基于納污控制的流域初始排污權(quán)配置模式研究

張麗娜， 沈俊源， 于倩雯

(1.湖北經(jīng)濟學(xué)院 經(jīng)濟與環(huán)境資源學(xué)院， 湖北 武漢 430205； 2. 河海大學(xué) 商學(xué)院， 江蘇 南京 211100)

1 研究背景

在全球氣候變化和人類活動的雙重影響下，水環(huán)境惡化、水生態(tài)退化等問題日益復(fù)雜[1-2]。流域內(nèi)區(qū)域間排污沖突不斷爆發(fā)，流域初始排污權(quán)配置是解決該矛盾的有效途徑，也是排污權(quán)交易中爭議最大和最困難的問題[3]。開展流域水功能區(qū)限制納污紅線管理，嚴格控制污染物入河湖總量，是落實最嚴格水資源管理制度的核心環(huán)節(jié)[4]?；诩{污紅線控制約束，選擇合適的流域初始排污權(quán)配置模式，將入河湖污染物總量配置給流域內(nèi)各區(qū)域，化解區(qū)域排污沖突，是一個值得研究的課題。繼1988年我國發(fā)布《水污染物排放許可證管理暫行辦法》，流域初始排污權(quán)配置研究也全面開展起來，如太湖流域分別在2008和2013年編制《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案》，明確水污染物排放總量控制目標。2011年以來，各流域相繼開展納污總量分解實踐。Hahn[5]指出在不完全競爭的市場中，選擇合適的初始排污權(quán)配置模式對排污權(quán)交易體系的構(gòu)建至關(guān)重要。近年來，許多學(xué)者從不同角度對流域初始排污權(quán)配置模式開展研究，主要成果如下：(1)現(xiàn)時經(jīng)濟活動量或非經(jīng)濟因子配置模式。黃玲花等[6]以單位土地面積探索初始排污權(quán)配置模式。完善等[7]分別構(gòu)建基于經(jīng)濟最優(yōu)性和公平性的流域初始排污權(quán)配置模型。Wang等[8]提出了分兩階段實現(xiàn)公平和效率的排污權(quán)配置方法。(2)多指標混合配置模式。仇蕾等[9]兼顧效率和公平，基于AHP法確定淮河流域排污權(quán)初始分配方案。Sun等[10]兼顧公平效率，提出基于信息熵的排污權(quán)配置模式。(3)排污績效配置模式。張麗娜等[11]以納污控制為約束，利用區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃(ITSP)方法構(gòu)建省區(qū)初始排污權(quán)配置模型。王艷艷[12]構(gòu)建基于限排總量逐層分解的流域兩層排污權(quán)分配模型。Nikoo等[13]分用戶合作和非合作兩種情景提出排污權(quán)博弈配置模式。Mahjouri等[14]從多利益相關(guān)者合作的角度，提出基于退回討價還價法(FB)的排污權(quán)配置模式。王潔方[15]利用競爭性配置方法構(gòu)建基于自身排污配比最大化的排污權(quán)配置模式。

國內(nèi)外學(xué)者對流域初始排污權(quán)的研究集中在從兼顧經(jīng)濟性或公平性出發(fā)，考慮流域內(nèi)各區(qū)域的政策、水環(huán)境容量等條件約束，構(gòu)建符合區(qū)域特性的配置模式，實現(xiàn)初始排污權(quán)的合理配置，但適應(yīng)納污紅線控制要求的流域初始排污權(quán)配置模式研究尚處于起步階段，方法的可操作性低。因此，面向納污紅線控制要求，結(jié)合我國流域水污染的實際情況，通過對現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式、非經(jīng)濟因子配置模式和排污績效配置模式的基本原理解析，比較3種模式的側(cè)重點、功能及不足，構(gòu)建操作簡單、實用、易于推廣的流域初始排污權(quán)配置模式，為我國53條跨省流域初始排污權(quán)的納污總量分解政策的制定提供決策參考。

