趙曉麗，蔡瓊，胡雅楠

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）　工商管理學(xué)院，北京 102249；2.華北電力大學(xué)　經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206；3.昆山華潤(rùn)城市燃?xì)庥邢薰?，江蘇 昆山 215316）

中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部成本分析

趙曉麗1，蔡瓊2，胡雅楠3

（1.中國(guó)石油大學(xué)（北京）工商管理學(xué)院，北京 102249；2.華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206；3.昆山華潤(rùn)城市燃?xì)庥邢薰?，江蘇 昆山 215316）

對(duì)環(huán)境外部成本的定量化評(píng)估是構(gòu)建節(jié)能減排政策機(jī)制的重要基礎(chǔ)。采用選擇試驗(yàn)法，對(duì)火電產(chǎn)業(yè)污染物和CO2排放減少的居民支付意愿（WTP）進(jìn)行計(jì)算；采用生命周期法計(jì)算火電產(chǎn)業(yè)的CO2排放量，并結(jié)合碳交易價(jià)格計(jì)算火電產(chǎn)業(yè)排放的CO2外部成本市場(chǎng)值。研究發(fā)現(xiàn)，人們?cè)敢鉃殡娏Ξa(chǎn)業(yè)的清潔化發(fā)展支付更高電費(fèi)，基于選擇試驗(yàn)法得到的火力發(fā)電的環(huán)境外部成本是0.12～0.19元/千瓦時(shí)。研究還發(fā)現(xiàn)，影響火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部?jī)r(jià)值的因素，包括公眾的環(huán)境意識(shí)、相關(guān)社會(huì)因素以及對(duì)不同環(huán)境屬性的偏好。

環(huán)境外部成本；火電產(chǎn)業(yè)；選擇試驗(yàn)法；生命周期

中國(guó)正處于快速工業(yè)化進(jìn)程中，與此伴隨的是大量資源消耗和環(huán)境污染?；痣姀S（主要指燃煤電廠）排放的煙塵、SO2、NOx、汞及其化合物對(duì)人體健康、生態(tài)系統(tǒng)、氣候變化等方面造成的損害，產(chǎn)生了較大的環(huán)境外部性。與其他國(guó)家相比，中國(guó)發(fā)電產(chǎn)業(yè)的外部性更為明顯。中國(guó)電力裝機(jī)中，近80%為火電機(jī)組，火電機(jī)組發(fā)電量高達(dá)80%以上。中國(guó)CO2排放總量的近40%、SO2排放量的近60%來(lái)自于發(fā)電產(chǎn)業(yè)。因此，對(duì)發(fā)電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部成本進(jìn)行定量化評(píng)估是制定節(jié)能減排政策、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的重要保障。此外，重點(diǎn)關(guān)注發(fā)電產(chǎn)業(yè)的環(huán)境外部性，還基于另外兩個(gè)原因：第一，火電產(chǎn)業(yè)在能源替代方面比其他行業(yè)相對(duì)更具有靈活性，并且不同技術(shù)水平的選擇對(duì)環(huán)境影響具有顯著差異（Stern N，2007）［1］；第二，發(fā)電廠相對(duì)比較集中，數(shù)量相對(duì)有限，更易于進(jìn)行管制（Soderholm P和Sundqvist P，2003）［2］。目前，國(guó)外對(duì)環(huán)境外部性進(jìn)行定量化研究的文獻(xiàn)中，也主要集中于發(fā)電產(chǎn)業(yè)（Lee J S和Yoo S H，2009）［3］5069-5074，國(guó)外對(duì)電力行業(yè)環(huán)境外部性的主要研究方法有：選擇試驗(yàn)法（Choice Experiment，CE）（Lee J S和Yoo S H，2009）［3］5069-5074、CVM（Contigent Valuation Method）（Mozumder等，2011）［4］和ExternE project的方法（Georgakellos和Dimitrios，2010）［5］。但是對(duì)中國(guó)發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的環(huán)境外部性進(jìn)行定量化研究的文獻(xiàn)還很少，主要是基于現(xiàn)有排污收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算（陸華和周浩，2004）［6］，更多是從技術(shù)層面研究減輕其環(huán)境污染的途徑。

