1、環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)第七章物質(zhì)平衡理論課件07環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)第七章物質(zhì)平衡理論課件第一節(jié) 物質(zhì)平衡的概念模型1、從質(zhì)量守恒定律的角度看待經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)和消費(fèi)過程在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，生產(chǎn)活動和消費(fèi)活動是在進(jìn)行一系列的物理反應(yīng)和化在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，生產(chǎn)活動和消費(fèi)活動是在進(jìn)行一系列的物理反應(yīng)和化學(xué)反應(yīng)，遵從質(zhì)量守恒定律。學(xué)反應(yīng)，遵從質(zhì)量守恒定律。嚴(yán)格說來，標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)學(xué)分配理論是關(guān)于服務(wù)的，而不是關(guān)于物質(zhì)實嚴(yán)格說來，標(biāo)準(zhǔn)的經(jīng)濟(jì)學(xué)分配理論是關(guān)于服務(wù)的，而不是關(guān)于物質(zhì)實體的。物質(zhì)實體只是攜帶某種服務(wù)的載體。體的。物質(zhì)實體只是攜帶某種服務(wù)的載體。 n經(jīng)過生產(chǎn)過程，自然資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和廢棄物，物質(zhì)實經(jīng)過生產(chǎn)過程，自然資源轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品和廢棄

2、物，物質(zhì)實體的形式發(fā)生了轉(zhuǎn)化，但依然存在；經(jīng)過消費(fèi)過程之后，體的形式發(fā)生了轉(zhuǎn)化，但依然存在；經(jīng)過消費(fèi)過程之后，商品的物質(zhì)實體也沒有消失，只是從原來有用的物質(zhì)變商品的物質(zhì)實體也沒有消失，只是從原來有用的物質(zhì)變成了無用的污染物。成了無用的污染物。n無論商品是被無論商品是被“生產(chǎn)生產(chǎn)”還是被還是被“消費(fèi)消費(fèi)”，實際上只是提供了某些，實際上只是提供了某些效用、功能和服務(wù)。其物質(zhì)實體仍然存在，最終或者被重新利用，效用、功能和服務(wù)。其物質(zhì)實體仍然存在，最終或者被重新利用，或者被排入自然環(huán)境中。或者被排入自然環(huán)境中。2 2、考察環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流動關(guān)系、考察環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流動關(guān)系n令E為環(huán)境的物質(zhì)

3、儲量，E*為環(huán)境對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)投入，E為經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)向環(huán)境的排放的污染物，用K表示經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)沉淀（積累），則物質(zhì)平衡模型可表示為： E* = E+Kn如果生產(chǎn)和消費(fèi)過程中不存在積累， 即K=0時，E* = E，n投入的環(huán)境物質(zhì)最終必然以污染物的形式返回環(huán)境，如7-1圖。在這個物質(zhì)流動過程中，環(huán)境物質(zhì)投入的唯一功用就是為人類提供了服務(wù)，即圖中虛線箭頭所示。圖7-1 環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流動關(guān)系現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)中，生產(chǎn)和消費(fèi)過程都存在積累， 即K0時，E* = E+K 物質(zhì)污染物不一定必然排入環(huán)境，如果循環(huán)利用，污染物就有可能返回生產(chǎn)過程，成為原材料的一部分，再次被利用。在這一條件下，圖7-1可以變?yōu)閳D

4、7-2。圖7-2 考慮循環(huán)利用后環(huán)境與經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物質(zhì)流動關(guān)系 因此，根據(jù)物質(zhì)平衡理論可以推斷，為了保證一定的生產(chǎn)和消費(fèi)水平，因此，根據(jù)物質(zhì)平衡理論可以推斷，為了保證一定的生產(chǎn)和消費(fèi)水平，即為了保證圖即為了保證圖7-2 7-2 虛框所示的一定服務(wù)水平，必須不斷投入新的環(huán)境物虛框所示的一定服務(wù)水平，必須不斷投入新的環(huán)境物質(zhì)。質(zhì)。n但新物質(zhì)的投入可以隨著能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)利用效率，以及污染物回收效率的提高而減少。n類似地，在其他條件相同的情況下，用于固定資產(chǎn)的積累，如汽車、建筑物、機(jī)器和其他耐用消費(fèi)品的使用時間越長，用于補(bǔ)償損失、磨損、報廢所需要的新物質(zhì)的量就越少。3 3、三部門經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、三部門經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)

