消費型碳排放及其核算體系研究

耿麗敏，付加鋒，宋玉祥

（1.東北師范大學城市與環境科學學院，吉林長春130024；2.中國環境科學研究院氣候影響研究中心，北京100012）

消費型碳排放及其核算體系研究

耿麗敏1，付加鋒2，宋玉祥1

（1.東北師范大學城市與環境科學學院，吉林長春130024；2.中國環境科學研究院氣候影響研究中心，北京100012）

消費型碳排放是基于消費角度進行的碳排放的計算和責任劃分，與生產型碳排放相比有多重優勢，能夠更好地解決國際貿易、國際交通運輸中的碳泄漏問題.對國內外不同學者關于消費型碳排放的研究進行了分析，概括了其研究內容和方法，總結了研究的成果和不足，修改建立了消費型碳排放的核算方法和模型.闡明了在國際貿易中我國是碳排放凈出口國，提出了加強我國消費型碳排放研究的建議.

消費型碳排放；國際貿易；國際交通運輸；投入產出法

0 引言

溫室氣體的排放和治理不僅成為全球解決氣候問題、保護生存環境的重中之重，甚至成為各國之間爭奪發展權益、進行國際談判的關鍵所在.

目前，《聯合國氣候變化框架公約》對國家排放溫室氣體的邊界界定為“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”（IPCC，1996），這種以一國主權范圍內生產為基礎的生產型碳排放測算方法遭到了質疑.首先生產型碳排放測算方法忽略了國際交通運輸中排放的CO2，無法將其準確分配給相關國家進行責任的認定；其次這種測算方法使附件Ⅰ國家通過對非附件Ⅰ國家的商品進口產生碳泄漏［1］，也就是說，附件Ⅰ國家可以通過從非附件Ⅰ國家進口能源和碳密集型產品代替自己國家的產品生產，這樣發達國家既不用承擔生產產品排放CO2的責任，又可以滿足本國居民的消費，這種“虛假的”碳排放量的減少有可能造成全球碳排放的不減反增［2］.因此，創建以消費為視角的碳排放測算方法更具有現實意義.此外，根據國際能源機構的相關報道，中國已經超過美國成為全球溫室氣體排放量第一的國家.以美國為首的發達國家一直以讓中國承擔碳排放的主要責任作為遏制我國經濟發展的手段，“氣候威脅論”使我國在全球氣候變化問題上面臨著巨大的國際壓力.在氣候變化國際談判中我國的主張有兩點：一是我國歷史累計排放量少；二是我國人均排放量低.然而，隨著我國經濟的快速發展，我國的碳排放總量和人均排放量在不斷增高，這些說法在新的形勢下受到了挑戰［3］.但是，從消費的角度來看，中國作為“世界加工廠”，大量的在我國生產的能源和碳密集型產品通過貿易銷往發達國家，這些隱含在國際貿易中的碳排放大大增加了中國溫室氣體的排放總量.因此，在進行碳排放責任認定時應該充分考慮中國對世界消費作出的貢獻.

消費型碳排放在碳排放量的測算和歸屬地的判定時不僅考慮產品的生產國，而且考慮產品的最終消費國.并且，消費型碳排放也包括國際交通中的碳排放，更好地解決了碳泄露問題，更具有公平性.

1 消費型碳排放的概念及主要研究內容

1.1 消費型碳排放概念

消費型碳排放是指從消費角度對一個區域或是國家的CO2排放量進行核算，這種核算方法不僅包括一國國內消費行為引起的生產活動排放的CO2，即本國消費的碳排放，還涵蓋了由進出口貿易和國際交通運輸引起的碳排放量.其概念可用公式表示為：

式中，f（x）代表消費型碳排放量.在國際貿易中，a為本國消費的碳排放量，b為出口的碳排放量，c為進口的碳排放量；在國際交通運輸中，a為本國境內交通的碳排放量，b為由國外進入國內的交通碳排放量，c為由國內進入到國外的交通碳排放量.在實際應用中情況較為復雜，需依據具體情況進行深入分析.

