基于納污控制的流域初始排污權配置模式研究

張麗娜， 沈俊源， 于倩雯

(1.湖北經濟學院 經濟與環境資源學院， 湖北 武漢 430205； 2. 河海大學 商學院， 江蘇 南京 211100)

1 研究背景

在全球氣候變化和人類活動的雙重影響下，水環境惡化、水生態退化等問題日益復雜[1-2]。流域內區域間排污沖突不斷爆發，流域初始排污權配置是解決該矛盾的有效途徑，也是排污權交易中爭議最大和最困難的問題[3]。開展流域水功能區限制納污紅線管理，嚴格控制污染物入河湖總量，是落實最嚴格水資源管理制度的核心環節[4]?；诩{污紅線控制約束，選擇合適的流域初始排污權配置模式，將入河湖污染物總量配置給流域內各區域，化解區域排污沖突，是一個值得研究的課題。繼1988年我國發布《水污染物排放許可證管理暫行辦法》，流域初始排污權配置研究也全面開展起來，如太湖流域分別在2008和2013年編制《太湖流域水環境綜合治理總體方案》，明確水污染物排放總量控制目標。2011年以來，各流域相繼開展納污總量分解實踐。Hahn[5]指出在不完全競爭的市場中，選擇合適的初始排污權配置模式對排污權交易體系的構建至關重要。近年來，許多學者從不同角度對流域初始排污權配置模式開展研究，主要成果如下：(1)現時經濟活動量或非經濟因子配置模式。黃玲花等[6]以單位土地面積探索初始排污權配置模式。完善等[7]分別構建基于經濟最優性和公平性的流域初始排污權配置模型。Wang等[8]提出了分兩階段實現公平和效率的排污權配置方法。(2)多指標混合配置模式。仇蕾等[9]兼顧效率和公平，基于AHP法確定淮河流域排污權初始分配方案。Sun等[10]兼顧公平效率，提出基于信息熵的排污權配置模式。(3)排污績效配置模式。張麗娜等[11]以納污控制為約束，利用區間兩階段隨機規劃(ITSP)方法構建省區初始排污權配置模型。王艷艷[12]構建基于限排總量逐層分解的流域兩層排污權分配模型。Nikoo等[13]分用戶合作和非合作兩種情景提出排污權博弈配置模式。Mahjouri等[14]從多利益相關者合作的角度，提出基于退回討價還價法(FB)的排污權配置模式。王潔方[15]利用競爭性配置方法構建基于自身排污配比最大化的排污權配置模式。

國內外學者對流域初始排污權的研究集中在從兼顧經濟性或公平性出發，考慮流域內各區域的政策、水環境容量等條件約束，構建符合區域特性的配置模式，實現初始排污權的合理配置，但適應納污紅線控制要求的流域初始排污權配置模式研究尚處于起步階段，方法的可操作性低。因此，面向納污紅線控制要求，結合我國流域水污染的實際情況，通過對現時經濟活動量配置模式、非經濟因子配置模式和排污績效配置模式的基本原理解析，比較3種模式的側重點、功能及不足，構建操作簡單、實用、易于推廣的流域初始排污權配置模式，為我國53條跨省流域初始排污權的納污總量分解政策的制定提供決策參考。

2 流域初始排污權配置模式的比較分析

2.1 流域初始排污權配置模式的原理分析

2.1.1 現時經濟活動量配置模式 又稱改進現狀配置模式，初始排污權配置以達標排放基礎上的現狀排放量為依據[16]，配置模型為：

WPidt=(1-(WPidt)0/WPidt0)·WPidt0

(1)

式中：WPidt和(WPidt)0表示規劃年t區域i關于水污染物d的初始排污權量和納污控制總量，t/a；WPidt0表示基準年t0區域i關于水污染物d的達標排放量，t/a。

2.1.2 非經濟因子配置模式 非經濟因子配置模式包括水環境容量配置模式、人口配置模式和面積配置模式。三者配置原理基本相同，以水環境容量配置模式為例進行解析，該模式配置模型為：

(2)

