湖南省火電企業污染物排放影子價格研究

田石強　石廣明　熊　輝

(湖南省環境保護科學研究院環境規劃與政策研究所，湖南 長沙　410006)

湖南省火電企業污染物排放影子價格研究

田石強石廣明熊輝

(湖南省環境保護科學研究院環境規劃與政策研究所，湖南 長沙410006)

【摘要】本研究運用湖南省23家火電企業的污染物排放數據，分析了二氧化硫、氮氧化物的影子價格，并結合國家脫硫電價補貼、湖南省排污交易配額的實際定價進行了討論，最后提出了相應建議。結果顯示，湖南省火電企業二氧化硫影子平均價格為3021.67元/噸，氮氧化物影子價格為58089.28元/噸。在脫硫電價補貼后大多數企業可以實現零二氧化硫減排成本；在脫硝電價補貼方面，國家現階段脫硝電價僅能補貼火電企業脫硝成本的很小一部分。對比分析湖南省污染物排污權有償使用收費和交易政府指導價格標準發現，兩個價格中二氧化硫和氮氧化物的價格均低于湖南省火電企業相關污染物影子價格(邊際減排成本)。

【關鍵詞】污染物影子價格；脫硫電價；排污交易配額價格

中圖分類號：X21

文獻標識碼：碼：A

文章編號：號：1673-288X(2015)05-0053-05

Abstract：This paper used the emissions data of 23 coal-burning utility plants in Hunan Province to analysis its SO2and NOx shadow price and discussed the rationality of national desulfurization price subsidies and Hunan province allowance price for emissions trading and proposed responding policy. The results shown that the average shadow price of SO2and NOx for these coal-burning utility plants in Hunan is 3021.67 and 58089.28 yuan / ton，respectively. According to national desulfurization price subsidies，most enterprises can achieve zero SO2abatement costs，while only a small part of NOx abatement costs can be subsidized. In addition，comparing the results to the pollutant emission allowance using fee and its trading standards of government guidance price in Hunan province，it is found that price in the guideline is lower than our study results.

Keywords：Pollutant shadow price；desulfurization price subsidies；emission trading allowance price

作者簡介：周泓，高級工程師，兼任中國環境科學學會環境監察研究分會副主任及秘書長，主要從事環境管理體系認證、可持續發展認證、低碳認證、環境監察研究等，曾主編過《中國汽車行業環境管理實施指南》、《中國電子行業環境管理實施指南》、《中國汽車行業環境管理實施指南》

1 引言

我國經濟進行30多年來的高速發展，產生大量污染物，導致國內環境污染問題十分嚴重，如海河、淮河流域水環境污染問題，以及近年來全國大范圍內出現的空氣污染問題等等。從環境經濟理論的角度來看，環境污染是由于企業或個人排放污染物所產生的環境外部性沒有得到內部化所造成，因此，要解決環境污染問題，其關鍵在于將環境外部性進行內部化。要達到這一目的有許多管理手段，如稅收、補貼、排污交易等等。在內部化環境外部性的過程中，比較重要的便是使得稅收或交易費用等于社會邊際外部成本，但是在實際實施當中，很難測算外部成本的大小，因為排放的污染物是沒有市場的。

為了衡量并測算污染物的市場價格，為設計環境管理政策時提供參考，F?re et al.[1]采用對偶理論，利用收入函數的對偶函數—產出距離函數來推導污染物的影子價格。污染物的影子價格可以解釋為以具有市場價格的物品為參照，減少一個單位的污染物排放所產生的機會成本，或者污染物減排的邊際成本。采用與收入函數、成本函數或利潤函數對偶的各種距離函數來推導影子價格，使得影子價格具有明確的經濟含義，僅僅需要實際的污染排放量，而不用考慮是否存在著污染監管，也無須投入和產出的價格信息，因此在研究中得到廣泛應用。

