上海市中小燃煤鍋爐清潔能源替代的成本收益研究

周晟呂

(上海市環(huán)境科學(xué)研究院，上海 200233)

由于中小燃煤鍋爐能效和運(yùn)行效率較低，為控制燃煤消費(fèi)總量，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，推動(dòng)中小燃煤鍋爐清潔能源替代或關(guān)停成為近階段大氣污染防治的重點(diǎn)工作之一，也是源頭控制的重要手段之一。2012 年以來，上海市陸續(xù)出臺(tái)了《上海市燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代工作方案和專項(xiàng)資金扶持辦法》(滬府辦發(fā)〔2012〕36 號(hào)，以下簡(jiǎn)稱“36 號(hào)文”)和《關(guān)于進(jìn)一步加大力度推進(jìn)燃煤(重油)鍋爐和窯爐清潔能源替代工作的實(shí)施意見》(滬府辦發(fā)〔2013〕66 號(hào)，以下簡(jiǎn)稱“66 號(hào)文”)，按照“引逼結(jié)合”的原則，綜合采用提高環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)格環(huán)保執(zhí)法、實(shí)施財(cái)政資金補(bǔ)貼等舉措推進(jìn)中小燃煤鍋爐清潔能源替代。2013—2015 年，上海市累計(jì)完成5153 臺(tái)分散燃煤(重油)鍋爐和工業(yè)窯爐的清潔能源替代或關(guān)停，又陸續(xù)關(guān)停了集中供熱和熱電聯(lián)產(chǎn)燃煤鍋爐的清潔能源替代。到2017 年，除公用燃煤電廠和鋼鐵窯爐外，全市基本實(shí)現(xiàn)無燃煤目標(biāo)。為進(jìn)一步優(yōu)化上海市源頭污染控制政策，并為全國(guó)其他地區(qū)提供可借鑒經(jīng)驗(yàn)，迫切需要對(duì)上海市中小燃煤鍋爐清潔能源替代的成效開展評(píng)估。

成本收益分析是開展政策評(píng)估的重要手段。在歐美等一些發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，環(huán)境政策評(píng)估已被納入立法范疇，并發(fā)布了相關(guān)指南或規(guī)范指導(dǎo)成本收益評(píng)估工作的開展，如美國(guó)的《經(jīng)濟(jì)分析指南》、歐盟的《影響評(píng)估指南》、澳大利亞的《費(fèi)用收益分析使用指南》等[1-3]。我國(guó)的環(huán)境政策成本收益分析，一是集中在理論和技術(shù)方法的探討方面，包括對(duì)環(huán)境政策成本收益評(píng)估的重要性、分析框架、評(píng)估范圍以及方法等的研究[4-7]；二是在成本收益評(píng)估應(yīng)用方面，高廣闊等(2014)應(yīng)用DEA 交叉模型分析了我國(guó)低碳化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整效率的成本收益[8]，原環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院(2017)開展了京津冀地區(qū)黃標(biāo)車淘汰政策的費(fèi)用收益分析[9]，彭菲等(2018)對(duì)“2+26”城市“散亂污”企業(yè)開展了成本收益評(píng)估[10]，杜曉林等(2018)分別研究了“煤改氣”和“煤改電”政策的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益[11]，楊航等(2018)構(gòu)建了水環(huán)境治理成本—收益的指標(biāo)體系和綜合指數(shù)，并運(yùn)用因子分析評(píng)價(jià)了水環(huán)境治理效果及區(qū)域差異[12]?？傮w來看，我國(guó)環(huán)境政策的成本收益評(píng)估已日益受到重視，但理論體系和技術(shù)方法離規(guī)范統(tǒng)一還有一定距離，需要通過不斷的實(shí)踐分析推動(dòng)成本收益分析制度的建立，并更好地指導(dǎo)和服務(wù)于政策決策。

