中国重点污染行业环境绩效和减排成本估算及区域比较研究

发布时间：2016-11-09 16:44

第 1 章 绪论

中国的水泥消费量在全球排名第一，水泥的生产量也是全球第一，占到全球总产量的一半以上。据欧洲水泥协会的数据显示，2013 年全球水泥产量为 40 亿吨，中国水泥产量为 24 亿吨。2013 年水泥能源消耗占全国总消耗的 7%，是排名第二的能源消耗行业，第一是钢铁行业。水泥行业的碳排放在中国碳排放的比重逐年提升，从 1990年不足 5%升至 2011 年 11.3%[5]。固体颗粒物、SO2和 NOx排放量分别占中国总排放量的 12%、3%和 8%[5]。水泥生产过程中会产生大量的二氧化碳排放，有两种直接排放来源，一是来自碳酸盐的分解；另外一种是消耗煤炭的燃烧。除此以外，水泥生产要投入大量的电力造成大量的 CO2间接排放。有研究表明水泥二氧化碳排放量逐年递增，原料煅烧和能源使用过程中产生的二氧化碳分别占 56%和 44%[6]，因此水泥行业节能减排问题不容忽视。“十二五”规划中提出到 NOx排放量下降 12%的目标，水泥熟料综合能耗减少3%，淘汰落后水泥窑和小直径粉磨设备。进入 21 世纪以来，我国新型干法水泥技术得到迅速普及，全国新型干法水泥熟料占比由2000 年不到 10% 提高至2010 年80%。

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第 2 章 相关研究综述

2.1DEA 在能源和环境效率评估中的应用

现在 DEA 广泛的应用于能源与环境效率评估中，Zhou 等综述了 100 篇 DEA 在能源政策和环境保护领域应用的文章[7]，Sueyoshi 等从生产、传输、分配和销售四个阶段，总结了近几年电力行业的效率研究[8]，Zhang 和 Choi 总结了 1993 年到 2013 年间径向 DEA 在能源和环境模型中的应用[9]。Chung 等首次将方向距离函数应用于环境效率评估中，但是他使用的是一种传统的径向距离函数的方法[10]。近几年有很多专家使用径向 DEA 方法评估考虑环境约束的能源效率[11]-[17]。Wang 等用非参数前沿面方法计算中国 30 个主要城市工业部门 2006-2010 年的二氧化碳影子价格，2006-2010年 30 个城市的平均影子价格是 45 美元/吨，区域间的减排成本差异较大[18]。

2.2 非径向和径向 DEA 方法综述

另一些方法定义一个非径向方向距离函数，这种方法与径向方向距离函数不同，它可以使不同的投入和产出按照不同的比例增加或者缩减。Zhou 等年首次提出非径向方向距离函数法，并构造了一系列能源和排放绩效指标，虽然定义了方向距离函数，但是构造的绩效指标并没有直接使用构造的方向距离函数[27]。Wang 等用非径向方向距离函数计算中国能源和二氧化碳排放效率，研究发现 2005-2010 年能源生产率的提升主要是由于能源技术效率的推动[28]。Zhang 等[29]在 Zhou 等[27]构建的指标基础上进行改进，构造了联合环境能源绩效指数，并将其用于中国 2010 年 252 家火电厂绩效评估中。本文基于 Zhou 等[27]年构造的非径向 DEA 方法，通过改进，引入多种非期望产出，从而构造多要素环境绩效指数，进一步构造能源环境联合效率。结论及展望

第 3 章 非径向 DEA 模型及指数构建 .........9

3.1 环境生产技术集和非径向 DEA 测度模型 ........... 9
3.2 能源和环境效率指数 ........... 11
第 4 章 火力发电行业能源和环境效率评估及区域比较 .............13
4.1 研究数据 ............. 13
4.2 火力发电行业能源和环境效率评估结果及分析 ................. 13
4.3 火力发电行业单个污染物环境绩效评估结果及分析 ......... 16
4.4 火力发电行业八大区域能源和环境效率差异性分析 .......... 18
4.5 火力发电行业能源和环境效率归因分析 .......... 20
第 5 章 水泥行业能源和环境效率评估及区域比较 ..........24
5.1 研究数据 .... 24
5.2 水泥行业能源和环境效率评估结果及分析 ........ 24
5.3 水泥行业单个污染物环境绩效评估结果及分析 ............. 27
5.4 水泥行业八大区域能源和环境效率差异性分析 .......... 29
5.5 水泥行业能源和环境效率归因分析 ............. 31

