成果简介
浙江财经大学郭默博士等编著的《排放权有偿使用定价：方法与效应》2019年由中国环境出版集团出版，获2021年“浙江省第二十一届哲学社会科学优秀成果奖”青年奖（应用对策研究与科普优秀成果奖）。
本书是在科技部水体污染控制与治理重大科技专项项目——《水污染物排污权有偿使用关键技术与示范研究课题 (2013ZX07603004)》的相关研究成果上形成的，主体部分是郭默博士学位论文《基于最优控制的中国排污权有偿使用定价及政策效应研究》的成果。
环境容量资源有价是现代社会的共识，也是生态文明价值理论的基础。中国于2007年开始正式推行排放权有偿使用政策，以期有效反映环境容量资源稀缺程度，实现初始配额的公平分配。本书以水污染物化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)为研究对象，基于优化控制理论构建模拟包含管理者和企业参与博弈的排放权配额价格模型，刻画企业在该项政策下的动态反馈机制，以确定全国尺度下省级层面的最优污染控制水平和对应的排放权配额有偿使用价格，并分析该价格下可能产生的社会、经济和环境影响。在此基础上，考虑实施的排污收费政策（2019年开始转换成环境保护税）和污染物排放总量控制政策，设计不同的政策组合情景并将其内化入构建的动态博弈模型，以进一步评估该两项政策对排放权有偿使用政策效果可能产生的影响，为我国污染物排放有偿使用政策设计提供理论支撑和科学依据。
主要观点
中国从2001年起逐步推行排污权有偿使用(Payment for initial emission allowance)政策并展开试点，希望通过该政策分配初始配额，建立政府主导的一级市场。排污权初始配额的价格是有偿使用政策的核心部分，关于如何定价，学界研究和试点实践中各有千秋。学界认为初始配额价格的制订应包含环境资源的稀缺程度、总量控制目标、削减目标完成情况、地区经济发展水平等以及大部分企业经济承受能力等因素，但在实际应用中，大多还是以污染物治理的平均成本为主要考虑因素。
这些方法出发点和角度各不相同，本身并无问题；但排污权有偿使用政策却不是出现在一个真空的政策环境中。在排污权有偿使用政策出现之前，中国已有自1979年起试行、2003年起全国全面实施的排污收费政策和2019年全国实施的环境保护税，该政策已经成为中国环境管理制度中一项重要的经济政策。理论上，排污收费是企业对其污染物排放造成的环境损害而支付的补偿。在实际中，因为计算污染物排放对环境造成的损害多有不便，所以以去除这些排放到环境中的污染物所需支付的成本为计费依据。在实践中，部分试点地区以污染物平均处理成本作为排污权初始配额的价格，与排污收费政策中计算排污收费价格的方法相同。相同的计算依据使得排污权有偿使用政策受到了是否是排污收费政策的“重复政策”的质疑。因此，有必要厘清排污权有偿使用政策的理论基础以及该政策与排污收费政策的区别，提出排污权有偿使用理论基础相适应的初始配额价格制定方法。
在中国环境管理制度中，除了排污收费这种经济型政策，还有属于命令控制型的污染物排放总量控制政策。总量控制是对一定区域允许排放污染物量的规定；有偿使用排污权初始配额的价格与配额的总量有关，而一个地区的配额总量又与该地区的总量控制政策下被分配的配额有关，那么，初始配额价格和排污权有偿使用政策执行后的效果是否会受总量控制政策的影响？
从理论研究的角度，亟待分析说明收取初始配额费用的理论依据，厘清有偿使用和排污收费之间的关系。从政策执行的实际需求来看，在相应的理论基础之上，如何选择合理的价格制定方法来计算初始配额价格。除此之外，有偿使用政策执行后，会给企业、行业来何种影响？现有相关环境政策对有偿使用政策等执行效果是否会有影响？这些问题都是政策制定者们所关注的。
结合前面提出的研究背景，本书解决的问题如下：(1)排污权有偿使用初始配额的价格如何确定？(2)排污权有偿使用政策以某价格执行后可能带来什么样的影响？包括对污染物排放量及社会收益的影响，对企业的生产和污染减排投资决策造成怎样的影响？(3)现有相关环境政策对排污权有偿使用政策效果会有怎样的影响？
