基于碳排放权价值的中美贸易的构建模型分析

 一、引言
    美国是中国的主要贸易伙伴和贸易顺差来源国。1979年中美建交的第一年，双边货物贸易额仅为25亿美元，2010年双边货物贸易额达到3853.4亿美元，其中中国向美国出口2833亿美元，占中国当年货物出口总额的17.95%，自美国进口1020.4亿美元，占当年进口总额的7.32%。1979-1992年中国对美贸易一直处于逆差地位，1993年以后中国对美贸易 第九文档网一直处于顺差地位，并且顺差逐年扩大，由1993年的62.7亿美元扩大到2010年的1812.6亿美元。双边贸易规模及中方顺差扩大，一方面推动了中国经济高速增长，为美国消费者提供了大量价廉物美的产品，另一方面也造成中国因生产出口产品而排放了越来越多的二氧化碳。
    在国际社会大力倡导低碳经济、控制碳排放的背景下，出口产品引致的碳排放增加对中国构成巨大的压力。从环境保护来看，碳排放的增加导致中国环境恶化，空气质量下降，自然灾害频发，对中国的国际声誉也带来负面影响；从能源供给来看，中国已成为世界能源消耗大国，国内能源供给严重不足，中国需要从国外大量进口能源产品。2009年中国进口天然气78亿立方米（姜鸿、张艺影，2011），煤净进口量高达1.03亿吨，石油净进口量为2.11亿吨。过于依赖国外能源产品，将影响中国经济的可持续发展和产业安全。从中国做出的国际承诺来看，2009年12月18日，温家宝总理在哥本哈根会议上提出，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%。实现这一目标的任务十分艰巨，中国必须大力降低工业生产中的碳排放强度。
    在中美贸易顺差扩大后，美国通过各种贸易救济措施和迫使人民币升值等手段频频对中国施压，以期缩小美国逆差。事实上，二氧化碳排放权具有交易价值，中国为美国无偿排放二氧化碳对中方实际是一种经济损失。如果考虑到二氧化碳排放权价值，中国对美国贸易利益①就会减小。
    二、文献综述
    国内外学者对经济活动产生的碳排放问题进行了较为丰富的研究，碳排放的原因主要从两个方面来解释，一是从生产角度研究，二是从消费角度研究。
    生产方面，碳排放主要是由于燃料的燃烧引起的，如发电、化学品和金属产品的生产、交通运输等。Schaeffer和de Sá（1996）研究了巴西1970-1992年进出口中的隐含碳问题，指出发达国家通过跨国生产和贸易把二氧化碳排放转移到发展中国家。Shui和Harriss（2006）研究了1997-2003年中美贸易对美国和全球二氧化碳排放的影响，结果显示，如果美国自己生产从中国进口的商品，美国二氧化碳排放将增加3%～6%，中国大约7%～14%的二氧化碳排放是为美国生产出口产品引起的。
    从研究方法来看，学者们主要采用投入产出分析方法测算外贸中隐含的碳排放量。其中，大部分研究采用单一国家模型，不考虑其他国家对研究对象国碳排放的影响。兰宜生、宁学敏（2010）对2005年我国22个贸易产业部门的出口贸易与能源消耗进行了实证研究，结论是2005年我国内涵能源净出口量为5.79亿吨标准煤，是内涵能源净出口大国。魏本勇等（2009）采用投入产出分析法，结合部门能源消费数据，从最终需求的角度评估了2002年中国进出口贸易中国家和部门的碳排放，数据显示，2002年中国为贸易隐含碳排放的净出口国，净出口的碳排放介于22.60Mt～168.14Mt，占国内总排放的2.03%～15.09%。余慧超、王礼茂（2009）的研究结果认为，1997年与2002年，通过国际商品贸易，美国分别有相当于其相应部门碳排放总量的6.77%与9.32%的碳被泄露到了中国，中国为美国的碳减排做出了很大的潜在贡献，美国等发达国家应该为中国等发展中国家提供切实有效的气候与环境友好型技术援助。陈迎等（2008）应用基于投入产出表的能源分析方法，定量研究了2002-2006年中国外贸进出口商品中的内涵能源问题，结果表明2002年中国内涵能源出口总量约为4.1亿吨标煤，扣除内涵能源进口1.7亿吨标煤，内涵能源净出口达2.4亿吨标煤，约占当年我国一次能源消费总量的16%，内涵排放净出口1.5亿吨碳。齐晔等（2008）的计算结果表明，1997-2004年中国隐含碳净出口占当年碳排放总量的比例在0.5%～2.7%之间，2004年之后迅速增加，2006年该数字达10%左右。沈利生（2007）利用投入产出模型测算了2002-2005年我国货物出口、货物进口对能源消费的影响。计算结果表明，我国对外贸易在能源消耗方面对整体经济是正影响，进口产品的省能多于出口产品的耗能。
