京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

2018年11月13日起,京津冀及周边“2+26”城正在经历一次持续性大气重污染过程。北京空气质量达六级严重污染,是空气质量级别中最严重的一级。

京津冀地区污染物排放增加是此次雾霾天气形成的内因,外因是大雾等极端气象条件,污染物排放增加与极端气象条件的双向反馈加剧了雾霾污染。

很多人都知道,进入秋冬季节,特别是北方采暖季开始之后,雾霾开始在我国一些地区肆虐,特别是在以重工业为主的华北地区。有人认为重工业距离自己很远,却忘了我们时刻生活在重工业的影响之中。我们消耗的每一度电、驾驶的每一辆车,乃至我们吸的每一口雾霾,都与重工业的发展息息相关。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

在经济日益发达的今天,我们不得不承认,重工业污染是致使空气质量下降的主要原因之一,导致雾霾等恶劣气候出现。

那么,如何探测确定重工业分布以及雾霾产生地区的信息?

遥感数据:传感器+算法

在重工业领域,有些统计数据不太精确,一些研究方法也存在着各种各样的漏洞和偏差,对重工业领域的信息收集工作带来了巨大的难度。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

NASA、NOAA和美国空军共同研发的NPP(NPOESS Preparatory Project)卫星系统,是全球环境观测卫星系统中最重要的卫星星座,系统搭载的VIIRS(Visible infrared Imaging Radiometer)可见光红外成像辐射仪,收集陆地、大气、冰层和海洋在可见光和红外波段的辐射图像。生成的VIIRS I-Band 375 m Active Fire Data产品数据,是目前全球火点数据中分辨率最高的火点产品数据。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

充分利用长时间序列数据的优势,结合人工智能和大数据的信息收集清洗方法,找到热源重工业领域的信息收集清洗的方式。

针对中国大陆区域重工业清洗,采集2012年1月20日至2018年1月1日,近6年6574250条火点数据,构建3366个以县为单位区域网格,清洗出4143个运行工作超过10天的重工业热源数据。结合不同的时间和区域分析手段,可以得到一些有关中国重工业的结论。

区块化分布与区域经济祸福相倚

纵观中国区重工业区域分布图,中国目前的重工业形成明显的“区块化分布”的态势。

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(2012-2017年间中国区4145个重工业区域分布图)

辽宁的本溪-鞍山-营口一线,河北唐山区域,河北邯郸-河南安阳一线,山西从太原经临汾到河津的狭长盆地区域,山西的长治区域,内蒙的鄂尔多斯区域,内蒙的乌海区域,新疆的乌鲁木齐及附近区域,形成中国重工业分布的主要密集地带。

而东北的黑龙江、吉林两省,作为所谓的东北重工业基地,分布反而相对稀疏。作为资源大省的云南,其重工业的分布态势与东部的山东、安徽的铜陵-马鞍山一线相类。

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(2017年中国区在营重工业数目分布图)

从2017年中国区在营重工业数目分布图中可以看出,重工业的发展曾经为这些地区经济发展带来蓬勃的动力。河北的钢铁、山西的煤矿、新疆的石油天然气,都曾经给当地经济带来辉煌。在“去产能、优结构”的整体环境中,逐渐成为该区域尾大不掉的经济重担。

将2017年中国区重工业企业数量及生产规模进行对比,可以粗略看到我国重工业领域的生产效率。

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(2017年中国区在营重工业生产规模分布图)

以云南为例,其生产企业数量为全国第二梯队,生产规模不如辽宁、江苏、安徽等地。大胆假设,云南目前的矿产开采及加工行业已经进入瓶颈期(产能下降),使得云南的重工业处于碎片化生产的阶段。对于重工业企业而言,碎片化生产往往代表着其生产效率低,能耗更大而成果更少。广东也有类似的情形,更大的可能性是重工业生产处于整顿期(限制产能)。宁夏、辽宁、安徽、江苏等地,则出现相反的情况。

产业聚焦成为区域环境隐殇

放开视角去审视各个区域之资源分布,可以进一步印证中国重工业的分布态势——从明显的“区块化分布”到“产业聚焦”。

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(中国重工业领域的产业聚焦现象)

中国钢铁产业高度集中于河北,尤以唐山为重;能源产业包括煤炭产业、石油、天然气等,高度集中于山西、内蒙、新疆;有色金属产业,高度集中于云南等地。

重工业领域的产业聚焦,一方面促进形成高度产业化、结构化的行业供应链条,有利于形成大而强的产业基地;另外一方面,则容易形成产业单一、对产业风险高度依赖的区域经济形态,同时对区域的生态环境提出了极大的挑战。

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(塔克拉玛干沙漠的油田)

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(内蒙古的煤化工厂)

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(内蒙古的露天煤矿)

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(山西的煤化工厂)

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(大连的石化工类工厂)

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(西藏的水泥厂)

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(唐山市的钢铁厂)

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(云南的有色金属加工提炼厂)

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(海南的水泥厂)

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(浙江省的水泥厂)

以2017中国各省每万平方千米在营重工业企业数目及生产规模的分布对比图为例,从区域密度分布中可以发现:新疆、内蒙由于行政区域比较大,重工业企业数量密度比较大,但是生产规模密度较小;而天津、河北、山西、山东、辽宁等地,是生产规模密度高度集中的区域。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

(2017年各省万平方千米在营重工业数目分布)

天津虽然从企业数量、生产规模等绝对值指标来看并非前列,但是其企业密度集生产密度则在全国首屈一指。宁夏毗邻内蒙乌海区域,其情况与天津相似。北京市无论是重工业的企业数量、生产规模的绝对值,还是密度都是极低水平,但在众多高产能、高密度的重工业区域环绕下,生态环境不容乐观,雾霾也是意料之中的。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

(2017年各省万平方千米在营重工业生产规模分布)

而长江下游的安徽、江苏一带,一向不是我国的重工业能源产地,但是由于一些产业的行政化要求,比例宝钢、马钢等在该区域布局,直接导致其生产规模的密度偏高,直接引发这些区域的生态环境“北京化”。

2018年10月初,生态环境部发布《京津冀及周边地区2018-2019年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》,取消了部分地区部分高污染、高耗能行业如钢铁、建材、有色、化工等的统一限产停工比例,与2017年同期相比,今年大气污染诸多指标如平均浓度、浓度峰值、污染天数皆在下降。

京津冀再遭“雾霾围城”,雾霾从哪里来?

从2013年至2017年,我国整体大气污染幅度下降了40%。短期内重污染天气仍会存在,按照大气污染治理经验,污染治理呈现出阶段性与区域性的特征,预计华北地区将在未来10-15年内会根治雾霾问题。


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