式中：WECidt表示規劃年t區域i關于水污染物d的水環境容量，t/a； (WPdt)0表示規劃年t關于水污染物d的流域入河湖限制排污總量，t/a。

2.1.3 排污績效配置模式 傳統排污績效是指污染物排放量與利稅或者產值的比值，排污績效法是指將排污績效與各排污單位的基準年產值相乘得到的初始排污權配置量[16]。但是該方法難以全面考慮區域的真實利稅或者產值的污染物排放強度，具有片面性。針對該問題，借鑒相關研究成果[7,17]，給出如下排污績效配置模式：設規劃年t區域i的經濟發展指標為Qit(WPit)，用GDP、經濟利稅貢獻等指標表征經濟發展水平，區域i關于水污染物d的排污績效函數為Vidt(WPidt)=Vidt(Qit(WPit)/WPidt)，對歷年區域i的排放單位污染物的經濟收益Qit(WPit)/WPidt通過指數擬合法進行擬合，BWPidt由?Vidt(WPidt)/?WPidt的冪指數系數表示，則配置模型為：

(3)

式中：BWPidt表示規劃年t區域i關于水污染物d的排污績效，104元/t。

在該配置模式中，經濟績效指標的選取會對配置結果產生顯著影響，可結合區域具體情況選擇GDP、經濟利稅貢獻、經濟發展規模貢獻、對勞動就業貢獻等測算指標中的一種或幾種。

2.1.4 多因素混合配置模式 流域初始排污權配置是由水環境現狀、社會經濟技術發展水平、水環境資源稟賦差異等多種因素共同作用的結果，應充分考慮其產生的各種影響[18]。本文以“納污總量控制、兼顧公平和效益、尊重區域水環境容量差異、保障社會經濟發展連續性”為配置原則，對現時經濟活動量配置模式、非經濟因子配置模式和排污績效配置模式的配置結果進行加權綜合，從而構建多因素混合配置模式，確定各區域初始排污權量，其配置模型為：

(4)

由于AHP法[19]以定性與定量相結合的方式融合決策者對多因素重要性的經驗和判斷，簡單實用，尤其在處理涉及意愿、偏好等難以量化的影響因素權重確定方面，優勢顯著。因此，本文采用AHP法確定各種配置模式的權重。

2.2 配置模式側重點及功能比較分析

現時經濟活動量配置模式、非經濟因子配置模式、排污績效配置模式和多因素混合配置模式各具有其側重點及不足。具體比較分析內容見表1。

表1 4類流域初始排污權配置模式的比較分析

3 實例研究

3.1 數據選取與處理

太湖流域是我國水資源相對豐富的地區之一，然而該流域 “藍藻病”久治不愈[20]，水質型缺水嚴重。為落實納污紅線控制制度，太湖流域亟需加強納污總量控制管理，開展流域初始排污權配置研究。COD、NH3—N和TP為太湖流域納污控制的關鍵控制指標。通過太湖流域各區域《2000-2012年統計年鑒》、《2003-2012年太湖流域及東南諸河水資源公報》、太湖流域各區域《環境狀況公報》、《太湖流域水環境綜合治理總體方案(2013年)》以及實地調研等方式，得 2000-2012年太湖流域各區域人口、面積、GDP、環境容量和主要污染物入河湖量的數據。由于太湖流域各個規劃方案采用的納污能力預測方法和基準年選取不同，導致規劃年2020年流域主要污染物入湖控制總量存在差異，但為嚴格落實納污紅線控制制度，選取COD、NH3—N和TP入河湖控制總量的最小值為納污控制總量，分別為393573.05、36918.00和5233.16 t/a。2000-2012年流域內區域i的GDP與COD、NH3—N和TP入河湖量的比值Qi(WPid)/WPid，d=1,2,3,i=1,2,3分別代表江蘇省、浙江省和上海市，數值見表2。

運用指數擬合法對2000-2012年江蘇省、浙江省和上海市GDP與污染物入河湖量的比值進行擬合，得到3個區域關于COD、NH3—N和TP的排污績效函數，鑒于篇幅有限，僅列出3個區域關于COD的排污績效函數及擬合曲線圖，見圖1。通過對9個入河湖排放績效函數求導，得冪指數系數BWij=?Vid(Wid)/?Wid，即BW11=7.48；BW12=71.75；BW13=471.39；BW21=4.01；BW22=36.33；BW23=226.43；BW31=9.94；

