上海居民对电力行业CO2减排支付意愿研究

刘 骏 上海电力学院 能源与机械工程学院



上海居民对电力行业CO2减排支付意愿研究

刘 骏 上海电力学院 能源与机械工程学院

摘要：利用条件价值评估法, 对5 436组有效调查问卷数据，建立Logit回归模型,估算上海地区民众对代替煤电进行CO2减排策略的支付意愿。结果表明，大多数上海民众对CO2减排策略持支持的态度，对天然气发电代替煤电的支付意愿大约是核电代替煤电的7倍,并发现增加天然气发电更加有利于减排目标的实现。另外模型显示，居民的年龄、收入水平、受教育程度、居住年限等四项社会经济特征显著影响着支付意愿结果。

关键词：CO2减排；条件价值评估法；支付意愿；Logit回归模型

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

近年来，我国城市雾霾现象愈发严重，而我国电力行业能源利用效率低下是当前破坏城市空气环境的主要因素之一 。因此，降低电力行业CO2污染排放的同时，控制并降低SO2、NOx等污染物的排放，成为改善雾霾天气的有效途径，其中采用清洁高效能源代替燃煤发电是降低电力行业污染的有效手段。然而，通过清洁能源电力代替燃煤发电来降低污染排放不可避免地会提高发电成本，进而会直接增加用户日常的电力消费[1]。那么，我国城市居民是否愿意接受这样的改变？接受改变的程度又如何？通过条件价值评估法对这些问题答案的探究，估算出上海居民对代替煤电进行CO2减排策略的支付意愿，揭示出上海居民对CO2减排策略的支持力度，为决策者制定实时有效的减排策略提供理论依据。

1 条件价值评估法的应用

随着对全球气候问题的高度关注，条件价值评估法（Contingent Valuation Method，CVM）被广泛应用于计量环境物品或公共服务的经济价值[2]。近年来，对CO2减排支付意愿的研究也逐渐丰富起来。Akter等人[3]应用CVM，通过对634户悉尼居民进行网络调查，得知每人愿意为2020年实现5%的温室气体减排支付135～144美元。Lim等人[4]应用CVM研究发现韩国旅客每旅行100 km愿意为CO2减排支付0.3美元的额外费用。Matthew等人[5]对2 034名美国成年人进行了调查分析，结果表明，为实现2020年17%的GHG减排目标，美国居民平均每人每月愿意支付79～89美元。Ali Chalak等人[6]应用CVM调查研究发现，英国人对避免温室气体增加的支付意愿远远大于对温室气体减排的支付意愿。Normura等人[7]以清洁能源作为支付手段，估算出平均每名日本民众愿意利用清洁能源进行CO2减排的支付意愿为204美元。

相对于美国和欧洲国家，总体上我国应用CVM对环境价值评估的研究存在一定的滞后性，但也逐渐丰富起来。杨开忠等人[8]用CVM分析了北京市居民为改善大气环境质量的支付意愿，得出北京市居民愿意为降低50%的大气污染物浓度支付143元/户·a （1999年） ,北京市居民总的支付意愿是 3.36亿元/a（1999年）。曾贤刚[9]应用CVM对中国南宁、九江、重庆和北京四个地区调查研究发现，以家庭为单位的城镇居民每年愿意为全球减排30%、60%和80%，分别支付132元、216元、264元，指出按照各国的目前排放水平来分摊CO2减排成本是最不公平的。段红霞等人[10]应用CVM，调查了北京、上海、山东、福建地区1 653份民众的有效问卷，得出平均每人每年愿意支付201.86元来支持CO2的减排行动，并且发现对气候变化的理解程度显著影响了支付意愿结果。Woo CK.等人[11]应用CVM，分析了我国香港地区1 876份电话采访数据，结果表明香港居民愿意为本地区CO2减排的支付意愿，不足以支撑政府制定政策的预算增加，需要另寻途径完成减排目标。从目前国内的相关文献来看，我国应用CVM对经济环境价值评估的研究尚不深入，对我国CO2减排经济价值评估的研究更是不完善，对我国行业部门CO2减排所付出经济代价的估量几乎还没有涉及过。

