CGE模型在政策环境影响评价中的应用

潘硕，刘婷，徐鹤

(南开大学战略环境评价研究中心，天津　300071)



CGE模型在政策环境影响评价中的应用

潘硕，刘婷，徐鹤

(南开大学战略环境评价研究中心，天津300071)

在我国，政策环境影响评价至今仍未从法理上纳入环评体系，也没有形成系统的理论技术体系。通过分析政策环境影响评价的特点，对不同类别的环境可计算一般均衡模型(CGE模型)进行总结，探讨了如何将CGE模型应用于政策环境影响评价。不断丰富政策环境影响评价的技术方法，不仅有利于形成统一完善的理论和方法体系，更有利于在合适的时机将战略环评的评价范围拓展至政策和法律层面，使环境因素更好地融入到国家政策、法律、法规等的制定过程中，进而实现科学的综合决策。

政策环境影响评价；CGE模型；产业政策

从我国已经开展的战略环境影响评价来看，其发展主要涵盖了3个层面，即规划环境影响评价、区域环境影响评价和政策环境影响评价。《环境影响评价法》的颁布奠定了战略环评的法律基础，战略环评以规划环评为落脚点和支撑点，逐渐壮大扩展开来。但目前，政策环评仍处于研究阶段，环评法仅对项目环评和规划环评进行了相应规定[1]。与具体项目相比，国家重大经济、技术和产业等政策对环境的影响更具全局性、持久性[2]。但我国政策环评的技术方法尚不够成熟和完善，因此，不断丰富政策环评的技术方法有利于推进国内政策环评的实施，并且可以为政策环评上升为国家法律要求提供理论支持。环境可计算一般均衡模型(CGE模型)能够同时考虑到经济和环境两方面，可以作为政策研究和评估的有效工具。

1　政策环评现状及技术方法

1.1我国政策环评现状

政策是政府为实现一段时间内的目标或任务而制定的行动指南，为解决某类重点问题所实施的具体政策。其特点为：涉及因素众多，关系密切，联动性大，具有整体性；研究和作用的对象多是规模巨大、变化迅速、影响广泛的大系统或巨系统，具有系统性；政策的实施直接影响到国家或地区的经济总量等一系列指标，具有宏观性。在过去很长一段时间，我国在制定政策的过程中缺少对环境因素的考虑。有学者认为，与西方法制国家立法主要用于管理公共事务不同，我国对社会经济的调节仍严重依赖各类政策。因此，我国亟须开展政策环评[3]。

目前，我国的战略环评尚未形成系统的理论技术体系，也远未发挥从决策源头防止生态破坏和环境污染的作用。与具体项目相比，国家重大经济、技术和产业政策等对环境的影响更大。此外，政策环评涉及的时空尺度也较大，拟议方案实施面临的不确定性因素更多。这些都导致政策环评难以实施，且其评价结果的主观性更强。

1.2政策环评技术方法

在如何处理决策所造成的模糊性、不确定性以及其环境影响尺度大、时间长等问题上，我国仍缺乏足够的知识、经验和技术手段。目前，政策环评的技术方法主要分为两类：

(1)基于传统项目环评的技术方法。该方法是将传统项目环评的理论技术方法应用到战略环评中，其理论基础是资源环境承载力。虽然政策环评与传统项目环评在评价范围、对象、层次等方面存在差别，但两者在评价程序、基本思路上又有一定的相似性。因此，借鉴传统项目环评的技术方法，并加以改进，使之适用于战略环评是一种事半功倍的方法。传统的项目环评方法通过适当修正用于战略环评的主要有：定性分析方法、数学模型方法及系统模型方法。

(2)基于政策分析的方法。该方法是将规划、政策的理论技术方法引入到战略环评中，其主要理论基础是政策分析和决策科学。将政策对社会和经济影响的评价方法引入到政策环评中，比其他评价方法更具实用性。政策评价方法包括政策分析、预测和效果评估3类。政策分析分为政策价值分析、可行性分析、超绝理性分析、政策三维分析等；政策预测多采用定性的主观预测；政策效果评估为对价值、效益和效率的前后对比分析。

可以看出，政策环评是主客观相结合的过程，所依据的评价标准多是定性的，其结论是定性和定量分析的综合产物。目前政策对经济的影响大部分可做到定量化，但对于环境问题，基本的定量化仍难以实现。因此，找寻一种既能模拟整个经济系统运行又能合理分析环境影响的技术方法尤为重要。