5、n可以把生產(chǎn)部門分為能量轉(zhuǎn)換和物質(zhì)加工兩個部門。又考慮到污染物處理已經(jīng)成為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的基本功能，因此，在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部還應(yīng)當(dāng)設(shè)立污染物處理部門。改造后經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)內(nèi)部的物質(zhì)平衡關(guān)系可以用圖7-3來表示。n為了進(jìn)一步考察物質(zhì)平衡關(guān)系，需要對傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)做一些改造（通常所說的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)只包括生產(chǎn)部門和消費(fèi)部門）。 圖7-3 物質(zhì)流動關(guān)系圖圖7-3 表明，在一個封閉的（沒有進(jìn)口或出口）、沒有物質(zhì)（植物、設(shè)備、儲備、耐用消費(fèi)品和建筑物）凈積累的經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中，即K=0 時，E* = E排入自然環(huán)境中的污染物量必然大致等于進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)排入自然環(huán)境中的污染物量必然大致等于進(jìn)入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的食物、原材料加上從大氣中

6、獲得的氧。的食物、原材料加上從大氣中獲得的氧。n減少污染物對環(huán)境的危害，除了對其進(jìn)行回收利用外，還可以對其進(jìn)行末端處理。但處理污染物并不能使污染物消失，而只是改變了污染物存在的形式。q例如，用濕式去除法凈化煙道氣；焚燒固體廢棄物，雖然保護(hù)了水體和土地資源，卻污染了空氣。 n因此，只有當(dāng)某種環(huán)境容量未被充分利用時，末端處理的方法才是有效的，否則，必然會造成某種形式的污染，而不能最終解決環(huán)境問題。相比之下，提高污染物循環(huán)利用水平和采用清潔生產(chǎn)工藝，才是更為有效的辦法。n上面的論述表明，當(dāng)從環(huán)境與經(jīng)濟(jì)關(guān)系的角度，全面考察生產(chǎn)和消費(fèi)活動時，傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)學(xué)家假定環(huán)境（如水、空氣等）不論作為資源還是作為污染物

7、的傾倒場，只是一種沒有價值的公共物品。這種認(rèn)識造成了經(jīng)濟(jì)活動的兩種無效率：q一是與“外部性”相關(guān)的無效率由于不考慮外部性的費(fèi)用和效益而造成的無效率；q二是與“使用者費(fèi)用”相關(guān)的無效率對環(huán)境資源利用的唯一制約是現(xiàn)行費(fèi)用，而不是未來收益的機(jī)會成本。q因此，在這種條件下得出的“帕累托最優(yōu)（最適度）”只是一種“次優(yōu)”。即使在私人領(lǐng)域里市場能有效地配置資源，一旦涉及公共物品，市場就“失靈”了。第二節(jié)第二節(jié) 物質(zhì)平衡與一般均衡模型物質(zhì)平衡與一般均衡模型n瓦爾拉-卡塞爾模型瓦爾拉瓦爾拉-卡塞爾模型中的變量卡塞爾模型中的變量式中：R資源和服務(wù)量； V資源價格； X產(chǎn)品或商品量； P產(chǎn)品價格； Y最終需求。n把

8、物質(zhì)平衡概念與交換的一般均衡概念結(jié)合在一起的數(shù)學(xué)模型。這個模型既有理論意義，也表明了經(jīng)濟(jì)學(xué)一般相互依存模型的簡化形式，以及如何用一種經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的最終產(chǎn)品函數(shù)，從本質(zhì)上更精確的預(yù)測污染物排放。第三節(jié)第三節(jié) 環(huán)境管理模型環(huán)境管理模型n一、基本模型n假設(shè)在污染物處理部門建立一個環(huán)境管理機(jī)構(gòu)。n其基本功能就是對環(huán)境提供保護(hù)，具體方法包括：q對利用環(huán)境容量處理污染物的行為收費(fèi)（即排污收費(fèi)）；q對環(huán)境加以治理，增強(qiáng)環(huán)境對污染物的同化吸收能力，恢復(fù)環(huán)境的質(zhì)量；q監(jiān)測生產(chǎn)和消費(fèi)過程的污染物排放。n這樣，就可以把圖7-3 簡化為如圖7-4 所示的物質(zhì)平衡模型。圖圖7-4 簡化的物質(zhì)平衡模型簡化的物質(zhì)平衡模型注：虛

