基于区域间自然与经济关联的大气污染减排成本收益研究

By combining the theories and research methods of natural science and environmental economics, this study intends to apply the Air Quality Model (WRF-CAMx) and Multi-Regional Input-Output Model (MRIO) to reveal the provincial air quality impact of embodied air pollutants emissions via China’s inter-provincial trade. With the intention of build the inter-regional air pollution reduction cost-benefit accounting model, the typical sectors and regions have been chosen, also deeply analyzed the transfer of air pollution control costs from the perspective of sectors and regions in China. This research aims to investigate the multiple effects of cost transfer on price, demand, emissions and environmental quality. The regional inconsistencies between atmospheric benefits and air pollution control costs is considered as well. Then we identify the contribution of inter-provinces cost-benefit due to the perspectives of nature and economy. By applying the theory and method of Game Theory, this study quantitatively analyzes the impact of variety cost-benefit allocation strategies of air pollution control on co-governance. Furthermore, identifies the main influential factors in order to provide the conclusion including interprovincial payment of air pollution control funds project and compensation project. In the end, we propose a legal, administrative and market-oriented policy suggestion, and giving the solid scientific background in order to improve the interprovincial air pollution control strategies.

本研究拟结合自然科学和环境经济学的理论和研究方法，应用大气质量模型（WRF-CAMx）和多区域投入产出模型（MRIO），揭示出我国省际贸易隐含大气污染物排放对于各省大气环境质量的影响; 建立跨区域大气污染减排成本-收益核算模型，选取典型行业和区域，从行业和区域两个范畴分析大气污染防治成本的转移，研究成本转移对价格、需求、排放和环境质量影响的多重效应，分析大气环境收益与防治成本的区域不一致性，辨识出由于省份间自然和经济关联影响成本收益的贡献；应用博弈论的理论和方法，定量分析出各种成本收益分配策略对地方政府协同治理大气污染行为的影响，辨析出主要影响因素，提出一套省际间大气污染防治资金跨区转移支付或补偿方案，并提出保障方案实施的法律、行政和市场化的政策，为促进区域协同防治大气污染策略的制定提供参考依据。

近年来，大气环境质量持续改善仍是我国中央及各级政府改善民生的重要工作之一。本研究交叉应用了自然科学和社会经济科学的理论和方法，首先，基于遥感数据、环境监测数据、环境统计数据、社会经济数据等多源数据融合，应用大气质量模型和投入产出模型，建立了大气污染跨区域传输和行业关联耦合模型，辨识出最终消费对大气环境质量的贡献，揭示了贸易隐含大气污染物排放对于大气环境质量的影响；其次，以金属冶炼压延行业业、非金属制品业和电力热力业等大气污染治理的重点行业为研究对象，有效地界定了这些行业相关产业链上不同主体的排放责任，解决了重点行业排放责任分配的关键技术难题；以大气环境质量改善压力大重点区域——京津冀及其周边地区为研究对象，解决了区域产业链关键减排控制点识别等关键技术难题。.基于上述研究我们获得了一些重要发现：①大气十条之后，我国大气污染排放关键生产行业出现了新变化，即非电工业行业成为我国大气污染排放的主要来源，金属冶炼及压延加工业行业尤为突出，但和这些行业相关的产业链下游需求产业仍为设备制造业和建筑业；②从省级角度，大部分省份的大气传输和贸易关联影响都以本省为主，但是我国2/3省际间的大气传输和贸易关联空间特征不一致；③从市级角度，与省级不同，城市尺度上非本地的消费驱动是影响大气环境质量的重要贡献者，以京津冀城市群为例，非本地消费对大气环境质量的平均贡献率接近40%。.基于上述发现，我们在估算出了大气污染物减排边际成本曲线基础上，建立了成本有效性的区域合作减排模型（CRG），这个模型可以实现优化区域减排目标，在保证每个区域大气环境质量都达标的同时，大幅度降低减排总成本；并基于博弈理论，采用Shapley法和投入产出模型结合的方法，创建了一套能满足每个区域都能从合作中获利的转移补偿机制，能够保障总成本最小化的区域合作实现，可以为未来我国以总成本最小化分配减污降碳责任目标政策制定提供科学支撑和实用工具。.