一、研究背景

隨著全球人口的增長和工業(yè)化消費水平的提升，消費者對物質(zhì)資源的需求不斷上升。其中，鋼鐵、水泥、塑料等產(chǎn)業(yè)原材料的需求持續(xù)增加。全球范圍內(nèi)天然資源的使用隨之大幅上升。在天然資源的使用、加工、消費和報廢過程中，會產(chǎn)生大量的溫室氣體和環(huán)境污染，社會費用也在逐步增加。全球溫室氣體排放量呈現(xiàn)出與資源使用量相似的增長趨勢。如果產(chǎn)品生產(chǎn)和原材料消費未能實現(xiàn)減少，環(huán)境污染和環(huán)境影響的問題將難以從根本上解決。Allwood在2011年的論文中提出，通過提高材料效率可以減少溫室氣體的排放。他引入了“物質(zhì)效率”這一概念，指的是在生產(chǎn)過程中盡可能減少物質(zhì)或原材料的投入。在今天的討論中，我們將“物質(zhì)”特指為“原材料”，并用“材料效率”這一術(shù)語進(jìn)行解釋。我們可以通過提高原材料的耐久性設(shè)計、重新使用和可再生使用等方式，提升材料效率。國際能源署（IEA）在2019年的報告中指出，通過提升材料效率可以減少溫室氣體排放。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在2022年也從需求管理的角度強(qiáng)調(diào)了材料效率的重要性。這些觀點和報告都強(qiáng)調(diào)了在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域提高材料效率對于減少環(huán)境污染和溫室氣體排放的重要作用。

二、研究設(shè)計

本研究提出了一種新的減排戰(zhàn)略，旨在擺脫傳統(tǒng)側(cè)重于供應(yīng)側(cè)的方法，轉(zhuǎn)而從需求側(cè)著手，特別是通過提高材料效率來制定新的戰(zhàn)略。研究以鋼鐵和水泥產(chǎn)業(yè)為重點，這兩個產(chǎn)業(yè)是溫室氣體排放的主要來源，并進(jìn)行了排放因素的分解分析。研究采用了定量分析方法，使用Kaya恒等式這一在定量分析溫室氣體排放中常用的模型。Kaya恒等式通過人均GDP、能源強(qiáng)度、溫室氣體強(qiáng)度等因素來解釋溫室氣體的排放。分析方法還包括了對數(shù)平均迪維西亞指數(shù)分解方法，這是Kaya恒等式在能源消耗或排放因素分解中最常用的方法論，因其計算簡便且誤差較小。在產(chǎn)業(yè)能源消費方面，研究進(jìn)一步將其分解為生活活動變化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、能源單位變化等，進(jìn)行了細(xì)致的分析。此外，研究還引入了溫室氣體排量的原單位，以更全面地理解排放情況。2022年發(fā)布的IPCC第六次評估報告指出，有必要在Kaya恒等式中加入材料效率變量，其中最關(guān)鍵的變量包括MPR（首次使用的原材料）、MSE（使用可再生材料生產(chǎn)的產(chǎn)品）、Mstock（社會累計的消費量）。Mstock指的是社會累積消費的總量，如鋼鐵生產(chǎn)并用于汽車、建筑等所有鋼鐵的總量，包括未來潛在可循環(huán)使用的鋼鐵。MPR是作為首次原材料使用的材料，例如鐵礦石生產(chǎn)的鋼鐵，而MSE是使用可再生材料生產(chǎn)的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)去碳化，需要減少Mstock并維持MPR+MSE的水平，其中提高M(jìn)SE的比重尤為關(guān)鍵。通過Kaya恒等式分析了溫室氣體排放的因素分解。在數(shù)據(jù)方面，研究考察了韓國鋼鐵和水泥產(chǎn)業(yè)的溫室氣體排放因素分解分析。數(shù)據(jù)顯示，韓國的實際產(chǎn)值和生產(chǎn)量直到2019年都呈上升趨勢，2020年疫情暴發(fā)后有所下降。生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和累計量非常重要，鋼鐵轉(zhuǎn)爐鋼代表MPR，而使用廢鐵的電爐鋼和混合水泥代表MSE。盡管生產(chǎn)量在增加，但使用可再生材料的MSE并沒有增加。研究得出結(jié)論，盡管廢鐵使用增加可能緩解鋼鐵累計量的增加，但實際情況并非如此。鋼鐵和水泥產(chǎn)業(yè)的能源消費量和溫室氣體排量總體上顯示出增加的趨勢。盡管2018年增速非常快，2019年有所下滑，2020年疫情影響導(dǎo)致下滑幅度更大，但2020年的能源消費和溫室氣體排放仍比2017年要高。

