雾霾与产业结构的关系0108

雾霾与产业结构的关系

1.雾霾与产业结构关系重要但仍不明确

1.1背景与现状

2013年以来，全国雾霾同时发生面积达140多万km2，占到我国国土面积的15%，近3年京津冀、长三角和珠三角等三大城市群每年出现灰霾的天数超过100多天，PM2.5平均浓度超过世界卫生组织推荐的空气质量标准指导值的2-4倍。2016年，我国雾霾覆盖范围蔓延扩大，全国日均浓度达到重度及以上污染的城市共有71个，达到严重污染的城市共24个，8个城市出现AQI小时值“爆表”情况。目前，我国雾霾呈现高发态势，而且逐渐呈现区域化的趋势。雾霾形势日益严峻，对社会生产、经济发展、交通安全及人体健康构成难以估量的风险，引起政府、公众、企业及研究机构的极大关注，治理雾霾成为环境质量改善、推进生态文明、实现全面小康的关键。

根据2005、2010及2015年全国环境状况公报，由图1可以看出近10年来，我国空气质量正在不断改善，地级以上城市中达标城市比例逐渐上升，2015年达标城市比例有所下降的原因是《环境空气质量标准》（GB3095-2012）的投入实施。但目前我国雾霾形势依然严峻，重污染天气尚未得到有效遏制，传统的煤烟型污染、汽车尾气污染与二次污染相互叠加，复合型污染特征突出。

图1我国空气质量达标城市比例

1.2雾霾的成因

雾和霾是两种不同的天气，霾的能见度在10km以下，含水量低于80%；雾的见度在1km以下，含水量达到90%，在目前阶段，两者在我国多以共生为主，指各种源排放的污染物（气体和颗粒物如CO、SO2、NO x、NH3、VOCs、PM），在特定的大气流场条件下，经过一系列物理化学过程，形成的细粒子，并与水汽相互作用导致的大气消光现象。判断是否对雾霾形成有贡献的标准只有一个，即是否向大气中贡献固体细颗粒或者能形成固体颗粒的物质。

雾霾的来源主要包括：汽车尾气、燃煤供暖、热电厂及工业废气、建筑工地和道路交通产生的扬尘等。雾霾污染物的最大来源是煤炭的大量燃烧，工业过程中焦炭、钢铁、水泥、有色金属等煤炭相关重点行业大气污染物的排放，是造成雾霾的重要原因，因此，产业结构与雾霾的形成紧密相关。

1.3相关研究进展

产业结构与雾霾早已成为国内外专家学者研究的焦点，针对产业结构与雾霾关系的研究层出不穷，已取得了一定成果。美国经济学家通过研究发现SO2以及其他工业烟尘随着经济增长呈现“倒U形”

关系（Grossman，1994）。国内相关研究起步较晚，主要集中于研究产业结构对雾霾的影响。我国第二产业高能耗高污染低效率的粗放生产方式，以煤炭为主的能源消费结构，对大气污染物排放的负荷巨增（郭俊华，2014），重化工业的密集分布导致当前区域内工业废气的排放量远超其承载能力，加剧雾霾污染（李海楠，2013）。产业结构与雾霾污染呈正相关关系，第二产业生产总值与PM2.5浓度呈显著正相关（马晓倩，2016），且城市化水平越高，产业结构对雾霾污染的影响越大；产业结构越不合理，城市化对雾霾污染的影响也越大（冷艳丽，2015），重工业化比重每提高1%，雾霾天数将增加1天左右（何枫，2015）。同时也有一些国内外的专家学者认为污染物排放量的减少主要得益于技术改进，与产业结构并无明显关联；另有专家学者认为雾霾的罪魁祸首是汽车尾气，与产业结构关系不大。

关于产业结构对雾霾究竟有没有影响，影响程度有多大，哪些产业与雾霾的形成关系密切等问题，目前的研究仍存在争议。因此，研究雾霾与产业结构的关系必要而迫切。

1.4本文研究内容及技术路线

本文通过梳理分析雾霾发生的时空规律和重点区域，进一步研究区域产业结构与布局、重点产业与雾霾的相关性，分析雾霾治理和产业结构调整中存在的问题，并希望可以为政府部门提供决策支持及参考建议，为雾霾治理、优化空气质量提供有效对策。本文的技术路线如下（图2）：

