第二章 决策支持研究之一
——火电绿色价格的理论内涵与政策组成

摘要：当前价格形成机制存在的一个重要问题是没有将生产活动的环境外部性进行充分的内部化，因此导致生产成本不能反映真实社会成本，从而导致产品价格过低和资源浪费。由于煤炭消费导致的环境排放是造成我国污染问题的主要原因，而火力发电的煤炭消费量占我国煤炭资源消费量的一半左右，因此，本章以火力发电为例，分析绿色价格的理论内涵和实现火电价格绿色化可以采用的政策手段。

2.1 中国火力发电的环境排放

中国经济高速发展，并伴随着快速的工业化和城市化，中国为此付出了高昂的环境代价，而空气污染问题已经成为中国所有城市未来面临的挑战。大气污染物是由诸多污染物组成的复杂混合物，目前的流行病学研究结果尚无法把健康效应归因于某种大气污染物。在目前公认的各种大气污染物中，主要包括颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM₁₀)、细颗粒物(PM_2.5)、SO₂以及NO_x。2003年，50%以上的中国城市人口生活在PM₁₀超过100μg/m3的环境中；2004年根据中国城市空气质量监测结果的分析，有26.6%的城市年均SO₂浓度劣于国家二级空气质量标准；52.6%的城市年均PM₁₀或者TSP浓度劣于国家二级空气质量标准。近年来，PM₁₀和PM_2.5开始逐渐取代TSP成为我国的常规大气污染物监测项目。

2010年，全国SO₂排放量为2185万吨，超过了环境自净能力的90%；NO_x排放量为2274万吨，烟尘排放量为829万吨。引发肺部疾病的灰霾中小于2.5微米的细颗粒物（PM_2.5）含量，是目前衡量大气污染程度的国际通行标准，世界卫生组织的标准为20μg/m3，目前全国58%的城市居民生活在PM_2.5超过100μg/m3的空气中。据IIASA测算，中国2008年PM_2.5排放量达1388万吨，占世界总排放量的34%。2008年，我国与大气污染有关的死亡人数达到50万人，其中婴儿占1/10；太原燃煤污染区肺炎、支气管炎发病率为对照区的3倍；煤烟中的多环芳烃等致癌物，导致我国肺癌居恶性肿瘤死亡原因榜首。（注：参见国家环境保护部：《2010年环境状况公报》；解振华：《进一步加快生态建设步伐》，载《经济日报》，2004—01—20；中国环境科学研究院：《中国环境及公众健康研究》，2003—04；IIASA，2010；绿色和平组织：《煤炭的真实成本——大气污染与公众健康》，2010—08。）

图2—1和表2—1比较了中美两个国家的PM₁₀的排放情况。以表2—1为例，我们分析了美国（近20年）和中国（近10年）PM₁₀的变化趋势。美国的PM₁₀浓度从1990年到2009年有了显著的下降，310个观测点PM₁₀浓度平均值从80μg/m3下降到了50μg/m3，基本接近目前中国空气质量的一级标准（40μg/m3）。中国的PM₁₀浓度也有显著下降，2009年中国113个重点监测城市PM₁₀浓度的平均值已经下降到87μg/m3，已经达到我国空气质量二级标准，但与发达国家如美国的空气质量还相差很远，甚至还未能达到其1990年的PM₁₀浓度水平80μg/m3。

资料来源：《中国环境年鉴》，CNMC 2004—2010 数据库（www.epa.gov/airtrends/pm.html），世界银行。

资料来源：《中国环境年鉴》，CNMC 2004—2010 数据库（www.epa.gov/airtrends/pm.html），世界银行。

表2—2报告了可吸入颗粒物（PM₁₀）和SO₂的分布情况，我们的分析是根据32个空气污染观测城市的空气质量数据所做的。根据中国空气质量标准，我们将这些城市分为三类，空气质量达到二级及以上标准的城市，空气质量达到三级标准的城市，空气质量达到三级及以下标准的城市。按照这个分类标准，如果城市空气质量达到二级及以上标准，那么其年均PM₁₀浓度低于100μg/m3，SO₂浓度低于60 μg/m3，NO_x浓度低于50 μg/m3。2008年在32个观测城市中，55%的城市PM₁₀浓度达到了二级及以上标准，剩下的45%达到了空气质量三级标准。相比较，2008年只有19%的城市SO₂浓度没有达到二级标准，到2009年，仅有两个城市（石家庄和天津）未能达到二级标准。NO2的情况介于中间，2008年和2009年，均有72%的城市NO2浓度达到二级及以上标准，剩下28%达到了三级标准。所以，从中国空气污染的整体情况看，可吸入颗粒物污染比起SO₂和NO_x污染更为严重，更值得关注。