    由于全球经济中跨国供应链越来越重要，贸易中隐含碳排放量的测算有必要采用多国模型。Na-kano等（2009）采用41个国家或地区的17个产业的投入产出表、双边货物贸易和碳排放量，测算了贸易中的隐含碳排放量，模拟结果表明，20世纪90年代末全球生产型碳排放增加中的1/3发生在非OECD成员内，超过一半的消费型碳排放归因于OECD成员的消费。
    综上所述，国内外研究主要是测算进出口贸易中的内涵能源、隐含二氧化碳排放量，较少从二氧化碳排放权价值的角度，重新审视中美贸易利益问题。本文采用投入产出分析方法，利用中国2007年投入产出表，估算2006-2008年中美贸易隐含的二氧化碳排放量，在考虑二氧化碳排放权价值的基础上，评估中美贸易利益。
    三、基于碳排放权价值的贸易利益评估模型
    在各种温室气体减排机制中，总量控制和排放权交易（cap and trade）是最重要的机制。在该机制下，碳排放权是一种商品，具有市场价格。实际排放量小于排放额度的企业，可以在碳排放权交易市场上将剩余的额度出售获利，实际碳排放量超过排放额度的企业，必须到市场上购买超出的部分。在国际贸易中，由于没有考虑碳排放权的价值，顺差国往往无偿为逆差国排放了二氧化碳，而逆差国却无视本国在碳排放方面获取的贸易利益，指责顺差国的贸易失衡。
    考虑到碳排放权的价值，一国贸易利益可以表示为：
    MB=TE-TM-P（TCE-TCM）　（1）
    式（1）中，MB表示贸易利益，TE、TM分别表示一国出口额、进口额，P表示二氧化碳排放权价格，TCE、TCM分别表示出口商品隐含的二氧化碳总排放量、进口商品隐含的二氧化碳总排放量。
    出口商品隐含的二氧化碳排放量可表达为：
    CE=CD+CO=（R+S）EX=T·EX　（2）
    式（2）中，CE为出口商品隐含的二氧化碳排放量矩阵；CD表示出口商品隐含的直接二氧化碳排放量矩阵，它是部门j（j=1，2，…，n）因生产出口商品直接消耗能源而排 放的二氧化碳量。CO表示出口商品隐含的间接二氧化碳排放量矩阵，它是部门j生产出口商品的过程中消耗的其他部门的中间投入品由其他部门排放的二氧化碳量。EX表示商品的出口量矩阵，R和S分别表示二氧化碳直接排放强度矩阵和间接排放强度矩阵，T是单位最终使用的二氧化碳国内完全排放强度矩阵。
    单位最终使用的二氧化碳国内完全排放强度矩阵T的计算一般采用投入产出分析法，投入产出表中变量的相互关系可以表示为：
    AX+Y+EX-IM=X　（3）
    式（3）中，A为直接消耗系数矩阵，其元素是指生产经营过程中部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的产品价值量，它反映的是生产中的技术关系，在短期内生产技术不会发生重大变化，可以假设它是稳定的系数。X为国内总产出矩阵，Y为国内最终使用矩阵，包括国内最终消费和国内资本形成，IM为进口矩阵。
    由于部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的产品价值量中，既包括部门i的国内生产投入部分，也包含部门i从国外的进口部分。因此，要真实反映生产经营中部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的国内生产投入的价值量，就必须在部门i的投入价值量中扣除进口部分。从二氧化碳排放的角度看，如果不剔除中间投入中的进口部分，就会夸大单位最终使用的国内隐含排放量。由于现实中很难统计进口产品中用于中间投入和最终使用的比例，通常的简化方法是假定每个产业的进口商品等比例用于中间投入和国内最终使用。根据这一假定，可以得到：
    
