上海居民對電力行業(yè)CO2減排支付意愿研究

劉 駿 上海電力學(xué)院 能源與機(jī)械工程學(xué)院

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上海居民對電力行業(yè)CO2減排支付意愿研究

劉 駿 上海電力學(xué)院 能源與機(jī)械工程學(xué)院

摘要：利用條件價(jià)值評估法, 對5 436組有效調(diào)查問卷數(shù)據(jù)，建立Logit回歸模型,估算上海地區(qū)民眾對代替煤電進(jìn)行CO2減排策略的支付意愿。結(jié)果表明，大多數(shù)上海民眾對CO2減排策略持支持的態(tài)度，對天然氣發(fā)電代替煤電的支付意愿大約是核電代替煤電的7倍,并發(fā)現(xiàn)增加天然氣發(fā)電更加有利于減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。另外模型顯示，居民的年齡、收入水平、受教育程度、居住年限等四項(xiàng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)特征顯著影響著支付意愿結(jié)果。

關(guān)鍵詞：CO2減排；條件價(jià)值評估法；支付意愿；Logit回歸模型

Fund Item: National Nature Science Fund 'Mid-Long Term Low Carbon Development Strategy Research' (2012BAC20B07)

近年來，我國城市霧霾現(xiàn)象愈發(fā)嚴(yán)重，而我國電力行業(yè)能源利用效率低下是當(dāng)前破壞城市空氣環(huán)境的主要因素之一 。因此，降低電力行業(yè)CO2污染排放的同時(shí)，控制并降低SO2、NOx等污染物的排放，成為改善霧霾天氣的有效途徑，其中采用清潔高效能源代替燃煤發(fā)電是降低電力行業(yè)污染的有效手段。然而，通過清潔能源電力代替燃煤發(fā)電來降低污染排放不可避免地會(huì)提高發(fā)電成本，進(jìn)而會(huì)直接增加用戶日常的電力消費(fèi)[1]。那么，我國城市居民是否愿意接受這樣的改變？接受改變的程度又如何？通過條件價(jià)值評估法對這些問題答案的探究，估算出上海居民對代替煤電進(jìn)行CO2減排策略的支付意愿，揭示出上海居民對CO2減排策略的支持力度，為決策者制定實(shí)時(shí)有效的減排策略提供理論依據(jù)。

1 條件價(jià)值評估法的應(yīng)用

隨著對全球氣候問題的高度關(guān)注，條件價(jià)值評估法（Contingent Valuation Method，CVM）被廣泛應(yīng)用于計(jì)量環(huán)境物品或公共服務(wù)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。近年來，對CO2減排支付意愿的研究也逐漸豐富起來。Akter等人[3]應(yīng)用CVM，通過對634戶悉尼居民進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)調(diào)查，得知每人愿意為2020年實(shí)現(xiàn)5%的溫室氣體減排支付135～144美元。Lim等人[4]應(yīng)用CVM研究發(fā)現(xiàn)韓國旅客每旅行100 km愿意為CO2減排支付0.3美元的額外費(fèi)用。Matthew等人[5]對2 034名美國成年人進(jìn)行了調(diào)查分析，結(jié)果表明，為實(shí)現(xiàn)2020年17%的GHG減排目標(biāo)，美國居民平均每人每月愿意支付79～89美元。Ali Chalak等人[6]應(yīng)用CVM調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，英國人對避免溫室氣體增加的支付意愿遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對溫室氣體減排的支付意愿。Normura等人[7]以清潔能源作為支付手段，估算出平均每名日本民眾愿意利用清潔能源進(jìn)行CO2減排的支付意愿為204美元。