2 研究过程

2.1问卷的设计与数据采集

调查问卷通常是条件价值评估法所使用的评价工具，问卷设计的好坏往往决定着研究的成败。因此，本研究调查问卷在参考前人研究成果[8,11,12]的基础上，进行编排改动。本着通俗、易懂、由简及深的原则，问卷一共设计了四个部分。第一部分，通过向被调查者简单介绍上海空气环境污染情况、上海当前供电结构情况，并说明本次调查的调查目的以及调查的保密性。第二部分收集人口统计学的数据，包括年龄、收教育水平、月收入、上海居住年限、电费支出。第三部分环保意识了解情况，来确保被调查者所填支付意愿情况的有效性。第四部分为支付意愿部分，此环节问题的设计将产生想得到的必不可少的数据，通过减排份额和电力支出账单增加份额的结合，引出人们的支付意愿——“供电结构的改变可以降低m%的CO2污染排放，同时电力支出账单增加n%，您是否愿意接受这样的改变？”其中，m%=50%或30%，n%=3%、13%或是23%，m和n的数据选择跨越了供电结构变化引起的发电成本的提高份额。这样天然气发电或核电供电份额的增加将分别产生6个同样形式的问题，同时每份问卷产生12组m和n组合的支付意愿数据。

本次调查通过面对面交流的方式采集需要的数据，采集地点主要集中在地铁站、公园、风景区、居民区这些人口较为密集的地方。通过分层随机抽样的方法，本次调查收集到503份受访者的调查问卷。采集到数据后，根据逻辑检查等质量控制方法，剔除掉逻辑错误及信息缺失的不合格调查数据，最终保留453份有效的调查问卷，确定5 436组有效研究数据，有效问卷率为90.06%。

2.2支付意愿模型的建立

本研究调查问卷收集受访者是否愿意接受设定方案的结果，确定二分类因变量，愿意接受设定方案j为“1”，否则为“0”。由于研究变量间存在着非线性关系，因此，本文采用Logit模型对样本数据进行分析，模型如下：

式中，S——二元现状水平变量，保持现状为“1”，否则为“0”；

E——排放水平变量；

B——电力支出账单水平变量；

ln[Ojk]——第k个受访者选择j为“1”和“0”的对数发生比。

本文设定现状水平的排放水平及账单水平都为1，这样△E及△B就为百分比变量。

由于上海居民对天然气发电及核电代替煤电的支持程度存在着很大的差距，如果同时对二种替代方式数据不加以区分，回归效果很不理想，所以需要对式（1）进行特殊处理。首先将二种替代方式中任何一种的数据单独进行分析，利用最大似然法确定一个对非线性模型高度不相关的二次规格的变量E2*（1-N），然后将此变量嵌套于式（1）中，结合样本的人口统计学变量，得到最终模型如下：

式中，N为“1”表示核电代替煤电减排，否则为0；

X1k——上海居民的年龄；

X2k——居民收入；

X3k——居民教育水平；

X4k——居民上海居住年数。

φ,θ1,θ2,θ3,β1,β2,η1,η2,η3,η4,表示回归系数。

假设在△S=0及现状水平E=1的条件下变量发生改变，根据Greene和Hensher理论[13]，上海居民对代替煤电减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）确定的最大似然值表示，这样便可以得到上海居民对代替煤电进行CO2减排愿意付出的经济代价。

3 结果与讨论

3.1社会经济状况统计结果

本研究所采集样本的主要特征，其中包括年龄、教育水平、月收入和上海居住年数及每月的电费支出，其中的这些社会影响因素涉及范围的尺度直接影响着研究结果的准确性。结果显示，被调查者的年龄比较分散，跨度较广，其中年龄最小者只有19岁，年老者最大67岁；教育程度从初中到博士不等，教育程度层次分明；从月收入水平来看，被调查群最低月收入有2 000元，最高50 000元，收入水平有高有低，其中不乏存在戒备心理导致少填收入水平者；从上海居住年数来看，被调查者在上海居住的年数比较分散，有初来上海定居者，有长年生活在本地的上海人。通过对样本主要特征的简单描述，可知参与本次研究的调查者的人口特性是十分多样的，多样的人口特性对研究结果的准确性更加有所保障。