2 流域初始排污權(quán)配置模式的比較分析

2.1 流域初始排污權(quán)配置模式的原理分析

2.1.1 現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式 又稱改進現(xiàn)狀配置模式，初始排污權(quán)配置以達標排放基礎(chǔ)上的現(xiàn)狀排放量為依據(jù)[16]，配置模型為：

WPidt=(1-(WPidt)0/WPidt0)·WPidt0

(1)

式中：WPidt和(WPidt)0表示規(guī)劃年t區(qū)域i關(guān)于水污染物d的初始排污權(quán)量和納污控制總量，t/a；WPidt0表示基準年t0區(qū)域i關(guān)于水污染物d的達標排放量，t/a。

2.1.2 非經(jīng)濟因子配置模式 非經(jīng)濟因子配置模式包括水環(huán)境容量配置模式、人口配置模式和面積配置模式。三者配置原理基本相同，以水環(huán)境容量配置模式為例進行解析，該模式配置模型為：

(2)

式中：WECidt表示規(guī)劃年t區(qū)域i關(guān)于水污染物d的水環(huán)境容量，t/a； (WPdt)0表示規(guī)劃年t關(guān)于水污染物d的流域入河湖限制排污總量，t/a。

2.1.3 排污績效配置模式 傳統(tǒng)排污績效是指污染物排放量與利稅或者產(chǎn)值的比值，排污績效法是指將排污績效與各排污單位的基準年產(chǎn)值相乘得到的初始排污權(quán)配置量[16]。但是該方法難以全面考慮區(qū)域的真實利稅或者產(chǎn)值的污染物排放強度，具有片面性。針對該問題，借鑒相關(guān)研究成果[7,17]，給出如下排污績效配置模式：設(shè)規(guī)劃年t區(qū)域i的經(jīng)濟發(fā)展指標為Qit(WPit)，用GDP、經(jīng)濟利稅貢獻等指標表征經(jīng)濟發(fā)展水平，區(qū)域i關(guān)于水污染物d的排污績效函數(shù)為Vidt(WPidt)=Vidt(Qit(WPit)/WPidt)，對歷年區(qū)域i的排放單位污染物的經(jīng)濟收益Qit(WPit)/WPidt通過指數(shù)擬合法進行擬合，BWPidt由?Vidt(WPidt)/?WPidt的冪指數(shù)系數(shù)表示，則配置模型為：

(3)

式中：BWPidt表示規(guī)劃年t區(qū)域i關(guān)于水污染物d的排污績效，104元/t。

在該配置模式中，經(jīng)濟績效指標的選取會對配置結(jié)果產(chǎn)生顯著影響，可結(jié)合區(qū)域具體情況選擇GDP、經(jīng)濟利稅貢獻、經(jīng)濟發(fā)展規(guī)模貢獻、對勞動就業(yè)貢獻等測算指標中的一種或幾種。

2.1.4 多因素混合配置模式 流域初始排污權(quán)配置是由水環(huán)境現(xiàn)狀、社會經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展水平、水環(huán)境資源稟賦差異等多種因素共同作用的結(jié)果，應(yīng)充分考慮其產(chǎn)生的各種影響[18]。本文以“納污總量控制、兼顧公平和效益、尊重區(qū)域水環(huán)境容量差異、保障社會經(jīng)濟發(fā)展連續(xù)性”為配置原則，對現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式、非經(jīng)濟因子配置模式和排污績效配置模式的配置結(jié)果進行加權(quán)綜合，從而構(gòu)建多因素混合配置模式，確定各區(qū)域初始排污權(quán)量，其配置模型為：

(4)

由于AHP法[19]以定性與定量相結(jié)合的方式融合決策者對多因素重要性的經(jīng)驗和判斷，簡單實用，尤其在處理涉及意愿、偏好等難以量化的影響因素權(quán)重確定方面，優(yōu)勢顯著。因此，本文采用AHP法確定各種配置模式的權(quán)重。

