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2020年,我國的鋼鐵產(chǎn)業(yè)再一次顯示了其巨大的體量、上下游影響力與顯著的生態(tài)足跡(Footprint)。
——粗鋼產(chǎn)量超過了10億噸,是世界鋼鐵產(chǎn)量/消費量的50%多。
——進口鐵礦石接近12億噸,主要來自澳大利亞(60%)與巴西等地,在世界鐵礦石海運貿(mào)易量中占絕大部分。
——還是國內(nèi)貨運運輸?shù)拇髴?,?0億噸以上,約占全國貨運總量的十分之一。因為主要依靠公路運輸,運輸過程中的產(chǎn)生的氮氧化物、顆粒物排放突出,占鋼鐵企業(yè)自身排放的20%以上。
——本地污染物排放,隨著電力部門超低排放改造的接近完成,已經(jīng)成為工業(yè)部門最大的污染物排放源。 2017年鋼鐵行業(yè)二氧化硫、氮氧化物和顆粒物排放量分別占全國排放總量的7%、10%、20%左右。據(jù)《中國冶金報》2021年3月11日報道,超6.2億噸鋼鐵產(chǎn)能正在進行超低排放改造。
——消耗了超4.7億噸的焦炭,等價于6億噸多的煉焦煤消耗,相當(dāng)于整個煤炭年產(chǎn)量的近20%。由此計算,其溫室氣體排放量占我國排放總量的接近15%;如果考慮到電力消耗的內(nèi)含排放,其溫室氣體排放量要超過總量的20%。
這里提出了一個很好的問題——超低排放到底“值不值”?它提及一個描述——“由于煙?除塵、脫硫、脫硝等污染治理設(shè)施改造或新增,會?幅增加鋼鐵?業(yè)的能耗,從?增加鋼鐵?業(yè)碳排放”。
這無疑是個事實。給定超低排放強化了末端回收,這個過程必然是額外的能源去驅(qū)動各種物理與化學(xué)過程的。但是,如何理解這個事實,卻是另外一回事。
本期我們結(jié)合鋼鐵行業(yè)的本地污染治理與溫室氣體減排,解析這個問題。
鋼鐵行業(yè)超低排放改造—— 最終“到哪里去”不算足夠明確,但是需要不斷提升標(biāo)準(zhǔn)
鋼鐵工業(yè)是流程工業(yè),生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)眾多,相關(guān)的排放也是既有點源也有面源。地理上,我國鋼鐵行業(yè)布局也特別集中。京津冀及周邊地區(qū)、長三角地區(qū)、汾渭平原等大氣污染防治重點區(qū)域的鋼鐵產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的55%,其平均PM2.5濃度也比全國平均濃度高38%左右。
這些區(qū)域,距離世界衛(wèi)生組織的大氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有很大的距離,距離我國的空氣質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)也有差距。未來持續(xù)性的本地污染物降低仍舊需要持續(xù)推進,朝向在2030年左右全國所有地區(qū)基本實現(xiàn) 35ug/m3 的國家標(biāo)準(zhǔn)。目前,就我們的理解,這一點并未充分明確,比如正式法定化。
鋼鐵行業(yè)碳減排—— 最終“到哪里去”已經(jīng)明確
我國2030年前碳達峰、2060年前最終碳中和的國際承諾,使得這個問題的最終答案有一個完全不需要思考(no-brainer)的答案——在本世紀(jì)中葉左右完全實現(xiàn)零碳排放。
這無疑意味著鋼鐵行業(yè)目前所有焦炭用量的去處,以及電力來源將發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化。這不僅涉及燃料的替代,而且還包括生產(chǎn)流程的改變,以代替焦炭原料部分的作用。比如目前處于積極實踐中的“氫能煉鋼”——其產(chǎn)品稱為“綠鋼”(Green Steel)。其氫能,相當(dāng)于替代了焦炭的作用,可預(yù)見的可以來自于(豐富的)可再生能源電解水制氫,以解決制氫整個生命周期的能源低效率問題。
本地污染治理與溫室氣體排放存在“協(xié)同”?
