（环境工程专业论文）燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究.pdf

大连理工大学专业学位硕士学位论文 摘要 在燃煤电厂高速建设的形势下，促进燃煤电厂二氧化硫减排，已经成为我国大气污 染防治的重要任务。实现燃煤电厂的二氧化硫减排目标仅靠政府提出要求显然是不够 的，政府应该制定相关制度提高企业脱硫改造的积极性，促进环境资源的合理配置。排 污权交易正是这样一种充分利用市场机制配置资源的经济手段，它不仅有助于总量控制 政策的实旌，也是对现有宏观政策的必要补充。 本文以辽宁省燃煤电厂实际情况为例，研究区域燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系 及平台建立的技术方法，包括：分析辽宁省开展燃煤电厂二氧化硫排污权交易的可行性； 确定初始二氧化硫排放量限额的分配技术规则；建立排污权交易平台的初步方案，研究 交易主体之间的关系、交易程序、交易发生模型及交易价格等关键问题；探讨燃煤电厂 二氧化硫排污权交易的监督机制；最终确定辽宁省燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系的 结构框架。以上述研究为基础，应用实际数据模拟原有燃煤电厂和新建燃煤电厂脱硫改 造后在不同初始限额分配的情况下开展排污权交易，研究单个燃煤电厂确定交易临界价 格的计算方法，计算排污权交易临界价格及相关参数，并对结果进行分析。 本研究旨在为环境保护行政主管部门和燃煤电厂企业在严峻的环境形势下开展排 污权交易完成脱硫减排工作提供有效手段及初步方案，对环境保护行政主管部门有效实 施排污权交易政策和燃煤电厂顺利开展排污权交易具有一定的实用价值和参考价值。 关键词：燃煤电厂；二氧化硫；排污权交易 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 r e s e a r c ho nt h es u l f u rd i o x i d ee m i s s i o nt r a d i n gs y s t e m o fc o a l f i r e dp o w e rp l a n t a b s t r a c t i nt h ec u r r e n ts i t u a t i o no fc o a l - f i r e dp o w e rp l a n th i g h s p e e dc o n s t r u c t i o n ，c o a l - f i r e d p o w e rp l a n ts u l f u rd i o x i d ee m i s s i o nr e d u c t i o nh a sb e c o m et h ei m p o r t a n tt a s ko fa i rp o l l u t i o n p r e v e n t i o n t h er e a l i z a t i o no fc o a l f i r e dp o w e rp l a n t so fs u l f u rd i o x i d ee m i s s i o nr e d u c t i o n t a r g e t sp r o p o s e db yt h eg o v e r n m e n ta l o n ei sn o te n o u g h ；t h eg o v e r n m e n ts h o u l df o r m u l a t ea s y s t e m t o i m p r o v ed e s u l f u r a t i o ne n t h u s i a s m ，t op r o m o t et h er a t i o n a l d i s t r i b u t i o no f e n v i r o n m e n t a lr e s o u r c e s e m i s s i o nt r a d i n gi st om a k ef u l lu s eo fm a r k e tm e c h a n i s m si n r e s o u r c ea l l o c a t i o no fe c o n o m i ci n s t r m n e n t s ，w h i c hn o to n l yc o n t r i b u t et ot h et o t a lc o n t r o lo f p o l i c y ，b u ta l s oi san e c e s s a r yc o m p l e m e n tf o rt h ee x i s t i n gm a c r o - p o l i c y b a s e do nt h ea c t u a lc o a l f i r e dp o w e rp l a n ti nl i a o n i n gp r o v i n c ea sa ne x a m p l e ，t h i s p a p e rs t u d i e sc o a l - f i r e dp o w e rp l a n ts u