何維達,陸 平,鄧 佩

(北京科技大學東凌經(jīng)濟管理學院,北京 100083)

北京市供水與用水政策的一般均衡分析
——基于水資源CGE模型

何維達,陸 平,鄧 佩

(北京科技大學東凌經(jīng)濟管理學院,北京 100083)

北京市嚴重缺水,地下水超量開采嚴重,對生態(tài)環(huán)境造成不利影響。為解決水短缺問題,構(gòu)建北京市水資源一般均衡模型,比較研究北京市供水與用水政策對當?shù)亟?jīng)濟及水資源利用的影響。結(jié)果表明,南水北調(diào)工程調(diào)水有利于北京市經(jīng)濟發(fā)展;地下水保護政策有利于當?shù)氐乃鷳B(tài)環(huán)境,但單獨實施將對經(jīng)濟造成負向沖擊;水價政策實施能夠促使生產(chǎn)部門和居民節(jié)約用水,對整體經(jīng)濟的影響較小;調(diào)控政策組合將在北京市水資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展方面發(fā)揮積極作用。

水政策;供水與用水;可計算一般均衡模型(CGE);北京市

北京市屬于我國嚴重缺水城市,2013年人均水資源占有量約為119 m3,為我國人均水資源占有量的5.8%。南水北調(diào)中線工程每年將為北京市調(diào)水約10.5億m3,按北京市2 115萬人口數(shù)(2013年末)計算,年人均新增水量不足50 m3。隨著南水北調(diào)工程來水,北京市將逐年減少本地地下水開采量,以北京市年均地下水減采量5億m3計算,北京市年人均增加水量將不足25 m3。由此可見,南水北調(diào)工程調(diào)水能夠在一定程度上緩解北京市水供需矛盾,但所產(chǎn)生的作用仍然有限。在解決北京市水短缺問題上,還需要進一步重視階梯水價與差別水價等政策所發(fā)揮的節(jié)水作用。

對供水與用水政策的研究主要集中于供水量變動、水價、技術(shù)創(chuàng)新、虛擬水貿(mào)易等方面。劉金華等[1]構(gòu)架了水資源CGE模型,研究供水量變動對天津市經(jīng)濟的影響,結(jié)果表明水資源對GDP的邊際貢獻率隨著供水量的增加而減少。Xia等[2]采用CGE模型分析了北京市水價上漲對地區(qū)生產(chǎn)總值和部門產(chǎn)出的影響,相比于水價變化,農(nóng)業(yè)部門對水量變化更為敏感,高耗水產(chǎn)業(yè)(如造紙業(yè)、紡織業(yè)等)對水價政策比較敏感,水價政策能促使這些產(chǎn)業(yè)采用更有效的節(jié)水技術(shù)。鄧群等[3]通過構(gòu)建水資源CGE模型研究了北京市水價變動以及供水量變化對各部門經(jīng)濟的影響,在水價增加10%的沖擊下,行業(yè)產(chǎn)出和銷售量變化呈現(xiàn)不同的特點與變動趨勢。技術(shù)創(chuàng)新政策主要體現(xiàn)在對水利基礎(chǔ)設施和農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)的提高上,李昌彥[4]建立了包含水資源要素、水的生產(chǎn)與供應業(yè)及生產(chǎn)用水補貼的水資源CGE模型,比較了水價、生產(chǎn)用水補貼政策、科技創(chuàng)新政策對江西省經(jīng)濟的影響。劉紅梅等[5]分析了影響農(nóng)業(yè)虛擬水貿(mào)易的因素。Llop等[6]比較分析了西班牙加泰羅尼亞地區(qū)的供水與用水政策效應。