與已有的研究相比，本文的貢獻(xiàn)是：第一，采用選擇試驗(yàn)法（Choice Experiment，CE）對(duì)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部性進(jìn)行定量化評(píng)估。CE最初應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域是市場(chǎng)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域，由Admowicz等 （1994）［7］413-428進(jìn)一步將其應(yīng)用于解決環(huán)境問題。目前CE已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境價(jià)值評(píng)估上（Lee J S和Yoo S H，2009）［3］5069-5074，相對(duì)于其余評(píng)估方法更有優(yōu)勢(shì)（Rolfe等，2000）［8］，其優(yōu)勢(shì)主要是可以對(duì)環(huán)境商品的屬性價(jià)值進(jìn)行評(píng)估，并能計(jì)算屬性的邊際價(jià)值，從而計(jì)算可支付意愿（Willingness to Pay，WTP）。在對(duì)中國(guó)環(huán)境外部性進(jìn)行評(píng)估的相關(guān)研究中，CE的應(yīng)用研究較少。第二，進(jìn)一步運(yùn)用生命周期法分析了火電產(chǎn)業(yè)的碳足跡，結(jié)合現(xiàn)有排污標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算火電產(chǎn)業(yè)CO2環(huán)境成本，與CE計(jì)算的非市場(chǎng)評(píng)估值進(jìn)行了相互驗(yàn)證。

一、研究方法及模型

（一）選擇實(shí)驗(yàn)法

1.選擇模型

采用離散選擇模型之一的多項(xiàng) Logit模型（Multinominal Logit，MNL）來(lái)定量評(píng)估火電產(chǎn)業(yè)的環(huán)境外部性。MNL模型是一個(gè)在西方發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用比較成熟的離散選擇模型，也是最基礎(chǔ)的模型，應(yīng)用也最為廣泛（Hensher等，2005）。MNL模型假設(shè)備選方案之間不相關(guān)（Hensher等，2005）［9］。選擇模型是以隨機(jī)效用理論為基礎(chǔ)，個(gè)人隨機(jī)效用由確定部分和隨機(jī)部分組成（Admowicz等，1994）［7］413-414，效用方程可以寫為

其中，Unjt是消費(fèi)者n選擇選擇集t中的方案j的效用方程；Vnjt是屬性變量和受訪者社會(huì)經(jīng)濟(jì)變量Sn的方程；εnjt反映對(duì)個(gè)人選擇影響的不可觀測(cè)因素。如果Unit＞Unjt（i≠j），那么消費(fèi)者n將選擇方案i。如果進(jìn)一步假設(shè)隨機(jī)誤差εnjt服從獨(dú)立同分布（Independent and Identically Distributed，IDD）的類型I的極值分布，那么概率方程為（McFadden，1974）［10］

選擇模型的特征之一是可以估計(jì)各屬性之間的邊際替代率，即通過(guò)估計(jì)單個(gè)變量的邊際價(jià)值變化，即邊際支付意愿（Marginal Willingness to Pay，MWTP），也稱為隱含價(jià)格，來(lái)表示受訪者為了得到更多的環(huán)境屬性而愿意支付的金額 （Carlsson等，2007）［11］。參照Hensher等（2005）的研究，其計(jì)算公式為其中，βattribute和βpayment分別表示環(huán)境屬性和成本屬性的系數(shù)。

選擇試驗(yàn)法在福利計(jì)量（Welfare Measure）方面的典型應(yīng)用是計(jì)算補(bǔ)償剩余 （Compensating Surplus，CS），即消費(fèi)者需要為此支付的貨幣。因此補(bǔ)償剩余可以用來(lái)表征排放減少的總支付意愿（Total Willingness to Pay，TWTP）。根據(jù)Hanemann（1984）［12］和Jeff Bennet等（2011）［13］，CS的公式可以表示為

其中，βpayment為商品價(jià)格屬性系數(shù)；和分別表示環(huán)境商品屬性j狀態(tài)改變前后的兩個(gè)效用函數(shù)，j= 1，2，3，…，n。

2.選擇試驗(yàn)設(shè)計(jì)及問卷調(diào)查

本文通過(guò)文獻(xiàn)研究，如Lee等（2009）［3］5069-5074、黃德生等（2012）［14］、譚永忠等（2012）［15］，以及專家訪談和課題組討論，確定評(píng)價(jià)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部性的屬性為：溫室氣體排放減少量、空氣質(zhì)量和酸雨。此外，本文還選取受訪者每月額外支付電費(fèi)來(lái)表示成本屬性，用來(lái)誘導(dǎo)受訪者的支付意愿。屬性和屬性水平如表1所示。