9、線表示服務(wù)流注：虛線表示服務(wù)流n這個流程圖包括5個方框，分別表示生產(chǎn)、資本積累、消費(fèi)、環(huán)境管理和環(huán)境。n下面考察模型中的物質(zhì)流和服務(wù)流。n生產(chǎn)框：q獲得來自環(huán)境框的不可再生資源M；資本積累框的折舊D和資本服務(wù)流K，消費(fèi)框的廢棄物RH（作為生產(chǎn)原料重新利用）和勞動力LH1。q同時，生產(chǎn)框向消費(fèi)框提供消費(fèi)品C，向環(huán)境框排放廢棄物ZP，向環(huán)境管理框提供環(huán)境治理所需要的投資IP和排放需要治理的廢棄物EP，向資本積累框提供投資GI；q生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄物，一部分得到重復(fù)利用，用框中的圓圈表示。n消費(fèi)框：q獲得生產(chǎn)框提供的消費(fèi)品C 和來自環(huán)境框的服務(wù)流Y。q廢棄物直接排入環(huán)境ZH；排入生產(chǎn)框回收利用RH；或

10、者排入環(huán)境管理框得到處理EH。q消費(fèi)框同時要向生產(chǎn)框和環(huán)境管理框提供勞動力LH1和LH2。q在這里假定消費(fèi)框把污染物轉(zhuǎn)給生產(chǎn)框和環(huán)境管理框時要付給一定的費(fèi)用（以物流的形式）。n資本積累框：q資本積累框獲得來自生產(chǎn)框的總投資GI。q由于磨損和消耗，從積累框到生產(chǎn)框有一個因折舊產(chǎn)生的廢棄物流D。q資本積累框還向生產(chǎn)框提供資本服務(wù)流K。n環(huán)境管理框：q獲得來自生產(chǎn)框和消費(fèi)框的廢棄物EP 和EH，獲得來自生產(chǎn)框的用于環(huán)境治理的投入IP和來自消費(fèi)框的勞動力LH。q治理后的廢棄物ZE排入環(huán)境。n環(huán)境框：q環(huán)境框向生產(chǎn)框提供原材料M。q環(huán)境是一種公共物品，它對消費(fèi)框產(chǎn)生一個服務(wù)流Y。一般來說，這種服務(wù)流量將

11、隨污染物排放量的增加而減少，隨環(huán)境的改善而增加。q環(huán)境接受來自生產(chǎn)框、消費(fèi)框和環(huán)境管理框的廢棄物ZP、ZH和ZE。q環(huán)境質(zhì)量受廢棄物排放和環(huán)境治理工作兩方面的影響。模型分析與結(jié)論模型分析與結(jié)論n因為在生產(chǎn)框、消費(fèi)框和環(huán)境管理框中都不存在商品存因為在生產(chǎn)框、消費(fèi)框和環(huán)境管理框中都不存在商品存量的積累，量的積累，所以進(jìn)入這些方框的物質(zhì)與離開這些方框的物質(zhì)一定保持平衡。對生產(chǎn)框有：MRHD=CGIIPZPEP對消費(fèi)框有： C=RHZHEH對環(huán)境管理框有： IPEPEH=ZE 合并以上式子，得出： M+DGI+ZP+ZE+ZH 或者 M-（ZPZEZH）GI-D=NI 式中NI表示凈投資。n由此得出：

