流域生態補償多元融資機制及融資效果的系統動力學模型分析

張明凱，潘 華，胡元林

（昆明理工大學 管理與經濟學院，昆明 650093）

0 引言

流域是人類文明的發源地，在人類發展的歷程中扮演著重要角色。然而，盲目追求經濟發展的各種短視經濟行為導致流域面臨著逐步加劇的環境惡化，出現旱澇災害頻發、總體水量銳減、水土流失嚴重、水體污染不斷加劇等嚴峻的流域生態問題[1]，不僅嚴重威脅人類的生存和發展，還會對經濟發展帶來不利影響。流域生態補償是解決流域內生態環境保護和經濟發展之間“矛盾”的有效途徑，“誰保護、誰受益，誰破壞、誰付費”的原則體現了公平和權責對等，但由于補償機制、補償標準、補償資金來源等難題尚未有效解決，生態補償有效實施、發揮作用仍需不斷探索。本文以解決補償資金來源為研究出發點，探討多元融資機制的構建問題，并建立融資效果分析的系統動力學模型。

從現有理論和實踐來看，流域生態補償資金來源的研究主要有兩種觀點：一是依靠政府的財政轉移支付，二是某種單一的市場化補償方式，實踐中現階段主要依靠的是第一種方式，但效率和效果均不理想，存在大量資金缺口；第二種方式多是理論上的研究，實踐中未能真正落實。有學者提出構建生態補償多元化社會融資體系的主要渠道包括市場交易運作、多種市場化金融和社會化生態補償，并指出三種渠道的不同實現方式[2]，這些方式仍屬單一的市場化補償手段。鑒于部分準市場化或者市場化的補償方式已經在不同地區和不同領域得到探索、試行，積累了相關經驗，但單一的方式無法使巨額的補償資金缺口得到彌補，純市場化的方式也無法得到有效實施，因此，為解決生態補償資金來源問題，可以構建多元融資機制，綜合發揮不同方式的聯合、帶動、互補、風險分散等效應。

1 流域生態補償多元融資機制構建

1.1 基本思路

目前實踐中可用于生態補償資金籌集的方式主要有排污收費、排污權交易、PPP模式等，排污收費以“庇古稅”理論為基礎，由政府制定規章制度從排污企業收取污染治理費用，體現了“誰污染、誰付費”的生態補償原則，是我國一項基本的環境管理制度[3]，但標準制定和補償資金合理使用方面存在部分問題。排污權交易以產權理論為基礎[4]，本身屬于市場行為，由于我國體制原因，前期離不開行政干預和指導，只能屬于準市場行為，我國的排污權交易制度包含了排污收費方式，既能體現“誰污染、誰付費”的原則，又能體現“誰保護、誰受益”的原則。PPP模式的研究和應用自2014年以來受到國家大力提倡和推廣[5]，能夠應用于污染治理領域，間接行使生態補償的功能，屬于準市場行為。以上三種模式都能夠發揮生態補償的作用，體現生態補償原則，但如何和生態補償相結合仍需不斷探索。本文構建的多元融資機制以排污權交易為基礎[6]，發揮排污權交易的引導作用和市場的自發調節作用，在政府的科學引導和有效監督以及必要參與下，充分利用排污收費、PPP等方式，調動企業參與污染治理的積極性，并帶動第三方污染治理資金進入污染治理市場，形成社會資本為主，政府、金融機構和排污企業多方融資主體形成的多元融資機制。具體思路如下頁圖1所示。

圖1 多元融資機制整體思路

多元融資機制中生態補償資金來源由三部分構成：一是政府的行政收費，二是市場提供的資金，三是政府和市場共同的出資。下面闡述三種資金來源的機理。

1.1.1 政府資金

假定在某一流域區域內實行排污權交易制度，該區域內有n個排污企業，按照總量控制原則，綜合考慮其他相關因素。首先對n個企業的初始排污權進行分配，排污企業按照分配的排污權權限繳納排污費，如果企業的污染排放量在排污許可范圍之內，企業只需要繳納排污費即可；但企業為了擴大生產規模，污染可能會超出許可，此時，企業在繳納排污費時會綜合考慮繳納排污費與企業自身減排投入之間的關系。如果企業依靠自身技術進步、清潔生產技術、污染處理技術、減排設備投資等手段，能夠把污染控制在排污許可證范圍以內，并且自己處理污染所投入的資金要低于在交易市場上購買排污權或依靠第三方治理污染的代價，只需要繳納相應的排污費就行。此時，企業把排污費交給當地環境保護部門，由環境保護部門負責對這些資金進行統一分配，實現生態補償的目的。在這種情況下，生態補償資金雖然來源于市場，但最終由政府收取和分配，代替行使生態補償的責任，可視為準市場的生態補償模式。上述兩種情況下，生態補償資金來源于政府的行政收費。

