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中电联秘书长王志轩译:日本的大气污染控制经验(图表)

2014-02-24 14:48来源:中国电力报-王志轩关键词:雾霾脱硫脱硝大气污染收藏点赞

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二、经济模型分析

污染控制投资及其对宏观经济的影响

根据OECD的国家评论《OECD:日本的环境对策(1977)》及大量经济模型分析认为,尽管日本为污染防止对策投入了巨额资金,但没有因此而减缓经济增长速度。

事实上,日本的工业界为污染防止进行了巨额投资。据统计,1975年时,污染对策投资约占设备投资的18%、GDP的6.5%,但这些投资促进了技术革新、提高了产品质量,并削减了技术成本。例如,汽车排气控制的结果开发出了高效率的发动机;用于污染对策技术研究开发的投资,降低了烟气脱硫装置等领域的技术成本;再如,有效的需求激活了污染控制设备生产厂家,它们的实际产值,1975年时达到了7000亿日元,同年,污染控制投资总金额达到了近一万亿日元。

上述结果表明,虽然为污染控制投入了巨额资金,但这使产品成本的上升得到抑制,对宏观经济几乎没有什么影响。这种结果在详细的经济模型分析中得到印证,1977年出版的日本环境白皮书指出:“虽然污染控制投资的经济影响在各个工业领域是不同的,但对于宏观经济而言,未对过去的高速经济增长过程形成大的冲击”。再如,在OECD汇编的报告书《日本的教训――环境政策成功了吗?》中,也提到:“有趣的是,全部模型的结果均显示,较高的污染控制费用,对于国民总产值、就业、物价、国际贸易等宏观经济的影响事实上可以忽略”。

污染对策和经济增长双赢的原因

说到经济增长没有减速的原因时,不得不提到,日本在国内几乎没有开采能源资源,污染控制投资带来的有效需求在国内获得吸收消化,也没有依赖从国外进口污染控制设备。如今,日本使污染对策和经济增长双赢的评价已成为定论。

但是,有关日本过去的污染对策和经济的关系,还有许多不明确的事情。例如,何种因素的复合才提高了污染对策的效果?对那时与市场作用相关的系统研究至今非常少见。特别是,日本污染对策的引入是不是在最适宜的时机?是否还曾有过更好的污染对策时机?如果采取的对策更为迟缓将会怎样?日本污染对策在经济上是成功的吗?旨在回答这些问题的研究至今尚未开展。

有鉴于此,下面拟以二氧化硫消减对策为重点,用独特的经济模型再现日本的大气污染对策历史,试图回答上述不明确的课题。

三、凭借经济模型再现日本的大气污染对策历史

经济模型概况

为再现日本大气污染对策的历史,以MERGE模型为基础,开发了经济模型。MERGE模型是以斯坦福大学的Alan Manne与美国电力研究所的Rid Richels共同开发的。MERGE模型是以能源的供需均衡为核心的动态最优化模型,该模型是由再现能源供求均衡机制的能源模型(ETA)和再现经济增长和能源消费之间关系的经济模型(MACRO)构成的。在经济模型的研究开发中,对MERGE模型进行了符合日本国情的修正,增加了污染投资模块和污染损害函数模块,使得模型能够模拟消减硫氧化物排放量的三种机制,从而能够系统地再现日本过去的硫氧化物对策过程。消减硫氧化物排放量的三种机制是:

(1)通过烟气脱硫对策消减二氧化硫排放量。根据增加的污染投资模块,能够推导出烟气脱硫投资的均衡解。

(2)通过燃料低硫化消减二氧化硫排放量。在用能源选择模块时,将燃料以不同含硫量进行分类,推导出能源供求均衡解。在此,用低硫原油的价格来反映国内重油脱硫投资使油价上涨的情况。

(3)通过节能和工业结构调整削减二氧化硫排放量。用能源效率改善系数和能源替代弹性系数相关的生产函数,推导出节能及工业结构调整取得的削减效果。

经济模型的可靠性

为验证模型的精度,以第(1)项排烟脱硫投资金额为例,将利用模型推导出的结果与实际投资金额的对比关系列在图5-3中。在本项研究中,以日本的二氧化硫实际排放量为制约条件,利用模型模拟分析了上述3种削减机制,这里仅将其中的烟气脱硫投资一项的输出结果以图的形式表示出来。本模型中的投资金额按1990年价格计算,1美元约合140日元(以下相同)。

由图5-3可见,该模型精确地再现了日本过去的烟气脱硫投资历史,同样也精确地再现了燃料低硫化的历史。

还有,为了推导出日本伴随二氧化硫排放产生的损害金额,根据基于公害健康损害补偿制度向第一种地区的公害健康受损害者补偿的实绩,推导出了损害函数。当然,人体健康的损害很多情况下是不能恢复的,即使用金钱去补偿也不能彻底弥补,所以以下的计算仅仅是一个测算。损害函数是由二氧化硫的排放量来推导出健康损害金额的关系式,其形式如下:

健康受害金额(美元)=健康受害者人均健康受害金额(美元/人)×排放每吨二氧化硫的健康受害者人数(人/吨)×二氧化硫排放量(吨)

