第七章 物质平衡理论

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瓦尔拉-卡塞尔模型的修正
引入两个新部门：
环境部门和最终消费部门
把R分为资源Rz和服务Rs两部分 ：
z 1 z 2 z s 1 s 2 s p z s
R (r ，r ， ，rl ，r ，r ， ，r ) R , R ） （
l pm
经济系统物质流动的平衡分析
1)从环境流向其他各部门的物质等于生产投入 的所有原材料：
净效益为：
NB=qZ-vE-δ（Y0-Y）
环境管理机构的最优政策
NB=qZ-vE-δ（Y0-Y）
令上两式为零，环境管理机构的最优政策为：
排污收费价格：q＝δF1 环境管理部门治理费用：v＝-δF2
环境管理机构应允许污染物倾倒，
直至每多倾倒一单位废弃物所产生 的社会效益与其所需的社会边际成
本相等，同时该机构应治理环境，
2)流入和流出最终部门的物质必须是平衡的：
3)流入和流出中间产品部门的物质是平衡的：
4)流入环境的全部污染物等于中间产品和最 终消费部门流出的污染物
5)来自环境物质流减去连续再循环的产品， 等于来自中间产品部门的污染物流加上最终 消费产出的污染物流 ；
6)来自环境的物质最终将以污染物的形式 回到环境中 。
第七章 物质平衡理论
第五章 物质平衡理论
第一节 物质平衡的概念模型
第二节 一般均衡模型和环境管理模型
第三节 物质平衡理论的应用—循环经济
第一节 物质平衡的概念模型
传统的经济系统模型：仅仅注重市场经
济现象或者商品经济现象，没有考虑资 源、环境与经济之间的相互作用和影响。
商品需求
消费支出 商品供给
E* =
0+K E
如果生产和消费过程中不存在积累，即
K=0时，E* = E0
投入的环境物质最终必然以污染物的形式返回
环境。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服务（虚线箭头）
如果现实经济中，生产和消费过程都
存在积累，
即K>0时，E* = E0+K
表明：在一个足够长的时期，制造出
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；所以提高污染物循 环利用水平和采用清洁生产工艺，才是更为 有效的办法，最终解决环境问题。
传统经济学家假定环境不论作为 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
认识造成经济活动的两种无效率：
一是与“外部性”相关的无效率 二是与“使用者费用”相关的无效
对 环境管理框有： IP＋EP＋EH=ZE
合并以上式子，得出： M+D＝GI+ZP+ZE+ZH 或者 M-（ZP＋ZE＋ZH）＝GI-D=NI(净投资) 由此得出：
来自环境的物质净流出量等于资本存量的净积累。
价值平衡和最优环境管理对策
把价格引入上述物质平衡模型中，赋
予每一物流因子以真实价格，则在价
中间投入是生产过程中消耗的物质和服务，包括原材料、 半成品、动力、其他辅助材料，及支付劳务部门的各种 费用，如运输邮电费、金融服务费、保险费、广告费 等； 总投入为最初投入与中间投入之和。
产出指各产业部门生产的产品和劳务的数
量及其分配使用的去向； 中间产出即中间产品，与中间投入相对应， 当某种产品被用作中间投入时，它也就是 中间产品； 最终产出即最终产品，是用作最终使用的 产品，包括消费品、投资品和净出口。
式中：R—资源和服务量； V—资源价格； X—总产品或总商品量； P—产品价格； Y—最终需求(最终产品)
2.2瓦尔拉-卡塞尔模型
在n个部门中分配m种资源:
r1= a11 x1 + a12 x2 +…+ a1n xn r2= a21 x1 + a22 x2 +…+ a2n xn
……
r j a jk xk
商品市场
销售收入
家庭
要素收入
厂商
成本支出
要素供给
要素市场
要素需求
广Байду номын сангаас的经济学，则将“人
类和自然之间的物质代谢 的全过程”作为经济学的 分析领域。
物质代谢论 ——物质收支平衡分析方法
1.产生背景：
1960年代后期到1970年代初，战后资本主义国家普 遍面临了深刻的环境公害问题。这种情况下，英国著名 经济学家Robinson，1971年提出传统的经济理论正面临 着“第二次危机” ，问题在于面对深刻的环境污染引 起的公害问题，有必要对传统经济理论框架的有效性提 出新的疑问。对于这一疑问，最早提出的就是物质收支 平衡（Material Balance）分析方法。
态系统的自然系统的联系的角度进行了重新定位，
从经济学角度看，自然资源是一种多功能的资产，