表1　環(huán)境屬性及屬性水平

表2　選擇集示例

采用正交因子法（orthogonal factorization method）設(shè)計(jì)選項(xiàng)卡中所需選項(xiàng)，去除不合實(shí)際的選項(xiàng)和強(qiáng)勢(shì)的備選項(xiàng)（即顯著優(yōu)于其他方案的選項(xiàng)），只保留正交項(xiàng)，最后確定18組選擇題，將其分成3版，每一版有6組選擇題。在調(diào)查訪問中，3版選擇題將被均勻地使用（選擇集示例如表2所示）。

最終的問卷包括三部分：第一部分是介紹本次問卷調(diào)查的目的，并向受訪者詢問對(duì)火電廠環(huán)境污染的認(rèn)知。第二部分是選擇實(shí)驗(yàn)部分，包括6組選擇題。第三部分統(tǒng)計(jì)受訪者社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，如年齡、性別、受教育程度等。根據(jù)廉價(jià)磋商法（Bulte E等，2005）［16］，在問卷中加入：“我們將根據(jù)您的選擇，在某一地區(qū)開展試點(diǎn)進(jìn)行電價(jià)調(diào)整，并有可能今后按此調(diào)整后的電價(jià)向您收費(fèi)?！北疚牟捎妹鎸?duì)面、電子郵件和電話訪問的形式，隨機(jī)發(fā)放問卷，對(duì)不同年齡、不同職業(yè)、不同省份的居民進(jìn)行問卷調(diào)查。

本次問卷調(diào)查共完成問卷320份，收回有效問卷300份，無(wú)效問卷20份，問卷回收率達(dá)到93.75%。每份問卷可以形成有效分析數(shù)據(jù)18個(gè)①每份問卷中包含6組選擇集，每個(gè)選擇集中有3種不同的選擇方案（方案1、方案2和方案3），所以每份問卷都會(huì)形成18個(gè)有效分析數(shù)據(jù)。，共有5 400個(gè)數(shù)據(jù)量。樣本數(shù)據(jù)分別來(lái)自于東部，51%；中部，29%；西部，19%；樣本中還考慮了不同年齡段、不同教育層次和收入層次等的受訪者。

（二）生命周期法及數(shù)據(jù)來(lái)源

本文進(jìn)一步采用生命周期評(píng)價(jià)法對(duì)火電產(chǎn)業(yè)碳足跡進(jìn)行分析，再結(jié)合碳交易價(jià)格計(jì)算火電產(chǎn)業(yè)CO2外部成本的市場(chǎng)值。根據(jù)PAS2050標(biāo)準(zhǔn)，用生命周期法來(lái)評(píng)估火力發(fā)電產(chǎn)業(yè)碳足跡，就是核算火電廠在其各自生命周期中，包括生產(chǎn)使用和廢置各個(gè)階段所排放CO2及其他溫室氣體的總量。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算全生命周期中的碳足跡主要包括4個(gè)基本步驟：一是建立全生命周期流程圖；二是評(píng)估邊界及重要性水平；三是收集數(shù)據(jù)信息；四是計(jì)算碳足跡。式（5）列出了生命周期法核算碳足跡的具體方式

其中，Emission為生命周期內(nèi)總CO2排放；Emissioni為第i階段的CO2排放；Consumptionij為第i階段第j種材料的消費(fèi)量；EmissionFactorij為第i階段第j種材料的CO2排放因子（消耗單位質(zhì)量能源伴隨的溫室氣體的生成量）。

火電廠的整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)包括：燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)，生產(chǎn)工序主要是制粉、燃燒、加熱、做功和轉(zhuǎn)化，最終將煤炭的熱能轉(zhuǎn)化為電能。按照生命周期評(píng)價(jià)法，詳細(xì)的火電廠生命周期系統(tǒng)邊界如表3所示。

表3　各系統(tǒng)邊界的定義及假設(shè)

