1 污染的生产性因素
1.1 大气污染的工业污染源
使用锅炉的大中型工业企业是污染物排放的点源，雾霾天气产生的主要原因是固定点源和流动源污染气体的排放，其中热电、化工、钢铁等工业企业排放的废气是固态大气污染的主要来源。工业点源排放的特点在于短时间内排放集中、排放数量大，因而控制污染企业生产对于在短期内快速减少污染排放、提高空气质量有重要意义，然而点源排放也会受到气象因素的影响。
1.2 大气污染的主要组成
工业企业大气污染物排放类型可分为气态无机污染物和气态有机污染物。气态无机污染物，包括二氧化硫、氮氧化物等；气态有机污染物包括非甲烷挥发性有机物（本研究中考虑到数据可得性、研究合理性，选择无机污染物二氧化硫，有机污染物，PM2.5-PM10，以及包括这两者的总悬浮颗粒物（TSP）作为研究对象，建立工业企业污染物排放监测与反馈系统。
1.3 大气污染的空间因素
计算企业的污染物排放量还要考虑空间分布因素。工业企业的直接污染物排放影响企业所在地空气质量，而间接排放的影响范围则与企业用电的来源有关，例如，企业使用的本地发电则造成对本地的空气质量影响，企业使用的外省市发电则影响外省市空气质量，企业使用清洁能源自发电则不会造成空气污染。
2 研究方法与数据
从理论角度看，工业企业属于高耗能行业，用于生产过程的电能在总电能消耗量中占主要份额，而非生产过程（如办公）用电量则占据相对较小的份额。假设生产每单位产品工序 i 耗电量为 Ei，每工作日非生产过程用电量为 E0，每工作日产量为 Y，那么每天的总用电量为E = Y 0i ii iE EE EY Y= ∑+ ≈ ∑ + E0，则单位产出耗电量0i ii iE EE EY Y= ∑+ ≈ ∑ 。单位产出耗电量在短期之内技术水平不变的前提下，将保持在稳定的数值上。
2.1 污染物排放估算方法综述
估算点源大气污染物排放的方法有多种，在一定情形下应根据数据的可得性、估算结果的科学性选择合适的方法。通过梳理和比较，以往研究中有四种计算工业企业污染物排放量的方法，分别为行业污染排放系数估算法、分工序估算法、历史数据估算法和流量监测法。前三种估算方法均以排放系数为依据，而最后一种方法不以排放系数为依据。
2.2 流量监测法
第四种方法在污染源（电站锅炉、工业锅炉、工业窑炉等燃烧设施）排污口直接实时监测污染物排放浓度，结合排放流量数据，计算一定时间内的总排放量。这种方法对资本设备要求较高，在实际中可行度较低，但测算污染物排放量数据最为精确。根据工业企业用电量与产量之间的数量关系、产量与污染物排放的数量关系，可以建立工业企业污染物排放监测与反馈机制。在这一机制下，根据工业企业实时用电量数据，可以估算出该企业实时大气污染物排放量，对于污染物排放量超过一定标准的企业给予警示，甚至通过行政手段限制其生产行为，将武威大气污染物排放量控制在一定范围内，保证市内空气质量。
2.3 本文研究方法
本研究采用行业污染排放系数估算法，计算各个工业企业的污染物排放量。该技术在亚洲地区应用还比较少，David G.Streets 等根据美国航空航天局 (NASA) 的Trace-P 项目研制了 2000 年亚洲地区的排放清单。胡尧也曾基于中国的投入产出表进行了中国能源消费的碳排放估算，但是其侧重于碳排放研究，很少涉及污染物的排放。
首先，根据企业用电量和产量的历史数据，建立二者之间的数量关系。然后，通过行业污染物排放系数建立起企业产量与污染物排放之间的数量关系。从而，可以进一步建立企业用电量与污染物排放的数量关系。在此基础之上，建立污染物排放监测机制，根据智能电表观测到的企业实时用电量计算企业实时污染排放量，通过电力供给控制、错峰填谷等手段调节企业用电量，利用行政手段引导工业企业改变生产计划，从而达到武威工业企业整体单位时间内用电量、污染排放量保持基本稳定的目标。通过污染物排放反馈机制得到调整后的各企业污染物排放量，进一步利用电力供给控制、错峰填谷措施进行调整。工业企业实时污染物排放量的测算根据以下三个步骤进行。
（1）获取工业企业一段时期内的一次能源投入量数据，根据各行业燃煤排放系数、燃油排放系数，计算在这一段时间内该企业的各类大气污染物排放量。
（2）根据企业在一段时间内的污染物排放和同一段时间的用电数据，计算单位用电量的各类污染物排放，获得污染系数。
（3）得到单位用电量的各类污染物排放数据后，结合智能电表监测到的企业 15 分钟用电量的高频数据，计算得到高频的大气污染排放物曲线。
2.4 数据来源
本研究中工业部门污染物排放量的数据来源于第一次全国污染源普查数据，数据的时间跨度为 2006 年到2009 年。从范围来看，污染源普查包括工业源、农业源、生活源和集中式污染治理设施四大部分。从对象来看，全国总的普查对象为 592.6 万个，其中工业源 157.6万个，农业源 289.9 万个，生活源 144.6 万个，集中式污染治理设施 4790 个。用电数据方面，本研究获取武威工业企业每日 96 点用电数据（每5分钟一个数据）用于替代武威工业生产产量数据，作为武威工业企业生产的直接变量。
3 分析结果及应用
根据计算所得的企业 15 分钟内的电力消耗水平，结合污染物排放系数可以得出各类污染物排放量，及时对污染排放严重的企业给予警示，甚至使用行政手段控制其生产活动，以保证空气质量维持在一定水平之上。可以发现不同企业单位用电量污染物排放量差异很大，不同企业的各类污染物排放比重也不相同。工业企业的单位用电量污染物排放量、污染物排放构成与企业的生产内容、生产过程、生产方式、生产技术等紧密联系。例如，电机制造业、炼焦业和纸制品制造业二氧化硫、氮氧化合物的排放量比较大，而电子和电工机械专用设备制造业则会排放大量可悬浮颗粒物，是导致雾霾的重要源头。钢铁行业、氯碱行业虽然能源消耗量很大，但伴随单位用电量的各类污染物排放却比较小，这与武威的经济结构是有关系的，武威地区的大型钢铁、氯碱企业往往采用很先进的节能减排技术，因而这些大型工业企业并不一定是造成武威空气污染的主要原因。
4 结论及政策建议
本研究建立了武威工业企业用电量与大气污染物排放量之间的数量关系，大气污染物排放量的降低可以从降低企业用电量着手。一方面，可以切断对污染物排放量过大的企业的电力供给。衡量企业污染物排放量过大的标准制定应有科学性、合理性。本研究给出了针对这种措施的两个可能的方案。
方案一：根据空气中各类污染物浓度的加权求和数据，建立基于二氧化硫、氮氧化合物、可悬浮颗粒物浓度的空气污染贡献指数。计算各企业空气污染贡献指数的高频数据，控制连续 6小时该指数在一定数值以上企业的电力供给。
方案二：采取双重指标监控机制，即选取前一天浓度超过国家限制范围百分比最高的两种污染物作为研究对象，需要采取电力供给限制的企业应满足一天中连续6小时以上两种污染物排放量在工业行业历史平均水平以上。在实际情境中，还应该考虑到操作的复杂性及方案的可行性，需要进行一段时间的测试。
参考文献
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