中围人民大學 《精品课程》系列之 RENMIN UNIVERSITY OF CHINA 璟境經濟學主。中 第五章物质平衡理论 第一节物质平衡的概念模型 1.从质量守恒定律的角度看待经济的生产和消费过程 在经济系统中,生产活动和消费活动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。严格说来,标准的经济学分配理论是关于服务的,而不 是关于物质实体的。物质实体只是携带某种服务的载体。 经过生产过程,自然资源转化为产品和废气物,物质实体的形式发生了转化, 但依然存在,经过消费过程之后,商品的物质实体也没有消失,只是从原来有用 的物质变成了无用的污染物。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。 2.考察环境与经济系统的物质流动关系 令E为环境的物质储量,E*为环境对经济系统的物质投入,E^为经济系统向 环境的排放的污染物,用K表示经济系统的物质沉淀(积累),则物质平衡模 型可表示为: Ek =E+K 1.如果生产和消费过程中不存在积累, 即K=0时,E*=E, 投入的环境物质最终必然以污染物的形势返回环境,如5-1图。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了服务,即图中虚线箭头 所示。 经济系统 人类 环境物质投入 「服务 污染物 生产 消费 图5-1环境与经济系统的物质流动关系 2.但是在现实经济中,生产和消费过程都存在积累, 即K>0时,E*=E+ 若把这些积累考虑进去,如图5-2,循环利用,污染物就有可能返回生产过 程,成为原材料的一部分,再次被利用。在这一条件下,图5-1可以变为图5-2
第五章 物质平衡理论 第一节 物质平衡的概念模型 1. 从质量守恒定律的角度看待经济的生产和消费过程 在经济系统中，生产活动和消费活动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。严格说来，标准的经济学分配理论是关于服务的，而不 是关于物质实体的。物质实体只是携带某种服务的载体。 经过生产过程,自然资源转化为产品和废气物，物质实体的形式发生了转化， 但依然存在，经过消费过程之后，商品的物质实体也没有消失，只是从原来有用 的物质变成了无用的污染物。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。 2. 考察环境与经济系统的物质流动关系 令 E 为环境的物质储量，E*为环境对经济系统的物质投入，E^为经济系统向 环境的排放的污染物，用 K 表示经济系统的物质沉淀（积累），则物质平衡模 型可表示为： E* = E^+K 1. 如果生产和消费过程中不存在积累， 即 K=0 时，E* = E^， 投入的环境物质最终必然以污染物的形势返回环境，如 5-1 图。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了服务，即图中虚线箭头 所示。 2. 但是在现实经济中，生产和消费过程都存在积累， 即 K>0 时，E* = E^+K 若把这些积累考虑进去，如图 5-2，循环利用，污染物就有可能返回生产过 程，成为原材料的一部分，再次被利用。在这一条件下，图 5-1 可以变为图 5-2
中围人民大學 《精品课程》系列之 RENMIN UNIVERSITY OF CHINA 璟境經濟學主。中 经济系统 人类 服务 环境物质投入 污染物 消费 图5-2考虑循环利用后环境与经济系统的物质流动关系 因此,根据物质平衡理论可以推断,为了保证一定的生产和消费水平,即为 了保证图5-2虚框所示的一定服务水平,必须不断投入新的环境物质。 但新物质的投入可以随着能量转换和物质利用效率,以及污染物回收效率的 提高而减少。类似地,用于固定资产的积累,如汽车、建筑物、机器和其他耐用 消费品的使用时间越长,用于补偿损失、磨损、报废所需要的新物质的量就越少。 3.