环保投资决策的优化分析方法

1.费用效益分析

（1）环境费用效益分析的产生与发展。费用效益分析产生于19世纪。1844年，法国工程师杜波伊特在《市政工程效用的评价》中提出了“消费者剩余”的思想。1936年，美国联邦政府发布的水资源计划中，对水资源计划的收益和投入的费用进行了比较，以指导计划的决策。在此以后，在水资源计划的有关防洪控制法中规定：“在进行设计时，要使任何收益的增长必须超过预算的费用……”，从而形成了费用效益分析。1950年，在美国联邦河流流域委员会发表的《内河流域项目经济分析的使用方法》中，第一次把当时独立发展起来的两个学科（即实用项目分析与福利经济学）联系起来，更鲜明地显示了费用效益分析服务于公共福利评价的特点。自环境公害事件屡屡发生以后，20世纪70年代，经济学家开始将费用效益分析应用于环境污染控制决策分析中来，对环境质量变化的危害和效益进行评价，美国经济学家哈曼德第一个把费用效益分析的原理用于污染控制，而后的发展应归功于“未来资源”组织，“未来资源”组织为发展费用效益分析开辟了更广阔的领域，在美国得到较为广泛的应用和重视。卡特政府曾经规定所有对环境有影响的项目在环境影响评价中必须进行费用效应分析。

1980年，美国东西方中心环境与政策研究所邀请中国参加为亚太地区编制环境经济评价指南的工作，对我国环境费用效益分析的发展有较大的推动作用。近年来，我国在环境费用分析方面有了一定发展，在理论与实践方面都做了不少研究工作。除了宏观区域性费用效益分析之外，对建设项目的环境影响评价也做了尝试^[2]。

（2）环境费用效益分析的概念。人类社会的一切社会经济活动（包括项目和政策）等都会对环境和自然资源的配置产生影响，也就是说，任何一项活动都会产生经济效益和环境效益。由于与经济效益相比，环境效益不易用货币衡量，且难以界定所有者和受益者，因此在过去很容易被决策者忽略。费用效益分析（Cost Benefit Analysis，CBA）就是针对这些效益的评价技术，它从国民经济宏观总量的角度，估算保护环境的收益和费用，在各种项目之中，选择出最有利于资源配置的方案。当项目没有可度量的效益或者环境目标由组织协议界定时，费用效益分析可以计算项目的资本费用和经常性费用、影子价格，比较得到它们贴现后的最小值，即为最佳方案。因此，费用效益分析是环境经济分析的基本方法。

（3）环境费用效益分析的原理。费用效益分析的理论基础是建立在福利经济学基础上的，该理论强调个人的福利和个人与社会的福利（个人福利的累加总和）的变化，属于主观经济学的范畴。其主要原理有如下四点。

第一，费用效益分析的基本假定是个人从物品和劳务中获得满足的程度可以用人们消费物品和劳务愿意支付的价格来度量。环境与经济存在着互相依赖、互相制约的双向联系，发展经济、改善环境都是为了满足人们日益增长的物质和文化需要。环境的变化一方面要以外部不经济性的形式在生产活动中反映出来，另一方面在消费活动中直接影响人们对环境的有效需求。所以，在计量生产活动获得的全社会的直接经济效益的同时，必须以环境效益的形式计量生产活动对环境的影响；对生产活动的评价应该以其经济效益、社会效益和环境效益的统一为评价标准。为了便于统一考虑和权衡这三种效益，需要将它们都用货币化的形式来描述，这是环境费用效益分析的重要任务。

第二，支付意愿和消费者剩余。支付意愿是指消费者支付一定数量的金额以交换某一数量的商品或劳务的意愿。消费者剩余就是消费者愿意为某一商品支付的货币量与消费者在购买该商品时实际支付的货币量之间的差额。通过加总支付意愿和消费者剩余，就可能评估环境改善的经济价值和环境破坏的经济损失。作为经济分析的工具，支付意愿和消费者剩余这两个重要的概念得到广泛的应用，它们可以衡量社会效益，从全局的角度思考问题。另外，两者在环境经济学中也是强化环境意识的理论根据。衡量支付意愿的方法有自愿付费法、节省费用法和影子价格法三种。

