流域生态补偿多元融资机制及融资效果的系统动力学模型分析

张明凯，潘 华，胡元林

（昆明理工大学 管理与经济学院，昆明 650093）

0 引言

流域是人类文明的发源地，在人类发展的历程中扮演着重要角色。然而，盲目追求经济发展的各种短视经济行为导致流域面临着逐步加剧的环境恶化，出现旱涝灾害频发、总体水量锐减、水土流失严重、水体污染不断加剧等严峻的流域生态问题[1]，不仅严重威胁人类的生存和发展，还会对经济发展带来不利影响。流域生态补偿是解决流域内生态环境保护和经济发展之间“矛盾”的有效途径，“谁保护、谁受益，谁破坏、谁付费”的原则体现了公平和权责对等，但由于补偿机制、补偿标准、补偿资金来源等难题尚未有效解决，生态补偿有效实施、发挥作用仍需不断探索。本文以解决补偿资金来源为研究出发点，探讨多元融资机制的构建问题，并建立融资效果分析的系统动力学模型。

从现有理论和实践来看，流域生态补偿资金来源的研究主要有两种观点：一是依靠政府的财政转移支付，二是某种单一的市场化补偿方式，实践中现阶段主要依靠的是第一种方式，但效率和效果均不理想，存在大量资金缺口；第二种方式多是理论上的研究，实践中未能真正落实。有学者提出构建生态补偿多元化社会融资体系的主要渠道包括市场交易运作、多种市场化金融和社会化生态补偿，并指出三种渠道的不同实现方式[2]，这些方式仍属单一的市场化补偿手段。鉴于部分准市场化或者市场化的补偿方式已经在不同地区和不同领域得到探索、试行，积累了相关经验，但单一的方式无法使巨额的补偿资金缺口得到弥补，纯市场化的方式也无法得到有效实施，因此，为解决生态补偿资金来源问题，可以构建多元融资机制，综合发挥不同方式的联合、带动、互补、风险分散等效应。

1 流域生态补偿多元融资机制构建

1.1 基本思路

目前实践中可用于生态补偿资金筹集的方式主要有排污收费、排污权交易、PPP模式等，排污收费以“庇古税”理论为基础，由政府制定规章制度从排污企业收取污染治理费用，体现了“谁污染、谁付费”的生态补偿原则，是我国一项基本的环境管理制度[3]，但标准制定和补偿资金合理使用方面存在部分问题。排污权交易以产权理论为基础[4]，本身属于市场行为，由于我国体制原因，前期离不开行政干预和指导，只能属于准市场行为，我国的排污权交易制度包含了排污收费方式，既能体现“谁污染、谁付费”的原则，又能体现“谁保护、谁受益”的原则。PPP模式的研究和应用自2014年以来受到国家大力提倡和推广[5]，能够应用于污染治理领域，间接行使生态补偿的功能，属于准市场行为。以上三种模式都能够发挥生态补偿的作用，体现生态补偿原则，但如何和生态补偿相结合仍需不断探索。本文构建的多元融资机制以排污权交易为基础[6]，发挥排污权交易的引导作用和市场的自发调节作用，在政府的科学引导和有效监督以及必要参与下，充分利用排污收费、PPP等方式，调动企业参与污染治理的积极性，并带动第三方污染治理资金进入污染治理市场，形成社会资本为主，政府、金融机构和排污企业多方融资主体形成的多元融资机制。具体思路如下页图1所示。

图1 多元融资机制整体思路

多元融资机制中生态补偿资金来源由三部分构成：一是政府的行政收费，二是市场提供的资金，三是政府和市场共同的出资。下面阐述三种资金来源的机理。

1.1.1 政府资金

假定在某一流域区域内实行排污权交易制度，该区域内有n个排污企业，按照总量控制原则，综合考虑其他相关因素。首先对n个企业的初始排污权进行分配，排污企业按照分配的排污权权限缴纳排污费，如果企业的污染排放量在排污许可范围之内，企业只需要缴纳排污费即可；但企业为了扩大生产规模，污染可能会超出许可，此时，企业在缴纳排污费时会综合考虑缴纳排污费与企业自身减排投入之间的关系。如果企业依靠自身技术进步、清洁生产技术、污染处理技术、减排设备投资等手段，能够把污染控制在排污许可证范围以内，并且自己处理污染所投入的资金要低于在交易市场上购买排污权或依靠第三方治理污染的代价，只需要缴纳相应的排污费就行。此时，企业把排污费交给当地环境保护部门，由环境保护部门负责对这些资金进行统一分配，实现生态补偿的目的。在这种情况下，生态补偿资金虽然来源于市场，但最终由政府收取和分配，代替行使生态补偿的责任，可视为准市场的生态补偿模式。上述两种情况下，生态补偿资金来源于政府的行政收费。

