（环境工程专业论文）湖北省二氧化硫初始排污权分配公平性研究.pdf

武汉科技大学硕士学位论文 第1 页 摘要 初始排污权的分配直接影响着排污总量目标的实现和排污权交易市场的运作。公平、 合理、科学地分配初始排污权，一直是学术界争议的焦点问题。论文以湖北省s 0 2 初始 排污权分配为例，对初始排污权分配的公平性进行了研究。 通过对国内外初始排污权分配方法的研究，基于公平和效率的分配原则，论文筛选出 基尼系数法、信息熵综合分配法作为初始排污权分配的方法。 从公平性原则出发，论文构建人口、g d p 、技术改造费用、占地面积四个评价指标， 用于对湖北省s 0 2 初始排污权的分配和公平性评价。 论文用基尼系数法对湖北省2 0 0 9 年和2 0 1 0 年s 0 2 分配结果进行了评价，结果表明：2 0 0 9 年，人口、g d p 、技术改造费用三个指标的基尼系数处于相对公平状态，占地面积的基尼 系数处于相对不公平状态；2 0 1 0 年，人口、g d p 、技术改造费用三个指标的基尼系数处于 相对公平状态，占地面积的基尼系数处于较大的不公平状态；2 0 1 0 年的基尼系数较2 0 0 9 年 的基尼系数都有不同程度上的增加，说明s 0 2 分配量的不公平性增加。 论文用信息熵综合分配法对2 0 1 0 年湖北省s 0 2 排污权进行了分配，结果表明：人口评 价指标的基尼系数处于公平状态，g d p 、技术改造费用、占地面积三个指标的基尼系数处 于比较公平状态。说明信息熵综合分配法是一种公平的排污量分配方法，同时，也说明本 论文所选取的四个评价指标可行；在某些地区，理论分配值与实际分配量存在较大的差距， 这为以后湖北省提高s 0 2 初始排污权分配方案的公平性提供了参考价值。 论文针对2 0 1 0 年占地面积的基尼系数较大的问题，论文提出了调整分配量的一种方 法。调整后的分配结果的四个评价指标的基尼系数有一定的改善，说明该调整方法是可行 的。 关键词：初始排污权分配；s 0 2 ；公平性；基尼系数法；信息熵综合分配法 第页 武汉科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t 1 1 l ed i s 仃i b 嘶o no ft 1 1 ei 1 1 i t i a le m i s s i o np e m l i t sd i r e c t l yi n n u e n c e st l l er e a l i z a t i o no f s e 、a g ev o l u m et a 玛e ta n d 血em a r k e to p e r a t i o no fe m i s s i o nt r a d i n g af - a 址r a t i o n a la n d s c i e m i f i ca 1 1 0 c a t i o no fi m t i a le i i l i s s i o n sp e n l l i t si sa l w a y st l l ea c a d e r n j cd i s p u t ei s s u e s t h i s p a p e r 绌e st h ei n i t i a ld i s 劬u t i o no fs 0 2e 血s s i o np e n l l i t si i lh u b e ip r o v k ea sa ne x 锄p l e a n di r e s t i g a t e st h ef a i n l e s so fi m t i a le m i s s i o np e m i t sd i s t r i b u t i o n t h r o u g ht 1 1 es t u d yo fd o m e s t i ca n di n t e m a t i o n a li n i t i a le m i s s i o n sa l l o c a t i o nm e t l l o d ，t h e p a p e rc h o o s e sg i i l ic o e m c i e n tm e 廿l o da 1 1 dt 1 1 ei 0 m l a t i o ne n 打o p yc o m p r e h e n s i v ed i s t r i b u t i o n m e m o da sm ei l l i t i a le m i s s i o n sa l l o c a t i o nm e t t l o d sb a s e do nt 1 1 ed i s t r i b u t i o np 血c i p l eo ff a i ra n d e m c i e n c y f r o mm ea 1 1 9 l eo ff a m s sp r i r 嵋i p l e ，“sp a p e rm a k e su pf i o u re v a l u a t i o nm d e x e s ：m e p o p u l a t i o n ，g d p ，t e c