湖南省火电企业污染物排放影子价格研究

田石强　石广明　熊　辉

(湖南省环境保护科学研究院环境规划与政策研究所，湖南 长沙　410006)

湖南省火电企业污染物排放影子价格研究

田石强石广明熊辉

(湖南省环境保护科学研究院环境规划与政策研究所，湖南 长沙410006)

【摘要】本研究运用湖南省23家火电企业的污染物排放数据，分析了二氧化硫、氮氧化物的影子价格，并结合国家脱硫电价补贴、湖南省排污交易配额的实际定价进行了讨论，最后提出了相应建议。结果显示，湖南省火电企业二氧化硫影子平均价格为3021.67元/吨，氮氧化物影子价格为58089.28元/吨。在脱硫电价补贴后大多数企业可以实现零二氧化硫减排成本；在脱硝电价补贴方面，国家现阶段脱硝电价仅能补贴火电企业脱硝成本的很小一部分。对比分析湖南省污染物排污权有偿使用收费和交易政府指导价格标准发现，两个价格中二氧化硫和氮氧化物的价格均低于湖南省火电企业相关污染物影子价格(边际减排成本)。

【关键词】污染物影子价格；脱硫电价；排污交易配额价格

中图分类号：X21

文献标识码：码：A

文章编号：号：1673-288X(2015)05-0053-05

Abstract：This paper used the emissions data of 23 coal-burning utility plants in Hunan Province to analysis its SO2and NOx shadow price and discussed the rationality of national desulfurization price subsidies and Hunan province allowance price for emissions trading and proposed responding policy. The results shown that the average shadow price of SO2and NOx for these coal-burning utility plants in Hunan is 3021.67 and 58089.28 yuan / ton，respectively. According to national desulfurization price subsidies，most enterprises can achieve zero SO2abatement costs，while only a small part of NOx abatement costs can be subsidized. In addition，comparing the results to the pollutant emission allowance using fee and its trading standards of government guidance price in Hunan province，it is found that price in the guideline is lower than our study results.

Keywords：Pollutant shadow price；desulfurization price subsidies；emission trading allowance price

作者简介：周泓，高级工程师，兼任中国环境科学学会环境监察研究分会副主任及秘书长，主要从事环境管理体系认证、可持续发展认证、低碳认证、环境监察研究等，曾主编过《中国汽车行业环境管理实施指南》、《中国电子行业环境管理实施指南》、《中国汽车行业环境管理实施指南》

1 引言

我国经济进行30多年来的高速发展，产生大量污染物，导致国内环境污染问题十分严重，如海河、淮河流域水环境污染问题，以及近年来全国大范围内出现的空气污染问题等等。从环境经济理论的角度来看，环境污染是由于企业或个人排放污染物所产生的环境外部性没有得到内部化所造成，因此，要解决环境污染问题，其关键在于将环境外部性进行内部化。要达到这一目的有许多管理手段，如税收、补贴、排污交易等等。在内部化环境外部性的过程中，比较重要的便是使得税收或交易费用等于社会边际外部成本，但是在实际实施当中，很难测算外部成本的大小，因为排放的污染物是没有市场的。

为了衡量并测算污染物的市场价格，为设计环境管理政策时提供参考，Färe et al.[1]采用对偶理论，利用收入函数的对偶函数—产出距离函数来推导污染物的影子价格。污染物的影子价格可以解释为以具有市场价格的物品为参照，减少一个单位的污染物排放所产生的机会成本，或者污染物减排的边际成本。采用与收入函数、成本函数或利润函数对偶的各种距离函数来推导影子价格，使得影子价格具有明确的经济含义，仅仅需要实际的污染排放量，而不用考虑是否存在着污染监管，也无须投入和产出的价格信息，因此在研究中得到广泛应用。

