劉 宇,胡曉虹(1.中國(guó)科學(xué)院,科技戰(zhàn)略咨詢研究院,北京 100190；.北京理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院,北京100081)

環(huán)境稅的SO2和NOx行業(yè)排放分解效應(yīng)研究

劉 宇1*,胡曉虹2(1.中國(guó)科學(xué)院,科技戰(zhàn)略咨詢研究院,北京 100190；2.北京理工大學(xué)管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院,北京100081)

基于環(huán)境CGE模型,通過(guò)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)排放的SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅,將行業(yè)SO2和NOx的減排量分解為產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)、過(guò)程排放效應(yīng)、中間投入替代效應(yīng)、能源替代效應(yīng)(排放基數(shù)效應(yīng)和排放強(qiáng)度效應(yīng))和國(guó)產(chǎn)進(jìn)口替代效應(yīng),模擬分析我國(guó)SO2和NOx行業(yè)排放量變化的原因.結(jié)果顯示,SO2和NOx的排放量分別減少29萬(wàn)t和13萬(wàn)t,因行業(yè)中間使用煤炭減少的SO2和NOx排放量分別為57%和99%.從行業(yè)分解效應(yīng)來(lái)看,SO2和NOx的排放量下降均主要得益于能源替代效應(yīng),減排量分別為27萬(wàn)t和12萬(wàn)t,其次是產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),減排量分別為2萬(wàn)t和8579t.其中,電力行業(yè)的減排量最大,能源替代效應(yīng)完全占主導(dǎo)作用.然而,不同行業(yè)的SO2和NOx排放變化的主要影響因素存在很大差異.因此,政府在征收環(huán)境稅時(shí),應(yīng)著重考慮行業(yè)SO2和NOx減排的差異性.

環(huán)境CGE模型；環(huán)境稅；能源替代效應(yīng)；產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)

我國(guó)目前仍處于工業(yè)化階段,對(duì)煤炭的需求仍然很高.以煤炭為主的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)排放的大量二氧化硫(SO2)和氮氧化物(NOx),是造成我國(guó)近年霧霾天氣大面積,高頻率爆發(fā)的主要原因.據(jù)2014年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)[1]顯示,2014年,全國(guó)SO2、NOx排放總量同比分別下降3.40%、6.70%.在城市空氣質(zhì)量方面,全國(guó)開(kāi)展監(jiān)測(cè)的161個(gè)地級(jí)及以上城市中,僅有16個(gè)城市空氣質(zhì)量年均值達(dá)標(biāo).全國(guó)有470個(gè)城市(區(qū),縣)開(kāi)展了降水監(jiān)測(cè),酸雨城市比例為 29.8%,酸雨頻率平均為 17.4%.總的來(lái)看,我國(guó)環(huán)境形勢(shì)依舊嚴(yán)峻.為此,2015年6月國(guó)務(wù)院法制辦發(fā)布了《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)稅法(征求意見(jiàn)稿)》(下文簡(jiǎn)稱《環(huán)保稅法》).環(huán)境稅的具體實(shí)施還在進(jìn)一步醞釀之中,征收環(huán)境稅是否能讓經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境惡化得到改善,是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題.環(huán)境稅的實(shí)施無(wú)疑會(huì)對(duì)SO2和NOx的排放量產(chǎn)生重大影響,不同行業(yè)的SO2和NOx減排機(jī)理不同,但是哪些行業(yè)的SO2和NOx減排效果更理想,減排機(jī)理又如何,需要我們深入地去討論導(dǎo)致這些行業(yè) SO2和 NOx排放量下降的根本原因,進(jìn)而為政府制定環(huán)境稅政策關(guān)注行業(yè)差異性提供支撐.

然而,學(xué)術(shù)界對(duì)環(huán)境稅的研究主要集中在環(huán)境稅的經(jīng)濟(jì)影響和雙重紅利,對(duì)行業(yè)排放分解效應(yīng)方面的研究仍是空白.通過(guò)梳理文獻(xiàn),我們發(fā)現(xiàn)已有對(duì)環(huán)境稅的研究大致可以分為幾類:第一類就環(huán)境稅的開(kāi)征,類型,征管,改革以及經(jīng)濟(jì)福利效應(yīng)等方面進(jìn)行了有益探討[2-7];第二類從環(huán)境稅“雙重紅利”的角度出發(fā),認(rèn)為環(huán)境稅的改革在改善環(huán)境的同時(shí)可以提高經(jīng)濟(jì)效率,促進(jìn)就業(yè)[8-15];但是這些研究都是從定性的角度去分析環(huán)境稅,至于環(huán)境稅的污染物減排效果以及對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響如何去量化分析鮮有涉及.第三類主要集中于利用歷史數(shù)據(jù),采用 LMDI分解法, Shephard輸出距離函數(shù)和完全分解模型將 SO2的排放強(qiáng)度進(jìn)行不同形式的分解[16-21];第四類研究利用可計(jì)算一般均衡模型(CGE模型)研究環(huán)境稅稅收改革對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境污染的影響

[22-27].可以看出,這四類研究涉及SO2或NOx排放強(qiáng)度分解的,主要是利用歷史數(shù)據(jù)對(duì) SO2或NOx的排放進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解,這種分解方法的弊端是SO2或NOx的減排是很多因素共同作用的結(jié)果,不能具體分離出某種因素對(duì)SO2或NOx的減排影響;利用CGE模型研究污染物減排的,均是從全國(guó)和行業(yè)總污染減排量的角度展開(kāi)的,沒(méi)有具體對(duì)行業(yè)的減排量進(jìn)行內(nèi)部分解,缺乏行業(yè)排放分解效應(yīng)的新視角,難以突出行業(yè)減排的差異性.

