中國出口貿易中隱含碳排放增長的結構分解分析＊

李艷梅 付加鋒

(1.北京工業大學循環經濟研究院,北京100124;2.中國環境科學研究院氣候影響研究中心,北京100012)

中國出口貿易中隱含碳排放增長的結構分解分析＊

李艷梅1付加鋒2

(1.北京工業大學循環經濟研究院,北京100124;2.中國環境科學研究院氣候影響研究中心,北京100012)

作為出口貿易大國,中國的出口貿易中隱含碳排放總量相當可觀,而且還呈現出不斷增長的態勢。采用投入產出分析方法,對1997和2007年中國出口貿易中隱含碳排放進行了核算,結果分別為290.61Mt和940.69Mt,占中國生產活動碳排放總量的比重分別為28.47%和45.53%。進而構建結構分解分析模型,將影響出口貿易隱含碳排放變化的因素分解為4種:直接碳排放強度效應、中間生產技術效應、出口總量效應和出口結構效應。并以1997-2007年為樣本期,進行了實證分析。結果顯示,上述4個因素的貢獻值分別為-638.95Mt、132.41 Mt、1 266.38 Mt和-109.77Mt。可見造成出口貿易隱含碳排放增加的主要原因就在于出口總量的不斷增長;其次是中間生產技術的變化。雖然直接碳排放強度下降和出口結構改善都產生了一定的減排效應,但是相對于巨大出口量所產生的增排效應,仍顯得微不足道,因而中國的出口貿易隱含碳排放還是呈不斷增長態勢。

出口貿易;隱含碳排放;投入產出;結構分解分析

全球氣候變化已經成為國際社會關注的焦點。目前各國對溫室氣體排放核算系統邊界的確定,主要是依據《聯合國氣候變化框架公約》(UNFCCC)所界定的“發生在國家主權管轄范圍內的所有溫室氣體的排放和吸收”。但這種界定在國家主權范圍內的“生產型”溫室氣體排放核算面臨兩大挑戰,即忽視了國際貿易產品中的隱含碳排放和國際交通領域的碳排放。在對此進行批判的基礎上,許多學者提出了基于最終消費的“消費型”國家溫室氣體排放核算[1-3],這更能體現國家溫室氣體排放核算的公平性。

中國是出口大國,被稱為“世界工廠”,大量高能耗產品的出口,必然產生巨大的隱含碳排放。因此,核算“消費型”國家碳排放的關鍵問題之一就是核算出口貿易的隱含碳排放(carbon emissions embodied in exports),即為了生產出口產品,而在生產國的整個生產鏈中所直接和間接排放的碳。已有研究表明,中國的出口隱含碳排放不僅總量可觀,在國家碳排放總量中所占比重巨大[4-5],而且正呈現出逐年增加的趨勢[6]。為了進一步分析中國出口隱含碳排放不斷增長的原因,本文在投入產出方法的基礎上,構建結構分解分析模型(Structural Decomposition Analysis,簡稱SDA模型),將導致出口隱含碳排放變動的因素分解為出口總量、出口結構、碳排放強度和中間生產技術4個因子,定量測算了各因子對出口隱含碳排放增長的貢獻率,以期為中國制定減少出口隱含碳排放對策提供參考。

1 中國出口貿易中隱含碳排放核算

1.1 核算方法

因出口貿易中隱含的碳排放既包括直接排放,也包括間接排放,因此本文利用投入產出方法,來核算中國出口貿易中由于直接和間接能源消費所產生的碳排放。

投入產出表的基本模型:中間使用+最終需求=總產出,即

iii的碳排放量,ei稱為直接碳排放強度系數,表示第i部門生產單位產出所產生的碳排放量。所有1×n個ei構成的矩陣為碳排放強度系數矩陣,記為E。

則國內生產活動所產生的碳排放總量可以表示為:

1.2 資料來源

由于各年份間價格變動因素的影響,采用現價投入產出表(價值型)不能有效反映各部門碳排放強度系數的變化,不能反映各因素的影響效應。因此有必要將現價投入產出表轉化為可比價投入產出表[7]。本文采用指數縮減的方法,將2007年的現價投入產出表轉換為1997年可比價投入產出表,相應數據來源于《中國統計年鑒2008》和《中國城市(鎮)生活與價格年鑒2008》。然后,以1997的40部門和2007年42部門可比價投入產出表為基礎,結合相應年份的《中國統計年鑒》和《中國能源統計年鑒》中分行業能源消費表的部門分類,歸并為28個部門(見表1)。