注：空气质量二级及以上标准：PM₁₀ 100μg/m3、SO₂ 60μg/m3、NO_x 50μg/m3；空气质量三级标准：PM₁₀（100μg/m3~150μg/m3），SO₂（60μg/m3~100μg/m3）；32个观测城市为：北京、长春、成都、重庆、大连、福州、广州、贵阳、海口、杭州、哈尔滨、合肥、呼和浩特、香港、济南、昆明、兰州、拉萨、南昌、南京、南宁、上海、沈阳、石家庄、太原、天津、乌鲁木齐、武汉、西安、西宁、银川、郑州。

资料来源：http://www.citiesact.org/index.php/airqualityaclimatechange。

火力发电是将煤炭、石油、天然气等固体、液体、气体燃料燃烧时产生的热能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。中国的颗粒物空气污染主要成因是含硫量较高的煤炭燃烧。特别是在“十一五”规划之前，存在大量的小火电厂，其技术和设备非常落后，所以，煤炭造成的污染尤为严重。此外，很多烟气污染煤炭直接燃烧排放的SO₂、NO_x等酸性气体不断增加，使中国很多地区酸雨量增加。而且粉尘污染对电站附近的环境造成粉煤灰污染，对人们的生活及植物的生长造成不良影响。火力发电污染严重，电力工业已经成为中国最大的污染排放产业之一。

从图2—2可以看出，火电行业SO₂的排放从2001年到2006年期间呈现快速上升趋势，SO₂排放量增加了500万吨，增长了约77%，从2007年开始，SO₂排放量开始出现下降的趋势，特别是到2009年，SO₂排放量比上一年下降了13%。这个主要跟中央政府“十一五”规划的政策要求有关：（1）关闭小型火电厂。这些小火电厂由于技术和设备落后，往往会排放大量SO₂。（2）要求大火电厂都安装脱硫设备。而2009年恰好是“十一五”规划最后一年，很有可能各级地方政府为了达到中央政府的验收要求，最后一年突击减排，所以SO₂减排成效尤为显著。

从图2—2中也可以看出，火电行业SO₂的排放趋势与全国工业SO₂的排放趋势是一致的。但值得一提的是，火电行业SO₂排放量占全国工业SO₂总排放量的比例呈现出上升趋势，2001年该比例为34%，2007年和2008年该比例都在43%以上，近几年稍有下降，但也为40%。所以，在全国工业SO₂总排放量中，约40%的SO₂排放量来自火电行业。

资料来源：相关年份《中国环境年鉴》。

此外，我国火电行业SO₂排放呈现出较大的地区差异性（见图2—3）。火电行业SO₂排放主要集中在三个省份，内蒙古、山东和河南的SO₂排放量占全国SO₂排放量的比例为24%，这三个省份的排放量均为68万~71万吨；同时，北京、天津、海南和青海的排放量较少，四个省市的SO₂排放量总和占全国SO₂总排放量的比例不到1%，海南火电行业SO₂排放量最少；北京火电行业SO₂排放量次少。

资料来源：《中国环境年鉴》。

“十一五”规划的成效更明显地体现在单位火电发电量的SO₂排放水平上，从图2—4可以看出，我国SO₂单位火电发电量的SO₂排放水平从2005年开始呈现出逐年下降的趋势。2005年，单位火电发电量的SO₂排放水平为每度电排放5.44克，这个数值甚至略高于2001年的单位排放水平5.43（克/千瓦时）；但到2009年，单位火电发电量的SO₂排放水平已经下降为每度电排放2.93克，仅为2005年单位排放水平的54%。

资料来源：相关年份《中国环境年鉴》。

火电行业另外一个主要污染物是NO_x，图2—5显示了火电行业NO_x排放从1997年到2010年的变化趋势。与SO₂的排放趋势稍有差异，NO_x排放呈现出逐年增加的态势，但也可以看出的是，这个增长态势在逐渐放慢，如从2007年(840万吨)到2009年(860万吨)，排放量仅增加了20万吨（2008年数据缺失）；从1997年到2010年NO_x排放量以8%的速度增长。而关于工业企业NO_x排放我们只有2006年到2010年的数据，所以只能用这5年的数据做分析。2006年，工业企业NO_x排放量约为1 136万吨，2010年，工业企业NO_x排放量增加到1 465万吨，年均增长率约为5%。工业企业和火电行业NO_x排放量数据同时有的年份只有2006年、2007年和2009年，从这三年的数据可以看出，火电行业NO_x排放量占工业企业NO_x排放量的比例比较平稳，如2006年该比例约为70%，2007年和2009年都约为66%，下降得不多。所以，在全国工业企业NO_x排放量中，60%以上的排放量来自火电行业；这个比例要远远高于火电行业SO₂排放量占全国工业SO₂总排放量的比例（约为40%）。