相對于美國和歐洲國家，總體上我國應(yīng)用CVM對環(huán)境價(jià)值評估的研究存在一定的滯后性，但也逐漸豐富起來。楊開忠等人[8]用CVM分析了北京市居民為改善大氣環(huán)境質(zhì)量的支付意愿，得出北京市居民愿意為降低50%的大氣污染物濃度支付143元/戶·a （1999年） ,北京市居民總的支付意愿是 3.36億元/a（1999年）。曾賢剛[9]應(yīng)用CVM對中國南寧、九江、重慶和北京四個(gè)地區(qū)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，以家庭為單位的城鎮(zhèn)居民每年愿意為全球減排30%、60%和80%，分別支付132元、216元、264元，指出按照各國的目前排放水平來分?jǐn)侰O2減排成本是最不公平的。段紅霞等人[10]應(yīng)用CVM，調(diào)查了北京、上海、山東、福建地區(qū)1 653份民眾的有效問卷，得出平均每人每年愿意支付201.86元來支持CO2的減排行動(dòng)，并且發(fā)現(xiàn)對氣候變化的理解程度顯著影響了支付意愿結(jié)果。Woo CK.等人[11]應(yīng)用CVM，分析了我國香港地區(qū)1 876份電話采訪數(shù)據(jù)，結(jié)果表明香港居民愿意為本地區(qū)CO2減排的支付意愿，不足以支撐政府制定政策的預(yù)算增加，需要另尋途徑完成減排目標(biāo)。從目前國內(nèi)的相關(guān)文獻(xiàn)來看，我國應(yīng)用CVM對經(jīng)濟(jì)環(huán)境價(jià)值評估的研究尚不深入，對我國CO2減排經(jīng)濟(jì)價(jià)值評估的研究更是不完善，對我國行業(yè)部門CO2減排所付出經(jīng)濟(jì)代價(jià)的估量幾乎還沒有涉及過。

2 研究過程

2.1問卷的設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)采集

調(diào)查問卷通常是條件價(jià)值評估法所使用的評價(jià)工具，問卷設(shè)計(jì)的好壞往往決定著研究的成敗。因此，本研究調(diào)查問卷在參考前人研究成果[8,11,12]的基礎(chǔ)上，進(jìn)行編排改動(dòng)。本著通俗、易懂、由簡及深的原則，問卷一共設(shè)計(jì)了四個(gè)部分。第一部分，通過向被調(diào)查者簡單介紹上?？諝猸h(huán)境污染情況、上海當(dāng)前供電結(jié)構(gòu)情況，并說明本次調(diào)查的調(diào)查目的以及調(diào)查的保密性。第二部分收集人口統(tǒng)計(jì)學(xué)的數(shù)據(jù)，包括年齡、收教育水平、月收入、上海居住年限、電費(fèi)支出。第三部分環(huán)保意識了解情況，來確保被調(diào)查者所填支付意愿情況的有效性。第四部分為支付意愿部分，此環(huán)節(jié)問題的設(shè)計(jì)將產(chǎn)生想得到的必不可少的數(shù)據(jù)，通過減排份額和電力支出賬單增加份額的結(jié)合，引出人們的支付意愿——“供電結(jié)構(gòu)的改變可以降低m%的CO2污染排放，同時(shí)電力支出賬單增加n%，您是否愿意接受這樣的改變？”其中，m%=50%或30%，n%=3%、13%或是23%，m和n的數(shù)據(jù)選擇跨越了供電結(jié)構(gòu)變化引起的發(fā)電成本的提高份額。這樣天然氣發(fā)電或核電供電份額的增加將分別產(chǎn)生6個(gè)同樣形式的問題，同時(shí)每份問卷產(chǎn)生12組m和n組合的支付意愿數(shù)據(jù)。

本次調(diào)查通過面對面交流的方式采集需要的數(shù)據(jù)，采集地點(diǎn)主要集中在地鐵站、公園、風(fēng)景區(qū)、居民區(qū)這些人口較為密集的地方。通過分層隨機(jī)抽樣的方法，本次調(diào)查收集到503份受訪者的調(diào)查問卷。采集到數(shù)據(jù)后，根據(jù)邏輯檢查等質(zhì)量控制方法，剔除掉邏輯錯(cuò)誤及信息缺失的不合格調(diào)查數(shù)據(jù)，最終保留453份有效的調(diào)查問卷，確定5 436組有效研究數(shù)據(jù)，有效問卷率為90.06%。

2.2支付意愿模型的建立

本研究調(diào)查問卷收集受訪者是否愿意接受設(shè)定方案的結(jié)果，確定二分類因變量，愿意接受設(shè)定方案j為“1”，否則為“0”。由于研究變量間存在著非線性關(guān)系，因此，本文采用Logit模型對樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，模型如下：

式中，S——二元現(xiàn)狀水平變量，保持現(xiàn)狀為“1”，否則為“0”；

E——排放水平變量；

B——電力支出賬單水平變量；

ln[Ojk]——第k個(gè)受訪者選擇j為“1”和“0”的對數(shù)發(fā)生比。

本文設(shè)定現(xiàn)狀水平的排放水平及賬單水平都為1，這樣△E及△B就為百分比變量。

由于上海居民對天然氣發(fā)電及核電代替煤電的支持程度存在著很大的差距，如果同時(shí)對二種替代方式數(shù)據(jù)不加以區(qū)分，回歸效果很不理想，所以需要對式（1）進(jìn)行特殊處理。首先將二種替代方式中任何一種的數(shù)據(jù)單獨(dú)進(jìn)行分析，利用最大似然法確定一個(gè)對非線性模型高度不相關(guān)的二次規(guī)格的變量E2*（1-N），然后將此變量嵌套于式（1）中，結(jié)合樣本的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)變量，得到最終模型如下：