許多研究采用產出距離函數和投入距離函數來估計污染物的影子價。 Coggins and Swinton[2]對美國燃煤火電廠二氧化硫減排的影子價格進行了估計，并檢驗了美國排污交易市場交易配額的合理性，結果顯示二氧化硫的影子價格要高于交易市場的配額價格，可能是由于嚴格的二氧化硫排放監管法規所產生的。Shaik et al.[3]以美國內布拉斯加農業部門的數據為基礎，對農業部門氮排放的影子價格進行了分析，結果顯示1936至1997年，其氮的影子價格介于0.91至2.21美元/磅。Reig-MartmHnez et al.[4]對西班牙陶瓷造路行業的18家企業，所產生的泥漿和廢油的影子價格進行了估計。Park and Lim[5]對韓國發電廠CO2排放的影子價格進行了測算，結果顯示CO2平均影子價格為14.04歐元/噸。 F?re et al.[6]采用美國209家發電廠的數據，估計1993-1997年期間SO2的影子價格介于1-1974美元/噸，并發現這些發電廠通過提高效率而削減了4000～6000噸的SO2排放。 Murty et al.[7]衡量了印度一些火力發電廠數種污染的影子價格，以及電力產出與污染產出之間的替彈性，發現采用確定性前沿估計方法得到的影子價格比隨機前沿估計法得到的影子價格更高。 Molinos-Senante et al.[8]利用影子價格計算了污水處理廠處理污染物的收益，并結合該收益進行了污水處理廠的費用效益分析。 Lee and Zhang[9]對中國30個制造工業的CO2影子價格進行了分析，結果發現其平均影子價格在3.13美元/噸。此外，一些研究采用方向性距離函數來估計影子價格。

當前我國實行的脫硫電價補貼政策，是促進火電企業脫硫的主要經濟刺激政策。污染物的影子價格作為一種非市場資源價值的市場化表現，能夠幫助人們獲得排污交易配額的市場參考價格、制定污染物排放收費基準。因此，研究火電企業二氧化硫排放影子價格能夠幫助我們更好的制定脫硫電價政策，從而分析當前國家的脫硫電價政策是否對于各地方的發電企業的二氧化硫減排具有刺激作用，并且有多大的刺激作用。

此外，當前我國的排污交易政策試點正在如火如荼的進行，湖南省便是試點之一。在國際上，排污交易在理論和實踐上都被公認為是一種控制污染物排放總量，降低企業污染物排放的有效的途徑。在我國，自2001年江蘇發生了首例二氧化硫排污權交易開始，二氧化硫排污交易試點在我國七省市全面展開。另外，從宏觀政策趨勢來看，繼續深化綠色稅制改革是國家稅制改革的大趨勢。2013年，國家發展和改革委員會、國務院多次在相關文件中指出積極推進環境稅改革，合理調整消費稅征收范圍，加快資源稅改革，推動環境保護費改稅。因此，研究計算湖南省火電行業二氧化硫影子價格，一方面，能夠為二氧化硫排污交易價格的制定提供參考；另一方面能夠對環境政策的制定，如開征環境稅、脫硝電價等提供思路。

2研究方法

2.1　基于生產理論的影子價格模型

正常情況下，由于我們總是希望產出更多的期望產出yg，并且盡量減少非期望產出yb的產生。因此，我們認為非期望產出具有弱可處置性，即在生產過程中生產者不會不計成本的處理非期望產出。在弱可處置性條件下，減少非期望產出的同時，期望產出也必將減少。

此時，能夠使用產出集來定義產出距離函數：

(1)

假設產出價格r=(r1，r2，……，rM)，且r≠0；此時我們并不強制r非負，但允許一些價格非正。這樣，以距離函數形式定義的收益函數可以表示為：

(2)

根據距離函數的對偶性，式(2)的產出對偶距離函數可以表示為：

(3)

此時，若收益函數與距離函數均是可微的，便可以構建拉格朗日函數求解最大收益(企業具有經濟人特征)，有：

(4)

通過變化(詳見F?re[11])，可以得到：

(5)

隨后，應用對偶理論于式，有

(6)

式(6)中r*(x，y)表示最大化收益后的產出價格向量，此時運用Shephard對偶公理于式(6)，有

(7)

將式(7)代入式(5)中，得到

(8)

(9)

在實際操作中，可以使用期望產出的市場價格作為標準價格，這樣對于非期望產出而言，其絕對的影子價格可以通過式(10)求出。

(10)

2.2　距離函數的參數形式

通過前面的分析可以發現，要得到非期望產出的影子價格，必須知道產出距離函數的具體形式。因此，假設具體產出距離函數為超越對數形式，則有：

(11)

隨后，使用Aigner and Chu[12]議的線性規劃求解式(11)，并且允許非期望產出的影子價格非正，有式(12)。

(12)

s.t.

