崔維軍 周飛雪 徐常萍

(南京信息工程大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇南京210044)

中國(guó)重化工業(yè)生態(tài)足跡估算方法研究＊

崔維軍 周飛雪 徐常萍

(南京信息工程大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江蘇南京210044)

作為可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的重要方法之一,生態(tài)足跡分析方法已被廣泛應(yīng)用于區(qū)域、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)以及學(xué)校等領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)中,而對(duì)于造成生態(tài)環(huán)境壓力最大的工業(yè)尤其是重化工業(yè),生態(tài)足跡方法的應(yīng)用卻不多見(jiàn)。本文首先分析了重化工業(yè)生態(tài)足跡形成機(jī)理,將重化工業(yè)生態(tài)足跡的形成劃分為資源消耗與環(huán)境排放兩個(gè)階段,然后將重化工業(yè)生態(tài)占用劃分為化石能源、水資源、工業(yè)用地、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣以及工業(yè)固體廢棄物六個(gè)方面,基于數(shù)據(jù)的可獲得性,分別詳細(xì)介紹了每個(gè)項(xiàng)目生態(tài)足跡的計(jì)算方法,最后分析了計(jì)算生態(tài)足跡時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題,一是水資源生態(tài)足跡的重復(fù)計(jì)算問(wèn)題及處理方法,二是石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)的碳固定化比率問(wèn)題,三是水泥工業(yè)制造過(guò)程中碳排放問(wèn)題。本文嘗試將生態(tài)足跡方法應(yīng)用于重化工業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià),為從產(chǎn)業(yè)層面估算重化工業(yè)生態(tài)足跡提供了一套可以參考的標(biāo)準(zhǔn)和一套計(jì)算的工具。

重化工業(yè);生態(tài)足跡;均衡因子

自1978年實(shí)行改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)工業(yè)發(fā)展依托人力資本優(yōu)勢(shì)取得了巨大的成就。2008年,工業(yè)實(shí)現(xiàn)增加值12.9萬(wàn)億元,占世界的比重已達(dá)8.5%以上,僅次于美國(guó)和日本,位居世界第三位;2009年,中國(guó)制造業(yè)增加值占世界制造業(yè)增加值的比例為15.6%,超過(guò)日本的15.4%,僅次于美國(guó)排名世界第二;2008年,中國(guó)工業(yè)有172類產(chǎn)品的產(chǎn)量居世界第一位,其中,粗鋼、水泥、玩具、彩電、空調(diào)、電話等產(chǎn)品產(chǎn)量分別占世界的 35%、48%、70%、45%、67%和50%。中國(guó)工業(yè)發(fā)展所取得的成就是以能源的高消耗和環(huán)境的高污染為代價(jià)的,中國(guó)的工業(yè)化道路實(shí)際上復(fù)制了西方“先污染,后治理”的模式。雖然工業(yè)過(guò)程的本質(zhì)必然會(huì)消耗資源,同時(shí)帶來(lái)對(duì)自然環(huán)境的影響,但是過(guò)度消耗資源和破快環(huán)境,不僅使工業(yè)生產(chǎn)無(wú)法持續(xù)進(jìn)行,人類生存的基本條件也難以得到保證。中國(guó)工業(yè)化進(jìn)程所帶來(lái)的嚴(yán)重的資源和環(huán)境問(wèn)題,使得很多學(xué)者都開(kāi)始關(guān)注中國(guó)工業(yè)尤其是高能耗高污染的重化工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問(wèn)題。

