2014年10月29日星期三

美国西部水的经济学

淡水不会以全球意义上用完:即,行星地球上淡水的数量不会改变。但世界淡水自然分布的方式 - 通过蒸发,降水,地下水,湖泊和河流和溪流 - 并不总是匹配人们希望水的水。像水坝,储层,管道和灌溉系统等人制造的水分布系统可以在一定程度上改变水的自然分布。但美国西部正在经历干旱的结合,减少了水的自然供应和想要更多水的人口。即使有干旱,人口压力和对淡水的环境需求,美国西南实际上还有大量的水 - 至少,如果在城市家庭,农民,水供应商实施的一些改变的改变的情况下,美国的激励措施和立法者。

要分析这些问题和选择,布鲁金斯学会(Brookings Institution)汉密尔顿项目(Hamilton Project)发表的三篇论文是一个有用的起点:

这是来自Culp, Glennon和Libecap的数据,显示了美国的干旱情况,集中在美国西南部:

这些西南国家近十年来也经历了戏剧性的人口增长。在美国的地区,这些州人口增长率最高,年降雨量最低。这是Kearney,Harris,Hershbein,Jácome和南茨的数字:


以下是我针对如何解决水短缺的总体计划,参考了各种文件的讨论。

1)减少干旱州城市家庭户外浇水的动机。

如果让你猜,你会认为美国西南部干旱州的城市家庭用水量比其他州多还是少?总的来说,这些家庭倾向于使用更多的水。这是来自Kearney等人的数据(引文省略):
户外喷壶是推动西部干燥州人均国内水资源使用的主要因素。而东方湿润的居民通常可以依靠雨水的景观,西方国家的居民必须依赖洒水器。例如,犹他州人均用水量的高率是由于其草坪和花园因国家干燥气候而需要更多的浇水而导致的。同样,加利福尼亚州的一半仅用于室外用途;这种国家的沿海地区每人均使用少于内陆地区,主要是因为景观较少。..



减少户外用水有多种方法:具体规定,如禁止在室外浇水,或限制在一天的特定时间(以减少蒸发);采用滴灌等节水技术;等等。对经济学家来说,这些步骤的一个明显的补充是,向人们收费的方式是,使用的第一个“区块”水的价格相对较低,但随后的“区块”水的价格越来越高。

这是一个显示各个城市平均每月水费的数据。洛杉矶和圣地亚哥的确是排名较高的城市,尽管绝对差异并不大。但是,这里的重点不是平均的账单,而是那些因为想要一个绿色的草坪和被冲洗的车道而使用大量水的人应该面对一些激励来改变他们的行为。



2)升级送水基础设施。

人们听到很多关于增加基础设施支出的说法,但大部分注意力似乎都集中在修复道路和桥梁上。我想听一些关于如何修复水基础设施系统的额外强调。正如阿贾米、汤普森和维克多所说:
水利基础设施,从某些方面来说,是这个国家建设环境中最古老、最脆弱的部分,已经腐朽了. ...水利基础设施——包括大坝、水库、渡槽和城市输水管道——正在老化:美国供水系统中使用的近40%的管道已有40年或更久的历史,一些关键的基础设施已有一个世纪的历史。平均而言,由于泄漏和系统效率低下,全国大约16%的管道水损失了,每天浪费了大约70亿加仑的清洁和处理过的水....计量不准确和未经授权的消费也会导致收入损失。总的来说,美国大约30%的水属于非收入水,这意味着水已经被提取、处理和分配,但从未产生任何收入,因为它已经因为泄漏、计量不准确等原因而损失了。”



3)让农民将他们的一些水卖给城市地区。



由于历史原因,西部许多州,尤其是加利福尼亚,有很大一部分水用于农业。其中一些用途结合了相对较高的市场价值和相对较低的用水,如许多水果(包括葡萄酒葡萄)、蔬菜和坚果。但是水在其他作物上的使用更麻烦。Culp, Glennon和Libecap对这些问题做了一些详细的研究。作为一个生动的例子,他们写道:“2013年,加州南部农民使用超过1000亿加仑的科罗拉多河的水种植紫花苜蓿(非常耗水作物)运往海外支持快速增长的乳制品行业,在其他国家的努力通过记录历史上最严重的干旱……”

农民向城市地区交易一些水的想法存在大量的法律障碍,但可能性相当惊人。这张图显示加州80%的用水用于农业,其中很大一部分用于低价值的农田作物,比如苜蓿,水稻和棉花。在农业地区,就像在城市地区一样,通常有相当大的空间可以通过各种方式节约用水,比如更仔细地定位灌溉用途,确保灌溉渠在输水时不漏水,等等。