12、來自環(huán)境的物質(zhì)凈流出量等于資本存量的凈積累來自環(huán)境的物質(zhì)凈流出量等于資本存量的凈積累。來自環(huán)境的物質(zhì)凈流出量等于資本存量的凈積累。這個看起來很平常的結(jié)論是很有意義的。它以一種簡明的形式給出了物質(zhì)的平衡關(guān)系。一方面它表明不能作為資本存量積累的那部分的原材料最終要?dú)w于環(huán)境。 另一方面，它可以引伸出一個結(jié)論：在給定凈資本積累量NI 的前提下，如果不存在某些刺激使排入環(huán)境的污染物（ZPZEZH）保持低水平，那么自然資源的采出量M 將會相應(yīng)提高；環(huán)境質(zhì)量的惡化和自然資源的超量使用是密切相關(guān)的。二、價值平衡和最優(yōu)環(huán)境管理對策n把價格引入上述物質(zhì)平衡模型中，賦予每一物流因子以真實價格，則在價格的調(diào)節(jié)下，整個

13、物流系統(tǒng)的資源配置將會是有效率的，避免了“市場失靈”或是“政策失效”。 n通過引入價格參數(shù)，實現(xiàn)了由物質(zhì)平衡向價值平衡的轉(zhuǎn)變 。環(huán)境治理和環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系環(huán)境治理和環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系 Y0-Y=F（Z，E）nY0初始環(huán)境質(zhì)量；nZ廢棄物排放質(zhì)量；nE治理量。假定廢棄物排放會對環(huán)境產(chǎn)生負(fù)的影響，而治理會對環(huán)境產(chǎn)生正的影響，則： 環(huán)境質(zhì)量函數(shù)： 環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的費(fèi)用效益環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的費(fèi)用效益 q環(huán)境服務(wù)的需求價格 qv環(huán)境管理框治理廢棄物的價格 qq排污收費(fèi)的價格則 環(huán)境服務(wù)的總價值為Y， 由污染物排放引起的環(huán)境損害的價值為（Y0-Y）， 環(huán)境管理部門治理廢棄物的費(fèi)用vE。 排放廢棄物的總機(jī)會成本

14、為vE（Y0-Y）。 利用環(huán)境處理廢棄物的效益顯然是qZ（排污收費(fèi)）。 因而凈效益為： NB=qZ-vE-（Y0-Y）環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的最優(yōu)政策環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的最優(yōu)政策 NB=qZ-vE-（Y0-Y）令以上兩式為零，便可得出環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的最優(yōu)政策（假定這個機(jī)令以上兩式為零，便可得出環(huán)境管理機(jī)構(gòu)的最優(yōu)政策（假定這個機(jī)構(gòu)認(rèn)為價格都是給定的）為構(gòu)認(rèn)為價格都是給定的）為：q=F1v=F2因而，環(huán)境管理機(jī)構(gòu)應(yīng)允許污染物傾倒，直至每多傾倒一單位廢棄因而，環(huán)境管理機(jī)構(gòu)應(yīng)允許污染物傾倒，直至每多傾倒一單位廢棄物所產(chǎn)生的社會效益與其所需的社會邊際成本相等，同時該機(jī)構(gòu)應(yīng)物所產(chǎn)生的社會效益與其所需的社會邊際成本相等，同時

15、該機(jī)構(gòu)應(yīng)治理環(huán)境，直至社會邊際效益等于環(huán)境治理的社會成本。治理環(huán)境，直至社會邊際效益等于環(huán)境治理的社會成本。第四節(jié)第四節(jié) 物質(zhì)平衡理論的應(yīng)用物質(zhì)平衡理論的應(yīng)用循環(huán)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)n一、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念和特點q概念：循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求把經(jīng)濟(jì)活動組織成一個“資源產(chǎn)品再生資源”的反饋流程，所有的物質(zhì)和能源要能在這個不斷進(jìn)行的經(jīng)濟(jì)循環(huán)中得到合理和持久地利用，從而把經(jīng)濟(jì)活動對自然環(huán)境的影響降低到最低限度。q循環(huán)經(jīng)濟(jì)本質(zhì)上是一種生態(tài)經(jīng)濟(jì)，它要求運(yùn)用生態(tài)規(guī)律而不是機(jī)械規(guī)律來指導(dǎo)人類社會的經(jīng)濟(jì)活動。循環(huán)經(jīng)濟(jì)與傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)的比較傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)資源資源 - - 產(chǎn)品產(chǎn)品 - - 污染排放污染排放高開采、低利用、多排放高開采、低

