（环境工程专业论文）交通能源替代效益分析——以北京市清洁汽车为例.pdf

北京交通大学硕士学位论文 摘要 汽车作为现代文明的标志，在为人们提供便捷、高效出 行服务的同时，也产生了环境污染、能源短缺以及安全频发 等诸多负面效应。随着我国改革开发的逐步深化，国民经济 持续快速发展，由之引发的机动车保有数量呈现出强劲的增 长势头。以首都北京为例，从1 9 9 0 年至今，机动车年均增长 率超过1 5 。己由当初的5 0 万辆增至2 4 0 万辆以上，机动车 的能源消耗也迅速增加。 基于调整能源消耗结构、改善城市大气污染，北京市从 上世纪末开始大力推广应用替代能源汽车，确定了包括液化 石油气( l p g ) 汽车、天然气( n g ) 汽车、电动汽车等在内的 清洁汽车发展战略。作为一种新生事物，发展替代能源车辆 需要巨大的经济投入，为准确评价其所带来的社会经济效益、 辅助科学决策，有必要对其所产生的能源替代效应进行系统 研究。本文综合运用系统工程、技术经济学、环境经济学等 学科的相关原理与方法，以北京市燃气汽车发展为背景，探 索性地进行了交通能源替代效益的评价研究。 论文共分五章。 第一章绪论。主要介绍了本文的研究背景、选题意义和 文章要点。 第二章能源效益分析方法的综述。通过对比分析能源效 益分析方法，选择一种作为本文的分析方法，并确定了文章 北京交通大学硬士学位论文 的研究思路。 第三章影子价格。通过对影子价格的介绍和计算，确定 了能源影子价格的计算方法。 第四章交通能源替代经济分析。分别研究了北京市机动 化水平、交通能源需求、经济发展水平、能源消耗与g d p 的 关系，并对北京市交通能源进行了预测。 第五章案例分析。以北京市燃气汽车为例，估算了燃气 汽车在2 0 0 4 年的能源替代效益，并对未来可能的能源替代效 益做了预测。 关键诃：费用一一效益分析：影子价格；清洁汽车；能源替 代效益 2 北京交通大学硕士学位论文 a b s t r a c t a st h es y m b 0 1o fm o d e r nc i v i l i z a t i o n ， v e h i c l eg i v e p e o p l eam o r ec o n v e n i e n ta n dm o r ee f f e c t i v el i f e a t t h es a m et i m e ，s o m em i n u sd o m i n oe f f e c t so c c u r ，s u c h a se n v i r o n m e n tp o l l u t i o na n ds h o r to fe n e r g ys o u r c e s a l o n gw it ht h ed e e p e n e dr e f o r m a ti o n a n dd e v e l o p e d e c o n o m y ， t h ea m o u n to fv e h i c l ei n c r e a s e sq u i c k l y t a k e t h ec a p i t a lb e i j i n gf o re x a m p l e ，f r o m1 9 9 0u pt ot h e p r e s e n t ， t h ev e h i c l ea n n u a li n c r e a s i n gr a t ee x c e e d s 1 5 ，( f r o m5 0m i l l i o nv e h i c l ei n1 9 9 0t o2 4 0m i l l i o n a tp r e s e n t ) ，t h ec o n s u m p ti o no fe n e r g ysourcesg r o w s u pr a p i d l y 。 f r o mt h ee n do fl a s tc e n t u r y ，b e i j i n gb e g a nt oa p p l y s u b s t i t u t ef u e lv e h i c l e ( c o n t a i n i n gl p g v 、n g v 、e va n d s oo n )t oa d j u s te n e r g ys o u r c e sc o n s u m p ti o ns t r u c t u r e a n di m p r o v et h ec i t ya t m o s p h e r ep 0 1 l u t i o n t oe v a l u a t e t h es o c i a le c o n o m yb e n e f i to fs u b s t i t u t ef u e lv e h i c l e ， t h es y s t e mr e s e a r c hisn e c e s s a r y t h et e x tu s e st h e k n o w l e d g e o f s y s t e se n g i n e e r i n g 、 t e c h n 0 1 0 9 y e c o n o m i c s 、e n v i r o n m e n te c o n o m i c s a n d s t u d i e s t h e t r a f f i ce n e r g ysourcess u b s t i t u t eb e n e f i t t h et e x tc o n t a i n sf i v ec h a p t e r s 。 