1.2 消費型碳排放研究內容

消費型碳排放的研究內容主要包括本國消費的碳排放、國際貿易中的碳排放和國際交通運輸中的碳排放.而本國消費的碳排放量在計算時常包含于國際貿易的碳排放中，因此本文并未對本國消費的碳排放進行單獨的論述，主要討論了國際貿易和國際交通運輸中的碳排放兩部分.

1.2.1 國際貿易中的碳排放

國際貿易是一個區域或是國家獲得外匯和促進經濟增長的重要部分，其消費型碳排放的研究主要有：從最終消費的角度計算一個區域或國家國際貿易中隱含碳排放量的多少，為碳排放的責任分擔提供依據；國際貿易中碳排放的計算方法；根據目前某個區域或是國家的碳耗水平和技術因素等，預測未來區域或是國家的碳排放量，為其解決環境問題提供參考和指導；分析隱含碳排放量對一國或是對多個國家的影響，幫助其尋求貿易發展與環境保護和諧發展的道路；探討影響一個區域或是國家碳排放量的因素，從影響因素出發，提出減少CO2排放的對策.

1.2.2 國際交通運輸中的碳排放

國際交通運輸方式主要包括航海和航空兩部分，對其碳排放的研究內容主要包括：一個區域或是國家國際交通運輸中的能源消耗和碳排放量的多少；國際交通運輸中碳排放的計算方法；國際交通運輸中碳排放量的影響機制探究；碳排放對某個區域或是國家環境、經濟等的影響；國際交通運輸中CO2排放的責任認定和治理措施.

2 國內外消費型碳排放方法學研究進展

消費型碳排放和生產型碳排放一直是學術界爭論的焦點，生產型碳排放測算方法的不足之處逐漸凸顯.國內外的學者對消費型碳排放進行了一系列的研究，Peters（2008）對消費型和生產型碳排放的核算清單進行了對比和討論，認為消費型碳排放計算方法有其優勢，如避免了附件Ⅰ國家和非附件Ⅰ國家之間的碳泄漏問題，減少了發展中國家的碳排放量，更加具有公平性，但將其直接應用于氣候政策的制定仍存在很大的不確定性［1，4］.消費型碳排放研究的主要焦點集中在國際貿易、國際交通運輸中的碳排放.

2.1 國際貿易中的碳排放研究

與國外相比，國內對于消費型碳排放相關問題的研究起步較晚，但隨著國際貿易在碳排放問題中重要性的逐步體現，國內的一些學者也開始進行了與我國貿易有關的探索.國內外學者對國際貿易中的碳排放進行研究主要采用的分析方法都是投入產出法，投入產出模型可分為單區域投入產出模型和多區域投入產出模型.

2.1.1 單區域投入產出模型

Lenzen（1998）利用投入產出法對澳大利亞最終消費中的一次能源和溫室氣體排放含量進行了分析，證明在商品生產過程中隱含的能源消耗是不容忽視的［5］.Hogne N.Giovani Machado等（2001）使用投入產出法估算了巴西在國際貿易中的能源消耗和CO2排放量，發現1995年巴西出口和進口的非能源產品中的能源和碳含量占巴西年排放量的10%～14%，且出口商品中的能源和碳含量要大于進口商品，巴西每單位產值的出口商品平均要比進口商品多40%的能源和56%的碳含量［6］.Bin Shuia.B等（2006）研究了中美貿易對中美和全球CO2排放產生的影響效果，結果表明如果從中國進口的商品在美國生產，美國的溫室氣體排放量要增長3%～6%；中國目前CO2總排放量的7%～14%是由于生產出口到美國的產品，是為美國的消費者排放的［7］.

