高耗能行業(yè)發(fā)展與節(jié)能降耗分析
——以徐州市為例*

□ 蔡婷婷 王 聰 李建波# 成炳輝

|引言

工業(yè)生產(chǎn)部門主要為國民經(jīng)濟的發(fā)展提供生產(chǎn)資料，其中發(fā)展最為迅猛的是高耗能行業(yè)。近年來化學原料和化學制品制造業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)、石油煤炭及其他燃料加工業(yè)、電力熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)六大高耗能行業(yè)綜合能耗占規(guī)模以上工業(yè)能耗的70%-80%，故本文選取以上六大高耗能行業(yè)，以徐州市為例，運用描述性分析方法研究高耗能行業(yè)地位、效益、空間分布及發(fā)展特點。隨著高耗能行業(yè)不斷發(fā)展，能源消耗不斷增加，所排放的污染物和溫室氣體造成了一系列環(huán)境問題。分析高耗能行業(yè)能源消耗情況以及“三廢”排放情況，并研究高耗能行業(yè)“三廢”排放量的影響因素，對我國實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。通過關(guān)聯(lián)分析法初步研究高耗能行業(yè)“三廢”排放量與影響因素之間的關(guān)系，對高耗能行業(yè)“三廢”排放量構(gòu)建回歸模型，考慮到影響高耗能行業(yè)“三廢”排放量的因素較多，且各因素之間可能存在共線性，某些因素對高耗能行業(yè)“三廢”排放量影響可能不顯著，為精準識別重要因素，運用LASSO 懲罰變量選擇方法選取影響高耗能行業(yè)“三廢”排放量的重要因素。

關(guān)于高耗能行業(yè)能源效率影響因素研究，楊宜勇(2009)采用誤差修正模型研究了1952-2008年中國能源消費與國內(nèi)生產(chǎn)總值的聯(lián)系。吳玉萍等(2001)、陳華文和劉康兵(2004)、高素英等(2005)分別采用計量模型、環(huán)境庫茲涅茨曲線和嶺回歸分析方法研究經(jīng)濟增長與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系。關(guān)于關(guān)聯(lián)分析法，譚丹和黃賢金(2008)采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法研究了中國東部、中部以及西部生產(chǎn)總值與碳排放之間的關(guān)系。關(guān)于變量選擇問題，Tibshirani(1996)首次提出LASSO 懲罰方法(Least absolute shrinkage and selection operator)，該方法是一種壓縮估計方法，通過構(gòu)造并優(yōu)化懲罰損失函數(shù)來壓縮回歸系數(shù)。

目前，關(guān)于高耗能問題的研究，主要分析能源消耗的影響因素，基于關(guān)聯(lián)分析法研究高耗能行業(yè)“三廢”排放量與其影響因素之間的關(guān)系未見報道，故本文通過關(guān)聯(lián)分析法研究高耗能行業(yè)“三廢”排放量與其影響因素之間的關(guān)系，并基于LASSO 懲罰方法對影響高耗能行業(yè)“三廢”排放量因素進行重要變量選擇。

|高耗能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

對高耗能行業(yè)地位和效益展開研究是分析高耗能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)。根據(jù)表1，從企業(yè)數(shù)量和工業(yè)總產(chǎn)值來看，2020年徐州市六大高耗能行業(yè)企業(yè)數(shù)量占全市規(guī)模以上工業(yè)數(shù)量的21.25%，其經(jīng)濟社會貢獻率（工業(yè)總產(chǎn)值占規(guī)模以上工業(yè)比重）達到了30%，其中化學原料和化學制品制造業(yè)貢獻最為顯著。從企業(yè)資產(chǎn)、收入及利潤來看，六大高耗能行業(yè)資產(chǎn)總和達到1262.52 億元，占全部規(guī)模以上工業(yè)的26%，主營業(yè)務(wù)收入和營業(yè)利潤分別占全部規(guī)模以上工業(yè)的30.27%、29.70%，可以看出六大高耗能行業(yè)對徐州市經(jīng)濟貢獻較為突出。

表1 2020年徐州市六大高耗能行業(yè)占規(guī)模以上工業(yè)比重 (單位：%)

