世界经济增长与资源环境变化

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  自18世纪中叶英国首先开始以来，技术进步与化彼此助推，彻底改变了世界经济的基本格局，和环境发生了翻天覆地的变化。化的直接结果是生活质量的提高，并表现在一国或一地的人均家用电器、小拥有量、基础设施、人均居住面积提高或改善等方面。本节以经济增长与能源、金属矿产、水泥消费以及环境保护等方面的关系分析为基础，分析经济增长与环境变化的一般规律，为满足我国经济社会可持续发展对与环境的需求奠定基础。

  一、经济增长与能源消费

  18世纪60年代蒸汽机的发明与使用，标志着人类社会开始进入化社会。在以来的200多年里，社会财富的积累超过几千年农业社会积累的总和。大机器的广泛运用使人们能够便利地大规模开发利用能源和矿产，并将之转化为社会财富。在人类社会财富快速增长的同时，也出现了人口膨胀、耗竭和环境污染等问题，并成为人类社会可持续发展的制约因素。经济发展与能源消费关系主要表现为能源消费总量持续增加、能源结构不断优化、能源强度逐步下降等。

  ——能源消费总量持续增加。从发展趋势看，一个的国内生产总值与能源生产和消费密切相关。发达能够实现现代化的一个重要原因，是大规模开发和利用能源。产品越丰富，社会越富裕，能源的生产和消费量也越大。以来，全世界的能源消费总量持续增长。石油消费总量是个典型的例子。石油规模化采掘始于1857年美国得克萨斯。根据BP世界能源统计2009年公布的，到2008年底，全球共消费石油约1560亿吨，其中前40年只消费了约2亿吨，20世纪上半叶50年消费了不到100亿吨，最近50多年则消费了1460亿吨（表1和图1）。

  表1 1998～2008年全球能源消费一览表　单位：百万吨油当量

  图1 1983～2008年全球能源消费变化趋势图

  （据BP世界能源统计2009）

  ——伴随产业结构升级，能源结构逐步优化。随着技术进步和社会文明进程的加快，在产业结构升级的同时，能源结构逐步优化：农业社会能源以薪柴为主；以来，能源构成发生了较大的变化，欧洲化最早要用木材炼铁，随着原料中废钢比重的增加，现在炼钢采用电炉了；火车最初是用煤的，现在的高速火车已经用电了。从总体上看，以来，能源构成经历了从薪柴—煤炭→煤炭—石油→油气—煤炭为主的演变过程。随着全球环境保护运动的兴起，可再生能源发展受到世界各国的高度重视，特别是近年来防止温室气体排放引起全球气候变暖成为环境的国际热点，可再生能源得到快速发展，在能源中的比例逐步提高。据有关研究，未来能源结构变化大致如图2所示。

  图2 世界一次能源构成及其发展预测（1940～2100年）

  （据W.E.Schollnbeger和J.R.Frisch.未来的.1982）

  ——随着化的完成，世界各国单位GDP能耗逐步下降。在英、美等国化时并没有出现全球性能源短缺。换句话说，早期化在化过程中没有明显的环境约束，是一种没有或者很少约束条件下的自然发展。化快速发展时期，正好赶上世界第一次石油，1973年提出了约束下的经济增长，通过科技创新和结构调整降低单位GDP能耗，完成了化的历史任务（图3）。由于实现化的支撑技术不同，人均能耗及其峰值也不同。实证研究表明，早期化人均能源消费量较大时增长才趋缓，后发展人均能源消费峰值明显低于前者。例如，发达人均GDP在1万美元前，能源消费增长较快：1万美元时人均能耗4.07吨标准煤（1997年），4.25吨标准煤（1980年），美国8吨标准煤（1960年）。国务院发展研究中心的冯飞研究员根据有关研究，画出了各国能源强度变化的概念模型（图4）。