3 北京交通大学硕士学位论文 l 、i n t r o d u c ti o n t h i sc h a p t e ri n t r o d u c e st h e b a c k g r o u n d 、s i g n i f i c a t i o na n dt h ec o n t e n t 2 、s u m m a r i z et h ee n e r g ys o u r c e sb e n e f i ta n a l y s i s t e c h n i q u e t h i s c h a p t e r c o n t r a s t sa l lo ft h e e n e r g y s o u r c e sb e n e f i ta n a l y s i s t ec h n i q u e ，a n dc h o o s e so n eo f t h e mt oa n a l y s e 3 、s h a d o wp r i z e t h isc h a p t e rs t u d i e st h es h a d o w p r i z ea n dc h o o s ec a l c u l a t em e t h o do fe n e r g ys o u r c e s s h a d o wp r iz e 4 、t r a f f i ce n e r g ysourcess u b s t i t u t e t h i sc h a p t e r s t u d i e sv e h i c l eq u a n t i t y 、t r a f f i ce n e r g yr e q u i r e m e n t 、 e c o n o m yd e v e l o p m e n t 、r e l a t i o nb e t w e e ne n e r g ys o u r c e s a n dg d pi nb e i j i n g ，a n df o r e c a s t st h et r a f f i ce n e r g y s o u r c e s 5 、c a s ea n a l y s e t h ec h a p t e re s t i m a t e st h ee n e r g y s o u r c e ss u b s t i t u t eb e n e f i ti nt h ey e a r2 0 0 4a n d f o r e c a s tt h ep o s s i b l ee n e r g ys o u r c e ss u b s t i t u t e b e n e f i ti nt h ef u t u r e k e y可o r d s ： c o s t b e n e f i ta n a l y s i s ；s h a d o wp r i c e ； c l e a n f u e lv e h i c l e ； e n e r g ys o u r c e ss u b s t i t u t eb e n e f i t 4 北京交通大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 研究背景 在人类社会发展进程中，能源总是处于举足轻重的地位。 能源不仅是人类社会进步和发展的物质基础，而且能源工业 的发展规模及速度影响社会经济的发展。1 9 世纪以来，随着 世界能源工业突飞猛进地崛起，人们的生活条件、经济发展 也有了巨大的变化。但是过度开发和使用不可再生能源的同 时也使得人类面临着资源枯竭、环境破坏的局面。因此，改 变目前能源消费状况、实现能源的可持续利用已受到当今世 界的普遍关注。按目前能源储藏量和开采速度之间的比值( 储 采比) 计算，全球石油可采4 0 年，天然气约6 0 年，煤炭的储 藏景最多可开采2 0 0 年。人类在下世纪中叶将面临石油和天 然气的短缺，虽然煤炭资源相对石油和天然气而言略显丰富， 但其蕴藏量仍有限，也会逐渐枯竭。能源储量的有限以及各 国对化石能源的严重依赖势必成为一对矛盾，给各国在经济 发展、国家安全等一系列方面造成影响，因此寻求一条可持 续的能源利用之路成为全球共识。 对我国来说，随着国民经济的快速发展，工业化、城市 化和汽车的迅速普及，导致能源短缺问题非常严重。我国能 源的人均拥有量非常短缺，尤其是稀缺能源石油。随着经济 的高速发展，中国也跨入了石油消费大国的行列。1 9 9 3 年以 来，中国从石油出口国变为石油净进口国。