城域货运交通的环境容量机会经济价值测算研究

李艳丽， 王泽远， 李立芬

(石家庄铁道大学 管理学院，河北 石家庄 050043)

一、城域货运交通污染现状

随着京津冀地区城镇化快速推进，商业大厦雄踞中心城区，工业园、物流园环居四周的大都市格局成为主导。伴随着发展，主城区与近郊之间(城域)的交通量开始巨幅上升，拥堵和尾气问题愈加严峻[1]。研究证实，单辆中型或重型柴油货车的尾气污染物排放量大约相当于100辆微型或小型客运汽车，排放不达标或保养不善的柴油货车尾气污染排放量甚至可以达到200倍之多。这些货运尾气排放与近郊工业排放，形成了京津冀大气雾霾的最重要源头。统计数据表明，2020年全国货车排放的污染物中，一氧化碳为205.7万t、碳氢化合物为45.0万t、氮氧化物为519.6万t、颗粒物为6.2万t，分别占汽车排放总量的29.8%、26.6%、84.3%、90.9%[2]。2020年全国各类货车污染物排放情况如表1所示。

表1 2020年全国各类货车污染物排放情况 万t

目前，国内外研究学者中，大部分学者主要研究的是货物污染物排放量测算[3-4]、减排量测算[5-6]以及减排对策[7]的研究，很少有学者对“货运减排产生的机会经济价值”进行交叉研究。

本文将环境容量作为生产要素，根据环境生产要素化理论，在明确环境容量不变的基础上，在需求者之间进行配售和监测，允许自行交易，从而实现环境容量的高效持续利用和环境总量达标的双重目标[8]。将城域绿色货运交通的污染物减排量，通过排污权市场交易、分配到其他行业所产生的机会效益、减少政府环境污染治理费用三种方式对机会经济价值进行测算，并对其进行分析，以顺利实现“双碳”目标，打造现代化绿色低碳交通体系。

二、城域货运公铁交通污染物排放计算

(一)研究车辆

在铁路运输中所使用的机车主要为电力机车和内燃机车，其中电力机车使用比例为88.1%，内燃机车使用比例为11.9%[9]。随着低碳节能等技术发展，铁路内燃机车逐渐淘汰，使用电力机车进行货运比例正逐年增加，故仅考虑铁路运输中的电力机车。公路运输选取重卡为研究对象，与铁路运输过程中的污染排放情况进行比较，其中将重卡分为柴油重卡、纯电动重卡、天然气重卡和油气混合重卡。

(二)货运量和货运里程

京津冀地区为落实党和国家在2018年做出“公转铁”工作部署，《交通运输部等九部门贯彻落实国务院办公厅<推进运输结构调整三年行动计划(2018-2020年)>的通知》(交运发〔2018〕142号)文件中明确指出了2018—2020年京津冀各省市铁路货运增量和新建铁路专用线道路里程。其中，新建港口集疏运铁路为541.69 km，物流园区铁路为270.73 km，工矿企业铁路为212.88 km，京津冀各省市铁路货运增量如表2所示。研究选用铁路货运增量和新建铁路专用线里程两个指标，计算京津冀城域绿色货运污染物减排量。

表2 2018—2020年京津冀各省市铁路货运增量 万t

(三)排放物选取

计算公铁交通工具的在运输过程中的排放量情况，排放物中含有温室气体和常规气体污染物。以下为主要选取的排放物，其中温室气体主要为 CO2和CH4，气体污染物为VOC、CO、NOx、SO2和颗粒物。

(四)污染物计算

本文只考虑货物在运输过程中燃料排放情况，燃料周期分为原料的开采、运输、存储以及燃料的生产加工、运输和存储两部分[10]。其中，由于原料和燃料的存储过程排放占比小，缺少数据统计，忽略该阶段计算。

根据《中国能源统计年鉴2020》和《中国电力年鉴2020》查得，原油、原煤和天然气的开采效率，柴油的能源转化效率和燃料投入比例以及我国的电力结构和相应的发电效率等数据，并将数据带入到greet模型进行运输工具WTP阶段排放物计算，得出该阶段的排放数据。运输工具WTP阶段和PTW阶段排放物数据如表3、表4所示。

表3 运输工具WTP阶段排放物数据 mg

表4 运输工具PTW阶段排放物数据 mg

车辆在行驶过程中的能耗和排放受很多因素的影响，如上下坡、刹车、载重量、驾车习惯等[11]，所以对于重卡，没有一个准确的燃油经济性，所以采用油耗的平均水平，柴油重卡在平原每百公里平均油耗为34～37 L，天然气重卡每百公里平均油耗为77 L，混合动力重卡平均油耗为73 L/km，电力机车平均能耗为105.21 kWh/104tkm。根据车辆油耗计算出运输工具PTW阶段的排放物情况。