为了进一步考察物质平衡关系,生产部门分为能量转换和物质加工两个部门 又考虑到污染物处理已经成为现代经济系统的基本功能,因此,在经济系统内部 还应当设立污染物处理部门 改造后经济系统内部的物质平衡关系可以用图5-3来表示。 「光合作用物质 [矿物燃料[农产品 空气、水煤天然气石油炼焦用煤 空气、水 能量转化 物质加工 存到热电、孩电 炼油 直擦回收利用的余物 段m 机构和家庭用能有用能 无机 加工过程中数失的化工制品 初级金屎及其制品 加工过程中有机物和 包括音的废能 空水度弃物回收利用 材料 水泥、粘土 有用能 沙子、砾石、碳璃) 废金尾、废纸废机器等 石油化学品望料纤 建筑材料 最终消费 化学品能量空节水合废弃物 健筑协建筑材料 纺马纸末制马 d如发水处理/度物热 各种垃级康品 增加储存 旧货 0c2粉尘颗粒物 图5-3物质流动关系图 图5-3表明,在一个封闭的(没有进口或出口)、没有物质(植物、设备、 储备、耐用消费品和建筑物)净积累的经济系统中, 即K=0时
因此，根据物质平衡理论可以推断，为了保证一定的生产和消费水平，即为 了保证图 5-2 虚框所示的一定服务水平，必须不断投入新的环境物质。 但新物质的投入可以随着能量转换和物质利用效率，以及污染物回收效率的 提高而减少。类似地，用于固定资产的积累，如汽车、建筑物、机器和其他耐用 消费品的使用时间越长，用于补偿损失、磨损、报废所需要的新物质的量就越少。 3. 为了进一步考察物质平衡关系，生产部门分为能量转换和物质加工两个部门。 又考虑到污染物处理已经成为现代经济系统的基本功能，因此，在经济系统内部 还应当设立污染物处理部门。 改造后经济系统内部的物质平衡关系可以用图 5-3 来表示。 图 5-3 表明，在一个封闭的（没有进口或出口）、没有物质（植物、设备、 储备、耐用消费品和建筑物）净积累的经济系统中， 即 K=0 时，E* = E^
中围人民大學 《精品课程》系列之 RENMIN UNIVERSITY OF CHINA 璟境經濟學 主讲:马中教授 排入自然环境中的污染物量必然大致等于进入经济系统的食物、原材料加上从大 气中获得的氧。 减少污染物对环境的危害,除了对其进行回收利用外,还可以对其进行末端 处理。但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。因 此,只有当某种环境容量未被充分利用时,末端处理的方法才是有效的,否则, 必然会造成某种形式的污染,而不能最终解决环境问题。相比之下,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 上面的论述表明,当从环境与经济关系的角度,全面考察生产和消费活动时, 传统经济学家假定环境(如,水、空气等)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。这种认识造成了经济活动的两种无效率 一是与“外部性”相关的无效率——一由于不考虑外部性的费用和效益而造成 的无效率; 二是与“使用者费用”相关的无效率——对环境资源利用的唯一制约是现行 费用,而不是未来收益的机会成本。因此,在这种条件下得出的“帕累托最优(最 适度)”只是一种“次优”。即使在私人领域里市场能有效地配置资源,一旦涉及 公共物品,市场就“失灵”了 第二节物质平衡与一般均衡模型 1.瓦尔拉-卡塞尔模型 瓦尔拉-卡塞尔模型包括下列变量 ⅴ≡(vn:V x 中固境院 y y。) 式中 -资源和服务量:V——资源价格:X—一产品或商品量 P—一产品价格; Y——最终需求。 在n个部门中分配m种资源: r1=a1X1+a2X2+…+a1nX r2=ag Xta22X2+.ta2nX r=anlx+".taunXp