2 0 0 2 年中国进口 北京交通大学硕士学位论文 原油6 9 4 1 万吨，同比上涨1 5 2 ，而原油出口同比下跌4 5 ， 至7 2 1 万吨。据专家预测，按照目前石油探明储量和各大油 田的生产能力估算，今后国内原油产量增长有限，约为 1 8 2 0 亿吨年。然而随着经济发展对液体燃料需求的快速 增长，2 0 2 0 年我国石油消费量将增至5 亿吨，有3 亿吨需要 进口，对外依存度高达6 0 ，超过美国目前5 0 的水平。这 种能源消耗形势迫切要求节约能源，开发替代能源产业及产 品。 交通运输中的能源消耗在总的能源消耗中占有很高的比 例。在加拿大，交通运输系统消耗总燃油的6 6 ，其中绝大部 分为汽车运输所消耗；在美国，交通运输系统消耗总燃油的 6 0 ，其中7 3 为汽车运输所消耗。我国目前的交通能耗与总 能耗的比例还不是很高，燃油消耗中交通所占的比例一般在 3 0 左右。尽管如此，但随着道路交通的逐步机动车化，交通 系统所占的能源消耗比重会逐年增加，由于我国能源后备不 足。而交通系统对石油资源的过度依赖，会严重影响未来城 市经济的发展，对交通能源替代的研究就应运而生。 1 2 选题意义 因为任何资源原本是无价值的，它们的价值在于对人类 福利的贡献，所以能源问题研究的根本在于分配问题，即所 有能源问题的本质都在于能源及从中得到的福利随时间和空 间在各集团之间分配方式的冲突。能源替代效益研究是通过 对能源不同消耗途径的比较，寻找能源的最佳消耗条件，实 2 北京交通大学硕士学位论文 现能源的最大价值，达到能源对人类社会的最大贡献。 作为能源替代效益的初期研究，本文努力全面系统的分 析可用于效益分析的方法，比较其优劣，并选择一种进行定 量化研究。本文通过对北京市交通能源消耗现状的描述和理 解，把国际上采用的能源效益分析方法应用于交通领域，分 析北京市稀缺能源( 石油) 替代带来的效益。以燃气汽车为 例，用经济学的方法，通过影子价格的估算，把经济效益在 同一比较层面上货币化，分析得到对能源需求走势的判断， 以及能源替代对北京市经济发展的影响。 1 3 本文要点 能源的替代效应是指能源替代后对经济发展和区域能源 安全的作用。由于能源的稀缺性，在某一领域的使用必然会 减少其在另一领域的使用，只有对其进行最优化配置，对社 会经济发展才能产生最高的效益。 交通领域用其他能源替代石油资源，替代的石油用作其 他领域，或者留待未来使用，这种对于稀缺资源的替代效益 是巨大的，甚至是不可衡量的。从1 9 9 9 年清洁汽车行动至今， 其他能源的逐步试用以及市场化推广节省了大量的石油资 源，并且由于国家的重视，清洁汽车的推广力度还会加大， 交通领域石油替代会产生更大的效益。本文通过对一些数据 的分析估算，分别对过去( 2 0 0 4 年) 已经产生的替代效益和 未来可能产生的效益作估计。 北京交通大学硕士学位论文 石油是稀缺资源，替代石油资源的效益不能用其市场价 格来计算。影子价格是反映资源稀缺程度的概念，指在最佳 条件下单位资源所产生的效益增量。能源的替代效益= 能源的 影子价格能源的替代量。能源的影子价格，即能源的实际 价值，不是固定的参数，由能源的稀缺性和有用性决定，各 个时期也不相同。本文的重点就在于把对能源效益的计算转 化为计算能源的影子价格，这样把一个难以衡量的参数通过 经济学理论，转化为可以计算求得的数据，使得定量化有了 依据。 4 北京交通大学硕士学位论文 2 能源效益分析方法的综述 2 1 能源效益分析方法 能源的稀缺性决定了决策者必须合理配置有限的能源， 以提高其利用效率，而进行能源效益分析的方法，归纳起来 主要包括费用一效益分析方法和费用一效果分析方法两 种。这两种经济分析方法在实际使用过程中各有利弊，下文 对此做出了比较。 2 1 1 费用效益分析 ( 1 ) 费用效益分析方法的定义与发展啪 费用一一效益分析( c o s t _ b e n e f i ta n a l y s i s ) 方法，简 称c b a 方法，是指基于折现的效益和费用的量值大小来判断 和评价公共部门或非营利部门的项目( 或计划) 和投资的资 源配置效率性的一种方法框架。 c b a 的理论和实践的发展大致经历了三次热潮。第一渡是 美国联邦政府于1 9 3 6 年制定的洪水控制条例开始引用c b a 原理，明确要求所批准的项目“产生的效益要超过所遭致的 费用”。自此之后，随着进步党人( p r o g r e s s i v e ) 主张的政 务和事务相分离的政府组织原则的推广，各国政府相信，公 共行政事务的程序和条例有可能与政治分离而建立在相对稳 定的“科学”基础之上，c b a 从而得到广泛应用。第二波是 1 9 3 9 年以后开始的，学术界致力于将c b a 建立在福利经济学 北京交通大学硕士学位论文 的基础之上，这就是所谓k a l d o r _ h i c k s 的补偿准则或被称为 潜在的帕累托( p a r e t o ) 准则。以后的学者们证明了，在不 存在公共物品、外部效果和外部干预时，用完全竞争均衡的 市场价格计算的净效益( 或补偿变异c v ) 代表资源配置效率 改进的量( 符合补偿准则) 。当然，要求所讨论的社会状态 的变化具有边际性。