污染物总量控制方法

27333017202.4

37316531208.5

总费用8310

设计源3保持73%,源1不治理，为满足标准，源2必需

将源1的73%也去除,源2的污染物去除％上升为：

(0.73)(1000)+(0.73)(100)

1000|100%=80.3%

总治理费用为

CKO,80.3,73)=10,000(80.3)12+5000(73)15=$5,050,000

总成本最小化的污染处理

找到最小的费用满足DO目标的去除率，即寻求X”

在满足下式要求的条件下，

x2x3,

0.2X1+2X2+1.5X3=270

使费用最小

CT(Xl,X2,X3)min=1000X11.9+10,000X21.2+5000X31.5

存在费用分配不均，源2的陈

本最低，但费用却最高通

_过向源1、源3收税补贴源2一

污染削污染排:非放BOD/点DO的下治理费用/$1。3

源；咸(％)放百分(450kg/d)降(mg/L)

比％

14.1295.8834700.19215

2100017200.002510

346.1253.8831200.8081566

总费4099

用

区域内等百分比削减

划分不同的区域，在同一区域内的污染源各方面相同，

如源工、源2,而另一区域的不同，如源3,在相同的

区域内，削减比例相同，寻求X工,X2,x3,使总费用保持

最低，

源工和源2还存在分\

配不均，因为单位J

削减量源工较源2曝，曰一1珀…

一-X工=X2时总费用最小化的标准

污染；亏染削污染排寸非放BOD/点DO的治理费用

源I或(%)放百分(450kg/d)下降/$103

比％(mg/L)

161.338.738.70.0772490

261.338.73870.7741400

389.910.150.50.1524260

总费8150

用

I排污交易

对环境容量的使用进行收费，

建立合法的排污权(rightstopollute),并且允许这种

权利像普通商品一样进行买卖；

在排污许可的条件下，排污权可以出售。

实际是一个以数量为基础的方法达到同样的最优效率水

平：颁发确定数量的排放许可，允许持有者买卖许可

直到相互之间利益交换完全为止。

基本理论（1）—效益与污染源位置无关

/假设单位污染物减少和哪个工厂实施减排没有关系，而与总

排放量有关。

/管理机构颁发工5个单位的排污许可，减排是最优效率的，

如有2个工厂，如何进行分配？

排污许可的最高出价和最低接受价格

交易均衡

可能存在的交易

工厂1工厂2工厂1工厂2

持有的许可数量51069

原始负荷削减812812

水平3223

最高出价52331/3

最低接受价格731/3542/3

N1=5,N2=10；非交易均衡

基本理论（2）—考虑污染源位置

污染负荷3=500污染负荷

1=100

X

设定DO标准的点

6mg/L

飒

污染负荷2=1000

污染负荷、削减量和排放量均以

450kg/dBOD计

区计一个排污权交易制度时,需要首先确定BOD的许可排放

r量,这个数量是随着排放位置不同而发生变化。

(1)暂时假定污染源3不存在，最大的允许排放量乘以转换系

数(pla=(p2a=0.002必须小于或等于允许的点a处Img/L的

DO减少。

污染源1和源2处最多可以排放500单位的BOD,1单位的

BOD为450kg/do

环境管理部门可以颁发500单位BOD的排污许可，每

1个排污许可允许污染源1或源2排放450kg/d的BODo

(2)根据污染源3排放BOD对点a的影响进行调整。转换系

九=0,002=2

数的比率：巩0.0033

代表污染源3对点DO影响的相对程度。

对于污染源3,1个BOD许可只能被允许排放2/3的

BOD(300kg/d)

