华北平原地区小型燃煤锅炉升级政策所带来的环境成本与经济效益之间的权衡

《Energy Policy》：Trade-based environmental costs of small coal-fired boiler upgrading policy and the value-added benefits trade-off in the North China Plain

华北平原小燃煤锅炉改造存在环境成本与效益分配失衡，欠发达省份承担83.78%成本但仅获54.77%效益，提出双责任框架及区域补偿机制。

　　

赵琼|胡少瑞

天津大学管理与经济学院，天津，300072，中国

摘要

省际贸易在创造经济效益的同时，也可能导致环境成本在地区间的转移。本研究聚焦中国《空气污染防治行动计划》的第一阶段（2013-2017年），评估了华北平原（NCP）小型燃煤锅炉（SCBs）升级所带来的成本效益权衡。通过详细的SCBs清单和多区域投入产出（MRIO）模型，我们量化了省际贸易所带来的环境成本和附加值收益的转移情况。研究结果表明，经济较落后但能源资源丰富的省份——河北、山西和山东——承担了83.78%的环境成本，但仅获得了54.77%的附加值收益。行业分析显示，环境成本主要集中在高污染和高能耗行业，而收益则主要流向高附加值行业。我们引入了一个改进的成本-价值（CV）指数，以反映净环境成本与净附加值收益之间的平衡。北京的CV指数为-1.17%，表明净收益流入；而河北的CV指数为1.03%，表明净环境成本负担较重。这些发现强调了需要一个整合生产责任和消费责任的双重责任框架，以及通过财政转移或激励措施来支持的区域差异化补偿机制。这些措施共同有助于在华北平原实现更加公平和有效的环境治理。

引言

华北平原（NCP）不仅是中国人口最密集的地区，也面临严重的空气污染问题（An等人，2023年；刘和Mauzerall，2020年）。在最初实施新空气质量标准的74个地级城市中，空气质量最差的10个城市中有9个位于NCP（环境保护部，2013年）。2013年，中国政府发布了《空气污染防治行动计划》以改善空气质量（国务院，2013年）。该计划的关键组成部分是“小型燃煤锅炉的全面改造”，这被确定为改善区域空气质量的主要任务和关键措施。2013-2015年间，小型燃煤锅炉的升级对北京-天津-河北地区的PM_2.5浓度下降做出了约6 μg m^?3的贡献（BEN，2018年）。然而，小型燃煤锅炉的升级涉及设备更换、能源结构调整和基础设施改造，通常需要大量资本投入（刘和Mauzerall，2020年）。与大型工业锅炉不同，小型燃煤锅炉通常是小型企业或集中供暖锅炉房，与人们的生活息息相关，因此对成本变化特别敏感。虽然大规模升级可以有效改善空气质量，但可能会增加企业或居民的成本（Barrington-Leigh等人，2019年；王等人，2019年）。此外，区域经济发展水平的差异导致实施小型燃煤锅炉升级政策的的能力存在差异。经济发达地区通常更有能力进行技术和基础设施升级，而经济欠发达地区则往往受到有限财政资源和行政能力的限制，阻碍了政策的有效实施。因此，全面评估小型燃煤锅炉升级所带来的环境成本和经济效益，并分析区域差异，对于优化政策实施和促进公平的环境治理至关重要。

关于环境成本和经济效益，一些研究利用大气化学传输模型和暴露-反应函数评估了空气污染的健康和社会经济影响。研究发现，PM_2.5相关的经济成本和健康损失存在显著的空间不平等，这凸显了通过建立基于排放责任的区域补偿机制来改善环境治理的必要性（刘等人，2023年；王等人，2024年；邢，2023年）。其他研究则使用家庭调查数据分析了特定空气污染控制政策的经济影响。例如，张等人（2019年）发现，煤改电政策在北京和天津的净社会效益远高于河北，表明清洁供暖改造的收益在地区间分布不均。然而，大多数研究主要集中在农村分散的煤炭替代政策或大型电厂工业锅炉升级上，且范围通常局限于单一地区，如北京（Barrington-Leigh等人，2019年）和临汾（赵等人，2021年），因此缺乏对小型燃煤锅炉升级的全面跨区域视角。尽管一些多区域研究（孟等人，2023年；张等人，2019年）强调了北京-天津-河北地区空气污染控制政策的成本效益失衡，但大多数研究仍基于生产者责任视角，主要关注实施区域内的环境成本分配，而对小型燃煤锅炉升级的关注相对较少，而后者对成本非常敏感且与人们的生活密切相关。实际上，小型燃煤锅炉的使用嵌入在跨区域的生产网络中。虽然小型燃煤锅炉在本地运营，但它们生产的产品和服务往往跨越省界流动。这表明小型燃煤锅炉升级的最终受益者不仅限于生产地区。在这种情况下，仅依赖生产者承担升级成本可能导致环境治理负担不均，尤其是在经济欠发达地区。因此，引入消费者责任并从贸易角度重新审视小型燃煤锅炉升级的环境成本和经济效益，有助于明确区域在空气污染控制方面的责任。

