开放经济下单边碳减排措施加剧全球碳排放吗

自1995年《柏林授权书》第一次提出“碳泄漏”（Carbon Leakage）概念①以来，对碳泄漏问题的担心就成为欧美等国回避不同经济体碳减排“共同但有区别的责任”原则②的借口。伴随近几年来温室气体对气候变化的显著影响，越来越多的文献开始关注碳泄漏导致的气候变化负外部性问题（OECD，2006）。在可能发生碳泄漏情况下，如果欧盟和美国在国内开征碳税，将会分别产生10%和3%～4%的碳泄漏率（Mckibbin et al.，2009）。特别是欧盟单边减排措施（欧盟排放权交易，EU ETS）的减排功能似乎并没有如想象中那样发挥作用，碳泄漏被推上了舆论的风口浪尖，引起世界各国普遍的重视。
一、有关单边碳减排措施争议的两个假说
溢出效应最早应用于研发投入，目前被广泛应用于气候政策（Grubb et al.，2002）。气候政策实施效果的消极性表现为碳泄漏，而碳泄漏反过来，严重影响了欧盟排放权交易（EU ETS）的减排效率，受到国际社会的批评和质疑。OECD（2009）的一项研究指出，如果欧盟2050年以2005年为基期单边减排50%，则这一减排的12%会被非欧盟国家的碳排放增加所抵消。
碳泄漏的存在导致了单边碳减排措施效果不理想（Hamasaki，2007；杨仕辉、翁蔚哲，2013）。单边碳减排措施的实施效果因部分经济主体的不参与而大打折扣（Corrado DiMaria，2008），特别是能源密集型行业的碳泄漏。目前参与欧盟排放权交易的60%的行业（这些行业的碳排放占碳排放总量75%）都面临着碳泄漏的风险。如果碳泄漏率在20%～25%，单边减排措施（例如欧盟2005年开始实施的排放权交易，ETS）则会导致全球温室气体排放增加（Daniel Gros et al.，2010）。
事实上，单边碳减排措施是否引致了碳泄漏一直存在较大的争议，我们整理已有研究文献发现，对碳泄漏表示担忧的学者基本认同污染避难所假说（Pollution Haven），而对碳泄漏表示怀疑学者更坚信要素禀赋假说（Factor Endowment Hypothesis，FEH）。
污染避难所假说：污染天堂假说认为，附件1国家较为严格的环境管制措施将会导致碳排放较高的产业转移到环境管制较为宽松的国家，发生所谓的碳泄漏（Kuik and Gerlagh，2003），从而使产业承接国成为污染天堂③。而非附件1国家不参与国际排放权交易被认为是碳泄漏的主要原因。竞次理论④对此的解释是，为了提高产品竞争力，开放经济下，非附件1国家将会实施更加宽松的环境政策，或者说贫穷的发展中国家为吸引更多的外资和企业的入驻，往往竞相降低环境标准，成为污染避难所。一般来说。不实行碳减排措施的国家，如果其经济规模越大，融入世界经济的开放性越好，那么其导致的碳泄漏率就越高。贸易自由化，正使二氧化碳排放从发达国家转移到发展中国家（Schaeffer and Leal de Sa，1996）。相比封闭经济，开放经济下，一国经济措施的实施会通过要素、产品影响到其他国家，开放经济导致了碳泄漏的发生。中国大约有三分之一的二氧化碳排放产生于出口产品的生产（Christopher et al.，2008）。
Gielen，Moriguchi（2002）发现：如果日本和欧盟对本国生产的钢铁征收碳排放税，那么其他国家或者地区的钢铁产量、碳排放将会增加。如果国内开征碳税为11美元/公吨碳，2020年泄漏率可能为35%；如果排放税21美元/公吨碳，2030年泄漏率为50%。这种扭曲的政策，加快了环境污染（Lucas et al.，1992）。如果从OECD范围内来看，碳排放税25美元/吨碳，则泄漏率大约为45%（Ahmad，2003）。如果按照乌拉圭回合削减关税，则贸易自由化将增加3个百分点的碳泄漏（Kuik，2001）。
要素禀赋假说：但要素禀赋假说并不认同上述观点。Antweiler，Copeland和Taylor（2001）提出要素禀赋假说。他们认为：一国出口产品的比较优势主要取决于该国的要素禀赋和生产技术。通常污染密集型的产品也具有资本密集型的特点，因此，资本相对丰富的发达国家将会出口污染密集型的产品，导致国内污染排放增加；而资本相对稀缺的发展中国家在污染密集型产品出口上不具备比较优势，反而会选择进口此类产品，其国内污染排放量会下降。