BW32=131.56；BW33=725.4。

表2 2000-2012年太湖流域各區域GDP與污染物控制指標入河湖量的比值 104元/t

圖1 江蘇省、浙江省和上海市COD入河湖排放績效函數及擬合曲線

3.2 太湖流域初始排污權的配置結果

按照現時經濟活動量配置模式、人口配置模式、面積配置模式、水環境容量配置模式和排污績效配置模式，將相關數據代入公式(1)、(2)和(3)，依次獲得規劃年2020年3個區域關于COD、NH3—N和TP的初始排污權量。利用AHP法融合決策者對現時經濟活動量配置、人口配置、面積配置、水環境容量配置和排污績效配置5種排污權配置模式重要性的經驗與判斷，確定5種排污權配置模式的權重分別為0.30、0.18、0.18、0.15和0.22，將相關數據代入公式(4)，得基于多因素混合配置模式的配置方案。具體結果見表3。

3.3 太湖流域初始排污權配置方案的合理性分析

繪制不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權配置結果圖，見圖2，探討太湖流域初始排污權的合理配置模式。

根據表3，繪制不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權配置方案。不同配置模式下，太湖流域3種水污染物的配置原理是一樣的，因此本文僅以COD為例，對比分析不同配置模式下太湖流域江蘇省、浙江省和上海市的COD配置結果。由圖2可知，按照現時經濟活動量配置模式，浙江省占較大優勢，但難以體現經濟效益；按照面積配置模式，江蘇省占較大優勢，上海市處于劣勢，這與太湖流域經濟產業發展布局不匹配；如果按照排污績效配置模式，上海市占絕對優勢，主要體現效率，難以兼顧公平，保障浙江省基本生活用水需求和基本農業用水需求；人口配置模式與水環境容量配置模式相差不大，相比于浙江省，上海市常住人口多，略占優勢，主要體現社會公平；多因素配置模式與水環境容量配置模式的配置方案比較接近，嚴格實施區域水環境納污控制制度，并保持經濟的持續增長，適當提高江蘇省和上海市的COD排污權量，致力實現經濟社會發展與水環境保護雙贏，實現人水和諧共生。綜上分析，多因素混合配置模式集聚了多種配置模式的優點，配置結果合理，相比于基于區間兩階段隨機規劃模型的配置模式[7,11]，數據易于搜集，簡單實用，可推廣性強。因此，本文將基于多因素混合配置模式的配置結果，作為2020年太湖流域初始排污權的配置推薦方案。

表3 不同配置模式下的太湖流域初始排污權配置方案 t/a

圖2 不同配置模式下COD、NH3—N和TP的初始排污權配置方案

4 結論與討論

(1)對比分析現時經濟活動量配置模式、非經濟因子配置模式、排污績效配置模式和多因素混合配置模式的配置側重點及功能，結果表明：多因素混合配置模式全面考慮了歷史排污達標情況、社會經濟發展連續性、水環境資源稟賦差異、社會公平性、經濟效益性等多種因素，兼顧公平和效率，能較好地體現“納污總量控制、兼顧公平和效益、尊重區域水環境容量差異、保障社會經濟發展連續性”的初始排污權配置原則。但合理融合各個配置模式所蘊含信息的權重確定方法的選取，是確定最終配置方案的關鍵，值得進一步研究。

(2)對比分析不同配置模式下，太湖流域COD、NH3—N和TP的初始排污權的配置方案，結果表明，多因素配置模式集聚了多種配置模式的優點，并與水環境容量配置模式的配置方案比較接近，實現流域水環境納污總量控制的有效分解，但適度提高了江蘇省和上海市的COD、NH3—N和TP的初始排污權量，有利于促進經濟的持續增長和社會公平，致力實現經濟社會發展與水環境保護雙贏，同時，操作簡便，易于推廣，以其該模式在我國53條跨省流域得到借鑒推廣。

(3)目前，流域初始排污權配置是政府主導下的水污染物免費配置模式，是政策性較強的行為。因此，在流域初始排污權配置過程中應該充分發揮政府宏觀調控作用。一是建議太湖流域管理機構建立排污獎懲制度，考核結果作為區域政府領導綜合考核評估的重要依據；二是建議太湖流域管理機構制定和執行嚴格的環境標準，兩省一市要發揮市場在初始排污權配置中的決定性作用，助推落后產能的限制與淘汰，進行產業結構調整；三是建議兩省一市完善產業結構布局，盡快建立治污設施跨區域共享機制，更好地發揮治污設施的功能。

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