l f u rd i o x i d ee m i s s i o nt r a d i n gs y s t e m ：a n a l y s i so ft h e c o a l - f i r e dp o w e rp l a n ti nl i a o n i n gp r o v i n c et oc a r r yo u tt h ef e a s i b i l i t yo fs u l f u rd i o x i d e e m i s s i o n st r a d i n g ；t od e t e r m i n et h ei n i t i a ls u l f u rd i o x i d ee m i s s i o n sq u o t aa l l o c a t i o nr u l e s ；t o e s t a b l i s ht h ei n i t i a lp l a t f o r mf o re m i s s i o n st r a d i n gp r o g r a m ，r e s e a r c ho nt h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h em a i nb o d y ，t r a d i n gp r o c e s s i n g ，t r a d i n gm o d e la n dp r i c e ，d i s c u s so nc o a l - f i r e d p o w e rp l a n ts u l f u rd i o x i d ee m i s s i o n st r a d i n gm e c h a n i s m so fs u p e r v i s i o n ；e s t a b l i s hc o a l f i r e d p o w e rp l a n ts u l f u rd i o x i d ee m i s s i o n st r a d i n gs y s t e mi nl i a o n i n gp r o v i n c e ，t ot h es t u d yb a s e d o nt h ea c t u a la p p l i c a t i o no fs i m u l a t i o nd a t ao ft h eo r i g i n a lc o a l f i r e dp o w e rp l a n t sa n dn e w c o a l f i r e dp o w e rp l a n td e s u l f u r i z a t i o nm o d i f i e di nad i f f e r e n ti n i t i a ld i s t r i b u t i o no fq u o t a s u n d e rt h ee m i s s i o n st r a d i n g ，c o a l 一衙e dp o w e rp l a n tas i n g l es t u d yt od e t e r m i n et h ec r i t i c a l t r a n s a c t i o np r i c e sm e t h o dt oc a l c u l a t ec r i t i c a l p r i c e s o fe m i s s i o n s t r a d i n ga n dr e l a t e d p a r a m e t e r s ，a n da n a l y s i st h er e s u l t s t h e p u r p o s eo f t h ep a p e ri st op r o v i d ea l le f f e c t i v em e a n sa n dap r e l i m i n a r yp r o g r a mf o r t h ea d m i n i s t r a t i v ed e p a r t m e n to fe n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o na n dc o a l f i r e dp o w e rp l a n t ，a n dh a s s o m ep r a c t i c a lv a l u ea n dr e f e r e n c ev a l u ef o re n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o na d m i n i s t r a t i o n d e p a r t m e n t so ft h ee f f e c t i v ei m p l e m e n t a t i o no ft h ee m i s s i o n st r a d i n gp o l i c ya n dc o a l f i r e d p o w e rp l a n tt h r o u g ht e c h n i c a lm e a n st