3.4.2　協(xié)同效應(yīng)

協(xié)同效應(yīng)是指由于協(xié)同作用而產(chǎn)生的結(jié)果,是指復(fù)雜開放系統(tǒng)中大量子系統(tǒng)相互作用而產(chǎn)生的整體效應(yīng)或集體效應(yīng)。對千差萬別的自然系統(tǒng)或社會系統(tǒng)而言均存在著協(xié)同作用。協(xié)同作用是系統(tǒng)有序結(jié)構(gòu)形成的內(nèi)驅(qū)力,任何復(fù)雜系統(tǒng),當(dāng)在外來能量的作用下或物質(zhì)的聚集態(tài)達到某種臨界值時子系統(tǒng)之間就會產(chǎn)生協(xié)同作用。這種協(xié)同作用能使系統(tǒng)在臨界點發(fā)生質(zhì)變產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng),使系統(tǒng)從無序變?yōu)橛行?從混沌中產(chǎn)生某種穩(wěn)定結(jié)構(gòu),協(xié)同效應(yīng)說明了系統(tǒng)自組織現(xiàn)象的觀點。

基于系統(tǒng)學(xué)、經(jīng)濟學(xué)和管理學(xué),協(xié)同效應(yīng)主要表現(xiàn)在如下幾個方面:

① 系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)的產(chǎn)生根源,首先需要不同主體間的通力合作,構(gòu)建不同主體間的有機系統(tǒng)合作機制和架構(gòu);

② 系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)的實現(xiàn)內(nèi)在動因,是不同主體之間在合作體系框架建立的前提下,合作過程中通過互取所長和互補縮短的有機融合,實現(xiàn)不同主體能力的發(fā)揮、拓展和延伸;

③ 系統(tǒng)協(xié)同效應(yīng)的外在表征,是不同主體在合作關(guān)系建立前提下,通過內(nèi)在動因的推動實現(xiàn)超越每個獨立個體所能產(chǎn)生的協(xié)作規(guī)模效應(yīng),即通俗意義上理解的1+1>2的規(guī)模效應(yīng)。

1998年美國環(huán)保署在阿根廷、巴西、智利、中國、印度、墨西哥、菲律賓和韓國等國家開展了綜合環(huán)境戰(zhàn)略項目。綜合環(huán)境戰(zhàn)略手冊中給出了協(xié)同效應(yīng)兩層含義:一是減少大氣污染物排放的同時可以帶來溫室氣體的減排;二是減少大氣污染物和溫室氣體的排放可以帶來的公共健康和經(jīng)濟效益。美國環(huán)保署的綜合環(huán)境戰(zhàn)略主要側(cè)重于綜合措施的效益評估及政策內(nèi)涵,而非注重于污染物之間的相互協(xié)調(diào)性、污染控制措施之間的關(guān)聯(lián)性。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第二次評估報告中使用了溫室氣體減排的“次生效益(secondary benefits)”和“伴生效益(ancillary benefits)”的概念,但“協(xié)同效益”一詞正式出現(xiàn)是在2001年聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會的《第三次評估報告:TAR》中,該報告指出“協(xié)同效應(yīng)是因各種原因而同時實施的各種政策所獲得的收益”,大多數(shù)以減緩溫室氣體為目的的政策在其初始階段也常常涉及其他同樣重要的決策目標,包括與發(fā)展、可持續(xù)性和公平相關(guān)的目標。2000年經(jīng)濟合作與發(fā)展組織在美國華盛頓組織了一個國際研討會,目的之一就是要更清晰地讓政策的附屬效益和成本進入到氣候變化的辯論中,并在聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會第三工作組的報告中提供了信息。亞洲發(fā)展銀行認為,協(xié)同效應(yīng)可以從全球和地方兩個視角來看。從全球角度看,協(xié)同效應(yīng)是指從減緩氣候變化的各項措施中產(chǎn)生的附加效益,如減少空氣污染、提高健康效益、增加能源的可獲取性進而提高能源安全等;從地方視角看,溫室氣體控制的額外效益還包括了發(fā)展及其他經(jīng)濟社會問題等。日本認為所謂具有協(xié)同效應(yīng)的防止氣候變暖的措施,就是解決措施在防止氣候變暖的同時也能滿足發(fā)展中國家發(fā)展需要的措施。2011年中日聯(lián)合研究組對上述定義進行了系統(tǒng)的梳理,并且總結(jié)得出,協(xié)同效應(yīng)的內(nèi)涵適用于與氣候變化相關(guān)領(lǐng)域及非氣候變化領(lǐng)域兩個方面。其中,與氣候變化相關(guān)的領(lǐng)域又可以歸為物質(zhì)化和貨幣化兩大角度,貨幣化角度包括實施與氣候變化相關(guān)的政策對人體健康、農(nóng)業(yè)以及其他社會經(jīng)濟產(chǎn)生的效益,這種效益一般是單向的;而物質(zhì)化角度則包括實施與氣候變化相關(guān)的政策對環(huán)境介質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響和效益,一般是雙向的,即協(xié)同效應(yīng)可以分為正協(xié)同效應(yīng)、負協(xié)同效應(yīng)。