因此,本研究從行業(yè)層面出發(fā),將原始的國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類加總成2007年投入產(chǎn)出表的部門(mén)分類,結(jié)合2010年污染普查的各類生活源排放數(shù)據(jù)對(duì)CGE模型進(jìn)行擴(kuò)展,同時(shí)將每個(gè)行業(yè)的SO2和 NOx減排量分解為產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)、過(guò)程排放效應(yīng)、中間投入替代效應(yīng)、能源替代效應(yīng)(排放基數(shù)效應(yīng)和排放強(qiáng)度效應(yīng))和國(guó)產(chǎn)進(jìn)口替代效應(yīng),構(gòu)建了包括行業(yè)排放(燃燒排放+過(guò)程排放)和消費(fèi)排放的135個(gè)行業(yè)SO2和NOx的產(chǎn)生機(jī)理和排放機(jī)制.在《環(huán)保稅法》基礎(chǔ)上,以污染當(dāng)量數(shù)作為計(jì)稅依據(jù),并建立稅收返還機(jī)制,模擬分析對(duì)企業(yè)生產(chǎn)排放的SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅是否能達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo),以及從行業(yè)層面分析排放量變化和原因的差異性.

1 模型和數(shù)據(jù)

采用由中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院和澳大利亞 Victoria大學(xué) CoPS(Center of Policy Studies)中心聯(lián)合開(kāi)發(fā)的、依據(jù)中國(guó)2007年的投入產(chǎn)出表和污染物普查數(shù)據(jù)庫(kù)建立的靜態(tài)環(huán)境CGE模型.模型的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)是根據(jù) 2007年國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的135部門(mén)投入產(chǎn)出表構(gòu)建的.環(huán)境排放數(shù)據(jù)庫(kù)是根據(jù)環(huán)保部2007年污染物普查數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建的,包括 2007年主要污染物(SO2和NOx)分行業(yè)的排放數(shù)據(jù).模型包括135個(gè)產(chǎn)業(yè)部門(mén),3種投入要素(勞動(dòng)力、資本、土地)和6個(gè)經(jīng)濟(jì)主體(生產(chǎn)、投資、家庭、政府、國(guó)外、庫(kù)存).模型同時(shí)考慮了8類流通投入,分別為:海運(yùn)、空運(yùn)、鐵路、公路、管道運(yùn)輸、保險(xiǎn)、貿(mào)易(批發(fā)和零售)、倉(cāng)庫(kù)貯存[28].

模型中,總產(chǎn)出使用多層嵌套結(jié)構(gòu)來(lái)描述(見(jiàn)圖1),頂層為中間投入、要素投入、能源投入和其他投入基于Leontief生產(chǎn)函數(shù)合成總產(chǎn)出,模型假設(shè)企業(yè)追求成本最小化.商品需求分為居民消費(fèi)、政府消費(fèi)、出口、投資、流通和庫(kù)存 6種.其中,居民消費(fèi)在預(yù)算約束下最大化Klein- Rubin效用函數(shù),通過(guò)線性支出系統(tǒng)(LES)分配對(duì)不同商品的消費(fèi),即居民在滿足最低生活需求之后根據(jù)對(duì)各商品的邊際消費(fèi)傾向進(jìn)行消費(fèi)選擇.模型假定政府支出跟隨居民消費(fèi)變動(dòng),庫(kù)存由基期數(shù)據(jù)外生確定.投資決策與生產(chǎn)決策相同,依據(jù)成本最小化原則選擇最佳投資品組合.流通消耗由商品流通量和流通消耗系數(shù)決定.模型依據(jù)Armington假設(shè)將商品分為國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口 2種,且兩者存在不完全替代關(guān)系.因此,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的總供給為這 2類商品的固定替代彈性(CES)函數(shù)加總,各部門(mén)總產(chǎn)出采用固定轉(zhuǎn)換彈性(CET)函數(shù)分配到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和出口,并通過(guò)調(diào)整均衡價(jià)格來(lái)達(dá)到成本最小化的需求供給和利潤(rùn)最大化的產(chǎn)出分配.