1.1.2 市场资金

如果企业缴纳的排污费高于减排投入，这种情况下企业将会采取两种措施实现排污达标的目标。一种措施是：在某区域整个排污权交易市场中，部分企业实现了多余的排污配额，拿出来在交易市场中进行市场化交易，超额排放的企业可以在交易市场中竞价购买，竞价的价格上限可以根据企业自身处理污水的成本或者交由第三方处理时的成本进行比较。如果高于这两个成本中的任意一个，则可以选择自行处理或者交由第三方处理，否则就可以在交易市场中购买其他企业的排污配额。其他企业要么因为自己的污染处理能力获得了出让排污许可的收益，要么因为自身排污许可富余获得了额外收益，相当于生态补偿中给予生态保护者的奖励。因为获得多余配额的企业减少了污染的排放，对环境保护作出了贡献，应该受到奖励。只是该奖励是由市场提供的，这种情况的后果会促使更大范围的企业采取自身优势节能减排，获得额外收益，提高企业污染治理的积极性。前提是污染处理费用低于第三方治理费用，否则，看似额外的收益实际上效率是低下的。第二种措施是：随着排污权交易这种市场化交易制度的不断发展完善，会产生并兴起第三方专业治理污染的企业。相比于一般企业，这些企业在治污领域技术、设备更先进，管理更科学，治污成本远小于企业自身投入的治污成本，当区域内排污权配额不足时，企业可以在交易市场上购买第三方企业提供的排污配额。第三方收取的排污费来自于市场化的运作方式，市场化的资金支持第三方在利益驱动下进行污染治理，最终依靠市场的方式实现了生态补偿的作用。这里的第三方治污企业指的是市场自发形成的污染治理企业，这种情况下，生态补偿就是市场化模式。以上两种方式的资金来自于市场行为。

1.1.3 政府和市场合作资金

实践中，由于污染治理本身具有公益性质，投入大、风险高、投资回报期较长，专门的治污企业多数是PPP某种模式成立的。如果排污权交易制度能够发展成熟和完善，那么排污企业完全可以由市场资金自发组织并进入到治污领域，当排污权交易市场发展不完善时，为了激励污染治理企业提前进入该领域，政府可以结合现有的PPP模式，出台相应的鼓励政策和给予一定的补偿，成立一批污染治理企业，最终在各方的共同努力下，实现污染的有效治理，发挥生态补偿的作用。此种模式中，生态补偿资金来自于政府和市场的合作。

综上，多元融资机制能够发挥生态补偿资金筹集的作用，但在现行体制下，受政府角色定位、发展环境、经验丰富程度等因素的影响，多元融资机制需要经过政府主导-准市场-市场的过程。

1.2 资金筹集方式

1.2.1 排污收费

从现阶段排污权交易的试点情况总结分析，可用于生态补偿的资金主要来自于排污企业缴纳的排污费，排污费由政府统一定价，没有放开为由市场定价的市场化交易模式，排污费由政府统一收取并统一安排使用。排污费可应用于污染治理，对部分污染治理成效显著的企业给予奖励，用于生态环境保护等领域。

1.2.2 贷款

贷款是解决资金短缺的主要手段，包括向银行或金融机构的商业贷款、政府的贷款以及排污权抵押贷款等。这里对排污权抵押贷款进行说明。在排污权交易制度中，排污权已经成为一种准物权，可以作为企业的一项“资产”，资产可以用来抵押贷款，排污权交易促使企业在污染治理中由被动转为主动。一方面，企业如果排放的污染物数量少，缴纳的排污费就低，可以节约成本；另一方面，企业主动采取措施节能减排，可以把富余的污染权进行转让，从而获得额外收益。总之，企业依靠自身实现节能减排，本身就是在履行生态补偿的责任。节能减排技术和设备的投入较大，如果企业在能够承受的范围内，则可以利用排污权作抵押向银行或其他金融机构申请抵押贷款，这样就相当于利用市场的方式解决了生态补偿资金来源的问题。即使抵押贷款资金不用于节能减排，但企业最终还是缴纳了排污费，贷款资金解决了企业发展所需资金，维护了经济稳定，保障了排污费的缴纳，最终仍然是起到了生态补偿的作用。