2　CGE模型在政策环评中的优势及应用

现代CGE模型以里昂·瓦尔拉斯理论为基础，通过一组数学方程模拟整个社会的经济活动。该模型可将经济系统的各个部门联系起来，能够观察某些部门的改变对其他部门的影响，由此可以对经济系统整体进行综合分析。从20世纪70年代开始，CGE模型逐渐应用到环境领域，研究者对标准CGE模型进行了扩展，建立了环境CGE模型。根据对模型的改变方法，可以对环境CGE模型进行分类。国内主要应用了黄英娜等[4]的分类方式，将环境CGE模型分成4类：应用扩展型，例如Boyd[5]、Conrad[6]等人的研究，他们对CGE模型只进行了简单处理，在不改变其结构的前提下，外设环境模块；环境反馈型，主要代表为Jorgenson[7]，Inge Mayeres[8]等，这些研究一般通过改变生产函数或居民效用函数来完成对环境影响的反馈；函数扩张型，典型的研究案例为Nestor[9]等，这类模型在生产或者消费函数中引入方程或方程组，在生产函数中加入污染治理活动；结构衍生型，代表研究为Xie[10]等，这类模型在标准CGE模型中加入了污染治理部门。

在进行政策的环境影响分析时，可根据具体政策的特点，选取最适合的建模方法，改变传统CGE模型的结构，从而得到政策的环境影响。

2.1CGE模型在政策环评中的优势

从模型特点来看，CGE模型能够模拟经济系统的整体，包含其全部部门，符合政策的整体性；模型在经济系统各部门之间建立了复杂的联系，由此可以对经济系统进行综合分析，符合政策的系统性；模型能够以某地区或某国家为单位，得到政策实施后经济总量等一系列指标的变化，与政策的宏观性相吻合。因此，CGE模型适用于政策分析。

目前，在政策环评中普遍应用的是投入产出模型，但其存在一些难以改进的缺陷，主要有：投入产出分析主要基于投入产出表进行，仅局限于产品市场，不能反映要素市场和金融市场等其他经济活动；在投入产出模型中，部门之间建立的联系相对简单，某一部门变化引起的关联影响难以全面展现。

与投入产出模型相比，CGE模型能将政策的实施与价格、产出和产业结构联系起来，因而能更全面地分析政策造成的影响。

2.2CGE模型在政策环评中的应用

具体来说，CGE模型可应用于政策环评的以下环节中：

(1)政策的环境影响预测。预测政策实施后污染物排放的变化是政策环评的基础，CGE模型是政策环评预测阶段的适宜方法。为将CGE模型应用于预测阶段，可建立如之前所述的“应用扩展型”类CGE模型来模拟污染物排放的变化。主要包括建立SAM表，建立排放方程及模拟预测。

(2)政策环境影响的减缓措施与对策建议。随着环境CGE模型的发展，越来越多的环境问题被反映到模型中，在政策环评的减缓措施和对策建议阶段，可供选择的建模方式也越来越多，具体可分为以下几个方面：首先，将环境影响的经济评价结果纳入政策环评中，为政策的某些方面提供参考；其次，在进行具体的政策方案比选时，可作为重要依据，帮助决策者做出更好的决策；最后，在决定是否采用某些重大环保措施时，可通过费效评估衡量环保措施的经济可行性。

3　京津冀产业协同发展政策环评案例分析

3.1产业协同政策分析

2013年以来，习近平总书记在多个场合提出京津冀协同发展的战略构想，京津冀协同发展上升为国家战略。2015年4月，中共中央政治局审议通过了《京津冀协同发展规划纲要》，两市一省也于2015年7月分别出台了具体实施意见，其他京津冀协同发展政策和各专项政策正在陆续制定和实施。

在推动产业升级转移方面，重点明确了产业定位和方向。重点转出北京市一般性产业特别是高消耗产业，区域性物流基地、区域性专业市场等部分第三产业，部分教育、医疗、培训机构等社会公共服务功能，部分行政性、事业性服务机构和企业总部等4类非首都功能。

3.2CGE模型的建立

本文建立的环境CGE模型是在传统CGE模型的基础上，外接环境排放方程。通过CGE模型模拟出不同产业转移情景下各产业增加值及资源能源使用的变动，基于环境排放方程得到污染物排放量的变化。为模拟产业转移，本文将产业划分为转移制造业、转移服务业、能源产业、水资源生产与供应业和其他行业。

(1)CGE模型结构

生产活动。利用多层嵌套的方式来刻画生产过程：首先，利用C-D函数将资本与劳动力合成生产要素；其次，利用Leontief函数将中间投入与要素投入合成产品。各部门按照成本最小化的原则确定中间投入和要素使用。

政府部门。政府的收入来自居民所得税，商品生产和流通过程中所缴纳的各类税，以及进口税等；政府的支出包括两部分，一部分依据效用最大化原则对各产品进行消费，另一部分用于储蓄。