Mongelli et al.（2006）采用投入产出模型对意大利碳泄漏进行检验，实证结果并不支持污染天堂假说。Reinaud（2008）认为，迄今为止欧盟的排放权交易体系（EU ETS）对所关注产业的研究并未显示存在碳泄漏。国际能源署（IEA）的一项研究也证实，到目前为止，欧盟排放贸易体制（EU ETS）并没有引发可以观察到的碳泄漏，至少在其考察的钢铁、水泥、铝等重工业行业，并没有发现碳泄漏。对于发达国家碳排放减少，发展中国家碳排放增加的这种现象可能是国家经济的发展，而不一定是发达国家转移的碳排放（Copeland and Taylor，1999）。事实上，贸易自由化减少了碳泄漏（Babiker et al.，1997；Cole et al.，1998）。
二、碳泄漏的途径及流向问题
（一）碳泄漏的途径分析
减排国能源需求减少导致全球能源价格下降，引致非附件1国家对高碳基能源需求的增加，继而导致碳泄漏。京都议定书要求附件1国家承担碳减排责任，而国内实施的单边减排政策，将会减少对高碳排放化石能源的需求，需求减少促使全球化石能源价格下降，产生收入效应和替代效应⑤。替代效应的表征是非附件1国家使用更多的低价化石燃料替代其他生产要素，从而导致更多的碳排放（Felder and Rutherford，1993；Kuik，2001；Burniaux and Oliveira Martins，2012）；但收入效应相对不容易判断，化石能源价格下降，意味着贸易条件改善，能源进口国将会使用更多的化石能源，导致更多的碳排放。而对于化石燃料出口国而言，化石能源下降，会导致出口国经济下滑，从而减少碳排放。Copeland and Taylor在2005年的一篇重要文献中指出，前期对泄漏问题的研究过分强调“搭便车效应”和“替代效应”，而忽略了“收入效应”，事实上最终结果由上述三种效应来共同决定。
开放经济下能源密集型产品贸易流。碳减排国碳排放成本的内部化，导致贸易产品成本增加，相比非碳减排国而言，其产品处于国际竞争劣势。在国内市场供给减少，进口国际市场上价格更低廉的能源密集型产品，这会导致非附件1国家扩大高碳排放产品的生产，而像中国这样的发展中国家，生产相同产品排放的二氧化碳要比欧洲工厂多1/3，并且在运输这些产品过 程中也产生更多的二氧化碳（李丽平等，2008），通常被称为“竞争力驱动型泄漏”（Competitiveness-Driven Leakage）（齐炜，2011）。特别是以中国为代表的新兴经济体，在开放经济下，能源及能源商品价格供给弹性较大，价格较小变动将会导致大量的产品贸易流。
目前欧美等发达国家通过从发展中国家或者新兴经济体国家进口高耗能产品，减少了本国二氧化碳排放（Muradian et al.，2002）。Andrew等（1994）研究了1984～1986年英、法、德、日、美、加进口产品中的内涵能源，发现由于能源密集型产品贸易，国内减排政策实施效果不如预想，这主要源于该些国家进口这类产品在国内消费中占很大的比例。英国由于从中国进口工业品，2004年其碳排放减少了11%，而中英贸易则导致全球2004年增加了117吨排放（You Li，C. N. Hewit，2008）。2004年，中国碳排放量的23%是由净出口引致的（Wang and Watson，2007）。如果不考虑碳转移，则全球碳减排效果要好得多（Nakano et al.，2009）。
能源密集产业的国际转移。附件1国家环境管制成本的提高，欧盟内部能源密集型企业在逐利驱使下，将高碳排放产业生产转移至欧盟外不受碳排放规制的非附件1国家或地区，以降低生产成本，应对激烈的国际竞争（Felder and Rutherford，1993）。2009年4月，欧盟发布了采用欧盟内部一般产业分类（NACE 4）统计评估后具有碳泄漏风险的行业名单。在257个行业中，19个行业因缺乏官方及可靠的数据而未参评，98个行业的评估结果为不具有碳泄漏风险，140个行业被认为具有碳泄漏风险，碳泄漏行业占行业总数的56%。