许多研究采用产出距离函数和投入距离函数来估计污染物的影子价。 Coggins and Swinton[2]对美国燃煤火电厂二氧化硫减排的影子价格进行了估计，并检验了美国排污交易市场交易配额的合理性，结果显示二氧化硫的影子价格要高于交易市场的配额价格，可能是由于严格的二氧化硫排放监管法规所产生的。Shaik et al.[3]以美国内布拉斯加农业部门的数据为基础，对农业部门氮排放的影子价格进行了分析，结果显示1936至1997年，其氮的影子价格介于0.91至2.21美元/磅。Reig-MartmHnez et al.[4]对西班牙陶瓷造路行业的18家企业，所产生的泥浆和废油的影子价格进行了估计。Park and Lim[5]对韩国发电厂CO2排放的影子价格进行了测算，结果显示CO2平均影子价格为14.04欧元/吨。 Färe et al.[6]采用美国209家发电厂的数据，估计1993-1997年期间SO2的影子价格介于1-1974美元/吨，并发现这些发电厂通过提高效率而削减了4000～6000吨的SO2排放。 Murty et al.[7]衡量了印度一些火力发电厂数种污染的影子价格，以及电力产出与污染产出之间的替弹性，发现采用确定性前沿估计方法得到的影子价格比随机前沿估计法得到的影子价格更高。 Molinos-Senante et al.[8]利用影子价格计算了污水处理厂处理污染物的收益，并结合该收益进行了污水处理厂的费用效益分析。 Lee and Zhang[9]对中国30个制造工业的CO2影子价格进行了分析，结果发现其平均影子价格在3.13美元/吨。此外，一些研究采用方向性距离函数来估计影子价格。

当前我国实行的脱硫电价补贴政策，是促进火电企业脱硫的主要经济刺激政策。污染物的影子价格作为一种非市场资源价值的市场化表现，能够帮助人们获得排污交易配额的市场参考价格、制定污染物排放收费基准。因此，研究火电企业二氧化硫排放影子价格能够帮助我们更好的制定脱硫电价政策，从而分析当前国家的脱硫电价政策是否对于各地方的发电企业的二氧化硫减排具有刺激作用，并且有多大的刺激作用。

此外，当前我国的排污交易政策试点正在如火如荼的进行，湖南省便是试点之一。在国际上，排污交易在理论和实践上都被公认为是一种控制污染物排放总量，降低企业污染物排放的有效的途径。在我国，自2001年江苏发生了首例二氧化硫排污权交易开始，二氧化硫排污交易试点在我国七省市全面展开。另外，从宏观政策趋势来看，继续深化绿色税制改革是国家税制改革的大趋势。2013年，国家发展和改革委员会、国务院多次在相关文件中指出积极推进环境税改革，合理调整消费税征收范围，加快资源税改革，推动环境保护费改税。因此，研究计算湖南省火电行业二氧化硫影子价格，一方面，能够为二氧化硫排污交易价格的制定提供参考；另一方面能够对环境政策的制定，如开征环境税、脱硝电价等提供思路。

2研究方法

2.1　基于生产理论的影子价格模型

正常情况下，由于我们总是希望产出更多的期望产出yg，并且尽量减少非期望产出yb的产生。因此，我们认为非期望产出具有弱可处置性，即在生产过程中生产者不会不计成本的处理非期望产出。在弱可处置性条件下，减少非期望产出的同时，期望产出也必将减少。

此时，能够使用产出集来定义产出距离函数：

(1)

假设产出价格r=(r1，r2，……，rM)，且r≠0；此时我们并不强制r非负，但允许一些价格非正。这样，以距离函数形式定义的收益函数可以表示为：

(2)

根据距离函数的对偶性，式(2)的产出对偶距离函数可以表示为：

(3)

此时，若收益函数与距离函数均是可微的，便可以构建拉格朗日函数求解最大收益(企业具有经济人特征)，有：

(4)

通过变化(详见Färe[11])，可以得到：

(5)

随后，应用对偶理论于式，有

(6)

式(6)中r*(x，y)表示最大化收益后的产出价格向量，此时运用Shephard对偶公理于式(6)，有

(7)

将式(7)代入式(5)中，得到

(8)

(9)

在实际操作中，可以使用期望产出的市场价格作为标准价格，这样对于非期望产出而言，其绝对的影子价格可以通过式(10)求出。

(10)

2.2　距离函数的参数形式

通过前面的分析可以发现，要得到非期望产出的影子价格，必须知道产出距离函数的具体形式。因此，假设具体产出距离函数为超越对数形式，则有：

(11)

随后，使用Aigner and Chu[12]议的线性规划求解式(11)，并且允许非期望产出的影子价格非正，有式(12)。

(12)

s.t.