l 戚c a l 讹l 工1 s f 0 肌a t i o nc o s ta n d n o o ra r e a 1 1 1 i sf o t l re v a l u a t i o ni 1 1 d e x e sa r e u s e df o rt h e 醯t i a le m i s s i o np e 砌抵a i l d 鼠re v a l u a t i o no fs 0 2i nh u b e ip r 0 v i n c e i nt 1 1 i s 阳p e rt i l eg i r l ic o e 伍c i e n tm e t l l o de v a l u a t e sm er e s u l t so fs 0 2d i s 仃i b u t i o ni i l2 0 0 9 a n d2 010o fh u b e ip r o v h l c e t h er e s u l t ss h o wt h a ti 1 12 0 0 9m ec r i t 耐ag i l l ic o e 伍c i e n to f p o p u l a t i o n ，g d pa n dt e c b n j c a jt r a n s f o m l a t i o nc o s ti si i lar e l a t i v e l yf 越rs t a t ew l l i l en o o ra r e a s g i l ：l ic o e m c i e n ti si nar e l a t i v e l y1 l n f a i rs t a t e i i l2 0 1 0 ，m ec r i t e r i ag i mc o e f f i c i e n to f p o p u l a t i o n ， g d pa i l dt e c b l l i c a lt r a n s f 0 册a t i o nc o s ti s 血ar e l a t i v e l v 翻rs t a _ t ew h i l ef l o o ra r e a sg “ c o e m c i e n ti si i la1 a r g e ru i l f i 血s t a t e t h eg i i l ic o e m c i e n to f2 0loh 嬲ad i 自f e r e n td e 星薛eo f i 1 1 c r e a s ec o m p a r e dw i m2 0 0 9 s ot h ei n e q u a l i 够d i s 仃i b u t i o no fs 0 2i si l l c r e a s e i nt h i sp 印e rs 0 2e i n i s s i o n sa r ed i s t r i b u t e db yt l l ei 晌m a t i o ne n 仃o p yc o m p r e h e l l s i v e d i s t r i b u t i o nm e t h o di n2 01oo fh u b e id r o v i i l c e t h er e s u l ts 1 1 0 w st h a tt 1 1 eg i n jc o e 街c i e n to f p o p u l a t i o ni si i la 筋rc o n d i t i o nw m l ec r i t e 曲g i n ic o e m c i e n to fg d p ，t e c h l l i c a lt r a n s f 0 锄a t i o n c o s ta 1 1 dn o o ra r e at ：1 1 f e ei si i lar e l a t i v e l yf 蔚rs t a t e t l l i sp r o v e st l l a tt l l em f o 肌a t i o ne m r o p y c o m d r e h e n s i v ed i s t r i b u t i o nm e t l l o di sa 蹦ra 1 1 0 c a t i o nm e t l l o d sa n dt h es e l e c t i o no ft 1 1 i sf - 0 u r e v a l u a t i o ni i l d e xi sa l s of e a l s i b l e i i ls o m ea r e a s ，t l l e r ei sas u b s t a i l t i a lg 印b e 铆e e n 也e o r ) ，v a l u e a n dm ea c t u a ls h a r ed i s 仃i b u t i o n t 1 1 i sp r o v i d e sr e f e r e l l c ev a l u ef o ri i n p r 0 v i l l gt h ef e s so f s 0 2i n i t i a le