自從加拿大英屬哥倫比亞大學(xué)生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)家William E.Rees[1]提出“生態(tài)足跡”(Ecological Footprint,EF)這一概念后,生態(tài)足跡分析方法受到了學(xué)者們廣泛關(guān)注,并快速成為可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的重要方法之一,應(yīng)用到全球、國(guó)家、區(qū)域、城市、產(chǎn)業(yè)、企業(yè)以及學(xué)校等領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)中。本文試圖將生態(tài)足跡方法應(yīng)用于重化工業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià),在分析重化工業(yè)生態(tài)足跡形成機(jī)理的基礎(chǔ)上,利用可獲得的數(shù)據(jù),構(gòu)建中國(guó)重化工產(chǎn)業(yè)生態(tài)足跡評(píng)價(jià)模型,為中國(guó)重化工產(chǎn)業(yè)生態(tài)足跡估算提供一套簡(jiǎn)單便捷而又科學(xué)的量化工具。

1 文獻(xiàn)述評(píng)

到目前為止,生態(tài)足跡方法在產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)中的應(yīng)用主要集中于農(nóng)業(yè)和旅游業(yè)兩大產(chǎn)業(yè),而對(duì)于造成生態(tài)環(huán)境壓力最大的工業(yè)尤其是重化工業(yè),該方法的應(yīng)用卻并不多見(jiàn)。國(guó)外學(xué)者Herva M等[2]在分析紡織業(yè)生產(chǎn)流程的基礎(chǔ)上,從能源、資源和廢棄物3個(gè)類別,選取20個(gè)指標(biāo),利用某制衣廠的制造過(guò)程數(shù)據(jù)對(duì)紡織行業(yè)的生態(tài)足跡進(jìn)行了估算。Herva M等人的研究本質(zhì)上是對(duì)紡織業(yè)企業(yè)生態(tài)足跡的研究,并非對(duì)整個(gè)紡織產(chǎn)業(yè)的研究。

國(guó)內(nèi)學(xué)者劉建興、王青等[3]采用直接占用土地面積、能源消費(fèi)、生產(chǎn)用水和生態(tài)用水3個(gè)類別計(jì)算了中國(guó)有色金屬行業(yè)1994-2003年的生態(tài)足跡。于宏民、王青等[4]采用生產(chǎn)用水、金屬料、耐火材料、能源、廠房、廢氣、廢水和廢渣7個(gè)類別計(jì)算了中國(guó)鋼鐵行業(yè)1994-2005年的生態(tài)足跡。李偉、楊詩(shī)源[5]從生物資源消耗、能源消耗、工業(yè)廢棄物和工業(yè)建設(shè)用地四個(gè)方面估算了重慶2004年整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)足跡。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于工業(yè)生態(tài)足跡的研究主要針對(duì)某個(gè)行業(yè),未從工業(yè)或重化工整體產(chǎn)業(yè)層面對(duì)生態(tài)足跡進(jìn)行研究。究其原因,其一,可能是生態(tài)足跡方法發(fā)展時(shí)間較短,從誕生至今不到20年,研究領(lǐng)域還沒(méi)有得到充分拓展;其二,生態(tài)足跡方法需要大量的資源消耗與環(huán)境排放數(shù)據(jù),細(xì)分行業(yè)的數(shù)據(jù)很難獲得。

2 中國(guó)重化工業(yè)生態(tài)足跡形成機(jī)理分析

工業(yè)生產(chǎn)本質(zhì)上是將自然資源加工制造成可用于消費(fèi)或再加工產(chǎn)品的過(guò)程,需要能源作為加工制造過(guò)程的動(dòng)力,因此,消耗自然資源是工業(yè)生產(chǎn)的必要條件。同時(shí),工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生除產(chǎn)品以外的廢料,主要包括廢氣、廢水和固體廢棄物,進(jìn)而對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生影響,所以,造成環(huán)境的改變也是工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的必然后果。從工業(yè)的生產(chǎn)制造全過(guò)程來(lái)看,重化工業(yè)生態(tài)足跡的形成主要來(lái)源于兩個(gè)階段,如圖1所示:

圖1 重化工業(yè)生態(tài)足跡形成機(jī)理Fig.1 Mechanismof heavy and chemical industry ecological footprint