第三，社会贴现率。由于存在资金的机会成本和时间价值，因此，对项目在未来发生的费用和效益需要进行贴现。社会贴现率是从动态和国民经济全局角度评价项目经济效益的资金收益率基准，是费用效益分析方法中对不同的方案进行比较的判断依据。在我国，项目经济评价采用的社会贴现率是一项国家参数，由国家统一规定，具有稳定性。

第四，影子价格。影子价格反映整个社会资源供给与配置状况的价格，它等于资源投入的边际收益。影子价格可以用于资源投入政策分析、新产品投产政策分析及用来反映产品的供求状况和资源的稀缺程度。在市场机制的作用得到比较充分发挥的前提下（完全竞争市场均衡条件下），可以在费用效益分析中使用市场价格，但上述的前提仅存在于发达国家与少数发展中国家之中。为了满足对大多数发展中国家的项目进行费用效益分析的需要，国际上先后出现了多种估算影子价格的方法。

（4）费用效益分析的方法和分析指标。费用效益分析通过对比不同可行方案、项目和政策的费用效益贴现值，从而对是否开发此项目、实施此规划方案和此政策作出决策。费用效益分析又称为成本效益分析、国民经济分析或国民经济评价等，以内部收益率作为主要评价指标。根据项目和实际需要，有时还可以采用经济净现值或经济净现值率等评价指标。费用效益分析的实施步骤可以分为以下三步。

第一步，弄清问题分析费用和效益。识别项目的费用和效益首先应当明确所开发工程、规划方案或所实施政策的目标，确定分析的对象和范围。范围包括地域范围和时间范围，分析的范围越大，越可能包含所有的外部影响，使分析结果更加准确合理。在划定范围的时候，也要考虑具体的限制因素，如人力、物力、财力等。

环境问题带来的损失是由于环境资源的功能遭到了破坏，反过来影响经济活动和人体健康。环境资源的功能是多种多样的，首先应当弄清楚所研究对象的功能和需求。依据所研究对象的功能和需求识别出最重要的环境影响是什么，并衡量其导致的经济损失。例如，化工厂排放的废水对水中鱼类、人体健康和农作物产量等产生影响，此时，应当首先确定影响的范围，如鱼类发病率和过早死亡、人类发病率和农作物产量下降等，并将这些环境影响通过价值评估换算为货币价值。

第二步，对不同方案的费用和效益进行贴现。任何的经济活动都需要一定时间，由于投入和产出的时间不同，无法将不同时点的费用和效益直接比较。从投资者的角度考虑，资金用于购买生产要素投入生产或经营活动，在一段时间之后才陆续获得利润，资金的增值使资金具有时间价值，从消费者的角度考虑，放弃现期的消费需要将来得到补偿，这也是资金的时间价值的体现。因此，在对项目进行分析的时候，无论是财务分析还是费用效益分析，都必须消除因时间不同而造成的资金增值的差异，按一定的比率把费用和效益折合成同一时点的现值，即贴现。

第三步，依据分析指标对费用和效益进行评价。在这一步，需要把环境影响的费用和效益的现值与其他方面的费用和效益的现值相加，求出总的费用现值和效益现值。然后根据费用效益分析评价准则，对该项目或政策的可行性作出判定。下面介绍四个重要的费用效益评价指标。

第一个是经济净现值（Economic Net Present Value，ENPV）。它是反映项目对国民经济所做贡献的绝对指标。它是用社会贴现率将项目计算期内各年的净效益（等于效益减去费用）折算到建设起点（期初）的现值之总和。其计算公式如下：