1.1 模型閉合的設(shè)定

本研究模擬采用的是短期閉合,旨在分析征收環(huán)境稅短期內(nèi)對(duì)經(jīng)濟(jì)的沖擊.具體的短期閉合假設(shè)條件如下:(1)勞動(dòng)力市場(chǎng).在短期由于工人和企業(yè)之間簽訂了固定名義工資的長(zhǎng)期合約,工資調(diào)整幅度很小,因此短期工資不變,對(duì)勞動(dòng)力的需求主要是通過(guò)就業(yè)量的變化來(lái)體現(xiàn).(2)資本市場(chǎng).在短期,資本存量在總量和行業(yè)層面都是不可調(diào)整的.(3)投資市場(chǎng).在短期,投資是由投資回報(bào)率決定的.(4)消費(fèi)行為.一般來(lái)說(shuō),收入水平?jīng)Q定居民消費(fèi)行為,二者呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系.(5)政府支出行為.政府支出行為取決于稅收返還機(jī)制,征收的環(huán)境稅收入被用于擴(kuò)大政府支出.

1.2 污染物排放模塊的引入

考慮到中國(guó)目前能源投入需求的剛性[29],本文將能源作為中間投入(見(jiàn)圖1).中間投入合成束為能源要素合成束和非能源中間投入的加總,中間投入之間利用 Leontief生產(chǎn)函數(shù)描述不同投入產(chǎn)品之間的固定比例關(guān)系,不同能源投入之間用CES函數(shù)描述其替代關(guān)系.能源部門(mén)生產(chǎn)能源產(chǎn)品,進(jìn)一步分為電力、煤炭、油氣、焦炭、天然氣和成品油.能源要素中間投入方程如下:

圖1 環(huán)境CGE模型生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)的嵌套圖Fig.1 Production nests of the environmental CGE model

方程表示來(lái)源為國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的不同能源產(chǎn)品投入到i產(chǎn)業(yè)部門(mén)生產(chǎn)的CES復(fù)合.式中:i代表產(chǎn)業(yè)部門(mén);e代表6種能源產(chǎn)品,分別為電力、煤炭、油氣、焦炭、天然氣和成品油;s代表來(lái)源,分為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口;Xi表示 i產(chǎn)業(yè)部門(mén)能源產(chǎn)品的投入量,t;Xi,e,s表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)對(duì)來(lái)源s為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的能源產(chǎn)品e的投入量,t;Ae,i表示能源產(chǎn)品e投入到產(chǎn)業(yè)部門(mén)i的技術(shù)參數(shù);be,i表示能源產(chǎn)品e投入到產(chǎn)業(yè)部門(mén)i的份額參數(shù);ρi表示能源產(chǎn)品用于產(chǎn)業(yè)部門(mén)i的常替代彈性,若能源產(chǎn)品e用于能源行業(yè),替代彈性為0.以火電行業(yè)為例,火電行業(yè)主要靠燃煤發(fā)電,煤炭是主要中間投入品,不能替代,而通常指的能源替代是指化石能源燃燒的替代.若i能源產(chǎn)品用于非能源行業(yè),我們的模型采用的彈性為0.5,這主要是參考了GTAP-E模型采用的替代彈性[30].

1.3 模擬沖擊設(shè)置和環(huán)境稅引入機(jī)制

根據(jù)《環(huán)保稅法》,環(huán)境保護(hù)稅應(yīng)稅大氣污染物的應(yīng)納稅額為污染當(dāng)量數(shù)(某污染物的污染當(dāng)量數(shù)=該污染物的排放量/該污染物的污染當(dāng)量值)乘以具體適用稅額,對(duì)大氣污染物每污染當(dāng)量征收的稅額是1.2元.SO2和NOx的污染當(dāng)量值是0.95kg,那么排放1kg SO2和NOx的價(jià)格是1.26元.模型中,環(huán)境稅的單位是元/t,因此對(duì)每tSO2和NOx征稅的額度為1260元.

為了區(qū)分 SO2和 NOx來(lái)源的不同,模型將SO2和NOx排放分為2種,一種是企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)排放的SO2和NOx,一種是居民消費(fèi)排放的SO2和 NOx.本研究只針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)排放的 SO2和NOx征收環(huán)境稅,居民消費(fèi)排放不征收,但是對(duì)企業(yè)生產(chǎn)排放環(huán)節(jié)征收環(huán)境稅會(huì)間接影響居民使用能源產(chǎn)品的價(jià)格,進(jìn)而導(dǎo)致居民對(duì)能源的消費(fèi)需求發(fā)生改變.另外,從SO2和NOx的產(chǎn)生方式來(lái)看,模型將SO2和NOx排放分為燃燒排放和過(guò)程排放2大類.燃燒排放是指企業(yè)生產(chǎn)或居民消費(fèi)過(guò)程中燃燒某一種化石能源產(chǎn)生的排放;過(guò)程排放是指企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中由于采用某種特定的工藝過(guò)程而產(chǎn)生的排放. 2類排放在模型中的處理方式也有所不同.