按綜合能耗排列，選取徐州市前100 名企業(yè)為研究對象，其中六大高耗能企業(yè)數(shù)量達到50 個。分析可知，受資源條件、交通、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)等因素的影響，高耗能行業(yè)布局具有明顯的集聚性。這些企業(yè)主要集中在銅山區(qū)和賈汪區(qū)，銅山區(qū)與山東、安徽接壤，地理位置優(yōu)越，是淮海經(jīng)濟區(qū)的中心，也是江蘇省創(chuàng)新型試點區(qū)；賈汪區(qū)煤礦資源豐富，素有“百年煤城”之稱，煤、石灰?guī)r、白云巖、水泥配料用砂頁巖含量居江蘇省前列，大理石、鈦鐵礦砂礦、耐火粘土、硫鐵礦含量在徐州地區(qū)占據(jù)優(yōu)勢。

|節(jié)能降耗存在的問題

隨著高耗能行業(yè)不斷發(fā)展，能源消耗不斷增加，所排放的污染物和溫室氣體造成了一系列環(huán)境問題，能源短缺和環(huán)境污染已嚴重影響節(jié)能降耗。

由表2 可以看出，相比其他幾個城市，徐州市“三廢”排放增速均為正值，進一步說明徐州市需要加大環(huán)境治理力度。為了更好地實現(xiàn)節(jié)能減排，對徐州市高耗能行業(yè)綜合能源消耗以及高耗能行業(yè)“三廢”排放情況需要進行深入了解。

表2 2019年部分城市“三廢”排放增速 (單位：%)

由圖1 可以看出近年來徐州市六大高耗能行業(yè)綜合能源消耗量整體呈緩慢下降趨勢。2020年徐州市高耗能行業(yè)在規(guī)模以上工業(yè)能源消耗中占絕對比重，從規(guī)模以上工業(yè)能源消耗的行業(yè)分布情況看，六大高耗能行業(yè)綜合能源消耗1212.86 萬噸標準煤，占全市規(guī)模以上工業(yè)能源消耗總體76.69%，其中電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)兩個行業(yè)能源消耗更是分別高達38.92%、17.29%，石油加工、煉焦和核燃料加工業(yè)，化學原料和化學制品制造業(yè)，非金屬礦物制品業(yè)，有色金屬冶煉和壓延加工業(yè)能源消耗分別占全市工業(yè)能源消耗總體4.31%、7.49%、7.94%和0.74%。

圖1 2015-2020年徐州市六大高耗能行業(yè)綜合能源消費圖

近年來，徐州市規(guī)模以上工業(yè)“三廢”排放量呈現(xiàn)下降趨勢。從行業(yè)看，規(guī)模以上工業(yè)廢水排放主要以化學原料和化學制品制造業(yè)為主；規(guī)模以上工業(yè)廢氣排放主要以電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)，黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)為主，其中電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占比最高；規(guī)模以上工業(yè)固體廢物排放主要以黑色金屬冶煉和壓延加工業(yè)，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)為主，其中電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)占比最高。

雖然徐州市工業(yè)“三廢”排放呈下降趨勢，但從行業(yè)看，高耗能行業(yè)“三廢”排放占全市“三廢”排放比重較高，其中工業(yè)廢氣排放占比更是達到80%以上。因此分析高耗能行業(yè)工業(yè)“三廢”排放影響因素對徐州市實現(xiàn)節(jié)能減排、綠色可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

研究高耗能行業(yè)工業(yè)“三廢”排放的影響因素，選取以下七個指標：綜合能源消費量、處理廢水能力、處理廢氣能力、工業(yè)總產(chǎn)值占比、生鐵產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量以及合成氨產(chǎn)量，指標內(nèi)容如表3、表4 所示。

表3 2008-2020年高耗能行業(yè)“三廢”排放量及其相關(guān)因素

高耗能行業(yè)廢水排放量y1、高耗能行業(yè)廢氣排放量y2、高耗能行業(yè)固體廢物排放量y3 為響應(yīng)變量，綜合能源消費量x1、處理廢水能力x2、處理廢氣能力x3、工業(yè)總產(chǎn)值占比x4、生鐵產(chǎn)量x5、水泥產(chǎn)量x6 以及合成氨產(chǎn)量x7 為相應(yīng)的影響因素。

首先對表3 和表4 中數(shù)據(jù)標準化，再分別計算變量y1、y2、y3與變量x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7 之間灰色關(guān)聯(lián)度來判斷其聯(lián)系是否緊密，結(jié)果如表5 所示。