    式（4）用矩阵形式可以表示为：
    IM=M（AX+Y）　（6）
    把式（6）代入式（3）中，可得：
    AX+Y+EX-M（AX+Y）=X　（7）
    式（7）整理后可得：
    
    式（8）中，（I-M）A为国内产品直接消耗系数矩阵，为竞争进口方式中的里昂惕夫逆矩阵，其与二氧化碳直接排放强度矩阵R的乘积即为单位最终使用的二氧化碳国内完全排放强度矩阵T，可表示为：
    
    把式（9）代入式（2），即可得出口商品隐含的二氧化碳排放量矩阵CE为：
    
    对进口商品隐含的二氧化碳排放量的计算方法主要有两种。第一种方法是替代法，即用本国的国内完全排放强度矩阵T代替进口产品生产国的国内完全排放强度矩阵。替代法的基本假设是进口产品生产国的技术水平与本国相同，同等价值的进口产品替代同行业同等价值的本国产品。若两国技术水平相差较大，能耗水平也有很大差异，按产品价值计算的替代效应会高估或低估进口内涵能源（兰宜生、宁学敏，2010）。虽然替代法存在这样的缺陷，但该方法还是得到许多认同。陈迎等（2008）认为进口产品的确在某种程度上避免了本国生产过程消耗的能源，产生替代效应是有一定的道理的。沈利生（2007）坚持认为，进口产品的省能量只与本国的生产技术和生产联系有关，与进口来源国的情况无关。第二种方法是根据进口产品生产国的投入产出表，采用式（9）计算进口产品生产国单位最终使用的国内完全排放强度矩阵T。这种方法真实地反映了进口产品在其生产国的隐含排放量，但是进口产品生产国数量众多，要获取每个国家的投入产出表、进口矩阵IM、直接排放强度矩阵R难度非常大，这是该方法的主要不足之处。本文采用替代方法测算进口商品隐含的排放量，用进口矩阵M替换式（10）中的出口矩阵EX，就可得到进口商品隐含的排放量矩阵CM：
    
    把式（11）、（13）代入式（1），即可得到一国贸易利益为：
    
    四、数据来源和评估结果
    本部分采用《2007年中国投入产出表》，测算2006-2008年中国与美国货物贸易隐含的二氧化碳排放量，并根据二氧化碳排放权价格，评估中美贸易利益。与美国的货物贸易数据来源于联合国全球贸易数据统计库（UN COMTRADE），分行业能源消费总量来源于《中国统计年鉴》（2008年、2009年），各种能源消耗量都统一折算为标准煤数量，本文按消费1吨标准煤排放2.46②吨二氧化碳的标准计算二氧化碳直接排放强度。2007年分行业总产出数据直接来源于《2007年中国投入产出表》，2006年、2008年农林牧渔业、建筑业总产出数据直接来源于统计年鉴。统计年鉴中仅给出2006年规模以上工业企业增加值，为获取2006年分行业工业总产值，需要先计算2006年所有工业企业的总增加值与规模以上工业企业增加值的比值，把该比值乘以分行业的规模以上工业企业增加值，即可求出包含规模以下工业企业的分行业增加值，把该增加值除以投入产出表中的行业增加值比例，即可得到2006年分行业工业总产值。2006年服务业总产值和2008年工业、服务业总产值采用相似的算法。二氧化碳排放权价格根据世界上最大的碳排放权交易市场——欧盟排放交易体系ETS（Emission Trading System）③交易量和交易金额计算得出。
    
    表1是根据世界银行公布的欧盟排放交易体系（ETS）二氧化碳交易量、交易金额计算的二氧化碳平均成交价格。数据显示，2006-2008年二氧化碳平均成交价格呈上升趋势，由2006年的22.13美元/吨上升到2008年的29.72美元/吨。
    
    表2是根据式（10）、（11）、（12）、（13）计算的中美贸易隐含的二氧化碳排放量。2006年中国向美国出口商品在中国排放了4.34亿吨二氧化碳，中国自美国进口商品在美国排放了1.3亿吨二氧化碳，中国净出口排放3.04亿吨二氧化碳。2007年中国对美国的出口排放、进口排放分别是3.97亿吨、1.24亿吨二氧化碳，中国净出口排放2.73亿吨二氧化碳。2008年中国对美国的出口排放、进口排放分别是3.89亿吨、1.26亿吨二氧化碳，中国净出口排放2.63亿吨二氧化碳。中国对美净出口排放呈递减趋势。分行业来看，金属冶炼及压延加工业是中国对美出口碳排放最多的行业，2006-2008年分别为1.13亿吨、1.22亿吨、1.13亿吨，其他较大的行业还有化学工业、电力热力的生产和供应业、石油加工炼焦及核燃料加工业；化学工业是中国自美进口碳排放最多的行业，2006-2008年分别为0.29亿吨、0.3亿吨、0.32亿吨，其他较大的行业还有金属冶炼及压延加工业、电力热力的生产和供应业；建筑业是出口排放和进口排放均最少的行业。
    
