(北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100044)

1 研究背景

水資源作為基礎(chǔ)性的自然資源和決定性的戰(zhàn)略資源，具有不可替代的珍貴性和獨(dú)特性。目前，我國地表水的使用和地下水的開采已趨于飽和狀態(tài)，而且面臨著嚴(yán)重的污染治理問題[1]。日益尖銳的水資源問題已成為制約我國資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會建設(shè)的嚴(yán)重障礙[2]。提高水資源利用效率，減少水污染是我國目前亟需解決的重要問題?！笆濉逼陂g，我國廢水減排取得了可喜成績[3]，同時(shí)進(jìn)一步降低廢水排放的難度也越來越大。如今我國已邁入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃(以下簡稱“十三五”規(guī)劃)的收尾階段，廢水減排目標(biāo)的完成情況直接決定了“十三五”時(shí)期水資源管理力度和環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度?；谏鲜霈F(xiàn)實(shí)問題，本文采用將污染物納入全要素生產(chǎn)率框架的思想[4-5]，利用2012～2015年國內(nèi)31個(gè)省份的要素投入及所對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，并將廢水排放作為產(chǎn)出指標(biāo)，對各省廢水減排潛力進(jìn)行評估，并依此對國家“十三五”規(guī)劃中的相關(guān)約束目標(biāo)進(jìn)行探討。

減排即為節(jié)約能源和減少環(huán)境有害物排放，廢水減排就是減少廢水排放總量和廢水中的污染物排放量。針對減排問題，許多學(xué)者從不同角度展開了卓有成效的研究，從研究內(nèi)容來看，主要集中在以下兩方面。

(1) 關(guān)于減排潛力的研究，普遍認(rèn)為，我國目前廢水處理技術(shù)相對落后，水資源污染嚴(yán)重[6-7]，水資源利用效率不高[8-9]，減排潛力很大[10]。

(2) 關(guān)于減排與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的研究[11]，研究發(fā)現(xiàn)，長時(shí)期內(nèi)采取合適的環(huán)境規(guī)制手段，通過技術(shù)創(chuàng)新可以實(shí)現(xiàn)“波特假設(shè)”[12]，實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)的雙贏。

從研究方法來看，主要基于以下4個(gè)思路：

(1) 利用超效率SBM(Slacks Based Measure,SBM)模型測算出我國各省二氧化碳的排放效率，并在此基礎(chǔ)上，分析各省的二氧化碳的減排潛力[13]；

(2) 運(yùn)用四階段SBM模型，對我國各省的能源效率與節(jié)能潛力進(jìn)行評價(jià)[14]；

(3) 利用包含非合意性產(chǎn)出的松弛變量測度模型(SBM-Undesirable)，對我國全要素能源效率進(jìn)行評估，并借助于減排模型對各省的減排潛力進(jìn)行測算，以評價(jià)我國的節(jié)能減排潛力[15]；

(4) 在共同前沿理論框架下，利用規(guī)模方向性距離函數(shù)對我國不同工業(yè)行業(yè)的廢水減排潛力進(jìn)行分析[16]。

綜上所述，目前學(xué)術(shù)界在定量分析我國節(jié)能減排潛力方面已經(jīng)較為成熟，但在廢水減排潛力方面的定量研究卻較少，SBM模型在廢水減排方面尚沒有得到應(yīng)用。因此，筆者考慮到資源能源的相似性，借鑒上述學(xué)者測算節(jié)能潛力的方法，利用包含非合意產(chǎn)出的SBM-Undesirable模型與發(fā)展較為成熟的減排模型，對我國廢水減排潛力進(jìn)行測算。圍繞國家《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》，考慮到減排約束中廢水排放總量和廢水中主要污染物排放總量減少10%的兩個(gè)目標(biāo)，對我國廢水減排目標(biāo)達(dá)成的可行性及工作開展中存在的問題進(jìn)行深入分析，并根據(jù)分析結(jié)果給出相應(yīng)對策建議。