水資源納入一般均衡分析框架,通常采用以下方法:①將水資源作為生產(chǎn)要素引入生產(chǎn)函數(shù)。夏軍等[7]將水資源作為要素嵌入CGE模型,同時將水污染治理作為一個單獨的部門處理,并在擴展的投入產(chǎn)出表中納入了水資源、水污染治理部門與其他部門之間的關(guān)系。Calzadilla等[8]在模型中區(qū)分了雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)和灌溉農(nóng)業(yè),將土地資源分為草場、雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)用地、灌溉農(nóng)業(yè)用地與灌溉水資源;于將水資源開發(fā)和水環(huán)境部門作為一個經(jīng)濟部門納入模型。如Letsoalo等[9]將水資源作為生產(chǎn)部門納入模型;③將部門供水作為其產(chǎn)出的約束條件,相當于模型外掛了一個水資源模塊。王勇等[10]將水資源供給作為生產(chǎn)的約束條件,考查了不同水資源供給情景方案對張掖市部門產(chǎn)出、就業(yè)、GDP等宏觀經(jīng)濟因素的影響。本文綜合了前兩種方法,一方面將水資源作為生產(chǎn)要素構(gòu)成水要素賬戶,另一方面將水的生產(chǎn)與供應業(yè)單獨列出來形成一個經(jīng)濟部門,在此基礎(chǔ)上將水資源要素區(qū)分為地表水、地下水、再生水和外來調(diào)水。由于現(xiàn)實中的部分水資源未納入經(jīng)濟核算,這種設定更符合實際情況。在此基礎(chǔ)上,對北京市工程調(diào)水、地下水保護與階梯水價等供用水政策進行模擬,比較分析各供水與用水政策在解決北京市水資源供需矛盾問題中所起的作用,為相關(guān)決策提供參考和借鑒。

一、北京市供用水變化趨勢及政策現(xiàn)狀

1.北京市供用水情況

根據(jù)北京市歷年水資源公報,1980—1990年,北京市供水總量由42億m3降至41億m3,1990—2000年,大致在40億m3至43億m3間波動。2001—2012年,北京市年供水量在35億m3左右波動。由此可知,雖部分年供水量有所波動,但總體上仍處于下降趨勢。北京市供用水結(jié)構(gòu)變化趨勢如圖1a所示,主要呈現(xiàn)如下特征:①地下水供給量占北京市總供水量比重最大,年平均值約為63%,但呈下降趨勢,2012年該比重下降至51%;于地表水供給量占比也呈逐年下降趨勢;③再生水供給量占比逐年增大,至2012年再生水供給量約占總供水量20%;④北京市從外地調(diào)水量增加,至2012年南水北調(diào)工程供水和應急供水共占總供水量16%。

用水結(jié)構(gòu)及其變化大體可按農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活與環(huán)境用水等方面進行分析。2001—2012年北京市用水結(jié)構(gòu)變化如圖1b所示,農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水占總用水量比重進一步減少,而生活用水、環(huán)境用水占總用水量比重呈現(xiàn)增長趨勢。農(nóng)業(yè)用水持續(xù)性下降主要有以下原因:①北京市通過一系列政策引導農(nóng)業(yè)向節(jié)水型發(fā)展,限制耗水量大、效益低的農(nóng)作物種植;于鼓勵改進農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù);③隨著城區(qū)擴張,部分農(nóng)業(yè)用水轉(zhuǎn)為非農(nóng)業(yè)用水。工業(yè)用水持續(xù)性減少與北京市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策相關(guān),在工業(yè)由勞動資本密集型向技術(shù)知識密集型轉(zhuǎn)變過程中,工業(yè)用水停止增長甚至出現(xiàn)下降。生活用水包括城鎮(zhèn)生活用水和農(nóng)村生活用水。城鎮(zhèn)生活用水由居民用水和公共用水(含服務業(yè)、餐飲業(yè)、貨運郵電業(yè)及建筑業(yè)等用水)組成,農(nóng)村生活用水除居民生活用水外還包括牲畜用水。服務業(yè)發(fā)展、人口增長以及人均生活用水量提高,導致了生活用水持續(xù)性增加。

2.北京市水政策現(xiàn)狀

圖1 2001—2012年北京市水供需結(jié)構(gòu)變化趨勢

在農(nóng)業(yè)水政策方面,北京市從2007年開始,強調(diào)了利用價格機制促進節(jié)水型農(nóng)業(yè)發(fā)展,減少地下水開采,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)超限額用水征收水資源費,農(nóng)村低保家庭因征收農(nóng)業(yè)用水水資源費增加的支出,可由民政部門通過提高低保標準等進行補償。2012年《北京市節(jié)約用水辦法》鼓勵發(fā)展高效益節(jié)水型農(nóng)業(yè),限制耗水量大、效益低的農(nóng)作物種植面積。