1 研究范圍的界定

自2013 年至2015 年，上海市在工業(yè)領(lǐng)域分別替代或關(guān)停燃煤鍋爐、重油鍋爐和窯爐1036 臺(tái)、1675 臺(tái)和2442 臺(tái)，全面完成了全市中小鍋爐清潔能源替代，其中鍋爐關(guān)停占42%，清潔能源替代占58%。在實(shí)現(xiàn)清潔能源替代的鍋爐中，煤改氣占25%，煤改電占22%，煤改油占11%[13]。本研究的評(píng)估內(nèi)容為上海市中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代的成本收益，不包括中小燃煤(重油)鍋爐關(guān)停。

2 成本收益識(shí)別

2.1 成本識(shí)別

實(shí)施中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代的直接成本收益矩陣詳見表1。從政府的角度來看，一是會(huì)帶來行政管理成本，包括鍋爐統(tǒng)計(jì)、相關(guān)培訓(xùn)、與區(qū)縣和企業(yè)溝通、項(xiàng)目審核等；二是根據(jù)“36 號(hào)文”和“66 號(hào)文”，政府對(duì)燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代的補(bǔ)貼投入；三是污染減排帶來的排污收費(fèi)額(環(huán)境保護(hù)稅額)下降。從企業(yè)的角度來看，一是清潔能源替代的改造投入；二是燃料變化帶來的運(yùn)行成本的增加。

表1 燃煤（重油）鍋爐清潔能源替代的成本收益矩陣

2.2 收益識(shí)別

實(shí)施中小燃煤(重油)鍋爐的清潔能源替代，從企業(yè)的角度來看，一是可以獲得政府補(bǔ)貼；二是使用更高效的清潔能源所減少的環(huán)保投入；三是節(jié)省排污費(fèi)(環(huán)境保護(hù)稅)支出；四是節(jié)省人力和場(chǎng)地成本。從居民的角度來看，減少污染排放可以改善環(huán)境質(zhì)量，降低居民健康風(fēng)險(xiǎn)，減少應(yīng)對(duì)污染所帶來的防護(hù)和應(yīng)對(duì)成本。

2.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響分析

中小燃煤鍋爐清潔能源替代會(huì)拉動(dòng)鍋爐制造設(shè)備的需求，煤改氣、煤改電或者煤改輕油會(huì)增加對(duì)不同燃料的需求，進(jìn)而通過產(chǎn)業(yè)鏈給整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)帶來影響。

3 研究方法及數(shù)據(jù)來源

3.1 直接成本收益

燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代后給不同主體帶來的直接成本收益的核算方法及數(shù)據(jù)來源如表2 所示。

表2 直接成本收益計(jì)算方法和數(shù)據(jù)來源

續(xù)表

3.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響

由于投入產(chǎn)出表可以刻畫不同部門之間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，因此本研究采用投入產(chǎn)出模型進(jìn)行模擬，重點(diǎn)關(guān)注燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代的改造投入和運(yùn)行投入對(duì)產(chǎn)出和居民就業(yè)的影響?；跀?shù)據(jù)的可獲得性，本研究應(yīng)用上海市2012 年42 部門投入產(chǎn)出表進(jìn)行模擬，其中燃煤鍋爐清潔能源替代改造主要涉及通用設(shè)備制造業(yè)，對(duì)燃料的需求主要涉及精煉石油和核燃料加工品業(yè)，電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)以及燃?xì)獾纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。

3.2.1 對(duì)總產(chǎn)出的影響

將投入產(chǎn)出表按行建立投入產(chǎn)出模型，其可以反映各部門產(chǎn)品的生產(chǎn)與分配使用情況，并描述最終產(chǎn)品與總產(chǎn)出之間的價(jià)值平衡關(guān)系。根據(jù)列昂惕夫模型[22]，