2 研究模型與數(shù)據(jù)來源

在傳統(tǒng)的徑向數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型中[17]，對無效率程度的測量只包含了所有投入(產(chǎn)出)等比例縮減(增加)的部分，松弛改進(jìn)的部分在效率值測量中不能得到體現(xiàn)。當(dāng)投入或產(chǎn)出的松弛變量不為零時(shí)，測算效率值會被高估。非徑向、非角度、基于松弛的SBM模型，可以直接將投入產(chǎn)出松弛量引入目標(biāo)函數(shù)中[18]，能夠有效解決徑向DEA模型中投入和產(chǎn)出的松弛性問題。本文選用在SBM模型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的考慮了非合意性產(chǎn)出的SBM-Undesirable模型對我國廢水減排潛力進(jìn)行測算[19-20]，以使模型結(jié)果更具準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。

2.1 SBM-Undesirable減排模型

廢水減排既包括廢水的排放總量的減少，也包括化學(xué)需氧量(COD)和氨氮等廢水污染物數(shù)量的降低。由于所要研究的廢水排放和廢水中污染物排放是生產(chǎn)轉(zhuǎn)換過程中的非合意產(chǎn)出，所以在對不同省份的減排潛力進(jìn)行分析時(shí)，選用了產(chǎn)出導(dǎo)向的SBM-Undesirable模型來對水資源的利用效率進(jìn)行計(jì)算。其具體模型如下：

(1)

(2)

式中,APi,t(Actural Pollution)是樣本點(diǎn)上的實(shí)際污染排放量，萬t;APi,t(Target Pollution)代表前沿面上目標(biāo)點(diǎn)的污染排放量，萬t。APi,t值越高，則表示該地區(qū)t時(shí)間的污染排放量過度，也可以表示該省份的減排潛力越大。

根據(jù)基于產(chǎn)出角度的SBM-Undesirable模型，可以計(jì)算出在每個(gè)DMU中的目標(biāo)污染排放值TP；在此基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際污染排放量AP，就可以測算出各省份的減排潛力APP。

2.2 數(shù)據(jù)來源

鑒于是在“十二五”規(guī)劃完成的基礎(chǔ)上探究“十三五”規(guī)劃的廢水減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，同時(shí)考慮到數(shù)據(jù)的可獲性與代表性，因此將研究區(qū)間定為2012～2015年。SBM-Undesirable模型中的投入指標(biāo)包括資本投入、勞動力投入和水資源投入；產(chǎn)出指標(biāo)包含經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和環(huán)境產(chǎn)出2個(gè)方面。

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo)以各省份每年的地區(qū)GDP表示，環(huán)境產(chǎn)出包括各省廢水排放總量和反映廢水污染的化學(xué)需氧量和氨氮排放量3項(xiàng)指標(biāo)(主要考慮水資源利用中的污染等非合意產(chǎn)出)。各項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)均來源于中華人民共和國統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3 各省廢水減排潛力和重點(diǎn)區(qū)域分析

3.1 廢水排放量減排潛力與重點(diǎn)區(qū)域評價(jià)

根據(jù)上文給出的減排公式，可以計(jì)算出各省份可減少的廢水排放總量、減排潛力以及該省份當(dāng)年廢水可減排量占全國的比重，同時(shí)也可以計(jì)算出各省份廢水中可減少的COD排放量和氨氮污染物排放量。具體數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

表1 各省份廢水排放量減排潛力及其所占比重Tab.1 Waste water emission reduction potential and its proportion in each province