  图3 英、美、日及发展中单位GDP能耗曲线

  （冯飞.电力技术经济.2007年第3期）

  图4 世界主要能源强度的变化曲线

  （冯飞.电力技术经济.2007年第3期）

  二、经济增长与主要金属矿产消费

  与能源消费的规律大致相同，随着全球经济规模的扩大，金属矿产消费总量持续增加，并表现为矿产消费与人均收入呈正相关关系。

  ——金属矿产消费量持续增长。全球主要矿产品消费总量不断增长，表现为在一些化时增长速度较快，如第二次世界大战后消费快速增长，1973年到2000年前呈波动式上升。发达矿产品需求下降，部分是因为完成了城市化，部分是因为高耗材产业转移到发展中；铅却是个例外，主要与其毒性较大、日益被其他材料替代有关（图5）。

  图5 全球矿产品消费增长趋势

  （王安建，王高尚等.全球矿产战略研究2001年度报告.中国地质科学院全球矿产战略研究中心.2001）

  ——人均钢铁消费强度随人均收入增加而变化。从人均钢铁消费量的变化可以发现，先行化在化早期（人均GDP为3000～15000美元），人均消耗增加很快，后期（人均GDP超过15000美元）人均主要消耗出现增长放缓甚至绝对量下降的情形。简单地说，一国或一地人均矿产消费强度经历“（低）较快上升—（高）平稳—（较低）缓慢下降”三个阶段（图6）。

  图6 1968年世界各国钢铁消费量和人均GDP关系

  （马建明.对矿产（矿产品）需求预测的思考.2006）

  ——人均钢材消费量与人均GDP关系密切。从总体上看，人均GDP与人均钢材消费呈正相关关系。从人均钢材消费量与人均GDP关系图（图7）上可见：其一，不同收入水平的和地区大致集中在两个区域：图的左下角主要是发展中和地区，主要特征是人均GDP和人均钢材消费量均较低。发达和地区出现在图的右中部，其特征是人均GDP和人均钢材消费均较高。其二，和中国例外，人均20000美元（PPP）时人均钢材消费约800千克。究其原因，因为重化是与中国的主导产业，出口导向是其发展战略，且出口产品的钢材强度较高。虽然日、意、奥、德等国人均GDP与其他发达类似，但人均钢材消费较高，因为这几个机电产品出口量也较大。

  图7 人均钢材消费量与人均GDP的关系

  （陆晓明.矿产需求与经济发展关系研究.我国矿产需求预测、保障分析及可持续发展对策建议.2006）

  三、经济增长与水泥消费

  水泥是城市发展和基础设施建设必需的物资，原料来自非金属矿的石灰石，以及和生活的部分废物。随着科技进步和经济发展，非金属矿产品广泛应用于建筑、冶金、化工、轻工、石油、地质、机械、农业、医、首饰和环境保护等领域，成为不可替代的材料，受到世界多数的日益重视和人们的青睐。

  在化和城市化进程中，水泥消费量呈现一定的规律。以美国为例。从1900年起，美国水泥产量和表观消费量呈缓慢上升趋势。据美国经济部国贸局，到2008年，美国水泥产量8100万吨，表观消费量9252万吨。从1955年起，美国水泥净进口持续增长，到2008年累计净进口量达1152万吨。1906年到2008年，美国水泥累计产量为50.28亿吨，累计表观消费量54.40亿吨（图8）。

  图8 1900年以来美国水泥产量和表观消费量的变化

  四、城市化进程中的土地用途变化

  不可再生、不可移动的土地是城市发展最基本的条件。城市化的实质之一是对土地等自然利用方式从粗放型向集约型转化、集约化程度从低级向高级的发展过程。

  各国化时土地用途变化情况不同。英国伴随着以运动为标志的农业。早期的运动把耕地变成牧羊场，后期则伴随耕地数量的增加。1793～1815年，由于对法战争贸易中断，垦荒达到高峰。到1830年，曾经称为荒地的土地在英国基本不复存在。

  美国耕地面积也有一个变化过程。南北战争及其以后，美国相继颁布了《宅地法》、《荒芜土地法》等法案，大批移民向西拓植，来自国内外的移民不断增加。从1862年到1926年，联邦共颁发了139万公顷土地所有权证，面积约为2.3亿英亩。美国农业耕地面积从1870年的4.07亿英亩增加到1914年的9.1亿英亩（图9）