本文選取的分析對(duì)象火電廠為華能九臺(tái)電廠二期工程。華能九臺(tái)電廠位于吉林省九臺(tái)市，安裝國(guó)產(chǎn)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的超臨界褐煤塔式爐，是吉林省率先投產(chǎn)的單機(jī)容量最大、運(yùn)行參數(shù)最高的火電機(jī)組，二期工程裝機(jī)容量為2×660×106千瓦，機(jī)組設(shè)計(jì)年利用小時(shí)數(shù)為5 500小時(shí)。根據(jù)《2013年電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編》，全國(guó)單機(jī)6 000千瓦及以上的火電機(jī)組總共有7 223臺(tái)，其中超過(guò)600×106千瓦的機(jī)組僅有522臺(tái)，占總機(jī)組數(shù)量的7.2%。這說(shuō)明華能九臺(tái)電廠二期工程代表了國(guó)內(nèi)火電發(fā)展的一個(gè)較高水平。為了使本文的計(jì)算更具有一般性，在計(jì)算燃煤發(fā)電中產(chǎn)生的CO2排放時(shí)，同時(shí)采用該電廠的煤耗水平和是全國(guó)的平均煤耗水平。

為了估算中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)生命周期內(nèi)的碳足跡，在煤炭的開采和洗選中本文采用全國(guó)煤炭開采和洗選的總量和總能耗量來(lái)計(jì)算，煤炭的運(yùn)輸距離采取全國(guó)煤炭的平均運(yùn)距，上述相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)自《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2014）?；痣姀S建設(shè)和運(yùn)行部分的數(shù)據(jù)來(lái)自 《華能九臺(tái)電廠二期工程環(huán)境影響報(bào)告書簡(jiǎn)本》。核算過(guò)程中所涉及到的材料的碳排放因子采用IPCC2006和中國(guó)原子能科學(xué)研究院所公布的數(shù)據(jù)，如表4所示。

表4　各種材料碳排放因子

二、模型結(jié)果及分析

（一）選擇模型結(jié)果及分析

1.MNL模型回歸結(jié)果

如表5所示，加入?yún)f(xié)變量的模型（模型B）更能充分體現(xiàn)受訪者的選擇行為，故本文接下來(lái)分析模型B的結(jié)果。從模型檢驗(yàn)的結(jié)果可以看出：

1）模型B的ASC系數(shù)

模型B的ASC系數(shù)顯著為正，表明受訪者對(duì)火電產(chǎn)業(yè)污染物排放減少的持支持態(tài)度，即更愿意通過(guò)支付一定金額的電費(fèi)改變現(xiàn)有的污染排放水平。

2）屬性變量對(duì)選擇的影響

通常情況下，受訪者都傾向于支付較少的金額獲得更高質(zhì)量的生活環(huán)境。從表5可以看出，空氣質(zhì)量、酸雨和CO2排放3個(gè)屬性都顯著，說(shuō)明這些屬性對(duì)受訪者的選擇都有影響。與預(yù)期相同的是，支付變量的符號(hào)顯著為負(fù)，表明受訪者愿意支付較少的金額獲得更大的效用。

表5　MNL模型的檢驗(yàn)結(jié)果和參數(shù)估計(jì)

3）社會(huì)經(jīng)濟(jì)變量對(duì)支付意愿的影響

回歸結(jié)果顯示，性別、人均年收入、年齡、小孩年齡和對(duì)溫室效應(yīng)的意識(shí)都顯著影響受訪者的支付意愿。男性比女性更愿意為改善環(huán)境進(jìn)行支付。家庭人均年收入在5萬(wàn)元以上的受訪者支付意愿結(jié)果顯著。這說(shuō)明，高收入人群在物質(zhì)生活保證的前提下，對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也更高。受訪者年齡在39～30歲和29～20歲區(qū)間段，對(duì)結(jié)果的影響顯著。這是因?yàn)檫@個(gè)區(qū)間段的大部分群體，孩子的年齡普遍偏小，這一結(jié)果和孩子在6周歲以下的受訪者對(duì)結(jié)果的影響顯著，可以相互驗(yàn)證。這是因?yàn)槟暧椎暮⒆拥挚沽Ω?，因此其家長(zhǎng)對(duì)環(huán)境問題更為關(guān)注。受訪者對(duì)環(huán)境保護(hù)的態(tài)度顯著影響行為選擇，這表現(xiàn)在其對(duì)溫室效應(yīng)的態(tài)度上，即認(rèn)為溫室效應(yīng)正在發(fā)生的受訪者更愿意選擇“改變現(xiàn)狀”而不是“維持現(xiàn)狀”。