(1)第一階段:認識到溫室氣體減排和大氣污染控制的協(xié)同效應(yīng)

世界上最早嘗試將次生效益納入成本效益分析的研究者之一是Ayres和Walter,他們于1991年發(fā)表了文章“The Greenhouse Effect: Damages, Costs and Abatement”。他們指出Nordhaus的研究使用了簡化的計算方式,這些研究沒有考慮次生效益,因而低估了溫室氣體控制的效益。隨后Pearce支持了他們的觀點,他指出Nordhaus忽略了次生效益,因此忽略了一項主要的效益。Ayres和Walter發(fā)現(xiàn)德國的協(xié)同效應(yīng)很可能超過美國,因為德國的人口密度大于美國,Burtraw和Toman指出“人口密度對各種措施的協(xié)同效應(yīng)十分重要”,他們對比了歐洲和美國的協(xié)同效應(yīng),指出歐洲和美國的評估結(jié)果和數(shù)據(jù)差異可能是地理原因造成的。在美國東部大部分的硫排放沉降在離岸地帶,而不是落在歐洲陸地上。除了人口和地理的原因,他們認為可能還有其他的原因也導(dǎo)致了這些差異,Burtraw和Toman等針對歐洲的實施案例研究發(fā)現(xiàn)溫室氣體減排與大氣污染控制有協(xié)同效應(yīng),且對于環(huán)境影響的經(jīng)濟效益的估值更高。

(2)第二階段:協(xié)同效應(yīng)評價方法學(xué)及案例研究

最初的一些文獻使用“固定系數(shù)法”來研究度量“次生效益”,即在控制溫室氣體的同時所產(chǎn)生的局地大氣污染物減排效益,如果排放X噸碳的同時會排放Y噸其他污染物,那么單位碳減排的次生效益為$VY/X,此處的V表示每噸碳帶來的其他污染物的外部性環(huán)境成本。固定系數(shù)法存在的致命缺陷是污染系數(shù)實際上是平均值而不是邊際值,沒有考慮到將來或過程控制政策的情況。由于邊際排放與平均系數(shù)之間有著很大的差距,所以導(dǎo)致某些次生效益或協(xié)同控制效果的估算值偏高。對于某些溫室氣體減排的控制措施,根本不存在次生效益或伴生效益,且可能出現(xiàn)相反的結(jié)果是增加空氣污染成本,如碳捕獲與封存技術(shù)等。Hans A.AAHEIM等闡述了使用綜合方法評估匈牙利節(jié)能項目成本效益的重要性,以及二氧化碳減排的協(xié)同效應(yīng),其中評估結(jié)果指出協(xié)同效應(yīng)可能是減少大氣污染物帶來的健康效益以及減少材料的損害和減小植被損害。但是與減少當(dāng)?shù)睾蛥^(qū)域污染帶來的效益相比,溫室氣體減排帶來的效益可能較小。Schopp等總結(jié)了歐洲排放控制措施對酸雨和地面臭氧的影響作用,評價了目前實施的政策對于酸雨和地面臭氧的影響。Cifuentes評價了墨西哥城、圣地亞哥、圣保羅和紐約市減少化石能源燃燒帶來的健康效益。根據(jù)綜合環(huán)境戰(zhàn)略的研究方法,West等研究了墨西哥城市群大氣污染改進方案的協(xié)同效應(yīng),認為其除了能夠達到既定目標外,還可以得到明顯的溫室氣體減排效果。Cifuentes研究了智利圣地亞哥地區(qū)實施城市交通項目的協(xié)同效應(yīng),結(jié)果表明項目對溫室氣體、局地大氣污染物都有著重要的減排作用。2005年,韓國應(yīng)用自下而上的分析方法對溫室氣體政策和措施進行了健康方面的協(xié)同效應(yīng)分析,為空氣污染和溫室氣體減排的政策制定提供了參考。Yeora Chae評估了首爾空氣質(zhì)量管理規(guī)劃與二氧化碳排放控制措施的協(xié)同效應(yīng),該研究分析了NOx、PM₁₀與CO₂的減排與成本估計,并定量化評價了多種大氣污染物和溫室效應(yīng)氣體減排的措施。利用排放因子計算各種減排措施產(chǎn)生的NOx、PM₁₀與CO₂減排量,綜合各因素單位減排成本,比較各種措施的減排成本效率。研究結(jié)果表明,綜合的環(huán)境戰(zhàn)略與常規(guī)情景相比,協(xié)同效應(yīng)結(jié)果已經(jīng)超出二氧化碳預(yù)期減排目標,并同時達到空氣質(zhì)量改善目標。