1.2.3 PPP模式

随着排污权交易市场不断成熟和完善，专门的污染治理企业必将进入该行业，可以是社会资本自发进入该行业，也可以由政府作出必要引导，利用公私合作的方式成立污染治理企业，政府支付一定的资金，主要由项目公司负责筹集剩余的资金，这些资金最终用于污染治理。

1.2.4 其他模式

其他模式包括企业利用自有资金，吸纳社会资本，接受政府补助资金，利用金融工具融资等，排污权交易制度完善之后，企业还可以利用排污权进行期权、期货、环境金融交易等方式进行融资。

2 融资效果的系统动力学模型构建

系统动力学（system dynamics，SD）于20世纪70年代引入中国，基于非线性动力学理论，以系统的反馈结构和行为研究为出发点，把系统科学的理论和计算机仿真密切结合起来，通过确定系统边界，构建因果关系和存量流量关系，构造方程、模型检验和政策分析等步骤。本文应用此方法可以实现融资效果的仿真模拟，并进行相应的政策探讨[7]。

2.1 系统分析

多元融资机制融资效果仿真分析的目的是分析不同生态补偿资金来源下某一流域区域污染处理效果，从而检验发挥效用的投资组合，进而为制定政策提供量化分析依据。根据构建的多元化融资机制，模型中可以仿真三种主要生态补偿资金来源模式的效果：（1）政府主导模式；（2）市场化模式；（3）政府+市场模式，除此之外，模型还可以模拟三种模式的不同组合效果等更多模式。融资效果仿真系统是一个复杂的、非线性的、包含多种因素的、开放的时变系统，整个系统分为“污染排放子系统”、“生态补偿资金来源子系统”、“污染处理子系统”等三个子系统[8]，三个子系统相互作用、相互影响，在现有数据的基础上，利用构建的模型，模拟出某流域地区未来一定时期内污染排放总量，并模拟该地区未来一定时期生态补偿资金投入总量，利用生态补偿资金投入多少和不同投资主体的行为对污染处理的效果，观察污染总量的变化。重点是生态补偿资金来源子系统的界定，该子系统把多元生态补偿资金集中起来，通过对该子系统中相关变量进行赋值，观察单独或某一组合的补偿资金投入对污染总量减少的效果。如果补偿资金的投入使得污染总量逐渐减少，说明某一单独或组合的补偿资金对生态补偿起到了应有作用，可以根据模拟结果的动态变化，分析多元融资体系的具体构建模式，并分析融资效果和效率。

2.2 因果关系图及主要因果回路分析

2.2.1 总因果关系图

融资效果总因果关系如图2所示。

图2 融资效果总因果关系

2.2.2 污染排放子系统因果关系分析

污染排放子系统主要模拟某流域范围一定时期工业污水和生活污水排放总量的变化情况，并假定某流域范围污水总量由工业污水和生活污水组成。污染排放子系统的主要反馈回路有：

GDP→工业增加值→工业用水量→工业污水增加量→工业污水自净量→工业污水排放总量→污水排放总量→未处理污水量→污染损失→GDP

工业用水量→工业污水增加量→工业污水排放总量→工业污水回用量→工业用水量

工业用水量→工业污水增加量→工业污水自净量→工业污水排放总量→工业污水回用量→工业用水量

人口数量→生活用水量→生活污水排放量→生活污水自净量→生活污水排放总量→污水排放总量→未处理污水量→污染程度→人口数量

生活用水量→生活污水排放量→生活污水排放总量→生活污水回用量→生活用水量

生活用水量→生活污水排放量→生活污水自净量→生活污水排放总量→生活污水回用量→生活用水量

2.2.3 生态补偿资金来源子系统因果关系分析

生态补偿资金来源子系统主要模拟某流域范围内一定时期污染治理投资的资金总和，主要包括政府财政转移支付、排污企业缴纳的排污费、金融机构贷款、社会资本等，系统可以仿真模拟全部资金共同发挥作用下，污染总量得到控制的情况，也可以仿真模拟不同投资组合下污染总量得到控制的情况，从而探索多元化融资机制发挥效果的有效组合。