表1 投入產出表的28部門劃分Tab.1 28 sectors of input-output table

對合并后的行業部門以各種燃料的平均熱值為標準,計算其固體、液體和氣體燃料的消費量,相應數據來源于《中國能源統計年鑒2008》。然后根據固體、液體和氣體燃料的平均碳排放系數(見表2),來計算各部門的直接碳排放量。計算公式為:

其中,Ci為第i部門的直接碳排放總量,Cij為i部門消費第 j種燃料的碳排放量,mij為i部門對第 j種燃料的消費量,δj為第j種燃料的碳排放系數。

表2 固體、液體和氣體燃料的平均碳排放系數[4,8]Tab.2 Carbon emissions coefficient of solid,liquid and gas fuels

1.3 核算結果

以上述投入產出表為基礎,根據(5)式,計算出中國1997和2007年的出口貿易隱含碳排放分別為290.61Mt和940.69Mt,占中國生產活動碳排放總量的比重分別為28.47%和45.53%。

2 出口貿易中隱含碳排放增長的結構分解

如上所述,樣本期內中國出口貿易隱含碳排放總量和所占比重都呈現出逐步增長的態勢。到底是什么原因導致這一現象的呢?本文利用SDA模型進行分析。

2.1 模型構建

2.1.1 出口隱含碳排放的影響因素

將(5)式中的Ye進一步展開,有:

由(8)式可見,出口隱含碳排放的影響因素,可以概括為表示能源效率和結構水平的直接碳排放強度系數E,表示中間生產技術的列昂惕夫逆矩陣(I-A)-1和表示出口的 Ye。而 Ye可以進一步分解為出口總量 Fe和出口結構Se的乘積。因此,可以將出口隱含碳排放的變化分解為4種效應,即直接碳排放強度效應、中間生產技術效應、出口總量效應和出口結構效應。

2.1.2 構建SDA模型

SDA是以投入產出表為基礎的比較靜態分析方法,其核心思想是將經濟系統中某因變量的變動分解為有關各獨立自變量各種形式變動的和,以測度各自變量對因變量變動貢獻的大小。模型通常有四種形式:①保留交叉項;②不保留交叉項,將其以不同權重方式分配給各自變量;③加權平均法;④兩極分解法或中點權分解法。方法①中由于交叉影響的存在,因此無法說明某個自變量對因變量的全部影響;方法②在合并交叉項時,存在權重不匹配問題;方法③在理論上比較完善,但是計算量較大;方法④是方法③的近似解[9],而且比較直觀。因此本文采用方法④中的兩極分解法進行結構分解分析[10]。

以下標1,0分別表示計算期和基準期,為定量測算影響兩個時期出口隱含碳排放變動因素的大小,在(8)式基礎上,運用兩極分解法對ΔCe進行結構分解分析。如果從計算期(即1期)開始進行分解,有:

(12)式右端共4個構成項,分別對應4個因素變化對出口隱含碳排放變動的影響。據此可得到各影響因素變化對出口貿易隱含碳排放變動貢獻值及貢獻率(見表3)。

2.2 實證分析

根據上述構建的SDA模型,對1997-2007年出口貿易中隱含碳排放變化量ΔCe進行結構分解,通過這種比較靜態的投入產出分析方法,計算各個影響因素變動對ΔCe的貢獻值和貢獻率。實證分析結果(見表3)顯示,出口總量變化和中間生產技術變化是造成出口貿易隱含碳排放增加的因素;直接碳排放強度變化和出口結構變化是促使其減少的因素。

表3 出口貿易隱含碳排放增長的原因(1997-2007)Tab.3 Reasons of carbon emissions increasing during 1997-2007

在4個影響因素中,出口總量的影響最為顯著,其貢獻值為1 266.38 Mt,貢獻率為194.81%。說明如果其他因素保持不變,由于出口總量的增加將導致出口隱含碳排放增加1 266.38 Mt,增長率為194.81%?？梢姵隹谫Q易隱含碳排放增加的主要原因在于出口總量的擴大。1997-2007年期間,出口量年均增長17 101.49億元,其在總產出中所占的比重年均提高1.56個百分點。