模型里環(huán)境稅的模擬是針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)燃燒排放過(guò)程的,主要以消耗化石能源的間接稅率變化為依據(jù).由于環(huán)境稅是以從量稅征收的,模型里把從量稅轉(zhuǎn)化為從價(jià)稅稅率,具體方程如下:

方程的左邊是從量稅,式中:Tg表示對(duì)SO2或NOx征收從量稅的稅基,元/t;g代表SO2或NOx; CEg,i,e,s代表產(chǎn)業(yè)部門(mén) i的燃燒排放量,表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i燃燒來(lái)源s的化石能源產(chǎn)品e所排放的SO2或NOx,t;Bg,i表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i征收的環(huán)境稅稅基,元;tg,i表示由于征收環(huán)境稅導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)部門(mén)i消耗化石能源的間接稅率上漲幅度,%.

燃燒排放是與燃燒的化石能源同步變化.由于模型中刻畫(huà)了不同能源投入之間的替代,由此可以描述在部門(mén)產(chǎn)出不變的情況下,能源投入結(jié)構(gòu)的變化所導(dǎo)致的污染排放減少的機(jī)制.燃燒排放涉及的方程如下:

式中:CEg,i,e,s表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i的燃燒排放量,t;Xi,e,s表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i對(duì)來(lái)源s為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口的能源產(chǎn)品e的投入量,t;αg,i,e,s表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i使用來(lái)源s的能源產(chǎn)品e所排放的SO2或NOx的技術(shù)水平.

過(guò)程排放和行業(yè)產(chǎn)出水平掛鉤.也就是說(shuō),如果部門(mén)產(chǎn)出不變,污染物的排放量也不會(huì)發(fā)生變化.具體方程如下:

式中:pg,i表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx過(guò)程排放量的變化,%;xi表示產(chǎn)業(yè)部門(mén) i產(chǎn)出的變化,%;αg,i表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i的SO2或NOx過(guò)程排放技術(shù)水平.

由此我們可以清晰刻畫(huà)污染物排放機(jī)制,將對(duì)企業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)征收的環(huán)境稅由從量稅轉(zhuǎn)化為從價(jià)稅,傳遞到生產(chǎn)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域(直接影響)和居民消費(fèi)領(lǐng)域(間接影響),引起企業(yè)生產(chǎn)行為和居民消費(fèi)行為發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)而對(duì)經(jīng)濟(jì)以及污染物排放量變化產(chǎn)生連鎖反應(yīng),引起經(jīng)濟(jì)的新一輪調(diào)整.

1.4 行業(yè)SO2和NOx排放分解效應(yīng)機(jī)制

行業(yè)排放分解效應(yīng)是根據(jù)生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)的嵌套圖層層計(jì)算的.其中,總效應(yīng)=總減排量(或總增排量)=產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)+過(guò)程排放效應(yīng)+中間投入替代效應(yīng)+能源替代效應(yīng)+國(guó)產(chǎn)進(jìn)口替代效應(yīng)(行業(yè)排放分解機(jī)制如圖1虛框所示).

產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)是指不存在能源替代效應(yīng)前提下,由于產(chǎn)出規(guī)模發(fā)生變化導(dǎo)致行業(yè)的總排放量發(fā)生變化.具體公式如下:

式中:SOEg,i表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),t;TEg,i表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的總排放量,等于i產(chǎn)業(yè)部門(mén)燃燒排放量CEg,i,e,s和過(guò)程排放量PEg,i的加總,t;xi表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i產(chǎn)出的百分比變化.

過(guò)程排放效應(yīng)是指在使用某種特定工藝生產(chǎn)過(guò)程中,由于產(chǎn)出規(guī)模發(fā)生變化導(dǎo)致過(guò)程排放量發(fā)生變化,換句話說(shuō),過(guò)程排放效應(yīng)和產(chǎn)出變化有關(guān).具體公式如下:

式中:PEEg,i表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的過(guò)程排放效應(yīng),t;PEg,i表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的過(guò)程排放量,t;xi表示產(chǎn)業(yè)部門(mén)i產(chǎn)出的百分比變化.

中間投入替代效應(yīng)是指在產(chǎn)出不變的前提下,由于初級(jí)要素,中間品,能源產(chǎn)品或其他投入的相對(duì)價(jià)格發(fā)生變化引起的生產(chǎn)要素間的相互替代所形成的效應(yīng).在本模型中,能源產(chǎn)品作為中間投入,和初級(jí)要素、中間品投入、其他投入基于 Leontief生產(chǎn)函數(shù)以固定比例投入生產(chǎn).因此中間投入替代效應(yīng)為0.

能源替代效應(yīng)是指由于能源價(jià)格不同導(dǎo)致能源需求發(fā)生變化.具體公式如下:

式中:表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén) SO2或NOx的能源替代效應(yīng),t; ΔCEg,i,e表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)使用來(lái)源(國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口)CES加總的6種能源產(chǎn)品e減少(或增加)的SO2或NOx排放量,t;表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),t.能源替代效應(yīng)又進(jìn)一步分為排放基數(shù)效應(yīng)和排放強(qiáng)度效應(yīng).排放基數(shù)效應(yīng)表示行業(yè)的某種能源產(chǎn)品初始排放基數(shù)很大,即使能源價(jià)格發(fā)生變化,但其對(duì)排放量的影響相對(duì)排放基數(shù)而言較小.而排放強(qiáng)度效應(yīng)則是行業(yè)的某種能源產(chǎn)品排放量和投入量的比值,不同能源產(chǎn)品排放強(qiáng)度不同,會(huì)使能源產(chǎn)品價(jià)格發(fā)生不同變化,進(jìn)而對(duì)排放量造成影響.