oa c h i e v ee m i s s i o nr e d u c t i o n k e yw o r d s ：c o a l f i r e dp o w e rp l a n t ；s u l f u rd i o x i d e ；e m i s s i o nt r a d i n g i i 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文 作者签名 大连理工大学硕士研究生学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 学位论文题目： 、 作者签名： 导师签名： 憋球订= 锄刎场搬易癣研窘 燧 k ： 日期：丝翌年j 三月兰日 日期：鲨塑年j 三- 月三三日 大连理工大学专业学位硕士学位论文 1绪论 1 1 背景介绍 近年来，随着我国经济的快速发展，能源消耗总量不断提高，我国已经成为世界上 二氧化硫排放量最大的国家【l 】。二氧化硫污染使我国在近1 3 的国土面积上出现酸雨污 染，域为世界三大酸雨区之一。二氧化硫排放主要来自煤炭的大量燃烧，目前，燃煤电 厂二氧化硫排放量已占全国排放总量的4 7 以上。在燃煤电厂高速建设的形势下，如何 采用切实可行的二氧化硫污染防治措施，促进燃煤电厂二氧化硫减排，已经成为我国大 气污染防治的迫切任务1 2 。5 1 。 国家发改委和环保总局发布的现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划提出， “十一五”期间，现有燃煤电厂需安装烟气脱硫设施1 3 7 亿千瓦，共2 2 1 个项目，可形 成二氧化硫减排能力约4 9 0 万吨。加上淘汰落后、燃用低硫煤、节能降耗等措施，到2 0 1 0 年，现有燃煤电厂二氧化硫排放总量将由2 0 0 5 年的1 3 0 0 万吨下降到5 0 2 万吨，下降6 1 4 。“规划 的实施，对实现“十一五”时期全国二氧化硫排放总量削减1 0 的约束性 目标和改善全国大气环境质量将起决定性作用【6 】。 近年来，我国为了控制燃煤电厂二氧化硫的排放制定了一系列管理和技术政策，环 境保护工作者也逐渐认识到了仅靠不断的引进和改良脱硫技术并不能很好的实现燃煤 电厂二氧化硫的减排目标，总量控制和排污许可证制度等现有环境管理手段也不能充分 调动燃煤电力企业减排的积极性，于是一种基于市场机制实现减排的制度排污权交 易制度被提上了各级环保部门的议事日程。 1 2 我国燃煤电厂二氧化硫排放现状分析 2 0 0 4 年底，全国发电装机容量达到4 4 0 7 0 万千瓦，较上年增长1 2 6 ，其中水电1 0 8 2 6 万千瓦，火电3 2 4 9 0 万千瓦，核电6 8 4 万千瓦：全年全国发电量合计2 1 8 7 0 亿千瓦时， 较上年增长1 4 8 ，其中水电3 2 8 0 亿千瓦时，火电1 8 0 7 3 亿千瓦时，核电5 0 1 亿千瓦时。 尽管如此，我国能源和电力的消费水平仍很低。自2 0 0 2 年以来，随着国民经济的快速 增长，电力短缺问题日益突出，除东北地区外，其余大部分地区电力供需形势总体偏紧， 局部地区季节性、时段性严重缺电。2 0 0 4 年我国人均装机容量0 3 3 9 千瓦，人均发电量 1 6 8 2 5 千瓦时。预计到2 0 1 0 年，全国总装机容量将超过7 亿千瓦时，其中火电装机约5 亿千瓦；到2 0 2 0 年人均装机预计约0 6 千瓦，达到目前世界平均水平，全国总装机容量 将达到1 0 亿千瓦，其中煤电约6 5 亿千瓦。 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 自2 0 0 1 年全国开始出现缺电，在加大新机组投产规模的同时，现有电厂发电小时 数明显增加、纯凝汽式小火电不能按期关停，燃煤电厂煤炭消耗量增幅较大。2 0 0 4 年， 火电机组发电及供热消耗原煤l o 5 亿吨，较上年增加2 3 5 。近年来，由于煤炭供应紧 张，煤炭质量呈下降趋势，主要表现在：收到基低位发热量下降，灰分和硫分增加。 由于电煤消耗量大幅增加，煤炭质量下降，现有电厂烟气脱硫进展缓慢，“十五 期间电力二氧化硫排放量呈上升趋势。初步统计数据表明，2 0 0 5 年全国二氧化硫排放总 量为2 5 4 9 万吨，超过总量控制目标7 4 9 万吨，比2 0 0 0 年增加了约2 7 。火电行业是二 氧化硫排放的主要来源。2 0 0 0 年，我国火电装机容量2 3 8 亿千瓦，消耗煤炭5 8 亿吨， 到2 0 0 5 年，火电装机容量达到5 0 8 亿千瓦，超过规划约1 亿千瓦，消耗煤炭11 1 亿吨， 增长了近1 倍。能源消费的超常规增长和火电行业的快速发展是导致二氧化硫排放量增 加的主要原因。 到2 0 0 5 年底，全国已有2 4 0 0 万千瓦燃煤机组的烟气脱硫设施投运或建成，占火电 机组容量的6 8 。约3 0 0 0 多万千瓦机组的烟气脱硫装置正在施工建设，如果包括已签 订工程合同的，烟气脱硫机组容量己达到1 2 亿千瓦左右。在已经投运的烟气脱硫机组 中，现有机组通过技术改造加装烟气脱硫装置的约8 5 0 万k w ，占3 5 4 。