m i s s i o np e m l i t si i lh u b e ip r o v i n c e 1 1 1 i sp 印e rp u _ t sf o r w a 耐am e t l l o do fa d j u s t i i l gd i s t r i b u t i o na c c o r d i n g 也ep r o b l e mo fm e b i gf l o o ra r e a s g 诚c o e 伍c i e n t sm2 0 1o a f b e r 恤a d j u s 衄e n tm ed i 虹b u t i o no ff o u r e v a l u a t i o ni n d e x sg i n ic o e 伍c i e n th a v eac e n l i ni m p r o v e m e n t t l l i ss h o w sm a tm i sa d j u s t m e n t m e 吐l o di sf _ e a s i b l e k e vw o r d s ：n e “t i a le l i s s i o i l sa l l o c a t i o n ；s 0 2 ；f a i m e s s ；g i n ic o e 伍c i e n tm e t l l o d ；t h e i 1 1 f 0 h n a t i o ne n 缸o p yc o m 甲i r e h e n s i v ed i s t r i b u t i o nm e m o d 武汉科技大学硕士学位论文 第1 页 第一章绪论 二氧化硫是空气中最常见的污染物之一，它的来源很广，几乎所有工业企业都可能产 生。主要是因使用硫燃料而产生，大量排放二氧化硫也是酸雨形成的主要原因。作为当前 主要污染物之一，特别针对于我国是“煤烟型 污染国家，近年来大气环境质量问题特别 突出，对二氧化硫的减排工作也是刻不容缓。 1 1 排污权初始分配的形成与发展 环保部门通过在一个区域内污染物的排放多少和环境的自净能力的比值来确定污染 物的排放总量，同时对污染排放点排放污染物的总量、排放污染物区域的范围和污染物总 量排放所需要的时间来进行监测研究，确定污染物排放的情况从而达到总量控制的目的。 一些相关部门在了解区域内的环境容量和污染排放点的排放单位量之后，计算每个污染排 放点的重要程度，确定权重后按比例分配排污量到各个污染排放点【l 捌。这种分配的方式 就叫做排污权初始分配。 一九六八年，美国经济学家戴尔斯提出了著名的排污权交易理论，几年之后就被美国 环保局用于实际的环境管理中，并且在控制水体污染和大气污染方面取得了良好的成绩， 随后排污权交易在德国、英国等多个欧洲国家兴起，经过将近半个世纪的发展，排污权交 易已经成为当前世界各国环境管理政策很重要的组成部分【3 i 。早期学者研究排污权交易的 重点更多是在交易理论和实践问题，并没有涉及到排污权的分配。随着经济的发展和当前 排污权交易的实践逐渐增多，排污权的初始分配问题也日趋引起广大研究学者的关注【4 j 。 b a r d e 等政治学家发现，排污权的初始分配问题至关重要，甚至关系到环境相关法律的制 定，影响到环境政策的实施。 1 2 总量控制的提出和发展 一直以来，人们都以污染物浓度为控制污染物排放的标准，而这种控制方法无法控制 污染源数量的增加和污染物排放总量的上升。环境继续恶化的形势没有得到有效的减缓和 改变。总量控制的提出和实施，将控制区域视为一个整体，根据目前要实现的环境质量标 准，确定地区的污染物排放总量，然后通过一定的分配方法分配到每个排污单位，并以此 为排污单位的排放目标量。 与污染浓度控制相比，总量控制更能明确的表达控制的目的即为对污染物量的控制， 具有很强的针对性。在区域内以总量为控制目标，为区域内的每个排污单位提供了协调的 空间。 1 2 1 国外发展状况 在上世纪六十年代日本首次提出了对污染物总量进行控制的方法并对东京等城市实 行了大气污染总量控制【5 】。几年之后开始实行区域排放总量的控制和大型点源排放总量的 第2 页 武汉科技大学硕士学位论文 控制，并按照大气容量采用合理的削减方式。在七十年代后期，美国也开始实行总量控制 并提出了“泡泡政策”，该政策的具体方法是将污染点源按区域划分成一个个的泡泡，在 泡泡内部可以根据污染物排放量的高低进行选择，选择一些较为容易治理减排的点源多削 减其排放量以达到总量控制的目的【6 】。1 9 8 6 年，德国提出了环境质量目标总量控制，这 种控制方法是将区域分成多个评价单元，在环境质量现状的基础上确定初始浓度分布，对 新建源通过高斯扩散模型计算然后与初始浓度叠加，看是否超过环境质量标准。如果没有 超过则可发给排污许可证【_ 7 1 。 1 2 2 国内发展状况 随着我国经济发展的不断加快，城市化、工业化的进程也在飞速的发展，这使得环境 问题日益突出。我国是燃煤大国，二氧化硫的排放量随着工业的腾飞也在不断的增加，如 今过量排放的二氧化硫已经对我国经济发展产生了制约作用。对二氧化硫的排放控制显得 尤为重要。