第一階段來(lái)源于重化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)于自然資源的消耗。自然資源包括生物資源、能源(包括石油、煤、天然氣等一次能源,汽油、煤油等二次能源以及各種可再生能源等)、水資源、空氣資源以及建設(shè)廠房所用的土地資源等。在各種自然資源中,化石能源、水資源和土地資源的消耗是非可持續(xù)的,一旦耗竭將無(wú)法恢復(fù)。因此重化工業(yè)對(duì)于這些自然資源的消耗實(shí)際上是對(duì)地球生命系統(tǒng)的不可恢復(fù)性占用,必然帶來(lái)生物生產(chǎn)性土地或水域的減少。

第二階段來(lái)源于重化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程之中和之后產(chǎn)生的各種廢物對(duì)于生物生產(chǎn)性土地和水域的占用。工業(yè)生產(chǎn)的本質(zhì)使得重化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程必然會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢氣、廢水和固體廢棄物。工業(yè)廢棄物給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)了巨大的破壞,這種破壞在很多情況下是難以恢復(fù)的,其容納與消解需要占用大量的生物生產(chǎn)性土地或水域面積。

需要指出的是,本文在探討重化工業(yè)生態(tài)足跡時(shí),未考慮第一階段的除能源之外的原料與空氣,未考慮第二階段的產(chǎn)成品。第一階段未考慮其他原料是因?yàn)槌茉赐庵鼗I(yè)所使用的原材料絕大部分并非來(lái)自于自然生態(tài)環(huán)境,而是來(lái)自于礦物采選業(yè)和其他工業(yè)產(chǎn)業(yè)。根據(jù)對(duì)2002年中國(guó)投入產(chǎn)出表的計(jì)算,所有重化工產(chǎn)業(yè)對(duì)第一產(chǎn)業(yè)的消耗僅占第一產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出的2.39%,除化學(xué)工學(xué)為2.32%之外,其余產(chǎn)業(yè)幾乎都接近于零,而重化工產(chǎn)業(yè)對(duì)于礦物采選業(yè)的消耗占到了該行業(yè)總產(chǎn)出的71.67%。從產(chǎn)業(yè)層面來(lái)看,重化工業(yè)礦物原材料的估算應(yīng)該在礦物采選業(yè)進(jìn)行,而重化工業(yè)對(duì)于自然生態(tài)資源消耗又非常少,同時(shí)考慮到本文的研究主要關(guān)注宏觀產(chǎn)業(yè)層面,因此我們?cè)谟?jì)算生態(tài)足跡時(shí)未考慮重化工產(chǎn)業(yè)的其他原料。

空氣資源是一種特殊資源,由于其可再生性以及豐富的儲(chǔ)備,盡管工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣需要一定體積的空氣進(jìn)行稀釋和容納,但在目前的情況下工業(yè)發(fā)展對(duì)于空氣的使用是免費(fèi)的,同時(shí)由于目前生態(tài)足跡的計(jì)算均未將空氣考慮在列,因此本文在分析生態(tài)足跡時(shí)也未將空氣資源考慮在列。

重化工業(yè)產(chǎn)成品通過(guò)消費(fèi)流通領(lǐng)域或作為生產(chǎn)資料進(jìn)入其他產(chǎn)業(yè),或作為消費(fèi)品進(jìn)入社會(huì)生活部門。考慮到本文主要關(guān)注宏觀產(chǎn)業(yè)層面的生態(tài)足跡,同時(shí)考慮到產(chǎn)成品對(duì)于環(huán)境的影響主要是通過(guò)三廢進(jìn)行的,因此本文不進(jìn)行制成品的生態(tài)足跡計(jì)算。綜上所述,本文對(duì)于中國(guó)重化工業(yè)生態(tài)足跡的分析主要包括化石能源、水資源、工業(yè)用地、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣以及工業(yè)固體廢棄物等六大項(xiàng)目。