根據(jù)式（3）計(jì)算出居民對(duì)各個(gè)屬性的邊際支付意愿（表5中的隱含價(jià)格）。研究發(fā)現(xiàn)：居民愿意為空氣質(zhì)量從中度污染改善良好每月支付3.52元?？諝赓|(zhì)量為優(yōu)和空氣質(zhì)量輕度污染不顯著，這表明居民認(rèn)為空氣質(zhì)量良好已經(jīng)能夠達(dá)到要求，不需要為空氣質(zhì)量?jī)?yōu)支付額外的費(fèi)用。空氣質(zhì)量輕度污染，并不能滿足生活質(zhì)量的要求。居民對(duì)酸雨3個(gè)等級(jí)的支付意愿全部顯著，依次為3.89元/月，3.36元/月，3.35元/月。這表明受訪者對(duì)酸雨危害的關(guān)注度很高。CO2排放減少6%～10%顯著，支付意愿為2.83 元/月，溫室氣體排放減少1%～5%、11%～20%不顯著。

2.中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)的環(huán)境外部成本

基于式（4）可以計(jì)算得到受訪者（每個(gè)受訪者代表一個(gè)居民用戶）愿意為火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境改善所支付的總的額外電費(fèi)。在此基礎(chǔ)上除以家庭每月生活用電量，便可以得到火電產(chǎn)業(yè)單位發(fā)電量的環(huán)境外部成本。如式（6）所示

表6　邊際支付意愿、總支付意愿和火電產(chǎn)業(yè)單位發(fā)電量的環(huán)境外部成本

其中，CS為居民每月額外電費(fèi)總支付意愿；Eq為家庭每月生活用電量。

根據(jù)式（6）計(jì)算得到的居民支付意愿和火電產(chǎn)業(yè)單位發(fā)電量的環(huán)境外部成本如表6所示。若空氣質(zhì)量良好、酸雨改善為中度酸雨區(qū)、CO2排放減少6% ～10%，總支付意愿為16.05元/月，單位外部成本為0.12元/千瓦時(shí)①2011年的家庭人口數(shù)據(jù)參照第六次人口普查數(shù)據(jù)，定為4.02億戶。根據(jù)《全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)（2013）》，2012年全年居民生活總用電6 224×108千瓦時(shí)，據(jù)此計(jì)算每戶家庭每年用電為1 548度電，每月為129度電。；若酸雨改善為輕度酸雨區(qū)，總支付意愿為19.41元/月，單位外部成本為0.15元/千瓦時(shí)；若酸雨改善為非酸雨區(qū)，總支付意愿為24.35元/月，單位外部成本為0.19元/千瓦時(shí)。魏學(xué)好等（2009）運(yùn)用污染物折價(jià)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出超過(guò)社會(huì)基準(zhǔn)供電煤耗以上的發(fā)電外部成本為0.12元/千瓦時(shí)［18］，與本文酸雨改善到中度酸雨區(qū)的結(jié)果基本一致。

（二）基于價(jià)格導(dǎo)向的中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)CO2環(huán)境成本計(jì)算結(jié)果及分析

1.火電產(chǎn)業(yè)碳足跡計(jì)算結(jié)果

根據(jù)火電廠系統(tǒng)邊界，火電廠碳足跡核算分為4個(gè)階段：

1）煤炭開采與運(yùn)輸階段的CO2排放

根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2014），2012年煤炭開采和洗選業(yè)能源消耗總量為12 339.12萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，煤炭生產(chǎn)總量364 500萬(wàn)噸，標(biāo)準(zhǔn)煤的CO2排放系數(shù)參考劉韻等（2012），為2.493［19］653-658，可計(jì)算出單位煤炭生產(chǎn)量的碳排放系數(shù)為0.084 4。由于華能九臺(tái)電廠二期工程每年煤耗量為421.3萬(wàn)噸，因此該工程每年用煤量在開采和洗選過(guò)程中產(chǎn)生的CO2排放量為35.55萬(wàn)噸。

根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2014），2013年全國(guó)煤的平均運(yùn)距為647公里。鐵路運(yùn)輸CO2排放當(dāng)量為0.016 5噸/公里（趙曉麗和王順昊，2014）［20］154-160。由此可以得到煤炭運(yùn)輸階段產(chǎn)生的CO2排放為4.50萬(wàn)噸。