居民部门。居民的收入来自资本和劳动要素的收入，该收入一部分用于向政府缴纳所得税，一部分用于购买产品，其余部分则进行储蓄。居民消费支出以效用最大化为限制条件，以此来确定对收入的分配。

企业部门。企业部门的收入来源于以一定的盈余率获得的营业盈余。这些收入与其他社会储蓄资金一起最终用于投资。

总供给和总需求。以多层嵌套的常替代弹性(CES)函数描述对本地产品和区外品的需求，以多层嵌套的常转换弹性(CET)模型描述本地产品对地区内外的供给。

均衡和闭合。产品市场上本地区对本地产品的总需求等于本地厂商对本地的产品供给。劳动力和资本在部门间可流动但总量固定。总储蓄包括居民、政府、企业的储蓄和区域外储蓄之和。

(2)模型外接环境排放方程

本文采用的环境污染物排放方程包括以下两类：

①固废、废水排放方程采用活动排放方程。如公式(1)所示，该方程将各个产业的总体排放与其产出或产业增加值线性联系起来。

Q″i=oiYi

(1)

式中，Q″i为各产业总体的生产性排放；oi为产品产出排放系数；Yi为各产业产品产出。

在模型中，可应用该排放方程计算的污染物包括：废水排放总量、COD和氨氮等，工业固废排放量和危险废物产生量等。

②由于废气排放与产业产出和能源使用有很大关系，为解决这一问题，采用公式(2)和公式(3)来计算：

(2)

lnGi=lnAi+αilnSHi+βilnYi

(3)

式中，Gi为i产业的废气产生量；SHi为i产业的能源产品投入量；Ai为技术常数；Yi为i产业产品产出；αi与βi是各产业能源使用增长率和产出增长率对其排放增长率的边际影响，αi+βi=1。

另外，计算时需要去除能源使用情况对各产业产出的影响。为此，首先对公式(4)所示的产业产出与其能耗的关系进行统计回归，再以残差法推算产业产出中不受能源影响的部分作为公式(3)中产业产出的代理变量，最后基于最小二乘法对公式(3)各系数进行回归。

lnYi=lnBi+δilnSHi+μi

(4)

式中，Bi为技术常数；μi为残差。

本研究应用该环境排放方程计算的大气环境污染物包括：废气排放总量、二氧化硫排放量和大气颗粒物排放量等。

在参数标定方面，CGE模型中除区外品的替代弹性和转移弹性外，模型中各参数基于以各地2012年投入产出表为基础编制的各地社会核算矩阵(SAM表)数据标定。区外品的替代弹性和转移弹性系数设定为4。环境排放方程的系数通过近年来各省市产值、能源消耗量与污染物排放量数据进行标定。

3.3情景设计

根据对京津冀产业协同发展政策的分析，本研究设定产业协同发展情景如下：

(1)单一情景：设定北京制造业和服务业分别转出。

①北京制造业转移情景：制造业部门对外转移分别为10%、20%、30%、50%；河北接收其中的70%，天津接收30%。

②北京服务业转移情景：服务业部门对外转移分别为5%、10%、20%、30%；河北接收其中的70%，天津接收30%。

(2)组合情景：设定北京制造业和服务业组合转移的情景，如表1所示。

表1北京制造业和服务业组合转移情景

Table 1The scenario of manufacturing and service industry transfer in Beijing

北京产业转移组合情景转移产业接收地与接收百分比组合情景1制造业10%服务业5%河北70%天津30%河北70%天津30%组合情景2制造业20%服务业10%河北70%天津30%河北70%天津30%组合情景3制造业30%服务业20%河北70%天津30%河北70%天津30%组合情景4制造业50%服务业30%河北70%天津30%河北70%天津30%

由于产业的转入和转出主要体现在地区资本量的变化上，因此本研究通过控制转移产业的资本量来将产业转移反映到CGE模型中。

3.4模拟结果分析

(1)产业转移的经济影响

产业转移对京津冀地区经济总量的影响如图1所示。由图1所示模拟结果可知，制造业转移将使京津冀地区经济总量有所增加，而服务业转移则使其减少。因此，从确保京津冀地区经济总量的角度来看，北京应当大量转出制造业，而对于占其经济总量比例较大的服务业来说，应谨慎制定转出政策，以避免对北京市的经济总量产生较大影响，乃至影响整个京津冀地区的经济总量。

图1　产业转移后京津冀地区经济总量的变动率Fig.1　The change rate of total economy after the industrial transfer in Beijing, Tianjin and Hebei region