式中，A代表直接消耗系數(shù)矩陣；X代表總產(chǎn)值；Y代表最終產(chǎn)品。

設(shè)定ΔY為清潔能源替代投入的新增資金量的列向量；ΔX表示資金投入后通過產(chǎn)業(yè)鏈上下傳導(dǎo)帶來的整個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)出的增加量。根據(jù)式1，

3.2.2 對(duì)居民勞動(dòng)報(bào)酬的影響

清潔能源替代投入會(huì)拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的需求，從而帶動(dòng)了勞動(dòng)力需求。本研究引入勞動(dòng)者報(bào)酬系數(shù)，即，

式中，Wj為第j部門的勞動(dòng)者報(bào)酬系數(shù)，表明各行業(yè)部門勞動(dòng)報(bào)酬占總產(chǎn)出的比例；wj為第j部門的勞動(dòng)報(bào)酬；xj為第j部門的總產(chǎn)出。

設(shè)diag(w)為勞動(dòng)者報(bào)酬系數(shù)的對(duì)角矩陣向量，ΔW為由于清潔能源替代投入增加引起的各行業(yè)部門居民收入的變化量，可以得到:

3.2.3 對(duì)居民就業(yè)的影響

清潔能源替代投入會(huì)拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈上最終需求的增加，從而擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，增加勞動(dòng)力需求。假設(shè)各部門萬元總產(chǎn)出占用的勞動(dòng)力數(shù)量在短期內(nèi)是基本穩(wěn)定的，引入勞動(dòng)力投入系數(shù)，即，

式中，Lj為第j部門的勞動(dòng)力投入系數(shù)，表明各行業(yè)單位總產(chǎn)出需要投入的勞動(dòng)力數(shù)量；lj為第j部門的勞動(dòng)力數(shù)量；xj為第j部門的總產(chǎn)出。

設(shè)diag(L)為勞動(dòng)者報(bào)酬系數(shù)的對(duì)角矩陣向量，ΔL為由于清潔能源替代投入增加引起的各行業(yè)部門勞動(dòng)力就業(yè)的變化量，可以得到:

4 計(jì)算結(jié)果分析

上海市中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代對(duì)于推動(dòng)全市能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，促進(jìn)主要大氣污染物的減排具有非常重要的作用。從直接的成本和收益來看，假設(shè)鍋爐的使用壽命為10 年，則政府的年均凈支出為4.64 億元，其中補(bǔ)貼投入占51.94%；鍋爐改造企業(yè)的年均收益為16.36 億元，年均支出為32.21 億元，年均凈支出為15.85 億元；由于中小鍋爐清潔能源替代給居民帶來的年度健康收益以及節(jié)省的清潔和防護(hù)成本為5.56 億元。綜合政府、鍋爐改造企業(yè)和居民的直接成本收益，其年均凈成本為14.93 億元，政府和鍋爐改造企業(yè)的投入分別占23.71%和76.29%(表3)。

表3 成本收益計(jì)算結(jié)果

從中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代產(chǎn)生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響來看，清潔能源替代改造平均每年拉動(dòng)總產(chǎn)出2.60 億元，貢獻(xiàn)265 個(gè)就業(yè)崗位，增加0.22 億元的居民收入。每年新增的運(yùn)行成本會(huì)拉動(dòng)99.44 億元的總產(chǎn)出，貢獻(xiàn)7203 個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，增加8.51 億元的居民收入。綜合來看，由于改造和運(yùn)行拉動(dòng)的年均直接產(chǎn)出為32.24 億元，間接產(chǎn)出為69.8 億元；居民直接勞動(dòng)報(bào)酬增加1.89 億元，間接勞動(dòng)報(bào)酬增加6.84 億元。