基于以上研究背景和科学问题的阐述，本书主要研究目的是在最优化控制理论基础上建立了排污权初始配额价格模型，并使用中国环境统计数据库2013年数据中的30865个可用的企业样本，计算在能达到最优社会收益时的最佳污染物排放量及相应的污染物排放有偿使用价格，进而分析了实行有偿使用政策后可能对企业、行业造成的影响。除此之外，模型还给出了有偿使用政策对企业选择进行污染减排投资或选择停产的行为的影响，分别以区域和行业两个尺度进行展示。
为了实现最佳排污量控制水平的目标，对管理者和企业之间“价格－对策－收益－价格”的定价过程进行刻画。根据动态最优控制理论，以企业收益最大化为目标，构建企业污染减排的行为决策模型；以社会净收益最大为目标，构建管理者排放权有偿使用价格决策模型。不同于以往的研究，有偿使用定价基于行业级别，计算行业的平均减排成本；本研究关注的是每个企业对于价格信号所给出对策。也不同于以往的管理者不考虑企业对策反馈的单方确定价格的方式，本研究中采用“价格－对策－收益－价格”企业接受政策制定者给出的价格，调整自己的对策；政策制定者还会再预测企业调整对策反馈然后根据该反馈再次优化其有偿使用价格方案。
本研究明晰了有偿使用政策的理论基础、与排污收费政策的联系与区别，及与环境税政策的关联。本研究基于动态最优控制理论建立了排放权初始配额有偿使用价格模型，利用中国环境统计数据库2013年数据进行实证分析，考虑在四种政策情景下，分别是：1)仅收有偿使用费；2)同时收取排污收费和有偿使用费；3)仅收取有偿使用费且有总量控制政策；4)同时收取排污收费和有偿使用费且有总量控制政策，计算出31个省直辖市自治区的COD和NH3-N两种污染物的有偿使用价格。此外，各地区执行该有偿使用价格的前提下，预测COD和NH3-N的污染物排放量，以及各地区、各行业的企业增加污染减排投资比率及停产企业比率，主要结论如下：
(1)排放权有偿使用政策不是排污收费政策的简单重复
有偿使用政策和排污收费政策性质一样，都是针对使用的环境容量资源进行收费。但是也有不同之处，排污收费支付的是对环境造成的损害的补偿，有偿使用支付的是企业由于使用环境资源带来的稀缺租金的收入，但在实际中无法剥离开这两种费用。因此设计了这样的价格计算模型。后续实证研究的结果支持了这种设定，在情景1和情景2两种不同政策组合下的有偿使用价格，情景1仅考虑有偿使用政策，情景2考虑了有偿使用和排污收费政策，这两种情景下实现的社会最优收益相等，那么两种情景下企业所需支付的污染物排放成本相同，情景1的有偿使用价格等于情景2的有偿使用价格加上现有的排污收费价格。
(2)初始配额有偿使用价格
在实证分析部分，利用2013年的环境统计数据库数据，计算出31个地区的有偿使用价格。从结果来看，大部分地区的NH3-N价格高于COD价格，这符合NH3-N的单位处理成本高于COD的现实情况；小部分地区的COD的有偿使用价格高于NH3-N，甚至NH3-N的价格为零。这是因为对于COD和NH3-N这两种污染物来说，在污染物产生环节，有伴生效应；在污染物处理环节，有协同处理效应。基于以上原因，有偿使用价格具有协同控制作用，模型给出了这样的模拟结果：如果该地区大部分企业是COD和NH3-N同时产生的，那么仅对COD收取有偿使用费，或者根据该地区仅产生NH3-N的企业占比对NH3-N收取少量的有偿使用费，即可实现该地区的社会总收益最优。这种收费方案，避免了对COD和NH3-N有伴生效应和协同处理效应企业的两种污染物双重收费。
(3)最佳污染物排放量
在得到使得社会总收益最优的污染物排放权有偿使用价格后，模型也给出了相应价格下对应的污染物排放量。可以看出，收取了有偿使用费的地区，大部分COD排放量都有不同程度的下降；小部分地区的COD排放量却是上升的。这几个地区每增加一吨排放带来的边际收益是高于有偿使用支出的，所以企业选择多排放污染物。与此同时，部分COD排放量呈下降趋势的地区，其NH3-N排放量却是普遍上升的。推测其原因，是因为这种现象与每个地区的企业主要排放的污染物种类不同有关。有的企业主要产生的污染物是COD，NH3-N产生量与COD比起来很小，那么该企业的污染物处理设施工艺主要针对的是COD，NH3-N的去除效果只是“协同”实现。若企业增加投资提高污染物处理设施的处理效率，仅将投资在其现有的处理设施之上，提高现有处理设施的处理效率，而非针对另一种污染物建设新的处理设施，那么NH3-N都排放量反而会上升。