这样就从理论上证明了从社会角度的c b a 与商业角度的传统的资本预算程式( c a p i t a lb u d g e t i n g p r o c e s s ) 具有框架上的一致性同时也给出了两者可能产生 结论差异的原因。c b a 的第三波热潮是在2 0 世纪6 0 年代末至 8 0 年代，由国际经济组织和发达国家的对外援助机构推动的， 旨在解决受援国因价格扭曲而造成的评价失真问题。当时， 一批一流的经济学家致力于发展一套以边境价格为基础的影 子价格或价格转换系数，将c b a 原理用于般项目的评价。 我国当时也受此推动制定和颁布了建设项目经济评价方法 与参数。这些对推动当时发展中国家的投资决策起了很大 的作用。 ( 2 ) 费用效益分析方法的分类 能源是一种环境要素，能源效益也是一种环境效益。下 面对环境费用一一效益分析方法进行分类。 市场价值法( 或生产串法) 这种方法把环境看成是生产要素。环境质量的变化导致 生产率和生产成本的变化，从而引起产值和利润的变化，而 产值和利润是可以用市场价格来计量的。市场价值法就是利 用因为环境质量变化引起的产值和利润的变化来计量环境质 6 北京交通大学硕士学位论文 量变化的经济效益或经济损失。 a 减少土壤流失可以保持、甚至增加山地农作物的产薰。 土壤保护规划由于增加了生产率而得到了效益；经济效益可 以用稻谷的增产量乘以它的市场价格来计算。 b 灌溉水水质的改善。例如，盐分降低可以提高作物的 生产率。产量的增加乘以产品的价格可以作为水质改善的效 益。 c 化工厂空气污染对厂周围的农业生产率有不利影响， 损失农作物的产量的经济价值可以作为减少污染所得到的利 益。 d 空气污染可以引起某些材料的腐蚀和损坏。这种损坏 可以通过材料的处理、涂漆或更新来补救。其所消耗的货币 价值是可以计量的，把这种费用当作治理空气污染带来的效 益。 机会成本法 用环境资源的机会成本来计量环境质量变化带来的经济 效益或经济损失。当某些资源应用的经济效益不能直接估算 时，机会成本法是一种很实用的评价技术。 任何一种自然资源的使用，都存在很多相互排斥的备选 方案，为了做出最有效的选择，必须找出社会经济效益最大 的方案。资源是有限的，且具有多种用途，选择了一种使用 机会就放弃了其它使用机会，也就失去了相应的获得效益的 机会。我们把其它使用方案中获得的最大经济效益，称为该 资源选择方案的机会成本。例如，资源m 有a 、b 、c 、d 四种 北京交通大学硕士学位论文 使用方案。a 、b 、c 三种方案所获得效益是可计量的，分别为 1 0 0 0 元、2 0 0 0 元、3 0 0 0 元，而d 方案效益难于计算，如果按 d 方案进行使用，就失去了按照a 、b 、c 方案使用m 资源的机 会，a 、b 、c 方案中获得的最大经济效益为3 0 0 0 元。那么， 3 0 0 0 元就是m 资源按d 方案使用时的机会成本。 在环境污染或破坏带来经济损失计算中，由于环境资源 是有限的，环境污染了就失去了其它的使用机会。在资源短 缺的情况下，我们可用它的机会成本，作为由此引起的经济 损失。这里必须强调，资源必须是稀缺的，资源污染的损失 才是机会成本，否则机会成本为零。 恢复和防护费用法 全面评价环境质量改善的效益，在很多情况下是很困难 的。实际上，许多有关环境质量的决策是在缺少对效益进行 货币评价的基础上进行的。对环境质量的最低估计可以从减 少有害环境影响所需要的经济费用中获得，可把恢复或防止 一种资源不受污染所需的费用，作为环境资源破坏带来的最 低经济损失。 影子工程法 恢复费用法的一种特殊形式，是在环境破坏后人工建造 一个工程来代替原来的环境功能，用建造新工程的费用来估 计环境污染或破坏所造成的经济损失的一种方法。例如，一 个旅游海湾被污染，则另建造一个海湾公园来代替它；附近 的水源被污染，需另找一个水源来代替，其污染损失至少是 新工程的投资费用。 北京交通大学硕士学位论文 森林效益的计量可以作为影子工程法的另一个实例。森 林每年给社会带来多少效益不易计算，可假定森林不存在， 用另外的办法来取得现有森林对社会的效益究竟每年要花多 少钱。这笔费用作为森林的效益。涵养水分实测单位面积森 林涵养水分量，尔后求出总的涵养量，用库存同等量水库的 基建费和运行费，作为森林涵养水源的效益；森林固土功能， 算出该地区的总固土能力，尔后用拦蓄泥沙工程代替，这笔 费用作为森林固士功能的效益；森林制氧效益，算出制多少 氧，尔后用市场价来计算，则为森林的制氧效益。把这些效 益都加起来，则为森林的效益。 调查评价法 在缺乏价格数据时，不能应用市场价值法。可以通过向 专家或环境资源的使用者进行调查，以获得环境资源的价值 或环保措施的效益。常用的方法有专家评估法、投标博弈法。 专家评估法就是通过专家对环境资源价值或环境保护效 益进行评价的一种方法。 投标博弈法是被询问者参加某项投标过程确定支付要求 或补偿的愿望的方法。例如，对某一公园的价值估算，可询 问公园的使用者，为了维持公园的开放，是否愿意每年支付 1 0 元，如果回答是肯定的，所支付费用继续提高，每次增加 一元，一直提高到回答否定时为止。如果对开始要求支付的 l o 元就不同意，就采用相反的程序，直到肯定为止，从询问 中找到愿意支付的准确数据。 