2.2 配置模式側(cè)重點及功能比較分析

現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式、非經(jīng)濟因子配置模式、排污績效配置模式和多因素混合配置模式各具有其側(cè)重點及不足。具體比較分析內(nèi)容見表1。

表1 4類流域初始排污權(quán)配置模式的比較分析

3 實例研究

3.1 數(shù)據(jù)選取與處理

太湖流域是我國水資源相對豐富的地區(qū)之一，然而該流域 “藍藻病”久治不愈[20]，水質(zhì)型缺水嚴重。為落實納污紅線控制制度，太湖流域亟需加強納污總量控制管理，開展流域初始排污權(quán)配置研究。COD、NH3—N和TP為太湖流域納污控制的關(guān)鍵控制指標。通過太湖流域各區(qū)域《2000-2012年統(tǒng)計年鑒》、《2003-2012年太湖流域及東南諸河水資源公報》、太湖流域各區(qū)域《環(huán)境狀況公報》、《太湖流域水環(huán)境綜合治理總體方案(2013年)》以及實地調(diào)研等方式，得 2000-2012年太湖流域各區(qū)域人口、面積、GDP、環(huán)境容量和主要污染物入河湖量的數(shù)據(jù)。由于太湖流域各個規(guī)劃方案采用的納污能力預(yù)測方法和基準年選取不同，導(dǎo)致規(guī)劃年2020年流域主要污染物入湖控制總量存在差異，但為嚴格落實納污紅線控制制度，選取COD、NH3—N和TP入河湖控制總量的最小值為納污控制總量，分別為393573.05、36918.00和5233.16 t/a。2000-2012年流域內(nèi)區(qū)域i的GDP與COD、NH3—N和TP入河湖量的比值Qi(WPid)/WPid，d=1,2,3,i=1,2,3分別代表江蘇省、浙江省和上海市，數(shù)值見表2。

運用指數(shù)擬合法對2000-2012年江蘇省、浙江省和上海市GDP與污染物入河湖量的比值進行擬合，得到3個區(qū)域關(guān)于COD、NH3—N和TP的排污績效函數(shù)，鑒于篇幅有限，僅列出3個區(qū)域關(guān)于COD的排污績效函數(shù)及擬合曲線圖，見圖1。通過對9個入河湖排放績效函數(shù)求導(dǎo)，得冪指數(shù)系數(shù)BWij=?Vid(Wid)/?Wid，即BW11=7.48；BW12=71.75；BW13=471.39；BW21=4.01；BW22=36.33；BW23=226.43；BW31=9.94；

BW32=131.56；BW33=725.4。

表2 2000-2012年太湖流域各區(qū)域GDP與污染物控制指標入河湖量的比值 104元/t

圖1 江蘇省、浙江省和上海市COD入河湖排放績效函數(shù)及擬合曲線

3.2 太湖流域初始排污權(quán)的配置結(jié)果

按照現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式、人口配置模式、面積配置模式、水環(huán)境容量配置模式和排污績效配置模式，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式(1)、(2)和(3)，依次獲得規(guī)劃年2020年3個區(qū)域關(guān)于COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)量。利用AHP法融合決策者對現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置、人口配置、面積配置、水環(huán)境容量配置和排污績效配置5種排污權(quán)配置模式重要性的經(jīng)驗與判斷，確定5種排污權(quán)配置模式的權(quán)重分別為0.30、0.18、0.18、0.15和0.22，將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式(4)，得基于多因素混合配置模式的配置方案。具體結(jié)果見表3。

3.3 太湖流域初始排污權(quán)配置方案的合理性分析

繪制不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)配置結(jié)果圖，見圖2，探討太湖流域初始排污權(quán)的合理配置模式。