式(12)中，限制條件(i)表示每個樣本均位于技術前沿面上或前沿面以內；(ii)表示所有企業期望產出的影子價格非負；(iii)表示所有企業非期望產出非正；(iv)為所有企業產出的同質性程度+1；(v)為對稱性條件。

3實證研究

3.1　數據來源

本研究選取湖南省火電行業23家火電企業2010年的數據進行實證分析，分析這些發電廠的二氧化硫和氮氧化物影子價格，并結合國家現有的脫硫、脫硝電價補貼政策，分析現有脫硫、脫硝電價補貼政策對湖南省火電企業的刺激作用。

本研究選取的具體投入為大氣污染物治理設施投資、火電企業煤炭消耗；選取的產出為火電企業發電量、二氧化硫排放量、氮氧化物排放量。各投入產出的詳細統計信息見表1。

3.2　實證研究結果

3.2.1湖南省火電企業二氧化硫和氮氧化物影子價格

采用第2節中描述的研究方法，利用湖南省23家火電企業2010年的數據，求取產出距離函數，得到產出距離函數各參數值(詳見表2)。

根據國家電監會發布的《2010年度電價執行及電費結算情況通報》，按照影子價格的求算方法結合表2中的結果，得出采用該產出距離函數計算各企業的二氧化硫和氮氧化物影子價格如表3所示。

表1　實證研究樣本統計信息

表2　實證研究產出距離超越對數函數參數值

從表3的結果中可以發現，湖南省火電企業的二氧化硫影子價格平均在0.0063元/千瓦時，即每生產1千瓦時的電，需要付出0.0063元的二氧化硫削減成本；同樣湖南省火電企業的氮氧化物影子價格平均在0.0765元/千瓦時，即每生產1千瓦時的電，需要付出0.0765元的二氧化硫削減成本。涂正革[13]通過計算得出全國工業1999至2005年二氧化硫平均影子價格為8.26萬元/噸；袁鵬和程施[14]研究，全國工業二氧化硫2002至2008年的平均影子價格為5.16萬元/噸。這兩項研究的結果比本研究所得湖南省火電企業平均影子價格要高出數倍，原因是多方面的，但本研究認為主要原因在于火電行業二氧化硫減排成本相對于其他行業有較大的優勢，通常情況下火電企業是二氧化硫產生大戶，有較大的削減空間，在削減時有一定的規模削減效益；其次，影子價格是相對價格，在計算分析影子價格時若考慮全國所有的工業企業，那是將所有工業企業進行對比分析，此間存在二氧化硫削減成本較高的行業，從而將二氧化硫的平均影子價格拉高；再次，在研究影子價格時，所采用的樣本數據越微觀，那么所得到的結果便會越貼近實際，本研究所使用的是微觀數據(企業層面)，因此相對的誤差也較小。

3.2.2關于實行脫硫電價及排污交易的討論

(1)實行脫硫、脫硝電價補貼對湖南省火電企業的影響

為了給出影子價格實際應用的可能性，本研究將實證分析得到的影子價格與國家發布的脫硫、脫硝電價進行比較，從而分析國家脫硫、脫硝電價對湖南省火電企業減排的影響。根據國家發展改革委《關于調整發電企業上網電價有關事項的通知》(發改價格[2013]1942號)，國家對湖南省燃煤電廠脫硫電價補貼降為0.0135元/千瓦時，對比本研究計算得到的湖南省火電企業二氧化硫平均影子價格(0.0063元/千瓦時)，可以發現國家脫硫電價補貼比湖南省火電企業實際平均二氧化硫影子價格高出0.007元/千瓦時。因此，可以確定國家脫硫電價補貼是能夠補貼湖南省大多數火電企業的脫硫費用的，僅有極少數企業(1至2個企業)的脫硫費用不能完全得到補貼。對于不能完全補貼的企業，企業自身需付出的脫硫費用也不大。總之，從國家脫硫電價補貼政策來看，其對湖南省火電企業脫硫還是有很大的刺激作用，能夠刺激企業脫硫的積極性，減少二氧化硫的排放。另一方面，全國脫硝電價補貼目前提高至0.01元/千瓦時，從本研究的結果來看，湖南省火電企業氮氧化物的平均影子價格為0.0765元/千瓦時，因此國家硝電價補貼，并不能補貼湖南省火電企業脫硝成本，但應注意到的問題是，本研究的實證研究數據是2010年，在分析時多數企業并沒有進行脫硝，考慮到火電廠脫硝有一定的規模效應；加之脫硫電價補貼超出企業的脫硫成本，多余的部分企業可以用于脫硝。因此企業應該不至于在脫硝時付出過大的脫硝成本。