在工業(yè)與服務業(yè)水政策方面,《北京市節(jié)約用水辦法》規(guī)定了北京市實行行政區(qū)域和行業(yè)用水總量控制,按照生活用新水適度增長、環(huán)境用新水控制增長與農(nóng)業(yè)用新水負增長原則,根據(jù)區(qū)域功能定位和行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的要求,科學配置水資源,逐級分解用水總量指標;對已經(jīng)超過用水總量指標的區(qū)域或行業(yè),不再增加用水指標。為限制高耗水行業(yè)發(fā)展,北京市還實施了諸如產(chǎn)業(yè)用水效率準入制度等政策,對各產(chǎn)業(yè)部門定期進行用水效率評估,并根據(jù)用水情況制定投資項目指導和限制發(fā)展目錄。

在居民用水政策方面,北京市采取階梯水價,促進節(jié)約生活用水。例如,2014年《關(guān)于北京市居民用水實行階梯水價的通知》明確規(guī)定按年度用水量計算,將居民家庭全年用水量劃分為3檔,水價分檔遞增的階梯水價政策。

二、水資源CGE模型

1.模型設定

CGE模型可分為澳大利亞式和美國式,建模技術(shù)及應用方向存在一定差異。澳大利亞式CGE模型[11-12]采用線性化技術(shù)提高了模型求解速度,較適合求解大規(guī)模模型,模型閉合程度較低,主要適用于政策模擬分析。美國式CGE模型通常采用水平變量方程,模型閉合程度較高,主要適用于經(jīng)濟理論檢驗。本文以澳大利亞政策研究中心(CoPS)研發(fā)的單區(qū)域CGE模型為基礎(chǔ),構(gòu)建北京市水資源CGE模型。模型主要包括生產(chǎn)投入決策、產(chǎn)出決策、投資決策、最終需求、市場出清、資本供給和資本形成、要素供給、閉合條件等模塊。為了將水資源作為生產(chǎn)要素引入模型,對生產(chǎn)投入、要素供給和閉合條件等模塊方程進行了調(diào)整。

生產(chǎn)部門在給定的生產(chǎn)技術(shù)條件下,最小化生產(chǎn)成本,從而決定與產(chǎn)出水平相適應的投入數(shù)量及構(gòu)成(圖2)。假設產(chǎn)業(yè)i的產(chǎn)出數(shù)量為X1TOT(i),中間投入品為X1-S(c,i)、初級要素為X1PRIM(i),其他生產(chǎn)成本為X1OCT(i),A1表示技術(shù)系數(shù),a1 為A1的變化率。最頂層嵌套采用Leontief生產(chǎn)函數(shù),生產(chǎn)部門的最優(yōu)化方程可表達為:

將方程線性化,可得如下方程:

初級要素嵌套采用不變替代彈性(CES)生產(chǎn)函數(shù),方程如下所示:

其中,對水資源要素的線性化需求方程為:

各產(chǎn)業(yè)部門的水資源要素投入來源于地表水、地下水、再生水與外來調(diào)水,采用不變替代生產(chǎn)函數(shù)(CES)加總,WSR集合表示水供給來源集。方程如下所示:

線性化為如下方程:

根據(jù)經(jīng)濟變量調(diào)整時間,在短期閉合條件中,通常設定資本存量、實際工資為外生變量。然而,在保持收益率不變前提下,資本存量可以自由調(diào)整,總就業(yè)水平一定,實際工資可以調(diào)整?？梢约僭O水資源供給總量外生,部門的水資源相對價格內(nèi)生,水資源在部門間的配置由水資源相對價格決定,這意味著水資源可以在部門間流動。另一種設定部門間的水資源相對價格是剛性的,外生設定,而水資源供給呈無限彈性,即在設定的水資源價格條件下,水資源供給數(shù)量內(nèi)在地由需求數(shù)量決定。本文采取長期閉合條件,設定資本存量、實際工資為內(nèi)生變量,水資源要素總供給量為外生變量。

圖2 生產(chǎn)投入結(jié)構(gòu)