(4)不同行业受到的影响
从结果看，化学原料和化学制品制造业、农副食品加工业、纺织业、造纸和纸制品业、金属制品业位列选择追加污染治理投资的企业数量的前五位，这些行业的企业在有偿使用政策下更易选择追加投资；而纺织业、农副食品加工业、造纸和纸制品业在有偿使用政策影响下选择关停的企业数更多。
(5)不同政策对结果的影响
虽然构成情景1和情景2的政策不同，但两种情景皆是具有动态一致性的政策，因此两种政策之下，除了有偿使用价格有差异之外，最佳污染物排放量、最优社会收益、企业收益、选择增加污染减排投资的企业数量皆一致。情景3除了在总量控制政策下，当排污交易价格和贴现率保持不变这样的特定条件下表现出具有动态一致性，除此之外是没有动态一致性的。从结果可看出，情景3下的社会总收益低于情景1和情景2，说明情景3不能实现政策设计之初的“最优”社会总收益，而只能实现“次优”社会总收益。
总量控制政策是影响结果的一个重要条件，在政策动态一致性的语境中，实际上表征了管理者是否能保证承诺有效实施。通过结果可知，总量控制政策对有偿使用价格、社会总收益、选择停产的企业数量均有影响。有总量控制政策时，各种情景下的最佳污染物排放量小于无总量控制政策下的污染物排放量；各种情景下的社会总收益小于无总量控制政策下的社会总收益。但是，讨论到对企业行为选择的影响，总量控制政策却对不同的行为影响不同：总量控制政策对选择进行投资的企业数量没有影响，但却对停产企业的数量有影响。本研究的结果显示，过多的政策管制会损失效率。在某些地方可以不着重考虑这些政策，但是污染物排放量超出的地区需要考虑处罚机制。
学术贡献
本研究建立了基于动态最优化控制理论的排放权初始配额有偿使用价格模型。
目前关于有偿使用定价的研究多采用污染物处理成本的方法来定价，忽略相关政策的影响，现有定价方法中设计到使用污染物平均处理成本的方法也因跟排污收费中采用了相同的定价方法而备受诟病。本研究设计了一种定价方法，考虑了排污收费政策，总量控制政策作用，将有偿使用费用和排污收费合并作为企业需支付的污染排放成本，同时考量企业收益和社会总收益，能使社会总收益达到动态均衡最优时的有偿使用价格即为最优解。
有偿使用政策针对水污染物的COD和NH3-N两种污染物，而在水污染物的处理过程中，这两种污染物具有协同处理效应。在现有的有偿使用排放配额价格计算方法中，没有考虑这两种污染物的协同处理效应。本研究将模型中涉及的COD和NH3-N两种污染物有尝使用价格设置为两个独立变量，分别反映这两种污染物的价格，避免“双重收费”。在构建有偿使用价格模型时，将企业和社会的收益纳入考虑，不再仅考虑污染物处理成本；模型中为计算环境损益预留了接口，同时也支持今后方便地将目标总量转换为环境容量。此外，建立的有偿使用价格模型是在动态均衡条件下求得使社会总收益最大的最优解，而非静态均衡解。回答了第一个科学问题：排放权有偿使用初始配额的价格如何确定？
实践意义
通过模型模拟了全国尺度省级层面的最佳污染物排放量以及对应的价格。
在理论模型的基础上将其扩展为适用于多污染物的有偿使用价格模型，设计BFGS和粒子群二层嵌套优化算法，使用中国环境统计数据库2013年数据中的30865个可用的企业样本，计算了在能达到最优社会收益时的最佳污染物排放量及相应的污染物排放有偿使用价格。除此之外，模型还预测了有偿使用政策对企业选择进行污染减排投资或选择停产的行为的影响，分别以区域和行业两个尺度进行展示。回答了“排放权有偿使用政策以某价格执行后可能带来的影响”这个科学问题。
此外，本研究还讨论了现行的排污收费政策和总量控制政策对有偿使用政策效果带来的可能的影响，包括对污染物排放量及社会收益的影响，对企业的生产和污染减排投资决策造成怎样的影响；以及已经存在的相关环境政策对有偿使用政策的影响。回答了第三个科学问题：已经存在的相关环境政策对排放权有偿使用政策效果会有怎样的影响？
作者简介
郭默，女，浙江财经大学助理研究员。主要从事生态资源环境管理与政策分析研究。