一直以来，我国都是通过控制污染源排放污染物浓度和区域环境内污染物的浓 度来保证污染物的浓度不超标，但是，虽然污染源的出口浓度可以达到排放标准，在经济 飞速发展的今天，工业的密集程度和数量过大。虽然污染源的排放浓度达标，但是排放总 量却在不断的增加，由此导致环境质量恶化的问题并没有因为浓度控制而扭转。 我国在九十年代之前也采用的是以浓度为主要控制目标的控制方法。在1 9 8 9 年国家 环保总局提出实施以浓度控制与总量控制相结合的方法进行污染物排放控制。并同时引入 一些日本的方法在一些省作为试点运作【8 1 。在1 9 9 6 年3 月第八届全国人大四次会议中批 准提出实施污染物排放总量控制，标志着我国的污染物控制阶段全面转型为总量控制阶 段。 1 3 初始排污权分配的三种方法 根据美国国会在清洁空气法修正案中所提出，初始排污权的分配方式分为免费分 配、公开拍卖和标价出售【9 】。 1 3 1 免费分配 免费分配顾名思义就是将某个区域的排污量指标无偿的分配给区域所在的企业，这种 分配模式不需要企业付出任何的经济代价，因此也是最容易被排污企业认可的方式【1 0 】。 对于企业而言，免费获得的排污权还可以让其获得经济效益，即如果某企业的经过技术改 造，污染物的排放量减少，那么多余的排污权就可以拿到市场上交易，这样增强企业的节 能减排的动力，又可以让一些致力于改进工艺，减少污染的企业获得经济利益。所以说， 这种分配模式在实践中实施的起来非常的容易。研究学者们在基于免费分配的思想之下， 研究的重点就是如何能够实现排污权的经济效益最优和公平性最优【1 1 1 。目前，总体来说 可以分为数学规划和博弈论两种分配方法，这两种排污权的初始分配模式也是基于实践的 基础之上得来的，因此具有较强的操作性。在实际情况中，对于还处在排污权初始分配的 初级阶段，主要都是采用免费分配的方式。例如在美国有超过九成的排污权分配方式都采 武汉科技大学硕士学位论文 第3 页 用的是免费分配。美国的分配经验表明，免费分配是最适合于排污权交易初始分配的分配 方式。 1 3 2 公开拍卖 公开拍卖是排污权交易中最为常用的方式，这一方式具有公开透明、效率高等优势， 而且有助于建立一个明确的排污交易价格，方便企业的预算，而且可以与排污权交易这一 政策目的达到高度的契合。这一方式在美国酸雨计划等一系列国外的实践等中被证实切实 有效，受到了许多在该领域研究的专家学者的支持。 公开拍卖这一方式的合理性表现在其能有效的促进企业的优胜劣汰和产业结构整理， 比如一个企业经济实力雄厚，它就可以用较高的价钱来获得初始排污权来降低其高昂的污 染物处理成本，这样就能获得市场优势；而一个企业没有好的经济效益，其就很难通过交 易获得排污权，在社会经济发展过程中就会被逐渐淘汰。而且在交易过程中，对于污染处 理成本低的企业来说，其就能通过交易的方式来获得资金，促进其发展，使得区域内总体 的经济和环境向着一个好的方向发展，促进整个区域的经济繁荣和环境优化。 1 3 3 标价出售 通过污染排放企业的社会成本和私人成本的差值来确定污染排放的标价，是通过污染 排放企业在污染治理上的边际成本定价是理论上传统的两个比较理想的方法。但是上述这 两种传统的方法很难在企业之间实施下去，原因是对于如何标定环境资源的价值还是一个 很难以把握的事情，对于环境管理机构而言，很难确定一个让绝大部分企业和管理机构都 满意的合适的实施价位。如果把价格定的过低，一些排污控制系统做的较好的企业缺乏了 激励他们继续做好排污的动力，让这些企业的兴趣从污染控制为主转变为以提高生产值为 主；而如果把价格定的太高，与此同时会无形之中提高企业的生产成本，影响了企业的发 展前景，也就同时抑制了企业生产创新的动力【1 2 1 。综上所述，对于排污权交易之中的价 格制定是十分重要也是需要首先解决的问题。 国家污染总量分配的关键问题是如何将污染物总量合理、公平分配到各个区域。由于 目前国内外尚处在总量分配的初级阶段，所以主要采用的分配方式还是免费分配方法。以 排污单位往年的排污量为基准，根据国家政策制定的污染物排放削减量同时考虑到各个排 污单位的工程技术情况进而给每个排污单位确定分配的免费许可量。这些免费的许可量可 以由排污单位自由分配，从而被大多数排污单位所接受。 1 4 排污权免费分配的基本原则 对于免费分配、公开拍卖和政府标价的这三种方式，我国目前主要采用的是免费分配 方式，同时其他的比较合适的排污权分配方式也并存。这种多种分配方式并存并以免费分 配为主的方法参考了很多国内外目前的研究成果，结合了各种分配方式的优缺点和我国尚 处在排污权初始分配的初级阶段的国情，免费分配是目前比较适合我国的一套方法。 免费分配，最让人关心的就是其效率和公平的协调问题。围绕这样一个问题，具体有 第4 页 武汉科技大学硕士学位论文 三个原则。 ( 1 ) 效率原则 效率是公平的基础，若没有效率，也就谈不上公平与否了。在分配时效率低下也会影 响到公平的意义，即使有公平也是很局限的公平性。 排污权初始分配总量是根据环境容量来制定的。当地的环保部门会根据环境容量制定 当地的排污总量，然而排污总量和环境容量的差值是需要区域内所有的企业一起来通过减 排完成的。对于减排成本高的企业给予相对多的排污分配量，对于减排成本低的企业给予 适当少的排污分配量，这样能够满足各个企业的需求。