(chǎn)出的關(guān)系，合理的宏觀調(diào)控，環(huán)境、能源、污染治理動態(tài)模型具有收斂性，以期實現(xiàn)科學(xué)的治理方式。

3 結(jié)束語

根據(jù)能源消耗后是否造成環(huán)境污染可分為污染型能源和清潔型能源，污染型能源包括煤炭、石油等，清潔型能源包括水力、電力、太陽能、風(fēng)能以及核能等。環(huán)境、能源、污染治理必定是相輔相成，相互依賴，互成一體。中國是目前世界上第二位能源生產(chǎn)國和消費國。能源供應(yīng)持續(xù)增長，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供了重要的支撐。但造成的環(huán)境問題，例如水污染問題、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物等等，這些問題是我們面臨的巨大挑戰(zhàn)，只有合理的宏觀調(diào)控環(huán)境、能源與污染治理之間的關(guān)系，方能更好地可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)，更加有利于人類生活空間的美化，實現(xiàn)科學(xué)化、現(xiàn)代化的規(guī)劃與管理。

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