人力资本法 9 北京交通大学硕士学位论文 环境质量的变化对人类健康有很大影响，与健康影响有 关的货币损失有三方面：a 过早死亡、疾病或者病体造成的 损失；b 医疗费开支增加；c 精神或心理上的代价。为了 评价环境污染对人体健康造成的货币损失，经济学家们提出 了很多方法，人力资本法是发展最快的一种。 人力资本法将环境污染引起人体健康的经济损失分为直 接经济损失和间接经济损失两部分。直接经济损失包括预防 和医疗费用，死亡丧葬费等。间接经济损失：病人、非医务 人员护理、陪住影响劳动人工时造成的损失等。 人力资本法评价的不是人的生命价值，而是在不同环境 质量的条件下，人因为发病或死亡对社会贡献的差异，以此 作为环境污染对人体健康影响的经济损失。 ( 3 ) 费用效益分析方法的优缺点 。 作为一种经济分析方法，费用一效益分析通过界定和度 量效益和费用，判断一个项目或政策方案的实施是否能改进 资源配置的效率。费用和效益是社会成员个别费用和效益的 叠加，而不考虑费用和效益在社会成员中的分配问题。费用 一效益分析的计量单位是货币，但计量标准不一定是市场价 格，当市场价格无法真实反映其价值时，采用支付意愿( 实 际支付和消费者剩余) 或进出口平价等作为计量的标准。 费用一一效益分析以其简洁、明了和透明性，更易被人 们接受。尽管管理科学家和数学家发明了很多更“先进”、 更具复杂技术的评价方法，如多目标层次分析( a h p ) 法、模 糊评价( f a m ) 法和数据包络( d 队) 法等，但还是停留在发 1 0 北京交通大学硕士学位论文 表论文阶段，至今仍没有被政府部门或有关机构采纳，作为 正式的政策或法规的评价准则。在公共事务的决策过程中， 信息的透明清晰是非常重要的，复杂的方法技术掩盖了事物 的真相并不可取。就方法本身而言，费用一一效益分析只用 到一些简单的四则运算，但其主要工作在于效益与费用的界 定和计量。在市场导向的经济社会，没有比货币有更为统一 的、可供比较的参照物，这可能是c b a 被实践广泛接受的又 一个重要原因。正如市场机制提供信息让消费者做出正确的 选择一样，c 队提供效益和费用的分析比较有利于决策者选择 最佳的方案。因此，费用一一效益分析得到了广泛的应用。 尽管费用一一效益分析得到了广泛的应用，但是还存在 一定的局限性，例如，费用一一效益分析的难点在于费用与 效益的界定和计量，表面上看来似乎很精确，但实际上这种 精确可能是不准确的甚至是虚假的，尤其对于环境和健康改 善等效益的货币化估计；费用一一效益分析建立在一系列的 假定条件基础上，其中有些假定条件在实践中或许不存在， 例如u n i d 0 法计算影子汇率时，假定各种外贸品的权数能准 确给定，然而实际上却很难办到；在实际应用中，费用一一 效益分析需要大量的基础数据和资料，增加了很多难度。除 了上述缺点之外，费用一一效益分析的局限性最突出的表现 在不能很好的解决代内公平和代际公平问题。 ( 4 ) 费用效益分析方法的适用性 从政府角度考虑项目的经济效益应该着眼于项目对国民 经济的贡献而不是财务分析的收益。由于在现行的财务、税 北京交通大学硕士学位论文 收制度和价格体系下，财务分析往往不能说明项目对于整个 国民经济的真实贡献，尤其是对于一些原油、采矿、电力、 水利工程、公路、桥梁、文教、环境、林业、卫生等项目， 因此有必要引入费用一一效益分析来解决财务分析不能正确 反映项目对国民经济的真实效益和费用的问题。 费用一一效益分析广泛应用于工业项目、交通运输项目、 邮电通讯项目、农业项目、林业项目、城市公用设施项目、 环境保护项目、房地产项目和社会事业项目等。对于一般中 小型的工业项目而言，由于其费用和效益一般容易界定并用 货币量化，在市场机制完善的条件下，费用一一效益分析的 结论与市场的投资准则趋于一致。但对于大型工业项目，特 别是对于基础设施、环境保护项目和社会事业项目，由于这 类项目并不以效率为唯一目标，很大程度上要考虑社会公平 目标，于是不可避免的与以效率为目标的费用一一效益分析 产生冲突；另外，有些项目的效益主要体现在环境改善和人 类生命质量提高等方面，而此类效益是很难用货币计量的。 费用一一效益分析对类似效益的计量方法的依赖限制了其广 泛应用。因此，在项目的效益难以用货币计量的情况下，一 种退而求其次的方法就是费用一一效果分析方法，避开效益 货币化的努力，直接用效果指标这一自然单位来度量项目的 效益。 2 1 2 费用效果分析 ( 1 ) 费用效果分析方法的定义和原理 1 2 北京交通大学硕士学位论文 费用一一效果分析( c o s t e f f e c t i v e n e s sa n a l y s i s ) 方 法，简称c e a 方法，是指在确定的控制目标下，分析达到这 一目标的不同方法和费用，从而提供方案选择的依据。其基 本思想是以最低的费用去实现确定的计划目标，在达到同一 目标条件下比较各种方案的费用的大小。费用是指实施某项 措施或方案所消耗的全部人力资源和社会资源( 通常用货币 来表示) ，包括公共支付和个人支付。效果是指有用效果， 由各种使用价值构成，有满足人们各种需要的属性。确定效 果指标，即反映目标实现程度的指标，是费用一一效果分析 的关键。 费用一一效果分析首先根据项目的目标选择恰当的效果 指标，之后计算各项费用支出，包括直接费用和间接费用。 