能源效率视角的山东省灰霾治理研究

摘要

近年来，我国灰霾污染问题非常凸出。2013年我国大部分地区遭遇了史上最严重的灰霾天气，灰霾发生频率之高、波及面之广、污染程度之深前所未有。山东省一直处于灰霾污染的重点地区，深受灰霾污染危害。仅2013年1月份，山东省就出现了4次大范围重灰霾天气;2015年12月，德州、聊城两市AQI指数爆表，全省17市都启动了重度污染天气应急响应，部分地区还采取了停课限行的应急措施。
　　山东省既是经济大省，也是人口大省。因此，治理灰霾污染，保障人民群众的生命安全及维持经济社会可持续发展，成为了当务之急。同时山东省作为中国能源消费第一大省，化石能源消耗排放了大量的污染物，这是造成山东省灰霾的重要原因。不仅如此，灰霾污染物还具有跨区域扩散迁移性，治理难度大，只有各地区联防联控才能取得良好效果。然而，当前山东省各地市仍在属地责任的惯性下“自扫门前雪”，对合作治理灰霾并不积极。究其原因，是缺乏能够让各地市联合治霾的经济动力。因此，在明确灰霾污染物减排方向的基础上，建立一个合作治霾的经济激励机制，是各地市愿意并积极参与联合治霾的重要前提。
　　因此，本文以能源为视角，利用能够兼顾非期望产出及其与能源消费不可分性的NS-DEA模型对山东省各地市的能源效率进行更加精确的测算;在能源效率基础之上，评估各地市的能源节约和污染物减排潜力，并运用能够处理受限因变量的Tobit模型对能源效率和节能减排潜力的影响因素进行分析，明确能源节约和污染物减排的方向。然后通过构建灰霾污染物的去除费用函数及环境成本最优模型，求解各地市合作情形下污染物的最优去除量及合作收益，在此基础上构建基于加权的合作收益补偿模型，对各地市合作去污的合作收益进行科学合理的分配，解决了各地市合作治理灰霾的经济激励问题。本文研究的主要结论如下:
　　(1)全省范围来看，山东省整体能源效率只有0.62,能源效率损耗达0.38。只有青岛和东营两个城市连续五年处于效率前沿面上。莱芜和日照两个城市的能源效率一直处于0.4以下。
　　(2)全省能源消费节约潜力高达24.5％，枣庄、日照和莱芜三市的能源节约潜力超过当前能源消费总量的一半;各地市都有较大的污染物减排潜力，济宁、莱芜、聊城和滨州的SO2减排潜力都超过了60％;潍坊和临沂两市的NOx减排潜力超过50％;烟粉尘是减排潜力最高的污染物，枣庄、潍坊、济宁、泰安、威海、日照、莱芜、临沂、德州和滨州10市的烟粉尘减排潜力高达70％。
　　(3)能源结构对能源效率具有显著的负作用，而产业结构和政府影响力对能源效率具有较为显著的正影响;能源结构上升会显著增加能源投入冗余，而政府干预则会减少能源投入冗余;能源结构上升会提高SO2、 NOx和烟粉尘的减排潜力，不利于污染物的减排;产业结构和政府影响都对烟粉尘减排具有负向作用，即产业结构提升和政府引导都能减少烟粉尘的排放。
　　(4)合作情形下，2013年山东省去除SO2的总费用为39.7亿元，相比非合作情形下的费用减少4.76亿元，费用节余达到10.7％。将费用节余对各地市进行加权补偿后，各地市在合作去除污染物当中都获得了经济收益。因此，环境成本最优模型和加权合作补偿机制兼顾了集体理性和个体理性，能够为各地市提供合作治霾的经济激励，也可以作为山东省灰霾防控的决策支撑。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 选题背景与研究意义

1．1．1 选题背景

1．1．2 研究意义

1．2 相关理论

1．2．1 灰霾

1．2．2 能源效率

1．3 研究思路和方法

1．3．1 研究思路

1．3．2 研究方法

1．4 主要内容与研究框架

1．4．1 主要内容

1．4．2 研究框架

1．5 主要创新点

2 研究综述

2．1 灰霾研究综述

2．1．1 灰霾的定义、产生原因及其危害

2．1．2 灰霾变化趋势、数值模拟及预报研究

2．2 能源效率研究综述

2．3 污染治理合作博弈研究

2．3．1 合作博弈在水污染治理中的应用

2．3．2 合作博弈在大气污染治理中的应用

3 山东省能源效率测算及节能减排潜力估计

3．1 能源效率测算方法分析

3．1．1 DEA方法概述

3．1．2 NS-DEA模型分析

3．2 山东省各地市能源效率测算实证分析

3．2．1 变量选择及相关性分析

3．2．2 能源效率测算结果分析

3．2．3 能源效率的相对性及污染物密度分析

3．3 山东省各地市节能减排潜力分析

4 能源效率及节能减排潜力影响因素分析

4．1 分析方法总结及Tobit模型分析

4．1．1 分析方法总结

4．1．2 Tobit模型分析

4．2 变量选择及实证分析

4．2．1 模型变量选择

4．2．2 实证结果分析

5 山东省灰霾治理合作博弈分析

5．1 灰霾污染物去除费用函数实证分析

5．1．1 污染物去除费用函数构建

5．1．2 函数变量准备及实证结果分析

5．2 污染物去除环境成本最优化

5．2．1 环境成本及环境容量

5．2．2 模型构建和实证结果分析

5．3 基于加权的合作收益补偿机制

5．3．1 加权合作收益补偿模型

5．3．2 实证结果分析

6 结论及研究展望

6．1 主要结论

6．2 研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间学术成果