3.2支持态度结果分析

图1结果显示，超过70%的参与调查者愿意通过改变当前的发电结构来改善空气环境，只有不到10%的居民不愿接受改变，总体来看，大多数上海居民对生活空气质量改善的要求还是比较迫切的，只有少数居民由于自身经济状况或是环保意识的淡薄不愿意接受改变。具体来看，情景1通过增加天然气发电减排50%时，超过80%的居民愿意多支付3%的电力支出，只有50%的居民愿意多支付13%的电力支出，仅不到30%的居民愿意多支付23%的电力支出。情景2通过增加天然气发电减排30%的结果与情景1十分类似。图2结果表明，超过70%的居民愿意多支3%的电力支出增加核电减排50%，仅不超过50%的居民愿意多支付13%达到同样的效果，不足30%的居民愿意多支付23%达到同样效果。情景4与情景3的结果类似。上述四种情景都反映出，随着支付意愿的提高支持程度降低，受限于自身的经济水平。仔细观察图1、图2，不难发现同样的减排目标下，支持天然气发电代替煤电的人数总是高于核电代替煤电，这意味着上海居民对天然气发电代替煤电减排的支付意愿要高于核电。可以说明，利用天然气发电方式代替煤电减排更容易达到减排目标。

3.3支付意愿结果分析

图1　天燃气发电代替煤电居民支持频率图

图2　核电代替煤电居民支持频率图

上海居民对代替煤电减排的支付意愿结果图3和图4显示出，在通过天然气发电或核电代替煤电减排30%的情景下，上海居民的支付意愿分别为电力支出账单额外增加13.12%和1.72%，支付意愿的上限分别为14.62%和1.95%；在电力部门独自减排50%的情景下，上海居民对增加天然气发电和核电的支付意愿分别为21.87%和 2.86%，支付意愿上限分别为24.38%和3.24%。本研究支付意愿结果反映出随着减排份额的增加，居民的支付意愿不但在逐步提高，且上海居民对增加天然气发电的支付意愿水平相对于增加核电的支付意愿水平还保持着约7倍的关系，这是本研究的发现之一。此外，如果保持当前天然气发电及核电上网电价水平，上海居民对增加天然气发电减排30%的支付意愿水平13.12%高于供电结构改变引起的电价预算增加量9.1%，对增加核电的支付意愿水平1.72%小于电价预算增加量3.0%；减排50%时，对增加天然气的支付意愿21.87%大于供电结构改变引起的预算增加量13.3%，对增加核电的支付意愿水平2.86%小于预算增加量5.2%，可以看出，上海居民对增加天然气发电份额代替煤电的经济支持力度，足以促使这一发电结构改变方式的实现，而对增加核电代替煤电的经济支持力度，在没有其他帮助的前提下，不足以支撑核电对当前煤电使用的替代，这是本研究的又一发现。图4结果显示了上海居民对代替煤电减排所需要付出经济代价的具体费用，当用天然气发电代替煤电减排30%时，上海居民每年平均需要额外电力支出374元，支付意愿上限为999元；减排50%时，上海居民每年平均需要额外电力支出增加到623元，上限为1666元；用核电代替煤电减排30%时，上海居民每年平均需要额外电力支出为50元，支付意愿上限为132元；减排50%时，上海居民平均每年需要额外增加电力支出81.88元， 支付意愿上限为220.75元，通过对改变供电结构所需要支付具体费用的计算，验证了上海居民对天然气增加发电减排的支付意愿远远高于对核电减排的支付意愿。