对于效果已明确无误的被确定的情况，从中选择费用最小的 方案( 这种方法被称为最小费用法) ；反之，也可能在给定 费用的前提下，选择效果更好的方案( 这种方法被称为固定 费用法) 。对于费用和效果均不确定的情况，应该采取费用 一一效果比指标。费用一一效果比具体的将费用和效果联系 起来，采用单位效果所花费的费用或每一货币单位( 每花费 一元钱) 的费用所产生的效果来表示( 如每延续生命一年所 花费多少万元或每花费一万元所挽救的生命数) ，是费用一 一效果分析中的一个具有重要参考价值的非经济指标。 ( 2 ) 费用效果分析的基本程序 在应用费用一一效果分析方法对项目进行经济分析时， 一般按以下几个步骤进行： 北京交通大学硕士学位论文 明确辨别项目所要实现的预期目标或目的。项目的目 标可能是单一的，也可能是多目标，单一目标的项目评价相 对简单，多目标的项目评价相对复杂，应对项目的预期目标 合理界定，防止目标追求的过多过滥。 制定达到目标要求的任务要求。随着项目目标的确定， 需要进一步确定实现目标的任务要求。确定任务要求的过程， 既是明确如何实现目标的过程，又是检验能否实现目标的过 程，因此，目标对制定任务要求有规定性，任务要求对目标 的合理制订具有反馈调整作用。 构想并提出完成预定目标和任务的备选方案。应该尽 可能多的提供可以选择的方案，然后再通过分析比较进行筛 选。 对备选方案的费用和效果予以正确的识别和计量。不 同项目具有不同的目标，项目产生的效果又相差很大，因此 效果指标的选择既要便于计量，又要能够切实度量项目目标 的实现程度。 备选方案间的比较评价。采用费用一一效果分析对方 案进行比较和选择，其基本做法就是对比不同方案的费用和 效果，从中选择最好的方案。 进一步分析比较各选方案，进行必要的材料补充和深 化研究。各备选方案在经过上一步的比较评价后，可以大致 排出方案之间的优劣次序，淘汰那些明显较差的方案，保留 两三个相对较好的方案，供进一步分析比较。在这一阶段， 对项目的目标和必要性进一步修正和认定，对保留下来的各 1 4 北京交通大学硕士学位论文 选方案进行必要的补充研究，加深关键问题的研究，提高数 据质量，然后在进行方案的比较评价。 进行敏感性分析和其他不确定性分析。在敏感性分析 中，对因素变动下的评价指标进行计算，由此确定各影响因 素变动对项目目标的影响程度，对可以控制的因素 制订控制措施，对无法独自控制的因素，寻找防范措施 和对策。其他不确定性分析方法有情景分析法、概率分析法 和风险分析法等。 写出分析或者研究报告。报告应包括项目背景、问题 与任务的提出、目标确定与依据、推荐方案和备选方案的技 术特征和可行性、资金来源、项目的组织与管理、费用和效 果的识别与计量、有关假设与依据、不确定性分析的有关结 论等，比较评价分析，提出推荐方案或少数备选方案，分析 有关方案的优缺点，供最终决策参考。 ( 3 ) 费用效果分析的优缺点 费用一一效果分析避开了将环境、健康等效果转化为货 币化效益的技术难题，通过比较不同各选方案的费用和效果， 以费用效果比率的形式为决策提供依据，从中选择最好的方 案。费用一一效果分析具有相对简单的优点，只是处理技术 效率问题，它寻求回答以下问题：如果已知要达到的目标， 那么实现该目标最好的途径是什么? 或者花费已知费用实现 该目标最好的途径是什么? 此外，效果指标一般是一个平均 受益的概念，排除了支付意愿的差异，从而在一定程度上避 免了费用一一效益分析只考虑效率不考虑公平分配的问题。 北京交通大学硕士学位论文 用单一的时间节省和避免伤亡等实物指标，在一定程度上解 决了c b a 单纯追求效率的倾向。正是因为费用一一效果分析 相对简单的优点，使该方法在非工业项目尤其是卫生保健项 目中得到了广泛的应用。 在实际应用中，费用一一效果分析也有其局限性，具体 体现在以下几个方面： 费用一一效果分析不能比较具有不同目标的项目，而 且至少要有两个以上的具有共同目标的备选方案，费用一一 效果分析只能从中选择最佳方案而不能从项目的效果和费用 的直接比较中进行经济评价； 费用一一效果分析中的最小费用法通常基于一定的假 设，而不是两种替代方案的产出相同，如果进一步检验，结 论也许不是这样，因此在经济评价时，最好是费用和效益结 合起来综合考虑； 在费用一一效果分析中经常遇到这样一种情况，即项 目a 的费用和效果低于项目b ，那么就要考虑项目b 为了获得 额外效果付出的额外费用是否值得，而这种额外费用的资源 是来自其他项目，这样必须返回更广泛的比较范围中去。而 这是费用一一效益分析的内容，而不是费用一一效果分析的 内容，因此在既定的预算范围内对于费用一一效果分析非常 重要。 ( 4 ) 费用效果分析的适用性 当资金有限、数据缺乏或者知识水平难以确定或用货币 量化项目的效益时。可以考虑采用费用一一效果分析方法。 1 6 北京交通大学硕士学位论文 费用一一效果分析避开了将效益用货币量化的技术难题，代 之以自然单位计量，寻求达到特定目标费用最为节省或者使 固定费用产生的效果最好的方案。这种方法最早用于国防和 军事项目，后来被应用于环境、卫生、安全和教育等项目， 尤其是在卫生项目中应用更为广泛。使用费用一一效果分析 需要满足如下条件：有共同的明确的并可达到的目的或目 标；有达到这些目的或目标的各种实施方案；对问题有 一个限制的范围。