第 6 章 火力发电和水泥行业二氧化硫减排成本区域比较研究

6.1 非合意产出减排成本和影子价格

重点污染能耗部门目前面临着日益增加的环保成本压力，以往单纯依靠环境管制的方法过于简单粗暴，存在一些地方为了减排任务达标，虚报排放数据，环保成为了数字游戏。因此利用一定的市场机制，将排放成本量化，引入排放权交易，将污染物的排放作为一种商品进行交易，是控制污染物排放的一种有效手法。中国目前的工业化进程很快，面临着严峻的环境压力，为此，中国需要加快排放权交易市场的建立。目前研究碳排放权交易和二氧化碳影子价格的相关文献很多，国内也建立了首批碳交易试点城市，首批交易试点城市有广东、湖北、天津、北京、重庆和上海。广东使用类似于欧盟的碳交易体系，试点可能会扩大到真格珠江三角洲地区，交易的单位可以选取二氧化碳当量、碳强度和能源效率。目前最主要的是学习国外交易机制，选取更公平、合理、有效的交易机制，并确定合适的污染物排放总量控制标准。排放权交易一般是将贫困地区的排放权卖给发达地区，由于环境染污的加剧，这会进一步扩大地区间发展的不平等。因此对贫困地区额外补偿，形成公平合理的分配机制。

6.2 非期望产出影子价格估算模型

周鹏对二十多篇碳减排成本的应用归纳总结，根据减排成本定义不同和经济含义的不同，将减排成本归纳为边际减排成本、平均减排成本和影子价格，并将模型划分为四种方法[43]。综合目前的文献来看，基于微观层面的生产经济学理论，同时考虑好产出与坏产出模拟生产率与效率分析模型可以分为随机前沿面和非参数前沿面，随机前沿面方法需要计算距离函数系数，非参数前沿面方法不用提前设定生产函数的形态，因此在形式上更加灵活。非参数法使用数学线性规划测定效率，建立相应的前沿面模型。Pittman 首次用 Shephard 距离函数估算污染物的影子价格，并不需要投入产出变量的价格数据，因此使用相对简单[44]。Murty 等分别用随机前沿和非参数前沿面分别估计了印度五个发电厂的污染物影子价格，发现非参数前沿面方法计算出的污染物影子价格会高于随机前沿面的结果[45]。Maethee 等使用非参数法测算技术改进对美国火电厂氮氧化物影子价格的影响，发现使用先进的减排技术，虽然达到了明显的减排效果，但 2000-2008 年间影子价格呈上升趋势[46]。近几年国内学者常常使用非参数的方法估算污染物的影子价格，例如涂正革[47]、诗一[48]、袁鹏[49]。本文采用的是非参数前沿面方法，利用对偶理论将上面计算效率的模型进行转化，得到公式(15)。通过公式(16)计算结果和。 将非期望产出（本文即为二氧化硫的排放）影子价格用于公式(16)，计算非期望产出的影子价格。

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结论及展望

本文用非径向 DEA 方法评估我国30 个省份 2006-2012 年火力发电行业及 2006-2009 年水泥行业的能源和环境效率，首先，构造单个污染物环境绩效指标和能源效率指标，进而将多要素环境绩效和能源效率合成能源环境联合效率。现有火力发电行业环境绩效研究集中于单一污染物排放的绩效，例如，CO2、SO2排放效率。但是，火力发电行业的 SO2、NOx和烟尘排放量都很大，对环境均产生严重危害，为了更全面的评估环境绩效，，本文研究火电行业二氧化硫、氮氧化物和烟尘排放的综合环境效率，相比之前的研究更加全面。现有水泥行业能源和环境效率研究大多集中在国家层面，并没有中国省级层面水泥行业相关研究，本文首次使用 DEA 研究中国省级层面水泥行业能源和环境效率，并测算二氧化硫减排成本。省级层面的能源和环境效率、减排成本存在一定的差异，因此在省级层面测算有利于提出更全面和可操作性更强的政策建议。

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参考文献（略）

本文编号：169334