其次是直接碳排放強度變化的影響,貢獻值為-638.95 Mt,貢獻率為-98.29%。說明各部門直接碳排放強度的下降,使得在出口總量大幅增長的情況下,出口貿易隱含碳排放不至于增幅太大。尤其是煤炭采選業、石油和天然氣開采業、石油加工及煉焦業、化學工業、金屬冶煉及壓延加工業、儀器儀表及文化辦公用機械制造業、電力的生產供應業、煤氣的生產供應業等部門的直接碳排放強度下降非常明顯(見圖1)。

圖1 1997-2007年各部門直接碳排放強度變化Fig.1 Direct coefficient of carbon emissions change during 1997-2007

再次是中間生產技術變化的影響,貢獻值為132.41 Mt,貢獻率為20.37%。可見中間生產技術的變化促進了出口隱含碳排放的增長。雖然各部門的直接碳排放強度下降已呈現減排效應,但是由于各部門之間存在普遍的技術聯系,因此,只有各行業全面的技術進步才能使中間生產技術變化產生減排效應。

最后是出口結構的變化的影響,貢獻值為-109.77 Mt,貢獻率為-16.89%。可見出口結構的改善也對出口貿易隱含碳排放的增長起到了一定的阻礙作用。由圖2可以看出,1997-2007年,高耗能高排放的石油加工及煉焦業、化學工業、金屬冶煉及壓延加工業等部門在出口總量中所占的比重都有所下降。而單位能耗和排放較低的通信設備、計算機及其他電子設備制造業以及儀器儀表及文化辦公用機械制造業等部門的比重明顯上升(如圖2所示),因此出口結構變化的呈現出一定的減排效應。

圖2 1997-2007年出口結構變化Fig.2 Exports structure change during 1997-2007

3 結論和討論

3.1 結論

第一,中國出口貿易隱含的碳排放在國家生產活動所產生的碳排放總量中所占比重很大,而且呈現出不斷增加的態勢。因此從理論上來講,在國家溫室氣體排放清單中,有必要對中國的消費型溫室氣體排放進行研究。從現實角度來看,在制定減排目標和相應政策措施時,出口貿易部分不可忽視。

第二,中國出口貿易隱含的碳排放在國家生產活動所產生的碳排放,及其在碳排放總量中所占比重都呈不斷增加的態勢。1997-2007年間,出口貿易隱含碳排放總量年均增長65.01 Mt,占中國生產活動碳排放總量的比重年均增長1.71%。因此,遏制溫室氣體排放增長勢頭,不但要關注國內消費的節約,也要著眼于出口貿易的控制。

第三,結構分解分析模型的計算結果表明,促使中國出口貿易隱含碳排放增加的主要原因在于出口總量的不斷增長,其次是中間生產技術的變化。雖然直接碳排放強度下降和出口結構改善都產生了一定的減排效應,但是相對于巨大出口量所產生的增排效應,仍顯得微不足道,因而中國的出口貿易隱含碳排放還是在不斷增長。由此可見,改變中國的“世界工廠”地位,恐怕是減少出口貿易隱含碳排放的最有效途徑。但是近期由于受經濟發展階段和產業結構的制約,更為現實的選擇是全面推進技術進步和改善出口結構,進一步強化其減排效應,以部分抵消巨大出口總量所產生的增排效應。

3.2 討論

基于最終消費的“消費型”國家溫室氣體排放核算和基于中間生產的“生產型”國家溫室氣體排放核算的區別,主要在于前者涵蓋了國際貿易和國際交通領域的碳排放。本文主要針對國際貿易的隱含碳排放進行了探討,而沒有分析如何將國際交通的船用燃料和航空燃料所產生的溫室氣體排放分派給每個成員國。對于后者的分析,有待于今后進一步研究。

由于中國生產出口產品時,有部分中間產品來自國外進口,因此從理論上講,出口貿易隱含碳排放應包括國內出口排放和國外進口加工再出口排放兩部分。但是由于數據的缺乏,無論采用何種方法,都難以將各部門總進口準確分解到中間投入和最終使用兩個部分[4,11]。因此,本文只對中國出口隱含碳排放總量增長進行了分析,而沒有進一步區分國內出口排放和國外進口加工再出口排放。而對于進口部分隱含碳排放的分析,今后將另行撰文探討。

References)

[1]Y K ondo,YMoriguchi,H Shimizu.CO2Emissions in Japan:Influences of Imports and Exports.Applied Energy,1998,59(2-3):163-174.[2]Jesper Munksgaard,Lise-Lotte Pade,Jan Minx,et al.Influence of Trade on National CO2Emissions.International Journal of G lobal Energy Issues,2005,23(4):324-336.