通过对PTW阶段排放结果对比分析，电力机车和纯电动重卡在运输阶段近零排放，而柴油重卡、天然气重卡、油气混合重卡每吨公里有着不同程度的污染物排放，其中柴油重卡对雾霾贡献较大，天然气重卡和油气混合重卡排放的温室气体较多。电力机车和纯电动重卡在运输过程没有污染物的排放，将这两种运输方式称为城域绿色货运方式，计算货物运输由柴油重卡、纯电动重卡、油气混合重卡运输转为城域绿色货运的污染减排量。

三、环境容量机会经济价值测算模型构建

以机会成本为基础研究机会价值，结合每吨公里污染物排放量和每种污染物的价格为依据，构建测算模型来计算城域间高污染公路运输转为绿色运输后减排量所带来的机会经济价值。

(一)指标选取

从城域绿色货运为企业和社会带来的经济效益构建城域货运大气环境容量机会经济价值测算模型。大气环境容量在特定区域为一个定值，城域绿色货运能够将减少的排放量配额分配到不同使用途径，产生不同的机会经济价值。以排污权市场进行交易、分配到其他企业产生的机会价值和减少政府环境治理成本三种方式对机会经济价值计算。因此选用排放物市场价格、对其他生产排放的机会价值和大气环境治理费作为机会经济价值测算指标，通过指标建立测算模型。

1.排放物市场交易

排放物市场价格是指政府对排放的CO2、SO2、NOx、VOC等进行交易的价格。企业根据自身排污量和政府所允许排放配额，以排污权市场的形式进行买入或卖出排污权[12]。城域绿色货运能够很好地降低社会污染物排放量，企业将减少的配额排放量购入，使得企业排污量增加，从而企业生产量也增加，获得更多的经济效益。排放物市场的全面实施，需求者可以自行交易，通过排放权市场交易价格能很好地计算出城域绿色货运减排量所增加的经济价值。计算公式如下：

C1=∑[(P×S×Ti)×Li]

(1)

式中，C1为城域绿色货运产生的经济价值，P为货运量，S为货运里程，Ti为每吨公里城域货运污染物减排量，Li为不同排放物的单位市场价格。

2.机会价值

机会价值是针对机会成本而言的，某一单位从事某项经营活动节省的资源，使其他单位经营活动增加的收入。大气中所允许排放的污染物总量是一定的，构建新型城域绿色低碳货运方式，降低城域货物运输中污染物排放量，将减排量的排放配额分配到其他企业，能加大企业的生产量创造更多的机会价值。对其他企业产生的机会价值计算公式如下：

(2)

式中，C2为绿色货运对其他生产排放的机会价值;K是替代产业单位价格;P为货运量;S为货运里程;Ti为每吨公里城域货运污染物减排量，M是替代产业单位排放量。

3.大气环境污染治理

环境保护税作为一种经济手段，旨在调节污染企业的生产行为来实现大气环境资源的有效利用。政府采用行政措施对排污企业征收大气环境保护税，企业可通过清洁生产的方式减少污染物排放，降低政府大气环境污染治理投入，因此选取大气环境保护税作为城域绿色货运减少治理费用的计算指标。由大气环境保护税计算公式可知，仅对前三位的污染物税额计算城域绿色货运减少的大气环境治理费，具体公式如下：

(3)

式中，C3为城域绿色货运为政府减少的大气环境治理费;Ni为不同排放物的税额;P为货运量;S为货运里程;Ti为每吨公里城域货运污染物减排量;Bi为不同排放物的污染当量值。

(二)模型构建

通过对机会经济价值指标分析，城域绿色货运增加的排污量可以用于排污权市场交易，其他企业生产排放以及减少治理大气环境污染所投入的成本，增加机会经济价值。大气环境容量机会经济价值汇总计算公式为：

(4)

C=∑Cn=C1+C2+C3，n=1,2,3

(5)

式中，C为城域绿色货运产生的总经济价值;C1为增加的经济价值;C2为对其他生产所得的机会价值;C3为政府减少的大气环境污染治理费。

四、城域货运环境容量机会经济价值测算

以城域绿色运输的货运量和道路里程为基础数据，计算得到的污染物减排量，结合排放交易市场的污染物价格，钢铁行业的价格、政府治理的环境保护税额分别测算机会经济价值。

(一)排放物交易计算

1.碳排放权市场价格

根据《国际碳行动伙伴组织(ICAP)2020年度报告》可知，中国的试点城市中只有北京、深圳和上海试点进行交通行业的碳交易。城域绿色货运减少的碳是交通减碳，属于CCER项目。以京津冀地区作为研究区域，选用北京试点的CCER交易数据作为计算依据。CCER交易价格受多种因素的影响，在不同时期价格变化较大，呈现不稳定特征，因此在量化时选用北京CCER年交易均价。考虑到2020年碳市场受新冠疫情的影响，以2019年北京CCER交易数据为基准，计算得出CCER平均价格为10.43元/t[13]。