3 中國(guó)重化工業(yè)生態(tài)足跡估算方法分析

生態(tài)足跡的計(jì)算方法主要有綜合法、成分法和投入產(chǎn)出法三種,其中Wackernagel所提出的綜合法最為成熟,使用最為廣泛。該方法主要是根據(jù)宏觀統(tǒng)計(jì)資料獲取不同消費(fèi)項(xiàng)目的生態(tài)足跡數(shù)據(jù),然后加總得到總體生態(tài)足跡。本文基于綜合法,分別構(gòu)建化石能源、水資源、工業(yè)用地、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣以及工業(yè)固體廢棄物生態(tài)足跡的計(jì)算方法,在計(jì)算中國(guó)重化工業(yè)生態(tài)足跡時(shí),只需將六項(xiàng)加總并做簡(jiǎn)單處理即可。

3.1 能源生態(tài)足跡

化石能源生態(tài)足跡的計(jì)算方法主要有三種:

(1)采用乙醇或甲醇作為轉(zhuǎn)換媒介。為保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性,應(yīng)實(shí)現(xiàn)能量投入的可持續(xù)性,不能依靠非可再生的化石能源,同時(shí)應(yīng)優(yōu)先利用生物圈中循環(huán)的碳,不去開(kāi)發(fā)沉積的碳儲(chǔ)備從而避免增加大氣中的碳含量。根據(jù)Wackernagel&Rees的估算,每公頃生物生產(chǎn)性土地可以生產(chǎn)大約800億J的乙醇[6]?；凇吨袊?guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中重化工行業(yè)的能源消耗總量數(shù)據(jù),根據(jù)國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部文件(發(fā)改環(huán)財(cái)[2008]704號(hào))《節(jié)能項(xiàng)目節(jié)能量審核指南》中規(guī)定的熱力當(dāng)量值,結(jié)合化石能源地均衡因子,即可計(jì)算出中國(guó)重化工各行業(yè)的生態(tài)足跡(見(jiàn)公式1)。

其中a1為化石能源地均衡因子,e為各重化工行業(yè)消耗的噸標(biāo)準(zhǔn)煤,v為熱力當(dāng)量值,h為能地比。

(2)采用可再生資源作為轉(zhuǎn)換媒介。為維持自然資本存量不變,獲得人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展,可以在消耗非可再生資源的同時(shí)增加相應(yīng)能量的可再生資源,如種植能夠與化石能源產(chǎn)生同樣能量的樹(shù)木。根據(jù)估算,每公頃森林每年可以累積約800億J的生物量能源[7]。由于林地的均衡因子與化石能源地相同,因此通過(guò)此種方法計(jì)算生態(tài)足跡與公式(1)相同。

(3)估算吸收CO2所需要的森林面積?；茉吹娜紵龝?huì)排放出大量的CO2,這些CO2進(jìn)入大氣層會(huì)引起溫室效應(yīng),應(yīng)采取足夠的森林進(jìn)行吸納。根據(jù)估算,每公頃中年森林(平均樹(shù)齡為50-80年)可吸納約5.2噸CO2。根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中各行業(yè)的各種化石能源使用量ei以及《節(jié)能項(xiàng)目節(jié)能量審核指南》公布的能源發(fā)熱量系數(shù)值vi,加上通過(guò)計(jì)算獲得的各種能源的CO2排放系數(shù),即可獲得重化工各行業(yè)的能源生態(tài)足跡(見(jiàn)公式2)。

其中a2為森林的均衡因子,ci為各種化石能源的CO2排放系數(shù),根據(jù)《IPCC2006年指南》得到的碳排放系數(shù)可以計(jì)算出CO2排放系數(shù),其折算公式為:

3.2 工業(yè)用水生態(tài)足跡

在重化工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中,水是必須的資源。工業(yè)用水項(xiàng)目主要包括制造本身的用水、產(chǎn)品用水、冷卻用水及清潔用水等。工業(yè)用水生態(tài)足跡主要是指重化工業(yè)企業(yè)為了維持生產(chǎn)活動(dòng)所消耗的水資源需要占用的生物生產(chǎn)性土地面積。