式中，N為“1”表示核電代替煤電減排，否則為0；

X1k——上海居民的年齡；

X2k——居民收入；

X3k——居民教育水平；

X4k——居民上海居住年數(shù)。

φ,θ1,θ2,θ3,β1,β2,η1,η2,η3,η4,表示回歸系數(shù)。

假設(shè)在△S=0及現(xiàn)狀水平E=1的條件下變量發(fā)生改變，根據(jù)Greene和Hensher理論[13]，上海居民對代替煤電減排的支付意愿模型如下：

式中，φ,θ1,θ2,θ3,β1, β2,η1,η2,η3,η4用式（2）確定的最大似然值表示，這樣便可以得到上海居民對代替煤電進(jìn)行CO2減排愿意付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。

3 結(jié)果與討論

3.1社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況統(tǒng)計(jì)結(jié)果

本研究所采集樣本的主要特征，其中包括年齡、教育水平、月收入和上海居住年數(shù)及每月的電費(fèi)支出，其中的這些社會(huì)影響因素涉及范圍的尺度直接影響著研究結(jié)果的準(zhǔn)確性。結(jié)果顯示，被調(diào)查者的年齡比較分散，跨度較廣，其中年齡最小者只有19歲，年老者最大67歲；教育程度從初中到博士不等，教育程度層次分明；從月收入水平來看，被調(diào)查群最低月收入有2 000元，最高50 000元，收入水平有高有低，其中不乏存在戒備心理導(dǎo)致少填收入水平者；從上海居住年數(shù)來看，被調(diào)查者在上海居住的年數(shù)比較分散，有初來上海定居者，有長年生活在本地的上海人。通過對樣本主要特征的簡單描述，可知參與本次研究的調(diào)查者的人口特性是十分多樣的，多樣的人口特性對研究結(jié)果的準(zhǔn)確性更加有所保障。

3.2支持態(tài)度結(jié)果分析

圖1結(jié)果顯示，超過70%的參與調(diào)查者愿意通過改變當(dāng)前的發(fā)電結(jié)構(gòu)來改善空氣環(huán)境，只有不到10%的居民不愿接受改變，總體來看，大多數(shù)上海居民對生活空氣質(zhì)量改善的要求還是比較迫切的，只有少數(shù)居民由于自身經(jīng)濟(jì)狀況或是環(huán)保意識的淡薄不愿意接受改變。具體來看，情景1通過增加天然氣發(fā)電減排50%時(shí)，超過80%的居民愿意多支付3%的電力支出，只有50%的居民愿意多支付13%的電力支出，僅不到30%的居民愿意多支付23%的電力支出。情景2通過增加天然氣發(fā)電減排30%的結(jié)果與情景1十分類似。圖2結(jié)果表明，超過70%的居民愿意多支3%的電力支出增加核電減排50%，僅不超過50%的居民愿意多支付13%達(dá)到同樣的效果，不足30%的居民愿意多支付23%達(dá)到同樣效果。情景4與情景3的結(jié)果類似。上述四種情景都反映出，隨著支付意愿的提高支持程度降低，受限于自身的經(jīng)濟(jì)水平。仔細(xì)觀察圖1、圖2，不難發(fā)現(xiàn)同樣的減排目標(biāo)下，支持天然氣發(fā)電代替煤電的人數(shù)總是高于核電代替煤電，這意味著上海居民對天然氣發(fā)電代替煤電減排的支付意愿要高于核電?？梢哉f明，利用天然氣發(fā)電方式代替煤電減排更容易達(dá)到減排目標(biāo)。