使总量控制在一个合理的范围内。 同时，基于效率最大化的原则，针对企业之间有效益的高低差距，可以适当多分配一些排 污量给那些对社会贡献大的或者是效益更好的企业，以达到生产效率的最大化。 效率原则是对区域内各排污单位进行总量分配使得污染治理费用最低，或者污染物削 减率最大。然而在一般情况下不能仅仅只依靠效率的原则来进行分配，公平性和提高效率 的原则需要达到一定的平衡。只是为了追求效率，往往会忽略公平，而过分的强调公平又 有可能导致效率的降低。效率促进社会的发展同时公平能保持社会的稳定，两者若能达到 一种相对平衡的状态，在公平的基础上尽量提高效率，才是一种合适的分配方法。 ( 2 ) 公平原则 公平和效率是总量分配需要平衡的两个最主要问题。在分配排污总量的时候，不光要 考虑到效率最大化的问题，还要考虑企业之间的分配公平原则。达到效率的基础是具有一 个公平的环境，一项好的环境政策往往要能够达到效率和公平的平衡。是否能达到这个平 衡是决定企业是否能接受这项分配的最关键因素。因此，如何去做到公平和效率的天平不 向任何一方倾斜，是总量分配最难的问题。 公平是效率的本体，没有公平也就没有效率存在的理由和保证。在分配时若做不到公 平的原则，则要想达到污染治理费用最低或者是污染物削减率最大也是难以实现的。分配 的公平性做的越好，分配方式越合理，分配的效率也会因此提高。 作为一个独立的个体，人人都应该平等的享有使用环境资源的权利，特别是在环境容 量成为社会稀缺资源的情况下，公平性显得尤为重要。公平的具体体现在于总的基础指标 对排污单位影响相同或者相接近的排污单位应该承担相同或者相近的环境治理的责任，这 种公平性应该从污染物总量分配上体现出来，所以每个排污单位所获得的排污权分配量应 该受到他们各自基础指标的影响。 ( 3 ) 可持续发展原则 可持续发展原则本质上也是一项公平原则，指的是不能为了让目前的效益最大化而损 害了之后的利益或者是潜在的利益。所以，在分配现在的排污量的时候还应该考虑到之后 的分配量。比如一个技术相对落后，减排手段相对较差的企业，如果对其分配的量较少， 企业没有足够的经济实力改进技术导致企业无法继续正常经营，那么这在某一方面也会影 响到地区经济发展的可持续性，而且在该项减排政策引入的时候肯定会受到企业的极力排 斥。因此要确定分配标准时，还要考虑到企业的生产可持续性。 武汉科技大学硕士学位论文 1 5 我国排污权初始分配模式 第5 页 ( 1 ) 成本效率分配模式 为了使区域的排污总量从原始的排污量减少到环境容量所允许的范围，各个排污单位 都要进行减排措施。若以成本效率为考虑基准，则可以让减排成本低，效率高的企业多减 排，同时减排成本高，效率低的企业相对减少减排。从而以最小的总成本达到环境容量所 允许的排污总量。虽然这样做的效率是最高的，但是却使得区域内的减排效率好的企业承 担了更多的减排责任，同时减排效率低下的企业得到了相应的宽限。这样的分配方式打击 了企业的减排积极性，使得企业都不愿意花更多的资金技术到减排的技术上，造成了很明 显的不公平性。 ( 2 ) 历史量分配模式 这种方式主要是通过以各企业往年的分配量作为参考依据，以目标减排总量为基础对 区域内各企业的排污权进行等比例削减然后再进行初始分配。 ( 3 ) 现实经济活动量分配模式 一般是以产量为标准来分配排污量，相当于是对企业的补贴。 ( 4 ) 非经济因子分配模式 可以将社会因素、科技因素、环境因素作为分配的标准。比如说人口，技术改造费用 或者土地面积等指标。 中国目前采取的总量控制是目标总量控制，目标总量控制是根据国家制定的大气环境 总体目标，将污染物排放指标分解下达，以完成总量控制计划。环保总局将污染物的排放 总量分解落实到各省，然后各省级环保局再将总量控制目标分解到各个州市，再由各个州 市的环保部门将总量控制计划目标分解到各区以及各个工业污染源。这种逐级下达的方法 虽然在技术尚简单可行，且能改善各地区污染区的大气环境质量，但是在分配时无法说明 分配结果的公平合理性。而公平性是分配中应该遵循的首要原则，但是对于公平概念一直 以来都是一个模糊的概念，很难将公平量，目前分配所采用的等比例削减法并不能很好的 体现公平性，只能在对区域进行分配量分析时采用定性分析上，缺乏一种量化公平性的办 法。 目前湖北省的s 0 2 总量分配方式融合了上述的方法，湖北省在通过历史数据的考证 同时深入贯彻落实科学发展观，根据环境容量按历史量同比减少s 0 2 分配总量，同时兼 顾湖北省各个地市州的s 0 2 工程改造情况，得出湖北省各个地市州的目标分配量。但是 这样的分配参入了大量的人为因素，且主要还是以成本效率分配和历史量分配为主，在公 平原则上还有待加强。 1 6 建立合理的排污权初始分配体系的意义 排污权的初始分配是整个排污权交易的基础，是能够让交易合理进行的前提保障。为 了使交易公平有效进行，在交易之前分配排污权后各个污染源分得排污权数量应该是合理 公平的。只有完善初始分配才能使交易市场更加有效运行。 塑武汉科技大学硕士学位论文 一一 一一 初始分配相当于将环境资源从共有财产变为私有化，合理的初始分配使企业不会无所 顾忌的排放，通过区域环境容量制定排污总量并进行合理分配，达到总量控制的目的。 