中国隐含碳排放的再核算_碳排放论文

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      中图分类号:F205 文献标识码:A 文章编号:1671-0169(2016)02-0042-08

      一、文献综述

      全球经济发展需能源支撑,能源消费伴随着二氧化碳排放。全球二氧化碳排放量从1971年的140.7亿吨跃升到的2010年的302.8亿吨。二氧化碳引起气温升高,导致全球气候恶化。2007年联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告指出本世纪末全球气温比1980-1999年升高1.1~6.4℃,引起20%~30%的物种灭绝。为努力遏制二氧化碳排放的进一步增加,国际社会达成了一系列公约或协定,从《联合国气候变化框架公约》到《柏林授权》、到《京都议定书》、再到《巴黎协定》。《京都议定书》针对发达国家规定了减排指标和减排量,但没对发展中国家强制规定。《巴黎协定》规定所有成员都必须参与减排行动,但没对贸易中隐含碳排放责任问题做出明确回答。

      经济学家一直在关切国际贸易产品中隐含碳排放的责任问题。封闭的国家生产和消费均在本国,所有碳排放由其承担而开放的国家所生产的产品不仅由本国人民消费且部分产品出口到国外,出口产品的碳排放应由谁承担目前还不明确。京都议定书(Kyoto Protocol)指出发达国家通过把高耗能、高污染生产线搬迁到国外或进口替代品,将此部分二氧化碳责任推给发展中国家(也被叫做碳泄漏)。比如如果美国自己生产进口我国的产品,其二氧化碳排放量会增加3%~6%[1]。Peters等[2]认为国际贸易中碳泄漏为10.8%。故应把在《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》中规定生产国承担出口产品碳排放(也叫做生产者责任)修改为应由消费产品和服务的进口国家承担贸易中隐含碳排放(也叫做消费者责任)[3][4]。Ahmad等[3]指出一个国家的总净碳排放等于总排放减去出口产品的碳排放加上进口用于本国消费的产品的碳排放。

      根据生产国和消费国的不同,进出口贸易中隐含碳排放可以被分为如下的四大类[3][5]:国内生产全部碳排放(EEP)I+II;国内消费全部碳排放(EEC)I+III;出口产品的碳排放(EEE)II+IV;进口产品的碳排放(EEI)III+IV;贸易平衡是净隐含碳排放(EEB)(II+IV)-(III+IV)(如图1所示)。

       目前估算贸易中隐含碳排放的方法为IPCC方法、全寿命周期方法和投入产出表方法(如表1所示)。

      

      图1 碳排放责任分担

      

      IPCC方法。使用IPCC方法研究国家贸易碳排放问题的比较少,刘爱东等[6]采用此方法测算了1990-2011年我国能源消费量和贸易中的碳排放量。

      全寿命周期方法。此方法为自下而上的方法,从微观层面上对单个部门或者单个产品进行分析,即针对一个产品整个寿命周期内生产过程中所有碳排放。Shui等[1]使用此方法估计中美贸易中隐含碳排放,结果发现7%~14%的我国碳排放都应由美国承担。刘强等[7]对我国出口贸易中前46种产品进行研究,结果表明我国14.4%的碳排放应由发达国家承担。

      投入产出表方法。投入产出表方法包括单区域投入产出表方法和多区域投入产出表方法。Sanchez等[8]使用单区域模型和EAI假设(假设进口国和出口国相同产品有相同的碳排放系数)估算西班牙在国际贸易中隐含碳排放。Machado等[9]使用EAI假设估计巴西贸易中的隐含碳排放。Wang等[10]使用相同方法估计了2004年的我国出口隐含碳排放。Su等[11]采用单区域投入产出模型,利用部门聚集效应来估算我国贸易中隐含碳排放。Lin等[12]估计了我国2005年国际贸易中隐含碳排放。陈迎等[13]定量剖析了2002-2006年我国国际贸易中的隐含能源问题。

      Ahmad等[3]首次提出多区域投入产出表方法估计24个国家国际贸易中二氧化碳排放。Weber等[14]估计了美国、加拿大、中国、墨西哥、日本、德国、英国、韩国等国家从1997年到2004年贸易结构变化对碳排放的影响。Peters等[2]基于GTAP数据库,使用CGE模型分析了87个地区和国家在国际贸易中的隐含碳排放。Chung[5]使用GTAP全球贸易数据估算了九个国家和地区在国际贸易中隐含碳排放。