为人类提供多种服务： 1）提供公共物品 3）接受废弃物 2）提供自然资源 4）位置空间
从质量守恒定律的角度看待经济的生
产和消费过程
经济系统中，生产和消费活动就是在进行一系 列的物理反应和化学反应，遵从质量守恒定律。
R = A × X 式中：A ——资源消耗矩阵； aij——j部门单位产品消耗资源i的量
中间产品 + 最终产品 ＝ 商品生产
CX
其中:
+ Y X= BY
=
X
C:列昂惕夫系数矩阵；
1 I:单位矩阵 In
CX:中间产品；
1
B=(I-C)-1，投入产出逆阵，也称列昂惕夫逆矩阵；
Eij：第j个消除污 染部门在消除污 染过程中消耗的 第i部门产品的数 量
Fij：第i个消除 污染部门本身 产生的第i种污 染物的数量 ˉ：第 j个消 dj 除污染部门 产生的固定 资产折旧
yi：生产 xi：生 部门i的 产部门i 最终产出的总产 出 Ri最终需 Qi第i种 求领域产 污染物 生的第i种 的总量 污染物数 量 ˉ：第j个消 vj 除污染部门 的劳动报酬 ˉ：第j个消除 mj 污染部门创造 Sj：第j个消 的社会纯收入 除污染部门 消除污染物 的总消除量
格的调节下，整个物流系统的资源配 置将会是有效率的，避免了“市场失 灵”或是“政策失效”；
通过引入价格参数，可实现由物质平
衡向价值平衡的转变 ；
三部门的利润
生产πp =pC+ pKGI +qHRH +qDD +pEIP -wLH1-pMM-πK-qZP-vEP 资本积累πK =πK-pKD-qDD
2.理论基础：质量守恒定律
三个守恒：
化学反应前后各元素的原子个数守恒 化学反应前后各元素的质量守恒 化学反应前后各物质质量总和守恒
∑M(反应物)=∑M(生成物)
3. 基 本 思 想
物质收支平衡分析法超出了原来经济分析对象，
即市场系统的范围，将人类的经济活动从包括生 独立分析各种物质的流程和收支平衡的结构。
结 论
模型表明，当环境（公共财产）资源
变得稀缺时，与生产消费和环境之间 的作用关系相关的外部性是“普遍存 在”的，且通常表现为非市场的;
原则上，通过引入一些影子价格，市
场影响可以模拟到基本近似的程度。
2.3环境管理模型
模型分析与结论
对生产框有：M＋RH＋D=C＋GI＋IP＋ZP＋EP
对消费框有： C=RH＋ZH＋EH
无论商品是被“生产”还是被“消费”，实际
上只是提供了某些效用、功能和服务。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。
考察环境与经济系统的物质流动关系
设E为环境的物质储量，E*为环境对经
济系统的物质投入，E0为经济系统向环
境排放的污染物，K表示经济系统的物
质沉淀（积累），物质平衡模型可表示 为：
环境资源∶状态资源＝空气、水、土壤、空间 产出不仅只考虑生产出的产品和服务，还要考虑生产、
消费过程中不可避免所产生的、最终以各种形式排入环 境的各种废弃物和污染物。
环境污染与治理投入产出表
Xij：第j个部 门消耗的第i部 门产品的数量 Pij：第j部门 产生的第i种 污染物的数量 dj：生产部 门j产生的 固定资产折 vi旧 ：生产部门j 的劳动报酬 mj：第j个部 门创造的社会 纯收入
环境管理πE =vEP+vEH-pEIP-qZE-wLH2
储蓄－投资恒等式
NS+pC+qHRH+qZH+vEH=
w（LH1+LH2）+pMM+∏P+ ∏ K+ ∏ E NS=pKGI-pKD-qZP-qZH-qZE =pK（GI-D）-qZ =pKNI-qZ
净储蓄NS等于净投资减去利用环境处理废弃物 的费用; 通过引入价格参数，实现了由物质平衡向价值 平衡的转变;
来的产品质量，加上生产和消费过程
中产生的污染物的质量，必然大致等
于最初从自然界获取的质量
如果污染物不直接排入环境，而是进行循
环利用，污染物就有可能重新返回生产过
程，成为原材料的一部分，再次被利用。
物质的使用过程，实质是一种能转化
为另一种能的过程，任何能的转化都
不可能是全效的，损耗是必然的；
新物质的投入可以随着能量转换、物
环境治理和环境质量之间的关系
Y0-Y=F（Z，E） Y0 ——初始环境质量； Z ——废弃物排放质量； E ——治理量。 假定废弃物排放会对环境产生负的影响，
而治理会对环境产生正的影响，则：
环境管理机构的费用效益
δ——环境服务的需求价格 v——环境管理框治理废弃物的价格 q——排污收费的价格 则环境服务的总价值为δY， 由污染物排放引起的环境损害的价值为δ（Y0-Y）， 环境管理部门治理废弃物的费用vE。 排放废弃物的总机会成本为vE＋δ（Y0-Y）。 利用环境处理废弃物的效益是qZ（排污费）。