武汉科技大学硕士学位论文 第7 页 第二章国内外排污权初始分配方法比较 2 1 排污权初始分配的方法比较 对于排污权初始分配这个环节，国内外有许多专家进行了深度的研究。随着现代经济 理论的发展和排污权交易的不断实践，h e l l e r 【1 3 】等经济学家开始重视对初始排污权的分配 问题；b a r d e 认为初始排污权分配问题是排污权交易过程中的主要问题；t h o m 觚n 【1 5 j 等 用优化数学模型求解各排污单位允许排放量；v o o m e v e l dm 【1 6 】设计了基于人口因素的污染 物分配方案。 在国内，不少学者也对排污权初始分配模型进行了研究。王嫒、张宏伟在利用信息熵 值确定被分配者的各指标权重之后，进行分配的信息熵分配模型；吴悦颖等将经济领 域内用于评价公平性指标基尼系数引入了总量分配u 引。 2 1 1 按需分配方法 按需分配模式是最简单最原始的分配方式。各个地区根据自己申报的需求排污量， 经过审核后按需分配。 这种方法的优点就是操作简单，无需经过大量的计算即可完成的一种分配方式。但是 按需分配只是通过各地区申报的需求量来进行分配，从而不能达到总量控制的目的【2 0 】。 2 1 2 绩效总量分配方法 根据每个排污单位的产值多少确定绩效，来确定每个排污单位所需的分配量。 通过计算未来一段时间内控制总量与产值的比值得到未来一段时间内区域平均排放 绩效，然后将各排放源基准年内产值乘以该平均排放绩效，所得即为各排放源初始分配量。 尸= b ( 2 1 ) n i = p b l ( 2 2 ) 式中，a i 第i 个排放源初始分配量； p 平均排放绩效，t ，万元； b i 第i 个排放源基准年产值； q a i l n 区域目标控制总量； b 基准年全区域产值总和 2 1 3 同比例削减方法 按照在达到排放标准的前提下各个排污者所占的污染负荷比来分配总排污量。同比例 削减法对当前排放量按照比例进行分配【2 1 1 。根据基准年的排放量，在达标排放的基础上 和目标控制总量计算出目标总量与达标前提下的现状排放的比例关系，各排污者按同一比 第8 页 武汉科技大学硕士学位论文 例进行削减。第j 个排污者的初始分配量为： a j = q j ( 1 一r ) ( 2 3 ) 其中 心一等 ( 2 4 ) q 、7 式中，r - 污染物削减比例 哂一第j 个排污者基准年排污量 q a i l l l 目标控制总量 q 基准年排放总量 该方法采用与基准年相关的数据进行分配，新分配量与原始分配量衔接相对较好，容 易被部分污染者所接受，并且操作起来也相对简单易行，同时还可以在一定程度上反映污 染现状，促使各污染源削减污染物。 但是，由于该分配方法的前提是以目前排放状况为基础，所以难以体现其公平原则， 容易使治理较好的企业继续减小排污量，而治理水平相对较差的企业也无需通过改进工程 技术来达到减排标准，打击了企业对污染物治理的兴趣，容易出现鼓励落后的情况【2 2 】。 2 1 4 基尼系数法 基尼系数是由意大利经济学家基尼在上世纪二十年代根据洛伦兹曲线提出的一个考 察收入分配差异状况的分析指数2 3 1 。其绘制的曲线可以较为直观的反映不同指标在收入 分配中所处的位置，基尼系数作为一个考察分配公平性的分析指标，一直被广泛应用【2 4 】， 如图2 1 所示。其中a 除以a + b 的商表示分配的不平等程度，该数值被称为基尼系数。 如果a 为0 ，基尼系数为o ，这个时候表示分配绝对平等。如果b 为0 ，则基尼系数为l ， 表示分配绝对不平等。该系数在o 到1 之间取任何值，曲线的弧度越大，则基尼系数就越 大，表示分配越不公平。 将该方法引入污染物排放总量分配的过程，可以反映出分配对象分配到排污总量的合 理程度，也就遵循了公平的原则。该系数描述了实物分配的不平等性，从而可以通过系数 来确定改善分配方案的方向和幅度，形成更合理公平的方案。 武汉科技大学硕士学位论文 第9 页 收 入 累 计 所 占 比 例 交 人口累计比例慌 - 绝对平均曲线 洛伦兹曲线 图2 1 基尼系数曲线图 基尼系数的求解方法主要有几何法、基尼平均差法、协方差法和矩阵法，这些方法在 计算起来过程比较繁琐。后来根据洛伦兹曲线的面积分解又相继提出了三角形面积法和弓 形面积法。本文计算基尼系数采用较普遍的梯形面积法，将曲线下方的面积近似划为多个 梯形进行计算【2 5 1 ，公式为： 上 g i n i = 1 一( x i x i i ) ( y i + y i i ) ( 2 5 ) n = l 式中，x i 指标的累积百分比 y i 污染物的累积百分比 当i = 1 时，i 1 ，y i 1 ) 视为( 0 ，0 ) 。 表2 1 基尼系数的含义 第1 0 页 武汉科技大学硕士学位论文 通过计算得到指标值的基尼系数。基尼系数在经济学中使用时，系数的值表示为：基 尼系数低于0 2 时表示收入绝对平均；0 2 0 3 时表示比较平均；o 3 o 4 时表示相对合理： o 4 0 5 表示收入差距较大；0 5 以上表示收入差距悬殊【2 6 1 ，对照值如表2 1 所示。 