共同的目的或目标是进行方案比较的基础， 不同目标的比较是没有意义的。费用一一效果分析的局限性 规定了必须有两种以上的备选方案。对于问题的界线有所限 制，例如费用和效果等，使考虑的方案限制在一定的范围内。 由于费用一一效果分析度量费用和效果的标准不一致， 费用采用货币计量，而效果采用自然单位计量，因此无法从 费用与效果的直接比较中得出项目是否值得的结论。这种方 法只能从若干备选方案中选择“最好的方案”，但是，我们 还是无法从中得出这个“最好的方案”是否值得实施的结论。 另外，在不同方案的目标和费用均不一致的情况下，这种方 法也无法回答为了达到更高的目标所付出的增量费用是否值 得的问题。正因为这些局限性，最近有不少学者致力于研究 如何把费用一一效果分析转换为费用一一效益分析，但尚未 见有可供实用的进展。这种转换的思路是，通过观察增量的 效益费用比( e f f e c t c o s tr a t i o ) 是否大于所有公共开支的 边际成本( m a r g i n a lc o s to fp u b l i cf u n d 一一m c f ) 来判断 由费用一一效果分析选出的项目是否值得投资。 1 7 北京交通大学硕士学位论文 2 2 本文的研究思路 根据上面对费用一一效益分析方法和费用一一效果分析 方法的比较，结合能源效益分析的特点，本文采用费用一一 效益分析方法中的机会成本法，进行能源替代效益的分析， 通过对影子价格的估算，得到能源替代效益的量值。 费用一一效益分析方法对项目采用定量分析的方法，最 终得到一个主要的指标来确定项目的好坏。虽然数量化并不 一定是科学化，但至少是严格科学方法的一个前提。因此， 本文采用费用一一效益分析方法，而不采用费用一一效果分 析方法。 由于能源的稀缺性，使得能源的价值不能由单纯的市场 价值体现出来，且能源损失减少的社会效益不能直接估算， 因此，本文采用费用一一效益方法中的机会成本法计算能源 的替代效益。 用机会成本确定自然资源的价格，体现了自然资源的稀 缺性，某一经济当事人使用了某一资源，其他经济当事人就 丧失了利用同一资源获取纯收益的机会，机会成本也将放弃 的机会可能代入的纯收益计入成本中。机会成本的计算，即 影子价格的确定是文章的关键，将在以后的章节中重点研究。 北京交通大学硕士学位论文 3 影子价格 3 1 影子价格的定义 3 1 1 狭义影子价格 影子价格( s h a d o wp r i c e ) 一般定义是指在最佳条件下 单位资源所产生的效益增量，即资源被合理利用所带来的社 会经济效益，又称为“最优价格”。其实质是利用有限资源 的机会成本，在国民经济评价中被用于作为衡量项目投入物 和产出物价值的价格。它是既能体现特定资源的劳动消耗( 社 会价值) ，又能反映该资源稀缺程度( 供求关系) 的国家参 数。从经济学优化理论来解释即为在一定资源条件下达到一 定产出的最小费用问题中，它表示增加单位产出所需要的边 际成本；在可再生资源的最佳利用问题中，它表示每一时刻t 可再生资源的单位增量在系统t 时刻对原累积总效益的边际 贡献。由以上定义可以看出，狭义影子价格突出体现了能取 得最大的边际效益即效益最优。”3 3 1 2 广义影子价格 宏观经济的广义影子价格系指作为计算各种方案的社会 效益的一种统一标准，是资源边际变化对社会所作贡献的价 值。在完全自由购买、没有任何意外力量作用条件下，某种 资源在各种可供选择的用途中进行分配，当使国家、社会得 到最大效益时的产品价格即为广义影子价格。 1 9 北京交通大学硕士学位论文 鼬 爿x 6 ( 3 2 ) 此处x = g 一，) r 代表决策变量，c = ( c l ， c 。) 是价值向 a 仁吲 m 。， z = 蔷g 蚶t ( 3 - 4 ) 北京交通大学硕士学位论文 z ：丝 1 捌 ( 3 5 ) 以上影子价格是这样定义的：在具备下列条件时，整个 经济处于帕累托最优状态，这时的市场价格就是影子价格。 所有企业生产的同种产品的质量相同；买主和卖主的产 品数量相对于整个市场来讲是非常小的，企业可以以现行价 格卖出全部产品；资源和技术对所有生产者来说机会均等， 投资和建厂不受限制；价格完全由市场调节，没有外来干 预；市场信息畅通，买卖双方都可以获得完备信息，不存 在相互欺骗；不存在外部效果：不存在无形效果。在这 些条件下的市场价格就是项目评价中的影子价格。“1 3 3 影子价格的计算 针对不同的行业和目的，影子价格表现为不同的意义。 资源的影子价格是对资源进行合理配置的重要依据，下文分 别从矿产资源和企业现代管理的角度利用影子价格进行资源 的价值分析。 3 3 1 矿产资源价值模型锄 矿产资源是在长期的地质作用下自然形成的，其价值主 要是由于它的有用性、稀缺性及存在所有权而产生的。矿产 资源本身的差异性，又决定了矿产资源有优等、中等、劣等 资源( 边际资源) 之分。而其不可再生性及可耗竭性，迫使 2 l 北京交通大学硕士学位论文 劣等资源的投资者必须把等于劣等资源的机会成本，亦称为 稀缺性租金付给资源的所有者，以便取得开采劣等资源的权 力，同时也作为对劣等资源耗竭的补偿。稀缺租金在数量上 等于： 足。