中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代會(huì)同時(shí)帶來SO2、NOX和煙塵的減排。為評(píng)估單位污染物減排的成本和收益，本研究借鑒《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法》附表2 的應(yīng)稅污染物和當(dāng)量值表將不同污染物減排量[15]均換算為污染當(dāng)量值，由此計(jì)算出在綜合考慮政府、減排主體和對(duì)居民健康影響的情況下，中小燃煤鍋爐清潔能源替代政策的單位減排凈成本為23.96 元/千克當(dāng)量；進(jìn)一步考慮減排政策拉動(dòng)的直接產(chǎn)出以及居民直接勞動(dòng)報(bào)酬的增加，則其效益大于成本，單位減排凈收益為30.82 元/千克當(dāng)量。

5 結(jié)論及建議

本研究對(duì)上海市燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代政策實(shí)施后政府、鍋爐改造企業(yè)以及居民的直接成本收益進(jìn)行了測(cè)算，并應(yīng)用投入產(chǎn)出模型開展了社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響評(píng)估。燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代后政府的年均凈支出為4.64 億元，企業(yè)年均凈支出為15.85 億元。由于中小鍋爐清潔能源替代給居民帶來的年度健康收益以及節(jié)省的清潔和防護(hù)成本為5.56 億元，因而總的年均凈成本為14.93 億元，單位減排的凈成本23.96 元/千克當(dāng)量。如進(jìn)一步考慮清潔能源替代政策帶來的直接社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響，包括所拉動(dòng)的直接產(chǎn)出以及居民勞動(dòng)報(bào)酬的增加，則其年均效益將大于成本，凈效益為19.2 億元，單位減排凈效益為30.82元/千克當(dāng)量。

基于本研究的測(cè)算結(jié)果，提出如下政策建議。

第一，進(jìn)一步優(yōu)化政府引導(dǎo)方向，加強(qiáng)對(duì)源頭控制政策的激勵(lì)和投入?；诒狙芯康脑u(píng)估結(jié)果，中小燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代更多的是以減排主體投入為主。為更好地推動(dòng)生態(tài)環(huán)保工作從末端治理走向源頭控制，建議下一步財(cái)政獎(jiǎng)補(bǔ)政策應(yīng)更多地由末端治理向源頭控制傾斜。

第二，注重政策評(píng)估的全局性和綜合性，重視環(huán)境政策對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，科學(xué)把握污染減排與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系。針對(duì)燃煤(重油)鍋爐清潔能源替代，政府和實(shí)施主體需要承擔(dān)不同程度的成本投入，但從整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的角度來看，可能會(huì)對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)和社會(huì)分配產(chǎn)生積極影響。在后續(xù)開展環(huán)境政策決策時(shí)，建議從全局角度評(píng)估政策實(shí)施的綜合影響，做好宏觀和局部的權(quán)衡。

第三，積極探索多元化政策機(jī)制，進(jìn)一步強(qiáng)化政策激勵(lì)機(jī)制的針對(duì)性和有效性?，F(xiàn)有支持政策多以政府一次性激勵(lì)或補(bǔ)貼為主，而一項(xiàng)環(huán)境政策的實(shí)施可能會(huì)對(duì)不同環(huán)節(jié)或不同的社會(huì)經(jīng)濟(jì)主體產(chǎn)生影響，通過建立不同的補(bǔ)償或激勵(lì)機(jī)制來平衡不同主體受到的影響，有利于提高政策實(shí)施的公平性。以中小燃煤(燃油)鍋爐清潔能源替代為例，鍋爐改造會(huì)推動(dòng)鍋爐生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，也會(huì)給政府帶來稅收；燃料的替代會(huì)拉動(dòng)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)出，但同時(shí)鍋爐使用企業(yè)會(huì)面臨高額的運(yùn)行成本。建議相關(guān)地區(qū)在推動(dòng)中小鍋爐清潔能源替代時(shí)，除財(cái)政獎(jiǎng)補(bǔ)外，還可以從設(shè)備稅收優(yōu)惠和清潔能源使用價(jià)格等方面給予支持，提高政策的針對(duì)性，緩解政策實(shí)施的阻力。