考慮到中國(guó)工業(yè)用水主要來(lái)源于淡水,海水主要用于工業(yè)冷卻用水,而且絕大部分用于電力工業(yè)①,因此本文在估算生態(tài)足跡時(shí)采用淡水計(jì)算。基于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》公布的“內(nèi)陸水域面積”s與“水資源總量”r,利用《中國(guó)環(huán)境年鑒》獲得的工業(yè)用水中的“新鮮用水量”w,即可計(jì)算出工業(yè)用水的生態(tài)足跡(見(jiàn)公式4)。

其中a3為水域的均衡因子。

3.3 工業(yè)用地生態(tài)足跡

重化工企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中需要相應(yīng)的生產(chǎn)車間、庫(kù)房及其他附屬設(shè)施等,這些土地被稱為工業(yè)用地。當(dāng)土地被劃撥為工業(yè)用地后,其本身所具有的生物生產(chǎn)能力被長(zhǎng)期甚至永久性剝奪,因此重化工業(yè)用地需求實(shí)際上是對(duì)生態(tài)環(huán)境的占用,是生態(tài)足跡的必要計(jì)算項(xiàng)目。

《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》公布了“工業(yè)用地”面積的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),但是未公布具體行業(yè)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?？紤]到重化工企業(yè)固定資產(chǎn)投資與工業(yè)用地面積之間關(guān)系密切,我們可以利用各行業(yè)的固定資產(chǎn)投資來(lái)估算各行業(yè)的工業(yè)用地面積。根據(jù)國(guó)土資源部《工業(yè)項(xiàng)目建設(shè)用地控制指標(biāo)》中所公布的各行業(yè)工業(yè)用地的投資強(qiáng)度,利用《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》中公布的各行業(yè)的固定資產(chǎn)投資數(shù)據(jù),我們可以估算出每個(gè)重化工行業(yè)每年的工業(yè)用地面積,進(jìn)而估算出重化工業(yè)生態(tài)足跡(見(jiàn)公式5)。

其中a4為建成地的均衡因子,l為某重化工行業(yè)的投資強(qiáng)度系數(shù),m為工業(yè)用地面積。

3.4 工業(yè)廢水生態(tài)足跡

工業(yè)廢水對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞主要在于其中所含污染物超標(biāo),因此工業(yè)廢水生態(tài)足跡的估算可以從污染物的角度來(lái)進(jìn)行。當(dāng)工業(yè)廢水排出企業(yè)后,其中所含的污染物需要一定的水域來(lái)進(jìn)行消化、吸收、稀釋,使之達(dá)到滿足人類和其他生物生產(chǎn)、生活的標(biāo)準(zhǔn)。

《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》將地表水分為5類:Ⅰ類主要適用于源頭水、國(guó)家自然保護(hù)區(qū);Ⅱ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地一級(jí)保護(hù)區(qū)、珍稀水生生物棲息地、魚(yú)蝦類產(chǎn)卵場(chǎng)、仔稚幼魚(yú)的索餌場(chǎng)等;Ⅲ類主要適用于集中式生活飲用水地表水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、魚(yú)蝦類越冬場(chǎng)、洄游通道、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)等漁業(yè)水域及游泳區(qū);Ⅳ類主要適用于一般工業(yè)用水區(qū)及人體非直接接觸的娛樂(lè)用水區(qū);Ⅴ類主要適用于農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。在生態(tài)足跡理論中,水域是指具有生物生產(chǎn)能力的水面,因此在計(jì)算工業(yè)廢水污染物排放所需要的水域面積時(shí),至少要以三類水水質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。

一般來(lái)講,工業(yè)廢水中污染物主要包括汞、鎘、六價(jià)鉻、鉛、砷、揮發(fā)酚、氰化物、化學(xué)需氧量、石油類以及氨氮等?！兜乇硭h(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中三類水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)這些污染物濃度均有明確規(guī)定,根據(jù)這些濃度規(guī)定,基于每種污染物均可計(jì)算出稀釋該污染物所需要的水域面積,選取其中最大值即可作為某重化工行業(yè)工業(yè)廢水的生態(tài)足跡(見(jiàn)公式6)。