GDP→财政转移支付→污染治理投资→污水处理量→污水排放总量→环境容量→未处理污水量→污染损失→GDP

企业自有资金→减排投资→投资收益→自有资金增加→企业自有资金

企业自有资金→减排投资→借入长期借款→长期借款→利息→偿还长期借款→企业自有资金

资金投入→PPP总资金→污染治理资金→年排污交易收入→排污交易总收入→资金投入

资金投入→PPP总资金→污染治理资金→取得担保贷款→资金投入

2.2.4 污染处理子系统因果关系图

污染处理子系统因果关系主要描述污染治理投资对污水排放总量的治理效果，关键的回路主要有：

污水处理量→未处理污水量→环境容量→污染损失/污染程度→...→污水处理量

2.3 模型各子系统分析

2.3.1 污染排放子系统分析

污染排放子系统一共设计了31个变量，用来模拟某流域区域范围一定时期污水排放总量，该子系统的流图如图3所示[9]。其中，GDP主要由GDP增加值和GDP增长率两个变量确定，GDP增长率构建表函数进行预测，GDP增加值可以用GDP和GDP增长率的乘积得到。工业增加值可以用两种方法确定，一种方法是利用相关软件（如EVIEWS）分析工业增加值和GDP之间的关系，应用相应方法直接确定相关系数，然后进行数据模拟，如果预测数据和历史数据拟合度较高，则可以利用拟合方程对工业增加值进行模拟，如果拟合度不理想，则可以通过构建表函数的方法进行模拟。万元工业增加值用水量利用历史数据构建表函数进行模拟。工业用水量用万元工业增加值用水量和工业增加值的乘积加上工业污水回用量求得。工业用水排污系数根据实际数据中工业污水排放量占工业用水总量的比重的平均数值或者当地的实际经验数据进行确定，或者可以构建表函数进行定义，具体赋值可以根据模拟运行结果的精确度进行选择。工业污水增加量可用工业用水排污系数和工业用水量的乘积得到。工业用水自净量会影响最终工业污水排放量，指的是工业污水在排放过程中能够自我净化的部分，该部分的比率在区域范围有限和排放时间较短的情况下是很低的，但因为对污水排放总量会产生影响，因此在系统中进行了设计，该比率可以参照经验值赋值。工业用水自净量最终用工业污水增加量和工业污水自净率的乘积定义。工业污水排放中会有部分污水可以进行重复使用，该部分用工业污水回用量表示。工业污水回用量可以增加工业用水量，可用历史经验数据赋值给工业污水回用系数，然后用工业污水排放总量和工业污水回用系数的乘积得到。工业污水排放总量是一个状态变量，主要由工业污水增加量这个速率变量引起，同时受工业污水自净量的影响，因此只需赋个初值，方程定义为工业污水增加量和工业污水自净量之差即可。以上是工业污水排放总量系统中涉及的变量解释及其方程的定义，生活污水排放总量系统中各变量的解释和方程的定义类似于工业污水排放总量系统，不再一一说明。生活污水排放总量和工业污水排放总量之和构成了某流域区域污水未经处理前的污水排放总量，污水排放总量大小会对当地GDP造成损失，该损失用污染损失表示。