2.NOx排放权市场价格

排污权交易市场具有明显的地域性特征，不同地区价格呈现波动性，北京和天津的排放权交易所中尚未查到氮氧化物排污权的交易数据，选用河北省的排污权NOx交易价格进行计算。依据河北省出台《2021—2025年度主要污染物排放权交易基准价格的通知》查得氮氧化物排放权交易基准价格为9 000元/t。

3.SO2排放权市场价格

城域柴油重卡货运中排放了大量的SO2，本文在选用河北省SO2排放权的价格进行计算。根据河北省出台《2021—2025年度主要污染物排放权交易基准价格的通知》查得SO2排放权交易基准价格为7 500元/t。

4.VOC排放市场价格

VOC作为“十四五”期间主要治理污染物之一，目前VOC排放权最早在东莞、佛山等市排污权交易中心进行交易，在对VOC减排量的经济价值计算时，选择东莞市VOC排放权交易价格。根据东莞市修订《东莞市排污权有偿使用和交易试点管理暂行办法》，目前政府对VOC排放权的指导价为8 000元/t。

(二)对钢铁行业产生的机会价值计算

选择钢铁行业对其进行机会价值分析，城域绿色货运减排量若全部用于钢铁行业的生产，计算产生的机会价值。钢铁行业生产排放污染物节点非常多，各工序污染物排放特征不同，产生浓度也不同。本文主要借鉴郝毅仁等[14]专家对钢铁行业各工序污染物排放量占比分析，以100万t规模计量，按超低排放标准计算各工序污染物排放量。由此得知，生产1 t钢铁排放0.339 5 kg SO2，0.790 2 kg NOx，0.441 2 kg PM。

近年来，钢材价格受市场需求的影响，具有一定不稳定性，出现不同程度的波动。2019年中国钢材价格从3 507元/t升至3 510元/t，峰值达到4 107元/t[15]。考虑到2020年以来钢材市场受疫情影响，选取2019年钢材均价3 708元/t作为计算依据。

(三)大气环境污染治理费计算

CO2在空气中大量存在，没有对环境形成直接污染，所以不计入大气环境中CO2治理所投入的成本或费用。政府对企业采用征收大气污染保护税的形式，计算治理大气环境的费用。将污染物排放量与其污染当量值作比值，求出京津冀城域绿色货运应税大气污染物排放前三污染当量数。根据《应税污染物和当量值表》查得大气主要污染物的污染当量值。通过计算，油气混合重卡的应税污染物当量排序为：NOx> CO>颗粒物；柴油重卡的排序为：NOx>CO>SO2；天然气重卡的排序为：CO>NOx>颗粒物。从京津冀各省市财税部门查得应税税额标准不相同，其中北京市和天津市为12元/污染当量和10元/污染当量，而河北省按照地域分为三档：一档为9.6元/污染当量、二档为6元/污染当量、三档为4.8元/污染当量[16]。以京津冀地区为研究区域，通过平均法计算出税额标准平均水平为8.48元/污染当量。

(四)机会经济价值计算

将城域柴油重卡运输、天然气重卡运输和油气混合重卡运输分别转为铁路或纯电动重卡运输，分别计算城域货运减排所得到的排放权交易总额、对钢铁行业产生的机会价值、大气环境污染治理费，通过公式(4)对机会经济价值进行汇总，计算结果如表5所示。

表5 城域货运大气环境容量机会经济价值 万元

结果表明，将柴油重卡运输、天然气重卡运输和油气混合运输分别转为城域绿色运输，2018—2020年产生机会经济价值分别为232 756.2万元、33 324.66万元和45 533.75万元，其中，柴油重卡所产生的机会经济价值最多。柴油重卡、天然气重卡和油气混合重卡在运输中产生不同程度的污染，减少重型卡车数量，增加绿色低碳货运车辆，促进公转铁在污染严重的城域内部开展，构建合理的公铁交通运输结构。深入推进交通运输结构不仅能够减少环境污染，同时还能够增加机会经济价值。

五、结语

大气环境容量的合理利用，对生产生活等方式产生最大限度的效益。结合“帕累托最优”理论进行分析，在城域货运量不变的前提下，通过对京津冀城域绿色货运减排所产生的大气环境容量机会经济价值测算，可以得出以下结论。

(1)减少城域间柴油重卡、天然气重卡和油气混合重卡数量，增加城域货运绿色运输，不仅能够减少大气环境污染，还对京津冀地区经济发展发挥出了积极的作用，使生态系统和经济系统有效融合，促进经济绿色发展。

(2)3年行动计划实施完成，推进运输结构调整的效果明显，未来应持续深入推进运输结构调整，加快城域轨道交通建设，发展新能源货运汽车，推动城域货运轨道交通和新能源货运协调发展。

(3)纠正公铁交通结构失衡问题，减少环境污染、交通拥堵等问题，使我国逐步形成与大气环境容量及环境承载力相匹配、与生产生活生态相和谐的交通发展新格局[17]，以城域绿色低碳货运发展推动经济高质量发展，尽快实现京津冀“蓝天碧水净土”和“双碳”目标。