3.3支付意愿結(jié)果分析

圖1　天燃?xì)獍l(fā)電代替煤電居民支持頻率圖

圖2　核電代替煤電居民支持頻率圖

上海居民對代替煤電減排的支付意愿結(jié)果圖3和圖4顯示出，在通過天然氣發(fā)電或核電代替煤電減排30%的情景下，上海居民的支付意愿分別為電力支出賬單額外增加13.12%和1.72%，支付意愿的上限分別為14.62%和1.95%；在電力部門獨(dú)自減排50%的情景下，上海居民對增加天然氣發(fā)電和核電的支付意愿分別為21.87%和 2.86%，支付意愿上限分別為24.38%和3.24%。本研究支付意愿結(jié)果反映出隨著減排份額的增加，居民的支付意愿不但在逐步提高，且上海居民對增加天然氣發(fā)電的支付意愿水平相對于增加核電的支付意愿水平還保持著約7倍的關(guān)系，這是本研究的發(fā)現(xiàn)之一。此外，如果保持當(dāng)前天然氣發(fā)電及核電上網(wǎng)電價(jià)水平，上海居民對增加天然氣發(fā)電減排30%的支付意愿水平13.12%高于供電結(jié)構(gòu)改變引起的電價(jià)預(yù)算增加量9.1%，對增加核電的支付意愿水平1.72%小于電價(jià)預(yù)算增加量3.0%；減排50%時(shí)，對增加天然氣的支付意愿21.87%大于供電結(jié)構(gòu)改變引起的預(yù)算增加量13.3%，對增加核電的支付意愿水平2.86%小于預(yù)算增加量5.2%，可以看出，上海居民對增加天然氣發(fā)電份額代替煤電的經(jīng)濟(jì)支持力度，足以促使這一發(fā)電結(jié)構(gòu)改變方式的實(shí)現(xiàn)，而對增加核電代替煤電的經(jīng)濟(jì)支持力度，在沒有其他幫助的前提下，不足以支撐核電對當(dāng)前煤電使用的替代，這是本研究的又一發(fā)現(xiàn)。圖4結(jié)果顯示了上海居民對代替煤電減排所需要付出經(jīng)濟(jì)代價(jià)的具體費(fèi)用，當(dāng)用天然氣發(fā)電代替煤電減排30%時(shí)，上海居民每年平均需要額外電力支出374元，支付意愿上限為999元；減排50%時(shí)，上海居民每年平均需要額外電力支出增加到623元，上限為1666元；用核電代替煤電減排30%時(shí)，上海居民每年平均需要額外電力支出為50元，支付意愿上限為132元；減排50%時(shí)，上海居民平均每年需要額外增加電力支出81.88元， 支付意愿上限為220.75元，通過對改變供電結(jié)構(gòu)所需要支付具體費(fèi)用的計(jì)算，驗(yàn)證了上海居民對天然氣增加發(fā)電減排的支付意愿遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對核電減排的支付意愿。

出現(xiàn)這種結(jié)果不難理解，核電成本相對于天然氣發(fā)電成本雖低，但是其事故隱藏的災(zāi)難性太過巨大，大部分的上海居民對核電的安全性心存忌憚?lì)H深。問卷調(diào)查交流過程中參與者對近年發(fā)生的福島核電事故的超強(qiáng)抵觸心理很好地佐證了這一點(diǎn)。此外，將本研究結(jié)果與本文提到的國外相關(guān)研究結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，即使通過天然氣發(fā)電代替煤電CO2減排的支付意愿結(jié)果明顯低于本文提到的國外CO2減排支付意愿的研究結(jié)果[3,5,6,7]，原因有兩點(diǎn)：（1）我國民眾綜合國民素質(zhì)與這些發(fā)達(dá)國家存在一定差距，雖然都想生活環(huán)境得到改善，但是卻認(rèn)為減排主體與自己無關(guān)；（2）我國民眾的收入水平本來就普遍低于國外發(fā)達(dá)國家，在我國經(jīng)濟(jì)降速的大背景下，大家更愿意節(jié)省開支保障自己的基本生活。