16、利用、多排放合理和持久地利用物質(zhì)和能量，基本上不產(chǎn)合理和持久地利用物質(zhì)和能量，基本上不產(chǎn)生或者只產(chǎn)生很少的廢物。生或者只產(chǎn)生很少的廢物。循環(huán)經(jīng)濟(jì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)資源資源 - - 產(chǎn)品產(chǎn)品 - - 再生資再生資源源低開采、高利用、少排放低開采、高利用、少排放按照自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律組織經(jīng)濟(jì)活動按照自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律組織經(jīng)濟(jì)活動減量化Reduce再循環(huán)Recycle再利用Reuse輸入端輸入端過程中過程中輸出端輸出端減少進(jìn)入生產(chǎn)和消減少進(jìn)入生產(chǎn)和消費(fèi)過程的物質(zhì)量費(fèi)過程的物質(zhì)量,從源頭節(jié)約資源使從源頭節(jié)約資源使用和減少污染物的用和減少污染物的排放。排放。提高產(chǎn)品和服務(wù)的提高產(chǎn)品和服務(wù)的利用效率利用效率,要求產(chǎn)

17、品要求產(chǎn)品或包裝以初始形式或包裝以初始形式多次使用多次使用,減少一次減少一次污染。污染。要求物品完成要求物品完成使用的功能后使用的功能后重新變成再生重新變成再生資源。資源。全過程都必須做到無毒化、無害化全過程都必須做到無毒化、無害化循環(huán)經(jīng)濟(jì)的3R原則：減量化、再使用、再循環(huán)綠色生活中的源頭減耗：綠色生活中的源頭減耗：n減少生活中的物質(zhì)消耗和污染排放n從人口控制到體形控制n從消耗原子到消耗比特（信息化）n從減法經(jīng)濟(jì)到加法經(jīng)濟(jì)（納米技術(shù)的意義）q減：節(jié)能、減排、降耗（限吃、限住、限車、限電、限水、限產(chǎn) ）；q加：加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)改造，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì) 綠色生活方式的含義是指以通過倡導(dǎo)居民使用綠色產(chǎn)品，倡導(dǎo)

18、民眾參與綠色志愿服務(wù)，引導(dǎo)民眾樹立綠色增長、共建共享的理念，使綠色消費(fèi)、綠色出行、綠色居住成為人們的自覺行動，讓人們在充分享受綠色發(fā)展所帶來的便利和舒適的同時，履行好應(yīng)盡的可持續(xù)發(fā)展責(zé)任的方法，實現(xiàn)廣大人民按自然、環(huán)保、節(jié)儉、健康的方式生活。 資源環(huán)境消耗的指標(biāo)類型資源環(huán)境消耗的指標(biāo)類型q綜合性的生態(tài)足跡指標(biāo)：人均生態(tài)足跡n資源消耗性的指標(biāo)：人均水耗、人均能耗、人均物耗、人均地耗n污染排放性的指標(biāo)：人均垃圾產(chǎn)出、人均廢水排放、人均廢氣排放n生態(tài)保護(hù)性的指標(biāo)：人均綠地、人均水面積、人均林地等生態(tài)足跡（Ecological footprint：EF）就是能夠持續(xù)地提供資源或消納廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域空間（biologically productive areas），其含義就是要維持一個人、地區(qū)、國家或者全球的生存所需要的或者能夠只納人類所排放的廢物的、具有生物生產(chǎn)力的地域面積。 生態(tài)足跡生態(tài)足跡:綜合計量人類的環(huán)境影響綜合計量人類的環(huán)境影響n腳踏車公共汽車小汽車的生態(tài)足跡比較q假定住在離工作5公里處的地方n腳踏車的生態(tài)足跡為:0.0122公頃/人n公共汽車的生態(tài)足跡為:0.03公頃/人n小汽車的生態(tài)足跡為:0.14公頃/人二、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的具體模式二、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的具體模式n企業(yè)內(nèi)部的循環(huán)：促進(jìn)原料和能源的循環(huán)利用；n企業(yè)之間的循環(huán)：組織生態(tài)工業(yè)鏈，把不同的經(jīng)濟(jì)組織聯(lián)結(jié)