張曉平（2009）對中國貨物進出口貿易產生的碳排放區位向中國的轉移效應進行了研究，表明2000—2006年，中國CO2年排放總量的30%～35%是為了滿足國際市場消費，其中中美、中歐的貿易是主要原因［8］.付加鋒等（2009）認為我國國際貿易中的內涵碳排放凸現“國外消費，國內污染”的典型特征，其中美、日、歐盟等OECD國家是中國國際貿易中內涵CO2凈排放的主要集中區；非OECD中的亞洲國家是中國國際貿易中內涵CO2凈排放的次集中區［9］.馬述忠等（2010）通過計算我國2002，2005和2007年產業部門的碳排放率，以國內消費為基礎，利用單區域投入產出模型對我國2000—2009年的隱含碳排放量進行了估算，證明中國在2000—2009年間保持貿易碳排放順差，出口的快速增長是中國碳排放總量增加的重要原因［10］.李艷梅等（2010）采用投入產出法測算出1997和2007年中國出口貿易中隱含碳排放分別為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%，出口總量的貢獻值達到1266.38Mt，是碳排放量增加的主要原因［11］.張友國（2010）基于（進口）非競爭型投入產出表估算了我國1987—2007年的貿易含碳量、部門分布和國別（地區）流向，結果表明2005年之后中國的貿易含碳量由“逆差”變為“順差”，成為碳的凈輸出國［12］.劉紅光等（2011）利用非競爭型投入產出表模型構建了一個兩區域的碳排放聯系模型，很好地處理了國際貿易中隱含的碳排放加工貿易因素［13］.

2.1.2 多區域投入產出模型

Nadim Ahmad等（2003）利用多區域投入產出模型，分析了多個國家之間的碳排放問題，估算出OECD國家因進口貿易所產生的CO2排放量平均為這些國家碳排放的14%，個別國家甚至超過50%［14］.Christopherl.Weber等（2007）利用多區域投入產出法分析了美國與其包括中國在內的七大貿易伙伴1997—2004年貿易中隱含的碳變化量，研究表明美國進口的隱含碳量從1997年的0.5～0.8Gt增長為2004年的0.8～1.8Gt，分別占美國當年碳排放量的9%～14%和13%～30%［15］.Peters等（2006）利用多區域投入產出模型計算了挪威進口貿易部分的碳排放量，發現挪威67%的CO2排放量是因進口商品和服務產生，其中大約一半的隱含污染來自發展中國家，此外非附件Ⅰ國家的碳泄漏至少達到30%［16］.Peters等（2008）使用投入產出法，利用GTAP資料庫計算了2001年87個國家進出口貿易中的隱含碳，結果表明除俄羅斯等少數國家外附件B國家都為隱含碳凈進口國，而包括中國在內的非附件B國家大多數為隱含碳凈出口國［17］.Steven J.Davis等（2010）研究發現，2004年占全球碳排放總量23%的碳排放通過貿易從中國和其他的新興市場出口到發達國家［18］.

齊曄等（2008）分別采用我國碳耗水平和日本的碳耗效率對我國1997—2006年進出口貿易中的隱含碳進行了保守和樂觀估計，得出1997—2006年之間中國存在大量的隱含碳凈出口，2003年以后增長明顯；2006年的隱含碳凈出口量保守估計占到當年碳排放總量的10.32%，樂觀估計這一數字達29.28%［19］.魏本勇等（2009）考慮到加工貿易的影響，計算出我國2002年國內出口碳排放為261.19Mt，占當年國內總碳排放的23.45%；實際用于中國國內使用的進口碳排放為93.05～238.59Mt，凈出口碳排放22.60～168.14Mt，約占國內總排放的2.03%～15.09%［20］.此外，也有學者對我國和單個貿易大國之間的碳排放進行了研究，如尹顯萍等（2010）利用我國和日本、美國的投入產出表分別對中日、中美商品貿易之間中的內涵碳進行了分析，結果都證明中國為碳凈出口國［21－22］.

單區域和多區域投入產出模型相比，單區域投入產出模型更適合分析碳排放對一個國家或區域產生的影響，而多區域投入產出模型則適合分析碳排放對多個國家或多區域產生的影響，與現實更為接近，但是多區域需要多國的投入產出分析表，實際操作具有困難性.