在投运、在 建和已经签定合同的脱硫工艺技术中，石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺技术约占7 0 以 1 1 】 lo 1 3 实行排污权交易的积极意义 作为一种以市场为基础的环境经济政策手段，排污权交易明显不同于以命令控制型 为特征的政策手段，同以政府调控为主的经济手段也有很大的区别。实行排污权交易的 积极意义主要体现在以下几个方面【2 引。 第一，排污权交易有利于降低企业治理污染的成本，提高企业治理污染的积极性。 对一个企业来说，如果它治理污染的成本比市场上的排污权价格要高，很显然它不会治 理污染而是买进排污权以降低成本。如果它的污染治理成本比市场上的排污权价格低， 那么它应该力争多治理污染，同时将自己富余的排污权在市场上出售以获得利润。如果 没有排污权交易市场，每个企业都必须自己治理污染以达到总量控制标准，那么那些治 理成本高的企业将不堪重负，而治理成本低的企业又不愿多承担治理责任。这样不利于 降低整个社会的治理成本。排污权交易的实质是使治理任务在各企业之间实行再分配， 而治理成本低的企业将承担较多的治理任务。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 第二，排污权交易有利于污染治理技术的进步。排污收费对企业来说是一种负担， 企业将以现行技术无法达到或企业不具备经济实力而推诿治理责任。而排污权交易却使 企业治理污染变得有利可图，企业治理污染的积极性将大大提高。由于企业竞相采用先 进的治理技术，先进治理技术的需求极大增加，这又为技术开发商提供动力。 第三，排污权交易客观上有利于形成污染水平低而生产率高的工业布局。因为排污 权总量是有限的，以某种形式初始分配给企业之后，新加入的企业只能从市场上购买必 需的排污权。此种情况与土地资源的使用很相似。当所有的土地使用权以一定方式初始 分配完毕之后，新加入的企业只能通过租赁或购买的方式获得土地。然而，只要新企业 的污染水平足够低，而经济效益足够好，那么购买排污权后进入市场还是有利可图的。 这势必会带动污染小、收益高的新兴产业的发展。 第四，排污权交易有助于实现总量控制目标。总量控制是排污权交易的基础，它对 污染物的排放总量规定了上限，从经济学角度来讲，就是明确了净化污染物的环境容量 资源是有限的，也就是稀缺的；对于工业和经济的发展，总量控制指标也呈现稀缺的趋 势，因此，总量控制是明确了环境容量资源的稀缺性。排污权交易是实施总量控制目标 的重要手段，能够在既定的总量控制目标下，合理地安排治理行为，通过排污权交易市 场，治理污染的行动将自动发生在边际治理成本最低的污染源上；两者具有很强的互补 性，因此实施总量控制下排污权交易对我国环境保护工作具有的重大意义。 1 4 课题研究内容 论文的主要研究内容包括： ( 1 ) 在对国内外排污权交易研究及开展现状调查和比较分析的基础上，从分析燃 煤电厂生产工艺及二氧化硫排放的环境影响分析入手，探讨燃煤电厂二氧化硫排污权交 易的技术与制度基础。对燃煤电厂二氧化硫减排措施进行比较分析，探讨排污权交易与 现有环境保护制度之间的关系。 ( 2 ) 以辽宁省燃煤电厂实际情况为例，研究区域燃煤电厂二氧化硫排污权交易体 系及平台建立的技术方法，包括：分析辽宁省开展燃煤电厂二氧化硫排污权交易的可行 性；确定初始二氧化硫排放量限额的分配技术规则；建立排污权交易平台的初步方案， 研究交易主体之间的关系、交易程序、交易发生模型及交易价格等关键问题；探讨燃煤 电厂二氧化硫排污权交易的监督机制；最终确定辽宁省燃煤电厂二氧化硫排污权交易体 系的结构框架。 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 ( 3 ) 以上述研究为基础，应用实际数据模拟原有燃煤电厂和新建燃煤电厂脱硫改 造后在不同初始限额分配的情况下开展排污权交易，研究单个燃煤电厂确定交易价格的 计算方法，计算排污权交易临界价格及相关参数，并对结果进行分析。 1 5 课题研究目的和意义 长期以来，二氧化硫排放造成的酸雨污染给人民生活带来了严重危害，采用切实可 行的二氧化硫污染防治措施，促进二氧化硫减排，已经成为我国大气污染防治的迫切任 务之一。为贯彻落实国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定和第六次全国 环境保护大会精神，切实做好二氧化硫污染治理工作，实现二氧化硫排放总量控制目标， 经国务院授权，国家环境保护总局已经于2 0 0 6 年与全国各省人民政府陆续签订了“十一 五”二氧化硫总量削减目标责任书，标志着二氧化硫减排工作已经成为了我国环境保护 工作的重点。 近一个时期以来许多燃煤电厂在政府的鼓励和监督下，加紧了脱硫措施的建设步 伐，但还有相当数量的原有燃煤电厂对脱硫改造缺乏积极性。实现燃煤电厂的二氧化硫 减排目标仅靠政府提出要求显然是不够的，政府应该制定相关制度提高企业脱硫改造的 积极性，促进环境资源的合理配置。随着市场经济的转型以及成功加入w o ，我国正 处于急速的制度变迁时代，市场力量已经在社会经济生活中发挥越来越重要的作用，而 与此同时，同市场经济相适应的各种制度安排包括政策尚未完全建立起来。因此，采用 具有行为激励功能和资金配置功能的环境经济政策，是中国环境管理体系特别是环境政 策创新的必然要求。排污权交易正是这样一种充分利用市场机制配置资源的经济手段， 它不仅有助于总量控制政策的实施，也是对现有宏观政策的必要补充。 