1.1.2 市場資金

如果企業繳納的排污費高于減排投入，這種情況下企業將會采取兩種措施實現排污達標的目標。一種措施是：在某區域整個排污權交易市場中，部分企業實現了多余的排污配額，拿出來在交易市場中進行市場化交易，超額排放的企業可以在交易市場中競價購買，競價的價格上限可以根據企業自身處理污水的成本或者交由第三方處理時的成本進行比較。如果高于這兩個成本中的任意一個，則可以選擇自行處理或者交由第三方處理，否則就可以在交易市場中購買其他企業的排污配額。其他企業要么因為自己的污染處理能力獲得了出讓排污許可的收益，要么因為自身排污許可富余獲得了額外收益，相當于生態補償中給予生態保護者的獎勵。因為獲得多余配額的企業減少了污染的排放，對環境保護作出了貢獻，應該受到獎勵。只是該獎勵是由市場提供的，這種情況的后果會促使更大范圍的企業采取自身優勢節能減排，獲得額外收益，提高企業污染治理的積極性。前提是污染處理費用低于第三方治理費用，否則，看似額外的收益實際上效率是低下的。第二種措施是：隨著排污權交易這種市場化交易制度的不斷發展完善，會產生并興起第三方專業治理污染的企業。相比于一般企業，這些企業在治污領域技術、設備更先進，管理更科學，治污成本遠小于企業自身投入的治污成本，當區域內排污權配額不足時，企業可以在交易市場上購買第三方企業提供的排污配額。第三方收取的排污費來自于市場化的運作方式，市場化的資金支持第三方在利益驅動下進行污染治理，最終依靠市場的方式實現了生態補償的作用。這里的第三方治污企業指的是市場自發形成的污染治理企業，這種情況下，生態補償就是市場化模式。以上兩種方式的資金來自于市場行為。

1.1.3 政府和市場合作資金

實踐中，由于污染治理本身具有公益性質，投入大、風險高、投資回報期較長，專門的治污企業多數是PPP某種模式成立的。如果排污權交易制度能夠發展成熟和完善，那么排污企業完全可以由市場資金自發組織并進入到治污領域，當排污權交易市場發展不完善時，為了激勵污染治理企業提前進入該領域，政府可以結合現有的PPP模式，出臺相應的鼓勵政策和給予一定的補償，成立一批污染治理企業，最終在各方的共同努力下，實現污染的有效治理，發揮生態補償的作用。此種模式中，生態補償資金來自于政府和市場的合作。

綜上，多元融資機制能夠發揮生態補償資金籌集的作用，但在現行體制下，受政府角色定位、發展環境、經驗豐富程度等因素的影響，多元融資機制需要經過政府主導-準市場-市場的過程。

1.2 資金籌集方式

1.2.1 排污收費

從現階段排污權交易的試點情況總結分析，可用于生態補償的資金主要來自于排污企業繳納的排污費，排污費由政府統一定價，沒有放開為由市場定價的市場化交易模式，排污費由政府統一收取并統一安排使用。排污費可應用于污染治理，對部分污染治理成效顯著的企業給予獎勵，用于生態環境保護等領域。

1.2.2 貸款

貸款是解決資金短缺的主要手段，包括向銀行或金融機構的商業貸款、政府的貸款以及排污權抵押貸款等。這里對排污權抵押貸款進行說明。在排污權交易制度中，排污權已經成為一種準物權，可以作為企業的一項“資產”，資產可以用來抵押貸款，排污權交易促使企業在污染治理中由被動轉為主動。一方面，企業如果排放的污染物數量少，繳納的排污費就低，可以節約成本；另一方面，企業主動采取措施節能減排，可以把富余的污染權進行轉讓，從而獲得額外收益。總之，企業依靠自身實現節能減排，本身就是在履行生態補償的責任。節能減排技術和設備的投入較大，如果企業在能夠承受的范圍內，則可以利用排污權作抵押向銀行或其他金融機構申請抵押貸款，這樣就相當于利用市場的方式解決了生態補償資金來源的問題。即使抵押貸款資金不用于節能減排，但企業最終還是繳納了排污費，貸款資金解決了企業發展所需資金，維護了經濟穩定，保障了排污費的繳納，最終仍然是起到了生態補償的作用。