  主要近现代史。。据世界银行统计，2005年美国的耕地面积减少到0.43亿英亩，仍为世界上耕地面积最多的。

  图9 美国农用地随着国民生产总值的变化情况

  （道格拉斯·诺斯（North,D.).美国的化，载于波斯坦、哈巴库克（Postan,M.M.,Habakkuk,H.J.）：剑桥欧洲经济史（第六卷）.北京：经济科学出版社.2002）

  化时耕地面积变化表现为数量先不断减少而后减少变慢的特点（图10）。在1960、1970和1980年的耕地减少量分别为5000公顷、36000公顷和53000公顷，1980年后每年的减少约13000公顷，反映化完成与建设占地减少的一致性。经历了一个耕地开发、保护和控制的过程，耕地减少与国土面积小、人均耕地少密切相关。1959年农林水产省颁布《农用地转用标准》，目的在于确保优良农地，维持农业生产力，适当农地转用。

  图10 1960年以来国民生产总值和可耕地面积的变化

  （南亮进.的经济发展.北京：经济管理出版社.1992.108）

  根据美国学者莱斯特·布朗的研究，在、和我国省的化过程中，损失了三分之一以上的可耕地，这一点尤其需要引起我国决策者的特别重视。

  五、经济发展与环境保护

  研究表明，人均收入与污染物排放之间呈倒U型关系（库兹涅茨曲线）。如果经济增长最终能带来环境质量改善，就不必减缓经济增长来保护环境。正因为如此，环境学家和经济学家不断对库兹涅茨曲线揭示的规律进行验证。下面引用其中的一些研究结果。

  作为1992年世界发展报告背景研究（IBRD,1992）的一部分，一些估计了10个环境指标与人均收入之间的关系。这些指标是：缺乏干净水、缺乏城市卫生设施、城区悬浮颗粒物水平、二氧化硫浓度、1961年到1986年森林面积的变化和年采伐率、河水中溶解氧和大肠杆菌、人均市政废物、人均二氧化碳排放量等。研究结果表明，部分指标确实与库兹涅茨曲线吻合，包括：缺乏干净水和城市卫生设施的状况随收入升高而逐步改善，但收入的升高带来水质的恶化，引起全球气候变化的温室气体明显地随收入而升高；市政废物的产生和排放也是如此。以一个的人均排放量表示的二氧化硫（SO₂）、氧化氮（NO_X）以及悬浮颗粒物（SPM），它们与人均收入水平的关系符合倒U形曲线揭示的规律。

  还有一些利用该报告中世界经济增长和人口增长的，评估森林采伐和SO₂排放之间的关系，并对1990年到2025年的全球变化趋势进行预测。对SO₂的研究表明，拐点出现在人均GDP3000美元。全球SO₂排放总量将从1990年的3.83亿吨增加到2025年的11.81亿吨；人均SO₂排放量从1990年的73千克增加到2025年的142千克。森林覆盖从1990年的4040万平方千米，降到2016年的最低值3720万平方千米，2025年又增加到3760万平方千米。因为森林砍伐导致生物多样性的损失，在生物演化尺度上，这一过程是不可逆的

  罗杰·珀曼著，侯元兆等译.自然与环境经济学.北京：中国经济出版社.2002。

  六、世界经济增长与环境关系的启示

  1.没有一个能依赖本土实现化

  由于自然地理分布的不均匀性，没有一个能依赖本土实现化。一般地，一些某些矿产相对丰富，而另一些则相当贫乏；一个内的差异也可以表现得淋漓尽致。如盛产石油的科威特，除油气外，其他矿产的经济利用价值不大。只有幅员辽阔的才有可能总量丰富、矿产种类齐全，如美国、俄罗斯、中国、印度、澳大利亚、加拿大和巴西等。即使这些大国，也可能存在结构不理想，甚至结构性短缺问题。

