基于“雙碳”政策的課程建設探索與實踐
——以《環境經濟學》為例

＊王雯 林愛軍 張燚 楊紫怡

（北京化工大學化學工程學院環境工程系 北京 100029）

隨著人工智能、物聯網、區塊鏈等新技術與傳統技術的交叉融合，全球范圍內出現了以互聯網產業化、工業智能化、工業一體化為代表的科技革命浪潮，即“第四次工業革命時代”[1-2]，對人才培養體系也提出了新的要求。新技術、新行業、工業發展變革對人才的要求越來越高，我國需優化目前的工程教育體系，從而形成了以延伸、升級、突破、交叉融合為核心思想的“新工科建設”行動計劃。近年來，在教育部的大力支持下，“復旦共識”“天大行動”“北京指南”等計劃先后實施。此外，首批新工科研究與實驗實踐項目已完成驗收[3]，第二批產學合作協同育人項目已順利立項[4]，這些項目有力推動了各高校的“新工科建設”，對“新工科建設”具指導意義。新工科課程體系的建設是新工科建設的核心問題之一，這是新工科課程體系建設的重大機遇。同時也蘊含巨大挑戰：新工科課程體系建設和其他類型的課程建設相比，要求更高、難度更大。新工科課程體系建設要求課程體系改革要實現思想政治教育與知識體系教育的有機融合，要體現新工科特色、符合新工科產業發展的需求，要立足我國教育實際、培養與時俱進，結合時事，以培養創新型、應用型人才[5]。北京化工大學圍繞“新工科建設”，在專業認知、工程實訓、引領學風三方面取得一定成效，未來主要從思政建設和專業技術兩個維度入手，深化學生對國家技術需求和能源結構轉型需求的認識，積極推進低碳環保、綠色化工等思政教育，著重建設創新型卓越工程人才培養基地。

隨著工業的發展，全球溫室氣體排放量猛增，氣候變化已經成為全人類面臨的重大環境問題。為應對氣候變化，越來越多的國家和地區提出了“無碳未來”的愿景[6]。在“雙碳”政策下，我國的能源結構調整、工業綠色轉型有了更高目標，工科人才培養的模式急需相應的改革優化。環境經濟學研究是運用環境科學與經濟學的理論與方法、結合環境影響評估和經濟成本等專業知識，綜合分析自然資源和環境資源的配置問題，維持生態環境和工業發展之間的平衡。因此，本文以《環境經濟學》課程建設為載體，探索在新工科課程體系下基于“雙碳”政策對專業課程建設的新體系進行探索，以期解決實際工程問題，為工程人才培養和課程升級改革提供參考。

1.《環境經濟學》課程建設的內涵和特征

《環境經濟學》是北京化工大學化學工程學院開設的一門專業選修課，該課程一方面樹立了學生環境保護、可持續發展、綠色低碳等理念；另一方面闡明實際工程中環保與經濟之間的矛盾性和協同性，以培育應用型工程人才。隨著經濟的發展，環境問題日益突出，經濟行為與環境質量之間的聯系、平衡是環境經濟學研究的主題，科學分析政策、效率、成本、收益等概念是環境經濟學的手段。利用經濟學基本原理分配管理環境資源，利用環境專業知識對環境破壞或保護進行量化、預測，以求在經濟環境支出一定的情況下，改進經濟政策和環境政策，積極向“雙碳”目標靠攏。

《環境經濟學》具有以下特征[7]：（1）交叉性：該課程的發展歷史決定了其學科交叉的基本特征，即在促進可持續發展的前提下，通過剖析環境規律與經濟發展之間的互作機制，以期獲得環境保護與經濟發展的雙贏；（2）實踐性：環境與經濟之間的復雜關系決定了該課程需要用多視角分析現存問題，并科學地提出最佳解決方案，從而解決實際工程問題；（3）開放性：由于實際工程問題非常復雜，在解決過程中不僅需要考慮政策、技術、地理位置等問題，還需要依托軟件完成情景模擬與最優化分析，因而該課程需要與時俱進，不斷豐富，才能準確、科學地解決實際工程問題。

2.《環境經濟學》課程建設的思路與方法

高校思政工作的重要意義備受肯定[8]，因此，《環境經濟學》課程思政的建設思路和內容至關重要。在國家政策層面，需加強學生生態文明建設教育，提高學生低碳減排、環境保護的意識；同時，加強學生對可持續經濟發展觀的認識，加深對綠色GDP的認識和理解。在全球視野層面，加強學生對人類命運共同體的理解，了解和認識“雙碳”政策在全球的發展及其必要性。

環境經濟學研究有效回答了如何平衡環境問題和經濟收益的問題，積極為政府部門和企業單位提供未來改進方向。但對新工科課程體系的建設，傳統的《環境經濟學》課程缺乏思政教育，也缺乏實際案例分析。本文建立的《環境經濟學》課程建設體系如圖1所示，圍繞“雙碳”相關的思政建設和工程型人才培育，課程教學以學生研討和反饋互動的模式展開，應用環境經濟學相關知識以解決實際問題，最終實現經濟與環境雙贏的課程目標，積極響應建設五型社會。

