Allocation of emission permits for China’s power plants: A systemic Pareto optimal method
Allocation of emission permits for China’s power plants: A systemic Pareto optimal method
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中国电厂排放许可证的分配：系统帕累托最优方法
DOI：
10.1016/j.apenergy.2017.07.033
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发表时间：
2017-10
期刊：
影响因子：
11.2
通讯作者：
Zhaohua Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xiang Ji;Guo Li;Zhaohua Wang
排放权分配对环境治理和运营管理具有重要影响，是一个重要的问题。然而，AEP结果是否能够始终保持系统的帕累托最优性仍然不清楚，在以前的文献中也没有得到充分的研究。我们试图填补这一空白，AEP过程分为前阶段的观察过程和两个阶段的监管计划，最近的现实世界的例子的动机。本文基于数据包络分析（DEA）的经典理论，对各阶段的状态变量进行了刻画，建立了一个概念性的AEP模型。考虑到不同的现实世界的情况下，我们扩展这个概念AEP模型到三个不同的AEP模型：非限制，均匀限制，和异质限制的AEP模型。从理论上证明了这三个模型的分配方案是系统的帕累托最优相应的情况下。与其他AEP方法相比，我们的模型的优点是现实世界的易处理性，可扩展性和系统的帕累托最优性。本文进一步利用所建模型对中国大陆百万千瓦级燃煤电厂SO2排放权分配进行了实证分析。我们的实证研究结果表明，异质限制的AEP模型表现出更高的性能比非限制和均匀限制的AEP模型。因此，建议中国燃煤发电行业在实际分配SO2排放权时采用非均质限制的AEP模型。
Allocation of emission permits (AEP) is an important issue because of its significant effects on environmental governance and operations management. However, whether AEP results can constantly maintain systemic Pareto optimality still remains unclear and has not been investigated adequately in prior literature. We attempt to fill this gap by dividing the AEP process into a pre-stage observation process and a two-stage regulatory scheme as motivated by recent real-world examples. We apply the characterizations of each stage’s state variables to build a conceptual AEP model based on the classical theory of data envelopment analysis (DEA). Considering different real-world scenarios, we extend this conceptual AEP model into three different AEP models: non-limited, uniform-limited, and heterogeneous-limited AEP models. The allocation schemes derived from each of these three models are proved theoretically to be systemic Pareto optimal in the corresponding scenarios. The advantages of our models over other AEP methods are real-world tractability, enforceability, and systemic Pareto optimality. We further conduct an empirical analysis on allocating SO2emission permits among mainland China’s major million-KW coal-fired power plants using the proposed models. Results of our empirical study show that the heterogeneous-limited AEP model exhibits higher performance over the non-limited and uniform-limited AEP models. Thus, we suggest that the Chinese coal-fired power industry should employ the heterogeneous-limited AEP model in the practical allocation of SO2emission permits.
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