表5 “三廢”排放關(guān)聯(lián)分析表

從表5 可以看出，以上7 個影響因素與響應(yīng)變量均有較高的關(guān)聯(lián)度，其中，與高耗能行業(yè)廢水排放量關(guān)聯(lián)度從大到小依次為工業(yè)總產(chǎn)值占比、處理廢氣能力、處理廢水能力、綜合能源消費量、生鐵產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量、合成氨產(chǎn)量；與高耗能行業(yè)廢氣排放量關(guān)聯(lián)度從大到小依次為綜合能源消費量、生鐵產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量、工業(yè)總產(chǎn)值占比、處理廢水能力、處理廢氣能力、合成氨產(chǎn)量；與高耗能行業(yè)固體廢物排放量關(guān)聯(lián)度從大到小依次為綜合能源消費量、生鐵產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量、處理廢水能力、工業(yè)總產(chǎn)值占比、處理廢氣能力、合成氨產(chǎn)量。

雖然以上7 個影響因素與響應(yīng)變量之間存在較高的關(guān)聯(lián)度，但影響因素之間可能存在共線性，某些因素對y1、y2、y3 影響可能不顯著，所以需要進一步識別重要變量。分別將變量y1、y2、y3 與變量x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7 建立如下回歸模型：

從表6 可以看出，高耗能行業(yè)廢水排放量的主要影響因素是綜合能源消費量、處理廢水能力、處理廢氣能力、工業(yè)總產(chǎn)值占比、合成氨產(chǎn)量；高耗能行業(yè)廢氣排放量的主要影響因素是綜合能源消費量、處理廢水能力、處理廢氣能力、水泥產(chǎn)量、合成氨產(chǎn)量；高耗能行業(yè)固體廢物排放量的主要影響因素是綜合能源消費量、處理廢水能力、生鐵產(chǎn)量、水泥產(chǎn)量、合成氨產(chǎn)量。

表6 變量選擇結(jié)果

氨是重要的無機化工產(chǎn)品之一，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，約有80%的氨用來生產(chǎn)化學肥料，合成氨是氮和氫在高溫高壓和催化劑下直接合成的氨，在此過程中，主要產(chǎn)生一些含氨、含硫等污水，含硫化氫、一氧化碳等氣體，以及產(chǎn)生一些煤灰、煤渣和銅液渣等固體廢棄物；由于物料的粉碎、烘干等工序，水泥工業(yè)對環(huán)境的影響主要是粉塵（固體排放物），這些都是高耗能行業(yè)“三廢”排放的主要來源；綜合能源消費量的增加，相應(yīng)的工業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量增加，廢水、廢氣、廢渣的排放也會相應(yīng)增加；對于廢水、廢氣排放量而言，均為負數(shù)，說明處理廢氣能力的提高對高耗能行業(yè)廢水、廢氣排放量均有抑制作用。

|對策建議

在當前低碳經(jīng)濟和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的大背景下，如何提高能源利用效率是“十四五”期間各項工作加快內(nèi)涵式發(fā)展亟需解決的重要問題。在環(huán)境治理方面，政府需要將生態(tài)文明建設(shè)擺在突出位置，把“環(huán)境美”作為全面建成小康社會的重要標桿，以服務(wù)發(fā)展大局為中心，以提升環(huán)境質(zhì)量、保障群眾環(huán)境權(quán)益為目標，以創(chuàng)建國家生態(tài)文明建設(shè)示范市為抓手，扎實抓好節(jié)能減排、大氣治理、水質(zhì)提升、造林綠化、城鄉(xiāng)環(huán)境綜合整治等各項工作。同時政府應(yīng)加大投資力度，扶持高新技術(shù)企業(yè)，為企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新提供寬松環(huán)境。

對廢氣、廢水和廢渣的控制和治理，需要從生產(chǎn)的源頭進行把控，“三廢”的排放須以“減少污染源、排放物循環(huán)”為目標，最大限度的利用資源，提高化學合成的利用率。高耗能企業(yè)應(yīng)合理把控產(chǎn)品生產(chǎn)，以合成氨為例，合成氨產(chǎn)量與三廢排放量成正比，為更好發(fā)展我國高耗能行業(yè)，減少三廢排放，在滿足日常生產(chǎn)需求的同時，高耗能企業(yè)需要控制合成氨產(chǎn)量，不能盲目生產(chǎn)。企業(yè)需要加大技術(shù)研發(fā)，推動工業(yè)能源效率增長，減少不可再生資源使用，開發(fā)和使用對環(huán)境低害甚至無害的材料，用科技創(chuàng)新驅(qū)動，逐步實現(xiàn)新舊動能轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。加強處理廢氣、廢水能力，堅持“走出去和引進來”相結(jié)合，吸引高科技人才，加強對科研人才的培養(yǎng)，建立科研成果的創(chuàng)新機制和獎勵機制。