现有关于消费者责任的研究主要采用多区域投入产出（MRIO）模型来研究省际贸易中的空气污染物转移（杜等人，2022年；梁等人，2010年；林等人，2022年；王等人，2022年；徐等人，2020年）。这些研究表明，省际贸易促进了污染物在地区间的转移（杜等人，2022年），发达地区将污染转移给欠发达地区，同时获得了更多的附加值收益（杜等人，2022年；张等人，2018a，2018b，2019年，2025年；钟等人，2021年）。例如，在中国，东部发达地区的消费需求所驱动的污染物主要由中部和西部地区承担（段等人，2018年；米等人，2021年；朱等人，2022年）。然而，现有研究对省际贸易中的污染控制成本转移及其导致的环境不公平现象关注有限，特别是缺乏对NCP小型燃煤锅炉升级相关环境成本转移和经济效益的系统性评估。因此，从消费者责任的角度对省际贸易中的小型燃煤锅炉升级成本转移进行定量分析，对于提供区域合作治理的科学依据至关重要。

本研究通过将消费者责任框架扩展到污染控制成本，填补了这些空白。利用详细的小型燃煤锅炉清单和MRIO框架，我们量化了NCP内小型燃煤锅炉升级的环境成本以及省际贸易中的附加值收益。此外，我们构建了一个改进的成本-价值（CV）指数，以揭示各省之间净环境成本和净附加值收益的不平衡，从而提供了一个从成本效益角度评估环境不平等的新指标。基于这一框架，本研究探讨了三个核心问题：（1）NCP内各省的生产型小型燃煤锅炉升级成本如何分配；（2）这些成本如何通过省际贸易在各省之间转移；（3）承担成本的省份是否获得了相应的附加值收益，或者面临升级成本与实现附加值收益之间的空间不匹配。

本文的其余部分结构如下。第2节描述了方法和数据来源。第3节展示了NCP内小型燃煤锅炉升级相关的环境成本和附加值收益的结果，并讨论了环境成本和附加值收益的不平等交换。第4节提出了结论和讨论。

节选内容

多区域投入产出模型

多区域投入产出（MRIO）模型是分析区域间经济联系及其相关环境影响的重要工具（郑等人，2021b）。在此框架中，“输入”指的是生产活动所需的各种产品和服务，如原材料、电力和运输；“输出”指的是每个行业生产的产品和服务。MRIO模型可以系统地量化这些

生产型和消费型小型燃煤锅炉升级相关的环境成本和经济效益

图2展示了NCP内生产型和消费型小型燃煤锅炉升级相关的环境成本和经济效益。通过这两个视角量化这些成本和收益对于明确小型燃煤锅炉升级中的区域责任至关重要，从而促进更公平的成本分摊和政策制定。生产型环境成本是指特定区域内生产活动直接产生的环境成本。相比之下，消费型

讨论

本研究利用城市级投入产出表量化了NCP内生产型和消费型小型燃煤锅炉升级相关的环境成本，并揭示了省际贸易中环境成本和附加值收益的不平衡。能源密集型和经济发展水平较低的省份，如河北、山西和山东，承担了超过10亿元的小型燃煤锅炉升级相关环境成本，占总净环境成本的83.78%

CRediT作者贡献声明

赵琼：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，软件，方法论，正式分析，数据管理，概念化。胡少瑞：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，概念化。

利益冲突声明

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