      多区域模型比单区域模型估算结果好,但多区域模型要求所有国家的投入产出数据,此数据很难获得和更新,具有时效性问题。Tolmasquim等[15]指出若分析单个国家贸易问题,选用单区域投入产出表已足够。这是因为本文目的是改进EAI假设,故选择单区域投入产出表。为什么要改进EAI假设?这是因为我国以碳为主的能源结构使得产品隐含较高的碳强度[2][3][16]。本文思路如下:首先根据EAI假设估算我国应承担的碳排放量、出口碳排放量、进口碳排放量等,然后调整EAI假设,根据各个进口国的碳排放强度,最后估计碳排放量。

      发达国家化石燃料产生的碳排放占该国全社会二氧化碳排放量的97%,但我国仅为90%[3]。为了更准确地估计我国碳排放量,本文还考虑了焦炭和水泥生产过程中产生的二氧化碳排放。

      二、方法与数据

      (一)投入产出分析法

      投入产出表由经济学家Wassily Leontief在1930年代建立并在1970年代发展为理论模型。投入产出模型方法能估计上游产业对环境的间接影响且能合理地估计国际贸易隐含碳排放[8][14][17]。

      假设某国包含n个工业部门,方程表示为:

      X=AX+Y (1)

      其中,X表示该国全部产出,为列向量;AX为中间投入,A为直接消耗系数,元素

表示生产单位第j部门产品所消耗第i部门产品数量;Y是最终需求,包括家庭消费、政府消费、投资、库存变化和净出口。

      AX移到左边,然后两边除以

,可得:

      

      使用IO表估计该国碳排放总量,公式如下:

      

      部分进口产品经过加工再出口,此产品产生的碳排放为再出口排放。标准的IO模型不能估计再出口排放,为解决再出口排放估计问题,直接消耗系数矩阵A分解为国内部分和进口部分。

      

      (二)调整EAI假设的方法

      由于我国碳排放强度远高于发达国家,EAI假设过高地估计了我国的碳排放量。为使结果更接近现实,需要调整进口碳排放系数。首先,按我国对各国的进口量进行排序,选取前32个国家为代表,因此32个国家的进口量占到总进口量的80%。其次,对于剩余的20%的量,采用我国自身的碳强度,这主要是因为剩余的200多个国家基本为发展中国家,碳强度与我国基本一致。最后,求出进口产品的平均碳排放强度。具体公式如下:

      

       其中,AICC代表进口的平均碳排放系数,

表示我国从第i个国家的进口量,TIM表示我国的进口总量,

表示第i个国家的碳强度,CCI代表我国2009年的碳强度。故可以求得进口的平均碳排放强度为0.558 kg/1$。

      

      (三)投入产出数据

      本文数据来源于胡兆光等[18]、投入产出表2010年、世界银行和IEA。我国2010年投入产出表总共包含了42个部门,为使研究简单化,我们合并了几个部门,合并后变为15个部门(如表2所示)。

      通过IO表可以计算得出最终需求Y、总出口、总进口、总投入、进口的中间投入A[m]X和进口直接最终消费Y[m](如表3所示)。

      表3中某些部门的最终需求为负数,表明这些部门的产出不能满足国内需求,必须进口。以采矿业为例,表明我国工业化和城市化进程中基础设施的建设需开采矿产资源等。

      

      (四)排放系数数据

      基于2010年化石燃料消费的数量和IPCC各种能源的二氧化碳排放系数,从而可得2010年各部门与能源相关的碳排放量。

      IPCC的能源的

排放系数,这里使用以下公式:

      

      其中,

表示第i个部门总排放,

表示第i个部门消费第g种能源的排放量,

表示第i个部门消费第g种能源消费总量,

表示第g种能源的排放系数,

表示第g种能源燃烧时二氧化碳的转化率。故可得每吨标煤煤炭、石油和天然气的二氧化碳排放系数分别为2.611、2.028和1.51吨。

      根据我国具体国情,全面统计我国二氧化碳排放量。第一,我国焦炭生产占世界总产量的70%,且其出口量占到世界总量的50%[19]。第二,我国是世界上最大水泥生产国,占到世界总产量的48%[20]。因此,我国全社会碳排放总量需要包括水泥和焦炭生产中所产生的二氧化碳。