上式中，BTi、CTi为发生在第i年的总效益和总费用；n为计算期；r为社会贴现率。

经济净现值大于零表示，项目可以为国民经济和社会发展带来除了社会折现率来衡量的社会盈余，还可以带来相当于经济净现值数额的超额社会盈余。一般来说，经济净现值大于或等于零的项目应被认为是可以考虑的项目。

第二个是经济内部收益率（Economic Internal Rate of Return，EIRR）。它是反映项目对国民经济的贡献的相对指标。它是使项目计算期内的经济净现值累计等于零时的贴现率。其表达式为：

BTi、CTi和n的意义同式（3-12）。

通常，项目的经济内部收益率大于等于社会折现率是可以接受的。

第三个是经济净现值率（Economic Net Present Value Rate，ENPVR）。它是项目净现值与投资现值之比，即单位投资现值的净现值。它反映单位投资对国民经济的净贡献程度的指标。其计算公式为

上式中，IP 为投资的净现值；ENPV为经济净现值。

一般情况下，应该优先选择净现值率高的项目。

第四个是费用效益比（Economic Benefit Cost Rate，EBCR）。它是项目的效益与其费用价值之比值。其计算公式如下：

上式中，EBCR为项目的费用效益比；B为项目在经济效率价格下的效益值；C为项目在经济效率价格下的生产费用价值。

一般来说，当B/C＞1时，表示这一项目在经济上是可行的，可以接受。当B/C＜1时，则不予考虑。

最后一个是净效益（Net Economic Benefit，NEB）。它是指在效率价格条件下每单位产出超过费用的数额，其计算公式如下：

式中，NEB为每单位产出的净效益，其他符号同上式。

对这一指标，当NEB＞0时，意味着项目经济上可行；当NEB＜0时，则意味着项目经济上不可行；而当NEB＝0时，从经济效率的角度讲，这一项目处于临界状态。

以上各个指标在实践中各有利弊。ENPV 和ENPVR比较直观，可以直接作为比较标准，对贴现率较为敏感，且易于计算，用该指标进行项目经济评价结果有清楚明了的特点，缺点是，ENPV与投资额的大小并无直接关联，过分强调ENPV 容易导致过分追求经济净现值最大化，而忽略对有限资金的合理利用；EIRR 也可以用于项目多方案比较选择，其特点是对资金利用率不敏感，但是在EIRR过高或者过低的情况下，往往缺乏实际意义，而且当项目实施过程中追加大量投资的情况时，可能产生计算结果不唯一的情况。而EBCR和NEB是应用较为广泛的两个指标。ENPV、EIRR和EBCR还可以作为费用效益分析的三种主要决策规则。

2.环境投入产出分析

（1）环境投入产出分析的基本知识。投入产出分析由美国经济学家瓦西里·列昂惕夫于1936年最早提出，最初是用来研究美国的经济结构。1986年，联合国把它推荐为国民经济核算方法，各国开始广泛使用，而我国于1974年开始编制投入产出表。投入产出作为一种特殊的线性模型，分析研究的是经济系统各部门间的数量依存关系，可以用来确定国民经济各部门错综复杂的联系和再生产的重要比例关系。其中，投入是指生产过程中消耗的原材料、燃料、动力和劳动；产出是指从事经济活动的结果及产品的分配去向、使用方式和数量。由于国民经济各生产部门之间存在着复杂又密切的联系，而且整个经济系统处于平衡的状态之中，因此，列昂惕夫将各种经济活动归纳于投入产出表中，为某个国家或地区的整体经济活动提供了一个简明又系统的结构关系，这就是投入产出表。