出现这种结果不难理解，核电成本相对于天然气发电成本虽低，但是其事故隐藏的灾难性太过巨大，大部分的上海居民对核电的安全性心存忌惮颇深。问卷调查交流过程中参与者对近年发生的福岛核电事故的超强抵触心理很好地佐证了这一点。此外，将本研究结果与本文提到的国外相关研究结果对比发现，即使通过天然气发电代替煤电CO2减排的支付意愿结果明显低于本文提到的国外CO2减排支付意愿的研究结果[3,5,6,7]，原因有两点：（1）我国民众综合国民素质与这些发达国家存在一定差距，虽然都想生活环境得到改善，但是却认为减排主体与自己无关；（2）我国民众的收入水平本来就普遍低于国外发达国家，在我国经济降速的大背景下，大家更愿意节省开支保障自己的基本生活。

3.4影响支付意愿的社会因素分析

表1列出研究结果受样本社会经济特性影响的检验结果，结果表明，参与调查者的年龄阶段显著影响着减排策略的支付意愿，系数为正值，表明老年人对CO2减排的支付意愿要高于年轻人，这一结果与Woo CK[11]香港样本一致，不同于段红霞[10]、Carlsson[14]样本结果。由于上海地区的经济水平相对发达，老年人的基本生活比较有保障，都能领取一定的退休保障金，或是由于子女的奉养，所以他们更少考虑基本的生活问题，更愿意为了自己的健康支付费用来改善环境，对大气环境的需求已经从生理需求上升到安全需求；参与者的收入水平对居民的支付意愿存在显著影响，收入水平系数大于零，表明对减排策略的支付意愿随着收入的提高而提高，这个结果与大部分的研究结果[9,11,15]是一致的，高收入群体一般具有稳定的工作和社会地位，具有良好的生活保障，他们对环境的需求更早地进入了安全需求阶段，另外，高收入群体的教育素养较高，对环境保护的认知程度更加深刻，能更好地理解环境改善与经济发展相辅相成的关系；参与者受教育程度的高低同样显著影响着支付意愿结果，受到教育程度越高的参与者对CO2减排的支付意愿也越高，这一结果与曾贤刚[9]对中国4个城市的调查样本、Li[16]的美国样本结果一致，可以这样理解：受教育程度越高知识存量越高，对环境保护的意识越强，所以受过高等教育的人群更加容易肯定环境的非市场价值；模型中上海居住年数的系数为负值，表明在上海居住时间较长的居民对改善上海空气环境的支付意愿反而不高，出现这种结果原因可能在于，长时间居住上海的居民相对于其他人已经适应上海的空气环境，相对比较满足当前的空气环境，认为没有必要多支付费用来改变现状，所以他们对支付意愿表现的较消极。

图3　95%置信区间下CO2减排支付意愿分布图

图4　95%置信区间下CO2减排年均支付意愿费用

4 结论

（1）上海居民对代替煤电进行CO2减排的支持态度的调查结果表明，多数上海居民愿意改变当前的供电结构，并且他们更支持利用天然气发电代替煤电来改善环境。因此，侧重于天然气发电制定减排策略，更加有利于减排目标的实现。

表1　Logistic回归结果

（2）上海居民对天然气发电代替煤电减排的支付意愿水平远远高于核电，并保持着7倍左右的关系。此外，本文计算出利用天然气发电及核电代替煤电减排所需要支付的经济费用。尽快实现由支付意愿向实际支持行动的转化，是进一步节能减排工作的又一项重要举措。

（3）本文支付意愿结果与当前上网电价水平下供电结构改变引起的电价预算增加量的对比结果显示，利用天然气发电代替煤电的支付意愿足以支撑减排目标的实现，而仅利用核电代替煤电的支付意愿，在没有其他支持的前提下，不足以支撑减排目标的实现。因此，在利用单一发电方式代替煤电实现减排目标前提下，加大对天然气发电的推广更具可能性。

（4）上海居民的年龄、收入水平、受教育程度、居住年数都对代替煤电进行CO2减排的支付意愿有显著影响，因此，减排政策制定的公平性也是影响减排目标能否顺利实现的重要因素。

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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

[作者简介]

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

基金项目：国家自然科学基金“我国中长期低碳发展战略研究”（2012BAC20B07）

刘骏：（1990），男，硕士研究生，从事能源经济方面研究。