国内经济系统物质循环构造思索

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1引言

1999年我国开始循环经济建设的试点,然而由于新古典经济理论的思维惯性使其并未引起过多的关注,自2004年3月循环经济的提法写进国务院政府工作报告和《上海宣言》公布后,循环经济迅速成为研究的热点[1]。根据理论基础的差异循环经济的研究方法可分为两类,一是基于新古典经济学的修补性思考,主要通过绿色GDP核算、生态税和特征价格理论等价值法方法纠正经济增长的负外部性;另一种是基于生态经济学的变革性思考,主要以生态足迹、物质流和能量流等方法统一经济增长、资源节约和环境保护的多元目标[2]。考虑到经济系统与自然环境之间的物质和能量联系基础,追踪、估算经济-环境系统的物质输入、输出、贮存,找出经济系统内部物质流动以及与环境问题之间的量化关系,有助于建设具有较高资源效率和较低污染的循环经济,也可为评价和规范物质减量化和可持续发展提供依据。本研究以中国经济系统为研究对象,采用物质流分析(MFA)方法,从宏观角度描述我国经济系统的物质循环结构,借助2005~2009年各类统计年鉴数据定量分析未来30年的生产、消费和废弃物还原物质存量的演化趋势,针对数值分析反映的问题提出适当的政策建议。

2物质循环结构

循环经济本质上是将经济系统回归生态系统,遵循“Reduce,Reuse,Recycle”原则改造物质流,经产品生产、产品消费和废旧物还原的全过程,从而实现经济增长、资源节约和环境保护多元目标的高度统一,希望类比自然生态系统可持续的“生产-消费-分解-再生产”物质循环模式构建自身的分解者,实现经济发展的可持续。基于此,本文构造的经济系统自然边界为自然界所开挖的基本物质(原生的生物物质和非生物物质)以及排泄到自然界的物质(三废)。经济系统边界在行政区域内进一步加入生产子系统、消费子系统以及废弃物还原子系统①,子系统的边界由国家建设部颁布的城市用地分类与规划建设用地标准界定,系统间的物质流由该类用地中所包含的经济主体提供或消耗的物质量确定。利用Odum分室模型理论[3]的语言可以构建如图1所示的循环经济系统的物质循环模型。该类系统结构和物质类型可利用Daniels归纳的九种物质流方法[4]中的MFA-BIF方法进行进一步分析。考虑到现实统计数据的年度性,根据图1所示物质循环模型建立一年时滞的系统控制差分方程：x1(k+1)=[1-a11(k)]x1(k)+a12(k)x2(k)+a13(k)x3(k)+u(k)x2(k+1)=a21(

k)x1(k)+[1-a22(k)]x2(k)+a23(k)x3(k)x3(k+1)=a31(k)x1(k)+a32(k)x2(k)+[1-a33(k)]x3(k)w(k)=a01(k)x1(k)+a02(k)x2(k)+a03(k)x3(k)(1)其中xi(k)表示分室i在第k年末的物质存量,xi(0)表示xi(k)的初始值;fji(k)表示第k年内从分室i流入j分室的物质统计流量,而aji(k)=fji(k)xi(k)a1i(k)=∑4l=0,l≠0a1i(k);u(k)表示第k年内从自然界的物质开挖量和进口量;w(k)表示第k年内经济系统对无法再循环利用物质向自然环境的排出量。按照Tietenberg[5]有关资源的分类,经济系统输入端的投入物质,包括不可循环不可再生资源(化石燃料)、可循环不可再生物质(金属、非金属,水等)以及可循环可再生物质(生物物质),其中不可再生物质的技术替代性和基础存量构成了经济系统输入端的资源投入约束,而输出端系统总排放对维持生物物质循环的生态环境的干扰则构成了经济系统的环境约束,这种约束主要影响可循环可再生物质在未来的供给。根据Stokey[6]、Aghion和Howitt[7]研究经济增长时的环境假设,该环境质量E存在一个临界阈值Emin,在该阈值以上环境具有恢复速度θ(决定了资源供给中再生资源的再生速度),而在该阈值以下环境质量将不可逆和累积恶化,故环境保护要求可简单表示为Maxkw(k)≤θEmin。由于本文集中于经济内部的物质循环过程,所以没有展开对资源约束和环境约束的分析。在社会经济结构稳定的情况下,aij(k)为常数,方程(1)的通解具有简单形式:x(k)=Gkx(0)+∑k-1l=0Gk-l-1Hu(k)(2)其中G=1-a110a13a211-a22a23a31a321-a33,H=100。

