环境经济学七物质平衡理论.ppt
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1、第七章第七章 物质平衡理论物质平衡理论第一节第一节 物质平衡的概念模型物质平衡的概念模型第二节第二节 物质平衡与一般均衡模型物质平衡与一般均衡模型第三节第三节 环境管理模型环境管理模型第四节第四节 物质平衡理论的应用物质平衡理论的应用循环经济循环经济第一节 物质平衡的概念模型n1 1、从质量守恒定律的角度看待经济的生产和消费过程、从质量守恒定律的角度看待经济的生产和消费过程在经济系统中,生产活动和消费活动是在进行一系列的在经济系统中,生产活动和消费活动是在进行一系列的物理反应和化学反应,遵从物理反应和化学反应,遵从质量守恒定律质量守恒定律。严格说来,标准的经济学分配理论是关于严格说来,标准的经
2、济学分配理论是关于服务服务的,而不的,而不是关于是关于物质实体物质实体的。物质实体只是携带某种服务的载体。的。物质实体只是携带某种服务的载体。n经过生产过程,自然资源转化为产品和废弃物,物质经过生产过程,自然资源转化为产品和废弃物,物质实体的形式发生了转化,但依然存在;经过消费过程实体的形式发生了转化,但依然存在;经过消费过程之后,商品的物质实体也没有消失,只是从原来有用之后,商品的物质实体也没有消失,只是从原来有用的物质变成了无用的污染物。的物质变成了无用的污染物。n无论商品是被无论商品是被“生产生产”还是被还是被“消费消费”,实际上只是,实际上只是提供了某些提供了某些效用、功能和服务效用、
3、功能和服务。其物质实体仍然存在,。其物质实体仍然存在,最终或者被重新利用,或者被排入自然环境中。最终或者被重新利用,或者被排入自然环境中。2 2、考察环境与经济系统的物质流动关系、考察环境与经济系统的物质流动关系n令E为环境的物质储量,E*为环境对经济系统的物质投入,E为经济系统向环境的排放的污染物,用K表示经济系统的物质沉淀(积累),则物质平衡模型可表示为:E*=E+Kn如果生产和消费过程中不存在积累,即K=0时,E*=E,n投入的环境物质最终必然以污染物的形式返回环境,如7-1图。在这个物质流动过程中,环境物质投入的唯一功用就是为人类提供了服务,即图中虚线箭头所示。图7-1 环境与经济系统
4、的物质流动关系现实经济中,生产和消费过程都存在积累,即K0时,E*=E+K物质污染物不一定必然排入环境,如果循环利用,污染物就有可能返回生产过程,成为原材料的一部分,再次被利用。在这一条件下,图7-1可以变为图7-2。图7-2 考虑循环利用后环境与经济系统的物质流动关系因此,根据物质平衡理论可以推断,为了保证一定的生产和因此,根据物质平衡理论可以推断,为了保证一定的生产和消费水平,即为了保证图消费水平,即为了保证图7-2 7-2 虚框所示的一定服务水平,必虚框所示的一定服务水平,必须不断投入新的环境物质。须不断投入新的环境物质。n但新物质的投入可以随着能量转换和物质利用效率,以及污染物回收效率
5、的提高而减少。n类似地,在其他条件相同的情况下,用于固定资产的积累,如汽车、建筑物、机器和其他耐用消费品的使用时间越长,用于补偿损失、磨损、报废所需要的新物质的量就越少。3 3、三部门经济系统、三部门经济系统n可以把生产部门分为能量转换和物质加工两个部门。又考虑到污染物处理已经成为现代经济系统的基本功能,因此,在经济系统内部还应当设立污染物处理部门。改造后经济系统内部的物质平衡关系可以用图7-3来表示。n为了进一步考察物质平衡关系,需要对传统的经济系统结构做一些改造(通常所说的经济系统只包括生产部门和消费部门)。图7-3 物质流动关系图图7-3 表明,在一个封闭的(没有进口或出口)、没有物质(