基尼系数法对排污权初始分配方案进行评估的技术路线如下： ( 1 ) 先确定各地区的现状分配量为初始的分配方案，通过指标筛选体系选择控制指标， 并收集指标数据，比如人口、g d p 和环境容量等。 ( 2 ) 绘制各个指标与污染物分配量对应的基尼曲线，并通过计算得出相应指标的基尼 系数。 ( 3 ) 对各个指标的基尼系数进行分析，得出方案的合理性。若基尼系数在合理范围内， 则认为现有的分配比例合理；若某些指标基尼系数不合理，则将其作为主要调整指标，并 参照相关措施进行修正，修正原则是指标的基尼系数由高到低进行调整，若能在其他指标 基尼系数不超过合理范围的前提下，使调整的基尼系数达到合理范围内是调整的理想状 态。 2 1 5 信息熵加权综合分配法 熵的概念源于热力学。1 9 4 8 年，s h a n n o n 提出了“信息熵”的概念，解决了对信息的量 化度量问题。即用随机变量x 表征一个不确定性系统的状态特征。对离散型随机变量， 设x 的取值为x = x 1 ，x 2 ，x 。) ( n 2 ) ，每一取值对应的概率为p = p 1 ，p 2 p n ) ( 0 卸i 1 ，净1 ，2 ，n ) ，且有 yp ；= 1 ，则该系统的信息熵【2 7 】为： 8 = 一p ，1 1 1 a ( 2 6 ) f = 1 信息熵的基本理论在于，信息熵是信息不确定性的度量，熵值越小，表明所蕴含的信 息量越大，则该属性在决策时所起作用越大，理应赋予较大权重【2 8 。3 0 1 。因此，用信息熵把 不同指标之间的重要程度在数学方面进行直观定量 3 1 ，3 2 1 。利用信息熵来确定指标权重【3 3 1 。 权重计算方法： ( 1 ) 计算指标单位污染负荷 矽 如= ( 2 7 ) “l k 式中，x j k ：第j 个区域第k 项指标单位污染负荷； w j ：第j 个区域基准年污染物排放量； z j k ：第j 个区域第k 项指标基准年统计值。 ( 2 ) 计算第k 项指标第j 个区域在此指标中的比重 武汉科技大学硕士学位论文 第1 1 页 ( 3 ) 计算第k 项指标的信息熵 ( 4 ) 权重的确定 铲一去芸眩恤& ) ( 2 8 ) ( 2 9 ) ：! l ( 2 1 0 ) ( 1 一) 七= l 各地区综合分配比例是各影响因素下指标权重与归一化比例乘积的加和。计算方法 b j = w k b j k ， k 宣l 某一特定影响因素下归一化比例的计算为： b 业= 善， a j k j 篁l 最终各区域分配公式： ( 2 1 1 ) b j k = 1 ( 2 1 2 ) j = l q ，= 6 ，q 砌 ( 2 1 3 ) 式中，b i 第j 个区域综合分配比例： b j k - 第k 个指标第j 个区域在全区域所占比重： 码k - 第k 个指标下第j 个区域统计值； q j 一第j 个区域分配量。 2 1 6 a p 值法 a p 值法经常被用于气体污染物的总量分配，它是利用了a 值法计算排放总量，然 后再用p 值法分配的一种方法【3 4 1 。 a 值法是将控制区域视为箱体，由于是计算气态污染物且半衰期足够长，所以可以略 却所有沉积项和化学转化项，得到简化公式： q 。= a c 。s( 2 1 4 ) 式中，c 。大气污染浓度标准限值： 第1 2 页 武汉科技大学硕士学位论文 s 城市面积； q 。允许排放污染物总量； a 与当地通风量相关的常数。 p 值法通过烟囱有效高度和当地点源排放系数，求出各点源平权允许排放量的一种方 法。 q p i = p i h ；1 0 咱( 2 1 5 ) 式中，q 。i 点源某污染物基础平权允许排放量，讹； 1 1 e 点源有效高度，m p i 第i 功能区某种污染物点源排放控制系数，t m 木m 2 ) 点源排放系数的计算公式为： p ：= p p i p cs i ( 2 1 6 ) 式中，p i 第i 功能区某种污染物点源排放控制系数，t ( h 牛m 2 ) b 总量控制区某种污染物点源调整系数，近似等于l ； bi 第i 功能区某种污染物点源排放控制系数，近似等于1 ； c 。i 点源某种污染物的日浓度限值，m g m 3 ； p 地理区域性点源排放控制系数。 a _ p 值法的操作方法是在a 值法计算出排放总量的前提下通过p 值法计算各个点源 的分配量【3 5 1 。 a 值法将控制区域视作箱体计算。所以计算方法较为简单，且具有一定的合理性。但 是在实际情况中，污染物在进入箱体时通常不会在垂直方向上均匀分布，所以此种箱体模 型的假设并不是在所有情况下都是合理的。 2 1 7 层次分析法 层次分析法( 6 m p ) 是美国运筹学家萨迪教授在上世纪7 0 年代提出的口6 1 。层次分析法把 复杂的问题分解成各个因素，又将这些因素按支配关系分组形成层次结构，通过对比的方 式确定其中各个因素的重要性，依据重要性进行排序，从而得到决策结果口7 1 。 层次分析法用于解决定性和定量问题的分析决策方法，具体操作如下： 首先要了解整个系统的结构，并确定最终的目标，遵守各项原则，确定出实施的方案。 然后通过对系统进行分层，构建模型，将系统按因果顺序多层次化。再利用数学方法计算 不同层次影响因素之间的关联程度，从而确定各因素的权重。