國(guó)產(chǎn)進(jìn)口替代效應(yīng)是指由于能源的國(guó)產(chǎn)價(jià)格和進(jìn)口價(jià)格不同導(dǎo)致對(duì)國(guó)產(chǎn)能源和進(jìn)口能源需求發(fā)生變化.具體公式如下:

式中:DIE表示i 產(chǎn)業(yè)部門(mén)SO2或NOx的國(guó)產(chǎn)進(jìn)口替代效應(yīng),t;ΔDEg,i,e表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)使用國(guó)產(chǎn)能源產(chǎn)品 e減少(或增加)的 SO2或 NOx排放量,t; ΔIEg,i,e表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)使用進(jìn)口能源產(chǎn)品e減少(或增加)的SO2或NOx排放量,t;ΔCEg,i,e表示i產(chǎn)業(yè)部門(mén)使用來(lái)源(國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口)CES加總的6種能源產(chǎn)品e減少(或增加)的SO2或NOx排放量,t.

在這里需要說(shuō)明的是,本文采用的分解方法沒(méi)有殘差項(xiàng),因?yàn)楸疚牟捎玫氖侵鸺?jí)扣除的方法,不斷的將行業(yè)減排量(或增排量)分解為:規(guī)模效應(yīng)(產(chǎn)出效應(yīng))和替代效應(yīng)(價(jià)格效應(yīng)).

規(guī)模效應(yīng)是指由于行業(yè)的產(chǎn)出變動(dòng)而導(dǎo)致的能源消耗和排放量的變化,這時(shí)假設(shè)生產(chǎn)技術(shù)沒(méi)有變化(包括中間投入的份額,能源之間的份額及國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口的能源份額),這部分排放可以直接通過(guò)行業(yè)產(chǎn)出變動(dòng)計(jì)算出來(lái).

替代效應(yīng)是指由于生產(chǎn)技術(shù)的變化(包括中間投入的份額,能源之間的份額及國(guó)產(chǎn)和進(jìn)口能源的份額),主要指由于投入品相對(duì)價(jià)格的變化而導(dǎo)致不同類型能源投入之間的變動(dòng),從而產(chǎn)生的能源消耗和排放量的變化.這時(shí)假設(shè)行業(yè)的產(chǎn)出或者規(guī)模沒(méi)有發(fā)生變動(dòng),這部分排放是通過(guò)實(shí)際總排放減掉上述的規(guī)模效應(yīng)排放直接計(jì)算出來(lái)的.

因此,規(guī)模效應(yīng)(產(chǎn)出效應(yīng))和替代效應(yīng)(價(jià)格效應(yīng))兩部分加總應(yīng)該正好等于實(shí)際總排放的變化量,不存在任何殘差項(xiàng).

2 模擬結(jié)果分析

2.1 對(duì)SO2和NOx總排放量的影響

對(duì)SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅可以有效減少SO2和NOx的排放量.SO2和NOx的總排放量分別減少了29.43萬(wàn)t和12.99萬(wàn)t(表1).從使用方式來(lái)看,因行業(yè)中間使用化石能源煤炭減少的 SO2和NOx排放量分別為57%和99%.對(duì)SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅,使大部分行業(yè)的稅收成本增加,進(jìn)而行業(yè)對(duì)高污染能源煤炭和油氣的需求下降,最終導(dǎo)致SO2和NOx的排放量下降.然而因居民消費(fèi)使用導(dǎo)致的SO2和NOx排放量分別增加了922t和201t,這主要是因?yàn)閷?duì)SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅使煤炭的需求大幅度減少,煤炭?jī)r(jià)格下降導(dǎo)致對(duì)煤炭的消費(fèi)需求增加.從排放方式來(lái)看,燃燒排放量減少對(duì)SO2和NOx的減排量貢獻(xiàn)均為99%,也就是說(shuō)能源替代效應(yīng)對(duì)SO2和NOx的減排貢獻(xiàn)最大.從能源品種來(lái)看,SO2排放量下降主要得益于對(duì)煤炭和油氣的使用需求下降,占燃燒減排總量的 58%和 37%.NOx排放量下降則是對(duì)煤炭的使用量下降引起的,約占燃燒減排總量的 100%.因此,總的來(lái)說(shuō),對(duì)SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅使SO2和NOx排放量下降主要是通過(guò)行業(yè)使用煤炭和油氣燃燒的排放量下降實(shí)現(xiàn)的.