    表3是依据式（14）计算的2006-2008年中方贸易利益，数据显示，2006-2008年如果美国不从中国进口商品，而全部由自己生产，则美国要分别多排放4.34亿吨、3.97亿吨、3.89亿吨二氧化碳，分别占美国当年二氧化碳排放总量的7.54%、6.81%、6.71%。④2006-2008年中美贸易的结果是中国无偿为美国排放了3.04亿吨、2.73亿吨、2.63亿 吨二氧化碳，分别占美国当年二氧化碳排放总量的5.28%、4.68%、4.53%，价值67.28亿、65.03亿、78.16亿美元，占同年中国对美国贸易顺差的4.66%、3.98%、4.57%。考虑到碳排放权价值后，2006-2008年中方贸易利益分别减小为1375.09亿、1567.83亿、1632.08亿美元。
    五、结论与建议
    本文利用投入产出分析法测算了2006-2008年中国与美国货物贸易隐含的二氧化碳排放量，并根据欧盟排放交易体系（ETS）二氧化碳排放权价格，评估中美贸易利益。数据显示，2006-2008年ETS二氧化碳平均成交价格呈上升趋势，由2006年的22.13美元/吨上升到2008年的29.72美元/吨。金属冶炼及压延加工业是中国对美出口碳排放最多的行业，2006-2008年分别为1.13亿吨、1.22亿吨、1.13亿吨。化学工业是中国自美进口碳排放最多的行业，2006-2008年分别为0.29亿吨、0.3亿吨、0.32亿吨。2006-2008年中美贸易的结果是中国无偿为美国排放了3.04亿吨、2.73亿吨、2.63亿吨二氧化碳，分别价值67.28亿、65.03亿、78.16亿美元，分别占同年中国对美国贸易顺差的4.66%、3.98%、4.57%。考虑到碳排放权价值后，2006-2008年中方贸易利益分别是1375.09亿、1567.83亿、1632.08亿美元。
    中美贸易使中国获得了较大的顺差，为中国扩大外需做出了贡献，但这种以牺牲环境为代价的低价格出口模式不可持续，中国有必要调整外贸政策。
    首先，中国出口产品应提高出口价格以体现碳排放权价值。随着全球对气候变化问题的日益重视，碳排放权价格将有大幅上升的趋势。2009年国际能源机构（IEA）指出，为使应对气候变化的高科技解决方案具有经济上的吸引力，2020年发达国家二氧化碳排放额度的价格需要达到50美元/吨，2030年需要达到110美元/吨。美国参议院已经将2020年、2030年碳排放权价格的上限分别设定为48美元/吨和90美元/吨。在此背景下，忽视碳排放权价值将使中国越来越多的贸易利益被环境代价所抵消。考虑到提高价格对出口产品国际竞争力的负面影响，价格提高应是小幅渐进式的，对竞争力较强、有一定垄断性的出口产品价格提高幅度要更大一些。
    其次，中国应限制高耗能产品的出口，鼓励高耗能产品的进口。出口方面，应增加高耗能产品的能源使用成本，降低出口退税率，甚至采取出口配额管理。进口方面，应降低高耗能产品的进口关税，甚至对部分产品实施零关税。通过两方面压力，迫使国内高耗能产品生产企业控制产量，自动淘汰部分落后产能，使中国出口产品隐含的碳排放总量逐渐减少，进口产品隐含的碳排放总量逐渐增加，逐步扭转中美贸易中货物顺差、环境资源逆差的不利局面。
    再次，中国应要求美国扩大对华节能减排技术的转让力度。数据证明，美国是中美贸易的受益者而非受害者，美国从中美贸易中获得了环境利益，理应为中方提供技术支持，以促进双边贸易的可持续发展。考虑到美国对华技术出口管制较严厉，双方合作可以从技术含量相对较低的民用技术开始，中方也应加大知识产权保护力度。
    最后，依靠技术进步降低中国各行业碳排放强度。中国许多行业能源利用效率与国际先进水平相比差距较大，政府应从财政、税收、金融方面鼓励企业加大节能减排方面的研发投入（姜鸿、张艺影，2011），大力开发和广泛应用二次能源的回收利用技术，普及推广已成熟的节能减排技术。
    注释：
    ①本文中贸易利益主要指贸易顺差。
    ②计算依据是国家发改委根据中国的煤炭利用比例，建议标准煤的含碳量取值67%，即燃烧1吨标准煤排放0.67吨碳。由于碳的原子量是12，二氧化碳的分子量是44，后者是前者的3.67倍，燃烧1吨碳产生3.67吨的二氧化碳，燃烧1吨标准煤排放2.46吨二氧化碳。
    ③2008年ETS交易31亿吨当量，交易金额近920亿美元，分别占全球碳排放权市场交易量和交易金额的64.3%和72.7%。
    ④美国2006-2008年二氧化碳排放总量分别是57.53亿吨、58.32亿吨、58亿吨。
 

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