2.1.3 其他研究方法

有些學者為使研究結論更能符合實際，從自己的研究目標出發對碳排放的研究方法進行了探索.劉強等人（2008）利用生命周期評價方法對中國46種主要的出口貿易產品的出口含載能量進行了分析，結果表明，這些產品在出口的過程中消耗了大約13.4%的國內一次能源，碳排放量約占全國碳排放量的14.4%［23］.樊綱等（2010）采取先計算全球總消費排放，再得到各國消費排放的方法，計算了1950—2005年世界各國的累積消費排放量，發現中國有14%～33%（或超過20%）的國內實際排放是由他國消費所致，而大部分發達國家如英國、法國和意大利則相反，并從福利角度討論了消費排放作為公平分配指標的重要性［24］.

2.2 國際交通運輸中的碳排放研究

由于國家間的國際交通運輸中能源消耗和CO2排放責任難以分配，地域數據難以獲得，尤其是公海等地屬于“公共池塘”，各國碳排放量和應承擔的責任更難以區分，因此，UNFCCC沒有將國際交通引起的碳排放納入到國家排放清單，國外對其相關方面的研究也較少，而我國對于國際交通運輸消費型碳排放的研究目前還屬于空白.

IPCC第四次報告中指出，國際交通中的碳排放占據全球碳排放量的14%（IPCC，2004）.Den Elzen等（2007）探究了未來氣候變化政策下的國際艙載燃料的排放問題，并分析了其對區域排放目標和全球減排努力的影響［25］.Inga.J.Smith等（2009）對新西蘭國際航空中的碳排放進行了研究，測算了2005年來新西蘭的國際游客和新西蘭當地人出外旅游時航空運輸產生的碳排放，分別為7893Gg和3948Gg［26］.

3 消費型碳排放核算體系

3.1 國際貿易中的碳核算方法

投入產出法是瓦西里·列昂剔夫創建的研究經濟體系中各部分之間投入與產出相互依存關系的數量分析方法，也是目前測算隱含碳的主流方法.本文以魏本勇等人提出的方法為參考，修改建立的核算方法如下：

投入產出的基本模型

經過整理后也可以寫為

式中：A為直接消耗系數矩陣，X為總投入列矩陣，Y為最終需求矩陣；A＝｛xij/Xj｝（i＝1，2，…n；j＝1，2，…，n，n是研究者設定的部門分類的個數），為直接消耗系數；（I－A）－1為里昂剔夫逆矩陣.若設E為國內單位總產出的直接碳排放強度系數矩陣，由于最終需求包括國內需求Yd和出口需求Ye兩部分，則國內為滿足最終使用的生產活動的碳排放表示為

此公式可用作本國消費的碳核算方法.

則出口需求產生的隱含碳排放可以表示為

利用此公式可進行國際貿易中的碳核算.若考慮到加工貿易的影響，在計算過程中區分進口加工再出口部分，則需要對公式進行進一步的改善.設Ad和Am分別代表中間使用的國內投入和進口投入的直接消耗系數矩陣，A＝Ad＋Am；Ed為國內單位總產出的直接碳排放強度系數矩陣，則國內為滿足最終使用的生產活動的碳排放表示為

出口需求產生的隱含碳排放可以表示為

國內進口的產品或服務可分為直接用于最終需求和用于國內生產活動投入（包括國內使用和進口加工再出口）兩部分，設Xm代表進口的產品或服務，Ym代表進口產品或服務用于最終需求部分，用于國內生產活動投入為AmXd，則

為了更加接近真實情況，對國外進口產品或服務碳排放強度進行計算時，需要用其原產國的碳耗水平進行測算.然而在原產國不易確定和數據不易獲得的情況下，可以采用典型國家代替或主要進口來源加權平均的方法估算，這也是國際上較常用的方法.本文以Em代表國外單位總產出的直接碳排放強度系數矩陣，則

式中：EmAm（I－Ad）－1Yd是用于國內使用的進口產品投入碳排放；EmAm（I－Ad）－1Ye是進口加工再出口碳排放；EmYm是進口直接用于最終消費的碳排放.