EFw′=a3×w′×s/r (6)

其中 w′=max(w1,w2…wn),w1,w2…wn為每種污染物稀釋所需要的用水量。

3.5 工業(yè)廢氣生態(tài)足跡

《中國(guó)環(huán)境年鑒》中將工業(yè)廢氣排放主要分為三類,分別是SO2、粉塵和煙塵,由于SO2會(huì)帶來(lái)酸雨,造成對(duì)土地生產(chǎn)能力的損害,因此工業(yè)廢氣中排放的SO2需要一定量的土地面積來(lái)稀釋,粉塵與煙塵對(duì)于生物生產(chǎn)能力的破壞相對(duì)較小,因此本文不做考慮。

隨著全球變暖的不斷加劇,國(guó)際社會(huì)對(duì)于CO2排放問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注,而且國(guó)際上目前已經(jīng)形成了較為成熟和規(guī)范的CO2研究體系。根據(jù)前文的分析,CO2的吸收需要一定的森林進(jìn)行吸收,因此本文將CO2排放量也歸入工業(yè)廢氣中。由于重化工業(yè)CO2排放主要來(lái)源于能源化石能源的燃燒與利用,因此計(jì)算CO2排放所造成的生態(tài)足跡時(shí)可參考公式2與公式3。

對(duì)于SO2吸收所需要的土地面積,Holmberg等人給出了一種估算方法,他們將SO2轉(zhuǎn)化為H+離子數(shù)量,再按照每平方土地所能承受的H+離子數(shù)將SO2排放量轉(zhuǎn)化為土地面積[8]。將CO2排放與SO2排放所占用的生態(tài)足跡相加即可得到重化工產(chǎn)業(yè)工業(yè)廢氣生態(tài)足跡。

3.6 工業(yè)固體廢棄物生態(tài)足跡

重化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中必然產(chǎn)生大量的固體廢物,這些固體廢物或被綜合利用、或被貯存處置與排放。采用貯存、處置與排放方式來(lái)處理固體廢物時(shí)必然需要占用大量的土地資源,對(duì)土地的占用實(shí)際上是對(duì)人類發(fā)展空間的占用,必然影響到人類可持續(xù)發(fā)展的能力。這種占用一般是永久性的,其性質(zhì)與建設(shè)用地的性質(zhì)基本上是一致的。根據(jù)《中國(guó)環(huán)境年鑒》所提供的重化工產(chǎn)業(yè)固體廢棄物所占用的土地面積,乘以建成地的均衡因子,即可計(jì)算出重化工業(yè)固體廢棄物的足跡(見(jiàn)公式7)。EFs′=a4×u (7)其中u為各行業(yè)固體廢棄物所占用的土地面積。

4 重化工業(yè)生態(tài)足跡估算中要注意的問(wèn)題

基于前文所計(jì)算的化石能源、水資源、工業(yè)用地、工業(yè)廢水、工業(yè)廢氣以及工業(yè)固體廢棄物等六大項(xiàng)目的生態(tài)足跡,將六項(xiàng)相加,即可大約估算出我國(guó)重化工各產(chǎn)業(yè)的生態(tài)足跡,然而,在計(jì)算時(shí)有3個(gè)問(wèn)題需要注意:

(1)關(guān)于水資源生態(tài)足跡的重復(fù)計(jì)算問(wèn)題及其處理。在計(jì)算水資源生態(tài)足跡時(shí),我們既計(jì)算了工業(yè)用水的生態(tài)足跡,又計(jì)算了工業(yè)廢水的生態(tài)足跡。在計(jì)算工業(yè)廢水生態(tài)足跡時(shí),我們是用稀釋、消納污染物所需要的水域面積來(lái)計(jì)算的,工業(yè)廢水在經(jīng)過(guò)稀釋、消納后,其又可作為工業(yè)用水使用,因此在估算工業(yè)用水生態(tài)足跡時(shí),工業(yè)用水量w需要用“新鮮用水量”減去“工業(yè)廢水排放量”,而非之前使用的“新鮮用水量”。