1.2.3 PPP模式

隨著排污權交易市場不斷成熟和完善，專門的污染治理企業必將進入該行業，可以是社會資本自發進入該行業，也可以由政府作出必要引導，利用公私合作的方式成立污染治理企業，政府支付一定的資金，主要由項目公司負責籌集剩余的資金，這些資金最終用于污染治理。

1.2.4 其他模式

其他模式包括企業利用自有資金，吸納社會資本，接受政府補助資金，利用金融工具融資等，排污權交易制度完善之后，企業還可以利用排污權進行期權、期貨、環境金融交易等方式進行融資。

2 融資效果的系統動力學模型構建

系統動力學（system dynamics，SD）于20世紀70年代引入中國，基于非線性動力學理論，以系統的反饋結構和行為研究為出發點，把系統科學的理論和計算機仿真密切結合起來，通過確定系統邊界，構建因果關系和存量流量關系，構造方程、模型檢驗和政策分析等步驟。本文應用此方法可以實現融資效果的仿真模擬，并進行相應的政策探討[7]。

2.1 系統分析

多元融資機制融資效果仿真分析的目的是分析不同生態補償資金來源下某一流域區域污染處理效果，從而檢驗發揮效用的投資組合，進而為制定政策提供量化分析依據。根據構建的多元化融資機制，模型中可以仿真三種主要生態補償資金來源模式的效果：（1）政府主導模式；（2）市場化模式；（3）政府+市場模式，除此之外，模型還可以模擬三種模式的不同組合效果等更多模式。融資效果仿真系統是一個復雜的、非線性的、包含多種因素的、開放的時變系統，整個系統分為“污染排放子系統”、“生態補償資金來源子系統”、“污染處理子系統”等三個子系統[8]，三個子系統相互作用、相互影響，在現有數據的基礎上，利用構建的模型，模擬出某流域地區未來一定時期內污染排放總量，并模擬該地區未來一定時期生態補償資金投入總量，利用生態補償資金投入多少和不同投資主體的行為對污染處理的效果，觀察污染總量的變化。重點是生態補償資金來源子系統的界定，該子系統把多元生態補償資金集中起來，通過對該子系統中相關變量進行賦值，觀察單獨或某一組合的補償資金投入對污染總量減少的效果。如果補償資金的投入使得污染總量逐漸減少，說明某一單獨或組合的補償資金對生態補償起到了應有作用，可以根據模擬結果的動態變化，分析多元融資體系的具體構建模式，并分析融資效果和效率。

2.2 因果關系圖及主要因果回路分析

2.2.1 總因果關系圖

融資效果總因果關系如圖2所示。

圖2 融資效果總因果關系

2.2.2 污染排放子系統因果關系分析

污染排放子系統主要模擬某流域范圍一定時期工業污水和生活污水排放總量的變化情況，并假定某流域范圍污水總量由工業污水和生活污水組成。污染排放子系統的主要反饋回路有：

GDP→工業增加值→工業用水量→工業污水增加量→工業污水自凈量→工業污水排放總量→污水排放總量→未處理污水量→污染損失→GDP

工業用水量→工業污水增加量→工業污水排放總量→工業污水回用量→工業用水量

工業用水量→工業污水增加量→工業污水自凈量→工業污水排放總量→工業污水回用量→工業用水量

人口數量→生活用水量→生活污水排放量→生活污水自凈量→生活污水排放總量→污水排放總量→未處理污水量→污染程度→人口數量

生活用水量→生活污水排放量→生活污水排放總量→生活污水回用量→生活用水量

生活用水量→生活污水排放量→生活污水自凈量→生活污水排放總量→生活污水回用量→生活用水量

2.2.3 生態補償資金來源子系統因果關系分析

生態補償資金來源子系統主要模擬某流域范圍內一定時期污染治理投資的資金總和，主要包括政府財政轉移支付、排污企業繳納的排污費、金融機構貸款、社會資本等，系統可以仿真模擬全部資金共同發揮作用下，污染總量得到控制的情況，也可以仿真模擬不同投資組合下污染總量得到控制的情況，從而探索多元化融資機制發揮效果的有效組合。