2.數(shù)據(jù)準備

研究數(shù)據(jù)主要來源于北京市投入產(chǎn)出表、《北京市統(tǒng)計年鑒(2014)》以及北京市水資源公報。利用北京市統(tǒng)計年鑒中的地區(qū)生產(chǎn)總值將投入產(chǎn)出表更新至2012年。水的生產(chǎn)與供應業(yè)主要包括自來水供給商、污水處理廠等,它們的主要產(chǎn)出是水商品,由于北京市投入產(chǎn)出表中缺乏農(nóng)業(yè)灌溉用水供給及規(guī)模以下企業(yè)的水供給的相關(guān)數(shù)據(jù),因此,需要將水資源作為一類生產(chǎn)要素引入投入產(chǎn)出表。首先,從2012年北京市水資源公報中獲取水資源的供需實物量;其次,按水的生產(chǎn)與供應業(yè)對其他部門的供給比例(供給服務業(yè)與最終消費的比例),將服務業(yè)用水從生活用水中分離出來;再次,估算水資源要素的影子價格[13-15],進而得出水資源要素價值量;最后,將總的要素價值按比例分解為勞動要素、資本要素以及水資源要素。模型中的生產(chǎn)函數(shù)與轉(zhuǎn)換函數(shù)的彈性取值參考了 PRCGEM模型的參數(shù)取值[16],北京市三次產(chǎn)業(yè)的水產(chǎn)出彈性值參考了秦昌波[17]估算結(jié)果。

3.模擬情景設定

情景1是南水北調(diào)工程調(diào)水情景。根據(jù)南水北調(diào)項目計劃,調(diào)水主要用于滿足工業(yè)用水、服務業(yè)用水與居民生活用水的需要。南水北調(diào)中線工程完成后,平均每年將向北京市調(diào)水10.5億m3,減去基期已有調(diào)水量2.8億m3,新增調(diào)水量占基期總供水量21.4%。因此,模擬情景設定為南水北調(diào)工程來水導致北京市總供水量較基期增加21.4%。

情景2是地下水保護政策情景。2001—2012 年,北京市年均水資源量約26億m3。為保障供水安全,不得不超采地下水。據(jù)監(jiān)測,平原區(qū)地下水每年超采5億至6億m3。隨著南水北調(diào)工程來水,北京市將逐年減少本地地下水開采量。設定為減采地下水5億 m3,這相當于基期北京市總供水量的13.9%。

情景3是階梯水價政策情景。根據(jù)北京市新出臺的階梯水價政策,在非居民用水方面,水價由平均每立方米約6元上漲至約8元,漲幅約為33%。在居民用水方面,水價平均比基期(2012年)水價上漲25%。水價政策模擬情景設定為居民用水水價較基期提高25%,非居民用水水價較基期提高33%,通過調(diào)整水商品間接稅來反映北京市水價政策調(diào)整。

情景4為政策組合情景,綜合了北京市工程調(diào)水、地下水保護政策與階梯水價政策。

三、實證結(jié)果分析

1.工程調(diào)水政策模擬結(jié)果

工程調(diào)水將增加北京市的供水量,對北京市的經(jīng)濟、社會、環(huán)境將產(chǎn)生積極影響。北京市供用水政策對宏觀經(jīng)濟影響模擬結(jié)果見表1情景1,南水北調(diào)工程調(diào)水將導致北京市真實地區(qū)生產(chǎn)總值增加3.23%,真實工資上升5.89%,這主要是因為水資源要素供給增加,導致宏觀經(jīng)濟產(chǎn)出成本下降,產(chǎn)出數(shù)量增加,從而導致生產(chǎn)部門的勞動需求曲線向上移動。北京市供用水政策對部門產(chǎn)出及用水量影響模擬結(jié)果見表2情景1,各部門產(chǎn)出均得到了增加,其中,水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、住宿和餐飲業(yè)、農(nóng)業(yè)的產(chǎn)出量增加幅度較大,分別為 31.52%、12.13%與11.87%。水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、農(nóng)業(yè)與郵政業(yè)用水量增加最多,分別為36.41%、26.31%與25.93%。