分析表1可知，觀測期間我國廢水減排潛力較高，有寧夏、新疆、江西、廣西、黑龍江、海南、云南這7個(gè)省份的年均廢水減排潛力超過了1/3；其中，廢水減排潛力最大的為寧夏(其3 a的廢水減排潛力平均為35%)。這說明上述省份同北京、天津等位于前沿面的省份相比較，其經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動偏向粗放型，不注重水資源的有效利用和環(huán)境保護(hù)，廢水減排具有較大的潛力。從廢水可減排量的規(guī)模來看，河南、山東、浙江、湖南、四川這5個(gè)省份是“廢水排放量減排大戶”，觀測期間，可減少的廢水排放量占全國的比重都超過了5%，屬于廢水排放重點(diǎn)監(jiān)控的地區(qū)；從時(shí)間層面來看，2012～2015年間，我國的廢水減排潛力分別為21%，24%，27%和27%，這表明我國在水資源利用過程中，廢水排放量并沒有隨著經(jīng)濟(jì)生活方式的提高而出現(xiàn)遞減的趨勢，即兩者的庫爾涅茨拐點(diǎn)還沒有出現(xiàn)，我國在廢水減排治理方面還需要加大力度。

3.2 廢水污染物減排潛力與重點(diǎn)區(qū)域評價(jià)

為了更好地研究我國水資源污染情況，除對廢水排放總量減排潛力進(jìn)行分析外，本文還選取了廢水污染物中較有代表性的COD排放量和氨氮排放量來進(jìn)行研究。2012～2015年間，我國各省份的COD和氨氮排放的減排潛力、可減少的COD排放量和可減少的氨氮污染物排放量如表2所示。

分析表2可知，廢水污染物減排潛力較大的有寧夏、新疆、江西、廣西等省份，觀測期間，其年均廢水污染物的減排潛力超過了1/3。從COD污染物可減排量的規(guī)模來看，黑龍江與山東這兩個(gè)省份是“COD污染物減排大戶”，其在觀測期間的年均COD污染物可減排量均超過了45萬t，在全國COD污染物可減排量中占比大于7%。從可減少的氨氮污染物排放量規(guī)模來看，湖南和河南兩省值得被重點(diǎn)關(guān)注，這兩個(gè)省份觀測期間的年均氨氮污染物可減排量均超過了4.5萬t，在全國氨氮污染物可減排量中占比大于7%。這反映出我國各省的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式和管理能力存在著較大的空間差異性，實(shí)施“一刀切”的水資源管理制度不具有現(xiàn)實(shí)可操作性。

表2 各省份可減少的COD和氨氮污染物排放量Tab.2 Emissions of COD and ammonia pollutants from different provinces

4 我國廢水減排目標(biāo)的可行性分析

通過對表1和表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總，得出了2012～2015年間我國廢水減排潛力和減排量，結(jié)果如表3所示。

分析表3可知，對于減排量和減排潛力，我國在2012～2015年間平均每年可減少的廢水排放量在178.46億t左右，廢水排放減排潛力約為25.18%，4 a平均每年可減少的COD和氨氮污染物排放量約為632萬t和65萬t，減排潛力分別為27.27%和27.05%。這說明通過提高技術(shù)水平，在現(xiàn)有的投入產(chǎn)出水平下，廢水排放量、COD排放量和氨氮污染物排放量分別可以降低25.18%,27.27%和27.05%。利用表3中的數(shù)據(jù)，對我國“十三五”規(guī)劃中減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測結(jié)果如表4所示。

表3 2012～2015年我國廢水減排量與減排潛力Tab.3 Wastewater emission reduction quantityand potentialin 2012～2015 years

表4 不同情景假設(shè)下的我國廢水減排情況Tab.4 Wastewater emission reduction under different scenarios

分析表4可知，針對減排目標(biāo)來說，廢水中主要污染物的排放量得到了有效控制。2012～2015年間的COD排放量和氨氮污染物排放量相比于2011年逐年降低，2015年COD和氨氮污染物排放量比2011年分別降低了11.1%和11.7%，廢水中主要污染物數(shù)量的控制取得了明顯效果。但在觀測期間廢水排放總量卻不降反升，2015年，廢水排放總量比2011年增加了11.5%，說明廢水排放總量減排之路壓力巨大。

考慮到各省經(jīng)濟(jì)生活發(fā)展的實(shí)際差異，分別按照:“實(shí)際廢水排放總量”“COD污染物減排量”和“氨氮污染物減排量”占“全國廢水排放總量”“COD污染物可減排總量”和“氨氮污染物可減排總量”的10%和20%兩種情況進(jìn)行了情景假設(shè)。以2015年為例，廢水排放總量為7 353 226.8萬t，COD與氨氮排放量分別為2 223.5萬t和229.9萬t。