排污权交易制度在国外已经有成熟经验，国内多个省市也着手开展试点工作。本论 文基于此背景下，以辽宁省为例研究开展区域燃煤电厂二氧化硫排污权交易的可行性方 案，重点选择燃煤电厂二氧化硫排污权交易管理体系及平台建立方案进行研究，可为环 境保护行政主管部门将来开展排污权交易试点工作提供参考，促进我省早日实施排污权 交易制度；同时研究单个燃煤电厂开展排污权交易的参数计算方法，可为拟开展二氧化 硫排污权交易的燃煤电厂提供参考。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2国内外排污权交易研究及开展现状 2 1 国外排污权交易研究及开展现状 排污权交易的概念由美国经济学家戴尔斯于二十世纪七十年代提出，并首先被美国 联邦环保局用于大气污染及河流污染的环境治理。随后，德国、澳大利亚、英国都相继 进行了排污权交易的实践。国外对排污权交易的研究也同样始于二十世纪七十年代，主 要集中在对美国排污权交易实施情况的研究和分析 3 3 “3 5 j 。 二十世纪八十年代初期，t i e t e n b e r g 等人对排污权交易进行了比较系统的分析，主 要是针对美国环境保护署( e p a ) 己经实施的排污交易计划的设计和效果进行分析；后 来，他在1 9 8 5 年的著作e m i s s i o nt r a d i n g ：a ne x e r c i s ei nr e f o r m i n gp o l l u t i o np o l i c y ) ) 中对排污权交易理论进行了更加系统的论述。t i e t e n b e r g 通过分析其优点后认为，基于 市场的排污权体系明显优越于指令控制体系，因为它允许污染治理努力根据治理成本进 行变动，这样可以使得总的治理成本最小。因此，t i e t o n b e r g 通过对各种情况下相对指 令控制体系成本节约的有关研究成果进行综述和分析后得出的结论是：如果用排污权交 易代替指令体系，就可以节约大量控制成本。1 9 9 0 年，美国国会通过了“酸雨计划。 这项计划的提出和实施，理论界的研究也主要集中在对其各个方面的讨论之中。在“酸 雨计划”实施一定阶段以后，九十年代中期，一些学者热衷于对其效果的评估问题。 b u r t r a w 评估了二氧化硫交易计划，认为交易数量不是主要问题，而成本效率是分析排 污权交易市场主要的考虑问题。而在最近几年关于排污权的讨论中，更多的研究集中在 建立全球性的排污权交易体系，以控制温室效应和臭氧层的破坏。这些研究包括全球范 围内排污权初始分配，发展中国家在交易中的地位，以及交易条件的设计等等。 面对二氧化硫污染的巨大压力，e p a 在实现清洁空气法所规定的空气质量目标 时提出了排污权交易的设想，引入了“排放减少信用 这一概念，并围绕“排放减少信 用 从1 9 7 7 年开始先后制定了包括补偿政策( o f f s e t s ) 、泡泡政策( b u b b l e s ) 、结余政策 ( n e t t i n g ) 、银行政策( b a n k i n g ) 在内的排污权交易计划。1 9 8 6 年e p a 扩大了泡泡政策的应 用范围( 多泡政策) ，允许不同工厂、企业间转让和交换排污削减量，这也为工厂和企业 在如何进行费用最小的污染削减方面提供了新的选择。 在前述四大政策的基础上，美国为了促进排污权交易的市场化以克服该政策的低效 率，在历经十几年的研究探讨后于1 9 9 0 年通过了清洁空气法修正案，确认了排污 权交易作为一项法律制度的合法性，并提出“酸雨计划 ，引入了针对电厂等排污大户 的二氧化硫排污权交易系统。这一系统按照排污企业原有的排污记录分配排污权，只给 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 国家环保局保留少量的排污指标，供新建企业之需，或在交易市场挂牌拍卖，各排污企 业可以将自己节余的排污指标用于交易。这样，一个以免费分配为主、行政主导为特征 的一级市场、以市场化交易为特征的二级市场组成的排污权交易系统在美国诞生了。随 着美国芝加哥、纽约商品交易所先后推出自己的二氧化硫交易规则和交易合约，美国的 排污权交易飞速发展起来。 实践证明美国排污权交易在促进减排、节约费用、控制污染方面取得了明显的成功。 “酸雨计划 要求到2 0 1 0 年美国二氧化硫排放总量比1 9 8 0 年的排放水平减少1 0 0 0 万 吨，明确规定分两个阶段在电力行业实施二氧化硫排放总量控制和交易政策。这一政策 是迄今为止尝试过的最广泛的排污权交易实践。这一政策实施几年后便取得显著效果： 第一阶段的前四年( 1 9 9 5 - - 1 9 9 8 ) ，二氧化硫排放削减量达4 0 0 万吨年，大大超过预定目 标，而排污许可证的市场价格1 9 9 7 年低至7 0 美元，远远低于预期的2 5 0 - - 3 0 0 美元， 这充分体现了排污权交易政策保证环境质量、降低达标费用和治理成本两大优势。美国 之所以选择电厂作为二氧化硫排污交易政策的主要对象，是因为2 0 世纪8 0 年代美国每 年超过2 0 0 0 万吨二氧化硫中有7 5 来自火力发电厂，而且其中5 0 来自美国5 0 家设备 落后的燃煤电厂。 