■4（3）考虑最初的500个BOD许可的分配。

排污者相互之间进行有利的排污许可买人和卖出，最后交易均衡,

排污者会减少BOD排放，以最小的总减排成本达到DO环境标

准。

环境管理部门最初是通过拍卖来对500个许可证进行分配的，出

价最高的出价人可以获得许可证

假设排污者为每个BOD排污许可给出的最高价格是他拥有这个

排污许可所减少的治理费用。排污者不能对排污许可进行投机，

他们只购买他们现在所需的数量。管理部门的拍卖将导致

对于三个污染源来说总治理费用最小的BOD去除率。

表11.2BOD削减费用的边际节省范

酎购买1个许可，

假定持有的多持有一个BOD排污

亍省费用为119,污染源

000BOD许可数量许可导致的费用节省

10119,000

991000

203000

4992600

原3购买1个许可,

3010,000

节省费用为6,

0004996000

源2增加的BOD减排费用节省总是比相应的源3低，

污染源3拍卖的500个排污许可总能够高出污染源2的价车

源2买不到污染许可

源工和源3之间的竞争只包括最后拍卖的100个排

污许可（源工的原始负荷为工00单位），污染源3手中有

400个污染许可

要确定每个污染源将出多少价钱，必须计算多买入1个污染

许可节省的治理费用

对于开始的96个污染许可，污染源［增加的费用节省

要多于污染源3,因此，这些排污许可被污染源工买走。

如果污染源工获得第97个污染许可，它的治理费用将减

少：

1000(4)L9-1000(3)L9=$6000

如果污染源3获得这个污染许可，它将减少原始负荷的

46.67%,相应的费用节省为:

15

5000(46.67尸+5000(46.53)=$7000

污染源3增加的费用节省更高，所以它购买了第97个

BOD污染许可，持有剩下的3个污染许可的结果类似，最后的

交易均衡使得污染源工拥有96个污染许可，污染源2没有污染

许可，污染源3有404个污染许可________________________

/定义排污权和方便交易

/排污许可的初始分配一包括新污染源的加入

政府至少可以通过两种方式来分配排污许可：免费给予排

污许可，或者通过拍卖出售排污许可

［政府在排污交易中的作用______

分配该如何决定呢?分配可能引起财富的实质性转移

1)一种方法就是按照现在允许的排污量给予现存污染源

排污许可

2)另一种类型的拍卖，Hahn・Noll"零收入拍卖”(ZRA,

ZeroRevenueAuction)

隔铝国据II零收入拍卖的特点:

・公开的价格表明最后结果；

・均衡价格对衡量。排污许可耐排污许可持有者的价值很

有意义；

・拍卖过程的结果是帕累托效率的；

・最后的财富再分配不是特别激烈，这样拍卖在政治上就

是可行的

/1）环境管理部门决定要分配的排污许可的总数量

/2）环境管理部门决定五个排污许可拍卖前分配的程序，这

个分配是临时的，主要作为分配拍卖收入的根据

常用的临时分配程序包括按照：（a）排污者现在的排放量；

（b）排污权交易计划实施前排污者合法的排放量来分配排

污许可3）拍卖的参与者要求给环境管理部门一个密封

的出价表，表明参与者愿意为第工个排污许可、第2个

排污许可等等付多少钱

0排污许可供应

190

99曲线是垂直的

8

88

77p

67

6一

。P6排污许可的出价表

55s反应集体支付意困)

、5

Sl

、44e

向

片4

世

世33*:3

22!E

!»££!J*2

:1

«1

—0

O0

O

AlphaBeta

(a)个体出价表(b)集体出价表-a表示Alpha的出价”8”代表Beta的出价

图11.1两个公司参与Hahn-Noll的ZRA投标过程

(这个表是在1993年12月3日通过与华盛顿特区美国企业学院的Robert

Hahnl993年11月3日的私人讨论得到的.)

4)环境管理机构将个人对第1个排污许可、第2个排污许

可等等的出价排序，获得一个反映对排污权付费的集体意

愿的出价表。集体结果如图工L：L(b)。

5)环境管理部门按照集体出价表，将5个排污许可卖给最

高的出价者，如图工工,工所示，A买了3个排污许可，

B买了2个排污许可。卖出的价格是垂直的排污许可供

应曲线和集体出价表的交点，在这个例子中，卖出的价

格为6。

6）环境管理部门按照拍卖前参与者的污染许可拥有量分配

所有的拍卖收入，总的收入等于产品的均衡价格乘以排污

许可的总数。表表示拍卖导致的财富的重新分配。

表11.3运用Hahn-Noll零收入拍卖

造成的财富重新分配

污染源情形持有的污染许可资产值①

A拍卖前212

拍卖后318

B拍卖前318

拍卖后212

①资产值按照污染许可持有的数量和均衡价格计算，|

均衡价格在本例中为6。【

排污许可供应

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89

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pp67排污许可的出价表

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(a)个体出价表(b)集体出价表“a”表示Alpha的出价下”代表Beta的出价

图11.1两个公司参与Hahn-Noll的ZRA投标过程

(这个表是在1993年12月3日通过与华盛顿特区美国企业学院的Robert

Hahnl993年11月3日的私人讨论得到的。)