图2 技术路线图

2.雾霾与产业结构相关性分析

2.1 雾霾发生的时空规律

（1）雾霾发生的时空规律

从时间上来看，我国秋冬雾霾发生天数多，春夏雾霾发生天数少。各个季节雾霾的发生频率为：冬季＞秋季＞春季＞夏季。冬季的空气污染指数（API）比其他季节的数值明显偏高，且每年的11月至次年2月API值比其他月份要高，具有一定的周期性。各个季节API值的大小排序为：冬＞春＞秋＞夏。下图反映了我国2008年至2012年期间各个月份API指数均值变化，整体呈“V”字形。

图32008-2012年1-12月API指数趋势图

（2）雾霾发生的空间规律

从空间上来看，如图4所示，我国雾霾分布较为集中的区域为华北、华中和西北地区东部的陕西、西南地区的四川和重庆及华东地区的山东和江苏等省，而东部沿海地区的雾霾分布状况比较平均，西藏、云南、海南三省的雾霾污染最轻。API值以四川、重庆、湖北、安徽、江苏为界限，从北往南逐渐减低，API值从西到东也呈逐渐降低的趋势，API值较高的地区主要集中在甘肃、陕西、河北、北京、山东等地区；PM2.5浓度比较大的区域主要集中在河北、山东、河南东北部、安徽北部、四川东部以及四川相邻的重庆部分区域，以高排放热点城市为中心，污染物排放高值区整体呈连片态势。

图42015年我国雾霾严重程度分布图

根据环保部发布的2013年~2015年重点区域空气质量状况，本文将京津冀地区、长三角地区以及珠三角地区的空气质量状况整理如表1所示。由表1可以看出，目前我国大气污染形势依然严峻，三大重点区域空气污染相对较重，京津冀及周边地区（含山西、山东、内蒙古和河南）是空气重污染高发地区，2015年区域内70个地级以上城市共发生1710天次重度及以上污染，占2015年全国的44.1%。京津冀13个地级以上城市中有7个城市排在全国污染最严重的前10位，区域内PM2.5年均浓度平均超标1.2倍以上，该区域工业及冬季供暖以燃煤型为主，主要污染物以PM10、PM2.5、O3及SO2为主，达标天数明显低于长三角和珠三角地区；而长三角、珠三角冬季不采暖，雾霾污染物中SO2含量极低，主要以PM10、PM2.5为主，达标天数较高。

2.2 雾霾重点区域和城市

（1）雾霾重点发生区域

雾霾在我国京津冀、长三角、珠三角三大区域出现的频次和程度

最为严重。三大区域的国土面积仅占我国国土面积的8%左右，却消耗全国42%的煤炭、52%的汽柴油，生产55%的钢铁，生产40%的水泥，二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放量均占全国的30%，单位平方公里的污染物排放量是其他地区的5倍以上。污染物的大量排放，既加剧了PM2.5的排放，更加重了雾霾的形成。监测表明，这些地区每年出现霾的天数大都在100天以上，个别城市甚至超过200天。

京津冀地区的霾多发区主要集中在北京、天津和河北的西南部等经济较发达、人口较密集的地区，平均每年发生的霾日数超过30天，北京城区、天津北部、石家庄、邢台及唐山等地区平均霾日可达50天以上。京津冀地区大气污染物主要来源于本地工业、供暖及汽车尾气的累积，其中工业排放源贡献了一半以上的污染物。

长三角地区南部区域空气质量好于北部，雾霾较严重的区域集中在江苏徐州、宿迁、连云港以及上海等城市，长三角地区聚集的制造业、电子工业、石油化工业以及汽车尾气是雾霾的重要来源，大气颗粒物的区域传输及静稳天气也是造成雾霾的重要原因。2016年长三角地区PM2.5年平均浓度在46微克每立方米，比2015年和2013年分别下降13.2%和31.3%，空气质量明显改善。

珠三角地区在全国重点区域中空气质量最优，雾霾形势远没有京津冀严峻，但也曾多次发布黄色灰霾预警信号，雾霾多集中在珠三角西部的广州、佛山、江门、肇庆及中山等城市，汽车尾气排放与工业排放是大气污染排放的主要污染源，污染物的传输也是珠三角地区的大气质量不断下降的重要原因。2016年1-11月珠三角区域9个城市平均优良天数比例为90.2%，同比提高1.6个百分点。

（2）雾霾重点发生城市

以PM2.5浓度为指标，对2013-2015年期间全国城市空气污染程度进行排名，现将每年全国污染程度最高的10个城市归结如下图（图5~图7）。从图中可以看出，雾霾最严重的城市大多集中在京津冀及

周边区域，其中雾霾最严重的城市为：邢台、保定、石家庄。

图72015年全国污染程度最高的十座城市

2016年我国严重污染的24个城市列表见表2，京津冀地区13个地级以上城市中占了10个，其余14个城市分布在京津冀周边的山东、河南山西及陕西四省。其中以河北省的保定、邢台、石家庄及邯郸等以重工业为主的城市污染最为严重。

