城域貨運交通的環境容量機會經濟價值測算研究

李艷麗， 王澤遠， 李立芬

(石家莊鐵道大學 管理學院，河北 石家莊 050043)

一、城域貨運交通污染現狀

隨著京津冀地區城鎮化快速推進，商業大廈雄踞中心城區，工業園、物流園環居四周的大都市格局成為主導。伴隨著發展，主城區與近郊之間(城域)的交通量開始巨幅上升，擁堵和尾氣問題愈加嚴峻[1]。研究證實，單輛中型或重型柴油貨車的尾氣污染物排放量大約相當于100輛微型或小型客運汽車，排放不達標或保養不善的柴油貨車尾氣污染排放量甚至可以達到200倍之多。這些貨運尾氣排放與近郊工業排放，形成了京津冀大氣霧霾的最重要源頭。統計數據表明，2020年全國貨車排放的污染物中，一氧化碳為205.7萬t、碳氫化合物為45.0萬t、氮氧化物為519.6萬t、顆粒物為6.2萬t，分別占汽車排放總量的29.8%、26.6%、84.3%、90.9%[2]。2020年全國各類貨車污染物排放情況如表1所示。

表1 2020年全國各類貨車污染物排放情況 萬t

目前，國內外研究學者中，大部分學者主要研究的是貨物污染物排放量測算[3-4]、減排量測算[5-6]以及減排對策[7]的研究，很少有學者對“貨運減排產生的機會經濟價值”進行交叉研究。

本文將環境容量作為生產要素，根據環境生產要素化理論，在明確環境容量不變的基礎上，在需求者之間進行配售和監測，允許自行交易，從而實現環境容量的高效持續利用和環境總量達標的雙重目標[8]。將城域綠色貨運交通的污染物減排量，通過排污權市場交易、分配到其他行業所產生的機會效益、減少政府環境污染治理費用三種方式對機會經濟價值進行測算，并對其進行分析，以順利實現“雙碳”目標，打造現代化綠色低碳交通體系。

二、城域貨運公鐵交通污染物排放計算

(一)研究車輛

在鐵路運輸中所使用的機車主要為電力機車和內燃機車，其中電力機車使用比例為88.1%，內燃機車使用比例為11.9%[9]。隨著低碳節能等技術發展，鐵路內燃機車逐漸淘汰，使用電力機車進行貨運比例正逐年增加，故僅考慮鐵路運輸中的電力機車。公路運輸選取重卡為研究對象，與鐵路運輸過程中的污染排放情況進行比較，其中將重卡分為柴油重卡、純電動重卡、天然氣重卡和油氣混合重卡。

(二)貨運量和貨運里程

京津冀地區為落實黨和國家在2018年做出“公轉鐵”工作部署，《交通運輸部等九部門貫徹落實國務院辦公廳<推進運輸結構調整三年行動計劃(2018-2020年)>的通知》(交運發〔2018〕142號)文件中明確指出了2018—2020年京津冀各省市鐵路貨運增量和新建鐵路專用線道路里程。其中，新建港口集疏運鐵路為541.69 km，物流園區鐵路為270.73 km，工礦企業鐵路為212.88 km，京津冀各省市鐵路貨運增量如表2所示。研究選用鐵路貨運增量和新建鐵路專用線里程兩個指標，計算京津冀城域綠色貨運污染物減排量。

表2 2018—2020年京津冀各省市鐵路貨運增量 萬t

(三)排放物選取

計算公鐵交通工具的在運輸過程中的排放量情況，排放物中含有溫室氣體和常規氣體污染物。以下為主要選取的排放物，其中溫室氣體主要為 CO2和CH4，氣體污染物為VOC、CO、NOx、SO2和顆粒物。

(四)污染物計算

本文只考慮貨物在運輸過程中燃料排放情況，燃料周期分為原料的開采、運輸、存儲以及燃料的生產加工、運輸和存儲兩部分[10]。其中，由于原料和燃料的存儲過程排放占比小，缺少數據統計，忽略該階段計算。