到目前为止，美国二氧化硫排污权交易已经实施多年，取得了显著的经济效益和环 境效益。从1 9 9 4 年到1 9 9 7 年的四年间共有3 3 3 1 次交易，交易量4 9 1 0 万吨，超过了这 段时间环保署发放的许可证总量18 0 0 万吨，许可证的市场流通率高达2 7 0 。二氧化硫 削减量超过预定目标，据统计，参a n - 氧化硫排污权交易的电厂在1 9 9 0 年排放9 7 0 万 吨二氧化硫，到1 9 9 5 年减少到5 3 0 万吨，减少了4 5 ，而没有参加交易的电厂1 9 9 5 年 比1 9 9 0 年排放二氧化硫增长了1 2 。与实施交易前相比，空气中二氧化硫浓度下降了 3 7 ，降水的酸沉积现象明显减少。污染控制费用大量节省，据e p a 事先估算，不实施 交易政策，每年的投资费用大约为5 0 亿美元，实施交易政策则每年只需4 0 亿美元，但 结果是，实施排污权交易后实际上只需要2 0 亿美元。实践证明，排污权交易政策不仅 有效地保证了环境控制目标的实现，而且大大节省了减排费用。2 0 0 4 年e p a 发表的一 份报告中指出2 0 0 3 年美国导致酸雨污染的主要物质二氧化硫的排放量为1 0 6 0 万吨( 据 称燃煤电厂是主要排放源) ，与1 9 8 0 年1 7 3 0 万吨的排放量相比降低了3 8 7 ，并称“美 国有望到2 0 1 0 年达到相关法律规定的将排放量降至8 9 5 万吨的目标 。美国不但在理 论研究和制度构建方面开创了排污权交易的先河，而且在实践上也取得了重要成果，为 其他国家利用经济手段和市场机制治理污染提供了宝贵的经验。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 2 2 国内排污权交易研究及开展现状 国内期刊发表过很多有关排污权交易在我国的应用及适用形式的研究，早期的文献 有大气排污交易在我国的试点( 林红，中国环境科学，1 9 9 7 4 ) 和大气排污 权交易政策及其在我国电力行业发展中的应用( 刘兰芬，电力环境保护，1 9 9 8 3 ) ， 介绍了排污交易的部分案例并提出了实施排污交易的一些原则；中国环境科学学会编撰 的实施主要污染物总量控制的理论与实践( 1 9 9 6 1 2 ) 也仅仅收录了三篇关于排污权交 易的文献，当时的此类研究的数量和深度都十分有限。 进入二十一世纪，由于研究的深入和环境经济学学科的发展，有关排污权交易的文 献内容和角度才日趋丰富起来。总量控制与排污权交易( 马中、杜丹德，1 9 9 9 ) 立足 于中国的环境、经济、政策背景，较为全面的探讨了中国现有政策体系与排污交易的关 系和合作可能性，随后，在“中国建立二氧化硫排污权交易市场可行性研究 项目基础 上，历时3 年完成了( s 0 2 排放交易一美国的经验与中国的前景与s 0 2 排放交易一 中国的可行性两本文集著作，结合中国实践探讨排污权交易在中国应用的前景和可行 性，能够代表国内排污权交易实证研究比较前沿和权威的状况。国内关于排污权交易的 研究与美国同类文献相比显得非常欠缺，理论体系对于实践的支撑也相对薄弱，还有待 进一步加强。 自九十年代中期，我国的一些城市就开始试行排污权交易，涉及的污染物包括大气 污染物、水污染物等，并建立了包括排污权交易的部门规章和地方法规。国家环保总局 在1 9 8 8 年开始进行排放水污染物许可证制度试点的基础上，于1 9 9 1 年4 月开始，在上 海、天津、沈阳、广州、太原、包头等1 6 个城市进行了排放大气污染物许可证制度的 试点工作。在此基础上，自1 9 9 4 年起又在其中6 个城市( 包头、开远、柳州、太原、 平顶山、贵阳) 开展了大气排污权交易的试点。这些试点项目可以认为是中国起步阶段 的排污权交易试点。 自1 9 9 7 年开始，北京环境与发展研究会和美国环境保护协会合作开展了排污权交 易研究项目，第一阶段整个项目以本溪和南通为案例城市，开展城市一级的排污权交易 研究，着重对排污监测计量、排污权交易立法和交易管理等进行了研究。 2 0 0 1 年5 月，国家环保总局、国家电力公司和美国环保协会在北京联合召开了“中 国电力行业二氧化硫减排规划及排污权交易研讨会 ，会议确定进行“电力行业中长期 二氧化硫减排规划及实施方案 的研究。同期，国家电力公司邀请美国环保基金会和中 国人民大学等专家在南京召开了“关于火电厂二氧化硫总量控制技术经济政策研讨会”， 会议研讨了二氧化硫排放总量控制和排污权交易在国内外火电厂发展的现状及有关经 验。 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 2 0 0 1 年9 月，亚洲开发银行和山西省政府共同启动了二氧化硫排污权交易机制项 目，该项目以太原为实施案例城市，太原的2 6 家大型企业参与示范。该项目明确针对 一种污染物二氧化硫，并在国内首次制定了比较完整的二氧化硫排放许可交易方案，包 括5 年内的排放权分配、企业帐户、交易程序、配额的跟踪核查、储存、排放的监测申 报、罚款等，建立了交易所需的全套管理文件。由于有多家企业参与，该项目尝试了建 立小型排污权交易市场的可行性，项目的进展为中国排污权交易实践提供了一个具有代 表性和重要意义的案例。 2 0 0 2 年，国家环保总局与美国环保协会签署推动中国二氧化硫排放总量控制及排 放权交易政策实施的研究合作项目，并在山东、山西、江苏、河南、上海、天津、柳 州以及华能公司开展了二氧化硫排放总量控制和排污权交易试点工作。