圖1 《環境經濟學》課程建設體系

“新工科建設”過程中，學科交叉創新、課程升級改革等重點建設思路，均需根據國家政策、全球時事等信息不斷對原有課程內容進行豐富和拓展，力求與時俱進[9]。在“雙碳”背景下，一方面，碳減排被提上日程，從而促進工藝升級；另一方面，隨著碳交易市場的活躍、歐盟碳關稅等政策[12]的實施，“雙碳”戰略對全球經濟、國內經濟均有影響。在工程型人才培育過程中，依托《環境經濟學》課程，應讓學生認識到經濟與環境之間的新平衡，從新的視角來看待實際工程問題。

在課程建設思路的指導下，進一步對課程的教學過程進行優化，針對工程現存問題，收集相關信息，把課堂交給學生，讓學生自主討論分析，并通過師生互動，將討論分析與建設反饋相結合，從而解決實際工程問題。

3.課程實施案例

《環境經濟學》課程開設以來，圍繞一系列的經典案例，例如“厭氧消化-熱解耦合體系處理餐廚垃圾”“農業循環經濟的發展模式”“垃圾分類的經濟效益、環境效益與社會效益”等。融合經濟、環境、我國國情、行業標準等內容，基于雙贏原理、狀態轉換原理、內在化原理和環境生產力原理，提高學生對基礎理論知識的應用，進一步認識到工程實踐過程中存在的問題，讓學生辯證地看待環境保護與經濟發展之間的關系。

本文以城鎮污水處理廠目前的排放情況為典型案例，如圖1所示課程教學導圖。首先，教師向學生介紹本案例背景，提出需要討論和解決的問題“城鎮污水處理廠標準應如何規定？”；其次，學生進行相關資料的信息收集，包括國家政策導向及現行標準、國內污水處理廠運行現狀及技術升級情況、行業內專家學者的意見等；最后，學生研討與教師互動反饋，探索經濟與環境雙贏的可行途徑，思索如何更好地建設五型社會，最終獲得對實際問題的深度思考和探究。

(1)案例背景

《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）中一級A的排放標準為：化學需氧量≤50mg/L，總氮≤15mg/L，總磷≤0.5mg/L。符合該標準下的出水可引入稀釋能力較小的河湖作為城鎮景觀用水和一般回用水等用途。《地表水環境質量標準》IV類水標準為：化學需氧量≤30mg/L，總氮≤1.5mg/L，總磷≤0.3mg/L。現階段，國內城市大多要求城鎮污水處理廠的出水達到地表水IV類的排放標準（適用于一般工業用水等），甚至要求達到地表水III類的排放標準（適用于生活飲用水源等），導致污水處理廠的運營成本大幅上升，“成本高”“排放難”已成為很多污水處理廠面臨的巨大難題。

本案例涉及兩個典型議題：什么是適當的污染量以及如何管制？確定適當的污染量并不容易，污染是生產生活過程中作為“副產品”產生的，污染量因地區、時空、治理技術等存在諸多差異。政策雖然可以規定每個污染者的排放量，在某種程度上有效，但牽扯到許多企業和污染者的時候可能存在各方面問題，如何規定管理適當的污染量，使污染控制達到最適當的量，并且平衡額外的管理控制成本和激勵成本。面對實際的環境問題時，如何設定公平有效的環境政策是核心問題。

(2)信息收集

學生們圍繞上述案例，收集相關資料。

①國家政策導向及現行標準

我國現有約8000座污水處理廠[10]，現行污水處理廠排放標準為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002），主要將常規污染物標準值值分為一級標準（分為A標準和B標準）、二級標準和三級標準。

②國內污水處理廠運行現狀及技術升級

福建漳州市詔安縣城西污水處理廠[11]是典型的村鎮和農村污水處理廠，匯水范圍包括詔安縣莊上村和詔安工業園區。城西污水廠規劃規模為48000m3/d，出水執行一級A標準。污水中包括工業污水，相比村鎮生活污水，含有更高濃度和更難降解的有機物。該污水處理廠增加前處理工藝，并選用深度處理工藝提高污水中污染物去除率，降低成本的同時提高經濟效益。

義烏市稠江污水廠[12]是典型的城鎮污水處理廠，服務范圍為義烏市主城區，進水生活污水與工業廢水比例約8:2。為達到2019年浙江省頒布的《城鎮污水處理廠主要水污染物排放標準》中對水質的要求，該污水處理廠進行工藝改造。污水廠進行了工藝控制優化，增設新型高端設備，過程控制儀表優化，設備、設施改造優化，自控系統優化等操作。經過約一年時間的改造建設，稠江污水廠成功將原排放標準提升至浙江標準，且單位直接運行成本僅增加約0.15元/噸，實現了經濟與效率的雙提升。