图5-4显示了基于日本实际补偿数据的健康受害者人均健康受害金额与人均GDP之间的关系。损害是用逻辑函数表达的。此外,日本的实际补偿数据大约合每吨二氧化硫0.1个受害者人数(注)。用这样求得的损害函数,在推算日本的二氧化硫排放造成的损害金额的时候,我们估算了动态的、最优化的二氧化硫削减对策,并假定将这些受害金额列入经济模型中的国民经济核算之中,使损害在市场中内在化。

用此经济模型模拟分析了三种情况:(1)日本没有全面实施对策时的结果;(2)采取最经济有效对策的时机;(3)延误对策时机时的损益收支情况等。

(注)日本的大气污染、大气污染与哮喘等健康损害的关系,是以二氧化硫、二氧化氮及大气中的颗粒状物质为代表的污染物共同造成的,本模型中仅认为健康损害是由二氧化硫影响所造成的。

四、日本二氧化硫削减的主要因素

排放量削减因素分析

首先,通过再现实际的二氧化硫削减对策的效果,分析了日本二氧化硫排放削减的主要因素,并将其模拟结果表示在图5-5中。图中最下方的曲线是实际的二氧化硫排放量;倒数第二个是没有烟气脱硫投资时的二氧化硫排放量的增量估算值;其上边的是没有使燃料低硫化时的排放量估算值;再上边是没有采取节能措施情况下的排放量估算值;最上边的是工业结构以重工业为主体,并维持原来状态时的排放量增量的估算值。

模拟分析结果表明,在日本,如果完全取消二氧化硫削减对策,则其排放量急剧增加,据预测可达到实际峰值的七倍以上。然而实际排放量因采取了各种有效对策被抑制在非常低的水平上。

图5-5示出了二氧化硫排放削减的主要因素。1960年代的削减几乎完全集中在燃料转换上,进入70年代之后,烟气脱硫的效果开始变得明显,节能也有显著效果。我们进一步注意到,二氧化硫削减效果随措施推进力度、能源价格和其它客观因素的影响而发生着很大的变化。

燃料价格和市场竞争的作用

当然,上述各种对策之所以能产生明显的效果,与日本市场具有不断的正当竞争是分不开的。此外,石油危机以来石油价格上涨,引发了节能投资,这对后来污染对策产生了效果;向低硫燃料方向转换受到国际市场上低硫原油价格的影响;企业间的竞争,促进了技术革新,降低了成本,这也促进了烟气脱硫技术的普及。

但是,与WTO体制为基础的国际市场竞争不同,日本国内市场竞争始终将国内工业培育作为重点,采取所谓“护航舰队”政策,不至于出现彻底的失败者。政府补助金政策,基于“护航舰队”方法,也支持了工业界的污染控制政策。特别是污染监测系统的完善,杜绝了逃避法规的行为,这也是激励市场竞争的重要因素。

五、二氧化硫削减对策的时机

削减对策时机选择的模拟方法

那么,日本的大气污染对策的时机选择是否合适呢?一般而言,日本污染控制投资在1970年代经济进入稳定增长期之前达到了顶峰。以大气污染控制投资为例,其高峰出现在1975年,从1977年投资开始锐减。如果延误了这个投资时机的话,其结果将是怎样的呢?再有,考虑到污染损害,如果投资时机更加提前,是不是在经济上会有更合理的对策呢?为了回答这些与时机有关问题,进行了两种模拟分析。

其一,模拟分析模型中的二氧化硫排放对策实施时机延迟时的情况,计算了两种情况:对策实施时机延迟6年和延迟10年。当对策实施时机延迟时,虽然在短期内GDP略有增加,但二氧化硫排放量增加,同时损害金额也将上升。这里用模型对这种均衡关系进行了模拟分析。

其二,将二氧化硫排放带来的损害金额纳入到经济模型中的国民经济核算体系中,并推算出将这些损害金额在市场中内在化情况下的最佳二氧化硫削减对策时机。这里推算出的最佳时机,是假定烟气脱硫技术成本、技术条件等在10年内保持不变。当对策实施时机比实际超前时, GDP减少的可能性增大,但因二氧化硫排放量减少,从而损害金额也随之降低。

对策实施时机的影响

在图5-6中,显示了两种时机延迟时的情况、在最佳时机引入对策的情况以及实际情况。可以看出,如果采取对策的时机延迟,则二氧化硫排放量就会增加。此外,如果考虑损害金额,则最经济的对策实施时机,要比实际的对策实施时间来得更早,从经济损益的角度来看,日本如更早一些实施大气污染对策,则其情况会更好。

为了分析对策实施时机应提前多少时间合适这一问题,比较了烟气脱硫的实施时机。由图5-7可以得出,经济上合理的投资时机应当比实际早8年;燃料低硫化的最佳时机,应当提早4年。以上数据,可能随技术条件的变化而或多或少发生一些变化,但这至少表明日本的大气污染对策应该实施得更早。

损害金额的推算

此外,还计算了以上各种情况下大气污染引起的损害金额。由图5-8可以看出,不同情况下的损害金额差别很大。对策实施时机比实际实施时间延迟时,损害金额的最高值比实际情况要增加2~3倍,而在最佳时机引入对策时,在实施对策的全过程中,受害金额被压缩在非常低的水平上。可以说,虽然日本引入大气污染对策的时机延迟了,但如再延迟,则有可能引发更为严重的损害。

模拟分析的结论

从经济的角度判断,日本的大气污染对策的实施时间略为迟缓,但不管怎样,可以认为其大气污染对策时机的选择是合适的。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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