2.3 雾霾重点区域和城市的产业结构与布局分析

（1）雾霾重点区域和城市的产业结构分析

本文对24个严重污染城市的产业结构现状整理如表3，从表中可以看出，第二产业占GDP比重超过50%的城市有保定、唐山、聊城、菏泽、濮阳、新乡、安阳、焦作及鹤壁，其中焦作及鹤壁的第二产业所占比重已经超过了60%，这些城市的主导产业都以高污染、高排放的燃煤型重工业为主，工业废气是雾霾的主要来源。

第三产业超过50%的城市仅有北京、天津、太原及西安，其中北京与太原的第三产业比重超过了60%，这些城市的产业结构中虽然以第三产业为主，但第二产业仍然是其经济发展的重要推动力量（北京除外），且天津、西安及太原长期以来都是我国重要的重工业、重化

工业城市，虽然经过多年产业转型，但重工业基础仍在，工业污染仍然是雾霾的重要原因之一；北京市第三产业比重占到了近80%，其雾霾严重的原因在于冬季供暖、周边城市污染物的输送、城市建设扬尘、机动车尾气以及静稳、高湿的气象因素。

24个重污染城市除西安外都分布在京津冀及周边地区，覆盖北京、天津、河北、山西、山东、河南6省市，该区域国土面积占全国总面积的7.2%，涉气排放主要产品产量却占全国的30%-40%：钢铁产量3.4亿吨，占全国43%；焦炭产量2.1亿吨，占全国47%；电解铝占全国38%；平板玻璃产量1200万吨，占全国33%；水泥产量4.6亿吨，占全国19%；煤电占全国的27%，原油加工占全国的26%，机动车保有量占全国的28%。部分省市产业可持续化水平较低，产业结构不合理，生态化水平较低，高污染、高能耗产业大量聚集，燃煤、燃油集中排放以及快速增长的机动车，导致该区域大气严重污染，难以治理。

图8对2013年我国74个首批PM2.5监测城市重工业比重和PM2.5浓度的分析发现，我国重工业比重越高的城市，PM2.5浓度也越高，两者呈现明显的正相关。

图8重工业比重与PM2.5浓度相关图

（2）雾霾重点区域和城市的产业布局分析

以西安市为例，西安市经过多年的飞速发展，许多工业企业被包围在城市内部，其中包括部分污染严重的企业以及能耗较大、运输量大的企业，此外，西安中心城区的老工业区也急需调整；西安各工业园区规划布局缺乏科学指导，园区缺乏特色，集聚效应差，没有形成专业的工业园区和产业集聚区。产业布局过于集中，城市的迅速扩张使得众多工业企业集中于城市周年甚至被包围于城市内部，这也是24个严重污染城市出现连续雾霾的重要原因。

京津冀及周边地区以市区为圆点，火电、钢铁、冶炼、建材、化工、石化等高污染行业呈现规模化和高密集度的分布态势，例如，河北省钢铁产业的高度病态集中，唐山、邯郸“钢铁围城”现象突出，邢台重化工业四面布局，阳泉、晋中、乌海、平顶山、焦作等城市“一煤独大”，导致该区域内污染物的排放量远远超过其环境容量，同时

污染物突破了城市界限，极易引发连片雾霾，受影响区域可达几十万平方千米，形成典型的区域性交叉污染难题。

2.4雾霾重点区域和城市的能源结构分析

能源的使用是大气污染产生的直接原因，能源消耗的研究对于环境质量的影响、雾霾产生具有极其重要的意义。

（1）能源结构与雾霾污染

能源消耗结构中煤炭占比每升高1%，PM2.5浓度就会相应增加0.064%和0.052%（马丽梅，张晓，2014），该指标一方面反映出地区经济的产业耗能结构，另一方面反映出能源消耗结构，即地区煤炭消耗占总能源消耗的比重，说明产业结构与能源消耗结构的变动均会引起雾霾污染的相应变动。

能源结构的变动与PM2.5的变动高度相关。2015年各地区的PM2.5整体呈上升趋势，中国依然是市场导向的重工业化阶段，重工业是以煤炭消耗为主，使得煤炭消耗占总能源消耗的比重不断升高，是导致PM2.5呈上升趋势的重要原因。

污染高类型聚集区分布在中国的北方，而南方地区未出现聚集，出现这一现象的重要原因之一在于供暖方式的不同。北方地区的供暖主要依靠对煤炭的消耗，而南方地区不采用这种方式，能源消耗结构中对煤炭的消耗相对较低，减少了产生PM2.5的能源消耗，进一步显示了能源消耗结构的重要性。