      三、实证分析

      (一)部门的排放系数

      表4阐述了2010年各部门的直接排放系数(

)和隐含碳排放系数(

)。电力、热力及水的生产和供应业的直接排放系数和隐含碳排放系数最大,这是因为我国以煤炭为主的火电发电量占总发电量的80%。非金属矿物制品业,采掘业和金属产品制造业的直接排放系数和隐含碳排放系数分别位列前四位,说明我国在工业化和城市化进程中,需要生产大量的水泥和钢铁。建筑业和机械设备制造业的直接排放系数排在最后,但在隐含碳排放系数中均大幅升高。

      

      (二)我国的隐含碳排放

      根据理论方法,2010年我国全社会总二氧化碳排放约为79.8亿吨(EEP),我国应承担的碳排放量为53.9亿吨(EEC)。我国出口产品隐含碳排放量为33.5亿吨,我国进口产品隐含碳排放量为27.9亿吨,因此我国二氧化碳净出口量为5.6亿吨。

      IEA指出2010年我国二氧化碳排放为72.2亿吨,比79.8亿吨小,这主要是因为IEA只考虑了化石燃料排放的二氧化碳量,没有包含水泥和焦炭生产过程中产生的二氧化碳(如图2所示)。

      

      图2 在EAI假设下2010年隐含碳排放(百万吨)

      

      Peters等[2]和Ahmad等[3]指出我国的碳排放系数与世界平均水平不同。为了使结果更接近现实,本文分两步调整各个部门的进口碳排放系数:第一,我国2010进口量为14 487亿美元,从而进口碳排放总量为8.1亿吨;第二,比较这两个进口碳排放,然后调整各个部门碳排放系数结果如表5所示。

      表5阐明了各个部门的进口排放系数都比国内排放系数小。根据调整后的进口系数和2010年投入产出表,估算出2010年我国隐含碳排放(如图3所示)。

      虽然我国国内总计产生的碳排放为79.8亿吨,但实际应承担的碳排放量为59.8亿吨,占总排放的75%,其余28.1亿吨应由消费国来承担。

      

      图3 调整后的2010年隐含碳排放(百万吨)

      四、主要结论与政策建议

      本文使用投入产出表和改进EAI假设的新方法,估算2010年国际贸易中隐含碳排放。新方法表明,2010年我国二氧化碳排放量为79.8亿吨,国内应承担量为59.8亿吨(EEC),出口产品隐含碳排放量为28.1亿吨(EEE),进口产品隐含碳排放8.1亿吨。我国是二氧化碳排放净输出国,净出口碳排放为20亿吨。

      我国是最大的发展中国家,工业化和城市化进程尚未完成,对能源的需求是刚性的,加之以煤为主的能源结构难以改变,随着经济的持续增长和能源消费量的持续增加,二氧化碳排放量还会进一步上升。为缓解我国二氧化碳减排压力,本文给出以下政策建议:

      首先,在应对全球二氧化碳问题上,基于共同但有区别责任,全球行动应包括发达和发展中国家,建立基于消费者的减排措施。正确认识历史排放和人均排放权是解决全球二氧化碳排放问题的关键。发达国家应承担更多责任,并向发展中国家提供应对气候变化的资金和技术支持。

      其次,改变粗放型发展模式,向低碳经济转型。我国除了要面对节能减排的压力外,还有能源稀缺和环境问题,因此探讨低碳经济发展模式与我国本身的利益相符合。

      再次,开发新能源和核能,降低新能源和核能成本,降低煤炭在能源结构中的比例。

      最后,改革能源定价机制和能源税收和补贴机制,提高能源利用效率。低的能源价格会引起能源消费规模的过度增长,也会使企业缺乏节约能源和消费节能产品的动力。虽然我国加强了能源价格改革力度,但是进程缓慢,与国际通行的市场定价机制存在很大差异。应加大燃油税和资源税改革力度,从量上征收,扩大税收征收范围。全面反映能源生产成本,提高能源利用效率,探讨合理的能源补贴机制。

      本文得到厦门大学林伯强教授、孙传旺副教授亲自指导,特此感谢!

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