表3　各產出的影子價格

(2)關于湖南省二氧化硫、氮氧化物排污交易配額定價的分析

2014年7月8日，湖南省物價局、湖南省財政廳聯合發布了“關于主要污染物排污權有償使用收費和交易政府指導價格標準有關問題的通知”(湘價費[2014]98號)(以下簡稱“通知”)。該通知規定了湖南省主要污染物排污權有償使用收費標準，其中二氧化硫和氮氧化物均為200元/噸年，并且提出了湖南省主要污染物排污權交易政府指導價格，其中二氧化硫和氮氧化物分別為1500元/噸年和2500元/噸年。根據本研究對湖南省火電企業二氧化硫和氮氧化物影子價格的研究結果，可以發現，通知中對二氧化硫和氮氧化物有償使用的收費標準遠低于火電企業的影子價格。從排污交易的原理上看，該收費標準對火電企業是合適的，因為排污交易有償使用收費，實際上是增加了企業的污染物減排成本，單從排污交易理論上來看，只要該收費值不高于企業污染物邊際減排成本便是合適的，企業在二級市場進行交易時，能夠借助市場和自身污染物減排情況對交易配額的價格進行調整。當然詳細的交易績效及均衡價格情況，僅僅是借助影子價格來分析是不足夠的，未來的分析我們將在另一項研究中進行說明。

另外從污染物排污權交易政府指導價格來看，二氧化硫的交易價格仍然遠低于本研究所得火電企業的邊際減排成本。單從排污交易政策來看，以該定價執行配額申購，火電企業應該會對配額進行再次申購，因為配額的價格低于其污染物邊際減排成本(如二氧化硫的影子價格為3021.67元/噸年，申購配額的價格為1500元/噸年，則企業進行申購配額后收益1521.67元/噸年)，申購后企業可以多排放一定的二氧化硫，直至其污染物減排成本與配額價格相等。若考慮各種政策的作用(配額價格、排污費、電價補貼)，實際情況可能更加復雜，如結合排污交易理論、現階段湖南省火電企業的二氧化硫削減率來看，企業的二氧化硫削減率已經達到了相當高的程度(90%以上)，未來要再提高削減率將會有許多困難，加上各種政策的相互影響，未來一段時間內暫時不會出現火電企業轉賣其排污交易配額的情況，這也是一些學者談到的政策沖突問題[15]。

4結論及政策建議

當前我國正處于各種環境政策制定完善階段，不同環境政策在設計時，出發點均是針對企業污染物減排，改善環境質量，但多種政策聯合執行時，可能會產出沖突，從而造成政策無效的情況發生。通過分析企業污染物的影子價格，可以了解企業處理污染物的邊際減排成本，從而判斷一些政策在執行時，對企業的影響。

本研究利用徑向距離函數，以湖南省23家火電企業2010年污染物排放數據為基礎，分析了這些企業的二氧化硫和氮氧化物影子價格，結果顯示湖南省火電企業二氧化硫影子平均價格為3021.67元/噸，氮氧化物影子價格為58089.28元/噸。結合分析結果，本研究對國家現階段脫硫、脫硝電價補貼對湖南省火電企業的影響進行了分析，結果顯示國家現階段脫硫電價補貼能夠彌補企業脫硫成本，多數企業能夠在國家脫硫電價補貼的情況下獲得部分收益，即在脫硫電價補貼后實現零二氧化硫減排成本；在脫硝電價補貼方面，國家現階段脫硝電價僅能補貼火電企業脫硝成本的很小一部分。此外，對比分析湖南省污染物排污權有償使用收費和交易政府指導價格標準，本研究發現，兩個價格中二氧化硫和氮氧化物的價格均低于湖南省火電企業相關污染物影子價格(邊際減排成本)，在這樣的定價下，若企業在各種政策間(排污交易、排污費、脫硫電價補貼)進行權衡后，在相應污染物上有減排空間，那么，企業會對排污交易配額進行購買或轉賣，從而進一步降低其減排成本。

就本研究的結果而言，對湖南省火電企業來說，未來湖南省排污交易政府指導價格標準應該進一步提升，這樣才能避免企業在對政府回購交易配額時，以少于正常的配額有償使用價格獲得配額，從而減少成本。

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Shadow Price of SO2and NOx in the Thermal Power

Plants in Hunan Province

TIAN ShiqiangSHI GuangmingXIONG Hui

(Institute of environmental planning and policy，Hunan research academy of environmental science，Hunan Changsha 410006)

引用文獻格式：周泓等.關于《關于推進城市地下綜合管廊建設的指導意見》的初步解讀[J].環境與可持續發展，2015，40(5)：58-59.