（二）全球碳泄漏的主要流向问题
发达国家→发展中国家：能源密集型产业转移的本质是碳流动。中国等发展中国家是国际碳源转移的受害国。20世纪70年代，美国在发展中国家的投资中，有35%属于污染性产业。80年代以后，美、日等国家的化工、电镀、冶金、制革、漂染等重污染产业相继落户我国长三角和珠三角地区（李杨，2006）。
2006年，中国二氧化碳排量55亿吨，其中国内消费产生碳排放34.8亿吨，净出口行业中则隐含了16.6亿吨，约占全年总排放量的30.2%（Pan，2008）。对化工和钢铁行业征收碳税将是导致碳泄漏的主要源泉，而导致碳泄漏最多的地区是欧盟、美国和日本，主要流向中国、中东和南非等地区（Paltsev，2001）。中国7%～14%的出口碳排放是由美国的消费所引起的，如果美国本国生产而不从中国进口，则美国碳排放将因此将增加3%～6%（Shui and Harriss，2006）。
Michael Hübler（2009）采用GTAP7.0研究了“中国”、“其他发展中国家”和“发达国家”因贸易导致的碳排放转移。2004年，“其他发展中国家”向“发达国家”出口了16亿吨的二氧化碳，占其国内碳排放的12%；“中国”由于国际贸易，出口了11亿吨的二氧化碳，占中国碳排放总量的24%；“发达国家”是二氧化碳纯进口国，因国际贸易进口的碳排放量占其国内碳排放量的15%，而同期仅对“其他发展中国家”和“中国”出口碳排放5亿吨和1亿吨，具体如图1所示。

附件1国家→非附件1国家：政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2001年发布的第三次评估报告中指出，由于可能发生的一些碳密集产业向非附件1国家转移，以及价格变化对贸易流向的影响，可能导致的泄漏率为5%～20%。
附件1国家之间：碳泄漏除了发生在附件1国家之外，也发生在附件1国家之间，当附件1国家设定的减排目标超过其预期减排目标时，附件1国家之间将发生碳泄漏。
三、开放经济下单边碳减排导致更多的碳排放吗
（一）影响碳泄漏的因素分析
通过整理已有研究文献，我们发现以下几个因素对碳泄漏影响程度较大，具体包括：
商品国际市场整合程度⑥。自由贸易削弱了单边环境管制效果，贸易自由化程度越高，单边碳减排措施就会越无力。一般来说，不承担减排义务国的经济规模越大，参与世界经济程度越高，其碳泄漏越大。这是因为非碳减排国开放程度高、在国外市场占有的市场份额越大，其更容易占有附件1国家因碳规制失去的国际市场份额，碳泄漏就越容易发生⑦。Bollen（2000），Paltsev（2001）等均强调能源密集型产品国际竞争力越激烈，其碳泄漏越大，特别是钢铁、水泥等竞争力激励的行业。如果能源产品市场封闭、整合程度低，碳排放管制国与非管制国不容易发生能源产品贸易流，则在全球范围内越不容易发生碳泄漏。Light等（1999）研究发现：如果国际煤炭市场的整合程度被低估了，那么碳泄漏必然被低估。
进口商品与本国商品的替代程度（即阿明顿弹性）。当本国商品与进口商品不完全替代时，相比二者的完全替代碳泄漏率更低（Wang et al.，2009）。这是因为当附件1国家生产的产品与非附件1国家生产的产品可以完全替代时，环境管制成本将促使附件1国家生产的产品价格更高，而商品的同质性将使理性消费者选择购买来自非附件1国家的商品。但目前一个事实是：在一般情况下，非附件1国家生产相同商品其碳排放要高于附件1国家，这会导致更多的碳泄漏。Babiker（2005）甚至认为，开放经济下，如果各国生产的产品是完全同质的，碳泄漏率可能为100%。
化石能源供给弹性。碳泄漏对化石燃料供给弹性的敏感性已得到很充实的证明（Ligh et al.，1999）。一般来说，碳基能源供给弹性越小，则碳泄漏率越高。这比较容易理解，如果碳减排国因实施碳减排政策，化石能源需求下降引致国际市场能源价格下降，但较小的供给弹性并不会改变化石燃料的供给，价格下降导致非碳减排国对化石能源需求增加，发生碳泄漏。Burniaux and Oliveira-Martins（2000）认为碳泄漏的关键参数是化石燃料的供给弹性，特别是煤炭的供给弹性，因为煤炭是导致碳泄漏最严重的能源。化石燃料的供给弹性比能源密集型产品的贸易替代弹性更能影响碳泄漏程度。