2）火電廠建設(shè)階段CO2排放

火電廠建設(shè)階段的CO2排放主要包括主要設(shè)備（鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)）生產(chǎn)過(guò)程中的CO2排放和廠房建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的CO2排放。火電廠主要設(shè)備的材料消耗均以耗鋼量來(lái)估算（如表7所示）；廠房建設(shè)材料消耗參考2×600兆瓦火力發(fā)電廠建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（如表8所示）②計(jì)算過(guò)程中涉及到的混凝土和混凝土砌體密度采用混凝土和混凝土砌體密度均值，分別為2 350千克/立方米、550千克/立方米，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)土木工程手冊(cè)》《建筑材料標(biāo)準(zhǔn)匯編——混凝土（上）（第4版）》。。

表7　主要設(shè)備碳排放量核算

表8　火電廠廠房碳排放量核算

根據(jù)《電力建設(shè)工程概算定額（2006年版）》，計(jì)算鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)安裝過(guò)程中的碳排放，結(jié)果如表9所示。

表9　設(shè)備安裝過(guò)程中的碳排放

根據(jù)表7、表8、表9可知，火電廠建設(shè)階段總的CO2排放量為5.99萬(wàn)噸①4 514.272×2+43 971.15+3 438.342×2=59 876.38噸。。按照《火力發(fā)電工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)導(dǎo)則》（DL/T 5435—2009），火電廠生命周期一般按20年計(jì)算，則每年火電廠的CO2排放量為0.30萬(wàn)噸。

3）火電廠運(yùn)行階段CO2排放

此部分主要包括燃煤與脫硫過(guò)程中直接產(chǎn)生的CO2，以及固廢處理時(shí)，由于運(yùn)輸而產(chǎn)生的CO2。華能九臺(tái)電廠二期電廠運(yùn)行階段發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為282.4克/千瓦時(shí)，脫硫石膏生產(chǎn)量為4.86萬(wàn)噸/年，灰渣量為41.04萬(wàn)噸/年，灰場(chǎng)距離4.5公里，根據(jù)《2013年電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)資料匯編》，2013年中國(guó)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為302克/千瓦時(shí)。

電廠運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐燃煤是最主要的CO2排放源。根據(jù)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗及標(biāo)煤碳排放系數(shù)2.493 噸CO2/噸（劉韻等，2011）［19］，可知華能九臺(tái)電廠二期鍋爐燃煤階段CO2排放量為704.02克/千瓦時(shí)，若此階段按照全國(guó)水平，則單位發(fā)電量的CO2排放量為752.89克/千瓦時(shí)。

由于煤炭中含有硫元素，尾氣排放時(shí)需要進(jìn)行煙氣脫硫，但由于煤炭中具體含量沒有給定，本文中用脫硫石膏的產(chǎn)生量來(lái)推算脫硫過(guò)程中CO2的排放量。根據(jù)化學(xué)方程式SO2+CaCO3→CaSO3+CO2，通過(guò)脫硫石膏產(chǎn)生量，可以推出CO2排放量?？梢杂?jì)算得到尾氣脫硫置換階段CO2排放量為17 820 噸/年。

廢棄物運(yùn)輸及處理產(chǎn)生的CO2。電廠運(yùn)行中產(chǎn)生的廢物主要可以分為固體廢物和廢水。由于廢水通過(guò)管道排放，不涉及運(yùn)輸問題，此環(huán)節(jié)分為固體廢物運(yùn)輸和廢氣物處理。九臺(tái)電廠二期灰場(chǎng)位于廠址東南約4.5公里處，石膏廠在灰場(chǎng)南部溝內(nèi)，灰渣與石膏處置的運(yùn)輸距離為4.5公里，公路運(yùn)輸CO2排放當(dāng)量為0.055 6千克/噸公里（趙曉麗和王順昊，2014）［20］（154-160）。可以計(jì)算得到廢棄物運(yùn)輸及處理產(chǎn)生的CO2排放為0.013萬(wàn)噸/年。

4）火電廠廢棄處置階段CO2排放

參照NaserA.Odeh等（2008）的研究，假設(shè)此階段碳排放是火電廠建設(shè)階段碳排放的10%［17］，即該階段的CO2排放為300噸/年。

綜上所述，每年華能九臺(tái)電廠二期工程CO2排放總量553.30萬(wàn)噸，該電廠的年設(shè)計(jì)發(fā)電量為2× 660兆瓦5 500小時(shí)=7.26×106兆瓦時(shí)，則生命周期內(nèi)每單位的發(fā)電量的碳足跡為762.12克/千瓦時(shí)。