(2)石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)的碳固定化比率問(wèn)題。與其他重化工產(chǎn)業(yè)不同,化石能源在石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)中主要是作為原料而不是燃料進(jìn)入生產(chǎn)過(guò)程的,其中大部分碳最終以產(chǎn)成品的形式儲(chǔ)存,因此該行業(yè)碳固定化比率一般比較高,根據(jù)該行業(yè)特點(diǎn)以及參考部分學(xué)者的相關(guān)研究[9],本文設(shè)定其碳固定化比率為80%,其余產(chǎn)業(yè)均為0。

(3)水泥工業(yè)制造過(guò)程中碳排放問(wèn)題。重化工各產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的碳排放主要是由化石能源的燃燒造成的,因此在計(jì)算時(shí)可根據(jù)IPCC提供的公式計(jì)算,但是水泥工業(yè)的碳排放還要充分考慮生產(chǎn)過(guò)程的碳排放,根據(jù)前人的研究[10],其化石能源燃燒與生產(chǎn)過(guò)程所產(chǎn)生的CO2基本上是1∶1,因此在估算水泥工業(yè)的碳排放時(shí),要考慮其生產(chǎn)過(guò)程的排放。

5 結(jié) 語(yǔ)

本文借鑒前人的研究成果,以數(shù)據(jù)可獲得性為基礎(chǔ),構(gòu)建了一套中國(guó)重化工產(chǎn)業(yè)生態(tài)足跡估算標(biāo)準(zhǔn)與估算工具,為從生態(tài)足跡角度評(píng)價(jià)不同產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力提供了一種可以量化的方法。基于筆者提供的方法,利用本文中所提到的可以獲得的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),可以方便的計(jì)算出每個(gè)產(chǎn)業(yè)所占用的生態(tài)足跡。

由于本文的研究是基于宏觀產(chǎn)業(yè)層面分析估算生態(tài)足跡的方法,因此在考慮每個(gè)項(xiàng)目的生態(tài)足跡時(shí)難免會(huì)存在一些偏差,如工業(yè)廢水有少部分是直接排入海的,在估算稀釋水域時(shí)需要參考《海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》等,筆者未來(lái)會(huì)對(duì)每個(gè)項(xiàng)目的估算方法進(jìn)行詳細(xì)而深入的研究。同時(shí)需要指出的是生態(tài)足跡的計(jì)算除了考慮生態(tài)占用,還要考慮各產(chǎn)業(yè)的生態(tài)承載力問(wèn)題,關(guān)于此問(wèn)題筆者繼續(xù)進(jìn)一步關(guān)注。

References)

[1]Rees W E.Ecological Footprints and Appropriated Carrying Capacity:What Urban Economics Leaves out[J].Environment and Urbanization,1992,4(2):121-130.

[2]Herva M,Franco A,Ferreiro S,et al.An Approach for the Application of the Ecological Footprint as Environmental Indicator in the Textile Sector[J].Journal of Hazardous Materials,2008,(156):478-487.

[3]劉建興,王青,孫鵬,等.中國(guó)有色金屬行業(yè)的生態(tài)占用研究[J].資源科學(xué),2007,29(1):155-159.[Liu Jianxing,Wang Qing,Sun Peng,et al.Ecological Footprint of China’s Non-Ferrous Metal Industries[J].Resources Science,2007,29(1):155-159.]

[4]于宏民,王青,俞雪飛,等.中國(guó)鋼鐵行業(yè)的生態(tài)足跡[J].東北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2008,29(6):897-900.[Yu Hongmin,Wang Qing,Yu Xuefei,et al.Ecological Footprint of China’s Iron and Steel Industry[J].Journal of Northeastern University:Natural Science,2008,29(6):897-900.]