GDP→財政轉移支付→污染治理投資→污水處理量→污水排放總量→環境容量→未處理污水量→污染損失→GDP

企業自有資金→減排投資→投資收益→自有資金增加→企業自有資金

企業自有資金→減排投資→借入長期借款→長期借款→利息→償還長期借款→企業自有資金

資金投入→PPP總資金→污染治理資金→年排污交易收入→排污交易總收入→資金投入

資金投入→PPP總資金→污染治理資金→取得擔保貸款→資金投入

2.2.4 污染處理子系統因果關系圖

污染處理子系統因果關系主要描述污染治理投資對污水排放總量的治理效果，關鍵的回路主要有：

污水處理量→未處理污水量→環境容量→污染損失/污染程度→...→污水處理量

2.3 模型各子系統分析

2.3.1 污染排放子系統分析

污染排放子系統一共設計了31個變量，用來模擬某流域區域范圍一定時期污水排放總量，該子系統的流圖如圖3所示[9]。其中，GDP主要由GDP增加值和GDP增長率兩個變量確定，GDP增長率構建表函數進行預測，GDP增加值可以用GDP和GDP增長率的乘積得到。工業增加值可以用兩種方法確定，一種方法是利用相關軟件（如EVIEWS）分析工業增加值和GDP之間的關系，應用相應方法直接確定相關系數，然后進行數據模擬，如果預測數據和歷史數據擬合度較高，則可以利用擬合方程對工業增加值進行模擬，如果擬合度不理想，則可以通過構建表函數的方法進行模擬。萬元工業增加值用水量利用歷史數據構建表函數進行模擬。工業用水量用萬元工業增加值用水量和工業增加值的乘積加上工業污水回用量求得。工業用水排污系數根據實際數據中工業污水排放量占工業用水總量的比重的平均數值或者當地的實際經驗數據進行確定，或者可以構建表函數進行定義，具體賦值可以根據模擬運行結果的精確度進行選擇。工業污水增加量可用工業用水排污系數和工業用水量的乘積得到。工業用水自凈量會影響最終工業污水排放量，指的是工業污水在排放過程中能夠自我凈化的部分，該部分的比率在區域范圍有限和排放時間較短的情況下是很低的，但因為對污水排放總量會產生影響，因此在系統中進行了設計，該比率可以參照經驗值賦值。工業用水自凈量最終用工業污水增加量和工業污水自凈率的乘積定義。工業污水排放中會有部分污水可以進行重復使用，該部分用工業污水回用量表示。工業污水回用量可以增加工業用水量，可用歷史經驗數據賦值給工業污水回用系數，然后用工業污水排放總量和工業污水回用系數的乘積得到。工業污水排放總量是一個狀態變量，主要由工業污水增加量這個速率變量引起，同時受工業污水自凈量的影響，因此只需賦個初值，方程定義為工業污水增加量和工業污水自凈量之差即可。以上是工業污水排放總量系統中涉及的變量解釋及其方程的定義，生活污水排放總量系統中各變量的解釋和方程的定義類似于工業污水排放總量系統，不再一一說明。生活污水排放總量和工業污水排放總量之和構成了某流域區域污水未經處理前的污水排放總量，污水排放總量大小會對當地GDP造成損失，該損失用污染損失表示。