瑞典環(huán)保局認為開展協(xié)同控制可以實現(xiàn)較好的減排效果,并于2010年初出版了《大氣污染和氣候變化——同一個硬幣的兩面》(Air Pollution and Climate Change—Two Sides of the Same Coin),研究了氣溶膠、臭氧與甲烷、氮氧化物對氣候變化的影響。歐盟計算了為達到2030年溫室氣體減排目標所采取的措施,及局地大氣污染控制協(xié)同效應(yīng)。結(jié)果表明實施溫室氣體減排方案使得局地大氣污染控制目標的實現(xiàn)成本每年降低了大約100億歐元,約占總成本的25%,相應(yīng)的協(xié)同效應(yīng)表現(xiàn)為健康損害的降低和生態(tài)系統(tǒng)損害的減少。且2030年的協(xié)同效應(yīng)將大于2020年的協(xié)同效應(yīng)。Wagner等采用GAINS模型模擬了《京都議定書》附件一國家實施溫室氣體減排措施的效果,結(jié)果表明達到二氧化碳減排目標的同時可以額外削減5%的SO₂、NOx、PM的排放量。Bollen等運用MERGE模型模擬證明,氣候友好型環(huán)境保護政策的確存在協(xié)同效應(yīng),即全球?qū)嵤夂蛴押眯铜h(huán)境保護政策在2015年獲取的收益要大于單獨實施應(yīng)對氣候變化政策與單獨實施控制大氣污染政策獲取收益之和。Sharon L Harlan等探討了全球氣候變化、城市熱島效應(yīng)和空氣污染給城市發(fā)展帶來的負擔(dān),提出的城市氣候風(fēng)險管理計劃中的措施將產(chǎn)生健康的協(xié)同效應(yīng)。Douglas Crawford?Brown檢驗了180個國家在溫室氣體減排過程中產(chǎn)生的全球PM減排和相應(yīng)的健康效益。

(3)第三階段:追求協(xié)同效應(yīng)最大化的協(xié)同控制措施的選取與設(shè)計

在認識到協(xié)同效應(yīng)的存在并對其進行了定量估算后,進一步的問題是:有什么樣的控制措施可以使協(xié)同效應(yīng)最大化?因此,協(xié)同效應(yīng)的概念后協(xié)同控制的概念就應(yīng)運而生。