上述結(jié)果是在火電廠的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗282.4克/千瓦時(shí)基礎(chǔ)上計(jì)算得到的，若以全國(guó)火電廠發(fā)電的標(biāo)準(zhǔn)煤耗（302克/千瓦時(shí)）為標(biāo)準(zhǔn)，則中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)的碳足跡為810.57克/千瓦時(shí)。本文火電產(chǎn)業(yè)碳足跡計(jì)算結(jié)果應(yīng)略低于實(shí)際值，因?yàn)楸疚幕痣姀S建設(shè)階段只考慮了主體工程建設(shè)與安裝過(guò)程中CO2的排放。劉韻等（2008）采用生命周期評(píng)價(jià)法對(duì)山西省呂梁市某燃煤電廠的碳足跡進(jìn)行了計(jì)算，計(jì)算結(jié)果為730克/千瓦時(shí)［19］653-658；陳建華等（2009）采用生命周期的方法核算的火力發(fā)電的碳足跡為690.01克/千瓦時(shí)［20］；本文研究方法與劉韻等（2008）和陳建華等（2009）的類似，但是計(jì)算結(jié)果高于劉韻等（2008）和陳建華等（2009）的結(jié)果，原因是劉韻等（2008）沒有考慮電廠建設(shè)階段的碳排放，陳建華等（2009）計(jì)算中采用的標(biāo)準(zhǔn)煤的CO2排放系數(shù)只有1.72噸CO2/噸，低于本文采用的數(shù)值（2.493噸CO2/噸）②國(guó)家發(fā)改委能源研究所單位標(biāo)準(zhǔn)煤CO2排放系數(shù)參考值為2.456 7噸CO2/噸，日本能源經(jīng)濟(jì)研究所標(biāo)準(zhǔn)煤CO2排放系數(shù)參考值為2.493噸CO2/噸，美國(guó)能源部能源信息署參考值為2.53噸CO2/噸，這些值均高于陳建華等（2009）采用的1.72噸CO2/噸，所以本文采用的標(biāo)準(zhǔn)煤CO2排放系數(shù)（2.493噸CO2/噸）更加合理。。

2.基于中國(guó)碳交易價(jià)格的火電產(chǎn)業(yè)CO2外部成本

CO2不是污染物，中國(guó)沒有CO2排污費(fèi)。但中國(guó)已有7個(gè)省市啟動(dòng)碳交易試點(diǎn)，從2015年3月4日截止到6月1日，全國(guó)碳交易成交價(jià)均值為30.97元/噸③數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)碳交易網(wǎng)（http://www.tanjiaoyi.com/）。。以往研究中陳建華等（2009）的研究中，采用減排CO2引起的GDP損失值來(lái)衡量CO2外部成本，CO2減排的邊際成本約為0.11×10-3元/噸［21］。Fankhauser（1995）從溫室效應(yīng)損失的角度，估算碳排放的經(jīng)濟(jì)價(jià)值為20美元/噸［22］。陳建華等（2009）和Fankhauser（1995）的研究都較早，因此本文采用國(guó)內(nèi)碳交易成交價(jià)均值來(lái)估算CO2的環(huán)境成本，即30.97元/噸，約0.031元/千克。結(jié)合上文火電廠碳足跡的計(jì)算，中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)CO2外部成本為0.03元/千瓦時(shí)。低于選擇試驗(yàn)法對(duì)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境評(píng)估結(jié)果中CO2的外部成本0.04元/千瓦時(shí)，可能是由于選擇試驗(yàn)中仍然存在假設(shè)偏差，使選擇試驗(yàn)的結(jié)果略高于實(shí)際值，但是考慮到直接市場(chǎng)價(jià)格評(píng)估往往低估有消費(fèi)者剩余的物品的價(jià)值（聞德美，2014）［23］0670-0681，以及本文在采用生命周期法計(jì)算火電產(chǎn)業(yè)碳足跡時(shí)火電廠建設(shè)階段只考慮了主體工程建設(shè)與安裝過(guò)程中CO2的排放，導(dǎo)致火電產(chǎn)業(yè)碳足跡計(jì)算結(jié)果偏低，從而導(dǎo)致火電產(chǎn)業(yè)CO2外部成本的市場(chǎng)值偏低，以及目前碳交易市場(chǎng)發(fā)展的不完善等因素，本文選擇試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)該更加合理。