资料来源：《2010年环境统计公报》、《我国火电行业NO_x 排放现状及烟气脱氮技术发展》、《国内火电厂氮氧化物排放现状及控制技术探讨》。

从图2—6可以看出，我国单位火电发电量的NO_x排放水平呈现出逐年线性下降的趋势，2001年，单位火电发电量的NO_x排放水平为每度电排放4.13克；但从2002年开始，单位排放水平低于4克/千瓦时，到2009年，单位火电发电量的NO_x排放水平已经下降为每度电排放2.87克，单位火电发电量的NO_x排放水平与单位火电发电量的SO₂排放水平较为接近（2.93克/千瓦时）。

注：由于2008年的数据缺失，图中未包括2008年的数据。

资料来源：《2010年环境统计公报》、《我国火电行业NO_x 排放现状及烟气脱氮技术发展》、《国内火电厂氮氧化物排放现状及控制技术探讨》。

从国际水平来看，2008年和2009年，我国火电行业SO₂排放量都高于美国（见图2—7）。2008年和2009年我国火电行业SO₂排放量分别为1 006万吨和877万吨；美国同期火电行业SO₂排放量分别为762万吨和572万吨。两个国家的火电行业SO₂排放量两年间都有显著下降，中国下降了13%，而美国下降更多，高达25%。另外从总量上看，2009年美国火电行业SO₂排放量约为中国的65%。虽然中国火电行业SO₂排放量高于美国，但是中国单位火电发电量的SO₂排放量2009年的水平（2.93克/千瓦时）接近美国的水平，美国单位火电发电量的SO₂排放量2010年的水平为2.9克/千瓦时。据中电联统计，2011年中国火电行业排放SO₂913万吨，比上年下降了1.4%；单位火电发电量的SO₂排放量为2.3克/千瓦时，已优于美国2010年的水平。

资料来源：王庆一：《2011能源数据》，中国可持续能源项目参考资料，2011年10月。

2009年我国火电行业NO_x排放量为860万吨，美国同期NO_x排放量仅为199万吨，所以从总量上看，我们的排放量是美国的4倍多；此外，美国2009年的NO_x排放量比上年有50%多的下降，幅度非常大。如果比较单位火电发电量的NO_x排放量，那么我国2009年单位火电发电量的NO_x排放水平为2.87克/千瓦时，而美国单位火电发电量的NO_x排放水平为0.725克/千瓦时；所以我国单位火电发电量的NO_x排放水平远远高于美国。

化石燃料是主要的能源来源，而在煤炭、石油和天然气的燃烧过程中会排放出大量的CO2。对比我国和美国2008年的CO2排放情况可知，我国CO2排放83%来自于煤炭，15%来自于石油，2%来自于天然气；美国能源更多依赖于石油，所以美国的CO2排放42%来自于石油，37%来自于煤炭，21%来自于天然气。但值得一提的是在2012年，美国的能源结构已经发生了显著的变化，从2011年4月到2012年4月，煤炭在发电中的比例从41%快速下降到32%，天然气则从23%上升到32%（见图2—8）；这种能源结构变化带来的一个显著正向结果是美国2012年1—4月温室气体排放量比2005年下降了14%，所以，美国承诺的2020年较2005年下降17%的任务已接近完成。

资料来源：EIA and Rhodium Group。

从行业角度看2008年CO2的排放情况，我国发电和供热行业排放了48%的CO2，美国的相应比例为43%；我国第二大CO2排放源为制造业和建筑业，排放比例约为33%，而美国第二大CO2排放源为交通行业，排放比例约为30%。

30多年改革的另外一个显著成就是火电行业的效率大幅度提高。这主要归功于政府部门采取了非常严格的措施来提高效率和减少污染，如关闭效率较低的小型火电厂，帮助低效率电厂进行技术转化和升级等。经过这一系列举措，我国火电行业的各项技术指标有了很大提高，如火力发电煤耗、火电厂供电煤耗等都接近于国际先进水平。虽然发电领域的市场是竞争性的，但对于环境外部性成本，市场并没有能力来纠正，所以存在市场失灵，这个时候就需要政府通过税收等各种形式来纠正市场失灵，提高生产成本，使其能反映出对社会产生的外部性成本。