表1 征收環(huán)境稅對(duì)SO2和NOx的影響Table 1 Impacts of environmental tax on SO2and NOxemissions

2.2 行業(yè)SO2和NOx的排放分解

從行業(yè)排放分解角度來(lái)看,SO2和 NOx的排放量下降均主要得益于能源替代效應(yīng),減排量分別為27.06和12.04萬(wàn)t(因能源替代效應(yīng)導(dǎo)致的SO2和NOx減排百分比分別為92%和93%),其次是產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),減排量分別為 2.08萬(wàn) t和8579t(因產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致的SO2和NOx減排百分比約為 7%).其中,電力行業(yè)的減排量最大,SO2和NOx的排放量分別減少15.73和9.15萬(wàn)t,能源替代效應(yīng)完全占主導(dǎo)作用.然而,不同行業(yè)的 SO2和NOx排放量變化的主要影響因素存在差異.為了簡(jiǎn)化分析,本小節(jié)剔除了排放量變化在 50t以內(nèi)的行業(yè).模擬結(jié)果顯示,對(duì) SO2而言,行業(yè)排放量變化超過(guò)50t的行業(yè)有68個(gè),其中,有20個(gè)行業(yè)是因?yàn)楫a(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),總減排量為1.02萬(wàn)t,約占3%.48個(gè)行業(yè)是因?yàn)槟茉刺娲?yīng),總減排量為28.46萬(wàn)t,約占97%.對(duì)NOx而言,行業(yè)排放量變化超過(guò)50t的行業(yè)有42個(gè),有15個(gè)行業(yè)是因?yàn)楫a(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),減排量為3248t,低于3%.27個(gè)行業(yè)是因?yàn)槟茉刺娲?yīng),減排量為12.63萬(wàn)t,約占97%.

2.2.1 行業(yè)SO2排放分解 同時(shí)對(duì)SO2和NOx征稅,使大部分行業(yè)的SO2排放量下降.剔除排放量變化在50t以內(nèi)的行業(yè)外,有20個(gè)行業(yè)排放量變化是因?yàn)楫a(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)起主導(dǎo)作用;其他的48個(gè)行業(yè)則主要是因?yàn)槟茉刺娲?yīng).圖 2(a)列出了產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)為主因的20個(gè)行業(yè).除了衛(wèi)生和公共管理這2個(gè)行業(yè)的SO2排放量增加(分別為191t和871t)以外,其他18個(gè)行業(yè)的SO2排放量減少.在SO2排放量減少的行業(yè)中,煉鐵業(yè)的減排量最大,為 3865t,其中有 58%的減排量來(lái)自產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng).另外,對(duì)于鋼壓延加工業(yè),鐵合金冶煉業(yè),專用化學(xué)產(chǎn)品制造業(yè),其他通用設(shè)備制造業(yè),合成材料制造業(yè),衛(wèi)生和公共管理這7個(gè)行業(yè)而言,產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)對(duì) SO2減(增)排量的貢獻(xiàn)率平均在 141%左右.而能源替代效應(yīng)平均水平為-62%,也就是說(shuō)對(duì) SO2排放量下降的行業(yè)而言,能源替代效應(yīng)使其排放量增加,而對(duì) SO2排放量增加的行業(yè)而言,能源替代效應(yīng)使其排放量減少.

雖然這20個(gè)行業(yè)SO2排放量的變化均是由于產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)起主導(dǎo)作用,但是不同行業(yè)產(chǎn)出變化原因不同.例如衛(wèi)生和公共管理這兩個(gè)行業(yè)是因?yàn)檎С鲈黾訉?dǎo)致產(chǎn)出擴(kuò)張,繼而 SO2排放量增加.而紡織服裝制造業(yè)則是因?yàn)閯趧?dòng)力價(jià)格上漲導(dǎo)致要素投入成本增加使得 SO2排放量減少.作為建筑業(yè)的上游行業(yè)陶瓷制造業(yè),耐火材料制造業(yè),水上運(yùn)輸業(yè)和裝卸搬運(yùn)業(yè)的SO2排放量減少是因?yàn)樯鐣?huì)投資回報(bào)率下降導(dǎo)致建筑業(yè)產(chǎn)出萎縮.還有一些行業(yè)如基礎(chǔ)化學(xué)原料制造業(yè),肥料制造業(yè)和涂料制造業(yè)等 SO2排放量減少主要是中間投入成本增加導(dǎo)致產(chǎn)出萎縮.

圖2(b)和2(c)列出了行業(yè)SO2能源替代效應(yīng)中以排放基數(shù)為主導(dǎo)因素的26個(gè)行業(yè).本小節(jié)只挑出了減排量較大的前8個(gè)行業(yè),剩余的18個(gè)行業(yè)歸到其他行業(yè).電力行業(yè)的SO2減排量最大,為15.73萬(wàn)t,這主要是因?yàn)檎魇窄h(huán)境稅使排放基數(shù)最大的煤炭(占比 76%)使用需求下降,最終導(dǎo)致煤炭的 SO2減排量在所有的能源產(chǎn)品中所占比重最大(占比 68%).與電力行業(yè)情況類似的還有合金制造業(yè),造紙業(yè),醫(yī)藥制造業(yè)和水泥制造業(yè)等.而其他食品加工業(yè)則是油氣的排放基數(shù)最大(占比46%)導(dǎo)致油氣的SO2減排量最多(占比61%).另外,農(nóng)業(yè)和漁業(yè)的SO2減排量主要是因?yàn)槌善酚偷呐欧呕鶖?shù)最大(占比 95%和 99%)使得成品油的使用需求下降導(dǎo)致的減排量在所有能源產(chǎn)品中占絕對(duì)主導(dǎo)地位.