不同行业技术的替代难易程度。一般来说，不同行业技术替代越容易，碳泄漏就越大。例如，附件1国家电力行业、钢铁行业、水泥行业的生产技术可替代的难易程度假设条件的不同，也会导致碳泄漏的不同。钢铁、电力、水泥等高耗能行业，是环境管制的重点，但是对电力的管制如果高于钢铁行业，则较容易的技术转换，将会导致企业在附件1国家内 从生产电力转向生产钢铁行业。
碳减排创新技术。气候政策溢出效应（Spillovers of Climate Policy）有积极和消极两方面溢出效应。碳泄漏被认为是消极的溢出效应，但减排政策同时也会促使减排国以及非减排国碳储存技术的创新和技术扩散，而这会削弱碳泄漏。事实上，忽略技术创新的效应会导致对碳泄漏的超估计（Di Maria et al.，2008）。考虑内生技术创新与技术扩散，发达国家因单边减排措施发生的技术变革会积极扩散到非碳减排国，这不仅不会发生碳泄漏反而会减少非附件1国家的碳排放（Golombek and Hoel，2004）。IIPCC（政府间气候变化专门委员会）2001年发布的第三次评估报告中指出，合乎环保工艺技术的转移和扩散能够带来技术变革，如果考虑这个因素，则碳泄漏率将小得多，从长远来看，甚至能抵消碳泄漏。Terry Barkera等（2007）对实施环境税改革的欧盟六个成员国碳泄漏问题的研究显示：由于技术溢出效应的存在，碳泄漏率非常小，甚至为负。
市场机制。不同的市场手段对碳泄漏的影响差异明显。单边的碳税政策和附件1国家间自由的排放权交易比，由于后者产生的价格扭曲小于前者，因此碳泄漏程度要小得多。此外，化石能源间的替代率、生产要素间的替代等因素也影响碳泄漏程度。
（二）对碳泄漏程度的估计
碳泄漏程度的大小通常用碳泄漏率⑧来量化。目前测算碳泄漏率的主流思想是一般均衡。通常采用可计算一般均衡模型（Computable General Equilibrium，CGE），包括动态递归一般均衡模型和静态的可计算一般均衡模型。我们通过整理近20年的权威文献，发现碳泄漏程度在0～130%之间，主要集中在5%～20%。Gerlagh and Kuik（2007）整理了应用CGE模型测算碳泄漏率的文献，梳理了在不同参数设定下，碳泄漏率水平的差异，具体见表1。
事实上，碳泄漏程度的差异一方面是由于新模型的开发，另一方面源于计算时设定的系列假设条件的不同（Bollen，1999），碳泄漏率对模型设定是非常敏感的（ et al.，2011）。Demailly，Quirion（2008）发现钢铁部门泄漏率在0.5%～25%之间，平均为6%，其大小取决于参数和政策选择。Kuik & Gerlagh（2003）使用GTAP-E模型发现，碳泄漏的主要原因是世界能源价格的下降。但在考虑技术外溢的扩展模型中，碳泄漏率大大降低。Babiker（2005）的文章模拟了4个情景，当规模报酬不变并且存在异质性产品时，碳泄漏率为20%；当规模报酬递增和存在异质性产品时，碳泄漏率为25%；当规模报酬不变、同质产品条件下，碳泄漏率为60%；在规模报酬递增、同质产品条件下，则碳泄漏率为130%。
由于CGE模型自身还存在较大争议，争议的焦点也在参数的给定。即使采用同一个模型，由于某个关键参数设定的不同，也会产生较大碳泄漏程度的差异，甚至会产生是否发生碳泄漏的逆转问题。

四、如何应对碳泄漏问题
鉴于碳泄漏可能产生的负面影响，学者纷纷探讨解决碳泄漏的市场手段。
边境调节税（Border Tax Adjustments，BTAs）：鉴于碳泄漏的发生，附件1国家拟对出口能源密集型产品退税和对进口自不承担碳减排义务的非附件1国家的产品征收碳关税，以提高碳减排的经济运行效率。美国对满足下列条件之一的进口国免征碳关税：最不发达国家、碳排放量不到世界的0.5%或者进口自该国的产值不到美国进口总额的5%。但已有文献对碳关税征收的环境效果持有较大的异议。Antimiani等（2013）、邱薇等（2012）的研究显示，碳关税对避免碳泄漏的作用非常有限，但却能削弱进口产品的竞争力。