氣候問題是21世紀(jì)人類面臨的重大集體挑戰(zhàn)之一。它的解決,需要全體人類長時間、大范圍、一致性的集體行動,被稱為“從地獄來的問題”。 2018年,耶魯大學(xué)Nordhaus 因其30年以上對綜合評價模型(IAM)的研究與政策工作榮膺諾貝爾經(jīng)濟學(xué)獎,彰顯了這一問題的極端重要性。
與氣候減排的全局性問題相比,本地污染物的減少與提高環(huán)境質(zhì)量是另外一個全球性的“局部”問題,并且,其二者的治理存在復(fù)雜的相互影響與互動關(guān)系。必須強調(diào):這種互動影響并不總是國內(nèi)部分利益主體宣傳具有“協(xié)同”(synergy)效應(yīng)的。
這種復(fù)雜性互動包括:
1. 化石能源的消費與排放往往是造成這兩個問題的同源原因,減少能源消費可能對這兩個問題具有協(xié)同效益;
2. 已經(jīng)釋放的溫室氣體與本地污染物之間存在彼此加強或者抵消效果,比如污染物氣溶膠對大氣往往具有制冷作用,而氣候變暖往往會加劇臭氧等二次污染物的形成;
3. 現(xiàn)實各種資源,特別是投資的稀缺性使得探討“最優(yōu)政策”(optimal policy),而不僅僅是停留在“有效”(effective policy)。一個政策的理性應(yīng)該在于其效益大于成本(經(jīng)濟效率的含義),以及是否是成本最低的政策(成本有效的含義),而不能僅僅是有效果、“搞定”為標(biāo)準(zhǔn)?,F(xiàn)實選擇的政策基準(zhǔn),除了越來越受重視的政策可行性之外,政策本身的經(jīng)濟效率(邊際收益VS邊際成本)也應(yīng)該成為一個目標(biāo)。
從本地污染物治理出發(fā),一般而言,本地污染治理可采用降低活動水平、進行燃料替代以及末端治理三種方式。如果一家企業(yè)將使用的能源從石油轉(zhuǎn)換為天然氣,其對當(dāng)?shù)匚廴痉ㄒ?guī)的履行可能會導(dǎo)致溫室氣體排放量減少;如果它降低天然氣鍋爐的溫度,則可以使得氮氧化物排放量下降,而二氧化碳排放量上升(燃燒效率下降)。因此,地方污染管制可能會加劇或減少對全球變暖的擔(dān)憂 (Brunel and Johnson, 2019)。他們之間可能是協(xié)同(synergy)的,也可能是得失平衡(trade-off)的。
當(dāng)一種污染物已經(jīng)處于最優(yōu)控制政策之中,那么另外一種污染物治理的額外政策顯然不會意味著協(xié)同效益(Johansson and Kriström. 2019)。這是經(jīng)濟福利意義,而非物理排放數(shù)量意義上的。如Hanley et al. (2016) 指出的,“在多種污染物治理中,當(dāng)每種污染物面臨一個反映其邊際環(huán)境損害的稅率或許可價格時,對應(yīng)著最優(yōu)(first-best)政策”。
可能存在的協(xié)同效益或共同收益,加強了政策在某一個問題上的理性,但是不能成為論證一切能源環(huán)境問題“藥方”的充分條件。這一點,對于我國的能源環(huán)境政策的制定的意義尤其重大。
即使存在trade-off,那又如何呢?——兩個維度的事情
在我國,隨著國際形勢的快速變化,以及氣候變化30/60目標(biāo)的推出,政策、公眾討論中已經(jīng)出現(xiàn)了對各種集體目標(biāo)絕對排序(absolute priority)的聲音,比如安全VS綠色,疫情VS經(jīng)濟之類的。
但是,我們必須強調(diào):反復(fù)地問哪個目標(biāo)更重要是對現(xiàn)實問題的過度簡化。如果必須給一個明確的回答,那仍然是“都重要”。我們需要一個平衡策略,特別是考慮到:
這些目標(biāo)之間并不矛盾,比如綠色與安全。不需要進行非此即彼的“二值選擇”。
存在帕累托改進空間,比如一個指標(biāo)變更好,而其他不變差。
存在此消彼長但是在福利意義上用一個指標(biāo)的略微退步獲取另外指標(biāo)的大幅進步,比如用額外小額的增量成本換取更多的可再生能源接入,也就是經(jīng)濟效率問題;用天然氣少量的增加(意味著對外依存度的增加)換取電力系統(tǒng)平衡更有效率的發(fā)展。
因此,需要避免將完全不同維度的事情做絕對優(yōu)先級排序。這無疑大幅簡化了現(xiàn)實世界問題的復(fù)雜性(比如把完全連續(xù)區(qū)間上的問題簡化為二值,類似提“實現(xiàn)碳達峰、碳中和會對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面影響”這類模糊的問題),容易產(chǎn)生過于悲觀或者樂觀的看法?;蛘邔讉€維度的概念重新整合為一個概念或者名字——“中藥鋪子化”。比如電力領(lǐng)域包裝的“能源互聯(lián)網(wǎng)”與“再電氣化”等含混的概念。它將限制語言交流的基本功能,甚至影響信息含量。本地污染與氣候變化協(xié)同治理大致也是此類。我們往往更加需要的是分開細(xì)致的討論。
小結(jié)
是否存在協(xié)同,取決于具體是燃料替代還是加強末端治理的減污方式。從環(huán)境經(jīng)濟學(xué)的基本原理而言,不同的污染物,往往需要不同的政策工具。對一種污染物最優(yōu)的政策工具,往往對另外一種污染物意味著次優(yōu),并不存在“萬金油”的政策工具(Goulder,1998)。
我們期待鋼鐵行業(yè)在這兩個維度必要、足夠與有效率的分別進步。
參考文獻
Brunel, C., Johnson, E.P., 2019. Two birds, one stone? Local pollution regulation and greenhouse gas emissions. Energy Economics 78, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.eneco.2018.10.011
Johansson, Per-Olov, and Bengt Kriström. 2019. “Welfare Evaluation of Subsidies to Renewable Energy in General Equilibrium: Theory and Application.” Energy Economics. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988319302117.
Goulder, Lawrence H. "Environmental policy making in a second-best setting." Journal of Applied Economics 1, no. 2 (1998): 279-328.
Hanley, N., Shogren, J. F., & White, B. (2016).Environmental economics: in theory and practice. Macmillan International Higher Education.
(作者為卓爾德環(huán)境研究(北京)中心主任)
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