4基于排放削减信用的交易

/20世纪70年代，美国EPA创造了一种新的建立在排

放削减信用(ERCs,EmissionReductioncredits)

基础上的排污权交易，这些信用可以买卖，也可以储

蓄起来供未来使用

补偿政于那些有兴趣将主要的新的固定污染源定位于违背新污染源排

策应用放物的国家大气环境质量标准的地区。工厂可在这些地区

选择位置，只有他们拥有ERCs,当减去污染物排放时能够使

这一地区的污染物有净的减少

__________________________________________________

使用，储存的ERCs能够留给工厂自己使用，也可以卖给其他

IF

气泡政应用于一个组织拥有的多个现存设施，制定区域内（或一个想

策象的气泡内）的现存污染源的要求集合起来，组织可以在最大允许

排放量内满足一个整体的要求，而不是在气泡内满足每一个污染源的要

求

容量节用于计划扩建的现存工厂。拟建工厂排放量的变化能够通过削

余减工厂内其他现存污染源的排放来得到抵消，如果净增长小于定义

主要新污染源的门槛排放量，工厂可以避免对主要新的污染源实行更加

严格的董求------------------------------------------------------

环保局大气质量管理计划中排放削减信用的四种运用

排放补偿交易

「1977年，清洁空气法修正案

未达标地区的主要的新污染源满足严格的技术性排放标准；新

污染者的污染排放必须通过其他污染源的排放削减来抵消。

Wichland石油公司向海湾地区空气质量管理局

(BAAQMD)提出申请在旧金山海湾ContraCosta县建造一

个每天40,000桶的终端站。在排污许可申请进行的时候，

ContraCosta县是三种污染物的未达标地区：SO25CO和

HC拟建的终端是一个重要的新空气污染源，因此受到排放

补偿需要的限制。

Wickland石油公司的两种选择

将其污染排放减少到BAAQMD认为的“重要”的新污染源

的水平之下；

获得足够的排放补偿来证明它的行为的净影响是达到二氧化

硫和碳氢化合物的NAAQS的进步。

/第一个选择太昂贵，不太可能。Wickland石油着手

通过下面的手段来获得必需的排放补偿。

.Wickland石油公司的行动

1)“内部补偿”一减少或消除拟建终端周围Wickland石油

现有设施的污染；

/2）利用储蓄的补偿，Wickland石油过去使得附近设施

排放低于BAAQMD要求的标准所获得的排放补偿；

/3）外部补偿一减少和消除其他工厂现有设施的污染排放。如

给其他工厂付费让它们减少污染排放，或买下它们的设施将

其关闭；

Wickland石油公司的行动

/4）购买其他工厂储蓄的污染补偿。

/Wickland石油公司让旧金山巴黎之城干洗店削减

181.7t/a的碳氢化合物，同意购买新的干洗和溶剂回收设

备以使巴黎之城的排放低于BAAQMD的规定。

/二氧化硫的补偿途径

Wickland石油买下并关闭了拟建终端边上的一家弗吉尼亚化

学公司的工厂，

Wickland石油让出海油轮和海面机动交通工具换用低硫燃料。

结果

so2HCCO

补偿前总估计排放量24.783.21.31

巴黎之城补偿一新设备-151.4

弗吉尼亚化学有限公司补偿一关闭工厂-7.4

来自燃料低硫煤的船只和车辆的补偿-22.2

补偿后总估计排放量-4.9-68.21.31

气泡政策

A的单位控制费用＞B的单位控制费用

运用气泡政策前运用气泡政策后

气泡政策之前，工允许的排放总量：200t/d允许的排放总量：20017d

厂必须按照排放标

准允许每个工厂排

放loot/d,总的

排放为200t/d。

单位污染控制费用:

工厂A＞＞工厂B

图11.2利用气泡政策来减少费用

（资料来源：美国环保局（1982）.）

Qso2排污许可的交易_______

/清洁空气法(CAAA)1990年修正案对48个相邻州的发电

厂每年总的SO?排放量有一个最高的限制。

/法案建议到2000年的10年间SO2年排放量减少

10,000,000t,通过两个阶段来实现。

/第一个阶段，到1995年1月1日的五年间，治理美国排

放量最高的110个发电厂。

排污许可的初始分配

/第二个阶段，到2000年，计划要覆盖48个州中的绝大多

数现在使用化石燃料的发电厂。

/分配10,000,000t削减目标

/第一阶段，有110个电厂获得了排污许可

每个电厂获得的排污许可的数目（不收费）主要是根据每个工厂

的燃料消费基线，即1985到1987年间平均年的燃料消耗量

指定的SO2排污许可数目=燃料使用排放因子

/第二阶段，分配程序是相似的，但排放因子减少

・实际揖放雄■发放许可发

图1第一阶段263个重点污染源实际播放情况和发放的许可■:

资料来源：美国环保局许可跟踪系统©

SO许可交易市场建立

拍卖

政府拍卖（EPA）

工）每个潜在的买者提交一个（和更多）有关在一个确定愿意买

的排污许可数量的密封的出价表；

2）政府储备的排污许可按照参与者的出价卖出，从最高的出

价开始，直到排污许可卖完为止

芝加哥交易董事会（CBOT）创造的交易机会组织进行私人交易

直接销售

表拍卖和直接销售的S。排污许可数量

?

拍卖直接销售

购买年份

限期许可远期许可限期许可远期

1993（到1995）50,000100,00025,0

1995（到1999）150,000100,00025,0i

2000（及以后）100,000100,00025,00025,0i

直接销售许可价格$1500/t,经消费者价格指数调整。

每年限期拍卖买卖的许可只在当年可使用。1993年到

1995年间限期拍卖的许可是一个例外，远期拍卖的许可只能允

许他们最初进入交易后的第7年

&CO2排放权

1996年在欧洲登场，6年后的2002年初，已有5500〜7000万吨二

氧化碳的排放权被卖了出去，成交次数超过65次；

/2002年，英国政府决定在国内各企业间实行自由买卖的二氧化

碳排放量交易制度；

/根据智利的《环境大法》，智利鼓励采用包括“可交易

的排放许可证”、“可交易的水权”等经济刺激手段；

哥斯达黎加环境资源法引入了生物多样性勘探权和可交易的再

造林赋税优惠政策。

L国际领域排污权交易的发展概况

标7年《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》第2条第8

款规定：任何缔约国，可以协议联合履行本条约内规定的关于

（受控物质）消费的义务，只要联合消费受控物质的总量不超

过本议定书规定的数量；

/1991年1月经济合作与发展组织理事会在《关于在环

境政策中使用经济手段的建议》，提出4类经济手段供成员国参

考：1）收费和收税；2）可交易的许可证；3）押金制度；4）

财政补贴。

1992年联合国环境与发展会议《气候变化公约》第4条第2款

规定：附件一所列的发达国家缔约方和其他缔约方可以根据本

公约共同执行减少温室气体排放的政策和措施，也可以协助其

他缔约方为实现本公约的目标做出贡献；

国际领域排污权交易的发展概况

/1997年11月日本《气候变化框架公约》首脑会议通过

一项允许发展中国家向富国“出售”吸收CO2的森林能力（又

叫出售“环境服务”）的规定；

/1997年哥斯达黎加得到200万挪威元收入

/1998年美国芝加哥股市首次抛出减少温室气体证券

哥斯达黎加这个小国通过该市场每年可以从出售吸收二氧化碳的热

带雨林能力中获得2.5亿多美元。而发达国家减少空气污染的费

用可从100$—10$/t

/日本三菱马蒂利尔、东京电力、东京燃气等9家大公司联合成

立COI的民间团体，专门负责从海外企业购买排放权。加拿大

的石油企业为第一交易对象，计划购买1000吨CO2排放量

每吨交易价格在2~3美元左右。

.中国排污权交易政策发展概况

/1990年国家环境保护局开始在16个城市进行大气排污许

可证的试点工作；

/1991年选择在包头、开远、柳州、太原、平顶山和贵阳

等6个城市进行大气排污交易政策实施的试点；

表6中国环境科学研究院承坦的大气排污交易六个试点城市案例总结

城市名交易案例类型主要内容效益

焦化厂扩建，建立煤气系统工程替代当地面

为空气质量未达标区提供了经

源燃煤，以取得排污权

平顶山点源与面源济发展的可能性，加快地区达到

'热电中心墓设，替代6台4t及1台h小案

大气环境质•目标

炉及当地居民炊事用煤取得排污权

为空气质量未达标区提供了经

1_电厂扩建.新建一台200MW机组，上电除

*阳市同一企业内部交易济发展的可能性，加快地区达到

金，拆除现有25MW机组获得排污权

大气环境侦量目标

新建、扩建、改建和技术改造项目向大气排

放烟尘、粉尘所哥增排数量缴纳大气环境扑

