اندازه‏گیری کارایی زیست‌محیطی: بررسی موردی نیروگاه‌های حرارتی تولید برق در استان‏های خراسان جنوبی، رضوی و شمالی

چکیده

انتشار گازهای خروجی نیروگاه­های حرارتی تولید برق یکی از عوامل اصلی ایجاد آلودگی­های زیست‏محیطی محسوب می‏شود. در این مطالعه با استفاده از اطلاعات سال­های 84 تا 87 مربوط به 6 نیروگاه­ حرارتی برق استان‏های خراسان کارایی زیست­محیطی صنعت برق نسبت به آلاینده اکسیدهای نیتروژن محاسبه شده­است. در این مقاله با استفاده از توابع فاصله هایپربولیک با در نظر گرفتن ستانده­های مطلوب و نامطلوب به صورت نامتقارن، رهیافت اقتصاد سنجی الگوی مرز تصادفی با بهره­گیری از شکل تابعی ترانسلوگ بکار گرفته شده است. و در نهایت با استفاده از روش حداکثر راست­نمایی در قالب داده­های تابلویی، الگوی مورد نظر تخمین زده شده است. طبق محاسبات انجام شده کارایی زیست­محیطی نیروگاه­های نمونه به طور متوسط 81/93 درصد می­باشد. همچنین نتایج، قیمت سایه­ای معادل 12/1 ریال به­ازای هر کیلوگرم اکسیدهای نیتروژن را نشان می‌دهد. یافته­های چنین مطالعاتی می­تواند زمینه­ای برای مسئولان اقتصادی ایجاد نماید تا با شناخت صحیح­تر موقعیت زیست­محیطی صنعت، سیاست­گذاری و برنامه‌ریزی نمایند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Measuring Environmental Efficiency: A Case Study of Thermal Power Generation in Jonoobi, Razavi and Shomali Khorasan Provinces

چکیده [English]

Thermal power plant emissions are considered as one of the most important environmental pollutions. In this study environmental efficiency of electricity industry for NOx emissions is calculated. Our data include 6 power plants of three Khorasan provinces for 1384-1387. We rely on hyperbolic translog distance function specification that treats the outputs asymmetrically by allowing equiproportional desirable outputs expansion and undesirable outputs contraction. This function is implemented by using conventional econometric techniques based on panel data maximum likelihood estimation. The result shows that environmental efficiency for this sample of plants is 93.81 on average. In addition, our estimated shadow price for each kilogram of NOx is 1.12 Rials. Results of this kind of studies can be useful for decision makers to have a better environmental prospect for planning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • environmental efficiency
  • distance function
  • stochastic frontier analysis
  • translog function
  • undesirable output
  • thermal power plant

اندازه‏گیری کارایی زیست­محیطی: بررسی موردی نیروگاه­های حرارتی تولید برق در استان‏های خراسان جنوبی، رضوی و شمالی

احمد سیفی*، مصطفی سلیمی‏فر** و هانیه فنودی***

 

تاریخ دریافت: 17 اردیبهشت 1392         تاریخ پذیرش: 9 مهر 1392

 

انتشار گازهای خروجی نیروگاه­های حرارتی تولید برق یکی از عوامل اصلی ایجاد آلودگی­های زیست‏محیطی محسوب می‏شود. در این مطالعه با استفاده از اطلاعات سال­های 84 تا 87 مربوط به 6 نیروگاه­ حرارتی برق استان‏های خراسان کارایی زیست­محیطی صنعت برق نسبت به آلاینده اکسیدهای نیتروژن محاسبه شده­است. در این مقاله با استفاده از توابع فاصله هایپربولیک با در نظر گرفتن ستانده­های مطلوب و نامطلوب به صورت نامتقارن، رهیافت اقتصاد سنجی الگوی مرز تصادفی با بهره­گیری از شکل تابعی ترانسلوگ بکار گرفته شده است. و در نهایت با استفاده از روش حداکثر راست­نمایی در قالب داده­های تابلویی، الگوی مورد نظر تخمین زده شده است. طبق محاسبات انجام شده کارایی زیست­محیطی نیروگاه­های نمونه به طور متوسط 81/93 درصد می­باشد. همچنین نتایج، قیمت سایه­ای معادل 12/1 ریال به­ازای هر کیلوگرم اکسیدهای نیتروژن را نشان می‌دهد. یافته­های چنین مطالعاتی می­تواند زمینه­ای برای مسئولان اقتصادی ایجاد نماید تا با شناخت صحیح­تر موقعیت زیست­محیطی صنعت، سیاست­گذاری و برنامه‌ریزی نمایند.