2.地下水保護政策模擬結(jié)果

地下水保護政策將減少北京市本地水資源供給量,導致北京市水資源均衡價格上升。水資源均衡價格變動可以視為水資源潛在經(jīng)濟價格變動,模擬結(jié)果反映了水資源供給數(shù)量減少導致其單位經(jīng)濟價值提高。從宏觀角度看,如表1情景2所示,地下水保護政策將導致北京市真實地區(qū)生產(chǎn)總值降低2.74%,真實工資下降4.94%。從部門角度看,如表2情景2所示,水資源供給量縮減將導致北京市各部門產(chǎn)出降低,對水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、農(nóng)業(yè)、住宿和餐飲業(yè)的產(chǎn)出負向影響較大,分別為-19.72%、-9.22%與-8.75%。水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、郵政業(yè)與農(nóng)業(yè)的用水量分別下降21.69%、17.01%與16.74%。

3.水價政策模擬結(jié)果分析

從宏觀角度,如表1情景3所示,北京市實施水價政策對真實地區(qū)生產(chǎn)總值存在負面沖擊0.03%,真實工資水平下降0.21%,居民消費價格指數(shù)上升0.10%。從部門經(jīng)濟角度,如表2情景3所示,水價政策將導致北京市水的生產(chǎn)與供應業(yè)的產(chǎn)出下降2.98%,而對其他部門的產(chǎn)出影響程度較小。該政策縮減了其他部門對水商品的中間需求,以及居民等經(jīng)濟主體對水的最終需求,導致水的生產(chǎn)與供應業(yè)產(chǎn)出縮減,該部門將進一步減少對水資源要素的引致需求,最終導致用水量下降2.94%。

4.政策組合模擬結(jié)果分析

對南水北調(diào)工程調(diào)水、地下水保護和水價調(diào)整的政策組合進行模擬,在宏觀經(jīng)濟效應方面,如表1情景4所示,政策組合導致北京市真實地區(qū)生產(chǎn)總值增加1.22%,真實工資上升2.05%,居民消費價格指數(shù)下降0.46%。在部門經(jīng)濟效應方面,如表2情景4所示,水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、農(nóng)業(yè)、住宿和餐飲業(yè)的產(chǎn)出分別增加10.64%、4.43%與4.32%,水的生產(chǎn)和供應業(yè)產(chǎn)出減少1.33%,水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、郵政業(yè)、農(nóng)業(yè)用水量分別增加12.10%、9.22%與9.09%,這基本反映了地下水保護、工程調(diào)水與水價政策綜合效應。

表1 北京市供用水政策對宏觀經(jīng)濟影響模擬結(jié)果 %

四、結(jié) 論

通過構(gòu)建北京市水資源一般均衡模型,模擬北京市供水與用水政策對當?shù)亟?jīng)濟及水資源利用的影響,得出以下結(jié)論:第一,工程調(diào)水有利于北京市經(jīng)濟發(fā)展,對水利環(huán)境和公共設施管理業(yè)、住宿和餐飲業(yè)、農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進作用較大;第二,地下水保護政策有利于當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和水資源可持續(xù)利用,但對當?shù)亟?jīng)濟造成負向沖擊;第三,水價政策實施能夠減少生產(chǎn)部門和居民對水的需求,但對經(jīng)濟的整體影響較小,未來該政策還有進一步實施空間;第四,政策組合將在北京市水資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展方面發(fā)揮積極作用。當前,生態(tài)文明與經(jīng)濟、政治、文化社會建設已成為全面建成小康社會任務的重要組成部分,調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境成為我國政府重要的政策目標,經(jīng)濟增長等總量目標被弱化。南水北調(diào)工程來水不僅對北京市經(jīng)濟帶來積極作用,而且能夠彌補生態(tài)環(huán)境用水缺口,改善北京市水生態(tài)環(huán)境。因此,應高效利用南水北調(diào)來水,進一步完善用水許可制度并設定地下水使用總量目標,減少地下水過度開采,逐步涵養(yǎng)回補地下水。與此同時,要不斷完善水資源市場配置機制,發(fā)揮市場在水資源配置中的決定性作用。

表2 北京市供用水政策對部門產(chǎn)出及用水量影響模擬結(jié)果 %

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TV213.9

A

1671 4970(2015)02 0072 05

10.3876/j.issn.1671 4970.2015.02.014

2014 12 17

北京市社會科學基金重點項目(14JGA014);國家社會科學基金項目(14ZDA088)

何維達(1960—),男,江西新余人,教授,博士,從事產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究。