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排放權交易模式-以市場導向為基礎的減排政策工具(上篇)
營養信用交易機制(美國賓州營養信用交易計畫經驗)

農業科專服務小組/陳可薇 專案經理

排放權交易(Emission trading)的目標是污染物減量,以市場導向為基礎不僅能保護自然生態環境,更能促進產業和能源結構優化,實現永續發展的目標。近年常見的方式如碳權(Carbon credit;即碳信用額度)、水質交易(Water quality trading)等,排放權交易制度通常是由地區核心機構(一般為政府)訂定減排目標,並且分配或出售企業排放特定污染物的排放權或排放額度,進而產出金融衍生商品交易機制。

上述的污染物,也有可能是自然界中的營養源,但因人類活動或行為造成過量營養源如氮與磷進入水體造成優養化、營養污染(Nutrient pollution),除了刺激藻類過度生長,亦導致溶氧量不足、過量的有機碳、水中生物死亡與生態環境衝擊,尤其以食物鏈變動為最,且過量營養物產生難聞氣味及毒素等,進而危害環境與人類健康。這些過量的氮與磷主要來自農業、工業與家庭廢水或空氣污染,這些污染物,如果未經過處理,將隨著雨水、地下水、水道及表面逕流等多種方式進入水體,進而增加管理困難度。

營養信用交易(Nutrient trading)

依據美國清潔水法《Clean Water Act》規定,「點源污染 」需取得國家污染物排放系統(National Pollutant Discharge Elimination System;NPDES)之許可證才能排放,因此工業設施、污水處理廠及畜牧場等產生的廢水,需經處理後確保水質標準對生態不具毒性才能放流至河川。然而,水污染的問題仍層出不窮,其原因在於多數污染係以「非點源污染 」等方式流入水體。因此,催生了其他的監管方法如美國環境保護署發布水質交易手冊《Water Quality Trading Assessment Handbook》,目的是希望以市場機制實現營養源減量與沉積物污染減量等水質目標。

同樣的概念亦持續被專家學者提出,近年已有團隊指出,透過「營養信用交易」也有機會成為一種規範方式,其目的是藉由「被允許排放的點源,與另一個點源或非點源,進行信用交易」,參與合作的夥伴包含具許可證之持有者、環保組織或流域發展交易計畫相關之利益關係人等,進而共同把關並有效減量流域範圍內的營養污染。

「賓州營養信用交易計畫」

切薩皮克灣(Chesapeake Bay)位於美國東岸,是全球最大的河口之一,而美國環境保護署制定切薩皮克灣最大日負荷量(Total Maximum Daily Loads;TMDL)為年流入的總氮應少於84,400公噸,然而經估計2017年流入之總氮量卻高達117,900公噸,與目標出現明顯差距。因此,為進一步減少氮污染,賓州基礎設施投資局(Pennsylvania Infrastructure Investment Authority;PENNVEST)和賓州環境保護部(Pennsylvania Department of Environmental Protection;DEP)共同推動了賓州營養信用交易計畫(Pennsylvania Nutrient Credit Trading Program;NCTP),透過制定一套氮信用與交易制度,若賣方成功減量1磅營養污染流入切薩皮克灣,就可在DEP的官網上,賣出1個信用。

至於誰可以賣信用呢?參與氮信用的農業生產者、污水處理廠及政府的合作關係如圖一,以「點源」排放者為例,其廢水處理設施需獲得NPDES許可證,即污水濃度要控制在低於6 mg/L 總氮與0.8 mg/L 總磷之標準,且經第三方驗證後,向DEP提出賣方申請,填表計算出售之氮信用量,進而在DEP的官網刊登待售信用,買方即可如同商品型錄找尋適合的信用商品,並且在購買時提出申請表及購買合約,由於買賣雙方均需在DEP官網註冊,故相關交易申請均由DEP審查後,落槌成交。