 

واژه‌های کلیدی: محیط­زیست، کارایی زیست­محیطی، تابع فاصله، تحلیل مرز تصادفی، تابع ترانسلوگ، ستانده نامطلوب، نیروگاه حرارتی تولید برق.

طبقه‌بندی JEL: C23، D24، L94،Q51.

 
   

 

 

1. مقدمه

امروزه تولید برق و نرخ رشد آن نه تنها شاخصی برای پیشرفت صنعتی و اقتصادی محسوب می‌شود بلکه در بررسی رفاه عمومی کشورها نیز نقش مهمی ایفا می­کند. در کشور ما بخش اعظم تولید برق به عهده نیروگاه‏های حرارتی می­باشد. بطوری­که سهم نیروگاه­های حرارتی 79 درصد از مجموع برق تولیدی کشور در سال 88 بوده­است. آلودگی ناشی از گازهای خروجی از دودکش نیروگاه­های حرارتی یکی از مهمترین عوامل انتشار آلودگی محسوب می­شود. وسعت توزیع این آلاینده­ها به نوع و کیفیت سوخت مورد استفاده بستگی دارد. این نیروگاه­ها با مصرف سوخت­های فسیلی نظیر گاز طبیعی، گازوئیل و مازوت به تولید برق می­پردازند. مصرف این سوخت­ها موجب انتشار آلاینده­هایی نظیر اکسیدهای­کربن، اکسیدهای نیتروژن، اکسیدهای گوگرد و ... می­شود. تمامی این آلاینده­ها نه تنها روی محیط­زیست در سطح محلی و منطقه­ای بلکه در سطح جهانی اثرات تخریبی دارند، بطوریکه در سطح محلی بیشترین تخریب به صورت آلودگی هوا بروز می‌کند و در سطح بین المللی در اثر گازهای گلخانه­ای موجب گرم شدن سطح زمین می­گردد.

رشد فعالیت­های صنعتی و افزایش انتشار آلاینده­ها موجب جلب توجه جهانیان به مسایل زیست محیطی گردیده است؛ که می­توان نمود آن را در اجلاس ریو، پیمان کیوتو و اجلاس ژوهانسبورگ مشاهده کرد. که در نتیجه آن استانداردهای محیطی و هوای پاک در سطح بین‌المللی و ملی وضع گردیده­اند. با رشد اهمیت توسعه پایدار، مفهوم کارایی زیست­محیطی نیز جایگاه ویژه­ای را در ادبیات اقتصاد توسعه یافته است. کارایی زیست­محیطی یعنی تولید کالا و ارائه خدمات با بکارگیری انرژی و مواد اولیه کمتر که ضایعات، آلودگی و هزینه کمتر را نیز بدنبال داشته باشد. کارایی زیست­محیطی دو جنبه محیطی و اقتصادی را بررسی می­کند. بنابراین می­توان گفت شاخص کارایی زیست­محیطی نمایانگر میزان تعهد به توسعه پایدار می­باشد.