以各层的影响因素对总目标 的权重进行排序，以确定最底层影响因素与总目标的关联性大小，然后对计算结果分析后 作出决策。 2 2 分配方法的比较 从分配方法的科学性角度来讲，基尼系数法与信息熵综合分配法相当，但是优于等比 武汉科技大学硕士学位论文 第1 3 页 例法。 从分配方法的可行性和操作难易程度角度来讲，基尼系数法和信息熵综合分配法虽然 比等比例法繁琐，但是相较于层次分析法要简便许多，经过指标选取后的计算方法也不困 难，属于相对简单、可操作性较好的方法。 从分配方法的应用成熟性来讲，基尼系数法和信息熵综合分配法虽然不及等比例法， 但是基于这两种方法的本身原理和计算过程都相对简单，所以虽然技术不够成熟但也不失 为一种优秀的方法。 从分配方法的公平和效率基本原则来讲，信息熵综合分配法的指标权重确定较为科学 合理，可以视作以合理公平为基本原则的分配方法；基尼系数法不仅是一种分配方法更可 以作为一种检验分配是否合理的检测工具，通过以基尼系数不在合理区间的指标为重点参 考对象进行分配量的修改，不断的改变分配量使系数向合理区靠拢，从而使分配达到预想 的要求。 综上，筛选出基尼系数法和信息熵综合分配法这两种以公平合理原则为基准同时兼顾 方法的科学性和可操作性的方法，与湖北省目前分配方法进行比较研究。 表2 2 初始分配方法对比 第1 4 页 武汉科技大学硕士学位论文 第三章排污权初始分配公平性研究 湖北省作为工业大省，湖北省的酸雨和二氧化硫污染都十分严重。目前我省化学需 氧量和二氧化硫排放量处于不断下降的状态，全省十七个重点城市中，空气质量达标率为 8 8 2 。 3 1 基于湖北省s 0 2 分配方法研究 基于分配的公平和效率这两个基本原则，综合考虑到各个分配方法的优缺点的比较， 选取基尼系数法和信息熵综合分配法与湖北省目前的分配方式做比较研究【3 8 1 。 3 1 1 湖北省s 0 2 的分配方法 目前湖北省采用的是基于历史数据来确定分配量的方法，这种方法比较常见，美国目 前使用的二氧化硫总量分配方法就是继承历史法【3 9 1 。历史数据可以采用有代表性的一年， 或者是过去几年排放数据的平均值。该方法不是传统的同比例削减法，针对具体的情况会 有不同的调节因素出现，同时在分配中有一定的人为因素。 根据历史排放量的分配可以用以下公式： 约束条件： j l e i = e ( 1 一p ) e i ( 3 1 ) i = 1 分配公式： e i = e 。( 卜p i ) d( 3 2 ) 式中，e i 二氧化硫的排放目标量； e 二氧化硫排放量； p 二氧化硫的削减百分比； e i 每个排污单位分配的配额； e 。每个排污单位现状排放量； n - 参与交易的排污单位个数； p i 根据总的削减百分比p 确定的针对每个排污单位的百分比； d - 调节因子。 湖北省在国家分配之后获得了相应的二氧化硫排放分配量，以各个州市历史的二氧化 硫分配记录为依据，根据国家节能减排的政策同比例削减每个地方的二氧化硫分配量。同 时，湖北省需要对各个州市的脱硫工艺进展进行一个总体的把握。其中主要包括电厂脱硫 工艺的进展、其他燃煤企业脱硫工艺的进展等。例如：湖北省在“十一五 期间需要削减 二氧化硫排放量8 ，但是在给武汉市发放分配量时，会同时将武汉市各企业的脱硫工艺 技术的完成程度作为指标进一步核定其分配量，若武汉市各个企业的脱硫工艺还有很多继 续改进的空间，则会以高于8 的削减量分配给武汉市以促进脱硫工艺技术改进，从而达 武汉科技大学硕士学位论文 第1 5 页 到总量控制的目的。 通过查阅湖北省人民政府关于印发湖北省“十一五”节能减排综合性工作方案通知 得出“十一五”各州市二氧化硫排放量，到2 0 1 0 年全省各州市二氧化硫排放量如表3 1 所示。 目前湖北省正在实行的一套办法通过历史继承法按照总量控制目标进行等比削减，同 时将工程改造技术完成度作为参考进行细化分配，具有一定的精准性。但是这样的分配方 法需要政府部门对每个地区的企业技术改造进展和当地的经济、社会、环境状况都有一定 了解，且其中的人为因素太大，实行起来的难度和工作量都会比较大，程序也较为复杂。 更重要的是，基于历史数据的等比例削减法也有其相应的局限性。由于这种方法的分配前 提是承认现状排放情况，难以反映公平的原则，以往年的数据参考分配，可能出现“鞭打 快牛”，鼓励落后的情况。 表3 1 湖北省各州市“十一五”规划s 0 2 排放量 湖北省目前采用方法基于历史继承法按照基准年的分配值和各个排污单位二氧化硫 脱硫工艺的改进程度等因素进行削减分配。目前的这种方法具有一定的不公平性，针对目 前的现状采用信息熵综合分配法和基尼系数法进行演算。这两种方法是以公平为主要原 则，能够使得湖北省二氧化硫分配合理性和公平性更强。 3 1 2 指标的筛选 第1 6 页 武汉科技大学硕士学位论文 运用基尼系数和信息熵综合分配法对s 0 2 初始排污权进行分配，评价指标体系的构 建是至关重要的一个环节。评价指标体系是一种政策导向，将影响到各个方面的思想和行 为。在筛选评价指标时，应考虑的原则有： ( 1 ) 公平性原则，公平性是分配中争执最激烈的焦点，也是大家互相推脱减排责任的 主要原因。因此，所选取的指标应从每个地区的实际情况出发