三、結(jié)論

本文同時(shí)運(yùn)用基于價(jià)值導(dǎo)向的選擇試驗(yàn)法，以及基于價(jià)格導(dǎo)向的生命周期法與碳價(jià)格的乘積，對(duì)中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部成本進(jìn)行了定量化評(píng)估。研究結(jié)果表明：

1.影響火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部?jī)r(jià)值的因素包括：第一，公眾的環(huán)境意識(shí)。公眾對(duì)環(huán)境的改善所愿意多支付的金額與其對(duì)溫室效應(yīng)的意識(shí)成正相關(guān)，認(rèn)識(shí)到溫室效應(yīng)正在發(fā)生的人愿意支付的金額越高。第二，相關(guān)社會(huì)因素。影響居民的支付意愿的因素除認(rèn)知態(tài)度以外，還有性別、年齡、人均年收入、孩子的年齡4個(gè)因素。第三，對(duì)不同的環(huán)境屬性的偏好影響著不同排放物的環(huán)境價(jià)值。公眾對(duì)不同的環(huán)境屬性的偏好存在差異：對(duì)粉塵排放減少和酸雨（SO2、NOX）排放減少的偏好明顯大于對(duì)溫室氣體（CO2）排放減少的偏好，因此，粉塵排放和SO2、NOX排放的外部成本大于CO2排放的外部成本。

2.基于選擇試驗(yàn)法得到的火電產(chǎn)業(yè)的環(huán)境外部成本是0.12～0.19元/千瓦時(shí)，其中火電產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的CO2的外部成本是0.04元/千瓦時(shí)。

3.基于生命周期法得到的中國(guó)火電廠的碳足跡為823.44克/千瓦時(shí)，在此基礎(chǔ)上計(jì)算得到的火電產(chǎn)業(yè)CO2排放的環(huán)境外部成本為0.03元/千瓦時(shí)。

4.本文認(rèn)為基于選擇實(shí)驗(yàn)法計(jì)算的結(jié)果更合理，這是因?yàn)橐环矫婊谏芷诜ㄅc碳價(jià)格的乘積是一種直接市場(chǎng)的評(píng)估方法，由于存在消費(fèi)者剩余，市場(chǎng)價(jià)格低于真實(shí)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值 （聞德美等，2014）［23］0670-0681；另一方面本文選擇試驗(yàn)法中采用了廉價(jià)磋商法來(lái)減輕假設(shè)偏差，提高了模型結(jié)果的可信度。所以基于選擇試驗(yàn)法評(píng)估的中國(guó)火電產(chǎn)業(yè)環(huán)境外部成本更可信。

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Analysis on Environmental Externality of China’s Thermal Power Industry

ZHAO Xiaoli1，CAI Qiong2，HU Yanan3
（1.School of Business Administration，China University of Petroleum（Beijing），Beijing 102249，China；2.School of Economics and Management，North China Electric Power University，Beijing 102206，China；3.Kunshan China Resources City Gas Co.，Ltd，Kunshan Jiangsu 215316，China）

It is necessary and fundamental to construct the mechanism of energy conservation and emission reduction by making quantitatively analysis of environmental externality.This paper first applies choice experiment to elicit resident willingness to pay for thermal power industry pollutant and carbon dioxide reduction.Then，combining with carbon dioxide emission of thermal power industry that is assessed by life cycle method and carbon trading price，the actual market value of carbon dioxide externality is calculated.The results show that respondents have the willingness to pay more for cleaner power generation，and the environmental externality of China’s thermal power industry is 0.12～0.19 Yuan per kWh.Moreover，the results also indicate that the factors affecting the evaluation results of environmental externality include public environmental sense，socioeconomic variables and preference for environmental attributes.

environmental externality；thermal power industry；choice experiment method；life cycle method

F062.1

A

1009-3370（2016）01-0010-08

10.15918/j.jbitss1009-3370.2016.0102

［責(zé)任編輯：孟青］

2015-10-12

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目 “發(fā)電產(chǎn)業(yè)環(huán)境成本非市場(chǎng)評(píng)估及節(jié)能減排政策模型”（71373078）

趙曉麗（1970—），女，博士，教授，E-mail：email99zxl@vip.sina.com