[5]李偉,楊詩(shī)源.重慶市工業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)足跡分析[J].地域研究與開(kāi)發(fā),2008,27(4):108-112.[Li Wei,Yang Shiyuan.The Analysis of Industry’s Ecological Footprint of Chongqing City[J].Areal Research And Development,2008,27(4):108-112.]

[6]Rees W,Wackernagel M.Urban Ecological Footprints:Why Cities Cannot be Sustainable:And Why They Are a Key to Sustainability Environmental Impact Assessment Review[J].Managing Urban Sustainability,1996,16(4):223-248.

[7]李宏.生態(tài)足跡理論及其應(yīng)用研究[D],蘭州大學(xué)博士學(xué)位論文,2006.[LiHong.TheStudy ofEcologicalFootprintTheory and Application[D],PhD thesis in Lanzhou University,2006.]

[8]Holmberg J,Lundqvist U,Robèrt K-H,et al.The Ecological Footprint from a Systems Perspective of Sustainability[J].International Journal of Sustainable Development and World Ecology,1999,(6):17-33.

[9]魏秋雯.碳排放[EB/OL],[2009-6-15.]http://140.121.182.100/～jenny/courses/m96350019.doc,2009年6月15日訪問(wèn).[Wei Qiuwen.Carbon Emissions[EB/OL],[2009-6-15.]http://140.121.182.100/～jenny/courses/m96350019.doc.]

[10]任仁.削減水泥工業(yè)的二氧化碳排放量[J].環(huán)境,2000,(4):38.[Ren Ren.Reduce Carbon Dioxide Emissions from the Cement Industry[J].Environment,2000,(4):38.]

Method Study of Ecological Footprint Calculating of Heavy and Chemical Industry in China

CUI Wei-jun ZHOU Fei-xue XU Chang-ping
(School of Economics&Management,Nanjing University of Information Science&Technology,NanjingJiangsu 210044,China)

As one of the important methodsfor the evaluation of sustainable development,ecological footprint analysis has been widely used in sustainable development evaluation of many fields,such as regions,industries,enterprises and schools.However,the ecological footprint analysis is rarely used in industries,which has exerted the greatest pressure on eco-environment,especially the heavy and chemical industry.In this paper,we divided the heavy and chemical industry ecology into fossil energy,water resources,industrial land,industrial waste water,industrial exhausted and industrial solid waste based on the analysis of mechanism of ecology footprint of heavy and chemical industry,and then we divided the formative process of the ecological footprint of heavy and chemical industry into two period of resources consumption and environmental discharge.Based on data availability,we presented the calculation of ecological footprint of every item in detail and analyzed several problems which should be paid attention to when calculating the ecological footprint.First,we should concentrate on the double counting of the ecological footprint of water resource and its processing method.Second is the carbon fixation rate of petroleum processing,coking and nuclear fuel processing.Third,we should also concern about carbon emission from the cement industry.This research will try to apply the ecological footprint analysis to sustainable development evaluation of the heavy and chemical industry,which can offer a standard which can be referred to and a set of computational tools when estimating the ecological footprint of heavy and chemical industry from the industry level.

heavy and chemical industry;ecological footprint;equilibriumfactor

F061.3

A

1002-2104(2010)08-0137-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.08.025

2010-03-24

崔維軍,博士生,副教授,主要研究方向?yàn)楣I(yè)可持續(xù)發(fā)展。

＊國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No.70873063);教育部人文社科重點(diǎn)研究基地重大項(xiàng)目(No.08JJD630006)。

① 根據(jù)浙江省“十一五”工業(yè)節(jié)水規(guī)劃公布的數(shù)據(jù),2005年全省直接利用海水約70億m3,其中用于火力發(fā)電廠冷卻用水53.87億m3,占海水總利用量的77%左右。

(編輯:劉呈慶)