根據《中國能源統計年鑒2020》和《中國電力年鑒2020》查得，原油、原煤和天然氣的開采效率，柴油的能源轉化效率和燃料投入比例以及我國的電力結構和相應的發電效率等數據，并將數據帶入到greet模型進行運輸工具WTP階段排放物計算，得出該階段的排放數據。運輸工具WTP階段和PTW階段排放物數據如表3、表4所示。

表3 運輸工具WTP階段排放物數據 mg

表4 運輸工具PTW階段排放物數據 mg

車輛在行駛過程中的能耗和排放受很多因素的影響，如上下坡、剎車、載重量、駕車習慣等[11]，所以對于重卡，沒有一個準確的燃油經濟性，所以采用油耗的平均水平，柴油重卡在平原每百公里平均油耗為34～37 L，天然氣重卡每百公里平均油耗為77 L，混合動力重卡平均油耗為73 L/km，電力機車平均能耗為105.21 kWh/104tkm。根據車輛油耗計算出運輸工具PTW階段的排放物情況。

通過對PTW階段排放結果對比分析，電力機車和純電動重卡在運輸階段近零排放，而柴油重卡、天然氣重卡、油氣混合重卡每噸公里有著不同程度的污染物排放，其中柴油重卡對霧霾貢獻較大，天然氣重卡和油氣混合重卡排放的溫室氣體較多。電力機車和純電動重卡在運輸過程沒有污染物的排放，將這兩種運輸方式稱為城域綠色貨運方式，計算貨物運輸由柴油重卡、純電動重卡、油氣混合重卡運輸轉為城域綠色貨運的污染減排量。

三、環境容量機會經濟價值測算模型構建

以機會成本為基礎研究機會價值，結合每噸公里污染物排放量和每種污染物的價格為依據，構建測算模型來計算城域間高污染公路運輸轉為綠色運輸后減排量所帶來的機會經濟價值。

(一)指標選取

從城域綠色貨運為企業和社會帶來的經濟效益構建城域貨運大氣環境容量機會經濟價值測算模型。大氣環境容量在特定區域為一個定值，城域綠色貨運能夠將減少的排放量配額分配到不同使用途徑，產生不同的機會經濟價值。以排污權市場進行交易、分配到其他企業產生的機會價值和減少政府環境治理成本三種方式對機會經濟價值計算。因此選用排放物市場價格、對其他生產排放的機會價值和大氣環境治理費作為機會經濟價值測算指標，通過指標建立測算模型。

1.排放物市場交易

排放物市場價格是指政府對排放的CO2、SO2、NOx、VOC等進行交易的價格。企業根據自身排污量和政府所允許排放配額，以排污權市場的形式進行買入或賣出排污權[12]。城域綠色貨運能夠很好地降低社會污染物排放量，企業將減少的配額排放量購入，使得企業排污量增加，從而企業生產量也增加，獲得更多的經濟效益。排放物市場的全面實施，需求者可以自行交易，通過排放權市場交易價格能很好地計算出城域綠色貨運減排量所增加的經濟價值。計算公式如下：

C1=∑[(P×S×Ti)×Li]

(1)

式中，C1為城域綠色貨運產生的經濟價值，P為貨運量，S為貨運里程，Ti為每噸公里城域貨運污染物減排量，Li為不同排放物的單位市場價格。

2.機會價值

機會價值是針對機會成本而言的，某一單位從事某項經營活動節省的資源，使其他單位經營活動增加的收入。大氣中所允許排放的污染物總量是一定的，構建新型城域綠色低碳貨運方式，降低城域貨物運輸中污染物排放量，將減排量的排放配額分配到其他企業，能加大企業的生產量創造更多的機會價值。對其他企業產生的機會價值計算公式如下：

(2)