能源消耗结构中煤炭所占比重与雾霾污染呈正向变动关系，他的变动与雾霾污染的变动息息相关。然而，中国劣质煤进口量不断增大的现实变相调高了这一比重，加剧了中国的雾霾污染。

（2）雾霾典型城市分析

从全国雾霾的分布来看，我国经济较为发达的京津冀鲁和川渝等地区出现的较为频繁和严重。污染物排放与经济发展水平息息相关，一般经济发达地区的能源消耗、机动车保有量和工业污染排放等都会

较多，容易发生雾霾天气。此外，城市大楼越建越高，阻挡摩擦作用风速减弱，不利于大气中污染物的扩散，加重了雾霾。太原作为省会城市，作为以煤炭为主要能源的特大城市，雾霾天气频现不足为奇。

我国能源消费以煤炭为主。2015年，中国依然是世界煤炭生产、消费与净进口大国，煤消耗量依然很大。电力、热力行业对煤炭的消耗占了总煤炭消耗的一半，对雾霾污染的贡献极大。今年，国内电力企业大量引进价格低廉的低卡进口煤，与优质煤掺杂使用进行供电来降低成本。低卡进口煤是褐煤对PM2.5的影响极为严重。中国褐煤的进口量每年都在数倍增长，占煤炭进口的比重也在逐年攀升，变相调高了能源消耗结构中煤炭所占比重，势必进一步加大该行业对雾霾污染的影响。

太原作为北方城市，采暖期的燃煤污染制约着空气质量改善，大量燃煤采暖锅炉运行，数以万计的城中村土小燃煤采暖锅炉，低空近地面排放，煤烟型污染尤为突出。没有任何的环保设施，污染排放量增加，太原三面环山的地理条件不利于污染物的水平扩散，冬季频发的逆温天气不利于污染物的垂直扩散，在无风天气势必造成污染物的累积，空气污染加重，雾霾天气频发。太行山阻隔来自华北平原的水蒸气和污染物迁移，除了湿度较高以外，我国东部地区经济较为发达，工业企业排污量、机动车保有量等都高于西部地区，地处中西部地区的太原的雾霾天气相对于京津冀地区要轻一些。但是，太行山的阻隔作用是双向的，它也阻挡了本地污染物的扩散稀释。

石家庄是京津冀区域内大气污染最为严重的城市，PM2.5浓度均值比第二重的城市(保定)高出18%左右，比区域13个城市的平均值高出近60%。今冬12月初，河北省中南部及东部进一步加重，石家庄、廊坊、保定、定州、辛集达到严重污染，秦皇岛、唐山、衡水、邯郸达到重度污染，石家庄AQI指数一直维持在500“爆表”状态。河北石家庄、唐山、廊坊、保定、沧州、衡水、邢台、邯郸市及定州、

辛集等城市水泥、铸造、钢铁、火电、焦化等燃煤锅炉企业居多，高炉焖炉；石家庄藁城区长安镇的万达搅拌站、混凝土公司沧州中铁装备制造材料有限公司炉前除尘系统有拖尾现象，焦炉出焦及干熄焦过程中烟粉尘无组织排放较为明显，高炉上料过程中存在冒黑烟现象；衡水衡丰发电厂排气管道存在烟气泄漏现象，4号脱硫人工采样口未封闭，部分烟气通过采样口外排，该电厂发电量负荷、燃煤量与《关于启动重污染天气Ⅲ级响应的通知》发布前无明显变化。石家庄本身空气污染物排放量大，又夹在河北污染带中间，东南西北各个方向的污染物传输都会对其造成影响，很容易出现大气污染问题。

3.问题与挑战

（1）虽然目前雾霾形势严峻，亟待治理改善大气质量，但雾霾问题解决却非一朝一夕之事。美国在“洛杉矶光化学烟雾事件”后通过了空气质量管理办法并进行了多次修改，制定了不同地区空气污染状况的具体管理参数；英国在20世纪50年代“伦敦烟雾事件”后也先后颁布了《清洁空气法案》和《控制公害法》，80年代后又出台了一系列措施以遏制交通污染，大力进行城市绿化、扩建绿地；日本为治理雾霾不仅公布了PM2.5环保标准并完善执行，还积极进行城市绿化和控制汽车尾气，可以看出国外也都经历过20到40年时间的治理才见成效。目前我国正处于向工业化中期过渡的发展阶段，决定了我国现阶段第一产业比重明显下降、二三产业比重不断上升的产业结构现状，因此消除雾霾仍然存在很大的难度。