圖3 污染排放子系統流圖

2.3.2 補償資金來源子系統分析

補償資金來源子系統主要用來模擬多元投融資主體投入的生態補償資金，該子系統一共設計了40個相關變量，流圖如下頁圖4所示。從流圖可以看出，流域生態補償資金主要有三部分構成。一是政府的財政轉移支付，主要來自于企業繳納的排污費，也可以模擬完全的政府財政轉移支付；二是市場化資金來源，主要來自于自發的排污權交易市場，我國現階段的排污權交易市場更多的是政府和市場共同參與的模式；三是政府和市場共同的合作資金，主要通過PPP模式進行運作，并最終應用于污染治理領域。該系統可以模擬不同的補償資金來源組合，從而驗證何種組合能夠發揮最大效用。在該子系統中，污染治理總投資等于污染治理投資增加值，污染治理投資增加值來自于政府的財政轉移支付和排污設備總投資。財政轉移支付由兩部分組成。一是某區域GDP支出的一定比例，可以結合當地的實際情況賦值；二是排污企業繳納的排污費，排污設備總投資用來表示市場化的資金來源：一是企業投入的減排投資；二是PPP項目公司投入的污染治理資金。企業減排投資的資金來源既可以是企業自有資金也可以是企業靠排污權抵押從金融機構獲得的長期借款。PPP項目公司投入的污染治理資金主要來自于社會資本和政府授權主體投入的資金之和，還包括資金不足時依靠政府信用擔保借入的政策性貸款。該貸款的利率低于同期市場利率。企業自有資金或者靠長期借款投入的減排投資可以利用投資收益進行彌補或者償還，該投資收益來源于排污權交易市場上的交易收入，而PPP項目公司的污染治理資金主要用排污交易收入進行彌補，排污交易收入都用投資收益進行替代，賦值時對上限做出不超過區域排污權交易市場規模的界定。優點是更加結合實際，因為排污權交易市場規模是理論的數值，交易收入不可能被污染治理方全部得到，而投資回報可以結合現實中污染處理投資回報和污染治理的投入做出較為真實的判斷。排污設備總投資不區分是固定資產的投資還是無形資產的投資，這里統一為固定資產的投資。固定資產按直線法提折舊，殘值按照會計準則中規定的上限確定，即固定資產原值的5%。折舊是固定資產損耗的價值，扣除折舊后的價值是固定資產的凈值，體現了投資的真正價值。由于模擬的重點不同，該子系統沒有考慮貨幣時間價值。

2.3.3 污染處理子系統分析

圖4 補償資金來源子系統流圖

污染處理子系統較為簡單，除了在上兩個系統中出現的變量外，一共由5個變量構成[10]，如下頁圖5所示。污水增加值用工業污水排放總量和生活污水排放總量之和表示，環境容量可以理解為某區域允許的最大污染量，環境容量之外的污染必須要進行處理，否則會對區域環境造成嚴重污染，可以結合區域實際情況賦值為污水排放總量的一定比例，也可以根據具體數值直接賦值。污水處理量用污染治理投資和污染治理投資效率的乘積得到，污染治理投資效率根據污水治理投入產出比例確定。未處理污水量是指污水排放總量減去污水處理量的差額，未處理污水量會減少環境容量，環境容量減小表明區域污染排放超標，會對區域經濟發展造成影響和損失。

3 融資效果系統動力學模型的政策模擬

融資效果的系統動力學模型經過系統分析、因果關系構建、系統流圖構建、變量方程定義等步驟后，再經過模型檢驗，就可以應用于政策模擬。該模型按照多元融資機制的構建意圖，可以主要模擬3種融資來源的融資效果。

（1）政府財政轉移支付資金來源的補償效果

利用構建的系統動力學模型，只賦值給財政轉移支付（不考慮排污繳費，純粹政府財政支出）這一補償資金因果回路，可以模擬出某區域污水排放控制在一定范圍內所需資金投入量，從而分析出政府的支付能力，如果政府的財政支付能力不足以支付該污染治理資金，說明政府在不對環境污染收費或者征稅情況下，資金缺口是巨大的，需要借助其他資金來源方式。還可以模擬政府收取排污費情況下，污染處理效果，這兩種模式資金都來源于政府財政轉移支付。

（2）企業自有資金的補償效果

完全的排污權交易制度下，排污權交易市場自發形成的排污權交易額或者企業自主投入的減排投資資金，屬于市場化的補償方式，模型可以模擬這種市場化方式的補償效果，從而驗證市場化補償方式是否如理論研究所述是最優的生態補償方式。

（3）PPP模式的補償效果

PPP模式屬于準市場化的補償方式，既有政府資金又有社會資本的參與，不僅能夠模擬此種模式下生態補償效果，還可以模擬社會資本投入和政府資金投入的比例，分析PPP可行的合作方式。

（4）其他模式的補償效果

其他模式主要是基于上述三種模式的不同組合，比如政府純粹的財政支出和企業排污繳費組合模式，企業繳納排污費和企業自發投入減排投資組合模式等。

4 結論

本文以解決流域生態補償資金來源不足問題為研究出發點，提出了構建多元融資機制的方法，對融資機制構建的基本思路和資金的籌集方式兩個方面進行了闡述，并用系統動力學的方法構建了融資效果模擬的仿真模型，對仿真模型中關鍵的因果回路，總系統中各子系統的流圖和主要變量的方程定義都做出了說明，并從理論上對模擬應用情況進行了說明。不足是限于篇幅未對融資機制的各個環節作出一一闡述，比如構建原則、風險應對措施等，也未對系統動力學的仿真模型進行實證分析。