6、植物、设备、储备、耐用消费品和建筑物)净积累的经济系统中,即K=0 时,E*=E排入自然环境中的污染物量必然大致等于进入经排入自然环境中的污染物量必然大致等于进入经济系统的食物、原材料加上从大气中获得的氧。济系统的食物、原材料加上从大气中获得的氧。n减少污染物对环境的危害,除了对其进行回收利用外,还可以对其进行末端处理。但处理污染物并不能使污染物消失,而只是改变了污染物存在的形式。q例如,用湿式去除法净化烟道气;焚烧固体废弃物,虽然保护了水体和土地资源,却污染了空气。n因此,只有当某种环境容量未被充分利用时,末端处理的方法才是有效的,否则,必然会造成某种形式的污染,而不能最终解决环境问题。相比
7、之下,提高污染物循环利用水平和采用清洁生产工艺,才是更为有效的办法。n上面的论述表明,当从环境与经济关系的角度,全面考察生产和消费活动时,传统经济学家假定环境(如水、空气等)不论作为资源还是作为污染物的倾倒场,只是一种没有价值的公共物品。这种认识造成了经济活动的两种无效率:q一是与“外部性”相关的无效率由于不考虑外部性的费用和效益而造成的无效率;q二是与“使用者费用”相关的无效率对环境资源利用的唯一制约是现行费用,而不是未来收益的机会成本。q因此,在这种条件下得出的“帕累托最优(最适度)”只是一种“次优”。即使在私人领域里市场能有效地配置资源,一旦涉及公共物品,市场就“失灵”了。第二节第二节
8、物质平衡与一般均衡模型物质平衡与一般均衡模型n瓦尔拉-卡塞尔模型瓦尔拉瓦尔拉-卡塞尔模型中的变量卡塞尔模型中的变量式中:R资源和服务量;V资源价格;X产品或商品量;P产品价格;Y最终需求。n把物质平衡概念与交换的一般均衡概念结合在一起的数学模型。这个模型既有理论意义,也表明了经济学一般相互依存模型的简化形式,以及如何用一种经济系统的最终产品函数,从本质上更精确的预测污染物排放。第三节第三节 环境管理模型环境管理模型n一、基本模型n假设在污染物处理部门建立一个环境管理机构。n其基本功能就是对环境提供保护,具体方法包括:q对利用环境容量处理污染物的行为收费(即排污收费);q对环境加以治理,增强环境
9、对污染物的同化吸收能力,恢复环境的质量;q监测生产和消费过程的污染物排放。n这样,就可以把图7-3 简化为如图7-4 所示的物质平衡模型。图图7-4 7-4 简化的物质平衡模型简化的物质平衡模型注:虚线表示服务流注:虚线表示服务流n这个流程图包括5个方框,分别表示生产、资本积累、消费、环境管理和环境。n下面考察模型中的物质流和服务流。n生产框:q获得来自环境框的不可再生资源M;资本积累框的折旧D和资本服务流K,消费框的废弃物RH(作为生产原料重新利用)和劳动力LH1。q同时,生产框向消费框提供消费品C,向环境框排放废弃物ZP,向环境管理框提供环境治理所需要的投资IP和排放需要治理的废弃物EP,
10、向资本积累框提供投资GI;q生产中产生的废弃物,一部分得到重复利用,用框中的圆圈表示。n消费框:q获得生产框提供的消费品C 和来自环境框的服务流Y。q废弃物直接排入环境ZH;排入生产框回收利用RH;或者排入环境管理框得到处理EH。q消费框同时要向生产框和环境管理框提供劳动力LH1和LH2。q在这里假定消费框把污染物转给生产框和环境管理框时要付给一定的费用(以物流的形式)。n资本积累框:q资本积累框获得来自生产框的总投资GI。q由于磨损和消耗,从积累框到生产框有一个因折旧产生的废弃物流D。q资本积累框还向生产框提供资本服务流K。n环境管理框:q获得来自生产框和消费框的废弃物EP 和EH,获得来自
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