排入自然环境中的污染物量必然大致等于进入经济系统的食物、原材料加上从大 气中获得的氧。 减少污染物对环境的危害，除了对其进行回收利用外，还可以对其进行末端 处理。但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。因 此，只有当某种环境容量未被充分利用时，末端处理的方法才是有效的，否则， 必然会造成某种形式的污染，而不能最终解决环境问题。相比之下，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。 上面的论述表明，当从环境与经济关系的角度，全面考察生产和消费活动时， 传统经济学家假定环境（如，水、空气等）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。这种认识造成了经济活动的两种无效率： 一是与“外部性”相关的无效率——由于不考虑外部性的费用和效益而造成 的无效率； 二是与“使用者费用”相关的无效率——对环境资源利用的唯一制约是现行 费用，而不是未来收益的机会成本。因此，在这种条件下得出的“帕累托最优（最 适度）”只是一种“次优”。即使在私人领域里市场能有效地配置资源，一旦涉及 公共物品，市场就“失灵”了。 第二节 物质平衡与一般均衡模型 1. 瓦尔拉-卡塞尔模型 瓦尔拉-卡塞尔模型包括下列变量： 式中：R——资源和服务量； V——资源价格； X——产品或商品量； P——产品价格； Y——最终需求。 在 n 个部门中分配 m 种资源： r1=a11x1+a12x2+…+a1nxn r2=a21x1+a22x2+…+a2nxn …… rm=am1x1+am2x2+…+amnxn
中围人民大學 《精品课程》系列之 RENMIN UNIVERSITY OF CHINA 璟境經濟學主。中 」=1 矩阵形式如下 A M 即 REAX (5-1b) 式中:A——资源消耗矩阵 α——部门单位产品消耗资源i的量。 根据投入产出模型,中间产品、最终需求和商品生产的关系有: CX+Y: (5-2a) 即 XBY (5-2b) 1,2, (52e) 式中:C——著名的列昂惕夫系数矩阵; CX—中间投入(或中间产品); B=(I-C) I——单位矩阵。 大球境學院 联立(5-1)和(5-2),得到资源投入与最终需求直接相关的方程组,即: a2b1-∑phn 形 式 表 小 为 RABY (5-3b) G=AB
矩阵形式如下： 式中：A——资源消耗矩阵； αij——j 部门单位产品消耗资源 i 的量。 根据投入产出模型，中间产品、最终需求和商品生产的关系有： CX+Y=X （5-2a） 即： X=BY （5-2b） 式中：C——著名的列昂惕夫系数矩阵； CX——中间投入（或中间产品）； B=（I-C）-1 ； I——单位矩阵。 联立（5-1）和（5-2），得到资源投入与最终需求直接相关的方程组，即： 矩阵形式表示 为 ： R=ABY （5-3b） 令 G=AB
中围人民大學 《精品课程》系列之 RENMIN UNIVERSITY OF CHINA 璟境經濟學主。中 b A 即 M bma b R=GY 5-3c 我们也可以把n种中间商品的价格同m种资源的价格联系起来,即: pk 或 g 21 A g2m MM p=VG 4b 2.瓦尔拉-卡塞尔模型的修正与模型的结论分析 为了把X看作物质生产,出于保持一致的考虑,设投入和产出总是处于平衡 状态,就是说C必须代表包括污染物在内的所有物质交换。为了完成这个系统, 使得既不获得物质也不损失物质,有必要引入两个新部门,这就是环境部门(物 质产出为x)和最终消费部门(产出是x)。明确包括这两个部门的投入和产出 以后,这个系统就很容易实现平衡了 对,把R分为资源R2和服务R两部分,即: R=(,巧,…,,r…,=(R,R)(5-5 1+p=m (5-6) 相应地有 V=(v,2, )=(v.v (5 因此,(5-3b)变为
我们也可以把 n 种中间商品的价格同 m 种资源的价格联系起来，即： 或 2. 瓦尔拉-卡塞尔模型的修正与模型的结论分析 为了把 X 看作物质生产，出于保持一致的考虑，设投入和产出总是处于平衡 状态，就是说 cij必须代表包括污染物在内的所有物质交换。为了完成这个系统， 使得既不获得物质也不损失物质，有必要引入两个新部门，这就是环境部门（物 质产出为 xe）和最终消费部门（产出是 xc）。明确包括这两个部门的投入和产出 以后，这个系统就很容易实现平衡了。 对，把 R 分为资源 Rz和服务 Rs两部分，即： 相应地有： 因此，（5-3b）变为：