طبق آمار منتشره توسط موسسه مطالعات بین­المللی انرژی، در کشور ما نیروگاه­های تولید برق پس از بخش خانگی و تجاری بیشترین سهم را در آلودگی هوا دارا هستند، و سبب لطمات جبران ناپذیری بر بهداشت عمومی و محیط می­گردند. هدف از این مطالعه با توجه به خلأ تحقیقات کاربردی در این زمینه، اندازه‏گیری کارایی زیست­محیطی با در نظر گرفتن آلاینده­ی اکسیدهای نیتروژن منتشره از تعدادی از نیروگاه­های حرارتی استان­های خراسان جنوبی، رضوی و شمالی و مقایسه آن بین نیروگاه‏های مورد بررسی می‏باشد. بنابراین فرضیه اصلی این تحقیق وجود عدم کارایی زیست‏محیطی در نیروگاه‏های مورد بررسی می‏باشد. ترتیب ارائه مطالب در نوشتار حاضر از قرار زیر است: در ابتدا الگوی نظری مورد استفاده بسط داده خواهد شد، سپس پیشینه تحقیق به تفکیک مطالعات داخلی و خارجی خواهد آمد. در قسمت چهارم، پس از توضیح مختصری در مورد داده­ها، نتایج برآوردها ارائه خواهد گردید. در قسمت پنجم، به بحث و بررسی کشش‏ها و قیمت سایه­ای خواهیم پرداخت. و در قسمت آخر نتایج را بیان خواهیم کرد.

 

2. مبانی نظری

برای بررسی کارایی زیست­محیطی با فرض وجود دو نوع ستانده مطلوب و نامطلوب نیاز به استفاده از توابع فاصله­ای داریم. در این الگو به منظور بررسی کارایی از هر دو بعد نهاده­ها و ستانده­ها از توابع فاصله هایپربولیک استفاده می­کنیم. و تخمین کارایی را از روش تحلیل مرز تصادفی انجام خواهیم داد. برای این کار از یک تابع ترانسلوگ برای بیان شکل تابع فاصله هایپربولیک کمک می­گیریم. این روش ما را قادر خواهد نمود تا با استفاده از روش داده‏های تابلویی و ترجیحاً روش حداکثر راست­نمایی کارایی زیست­محیطی نمونه مورد نظر را اندازه­گیری نماییم.

 

1-2. تابع فاصله هابپربولیک

تکنولوژی تولیدی را در نظر می­گیریم که دو نوع ستانده مطلوب و نامطلوب را به طور هم­زمان تولید می­کند. طی فرآیند تولید بردار نهاده   به بردار ستانده  تبدیل می‏شود، که  متشکل از دو زیر بردار  و  می باشد، که به ترتیب بیانگر بردار ستانده مطلوب و بردار ستانده نامطلوب است. و  نشان­دهنده مجموعه واحدهای تولیدی می­باشد. در این تحقیق نیروگاه­های حرارتی تولید برق را در نظر می‌گیریم که بطور هم‌زمان دو نوع ستانده برق به عنوان ستانده مطلوب و آلاینده اکسیدهای نیتروژن را به­عنوان ستانده نامطلوب تولید می‏کنند. در این حالت مجموعه تکنولوژی به صورت زیر تعریف می‌شود:

(1)                   

 برای مدل­سازی چنین تکنولوژی تولیدی چندین فرض را تعریف می‏کنیم که اصول عمومی ما را تشکیل خواهند داد. در ابتدا فرض می­کنیم، ستانده­ها برای هر بردار از نهاده­ها  پیوسته ­باشند. همچنین مجموعه ستانده­ها مجموعه­ای بسته باشد[1]. دومین فرض قابلیت حذف نهاده‌ها بطور آزادانه و قوی می­باشد[2]. به عبارت دیگر اگر نهاده‏ها افزایش یابند (یا کاهشی نداشته باشند) مجموعه ستانده کاهش نمی­یابد. تا اینجا به استثنای حضور ستانده نامطلوب، تکنولوژی تولید ما با مدل­های سنتی نئوکلاسیکی سازگار است. برای مع