圖2 行業(yè)SO2減排效應(yīng)Fig.2 SO2emissions reduction effectsinsectors

圖2(d)列出了排放強(qiáng)度為主導(dǎo)因素的22個(gè)行業(yè).這22個(gè)行業(yè)的SO2排放量下降主要是因?yàn)槟撤N能源產(chǎn)品的排放強(qiáng)度大導(dǎo)致其價(jià)格最高.如建筑材料制造業(yè)的SO2減排量為1.97萬(wàn)t,油氣的排放強(qiáng)度最大,因油氣減少的排放量占57%.另外,批發(fā)零售業(yè)的 SO2排放量下降則得益于煤炭的排放強(qiáng)度最大導(dǎo)致煤炭在整個(gè)行業(yè)的 SO2減排量中占主導(dǎo)地位.

2.2.2 行業(yè)NOx排放分解 剔除排放量變化在50t以內(nèi)的行業(yè)外,有15個(gè)行業(yè)的NOx排放量下降得益于產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng),27個(gè)行業(yè)則是能源替代效應(yīng)起主導(dǎo)作用.由于 SO2和 NOx具有同源性,而且分析思路和結(jié)果與SO2大致相同,因此,本小節(jié)將集中分析一些異同之處.

從產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)來(lái)看(圖3(a)),NOx和SO2排放量變化的行業(yè)來(lái)源基本相同.NOx和SO2減排行業(yè)中,煉鐵業(yè)的減排量均是最大.另外,在以產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)為主的NOx減排行業(yè)中,除了煤炭開(kāi)采洗選業(yè),黑色金屬礦采選業(yè),煉焦業(yè)和道路運(yùn)輸業(yè)以外,有11個(gè)行業(yè)和SO2重合.這四個(gè)行業(yè)的NOx減排量分別為268t、58t、280t和65t,其中因產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致的減排量所占比重分別為77%、135%、84%和79%.煤炭開(kāi)采洗選業(yè)的NOx排放量減少主要是因?yàn)檎魇窄h(huán)境稅致使高污染能源煤炭的需求下降;黑色金屬礦采選業(yè)是因?yàn)橹虚g投入成本增加導(dǎo)致產(chǎn)出減少;煉焦業(yè)和道路運(yùn)輸業(yè)則是得益于下游行業(yè)建筑業(yè)對(duì)其需求下降導(dǎo)致產(chǎn)出萎縮,NOx排放量下降.

從能源替代效應(yīng)來(lái)看(圖3(b)和3(c)),NOx排放量變化的行業(yè)均是排放基數(shù)起主導(dǎo)作用.除計(jì)算機(jī)服務(wù)業(yè)的減排量是由成品油決定以外,其他行業(yè)的減排量都是由煤炭決定的.例如,電力行業(yè)的煤炭排放基數(shù)(占比 97%)在所有能源產(chǎn)品中最大,導(dǎo)致煤炭對(duì)電力行業(yè)的NOx減排量貢獻(xiàn)最大.其他行業(yè)如水泥制造業(yè),造紙業(yè),建筑材料制造業(yè)等情況類似.同理,計(jì)算機(jī)服務(wù)業(yè)的成品油排放基數(shù)在所有能源產(chǎn)品中占 90%直接決定了成品油在其NOx減排量中占主導(dǎo)地位.另外,與NOx相比,導(dǎo)致SO2排放量變化的能源產(chǎn)品比較復(fù)雜.對(duì)SO2而言,煤炭,油氣和成品油是導(dǎo)致行業(yè)SO2減排量變化的三種主要能源產(chǎn)品,而NOx的減排量則主要是因?yàn)槊禾?