  以石油为例。世界石油丰富，但分布极不均匀。据2000年美国地质调查局（USGS）的评估，在现有经济技术条件下，世界石油最终可采储量约3567.45亿吨，主要分布于中东，可采石油1356.78亿吨，占全球石油总的38%；其次是前苏联和北美地区，分别为617.27和590.29亿吨，占17.3%和16.5%；欧洲地区最少，仅141.33亿吨，不足全球最终可采石油的4%。迄今，全球尚有1280亿吨左右的石油有待发现。

  根据英国石油公司（BP)2009年6月发布的全球能源统计报告，如果扣除加拿大油砂储量不计，截至2008年底，全球已探明石油储量为12580亿桶，主要分布在中东，剩余探明可采储量为7541亿桶，占全球总剩余可采储量的59.9%；其他几个地区的剩余探明可采储量，均不足全球总剩余可采储量的10%（表2）。

  表2 全球石油剩余探明储量　单位：10亿桶

  又如固体矿产。全球矿产的分布非常不均匀。有关研究表明，金属矿产总储量的46%集中在矿产地仅占0.25%的极少数大矿中，且集中在少数。具体说，大约25种矿产主要集中在3～5个。例如，煤炭储量的76.2%集中在美国、德国、俄罗斯、南非、澳大利亚、中国和印度。铁矿90%的储量分布在俄罗斯、美国、巴西、澳大利亚、加拿大、印度、南非、瑞典、法国、委内瑞拉和利比亚，前5国的储量占80%。锰矿储量的94%集中分布在南非、俄罗斯、墨西、加蓬、澳大利亚、巴西和印度等国，其中南非和俄罗斯共占储量的88%；南非、哈萨克斯坦、津巴布韦、芬兰、印度、巴西、和8国占有世界铬铁矿储量的96%，而前4国则占91.6%。

  世界上大多数铁、锰、铬等矿产集中分布在少数大型或特大型矿床中。如超大型铁矿有俄罗斯的库尔斯克，探明储量426亿吨，其中富矿储量为261亿吨；富矿石探明及预测储量约820亿吨，600m深度以浅的量估计有2900亿吨。乌克兰的克里沃罗格铁矿盆地，保有储量201亿吨；巴西米纳斯—吉斯拉“铁四边形”地区，有100个铁矿床，储量220亿吨；巴西卡拉贾斯铁矿区，富铁矿石探明储量达177亿吨。澳大利亚哈默斯利铁矿区，赤铁矿、赤铁矿－针铁矿矿石品位高，含铁54%～62%，褐铁矿矿石含铁50%～54%，储量共计320亿吨，品位54%～64%的有249亿吨，可露天开采。10亿吨以上的超大型锰矿有加蓬莫安达含锰层，南非卡拉哈里马马特旺型矿石，墨西莫兰含锰层和加拿大拉皮德—克里克铁－锰层。在加蓬，莫安达含锰层已探明储量2.2亿吨，平均品位50%；卡拉哈里锰矿田马马特旺型矿石储量约132.04亿吨，其中可采储量4.74亿吨，平均品位约39%，如加上卡塞尔斯型矿床的3.4亿吨可采储量，平均品位48%，卡拉哈里锰矿田合计拥有136.13亿吨估计储量，其中可采储量8.13亿吨。

  产地的持续勘探、开发才能保证全球的稳定；生产地和消费地的错位并不影响矿产的勘探、开发、等矿业发展；特别是像我国这样的发展中大国，将完全寄托在国外市场，既不现实也不可能。所谓不现实是因为存在不安全因素，所谓不可能是因为没有一个能满足中国这么大的市场需求。摸清家底、立足国内应成为我国保障矿产品安全的指导方针和立足点。

  2.强度呈现倒U型或反S型特征

  实证研究表明，强度（单位GDP的金属消费量）一般呈倒U型曲线特征，人均金属消费量与人均GDP之间呈“S”型曲线的增长关系（图11）。在人均GDP达到1000美元后，一国或一地在化过程中进入一个能源消费的“爬坡”阶段。