这是迄今为止中 国政府启动的最大规模的排污权交易的示范工作。在该项目的推动下完成了多项排污权 交易案例，积累了更加丰富的实践经验。 2 0 0 5 年国务院发布国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定国发 2 0 0 5 3 9 号，提出有条件的地区和单位可实行二氧化硫等排污权交易。二氧化硫排污权交易已 经被写入了国家政策性文件，并采用在“有条件的地区和单位 实施这一逐步推行的方 法。2 0 0 8 年1 0 月湖北省政府审议并原则通过湖北省主要污染物排污权交易试行办法 ( 草案) ，该办法规定，湖北省将对化学需氧量、二氧化硫两项主要污染物排污权进 行公开买卖。但直至目前，我国尚未制定排污权交易的专门性法律、行政法规或部门规 章，排污权交易制度尚处于研究和试验阶段。 通过分析我国排污权交易研究及开展现状，可以得出现阶段我国排污权交易存在以 下特征： ( 1 ) 政府主导交易进程，价格不由市场决定且普遍偏低。国内开展的绝大多数排污 权交易都是在环境保护行政主管部门推动下发生的，市场的作用非常微弱。个别案例即 便形成了明确的交易价格，多数也是依靠政府协调完成，企业并非基于自身的成本和利 润核算定价，而是为了完成政府的示范任务，定价过于随意。当企业行为不符合追求利 润或成本节约最大化的市场规律时，就会表现出计划经济体制特征，排污权交易的基础 就不存在，因此，再提供任何更多刺激都可能是无效的【y 7 1 。 ( 2 ) 交易范围较小，交易可持续性差。由于目前只在城市开展试点，大多数交易都 发生在市一级，交易围绕解决个别具体问题而发生，尝试性的发生在一段时间。按照中 国环境管理的传统，对于新的政策工具，国家级的环境管理主管部门都主张首先在地方 开展试点项目，地方试点也是目前排污权交易手段引入中国的主要模式，可以从中发现 大连理工大学专业学位硕士学位论文 问题并汲取有益的经验。但并非所有问题都可以通过鼓励的地方行为解决，目前的排污 权交易范围所提供的政策参考依据并不充分，因此排污权交易至今仍停留在现行政策的 补充这种尴尬的地位，对于作为一项独立的政策大规模推广显然缺乏准备 4 0 - 4 z j 。交易可 持续性差就必然会伤害到已经购买排污权企业的利益，其他企业既然能够从政府那里分 配到排污权就不会去主动购买，排污权交易必须持续的推行才能收到显著的效果。 ( 3 ) 缺乏完整的经济评估和明确的交易规则。交易只是发生在零星的试点，意义更 偏重于尝试实施的可能性，很难期望产生显著的经济效益。完整的经济评估难以进行是 由于许多试点案例工作开展时，没有实施或者没有严格实施总量控制，缺乏这样的条件 排污权就不具备稀缺资源的特质，与采取交易方式获得相比，从政府手中直接拿到排污 权也许更容易，这样，交易对交易双方都没有足够的吸引力和约束力；另外，政府在交 易中干预过多，有些交易甚至是政府自主安排发生的，其交易成本可能相当高，这也是 可能造成缺乏交易规则、经济评估难以衡量的原因。 ( 4 ) 排污权的供给相对不足。以电力行业为例，目前我国电力需求强劲，许多燃煤 电厂争相上马，二氧化硫排污权成为非常稀缺的资源，许多燃煤电力企业为了能抓住机 遇扩建发展，不断地在寻求二氧化硫排污权；而有些企业掌握着的排污权却不肯出售， 主要因为交易价格较低，经济效益不明显，且很多企业都想预留排污权为自身发展留出 空间。如此一来，二氧化硫排污权的需求虽然很旺，但是供给相对不足，从而影响了排 污权交市场的正常建立。 2 3 国内外排污权交易开展现状的比较分析 国内关于排污权交易理论和政策方面有深度的研究相对于美国同类文献而言显得 非常欠缺，理论体系对于实践的支撑也相对薄弱，有待进一步提高和加强1 4 3 。o j 。国内外 的研究和实践有共同之处，也存在着一定的差异，以排污权交易开展最为成功的美国为 对比，主要异同有以下几点： ( 1 ) 美国排污权交易和政策的研究历史表明，排污权交易理论在美国是与其他政策 对比甚至竞争的环境下发展成熟的，并在政策需求和实施条件逐渐完备时才走向实践， 整个过程中，理论表现出极大的前瞻性，对实践切实起到了指导作用。而国内的排污权 交易理论是由国外直接借鉴进来，即学即用的，政策需求和实施条件是依靠政府的行政 手段创造出来的，因此，在实践过程中，困难重重，很多关系仍有待理顺。作为一项极 富创造性的环境管理政策，排污权交易在我国还需要更多理论上和认识上的准备。 ( 2 ) 美国排污权交易实践模式由以信用交易为主，转变为以总量控制型的排污权交 易为主，这种变化清晰反映了当前国际经济发展和环境管理对政策手段所提出的新要 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 求：降低成本，提高灵活性等。总量控制下的排污权交易显然顺应了国际潮流，美国的 二氧化硫许可交易计划因此而成功，也为后来者提供了有益的经验；我国从早期以政府 行政安排为主的“排污补偿发展到近期以企业谈判为主的“排污权交易，是在实践 领域迈出了一大步。但至今尚未形成产权明晰、信息完备的排污权交易市场，也没有实 现跨区交易的尝试。认识和理论的偏差强化了其他客观因素的制约，政策制定者和决策 者有必要进一步提高认识、转变思路、摸索适合中国国情的排污权交易模式。 ( 3 ) 我国开展排污权交易的时机、在环境管理和市场经济发展历程中所处阶段与美 国不同，中美两国环境管理体制和政策传统也存在差异。因此，在国内实施排污权交易 时，尤其是涉及跨区域、跨行业的交易，必须认真考虑这些差异可能带来的困难。 ( 4 ) 中美两国在开展二氧化硫排污权交易的条件方面有很多共同点：例如，两国都 面临巨大的减排压力，都拥有足够多的排放源，且排放源之间的削减成本差异很大，这 些都是排污权交易计划成功的必要条件。近年来，两国还积极将排污权交易仅作为一种 污染控制手段的理论升华为“资源配置机制”，体现出排污权交易理论与其他理论相融 合的趋势。 大连理工大学专业学位硕士学位论文 3 燃煤电厂二氧化硫排污权交易的技术与制度基础 3 1 燃煤电厂生产工艺路线及二氧化硫排放环境影晌分析 3 1 1 燃煤电厂生产工艺路线 燃煤电厂主要生产工艺流程是将原煤磨碎后，送入锅炉中燃烧，转换为热能，把水 加热成高温、高压蒸汽。蒸汽送入汽轮机中膨胀做功，将热能转化为机械能，汽轮机带 动发电机发电，将机械能转换为电能。锅炉产生的烟气经除尘器除尘及烟气脱硫处理后， 利用高烟囱排放；除尘器除下来的灰和炉底渣经除灰系统送综合利用或灰渣场。通常情 况下燃煤电厂生产工艺流程主要包括热力系统、燃烧系统、电气系统、水处理系统、燃 料运输系统、除灰渣系统和供排水系统。典型燃煤电厂生产工艺流程如图3 1 所示。 图3 1 典型燃煤电厂生产工艺流程 f i g 3 1t y p i c a lc o a l f i r e dp o w e rp l a n tp r o d u c t i o np r o c e s s 3 。1 2燃煤电厂二氧化硫排放量的计算方法 燃煤电厂二氧化硫排放量计算通常采用下列公式h 4 】： m s 0 2 = 2 b g ( 1 1 1 1 0 0 s 0 2 ，) ( 1 一而q 4 ) 而s a r k ( 3 1 ) 公式中： b 卜锅炉的燃煤量，t 1 1 ； 燃煤电厂二氧化硫排污权交易体系研究 q 4 一机械未完全燃烧热损失，； s a 卜一收到基硫份，； k _ 一s 0 2 的排放系数； q s 0 2 一锅炉的脱硫效率，； 从公式分析可知，对于燃煤电厂锅炉燃煤量、机械未完全燃烧热损失、s 0 2 的排放 系数相对恒定的情况下，实现s 0 2 减排主要方法就是提高锅炉的脱硫效率和降低燃煤煤 质含硫量。 3 1 3 二氧化硫排放的主要环境影响 二氧化硫又名亚硫酸酐，是无色有刺激性臭味的气体，密度为1 4 3 3 7 千克立方米， 熔点7 6 1 ，沸点1 0 ，易溶于水。在催化剂作用下，易被氧化为三氧化硫，遇水即 可变成硫酸。据估算，世界每年向空气中排放二氧化硫量已达1 5 亿吨，占总毒气量1 4 。 二氧化硫是大气中最常见的污染物之一。空气中二氧化硫长期的影响会导致多种疾病， 如：上呼吸道感染、慢性支气管炎、肺气肿等，危害人类健康。二氧化硫在氧化剂、光 的作用下，会生成使人致病、甚至增加病人死亡率的硫酸盐气溶胶，二氧化硫对人的呼 吸器官和眼膜具有刺激作用，吸取入高浓度二氧化硫可发生喉头水肿和支气管炎。长期 吸入二氧化硫会发生慢性中毒，不仅使呼吸道疾病加重，而且对肝、肾、心脏都有危害。 大气中二氧化硫对植物、动物和建筑物都有危害，特别是二氧化硫在大气中经阳光照射 以及某些金属粉尘( 如工业烟尘中氧化铁) 的催化作用，很容易氧化成三氧化硫，与空 气中水蒸汽结合即成硫酸雾，严重腐蚀金属制品及建筑物【6 】。 如果二氧化硫与雨水结合形成酸雨，将会带来更为不利的环境影响。酸雨问题已经 和臭氧层空洞和温室效应一起成为世界的三大全球性环境问题，它们直接威胁着全人类 生存。事实上，形成酸雨的原因很复杂，其中含有多种无机酸和有机酸，绝大部分是硫酸 和硝酸，尤以硫酸为主。硫酸和硝酸是由人为排放的二氧化硫和氮氧化物( n o x ) 转化 而成。煤和石油的燃烧以及金属冶炼等释放到大气中的二氧化硫通过气相或液相氧化反 应生成硫酸。 气相反应： 2 s 0 2 + 0 2 - - 2 s 0 3s 0 3 + h 2 0 - - h 2 s 0 4 液相反应： s 0 2 + h 2 0 h 2 s 0 32 h 2 s 0 3 + 0 2 2 h 2 s 0 4 大气颗粒物中的铁、铜、锰和钡等金属是上述氧化反应的催化剂。在大气中与水蒸 气混合，下雨时，雨水夹带这些酸性颗粒到地面，便形成了酸雨。酸雨的危害可分为以 下几个方面： ( 1 ) 危害人类身体健康 大连理工大学专业学位硕士学位论文 酸雨对正在成长发育的儿童、青少年的体质危害很大。调查发现，与清洁地区相比， 酸雨污染区儿童血压有下降的趋势，红细胞及血红蛋白偏低，而白细胞数较高。一些呼 吸道症状如咳嗽、胸闷、鼻塞、鼻出血的发生率增高，儿童哮喘发病率增加尤为突出， 甚至有6 个月的婴儿患哮喘病的病例。 对酸雨污染区调查表明，成年人人均患病次数、天数、医疗费用等都明显高于清洁 区，其中患呼吸系统疾病是清洁区的4 4 倍，患哮喘病为清洁区的2 6 倍，患心脏病为 清洁区的1 7 倍。实验室研究表明，酸雨对呼吸道中起主要防御功能的细胞有重要损伤 作用，其后果将会使呼吸道感染，肺肿瘤的发生机会大大增加，甚至会诱发癌症。 ( 2 ) 危害动植物的生长 过去许多科学家认为，酸