[3]G len P Peters,EdgarG. Hertwich. Post-kyoto Greenhouse Gas Inventories:Production and Versus Consumption.Climatic Change,2008,86:51-66.

[4]魏本勇,方修琦,王媛,等.基于投入產出分析的中國國際貿易碳排放研究[J].北京師范大學學報:自然科學版,2009,45(4):413-419.[Wei Benyong,Fang Xiuqi,Wang Yuan,et al.Estimationof Carbon Emissions Embodied in International Trade for China:an Input-Output Analysis[J].Journal of Beijing Normal University(Natural Science),2009,45(4):413-419.]

[5]G len P Peters,Edgar G Hertwich.CO2Embodied in International Trade with Implications for G lobal Climate Policy[J].Environ.Sci.Technol,2008,42(5):1401-1407.

[6]齊曄,李惠民,徐明.中國進出口貿易中的隱含碳估算[J].中國人口·資源與環境,2008,18(3):8-13.[Qi Ye,Li Huimin,Xu ming.Accounting Embodied Carbon in Import and Export in China[J].China Population,Resources and Environment,2008,18(3):8-13.]

[7]梁進社,鄭蔚,蔡建明.中國能源消費增長的分解—基于投入產出方法[J].自然資源學報,2007,22(6):855-864.[Liang Jinshe,Zheng Wei,Cai Jianmin.The Decomposition of Energy Consumption Growth in China:Based on Input-output Model[J].Journal of Natural Resources,2007,22(6):855-864.]

[8]中國氣候變化國別研究組.中國氣候變化國別研究[M].北京:清華大學出版社,2009:33-69.[Group on China Country Studies on Climate Change[M].Beijing:Tsinghua University Press,2000:33-69.]

[9]李景華.SDA模型的加權平均分解法及在中國第三產業經濟發展分析中的應用[J].系統工程,2004,22(9):69-73.[Li Jinghua.A Weighted AverageDecomposition Method ofSDA Modeland Its Application in Chinese Tertiary Industry Development[J].Systems Engineering,2004,22(9):69-73.]

[10]李艷梅.中國城市化進程中的能源需求及保障研究[D].北京交通大學博士學位論文,2007:65-84.[Li Yanmei.Energy Demand and Supply in the Process of China’s Urbanization[D].Beijing:BeijingJiaotong University,2007:65-84.]

[11]G len P Peters.From Production-based to Consumption-based National Emission Inventories[J].Ecological Economics,2008,65(1):13-23.

Structural Decomposition Analysis on Carbon Emissions Growth Embodied in Exports in China

LI Yan-mei1FU Jia-feng2
(1.Institute of Recycling Economy,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China;2.Impact Centre of Climate Change,Chinese Research Academy of Environmental Science,Beijing 100012,China)

As a big country of exports trade,China’s carbon emissions embodied in exports are considerable and increasing continually.China’s carbon emissions embodied in exports are evaluated using input-output analysis.Results show that carbon emissions embodied in exports are 290.61 Mt in 1997 and 940.69 Mt in 2007,accountingfor 28.47%and 45.53%respectively of domestic production emissions.The paper uses structural decomposition analysis model to decompose carbon emissions embodied in exports growth in China from 1997 to 2007.The carbon emissions embodied in exports growth are decomposed into four parts:direct carbon intensity effect,intermediate technology effect,exports volume and structure effect.Results indicate that their contribution value is-638.95 Mt,132.41 Mt,1266.38 Mt and-109.77 Mt respectively.So exports volume effect is the key factor for carbon emissions embodied in exports growth.Intermediate technology effect also promotes carbon emissions embodied in exports increase.And direct carbon intensity and exports structure effect are factors for carbon emissions embodied in exports decrease,but their contribution value is less than exports volume’s contribution value,so carbon emissions embodied in exports have increased continually.

exports trade;carbon emissions embodied in exports;input-output analysis;structural decomposition analysis model

F205

A

1002-2104(2010)08-0053-05

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.08.010

2010-03-25

李艷梅,博士,講師,主要研究方向為能源經濟與低碳經濟。

＊國家自然科學基金項目(No.40905062)和教育部人文社會科學研究項目(No.09Y JC790015)資助。

(編輯:劉照勝)