式中，C2為綠色貨運對其他生產排放的機會價值;K是替代產業單位價格;P為貨運量;S為貨運里程;Ti為每噸公里城域貨運污染物減排量，M是替代產業單位排放量。

3.大氣環境污染治理

環境保護稅作為一種經濟手段，旨在調節污染企業的生產行為來實現大氣環境資源的有效利用。政府采用行政措施對排污企業征收大氣環境保護稅，企業可通過清潔生產的方式減少污染物排放，降低政府大氣環境污染治理投入，因此選取大氣環境保護稅作為城域綠色貨運減少治理費用的計算指標。由大氣環境保護稅計算公式可知，僅對前三位的污染物稅額計算城域綠色貨運減少的大氣環境治理費，具體公式如下：

(3)

式中，C3為城域綠色貨運為政府減少的大氣環境治理費;Ni為不同排放物的稅額;P為貨運量;S為貨運里程;Ti為每噸公里城域貨運污染物減排量;Bi為不同排放物的污染當量值。

(二)模型構建

通過對機會經濟價值指標分析，城域綠色貨運增加的排污量可以用于排污權市場交易，其他企業生產排放以及減少治理大氣環境污染所投入的成本，增加機會經濟價值。大氣環境容量機會經濟價值匯總計算公式為：

(4)

C=∑Cn=C1+C2+C3，n=1,2,3

(5)

式中，C為城域綠色貨運產生的總經濟價值;C1為增加的經濟價值;C2為對其他生產所得的機會價值;C3為政府減少的大氣環境污染治理費。

四、城域貨運環境容量機會經濟價值測算

以城域綠色運輸的貨運量和道路里程為基礎數據，計算得到的污染物減排量，結合排放交易市場的污染物價格，鋼鐵行業的價格、政府治理的環境保護稅額分別測算機會經濟價值。

(一)排放物交易計算

1.碳排放權市場價格

根據《國際碳行動伙伴組織(ICAP)2020年度報告》可知，中國的試點城市中只有北京、深圳和上海試點進行交通行業的碳交易。城域綠色貨運減少的碳是交通減碳，屬于CCER項目。以京津冀地區作為研究區域，選用北京試點的CCER交易數據作為計算依據。CCER交易價格受多種因素的影響，在不同時期價格變化較大，呈現不穩定特征，因此在量化時選用北京CCER年交易均價。考慮到2020年碳市場受新冠疫情的影響，以2019年北京CCER交易數據為基準，計算得出CCER平均價格為10.43元/t[13]。

2.NOx排放權市場價格

排污權交易市場具有明顯的地域性特征，不同地區價格呈現波動性，北京和天津的排放權交易所中尚未查到氮氧化物排污權的交易數據，選用河北省的排污權NOx交易價格進行計算。依據河北省出臺《2021—2025年度主要污染物排放權交易基準價格的通知》查得氮氧化物排放權交易基準價格為9 000元/t。

3.SO2排放權市場價格

城域柴油重卡貨運中排放了大量的SO2，本文在選用河北省SO2排放權的價格進行計算。根據河北省出臺《2021—2025年度主要污染物排放權交易基準價格的通知》查得SO2排放權交易基準價格為7 500元/t。

4.VOC排放市場價格

VOC作為“十四五”期間主要治理污染物之一，目前VOC排放權最早在東莞、佛山等市排污權交易中心進行交易，在對VOC減排量的經濟價值計算時，選擇東莞市VOC排放權交易價格。根據東莞市修訂《東莞市排污權有償使用和交易試點管理暫行辦法》，目前政府對VOC排放權的指導價為8 000元/t。

(二)對鋼鐵行業產生的機會價值計算

選擇鋼鐵行業對其進行機會價值分析，城域綠色貨運減排量若全部用于鋼鐵行業的生產，計算產生的機會價值。鋼鐵行業生產排放污染物節點非常多，各工序污染物排放特征不同，產生濃度也不同。本文主要借鑒郝毅仁等[14]專家對鋼鐵行業各工序污染物排放量占比分析，以100萬t規模計量，按超低排放標準計算各工序污染物排放量。由此得知，生產1 t鋼鐵排放0.339 5 kg SO2，0.790 2 kg NOx，0.441 2 kg PM。