3我国经济系统的情况

虽然我国自20世纪90年代初就开始推行清洁生产,但直到1998年才出现从循环经济视角的研究[8],直到2004年循环经济作为一种发展模式被写入国务院政府工作报告与《上海宣言》之后,对循环经济内涵的理解、政策法规的制定以及基于生态园区的实践才形成一定的深度和规模,因而考虑我国循环经济运行的现实表现时将2004年作为数据采集的初始年份(k=0)。对2005~2009年公开出版的各类统计年鉴(中国统计年鉴、中国国土资源统计年鉴、中国农业统计年鉴、中国建筑业统计年鉴、中国环境统计年鉴等)中的数据进行统计计算并根据物质守恒定律进行推算得到我国经济系统在2005至2008年的物质循环情况如表1,利用fji(k)与aji(k)换算公式进而得到每年的物质循环结构系数如表2。表2数据表明:一方面,每期流量相对于各分室存量具有一定的稳定性,因而可以利用一定时期(如我国的五年计划周期)的数据平均确定经济系统的运行结构;另一方面,社会结构具有阶段性变迁性,因而需要根据国家新出台政策调整物质流量以准确预测新一期的结构演化。

根据表2数据的实际表现,本文将结构划分为2005~2006年结构和2007~2008年结构。分别结合2004年和2006年的初始存量,利用Matlab编程模拟生产、消费、废弃物还原分室在未来30年的存量需求变迁如图2~图4,以及经济系统对自然环境的总排泄物质量变化如图5。图2~图5表明结构模型数据基本拟合了2005~2008年的物质存量变化情况,尽管各个领域的物质量呈指数型增长,但仍能够反映出我国在经济建设过程中取得的成绩。图2表明我国通过积极的产业结构调整具有现实的效果,它能在长期实现生产存量物质的相对减量化,但这种结构调整就短期而言效果并不容易显现。图3反映了我国为保证GDP的增长采取的消费刺激政策的作用,这种政策在一定时期内会加剧物质需求的增长,但长期而言还是可以实现消费物质存量的相对减量化。这一变化刚好与陈卫[9]预测的我国人口峰值到达时间———2029年相吻合。若以2007~2008年的物质循环结构发展,到2029年末,消费耐用品存量的人均拥有量为144•72万吨/人,是2008年末44•39万吨/人的3•26倍,与此同时,投入将是2008年投入的3•46倍。图4和图5表明,虽然我国产业结构调整在长期有利于实现废弃物总量的减排,但是在短期内这种效果不明显,环境压力依然很大。由于生产和消费领域物质需求量增加导致的流量增加的影响要大于每年投入环保和资源回收利用物质的影响,所以统计年鉴中每年提高的废弃物利用比率实际上掩盖了经济建设过程中对于废旧物还原部门的投入不足。

4政策建议

通过2007~2008年结构模型的分析可以确定经济发展的物质需求上限,虽然在我国人口峰值到来之前的物质绝对减量化存在技术和提高人均福利方面的压力,但在对经济系统内部结构进一步优化的基础上,可以实现“C模式”的发展。这一过程中需要注意的几点是:

(1)政府应该为启动传统经济向循环经济模式的转变提供初始动力。产品绿色化技术研发的风险性和收益不确定性使得市场生产主体(企业)缺乏主动偏离依靠提高产品数量创造效益的传统路径的激励;消费个体物品消耗与废弃物生成的少量性与对垃圾累积后形成的环境灾难的信息缺失不足以引起对自身消费减量化的反思;环境的公共属性使得废弃物还原过程缺乏积极有效的市场主体,这些方面需要政府根据世界银行推荐的管制性政策、市场性政策以及公众参与性政策做好整体的规划和宏观协调,加强生产者和消费者的危机意识,形成良好的共建循环经济的氛围。(2)在生产领域,积极促进以数量提升保证经济产值向以功能促进经济增长的转变。统计年鉴数据表明工业生产是三废产生的主要原因,所以首先应该降低生产对环境的影响以保证

支持未来经济可持续发展的可再生能源的供给。以清洁生产标准改进传统生产工艺,提高资源的生产率,同时减少生产过程的废弃物排放。通过产品的生命周期分析(LCA)延伸企业的生产者责任,使得生产企业更加关注产品源头的减量化和无害化设计,通过提高产品的技术含量以提高产品的耐用性和价值量,形成以销售产品数量盈利的方式到提品功能维护服务盈利的销售模式的转变,从而实现生产资源投入需求的减量化和生产过程废弃物排放减量化。

(3)在消费领域,促进以占有物质产品作为度量富裕的理念向获取功能服务满足质量和效用理念的转变。图3表明我国近期的物质循环结构使得消费有过度物质化的倾向,经济增长的动力仍寄托于物资性资产的大量消费。政府应该首先从人民可以直观认识且与自身生活密切相关的环境问题入手,促进消费者针对生活垃圾进行分类收集和资源化处理,结合生产环保要求进一步稳定环境质量以强化未来可再生物质的供给,其次通过宣传和教育将减量化要求深入人民的生活理念,通过延长产品的使用寿命降低资源流动的速度,或通过扩大产品利用的公共性以减少分散占有导致的资源浪费,最终实现消费物质需求的减量化和生活垃圾排放减量化。