1970年以来，西方经济学家对经济发展和环境保护的关系开始重视起来，列昂惕夫在1970年《环境影响和经济结构：投入产出方法》中，将经济范畴的投入产出分析拓展到环境—经济系统中，研究环境问题，就构成了环境—经济系统的投入产出表。环境污染和环境治理在这个扩展的投入产出表中，作为环境的对应部门，用于反映生产活动和最终需求造成的污染以及污染治理带来的产品价格体系调整、居民收入和福利结构的改变。在这个扩展的投入产出框架中，整个系统分成生产部门和环境部门，环境部门的列向为消除污染部门，行向为污染部门。生产部门用价值单位计量，而环境部门用实物单位计量。环境部门的部门分类按照污染物种类划分，如废气、废水等。设有n个生产部门，m 个环境部门^[3]。具体见表3-5。

表3-5　环境—经济投入产出表

其中：Q11为生产部门内部各产品的中间流量矩阵；Q12为生产部门产品投入到消除污染部门的中间流量矩阵；Q21为生产部门各产品的污染物排放矩阵；Q22为消除污染部门的污染物排放矩阵；Y 为生产部门的最终产品向量；Yp 为最终需求领域的污染物排放向量；X 为生产部门的总产出向量；G 为消除污染部门的污染物消除总量向量；P 为各种污染物的排放总量向量；V1 为生产部门的初始投入向量；V2 为消除污染部门的初始投入向量；Ap 为生产部门对生产部门的直接消耗系数矩阵；Aw 为消除污染部门对生产部门的直接消耗系数矩阵；R 为生产部门的污染物排放系数矩阵；F 为消除污染部门的污染物排放系数矩阵。

（2）产品消耗系数与污染排放系数。在引入污染物和污染治理部门的投入产出表中，无论是生产部门还是污染治理部门，都在消耗产品的同时排放污染物，而且产品消耗和污染物排放直接存在一定的关系。反映这些关系的重要指标就是产品消耗系数和污染排放系数。(www.xing528.com)

生产部门对生产部门的产品直接消耗系数为

其含义为生产部门j生产一单位产品需要消耗的第i部门产品的数量，对应的矩阵为Ap。

消除污染部门对生产部门的产品直接消耗系数为

其含义为消除一个单位的第j种污染物需要消耗的第i个部门产品的数量，例如，处理1吨废水需要消耗的电力。对应的矩阵为Aw。

生产部门的污染物的排放系数为

其含义为第j个生产部门生产一单位产品所排放的第i种污染物的数量，例如，生产1千瓦小时电力所排放的二氧化硫数量。对应的矩阵为P。

消除污染部门的污染排放系数为

其含义为消除一单位的第j种污染物所排放的第i种污染物的数量，例如，处理1吨垃圾所产生的废水量。对应的矩阵为F。

（3）应用与分析。在实际生产中，污染物的排放与产品的产量基本呈正比关系，而且废物的排放系数在短期也不发生变化，因此，可以对环境的投入产出分析表加以应用。

根据行向的平衡关系，我们可以得到行向的数学模型：

生产部门：

污染部门：

引入污染物的消除比例：

显然，0≤ai ≤1。令＝diag{α1，α2，…，αm}，有

则平衡方程可改写为

生产部门：

污染部门：

在这个扩展的投入产出框架下，我们可以分析污染物的完全排放系数，其含义类似于完全消耗系数，表示某个部门为了得到单位最终产品，在生产过程中所直接和间接产生的污染物总量。可以分为不考虑污染物消除和考虑污染物消除两种情况。

在不考虑污染物消除的情况下，第i种污染物的完全排放系数bpij表示第j个生产部门为了得到单位最终产品所排放的第i种污染物的数量，包括直接排放和间接排放。则：

以每吨钢对空气的灰粒污染为例，完全排放系数等于在炼钢过程中直接产生的灰粒排放，加上所消耗的生铁、电力、焦炭、原煤等这些原材料在生产中完全排放的灰粒污染物。式（3-26）中右侧第一项为直接排放，第二项为间接排放。用矩阵形式表述如下：

得到：

在考虑消除污染的情况下，将平衡方程（3-24）、（3-25）写为

得到：

由（3-28），可证得

B21就是所求的污染物完全排放系数矩阵。