制定有效的环境政策，以加快高排放建筑设备的更换

《Environmental Impact Assessment Review》：Formulating effective environmental policies for accelerated replacement of high-emission construction equipment

环境收费通过量化PM2.5和NO2排放的健康影响成本，结合防御者-挑战者模型分析设备更换决策。实证表明，100%环境成本收费可使高马力设备更换提前5年，收费比例需根据设备马力动态调整（如高马力80%/小设备40%），有效平衡污染减排与成本负担。

　　

作者：Yiyi Zhu | Hongqin Fan

单位：香港理工大学建筑与房地产系，香港九龙红磡

摘要

环境收费是一种有效的政策工具，可用于减少高污染行业的排放。然而，很少有研究或实际项目专门针对高排放建筑设备实施环境收费，以激励设备尽早更换，并减轻相关的环境和健康影响。本研究开发了一种方法，通过结合“防御者-挑战者”替换模型以及对工地工人和周边社区受到的PM_2.5和NO₂排放的健康影响评估，来研究环境收费如何影响在用建筑设备的更换决策。保留旧设备所造成的货币化健康影响被视为一种经济成本，需通过向设备所有者征收环境收费来弥补。经济更换年份（ERY）是指保留旧设备（防御者）的年成本超过更换为市场上新型设备（挑战者）的年成本的决策点。将这一模型应用于香港的一个建筑项目后，结果显示，对承包商征收100%的环境费用可以将经济更换年份提前最多5年。研究进一步表明，对于马力较大的设备，其所有者应承担主要的环境费用（例如80%），而对于马力较小的设备，较低的比例（例如40%）就足够了。这表明，由于高排放设备造成的健康危害更大，因此操作这类设备的承包商应承担更多的环境费用。确定适当的环境费用分摊方式对于制定有效政策、加速设备更换至关重要。研究结果为政策制定者提供了参考，帮助他们设计出既能减少污染又能减轻承包商财务负担的针对性经济手段。

引言

柴油动力建筑设备在各种施工活动中会排放大量污染物（Thiruvenghadam和Prakash，2025年），对施工现场内及周边的个人健康构成威胁。短期和长期暴露于这些污染物（包括颗粒物（PM）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）中，会增加患心血管和呼吸系统疾病的风险，甚至导致过早死亡（Chung等人，2022年；WHO，2022年；Wong等人，2016年）。尽管用更新、更清洁的设备替换高排放设备可以大幅减少排放（Fan等人，2025年），但由于前期成本较高，承包商通常不愿更换设备。例如，在香港，建筑设备通常会使用到其物理寿命即将结束为止。与欧洲和北美等环境法规更严格的地区相比，承包商往往会让设备运行更长时间。因此，实施有效的政策以促进高排放建筑设备的及时更换十分重要。许多国家和地区已经采取了经济措施来加速设备更换（Huang等人，2021a；Lewis等人，2009年）。

政府在实施建筑设备减排政策时，往往更倾向于提供补贴而非直接收费。补贴可以激励企业主动采用清洁技术，减轻初始财务负担，并促进技术创新和市场发展。然而，仅靠补贴的方案可能会给政府带来持续的财政压力（Jia等人，2018年；Song等人，2023年）。此外，这种方式未能充分体现“污染者付费”原则，使污染者得以逃避其应承担的环境成本。这种限制阻碍了这些成本（如设备使用带来的健康影响）的有效内部化。环境成本是指企业或项目因其生产、建设或其他活动产生的负面环境影响而遭受的经济损失，包括污染控制、生态恢复和健康损失等方面的费用。在经济学中，环境成本被视为典型的负外部性。尽管这些损失客观存在，但在历史上它们往往未被计入市场交易价格（Arnold-Keifer等人，2025年；Baumol和Oates，1988年）。理论上，通过对建筑设备排放征收适当费用，可以激励承包商将其社会成本内部化，从而形成减少排放和及时更换设备的经济动力。

研究表明，经济利益与强制性的环境责任之间存在内在冲突（Huang等人，2021a）。政府推动的更换计划可能会给承包商带来沉重的财务负担，并影响他们的设备更换计划（Huang和Fan，2022年）。因此，政策制定者需要开发有效的分析模型，以确定应分配给承包商的环境费用比例，从而加速高排放设备的淘汰。分析承包商承担的不同比例的环境费用如何影响更换决策对于政策制定至关重要。然而，目前关于建筑设备排放环境收费的研究仍然相对有限，特别是在制定既能有效激励设备更换又不会给承包商带来过度负担的收费标准方面。

总之，目前缺乏可靠的模型来帮助政府制定适当的环境收费方案，以实现设备更换的加速，同时避免给设备所有者带来过重的财务负担。确定环境费用适当分配方式的理论进展对于制定有效且可行的环境政策至关重要。此外，在制定此类政策工具时，整合环境和健康影响评估是关键。为了解决上述问题，本研究开发了一种方法，用于评估环境收费对在用建筑设备的影响，旨在促进设备的及时更换。该方法利用“防御者-挑战者”模型，结合了对PM_2.5和NO₂排放对工地工人和周边居民健康影响的评估，为设备更换提供了新的决策方法，从而提高了所有相关方的社会和环境福祉。

设备更换模型研究

设备更换分析对于政策制定者制定相关政策工具以及设备所有者进行资产管理都非常重要。在设备更换的定量模型中，通常会考虑两类主要变量。第一类变量与设备及其潜在替代品直接相关，如购置成本、停机费用、维修费用、维护费用、配件费用以及设备报废成本等。

研究框架

研究框架如图1所示。使用AERMOD扩散模型量化了使用旧设备的健康影响，并采用统计寿命（VOSL）测量值作为对使用高排放设备承包商征收的环境费用。设备更换分析过程中还使用了税后等效年成本（EAC）和“防御者-挑战者”模型。通过分析……

应用案例

本节通过香港的一个案例研究来展示所提出的建筑设备更换分析模型的应用。在像香港这样的紧凑型城市中，大多数建筑工地位于人口密集区域。因此，本研究选取了九龙一个需要进行大规模基础工程的建筑项目作为案例，以模拟建筑设备污染对工地工人和周边居民的影响，如图2所示。

讨论

分析结果表明，对高排放设备的使用征收环境费用会增加承包商的运营成本，从而促使他们提前考虑更换设备，以避免承担过重的污染责任。研究表明，使用健康影响成本作为对承包商征收环境费用的依据是可行且合理的。

根据图5，相同使用年限h、马力较大的设备，其经济更换年份（ERY_n）通常……

结论

更换高排放建筑设备对于减少PM_2.5和NO₂等污染物的排放至关重要，从而降低其对健康的不良影响。然而，目前尚缺乏将健康影响纳入设备更换分析的方法或工具，也未探讨这些影响如何影响决策结果。本研究通过探讨从承包商处补偿环境费用的效果，填补了这一空白。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能影响本文的研究工作。

致谢

本文所述工作得到了中国香港特别行政区研究资助委员会（项目编号：PolyU P0051766）的全力支持。