根據(jù)表3，繪制不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)配置方案。不同配置模式下，太湖流域3種水污染物的配置原理是一樣的，因此本文僅以COD為例，對比分析不同配置模式下太湖流域江蘇省、浙江省和上海市的COD配置結(jié)果。由圖2可知，按照現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式，浙江省占較大優(yōu)勢，但難以體現(xiàn)經(jīng)濟效益；按照面積配置模式，江蘇省占較大優(yōu)勢，上海市處于劣勢，這與太湖流域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局不匹配；如果按照排污績效配置模式，上海市占絕對優(yōu)勢，主要體現(xiàn)效率，難以兼顧公平，保障浙江省基本生活用水需求和基本農(nóng)業(yè)用水需求；人口配置模式與水環(huán)境容量配置模式相差不大，相比于浙江省，上海市常住人口多，略占優(yōu)勢，主要體現(xiàn)社會公平；多因素配置模式與水環(huán)境容量配置模式的配置方案比較接近，嚴格實施區(qū)域水環(huán)境納污控制制度，并保持經(jīng)濟的持續(xù)增長，適當提高江蘇省和上海市的COD排污權(quán)量，致力實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與水環(huán)境保護雙贏，實現(xiàn)人水和諧共生。綜上分析，多因素混合配置模式集聚了多種配置模式的優(yōu)點，配置結(jié)果合理，相比于基于區(qū)間兩階段隨機規(guī)劃模型的配置模式[7,11]，數(shù)據(jù)易于搜集，簡單實用，可推廣性強。因此，本文將基于多因素混合配置模式的配置結(jié)果，作為2020年太湖流域初始排污權(quán)的配置推薦方案。

表3 不同配置模式下的太湖流域初始排污權(quán)配置方案 t/a

圖2 不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)配置方案

4 結(jié)論與討論

(1)對比分析現(xiàn)時經(jīng)濟活動量配置模式、非經(jīng)濟因子配置模式、排污績效配置模式和多因素混合配置模式的配置側(cè)重點及功能，結(jié)果表明：多因素混合配置模式全面考慮了歷史排污達標情況、社會經(jīng)濟發(fā)展連續(xù)性、水環(huán)境資源稟賦差異、社會公平性、經(jīng)濟效益性等多種因素，兼顧公平和效率，能較好地體現(xiàn)“納污總量控制、兼顧公平和效益、尊重區(qū)域水環(huán)境容量差異、保障社會經(jīng)濟發(fā)展連續(xù)性”的初始排污權(quán)配置原則。但合理融合各個配置模式所蘊含信息的權(quán)重確定方法的選取，是確定最終配置方案的關(guān)鍵，值得進一步研究。

(2)對比分析不同配置模式下，太湖流域COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)的配置方案，結(jié)果表明，多因素配置模式集聚了多種配置模式的優(yōu)點，并與水環(huán)境容量配置模式的配置方案比較接近，實現(xiàn)流域水環(huán)境納污總量控制的有效分解，但適度提高了江蘇省和上海市的COD、NH3—N和TP的初始排污權(quán)量，有利于促進經(jīng)濟的持續(xù)增長和社會公平，致力實現(xiàn)經(jīng)濟社會發(fā)展與水環(huán)境保護雙贏，同時，操作簡便，易于推廣，以其該模式在我國53條跨省流域得到借鑒推廣。

(3)目前，流域初始排污權(quán)配置是政府主導(dǎo)下的水污染物免費配置模式，是政策性較強的行為。因此，在流域初始排污權(quán)配置過程中應(yīng)該充分發(fā)揮政府宏觀調(diào)控作用。一是建議太湖流域管理機構(gòu)建立排污獎懲制度，考核結(jié)果作為區(qū)域政府領(lǐng)導(dǎo)綜合考核評估的重要依據(jù)；二是建議太湖流域管理機構(gòu)制定和執(zhí)行嚴格的環(huán)境標準，兩省一市要發(fā)揮市場在初始排污權(quán)配置中的決定性作用，助推落后產(chǎn)能的限制與淘汰，進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整；三是建議兩省一市完善產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局，盡快建立治污設(shè)施跨區(qū)域共享機制，更好地發(fā)揮治污設(shè)施的功能。

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