(2)产业转移对污染物排放量的影响

产业转移后，京津冀地区污染物排放总量的变化如图2所示。制造业转移使各项污染物排放量增加，可能有两个原因造成了这种现象。一是制造业的转移使地区经济总量增大；二是根据京津冀三地各自的污染物排放量计算其自身的污染物排放系数，相比于北京，河北与天津的污染物排放系数较大。转移服务业使二氧化硫、工业废水和工业固废的排放量增加，使工业废气、危险废物和工业氨氮的排放量降低，尤其使颗粒物排放量降低，可能会对区域雾霾现象有一定改善。服务业的转移使地区经济总量和能源消耗总量下降，地区各项污染物的排放总量必然降低。但二氧化硫、工业固废等污染物的排放量却有微小增加，可能与转入地河北与天津的排放系数较高有关。

图2　产业转移对京津冀地区污染物排放总量的影响Fig.2　The impact of industrial transfer on total pollutant emissions in Beijing, Tianjin and Hebei region

(3)产业转移对资源能源消耗量的影响

产业转移后，京津冀地区总能耗和水耗的变化如图3所示。制造业的转移使地区能耗水耗增加，服务业的转移使地区能耗水耗降低。由于京津冀能耗较大且水资源严重短缺，因此应适当转出北京的部分服务业，以降低能耗及水耗。

图3　产业转移后京津冀地区总能耗和水耗的变化Fig.3　The change of total energy and water consumption after industrial transfer in Beijing, Tianjin and Hebei region

3.5结论与对策建议

(1)结论分析

总体来看，制造业的转移使京津冀的经济总量增加，但污染物排放总量和资源能源消总量上升。服务业转移使经济总量出现了一定程度的下降，但使部分污染物，尤其是颗粒物排放显著下降，资源能源消费总量也下降。

可以看出，仅转出制造业，在使经济受益的同时，会引起区域环境恶化，资源能源压力加大。转出服务业虽会对经济产生一定的不利影响，但可能会改善京津冀环境质量，缓解地区资源能源压力。因此，在制定产业转移政策时，在转出北京制造业的同时，应转出部分服务业以达到减排目的，但服务业的转移对地区经济影响较大，应谨慎制定服务业转移政策。

(2)对策建议

首先，统一环境准入门槛，严格防止污染在区域内转移。模拟产业转移情景时发现，制造业的转移使区域污染物排放总量升高，服务业的转移使部分污染物的排放量增多，这可能是三地污染物排放标准不统一导致。因此，应当制定改善区域环境状况的公共政策，统一排污收费标准和污染物排放标准。

其次，打破“一亩三分地”思维定式，推行环境公共服务均等化。考虑到周边地区污染物和水气可能输送到北京，若不能在产业转移的同时减少污染物排放，产业转移未必会有效改善北京环境质量。因此，有必要打破行政区域分割和“一亩三分地”思维，完善转移支付等财政手段，加大对河北环境基本公共服务的投入，完善环境基础设施。

最后，产业转型与产业转移并重，从源头削减污染。北京市在淘汰高污染行业转出制造业的同时，应适当转出部分服务业或高新技术产业的生产环节，河北、天津应借助产业接收和产能削减优化本地产业结构，完成产业转型升级，从源头削减污染。

4　结语

虽然CGE模型尚存在需要改进的地方，但将该模型应用于政策环评仍是可行且有效的。CGE模型可以针对宏观经济政策的环境影响和环境成本进行有效评估，提高政策环评的定量分析能力，极大地提高政策环评中多方案比选时的决策能力，有利于评估出最优政策方案，提升其综合决策水平。

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The Application of CGE Model in Policy Environmental Impact Assessment

PAN Shuo, LIU Ting, XU He

(Research Center for Strategic Environmental Assessment, Nankai University, Tianjin 300071, China)

In China, the policy environmental impact assessment has not been included in the EIA system at the legal level yet, neither developed to be a theoretical and technological system. By analyzing the characteristics of the policy environmental impact assessment and summarizing environmental computable general equilibrium (CGE) model in different categories, this paper discussed how to apply CGE model in policy environmental impact assessment. Enriched technical methods of policy environmental impact assessment is not only beneficial to formulate a unified theory and method system, but also more advantageous to expand the evaluation scope of strategic EIA to the policy and legal level at the appropriate time, which integrates environmental factors into the formulation process of the state’s policies, law and regulations, further implements comprehensive and scientific decision-making.

policy environmental impact assessment; CGE model; industrial policy

2016-06-12

环境保护部重大经济政策环境评价财政专项(2110203)

潘硕(1991—)，男，山东人，硕士，主要研究方向为环境管理与经济，E-mail：lakerps@163.com

徐鹤(1971—)，男，山东人，教授，博士，主要研究方向为环境评价与规划，E-mail：seacenter@nankai.edu.cn

10.14068/j.ceia.2016.05.005

X828

A

2095-6444(2016)05-0017-06