式(12)中，限制条件(i)表示每个样本均位于技术前沿面上或前沿面以内；(ii)表示所有企业期望产出的影子价格非负；(iii)表示所有企业非期望产出非正；(iv)为所有企业产出的同质性程度+1；(v)为对称性条件。

3实证研究

3.1　数据来源

本研究选取湖南省火电行业23家火电企业2010年的数据进行实证分析，分析这些发电厂的二氧化硫和氮氧化物影子价格，并结合国家现有的脱硫、脱硝电价补贴政策，分析现有脱硫、脱硝电价补贴政策对湖南省火电企业的刺激作用。

本研究选取的具体投入为大气污染物治理设施投资、火电企业煤炭消耗；选取的产出为火电企业发电量、二氧化硫排放量、氮氧化物排放量。各投入产出的详细统计信息见表1。

3.2　实证研究结果

3.2.1湖南省火电企业二氧化硫和氮氧化物影子价格

采用第2节中描述的研究方法，利用湖南省23家火电企业2010年的数据，求取产出距离函数，得到产出距离函数各参数值(详见表2)。

根据国家电监会发布的《2010年度电价执行及电费结算情况通报》，按照影子价格的求算方法结合表2中的结果，得出采用该产出距离函数计算各企业的二氧化硫和氮氧化物影子价格如表3所示。

表1　实证研究样本统计信息

表2　实证研究产出距离超越对数函数参数值

从表3的结果中可以发现，湖南省火电企业的二氧化硫影子价格平均在0.0063元/千瓦时，即每生产1千瓦时的电，需要付出0.0063元的二氧化硫削减成本；同样湖南省火电企业的氮氧化物影子价格平均在0.0765元/千瓦时，即每生产1千瓦时的电，需要付出0.0765元的二氧化硫削减成本。涂正革[13]通过计算得出全国工业1999至2005年二氧化硫平均影子价格为8.26万元/吨；袁鹏和程施[14]研究，全国工业二氧化硫2002至2008年的平均影子价格为5.16万元/吨。这两项研究的结果比本研究所得湖南省火电企业平均影子价格要高出数倍，原因是多方面的，但本研究认为主要原因在于火电行业二氧化硫减排成本相对于其他行业有较大的优势，通常情况下火电企业是二氧化硫产生大户，有较大的削减空间，在削减时有一定的规模削减效益；其次，影子价格是相对价格，在计算分析影子价格时若考虑全国所有的工业企业，那是将所有工业企业进行对比分析，此间存在二氧化硫削减成本较高的行业，从而将二氧化硫的平均影子价格拉高；再次，在研究影子价格时，所采用的样本数据越微观，那么所得到的结果便会越贴近实际，本研究所使用的是微观数据(企业层面)，因此相对的误差也较小。

3.2.2关于实行脱硫电价及排污交易的讨论

(1)实行脱硫、脱硝电价补贴对湖南省火电企业的影响

为了给出影子价格实际应用的可能性，本研究将实证分析得到的影子价格与国家发布的脱硫、脱硝电价进行比较，从而分析国家脱硫、脱硝电价对湖南省火电企业减排的影响。根据国家发展改革委《关于调整发电企业上网电价有关事项的通知》(发改价格[2013]1942号)，国家对湖南省燃煤电厂脱硫电价补贴降为0.0135元/千瓦时，对比本研究计算得到的湖南省火电企业二氧化硫平均影子价格(0.0063元/千瓦时)，可以发现国家脱硫电价补贴比湖南省火电企业实际平均二氧化硫影子价格高出0.007元/千瓦时。因此，可以确定国家脱硫电价补贴是能够补贴湖南省大多数火电企业的脱硫费用的，仅有极少数企业(1至2个企业)的脱硫费用不能完全得到补贴。对于不能完全补贴的企业，企业自身需付出的脱硫费用也不大。总之，从国家脱硫电价补贴政策来看，其对湖南省火电企业脱硫还是有很大的刺激作用，能够刺激企业脱硫的积极性，减少二氧化硫的排放。另一方面，全国脱硝电价补贴目前提高至0.01元/千瓦时，从本研究的结果来看，湖南省火电企业氮氧化物的平均影子价格为0.0765元/千瓦时，因此国家硝电价补贴，并不能补贴湖南省火电企业脱硝成本，但应注意到的问题是，本研究的实证研究数据是2010年，在分析时多数企业并没有进行脱硝，考虑到火电厂脱硝有一定的规模效应；加之脱硫电价补贴超出企业的脱硫成本，多余的部分企业可以用于脱硝。因此企业应该不至于在脱硝时付出过大的脱硝成本。