圖3 行業(yè)NOx減排效應(yīng)Fig.3 NOxemissions reduction effects in sectors

綜上,不同行業(yè)SO2和NOx排放量變化的主要影響因素存在很大差異.在征收環(huán)境稅時(shí),應(yīng)著重考慮行業(yè)減排的差異性.對(duì)以產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)為主的行業(yè),為實(shí)現(xiàn)SO2和NOx的有效減排,政府可從產(chǎn)業(yè)規(guī)模角度入手對(duì)其產(chǎn)出進(jìn)行有效限制,同時(shí)積極引導(dǎo)這些行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,必要時(shí)對(duì)產(chǎn)出打擊較大的行業(yè)進(jìn)行補(bǔ)償.對(duì)于以能源替代效應(yīng)為主的行業(yè),要分情況討論.針對(duì)因排放強(qiáng)度效應(yīng)導(dǎo)致減排的行業(yè),單純征收環(huán)境稅的政策效果可能不太理想,政府可以在征收環(huán)境稅的同時(shí),適當(dāng)?shù)卣{(diào)整能源價(jià)格,并制定配套措施使能源價(jià)格市場(chǎng)化,積極引導(dǎo)這些行業(yè)的能源使用結(jié)構(gòu)升級(jí),促進(jìn)能源消費(fèi)從高污染能源向低污染能源轉(zhuǎn)變.若行業(yè)的排放量是因?yàn)槟撤N能源產(chǎn)品的排放基數(shù)效應(yīng),在征收環(huán)境稅時(shí),既要考慮能源價(jià)格替代效應(yīng),也要考慮排放基數(shù),對(duì)這類行業(yè)要給予特殊考慮,制定過(guò)渡性保護(hù)政策以避免對(duì)其造成太大沖擊.另外,針對(duì)同一個(gè)行業(yè)SO2和NOx減排的原因也會(huì)有所不同,在制定環(huán)境稅時(shí)還要考慮SO2和NOx減排的差異性.

3 結(jié)論

3.1 對(duì)SO2和NOx同時(shí)征收環(huán)境稅可以有效地減少SO2(29.44萬(wàn)t)和NOx(12.99萬(wàn)t)的排放量,這主要是因?yàn)樾袠I(yè)中間使用煤炭減少的 SO2和NOx燃燒排放量占主導(dǎo)作用.從能源品種來(lái)看,SO2排放量下降主要得益于煤炭和油氣的排放量下降,占燃燒減排總量的58%和37%.而NOx排放量下降主要是因?yàn)槊禾?約占燃燒減排總量的 100%.因此,征收環(huán)境稅可以促使行業(yè)能源使用結(jié)構(gòu)優(yōu)化,減少對(duì)高污染能源的使用需求.

3.2 從行業(yè)排放分解來(lái)看,SO2和 NOx的排放量下降主要得益于能源替代效應(yīng)(約93%),其次是產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)(約7%).不同行業(yè)的SO2和NOx的排放量變化原因存在很大差異.從產(chǎn)出規(guī)模效應(yīng)來(lái)看,SO2和 NOx的排放量變化的行業(yè)重疊性較高.從能源替代效應(yīng)來(lái)看,對(duì) SO2而言,行業(yè)減排的原因既有排放基數(shù)效應(yīng),又有排放強(qiáng)度效應(yīng),而對(duì)NOx而言,行業(yè)減排完全是排放基數(shù)起主導(dǎo)作用.

3.3 征收環(huán)境稅可以減少高耗能高污染行業(yè)SO2和 NOx的排放量,且這些行業(yè)的減排貢獻(xiàn)較大.其中,電力行業(yè)的減排量最大,SO2和NOx的排放量分別減少15.73萬(wàn)t和9.15萬(wàn)t,這主要是因?yàn)槊禾康呐欧呕鶖?shù)最大導(dǎo)致能源替代效應(yīng)所占比重最大.作為高耗能高污染行業(yè),電力行業(yè)、造紙業(yè)、水泥制造業(yè)的SO2和NOx的排放量下降是因?yàn)槟茉刺娲?yīng)所占比重最大,而煉鐵業(yè)、煉鋼業(yè)和基礎(chǔ)化學(xué)原料制造業(yè)等則是因?yàn)楫a(chǎn)出規(guī)模效應(yīng).

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Environmental tax and SO2and NOxemissions-a sector level decomposition analysis.

LIU Yu1*, HU Xiao-hong2.
(1.Institutes of Science and Development, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China；2.School of Management and Economics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China). China Environmental Science, 2017,37(1)：392～400

Based on environmental CGE model, the SO2and NOxemissions reduction of sectors were decomposed into output scale effect, process emission effect, intermediate input substitution effect, energy substitution effect (emissions intensity effect and emissions base effect), and import substitution effect. It was showed by analytical results that SO2and NOxemissions were decreased by 290 000 tons and 130 000 tons, respectively, in which, the reduction of coal use as intermediate inputs accounted for 57% and 99%, respectively. Besides, it was showed by our decomposition analysis that energy substitution effects made the strongest contribution, SO2and NOxemissions were reduced by 270 000 tons and 120 000 tons, respectively. This was followed by output scale effects, contributing 20 000 tons and 8579 tons of emissions cut, respectively. On the sector level, the largest emissions reduction was contributed by the electric power sector, to which energy substitution effects made the greatest contribution. The main factors for SO2and NOxemissions reduction varied significantly across sectors. Therefore, when levying environmental tax, sectors’ idiosyncrasies in reducing SO2and NOxemissions should be considered by the government.

environmental CGE model；environmental tax；energy substitution effect；output scale effect

X511,F205

A

1000-6923(2017)01-0392-09

劉 宇(1977-),男,黑龍江齊齊哈爾人,副研究員,博士,主要從事CGE模型與投入產(chǎn)出研究.發(fā)表論文48篇.

2016-05-10

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2016YFA0602500);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(71473242);中國(guó)科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院重大咨詢項(xiàng)目(Y02015003)

*責(zé)任作者, 副研究員, liuyu@casipm.ac.cn