圖一、營養信用交易機制示意圖(本研究整理)。

▲ 圖一、營養信用交易機制示意圖(本研究整理)。

另外,圖一右半部亦舉「非點源」農場出售之氮信用量賣方為例,除了持續推動合理化施肥外,為避免土壤侵蝕與污染物移動,鄰近河岸之田區最少須保留約10.7公尺的河岸植被緩衝帶(圖二),因河岸緩衝帶(Buffers),或稱為濱水帶(Riparian zone),是陸域與水域之間的過渡區,除了有利河道整治外,亦提供野生動物良好的棲息、蔽蔭及覓食空間,緩衝帶的植物還能攔截並減緩沖蝕,當氮源隨水份滲入土壤,促進土壤微生物反消化反應,具去除污染物的能力。整體來說,若建立綿延的河岸緩衝帶,就是一條長長的天然濾水器。

圖2、志願者正在維護河岸緩衝區(賓州州立大學,2021年,本研究整理)。

▲ 圖二、志願者正在維護河岸緩衝區(賓州州立大學,2021年,本研究整理)。

賓州州立大學研究團隊的研究,開發了一套36個農業河岸緩衝情景,以分析緩衝區的特性對氮信用生產成本和投資回收期的影響。如以離灣距離與分佈進行分析,在賓州的5個縣(圖三),位於不同縣市的農場,在使用相同的氮素情況下,越靠近灣區(圖三的東南方)提供的氮污染越高。若考量河岸緩衝區建立後的管理成本,建立森林緩衝區比草場緩衝區,更能減少較多氮污染,但其維護成本(1770美元/英畝)卻也較草場緩衝區(1280美元/英畝)高。而研究人員亦計算將原本經濟生產玉米田轉換成河岸緩衝區,以其收入損失為基礎,須達到每個信用價格在9美元以上,才能平衡緩衝區的成本。然而,2014-2015年交易之氮信用收益,樂觀估計每個信用僅3美元,由此可知,單憑「非點源」之農場於農田上建立並維護河岸緩衝區之投入成本,難以為緩衝區提供誘因並有效運作。

圖3、在賓州內的五個縣距灣距離示意圖(Patrick Boleman,2021年)

▲ 圖三、在賓州內的五個縣距灣距離示意圖(Patrick Boleman,2021年)。

儘管流域範圍內的營養信用交易,被認為是一個獎勵河岸緩衝區的創新機制,能將減少的營養污染轉換成信用,賣給排放更多污染者,進而降低營養污染進入切薩皮克灣。但賓州州立大學研究團隊表明,以目前的信用價格,以及投入產出效益,短期尚難以達到獎勵的作用。不過,氮信用市場價格的上漲,或者將氮與其他營養信用額(如磷)搭配,亦有潛力為農田轉換成河岸緩衝帶建立足夠的獎勵。

考量美國環境保護署持續推行水質交易政策,期望以市場導向為基礎做為環境政策的工具,以信用交易的收入獎勵業者成為信用賣方,進而降低環境外部成本。因應2050年達到碳中和為全球趨勢,我國行政院農業委員會亦於110年8月25日召開「氣候變遷對臺灣農業影響、調適及永續之道」的線上直播座談會,期待農業部門能致力發展碳匯,且達到2050年降為零之目標,並產生更多碳匯以嘉惠其他產業,相關推動內容將於下篇呈現。

備註

1點源汙染(Point sources):廣義指任何可鑑別的單一排放來源的汙染物,例如:來自工業管線、都市排水溝、船隻等。此處指受美國NPDES所監管的點源汙染。

2非點源汙染(Nonpoint sources):任何分布廣泛或互不相關的汙染源。例如:空氣汙染隨雨水落入土中、不同農場過量施肥最終流入相同流域、突發事件造成汙染。

3美國清潔水法《Clean water act》規定境內受到汙染的水域,在兼顧產業發展與河流生態的前提下,設定水質目標。為達成水質目標,也就是減少汙染、恢復”自然”的目標,必須制定氮、磷、沉積物的TMDL。制定TMDL的過程是具挑戰性且嚴謹的,需考量並監控水體大小、汙染源及量體、降水等環境背景值等。TMDL影響NPDES分配給各點源的許可排放量,亦影響灣區中各轄區的汙染防治行動。

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