图3 污染排放子系统流图

2.3.2 补偿资金来源子系统分析

补偿资金来源子系统主要用来模拟多元投融资主体投入的生态补偿资金，该子系统一共设计了40个相关变量，流图如下页图4所示。从流图可以看出，流域生态补偿资金主要有三部分构成。一是政府的财政转移支付，主要来自于企业缴纳的排污费，也可以模拟完全的政府财政转移支付；二是市场化资金来源，主要来自于自发的排污权交易市场，我国现阶段的排污权交易市场更多的是政府和市场共同参与的模式；三是政府和市场共同的合作资金，主要通过PPP模式进行运作，并最终应用于污染治理领域。该系统可以模拟不同的补偿资金来源组合，从而验证何种组合能够发挥最大效用。在该子系统中，污染治理总投资等于污染治理投资增加值，污染治理投资增加值来自于政府的财政转移支付和排污设备总投资。财政转移支付由两部分组成。一是某区域GDP支出的一定比例，可以结合当地的实际情况赋值；二是排污企业缴纳的排污费，排污设备总投资用来表示市场化的资金来源：一是企业投入的减排投资；二是PPP项目公司投入的污染治理资金。企业减排投资的资金来源既可以是企业自有资金也可以是企业靠排污权抵押从金融机构获得的长期借款。PPP项目公司投入的污染治理资金主要来自于社会资本和政府授权主体投入的资金之和，还包括资金不足时依靠政府信用担保借入的政策性贷款。该贷款的利率低于同期市场利率。企业自有资金或者靠长期借款投入的减排投资可以利用投资收益进行弥补或者偿还，该投资收益来源于排污权交易市场上的交易收入，而PPP项目公司的污染治理资金主要用排污交易收入进行弥补，排污交易收入都用投资收益进行替代，赋值时对上限做出不超过区域排污权交易市场规模的界定。优点是更加结合实际，因为排污权交易市场规模是理论的数值，交易收入不可能被污染治理方全部得到，而投资回报可以结合现实中污染处理投资回报和污染治理的投入做出较为真实的判断。排污设备总投资不区分是固定资产的投资还是无形资产的投资，这里统一为固定资产的投资。固定资产按直线法提折旧，残值按照会计准则中规定的上限确定，即固定资产原值的5%。折旧是固定资产损耗的价值，扣除折旧后的价值是固定资产的净值，体现了投资的真正价值。由于模拟的重点不同，该子系统没有考虑货币时间价值。

2.3.3 污染处理子系统分析

图4 补偿资金来源子系统流图

污染处理子系统较为简单，除了在上两个系统中出现的变量外，一共由5个变量构成[10]，如下页图5所示。污水增加值用工业污水排放总量和生活污水排放总量之和表示，环境容量可以理解为某区域允许的最大污染量，环境容量之外的污染必须要进行处理，否则会对区域环境造成严重污染，可以结合区域实际情况赋值为污水排放总量的一定比例，也可以根据具体数值直接赋值。污水处理量用污染治理投资和污染治理投资效率的乘积得到，污染治理投资效率根据污水治理投入产出比例确定。未处理污水量是指污水排放总量减去污水处理量的差额，未处理污水量会减少环境容量，环境容量减小表明区域污染排放超标，会对区域经济发展造成影响和损失。

3 融资效果系统动力学模型的政策模拟

融资效果的系统动力学模型经过系统分析、因果关系构建、系统流图构建、变量方程定义等步骤后，再经过模型检验，就可以应用于政策模拟。该模型按照多元融资机制的构建意图，可以主要模拟3种融资来源的融资效果。

（1）政府财政转移支付资金来源的补偿效果

利用构建的系统动力学模型，只赋值给财政转移支付（不考虑排污缴费，纯粹政府财政支出）这一补偿资金因果回路，可以模拟出某区域污水排放控制在一定范围内所需资金投入量，从而分析出政府的支付能力，如果政府的财政支付能力不足以支付该污染治理资金，说明政府在不对环境污染收费或者征税情况下，资金缺口是巨大的，需要借助其他资金来源方式。还可以模拟政府收取排污费情况下，污染处理效果，这两种模式资金都来源于政府财政转移支付。

（2）企业自有资金的补偿效果

完全的排污权交易制度下，排污权交易市场自发形成的排污权交易额或者企业自主投入的减排投资资金，属于市场化的补偿方式，模型可以模拟这种市场化方式的补偿效果，从而验证市场化补偿方式是否如理论研究所述是最优的生态补偿方式。

（3）PPP模式的补偿效果

PPP模式属于准市场化的补偿方式，既有政府资金又有社会资本的参与，不仅能够模拟此种模式下生态补偿效果，还可以模拟社会资本投入和政府资金投入的比例，分析PPP可行的合作方式。

（4）其他模式的补偿效果

其他模式主要是基于上述三种模式的不同组合，比如政府纯粹的财政支出和企业排污缴费组合模式，企业缴纳排污费和企业自发投入减排投资组合模式等。

4 结论

本文以解决流域生态补偿资金来源不足问题为研究出发点，提出了构建多元融资机制的方法，对融资机制构建的基本思路和资金的筹集方式两个方面进行了阐述，并用系统动力学的方法构建了融资效果模拟的仿真模型，对仿真模型中关键的因果回路，总系统中各子系统的流图和主要变量的方程定义都做出了说明，并从理论上对模拟应用情况进行了说明。不足是限于篇幅未对融资机制的各个环节作出一一阐述，比如构建原则、风险应对措施等，也未对系统动力学的仿真模型进行实证分析。