三、研究結(jié)果分析

分析結(jié)果顯示，使用傳統(tǒng)的Kaya恒等式來分析鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源消費和溫室氣體排放時，可以觀察到以下趨勢。第一，鋼鐵產(chǎn)業(yè)能源消費。2013年相比于2011年有所緩解，但之后又呈現(xiàn)上升趨勢。能源強(qiáng)度效果的正值意味著能源原單位持續(xù)惡化，即盡管能源效率有所改善，但由于鋼鐵產(chǎn)業(yè)的能源投入比產(chǎn)值更高，能源的原單位仍在上升。第二，生產(chǎn)活動與能源使用。隨著生產(chǎn)活動的增加，主原材料如煤炭的能源使用比重依舊非常高。為了實現(xiàn)鋼鐵產(chǎn)業(yè)的減排，必須降低煤炭的消費。第三，水泥產(chǎn)業(yè)能源效率。與鋼鐵產(chǎn)業(yè)不同，水泥產(chǎn)業(yè)顯示出負(fù)值的能源強(qiáng)度效果，表明實現(xiàn)了能源效率的改善。在溫室氣體排放分解分析中，也得到了負(fù)值的能源組合效果。這表明水泥產(chǎn)業(yè)在一定程度上擺脫了對煤炭能源的依賴，轉(zhuǎn)而使用煤氣、熱以及其他燃料。第四，材料效率變量。根據(jù)IPCC第六次報告的建議，在Kaya恒等式中加入了材料效率變量重新計算后，人口和人均GDP對溫室氣體排量的增加有正貢獻(xiàn)。能源消耗單位的直接或間接排量也呈現(xiàn)正值。而與原材料需求相關(guān)的原材料累計強(qiáng)度效果同樣呈現(xiàn)正值，說明國內(nèi)鋼鐵累計量在GDP中的比例持續(xù)增加。第五，材料效率效果。在鋼鐵產(chǎn)業(yè)中，材料效率效果呈現(xiàn)負(fù)值，這表明原材料效率對排量的減少有一定貢獻(xiàn)度。但分析認(rèn)為，由于鋼鐵累計量的增幅比生產(chǎn)量的增速快，導(dǎo)致材料生產(chǎn)效率實際上并未改善。第六，水泥產(chǎn)業(yè)的材料效率。與鋼鐵產(chǎn)業(yè)類似，水泥產(chǎn)業(yè)的原材料效率也沒有得到改善。綜上，鋼鐵產(chǎn)業(yè)對化石燃料的依賴度非常高，迫切需要從高碳能源轉(zhuǎn)向低碳能源。而水泥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在一定程度上從高碳能源轉(zhuǎn)向其他能源。對于鋼鐵產(chǎn)業(yè)和水泥產(chǎn)業(yè)而言，材料效率尚未得到改善，原因在于累計使用量一直在增加。即使不考慮累計使用量，僅用當(dāng)年的使用量來計算，也得出了類似的結(jié)論：兩大產(chǎn)業(yè)的原材料效率尚未得到改善。

四、政策建議

產(chǎn)業(yè)部門的減排戰(zhàn)略傳統(tǒng)上集中在能源轉(zhuǎn)化和能源效率等方面。然而，許多專家現(xiàn)在認(rèn)為，在能源領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)減排存在技術(shù)局限性。因此，我的研究強(qiáng)調(diào)需要從需求側(cè)著手考慮減排手段，特別是通過提高原材料效率來實現(xiàn)減排。目前，政府尚未制定關(guān)于提高原材料效率的相關(guān)政策。未來，政府需要在這一領(lǐng)域投入更多的研發(fā)資金，以改善效率。原材料效率的改善涉及許多先行研究，包括產(chǎn)品設(shè)計時需要考慮的輕量化、耐久性和可再使用性等因素。此外，在消費階段，除了產(chǎn)品所有權(quán)外，還需要通過租賃、轉(zhuǎn)租和共享等方式提高產(chǎn)品的使用效率，這同樣需要具體的政策支持。產(chǎn)業(yè)方面需要認(rèn)識到低碳產(chǎn)品帶來的收益，而消費者也應(yīng)該積極選擇低碳產(chǎn)品。為此，產(chǎn)品的分解方式、配件管理等方面也需要進(jìn)行相應(yīng)的開發(fā)。中韓兩國作為全球制造業(yè)比重較高的國家，制造業(yè)的綠色發(fā)展對兩國都是一大挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型，兩國需要建立多種合作體系。例如，在鋼鐵行業(yè)中，兩國可以共同研發(fā)氫還原制鐵等核心技術(shù)，以期早日實現(xiàn)商業(yè)化。為了產(chǎn)業(yè)減排，政府需要進(jìn)行投入和共同研發(fā)。此外，低碳產(chǎn)品的國際標(biāo)準(zhǔn)主要由歐盟牽頭開發(fā)。在原材料效率改善方面，如再生原材料使用比例等標(biāo)準(zhǔn)，是制造業(yè)的重要議題。中韓兩國可以在這一領(lǐng)域進(jìn)行合作，共同引領(lǐng)標(biāo)準(zhǔn)的制定。作為生產(chǎn)核心原材料的國家，中韓兩國有必要考慮建立信息共享平臺，以實現(xiàn)穩(wěn)定的材料供應(yīng)鏈。