排污单位向环保局解决城市绿合治理经费不足，促

太原市偿费。化肥厂扩建出费15万元，环媒局在

缴纳环境补偿费进了综合治理的实施

所在区，组织削减相应锅炉灿尘掉放，以取

得排污权

水泥厂扩建，由水温厂出费治理面源以电代解决城市综合治理经费不足，促

点源与面源煤，取决排污权迸了综合治理的实施。促迸经

开远市济发展，促进空气质量改善

水温厂犷戏，出资对原有生产线改造、配置

同一企业内

电除尘器，减少烟尘排放以取簿排放权

硫酸车间治理SQj容易，投交建成一套多功

能硫酸尾与处理装置使SQz排放量低于总

置指标具有了103.64t/a我余排放指标。氧促进大气污染治理费用趋于最

柳州市点源与点源

化锌分厂治理SQ：困眸得多，出类的买了黄小

艘车间装余指标中的64.56t.，a达到了排放

标瞪

-----

包钢稀土三厂扩建，为翁土冶炼厂提供焙烧促使大气污染治理费用趋于最

包头市点源与点源

料,使冶炼厂从市迁，以取得排污权小，改等空气质量

匕中国排污权交易政策发展概况

1999年4月中美两国签署“在中国运用市场机制减少二氧化硫

排放的可行性研究意向书”；

中国国家环境保护总局与美国环保基金会签署“研究如何利用

市场手段，帮助地方政府和企业实现国务院制定的污染物排放

总量控制目标”的合作协议备忘录，确立了“运用市场机制控

制二氧化硫排放”的中美合作研究项目

江苏南通与辽宁本溪两市被列为该项目的试点城市，进行了二氧

化硫排污权交易的试点研究。

Z我国第一例真正意义上、\

的二氧化硫排污权交易y

疝-J灯H-年-1-1月--，-南-通--天-生港发电有限公司向南通另一家大型化工

有限公司出售SO2排污权签字仪式在江苏省南通市举行，

南通天生港发电有限公司每年SO2实际排放量与环保部门核定

的排污指标相比，尚有数百吨的“富余”

买方是一家大型化工合资企业，已通过IS014001认证。急需获

得SO2排放权，以扩大生产规模。

卖方将有偿转让1800吨SO2的排污权，供买方在今后6年内使

用。

SO2排污权以年度为单位进行转让（每年300吨），交易费用按年

度进行结算。合同期满，排污权仍归卖方所有，买方得到的是排

污权的年度使用权。

2002年7月，国家环保总局召开了山东、山西、江苏、河南、

上海、天津、柳州等“SO?排放交易”七省市试点会议，进一步

研究和部署了进行排污权交易试点工作的具体步骤和实施方案

了环境容量的确定_

/2003年初，柳州成为又一个出现排污交易的试点城市。柳州木

村厂和柳州化工集团公司之间已经签订了排污权交易合同，交

易标的为2003每吨的交易价格为400元

/2004年工月，在唐山市、沈阳市、杭州市、武汉市、深圳市、

银川市进行试点

大气环境容量水环境容量

测算因子确定（SO"PMs、NO。

9----------------

/污染因子确定为SO2、PM10、NO2

/大气污染源数据收集及清单

依据排放源高度，可将排放源划分成点源与

面源进行计算

区分点源和面源的一般原则

将居民生活和零散商业排放源作为第一类面源，其平均排放

高度为7-10米左右。

将烟囱几何高度小于30米，且无法进一步实施控制的排放源

划为第二类面源。

将烟囱几何高度大于或等于30米，或者虽然几何高度小于

30米，但可以找到一种以上更有效的控制措施的排放源作为

点源。

/开放源、机动车排放等按面源处理。有条件的城市可

以考虑增加大气污染物二次转化等因素。

,■点源调查内容____________

/排气筒底部中心坐标（相对值或经纬度）；

/排气筒高度（m）及出口内径（m）；

,排气筒出口烟气温度（℃）；

,烟气出口速度（m/s）；

,各主要污染物正常排放量(t/a,t/h或

kg/h)o

&面源调查内容

将城市在选定的坐标系内网格化。一般可取1000X1000(m2),城

市较小时，可取500X500(m2),按网格统计面源的下述参数：

/各主要污染物排放量的时变化值(最大时排放量或平均时排

放量[