想象为了论证它是可能的一个全面的努力,结合转向不同的作物和节水努力减少农业用水在加州八分之一:也就是说,而不是使用可用水资源的80%,农业将得到70%使用可用的水。可用于城市和/或环境用途的水量将增加一半,从可用水量的20%到30%。

他们描述的一种方法是从2002年开始在新墨西哥州的圣达菲实施的,要求任何新的城市建设必须找到一种方法来抵消在建设过程中使用的水。
作为一个例子,如果他们改造了利用低流量厕所的现有房屋,开发人员可以获得许可证。这些家园的居民欢迎有机会获得免费厕所,而圣达Fe Plumbers在新业务的机会上跳起来。在几年内,水管工已经遍布了这座城市的大部分古老的厕所,具有新的高效。居民们会逐渐冲走的水现在提供新房。......简短,开发商开始从农民购买水权的市场出现。开发人员存入城市运营的水库中的水资源;当开发成为铲准备时,开发商撤回了该项目的水权。如果项目停滞不前,开发人员可以向另一个开发者销售其项目更远的开发人员的权利。Santa Fe还颁布了一个积极的水资源保护计划,并通过每单位基础上涨的水费,因为家庭消耗额外的水块。由于创新的水营销措施,节约计划和分层水费,自1995年以来,每人每人的用水量下降了42%......
4)建立地下水库。

历史上,大多数西部州都允许任何业主打井和无限制地使用地下水。但地下水储备的补给速度很慢,加上干旱和人口压力,它们面临着严重的压力。Culp, Glennon和Libecap解释(引文省略):
地下水一直是水匮乏的西部许多部分的储蓄恩典。在20世纪30年代的高升降机汽轮机泵技术出现之后,许多地区可以在地下含水层中获得大量水储量,当地表水供应不足时,他们已经挖掘以供水。最近的一项研究看了于2004年至2013年在西南部地上和地下的淡水储量上方的数据。发现淡水储备在此时间下降了5300万英亩的尺寸 - 相当于米德湖米德的容量几乎是近两倍!!该研究还发现,75%的下降来自地下水来源,而不是从地表水库中的更好的宣传下降,如米德和鲍威尔湖。这种衰退发生了很多,因为包括加利福尼亚州在内的一些西方国家历来未能规范,或者没有充分调节地下水。因此,可以有效地开采地下水含水层,为日常使用提供水。为了回应持续的干旱,加州农民继续以惊人的速度钻探新井,将水桌降低到前所未有的深度......在加利福尼亚州的圣Joaquin山谷,过多的地下水泵导致水桌垂直和表面地球在1925年至1977年间超过二十五英尺......“
亚利桑那州已经采取措施保护地下水,既限制可抽取的水量,又鼓励以补充地下水(避免蒸发问题)的形式节约用水。

虽然还没有发展成一个正式的交易所,亚利桑那州已经在开发地下水补给和回收项目和支持的法律框架,以帮助提高供水的可靠性的前沿。亚利桑那州允许市政用户、工业用户和各种私人团体储存水,以换取他们可以转移给其他用户的积分。因为储存在地下蓄水层的水不会蒸发,所以通过补给活动故意产生的地下水可以在以后被储存和回收。亚利桑那州的法律限制了该州几个最重要的地下水盆地的地下水使用,促进了这种补给和回收方法;这些限制阻止了对资源的开放访问。对开放获取的限制,加上允许建立和恢复信用的法律和监管规定,为储存地下水的贸易创造了基本条件。结果,各种市政利益集团、供水商和私人之间发生了大量的交易。
加州上个月通过立法,首次调节地下水泵送。

5)加大节水技术的研发力度。

正如Ajami, Thompson和Victor所讨论的那样,相对于节约能源和新能源,节水和净化方面的创新活动相对较少。他们认为,部分原因在于提供能源的公司相互竞争,而大多数供水公司都是死气沉沉的地方垄断企业。潜在的企业家有能力研究许多生产和使用能源的方法,他们相信,如果他们想出一些有用的东西,他们的发明就会找到一个现成的市场。但是,研究各种节水方法的企业家往往会发现,他们的想法只适用于当地,或者很难申请专利,或者很难卖给水务公司和用户。这是他们的数据,比较了全球和美国在能源和水创新方面的支出。


干旱是一个自然问题。但是,决定如何利用水资源的因素代表了一个决定稀缺资源分配的激励和约束的经济问题。在美国西部,在我看来,水资源分配的制度问题比干旱这一自然问题还要严重。

*全面披露:我对卡尔普、格伦农和利贝克的论文进行了评论和编辑,并因此获得了一笔酬金。