表3　各产出的影子价格

(2)关于湖南省二氧化硫、氮氧化物排污交易配额定价的分析

2014年7月8日，湖南省物价局、湖南省财政厅联合发布了“关于主要污染物排污权有偿使用收费和交易政府指导价格标准有关问题的通知”(湘价费[2014]98号)(以下简称“通知”)。该通知规定了湖南省主要污染物排污权有偿使用收费标准，其中二氧化硫和氮氧化物均为200元/吨年，并且提出了湖南省主要污染物排污权交易政府指导价格，其中二氧化硫和氮氧化物分别为1500元/吨年和2500元/吨年。根据本研究对湖南省火电企业二氧化硫和氮氧化物影子价格的研究结果，可以发现，通知中对二氧化硫和氮氧化物有偿使用的收费标准远低于火电企业的影子价格。从排污交易的原理上看，该收费标准对火电企业是合适的，因为排污交易有偿使用收费，实际上是增加了企业的污染物减排成本，单从排污交易理论上来看，只要该收费值不高于企业污染物边际减排成本便是合适的，企业在二级市场进行交易时，能够借助市场和自身污染物减排情况对交易配额的价格进行调整。当然详细的交易绩效及均衡价格情况，仅仅是借助影子价格来分析是不足够的，未来的分析我们将在另一项研究中进行说明。

另外从污染物排污权交易政府指导价格来看，二氧化硫的交易价格仍然远低于本研究所得火电企业的边际减排成本。单从排污交易政策来看，以该定价执行配额申购，火电企业应该会对配额进行再次申购，因为配额的价格低于其污染物边际减排成本(如二氧化硫的影子价格为3021.67元/吨年，申购配额的价格为1500元/吨年，则企业进行申购配额后收益1521.67元/吨年)，申购后企业可以多排放一定的二氧化硫，直至其污染物减排成本与配额价格相等。若考虑各种政策的作用(配额价格、排污费、电价补贴)，实际情况可能更加复杂，如结合排污交易理论、现阶段湖南省火电企业的二氧化硫削减率来看，企业的二氧化硫削减率已经达到了相当高的程度(90%以上)，未来要再提高削减率将会有许多困难，加上各种政策的相互影响，未来一段时间内暂时不会出现火电企业转卖其排污交易配额的情况，这也是一些学者谈到的政策冲突问题[15]。

4结论及政策建议

当前我国正处于各种环境政策制定完善阶段，不同环境政策在设计时，出发点均是针对企业污染物减排，改善环境质量，但多种政策联合执行时，可能会产出冲突，从而造成政策无效的情况发生。通过分析企业污染物的影子价格，可以了解企业处理污染物的边际减排成本，从而判断一些政策在执行时，对企业的影响。

本研究利用径向距离函数，以湖南省23家火电企业2010年污染物排放数据为基础，分析了这些企业的二氧化硫和氮氧化物影子价格，结果显示湖南省火电企业二氧化硫影子平均价格为3021.67元/吨，氮氧化物影子价格为58089.28元/吨。结合分析结果，本研究对国家现阶段脱硫、脱硝电价补贴对湖南省火电企业的影响进行了分析，结果显示国家现阶段脱硫电价补贴能够弥补企业脱硫成本，多数企业能够在国家脱硫电价补贴的情况下获得部分收益，即在脱硫电价补贴后实现零二氧化硫减排成本；在脱硝电价补贴方面，国家现阶段脱硝电价仅能补贴火电企业脱硝成本的很小一部分。此外，对比分析湖南省污染物排污权有偿使用收费和交易政府指导价格标准，本研究发现，两个价格中二氧化硫和氮氧化物的价格均低于湖南省火电企业相关污染物影子价格(边际减排成本)，在这样的定价下，若企业在各种政策间(排污交易、排污费、脱硫电价补贴)进行权衡后，在相应污染物上有减排空间，那么，企业会对排污交易配额进行购买或转卖，从而进一步降低其减排成本。

就本研究的结果而言，对湖南省火电企业来说，未来湖南省排污交易政府指导价格标准应该进一步提升，这样才能避免企业在对政府回购交易配额时，以少于正常的配额有偿使用价格获得配额，从而减少成本。

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Shadow Price of SO2and NOx in the Thermal Power

Plants in Hunan Province

TIAN ShiqiangSHI GuangmingXIONG Hui

(Institute of environmental planning and policy，Hunan research academy of environmental science，Hunan Changsha 410006)

引用文献格式：周泓等.关于《关于推进城市地下综合管廊建设的指导意见》的初步解读[J].环境与可持续发展，2015，40(5)：58-59.