近年來，鋼材價格受市場需求的影響，具有一定不穩定性，出現不同程度的波動。2019年中國鋼材價格從3 507元/t升至3 510元/t，峰值達到4 107元/t[15]。考慮到2020年以來鋼材市場受疫情影響，選取2019年鋼材均價3 708元/t作為計算依據。

(三)大氣環境污染治理費計算

CO2在空氣中大量存在，沒有對環境形成直接污染，所以不計入大氣環境中CO2治理所投入的成本或費用。政府對企業采用征收大氣污染保護稅的形式，計算治理大氣環境的費用。將污染物排放量與其污染當量值作比值，求出京津冀城域綠色貨運應稅大氣污染物排放前三污染當量數。根據《應稅污染物和當量值表》查得大氣主要污染物的污染當量值。通過計算，油氣混合重卡的應稅污染物當量排序為：NOx> CO>顆粒物；柴油重卡的排序為：NOx>CO>SO2；天然氣重卡的排序為：CO>NOx>顆粒物。從京津冀各省市財稅部門查得應稅稅額標準不相同，其中北京市和天津市為12元/污染當量和10元/污染當量，而河北省按照地域分為三檔：一檔為9.6元/污染當量、二檔為6元/污染當量、三檔為4.8元/污染當量[16]。以京津冀地區為研究區域，通過平均法計算出稅額標準平均水平為8.48元/污染當量。

(四)機會經濟價值計算

將城域柴油重卡運輸、天然氣重卡運輸和油氣混合重卡運輸分別轉為鐵路或純電動重卡運輸，分別計算城域貨運減排所得到的排放權交易總額、對鋼鐵行業產生的機會價值、大氣環境污染治理費，通過公式(4)對機會經濟價值進行匯總，計算結果如表5所示。

表5 城域貨運大氣環境容量機會經濟價值 萬元

結果表明，將柴油重卡運輸、天然氣重卡運輸和油氣混合運輸分別轉為城域綠色運輸，2018—2020年產生機會經濟價值分別為232 756.2萬元、33 324.66萬元和45 533.75萬元，其中，柴油重卡所產生的機會經濟價值最多。柴油重卡、天然氣重卡和油氣混合重卡在運輸中產生不同程度的污染，減少重型卡車數量，增加綠色低碳貨運車輛，促進公轉鐵在污染嚴重的城域內部開展，構建合理的公鐵交通運輸結構。深入推進交通運輸結構不僅能夠減少環境污染，同時還能夠增加機會經濟價值。

五、結語

大氣環境容量的合理利用，對生產生活等方式產生最大限度的效益。結合“帕累托最優”理論進行分析，在城域貨運量不變的前提下，通過對京津冀城域綠色貨運減排所產生的大氣環境容量機會經濟價值測算，可以得出以下結論。

(1)減少城域間柴油重卡、天然氣重卡和油氣混合重卡數量，增加城域貨運綠色運輸，不僅能夠減少大氣環境污染，還對京津冀地區經濟發展發揮出了積極的作用，使生態系統和經濟系統有效融合，促進經濟綠色發展。

(2)3年行動計劃實施完成，推進運輸結構調整的效果明顯，未來應持續深入推進運輸結構調整，加快城域軌道交通建設，發展新能源貨運汽車，推動城域貨運軌道交通和新能源貨運協調發展。

(3)糾正公鐵交通結構失衡問題，減少環境污染、交通擁堵等問題，使我國逐步形成與大氣環境容量及環境承載力相匹配、與生產生活生態相和諧的交通發展新格局[17]，以城域綠色低碳貨運發展推動經濟高質量發展，盡快實現京津冀“藍天碧水凈土”和“雙碳”目標。