Tollefsen, P等研究表明,如果在歐盟大氣質(zhì)量控制戰(zhàn)略中納入減緩氣候變化的因素,則在最優(yōu)政策情景下整個歐盟地區(qū)人群健康和農(nóng)作物破壞的損失可減少344億歐元,如果考慮氣候變化減緩因素在內(nèi)則可達到369億歐元,即大氣污染控制措施所產(chǎn)生的減緩氣候變化協(xié)同效應(yīng)為25億歐元。Haakon Vennemo等采用CGE模型對中國實施不同的溫室氣體控制措施進行了分析,研究結(jié)果表明二氧化碳強度控制措施對環(huán)境的協(xié)同效應(yīng)最大。

相比國外,中國開展協(xié)同控制和協(xié)同效應(yīng)研究起步相對較晚,但發(fā)展階段基本和國外大同小異,主要經(jīng)歷了三個發(fā)展階段。

(1)第一階段:逐步認識和發(fā)現(xiàn)大氣污染和溫室氣體減排協(xié)同效應(yīng)

隨著中國環(huán)境空氣質(zhì)量改善需求日益強化,以及全球環(huán)境氣候變化履約工作的不斷開展,中國學(xué)者開始認識到當(dāng)?shù)匚廴竞蜏厥覛怏w減排彼此關(guān)聯(lián),陸續(xù)開展一些大氣污染物減排和溫室氣體減排項目的協(xié)同效應(yīng)研究,例如針對北京、上海、石家莊等地方案例以及西氣東輸項目環(huán)境協(xié)同效應(yīng)研究。Kristin等在山西太原案例中,通過自下而上的模型研究發(fā)現(xiàn),如果積極實施清潔能源戰(zhàn)略,提高能源效率,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,推進綠色交通等協(xié)同控制政策,每年可削減100萬~600萬噸二氧化硫排放,9000~48000人免受健康損失,同時碳減排每年可實現(xiàn)300億元人民幣收益。

(2)第二階段:協(xié)同效應(yīng)的實證研究階段

隨著協(xié)同效應(yīng)研究的陸續(xù)開展,國內(nèi)學(xué)者陸續(xù)針對如何有效實現(xiàn)協(xié)同效應(yīng)開展實證研究。毛顯強等首次從環(huán)境?經(jīng)濟?技術(shù)角度系統(tǒng)地提出了技術(shù)減排措施的協(xié)同控制效應(yīng)評價方法,即采用協(xié)同控制效應(yīng)坐標系、污染物減排量交叉彈性分析和單位污染物減排成本三種方法相配合,多角度評價技術(shù)減排措施對SO₂、NOx和CO₂的協(xié)同控制效應(yīng)。該研究以火電行業(yè)為案例進行分析,采用協(xié)同控制效應(yīng)坐標系、污染物減排量交叉彈性分析的結(jié)果表明,末端治理措施不具有協(xié)同性,而前端控制措施和過程控制措施具有較好的協(xié)同性;采用單位污染物減排成本評價的結(jié)果表明,末端治理措施優(yōu)先度排序靠后,而前端控制措施和過程控制措施排序靠前,且針對不同污染物的排序結(jié)果有所不同。

(3)第三階段:協(xié)同控制政策分析階段

基于協(xié)同效應(yīng)的實證研究基礎(chǔ)上,對于如何分析協(xié)同控制政策對協(xié)同效應(yīng)的影響因素識別和評估研究陸續(xù)開展。部分學(xué)者對當(dāng)?shù)匚廴究刂频膮f(xié)同效應(yīng)收益和溫室氣體減緩政策同時分析,提出同時減少地方污染物排放及減緩溫室氣體排放的政策調(diào)整措施,以獲得最大的環(huán)境政策協(xié)同效應(yīng),并使協(xié)同效應(yīng)最大化。楊宏偉采用區(qū)域能源環(huán)境經(jīng)濟綜合評價模型,對與溫室氣體減排政策協(xié)同效應(yīng)密切相關(guān)的現(xiàn)行技術(shù)及未來技術(shù)發(fā)展情況、當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護政策以及未來經(jīng)濟發(fā)展等因素的作用進行了量化分析和研究。結(jié)果表明,當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展政策和未來技術(shù)發(fā)展水平對協(xié)同效應(yīng)至關(guān)重要,如果不考慮當(dāng)?shù)乜沙掷m(xù)發(fā)展政策的效果將導(dǎo)致錯誤的評價結(jié)果。