根據(jù)表4可知，2015年全國廢水可減排量為2 002 865.5萬t，全國COD與氨氮污染物可減排量分別為638.8萬t和65.9萬t。在情景1完成當(dāng)年可減排10%的情況下，COD排放量和氨氮排放量在2011年的基礎(chǔ)上分別下降了35.1%和13.6%，廢水排放總量增加了8.5%；在情景2完成當(dāng)年可減排的20%的情況下，COD排放量和氨氮排放量在2011年的基礎(chǔ)上分別下降了16.2%和16.8%，廢水排放總量增加了5.5%。從這個(gè)角度來講，“十三五”規(guī)劃中制定的到2020年廢水中主要污染物排放量減少10%的目標(biāo)在理論上是可以實(shí)現(xiàn)的，而廢水排放總量下降的目標(biāo)很難完成。

通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，我國“十三五”規(guī)劃中，對于減少廢水中主要污染物排放量的目標(biāo)，在調(diào)整用水結(jié)構(gòu)、提高廢水處理效率的努力下，是可以實(shí)現(xiàn)的，但廢水排放量減排與經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)存在著沖突。僅僅通過行政手段來實(shí)現(xiàn)廢水減排目標(biāo)，往往會造成減排不經(jīng)濟(jì)的結(jié)果。在這種情況下，為實(shí)現(xiàn)廢水減排目標(biāo)而耗費(fèi)大量財(cái)政資源和社會交易成本，不利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

5 結(jié)論和建議

本文基于SBM-Undesirable模型，對2012～2015年間我國31個(gè)省份的廢水減排潛力進(jìn)行了測算，并在此基礎(chǔ)上對“十三五”規(guī)劃中的廢水減排目標(biāo)進(jìn)行了分析，從而得出如下結(jié)論。

(1) 我國廢水減排潛力較高，不同省份的廢水減排潛力存在著較大的差異。寧夏、新疆、江西、廣西、黑龍江、海南以及云南這7個(gè)省份的廢水減排潛力超過了1/3。

(2) 不同省份的廢水減排規(guī)模存在著較大差異，河南、山東、浙江、湖南、四川這5個(gè)省份具有較大的廢水排放量減排規(guī)模，黑龍江、山東2個(gè)省份是“化學(xué)需氧量污染物減排大戶”，湖南、河南2個(gè)省份的氨氮污染物減排值得重點(diǎn)關(guān)注。

(3) “十三五”規(guī)劃中制定的到2020年主要污染物排放量減少10%的目標(biāo)，在理論上是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但是廢水排放總量下降的目標(biāo)較難完成。

針對以上結(jié)論，特提出如下建議和相應(yīng)措施。

(1) 各省份應(yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)建設(shè)的實(shí)踐制定出具有針對性的廢水減排措施，結(jié)合自身廢水減排潛力和技術(shù)能力，在兼顧經(jīng)濟(jì)增長和民生需要的同時(shí)，制定相應(yīng)的水環(huán)境規(guī)章制度和政策。

(2) 不同區(qū)域應(yīng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)區(qū)域廢水減排策略，在水環(huán)境監(jiān)控的實(shí)踐中，考慮到河流上下游、左右岸的利益訴求，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)的水環(huán)境控制，利用技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)外溢效應(yīng)帶動整個(gè)區(qū)域的協(xié)同發(fā)展。

(3) 充分利用各主體的內(nèi)在經(jīng)濟(jì)驅(qū)動機(jī)制實(shí)現(xiàn)廢水減排的中長期目標(biāo)。遵循市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律，精心設(shè)計(jì)水資源和水生態(tài)的交易機(jī)制，發(fā)揮各主體的內(nèi)在經(jīng)濟(jì)驅(qū)動效應(yīng)，以順利實(shí)現(xiàn)全國水資源的雙控目標(biāo)和三條紅線目標(biāo)。