（2）产业结构调整过程漫长，粗放型产业仍然占有较大比重。尽管我国不断调整经济增长方式和产业结构，但重工业一直以来都占较大比重，且近年来呈上升趋势，充分体现了目前我国经济发展方式不适合、产业结构不合理，能源结构分配不均的现状。以京津冀地区大气治污的重点和难点——河北省为例，河北省的传统产业占其工业总比重的80%以上，钢铁、石化、建材业占规模以上工业比重的近

50%，资源型重化工业特征明显，再加上京津两市产业转移的高消耗、高污染的人口密集型产业，为河北省产业合理布局、产业转型升级及节能减排带来了诸多挑战。前文中对重点产业规模和产量变化的分析也说明，产业结构优化调整涉及成本、技术更新、就业、市场等经济运行、区际联系、生产布局的诸多方面，是一个长期而又复杂的系统工程，需要综合多方因素合理施策，这也给雾霾的治理增加了困难。

（3）以煤为主的能源结构对雾霾的贡献巨大。2015年，我国煤炭消耗总量为275200万吨标准煤，占全国能源消费总量的64%，同比去年下降1.6%，我国进口煤（包括褐煤）20406万吨，出口煤（包括褐煤）533万吨，可以看出我国煤炭消费基数大，虽然随着能源结构调整，煤炭消耗总量逐年下降，但短期内难以改变以煤炭为主的能源消费现状。

雾霾严重区域多以钢铁、冶金、机械制造及化工等高耗能、高排放型产业为主，煤炭消耗量巨大。京津冀地区是全国重要的区域能源消费中心，能源消费总量占全国12%，其中有2/3来自河北，亟待调整和优化以煤炭为主的能源结构，提高优质能源在能源消费结构中的比重；长三角地区能源消费总量占全国的17 %，主要污染物排放量占全国的10%，远超区域生态承载力，其能源结构以煤炭为主，且煤炭比重正不断下降，2013年三角区域能源消费总量为6. 11万吨标准煤，而江苏省消费超过3亿吨标准煤；珠三角地区经过多年来的能源结构调整，煤炭占能源消费总量的比重相对较低，污染物排放量也相对较少，2015年的全年PM2.5浓度都达标。

十三五明确指出，到2020年，我国能源消耗总量要控制在50亿吨标准煤以内，煤炭消费比重要降低到58%以下，对我国能源结构优化和雾霾治理提出了更高要求。

（4）经济下行对雾霾治理及产业结构优化调整带来压力。当前我国正面临“经济下行、雾霾上行”的突出矛盾，雾霾的治理及产业

结构优化、调整需要较大的资金支持，有赖于经济的持续中高速增长，而目前我国经济增长动力不足、加大了我国经济转型的压力，给我国雾霾治理和产业结构调整带来了难题。同时，雾霾治理需要淘汰传统产业中的落后产能，必然导致经济增长迟缓甚至下滑，经济中高速发展面临严峻挑战。

4.对策与建议

（1）坚定不移推进产业结构升级、产业布局优化

当前我国必须统筹规划、全面施策，积极调整和优化产业结构及布局，进一步推行供给侧结构性改革。调整高消耗、高污染、低效益的传统产业结构，发展形成绿色、循环、低碳的现代产业体系；加大传统产业改造提升力度，淘汰落后产能，调整重污染产业布局，大力发展先进制造业、服务业和高新技术产业，严格大气污染重点行业准入条件，促进资源密集型产业向技术密集型产业转移，改变原有产业结构对煤炭过度依赖的局面，使产业结构不断向生态化方向发展，从而带动能源结构的优化。

（2）优化能源结构，推行清洁生产

降低化石能源，尤其是煤炭在一次能源消费中的比例，提高煤炭资源税；推动能源技术创新，提高能源使用效率，降低能源消费强度，推进煤炭转化利用，降低污染物排放强度；大力发展风能、水能、核能及太阳能等清洁能源，促进能源结构多元化；提高天然气等清洁能源比例，推行散煤清洁能源替代工程，制定重点区域煤炭消费总量控制方案，鼓励大型企业资源化利用；建立健全各行业清洁生产标准及评价体系，完善清洁生产法制，扩大目前强制性清洁企业及行业范围，尽快落实从清洁生产到末端治理的链条式减排。

（3）加强区域联防联控，完善预警应急管理机制

深入实施大气污染防治行动计划，全面推进以区域空气质量改善为目标的区域大气污染联防联控新机制，建立权威高效的区域大气污