o2 昂一 积品 ( 3 6 ) 式中，p o 为矿产品的现价：m c o 为开采劣等资源的边际 成本( 包含投资平均收益) ；r 一埘已0 ，否则劣等资源的 投资者无利可图，该资本就会流到其他领域。 显然，开采优等、中等资源的边际成本m c ，小于开采劣 等资源的边际成本。因此，资源所有者，对优等、中等资源 的收益( 租金) 为 = 昂一心 ( 3 7 ) 式中，m c 为非劣等资源的边际成本。 将式( 3 6 ) 代入式( 3 7 ) 有： r o2 r 。o + ( 扪品一 ( 3 8 ) 式中，( m c o m c ) 称为级差租金。 由此，矿产资源的价值( 资源所有者的收益) 等于劣等 资源的价值( 稀缺性租金) 与级差租金之和。 3 3 2 企业现代管理中资源的影子价格 影子价格通常指资源利用问题线性规划对偶模型的最优 解。根据线性规划的对偶原理，在运用单纯形法求出原问题 线性规划模型的最优解的同时，其对偶规划模型的最优解即 北京交通大学硕士学位论文 可直接得出，就可计算出各种资源的影子价格。如果原线性 规划模型在一定资源约束的条件下，按一定的生产消耗关系 生产一组产品，寻求总体效益( 如产值) 目标函数最大化问 题：那么，其对偶模型对偶变量的最优解，则分别表现为相 应资源的影子价格。 影子价格不同于市场价格。影子价格代表在资源合理配 置的条件下，对资源使用价值的合理估价；这种估价是针对 具体的经济系统和最优决策而言的，因而又称为最优计划价 格；影子价格随着经济系统及最优决策的不同而改变，所以 没有最有决策就没有影子价格。在完全市场经济的条件下， 当某种资源的市场价格低于影子价格时，企业应买进这种资 源用于扩大生产而获得利润；当某种资源的市场价格高于其 影子价格时，企业决策者应该把这种资源出售出去，实现资 源的全社会合理配置，以提高资源利用价值。 作为资源的影子价格揭示的经济意义反映了：在一定条 件下增加( 或减少) 单位资源占用量对目标函数值的影响程 度，可将资源的影子价格视为单位资源的边际价格或机会成 本：着重说明了：在资源占用效果的方案分析中，资源的占 用者( 如企业或其他经济组织) 若放弃单位资源的利用，则 意味着将因此失去一次获利机会，其损失值是影子价格一市 场价格；而若增加资源的利用，企业将赢得一次增值为影子 价格一市场价格的获利机会。资源的影子价格是对资源进行 合理配置的重要依据。根据线性规划的对偶原理，影子价格 的确定与最优基密切相关，单纯形方法和对偶理论是确定最 北京交通大学硕士学位论文 优方案和影子价格的有效方法。 在企业中，可将资源的影子价格y i 看作该种资源的功能 f i ，则f i = y i ，其市场价格可以当作其成本c i ；那么根据价 值分析原理，可以确定资源的价值指数为： 矿：兰：盟 。 c fq ( f = l ，2 ，m ) ( 3 9 ) 若第i 种资源的价值指数km ，则说明只 d ，增加投入 单位第i 种资源会带来利润y ；一。i ；若第i 种资源的价值指数 _ 引，则说明j ， l 的资源；二是在所有价值指数 1 的资源中，应该首先考虑增加那些价值指数最大的资源投 入；从两可形成新的经济结构和最优决策，而这时各种资源 的影子价格和价值指数又会发生变化，仍需根据价值指数最 大原则增加资源的投入。这种用价值指数进行的经济分析和 对资源进行合理配置，比单纯用影子价格进行的分析就更具 有明显的经济意义。 3 4 本文影子价格的计算方法口m 3 为了解决发展中国家存在的种种客观因素使实际价格和 影子价格偏离较大的情况，资本主义国家学者i m d l i t t l e 和j m i r r l e e s 等人建议了一种从根本上解决的办法：在项 北京交通大学硕士学位论文 目评价时采用以国际价格( w o r l dp r i c e ) 为基础的价格体系， 他们称之为计算价格( a c c o u n t i n gp r i c e ) ，为书写方便， 简称l m 方法。口1 国家计划委员会和建设部共同颁布的建 设项目经济评价方法与参数中也采用了l m 方法计算项目 投入产出物的影子价格。1 l 一畦方法首先把货物分为两类：贸易货物( t r a d e dg o o d s ) 和非贸易货物( n o n t r a d e dg o o d s ) 。贸易货物是指那些部 分靠进口来满足需求的或者部分出口的货物，其生产或使用 将直接或间接影响国家进出口；对于贸易货物以外的货物和 服务都称为非贸易货物，其生产或彼用将不影响国家进出口。 3 4 1 贸易货物的影子价格 贸易货物的影子价格以实际可能发生的口岸价格为基础 确定，具体定价方法如下： ( 1 ) 产出物( 项目产出物的出厂价格) 直接出口产品( 外销产品) 的影子价格( s p ) ：离岸 价格( f o b ) 乘以影子汇率( s e r ) ，减去国内运输费用( t 1 ) 和贸易费用( t r l ) 。其表达式为： s p = f o b s e r 一( t l + t r l )( 3 一l o ) 间接出口产品( 内销产品，替代其他货物使其他货物 增加出口) 的影子价格( s p ) ：离岸价格( f o b ) 乘以影 子汇率，减去原供应厂到口岸的运输费用( t 2 ) 及贸易费用