云南景洪江南污水處理廠[13]屬于典型的老舊污水廠改造翻新例子，始建于2014年，于2021年翻新改造。原設計設備老舊、故障頻繁，也未考慮所屬地區的熱帶氣候條件。經改造升級后，建立了全廠統一監測和控制系統，實現全廠自動化運行。通過翻新改造，該污水處理廠基本實現排放標準提高，運行成本降低，維護成本降低，故障發生率減小等初始目標。

③行業內專家學者的意見

中國工程院院士任南琪認為：“目前很多城市提出污水處理廠要達到地表水IV類標準。……如有關部門不采取相應措施，長此以往會給我們國家帶來巨大損失[14]。”

中國工程院院士彭永臻表示：“在《水污染防治法》具體推進過程中，執法的重要尺度和依據是污水處理過程中的各類排放標準和規范。水環境污染在近幾年以來得到了明顯改善，但在此過程中也暴露出各行業排放標準存在諸多的問題[15]。”

中國工程院院士錢易認為：“雖然標準中總計說明了24個水質目標，但使用頻率高的典型指標卻很少。此外，對有毒有害的污染物質的關注度低，雖然它們具有較高的活性和毒性，但現實施的標準中卻沒有包含這些指標[15]。”

中國工程院院士李曉紅發言指出：“我國具有自然條件和污染效應區域差異性明顯的特征，但現推行的《地表水環境質量標準》僅規定了全國性統一的指標及排放限值，這可能存在‘過度保護’和‘保護欠缺’等問題，各地各行業應因地制宜地加強區域的、流域的、適宜的排放標準體系的制定實施工作[16]。”

(3)“雙碳”下的環境經濟學分析

針對以上案例背景及收集到的信息，學生結合《環境經濟學》課程中的基本原理和知識點，為了使資源配置接近于社會最優，通過互動研討，學生們從以下三個角度提出自己的思考和建議：

第一，從時間維度上看，在《水污染防治法》實施過程中，政府大多采用管制方法，根據《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）制定地方排放要求，并取得了顯著成效。然而，經過多年的治理和發展，面對新的環境狀況，最優污染水平在不同地區已發生變化，管制方法難以適應企業與環境之間的新平衡，且在“雙碳”的導向下，僅靠管制難以刺激技術的升級轉型。環境狀況與排放標準之間的不匹配會大大增加運營成本，同時導致大量非必須的碳排量。為提高政策的靈活性，后續政府需優化管制方法，根據地區的實際環境狀況提出新的排放標準。

第二，與傳統的命令控制型政策相比，激勵型政策可以節約大量成本。激勵型政策主要有設置上限的排污權交易計劃和對污染物排放征稅（或收取費用）。加強經濟手段的規范性，以激活市場自身的能動性，進一步優化社會資源配置。規范排污費價格和收取方式，可以在實現相同總排放量的情況下，使不同污水排放企業減污的邊際成本發生改變，從而各企業會根據自身實際情況實現成本最小化，同時，還可以刺激新設備、新技術的升級，進一步減少能耗、碳排量等。此外，還可通過稅收、補貼等方式來輔助優化市場機制的配置。經濟手段雖然靈活性好，但也存在一定隱患，因而經濟手段不能是完全自由的，需要聯合管制方法協同制約。

第三，經濟與環境之間的互作機制大多符合環境庫茨涅茨曲線理論，即經濟發展與排污量呈正相關，排污量增至拐點后，經濟發展與排污量呈負相關。但污水處理廠處理過程中的二氧化碳排放量并不符合環境庫茨涅茨曲線理論，尤其是在“雙碳”政策的背景下，環境和經濟之間的平衡關系和優化措施仍需進一步探究。未來可結合環境學和經濟學專業知識，通過全生命周期評價模型和全生命周期成本分析模型，在資本投資和運營成本一定的情況下，最大化經濟效益、環境效益和社會效益。

上述以解決實際問題出發的課程實施路徑如圖2所示，通過完整系統的案例分析，一方面，讓學生樹立了“雙碳”導向下的低碳減排意識，通過查閱資料、分析討論，提高學生信息梳理和總結歸納的能力；另一方面，讓學生了解目前污水處理廠運營與環境之間的矛盾，并通過課程知識，提高學生解決實際問題、提出有效建議的能力。案例分析教學法通過調動學生自主學習的積極性，引導學生理論聯系實際，鼓勵學生多維度、多途徑的思考，將思政教育和專業教育有機融合，以提高新工科建設體系下人才培養的質量。

圖2 案例分析框架圖

5.結語

與時俱進，根據政策變化、形勢變化不斷更新優化課程內容是新工科課程體系建設的重要落點。《環境經濟學》交叉融合環境學和經濟學，具有復雜性、多變性，結合時事政策，從新視角解讀課程內容，對學生進行低碳減排、生態文明建設等思政內容，同時可提高學生解決實際問題、提出有效建議的能力，可為培育工程型人才提供有力支撐，對探索新工科體系下的課程建設具有重要的借鑒意義。