形成世界碳价格：已有文献显示，对所有的排放国执行统一的碳价。能够避免碳泄漏的发生。国际能源署2008年的预测揭示：如果各国按现有的政策情景和经济增长速度继续发展，到2030年，全球二氧化碳排放总量将增加45%。从国别来看，到2030年中国碳排放将占世界碳排放比重的28.9%，增长将占世界总增量的46.9%，而美国届时碳排放将下降到14.3%⑨。这显然是国际社会所无法接受的。但全球碳价格的建立将能有效控制中国等发展中国家的二氧化碳排放量，图2、图3对比了是否纳入中国碳排放市场下，世界经济实体碳排放变化趋势。


OECD（2009）的研究指出：到2050年，如果欧盟单边减排50%（2005年为基期），则这一减排的12%将会被非欧盟国的碳排放增加所抵消：但如果所有附件1国家进行碳减排，碳泄漏率将降至2%以下。如果国家间的碳排放配额可以交易，碳泄漏率大约将下降50%（Reinaud，2008）。
五、主要结论
碳泄漏一直是欧美等国实施单边碳减排措施普遍担心的问题，但截止到目前，无论是学术界还是政界，并没有对此问题达成统一的意见。我们通过梳理已有文献发现：单边碳减排措施导致的碳泄漏程度，强烈依赖一系列外部假设条件。能源商品的国际贸易流是碳泄漏的重要途径之一。理论上碳减排国化石能源需求减少，全球能源价格下降，导致非碳减排国化石能源需求增加，发生碳泄漏，但这个前提是化石燃料市场是竞争性市场，而在现实中这个前提几乎是不可能成立的（赵玉焕等，2011）。此外，含碳能源商品贸易流也是重要的碳泄漏途径，但前提是忽略了产品的运输成本，而像钢铁、铝等高碳排放产品，其市场接近完全竞争，即使单边碳减排措施有可能导致减排国环境成本内部化丧失一定的竞争力，但考虑这些产品的运输成本，这意味着单边碳减排措施的实施不一定会引起产品贸易流的逆转，同理也不会发生高碳排放产业转移。
因此，我们应该意识到，碳泄漏现象是基于一系列前提假设下发生的，是多种影响因素的综合结果。现有研究文献并不能证明开放经济下，单边碳减排措施会导致碳泄漏，更谈不上会导致全球碳排放的增加。
注释：
①所谓的碳泄漏是附件1国家采取碳减排措施减少的碳排放量会被部分或者全部被非附件1国家增加的碳排放所抵消的现象。
②《联合国气候变化框架公约》考虑到各国经济发展水平、历史责任、当前人均排放上存在差异，确定了“共同但有区别的责任”原则。“共同”意味着每个国家都应承担应对气候变化的义务。“区别”是考虑发达国家要对其历史排放和当前的高人均排放负责，同时也因为发达国家拥有应对气候变化的资金和技术，而发展中国家仍在以“经济和社会发展及消除贫困为首要和压倒一切的优先事项”。
③污染避难所假说 认为实施碳减排国增加了产品的生产成本，因此逐利企业会将产品的生产转移到环境管制较弱的非附件1国家，造成非附件1国家成为环境污染的避难所，或者污染天堂。
④Schram对“竞次”一词是这样解释的：“有时，也作为一个非常重要的隐喻，用来说明美国联邦政府和每一个联邦系统在洲际竞争中不堪一击（或脆弱不堪）。‘竞次’比喻各州为吸引外部投资而引起的彼此间竞赛，在这个过程中各洲竞相采取压低税收、降低投资者开销、变通相应政策等竞争手段，目的是创造出对外部投资更具吸引力的投资环境，尽可能使外资不会落入他人之手。”
⑤收入效应：不承担碳减排责任的非附件1国家——主要是发展中国家，将加大对高碳排放化石能源的消耗；替代效应：同时它们将投入使用更多廉价的化石燃料来替代其他生产要素的投入，从而导致更多的碳排放从发达国家转移到发展中国家，继而导致世界碳泄漏。
⑥这里的商品指能源密集型产品和化石能源产品。
⑦当然我们认为这个理应有一个前提条件，即产品市场是完全竞争型的，并不适用电力、石油等垄断市场。
⑧碳泄漏率是非减排国增加的碳排放量与碳减排国减排量的比值。
⑨我国承诺到2020年，单位GDP二氧化碳排放量比2005年减少40%～45%，相当于每年要减少2.6%～3%，这样的降幅即使是6%的GDP增长速度，也会使二氧化碳排放总量达到国际能源署所预测的水平。