3.4影響支付意愿的社會(huì)因素分析

表1列出研究結(jié)果受樣本社會(huì)經(jīng)濟(jì)特性影響的檢驗(yàn)結(jié)果，結(jié)果表明，參與調(diào)查者的年齡階段顯著影響著減排策略的支付意愿，系數(shù)為正值，表明老年人對CO2減排的支付意愿要高于年輕人，這一結(jié)果與Woo CK[11]香港樣本一致，不同于段紅霞[10]、Carlsson[14]樣本結(jié)果。由于上海地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平相對發(fā)達(dá)，老年人的基本生活比較有保障，都能領(lǐng)取一定的退休保障金，或是由于子女的奉養(yǎng)，所以他們更少考慮基本的生活問題，更愿意為了自己的健康支付費(fèi)用來改善環(huán)境，對大氣環(huán)境的需求已經(jīng)從生理需求上升到安全需求；參與者的收入水平對居民的支付意愿存在顯著影響，收入水平系數(shù)大于零，表明對減排策略的支付意愿隨著收入的提高而提高，這個(gè)結(jié)果與大部分的研究結(jié)果[9,11,15]是一致的，高收入群體一般具有穩(wěn)定的工作和社會(huì)地位，具有良好的生活保障，他們對環(huán)境的需求更早地進(jìn)入了安全需求階段，另外，高收入群體的教育素養(yǎng)較高，對環(huán)境保護(hù)的認(rèn)知程度更加深刻，能更好地理解環(huán)境改善與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相輔相成的關(guān)系；參與者受教育程度的高低同樣顯著影響著支付意愿結(jié)果，受到教育程度越高的參與者對CO2減排的支付意愿也越高，這一結(jié)果與曾賢剛[9]對中國4個(gè)城市的調(diào)查樣本、Li[16]的美國樣本結(jié)果一致，可以這樣理解：受教育程度越高知識存量越高，對環(huán)境保護(hù)的意識越強(qiáng)，所以受過高等教育的人群更加容易肯定環(huán)境的非市場價(jià)值；模型中上海居住年數(shù)的系數(shù)為負(fù)值，表明在上海居住時(shí)間較長的居民對改善上?？諝猸h(huán)境的支付意愿反而不高，出現(xiàn)這種結(jié)果原因可能在于，長時(shí)間居住上海的居民相對于其他人已經(jīng)適應(yīng)上海的空氣環(huán)境，相對比較滿足當(dāng)前的空氣環(huán)境，認(rèn)為沒有必要多支付費(fèi)用來改變現(xiàn)狀，所以他們對支付意愿表現(xiàn)的較消極。

圖3　95%置信區(qū)間下CO2減排支付意愿分布圖

圖4　95%置信區(qū)間下CO2減排年均支付意愿費(fèi)用

4 結(jié)論

（1）上海居民對代替煤電進(jìn)行CO2減排的支持態(tài)度的調(diào)查結(jié)果表明，多數(shù)上海居民愿意改變當(dāng)前的供電結(jié)構(gòu)，并且他們更支持利用天然氣發(fā)電代替煤電來改善環(huán)境。因此，側(cè)重于天然氣發(fā)電制定減排策略，更加有利于減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

表1　Logistic回歸結(jié)果

（2）上海居民對天然氣發(fā)電代替煤電減排的支付意愿水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于核電，并保持著7倍左右的關(guān)系。此外，本文計(jì)算出利用天然氣發(fā)電及核電代替煤電減排所需要支付的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。盡快實(shí)現(xiàn)由支付意愿向?qū)嶋H支持行動(dòng)的轉(zhuǎn)化，是進(jìn)一步節(jié)能減排工作的又一項(xiàng)重要舉措。

（3）本文支付意愿結(jié)果與當(dāng)前上網(wǎng)電價(jià)水平下供電結(jié)構(gòu)改變引起的電價(jià)預(yù)算增加量的對比結(jié)果顯示，利用天然氣發(fā)電代替煤電的支付意愿足以支撐減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，而僅利用核電代替煤電的支付意愿，在沒有其他支持的前提下，不足以支撐減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，在利用單一發(fā)電方式代替煤電實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)前提下，加大對天然氣發(fā)電的推廣更具可能性。

（4）上海居民的年齡、收入水平、受教育程度、居住年數(shù)都對代替煤電進(jìn)行CO2減排的支付意愿有顯著影響，因此，減排政策制定的公平性也是影響減排目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)的重要因素。

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Study on Shanghai Residents’Willingness to Pay for CO2Emission Reduction in Electric Power Industry

Liu Jun
Shanghai Electric Power University Energy and Mechanical Engineering College

Abstract:The article uses CVM contingent valuation method to build up Logit regression model based on 5436 units survey data in order to estimate Shanghai residents’ willingness to pay for CO2emission reduction strategy instead of coal-fired power generation.The result shows that most of Shanghai residents hold supportive attitude to pay for CO2emission reduction strategy.Rate of support to use natural gas-fired power generation instead of coal-fired power generation is 7 times as much as to use nuclear power generation instead of coal-fired power generation.It figures out that increased natural gas power generation contributes to realization of emission reduction targets.Otherwise, the model shows that age, income level, education level and residence period of Shanghai residents as four social economic characteristics significantly affect results of their willingness to pay for CO2emission reduction strategy.

Key words:CO2emission reduction, CVM contingent valuation method, Willingness to Pay, Logit Regression Model

[作者簡介]

DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.03.002

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金“我國中長期低碳發(fā)展戰(zhàn)略研究”（2012BAC20B07）

劉駿：（1990），男，碩士研究生，從事能源經(jīng)濟(jì)方面研究。