  图11 矿产单位GDP消耗的倒U型模式和人均消费的S型模式

  人均金属消费量与人均GDP之间呈“S”型曲线的增长关系。具体原因主要有：第一，随着经济增长，经济结构特别是产业结构的变化使消耗弹性先增后降。在一国经济进入化快速增长之前，以农业和轻纺为主的“温饱型”产业往往是经济增长的主导行业，消耗强度较低。进入化后，消费开始持续增长，并在重化主导的化中后期达到历史最高水平。此后，随着重化增速放慢，比重减小，服务业增长速度加快，单位产出的消耗强度持续回落，并保持较长时间的稳定状态。第二，经济持续增长背景下，不可再生价格具有长期的上涨趋势，需求增长和生产成本提高是主要原因。价格上涨将刺激各种替代技术的快速发展，如等新材料对钢铁的替代，也将对传统的消费强度产生直接影响。第三，随着人均收入的增长，无论是人均钢铁生产和消费量的增加，还是人均住房面积的扩大，都需要消耗大量的实物；即使进入信息化社会，如果没有实物投入，也无法建设高楼大厦和各种基础设施。

  不同金属矿产“S”型曲线波长不同，与其性能和化中经济结构的演变有关；曲线的起点和形状也因各国的经济结构、禀赋、政策等不同而异。以美国为例，近百年来美国矿产品及相关产品生产消费呈明显的变化规律。从铁矿石和钢的生产、消费看，美国铁矿石产量1952年达到1.2亿吨的历史最高水平，1954年铁矿石消费量达到1.45亿吨，此后保持在7100万～5600万吨之间。1900～1949年期间多数年份铁矿石视消费量大于产量，铁矿石净进口量不超过500万吨（只有8年净出口，数量不超过200万吨）。1954～1990年铁矿石表观消费量大于产量，差值1200～7000万吨，1991～2007年缩小到1580万～400万吨。1900～2007年铁矿石累计产量70.45亿吨，累计表观消费量82.53亿吨。钢产量1973年达到历史最高水平1.37亿吨，表观消费量2006年达到历史最高水平1.2亿吨。据美国商务部、布鲁塞尔报纸对2008年世界粗钢产量及排名报道，2008年美国钢产量为9150万吨。1914～1958年钢为净出口，1959～2008年为净进口。

  3.化与技术相互促进

  以来，机器生产体系逐渐形成。化带动了一系列的技术发明（图12），每一项技术发明的出现需要一个过程，从技术发明到生产实践又需要一个过程。当生产发展到一定新的阶段，又对技术发明提出新的要求，如此不断循环，逐渐推进。换句话说，和技术进步相互促进，共同提高。

  图12 英国城市化进程与重要技术发展的关系

  在这一过程中，新技术研发和扩散遵循“新技术产业革新点——新技术产业链——新技术产业体系”的“从点到线再到面”式的扩散路径：技术发明首先是在产业体系的一、两个关键点取得突破，然后沿着产业的上下游方向扩散形成新技术产业链，再进一步，向关联产业扩散形成新技术产业体系（网），由此带动城市化逐渐、缓慢前行。

  4.循环再生成为原料的重要来源

  无论是矿产、能源还是其他生产，消费“零增长”至今并未出现。以美国最为典型。美国已进入后时代，但仍然是世界上矿产品的最大生产国，许多矿产品产量居世界首位；是世界最大的矿产品消费国，人均消费20多吨，是我国的5倍；也是最大的矿产品贸易国，许多矿产品进出口居世界第一；非矿物的来料产值约占美国国内生产总值的5%。

  后化依靠知识和技术创新来发展经济，矿产消费增长速率远低于GDP的增长，单位GDP的消耗强度大幅度下降；非金属矿产消费量，随着人均收入水平的提高明显增加；废旧物资的大量产生和积累，为其回收和再生利用创造了条件，并逐渐成为原料的重要补充。钢、铝、铜等大宗废旧金属的回收和再生利用占投入的比重不断提高，非金属和各类新型合金的消费量剧增，新型材料和替代品不断出现，应用领域不断拓展，并支撑着社会进步和经济的可持续发展。德国、等依赖再生发展“静脉产业”就是例证。

  浏览 197赞 122时间 2023-04-21