從中也可以看出，國內為滿足國內最終需求進口的實際碳排放為

國內出口需求總的隱含碳排放為

3.2 國際交通碳排放的核算方法

國際交通運輸主要分為航空和航海兩種交通方式，其碳排放的核算方法依據交通方式的差異而不同.

3.2.1 航空碳排放的核算方法

歐盟的ETS方法在目前國際交通艙載燃料排放的計算方法中比較權威，其碳排放量的計算公式為

式中：C為碳排放量，E為燃料消耗量，θi為排放因子.每個航班和每種燃料都需要單獨計算，燃料消耗量必須包括輔助動力裝置的燃料消耗.

航空經營者可以根據每個飛機類型從以下兩種計算方法中任選其一計算燃料消耗量.

式中：M是每次飛行的燃料消耗量，Ma是完成一次飛行的燃料完全消耗量，Mb是下次飛行的燃料完全消耗量，Fa是下次飛行的燃料量.

式中：M是每次飛行的燃料消耗量，Rc是上次飛行后的燃料剩余量，Fb是本次飛行的燃料量，Rd是本次飛行結束后的燃料剩余量.

需要注意的是：每次飛行排放的CO2量的計算必須是航班的燃料消耗量乘以標準航空燃料監測和報告準則確定的排放系數（單位質量燃油排放CO2的量，為3.15），替代燃料的排放因子必須按照程序的規定確定；飛行燃料的確定由燃料供應商提供或者根據飛機機載測量系統確定，燃料罐中的燃料剩余量則由飛機機載測量系統確定；數據可能來源于燃料供應商，飛機的飛機運營商通過大眾和平衡文檔或電子傳輸方式獲得數據；如果飛行燃料（或在容器里的剩余燃料量）的數量是由單位體積（L或m3）確定的，飛機運營商應當將其轉換為大眾使用的實際密度值，這項工作由機載測量系統完成.實際密度值由燃料在使用過程中溫度的標準密度來確定，當無法獲取實際密度值時采用標準密度系數：0.8kg/L（但此系數的應用需經過主管機關的協商）.

3.2.2 航海碳排放的核算方法

參考Warren B等人的研究［27］，一次航海旅程中的碳排放進行計算公式為

式中：ECO2代表一次航海旅程中產生的CO2總排放量（g）；P是主要或者輔助發動機的額定功率的最大值（kW）；D是航行的總距離（km）；v是船航行的平均速度（km/h）；R是主要或輔助引擎的平均負荷，RMC代表最大持續速率（maximum continuous rate）；SFOC是具體使用的燃油發動機油消耗率（kW·h）；Mi是船所載的從某個國家或區域進出口商品的質量（t）；Mt是船所擁有的最大承載量（t）；U是船載貨能力的平均利用分數；FCO2是主要或輔助發動機使用燃料的CO2排放因子，即燃料燃燒排放的CO2量（g/g）.

此外，國際航海組織采取自上而下排放的計算方法，主要通過消費石油數量來計算排放總量，這種方法需要精確并且相對完整的石油部門統計數據以及比較標準的航運業排放率估算.

對國際交通中的碳排放量進行核算的一個難點就是認定碳排放的歸屬國，生產型碳排放的分配方法是按照燃料的來源地進行劃分，顯然這是極不公平的.無論是利用船隊模型（依據船的類型、載荷能力、發動機類型等進行計算）、運輸活動模型（依據EUROSTAT和CEMT數據統計的運輸總貨物轉換的碳當量進行計算）或是排放模型（依據能源消耗和航?；顒右鸬腃O2等氣體的排放量進行計算）的核算方法，都應該從消費角度進行分配，誰享受到最終消費的福利就由誰負責，而現實國際交通運輸的復雜性使研究者仍未找到一個可行性的計算方法，尚需要進一步的深入研究.

4 結論和展望

（1）在國際貿易中我國是碳排放凈出口國.

作為“世界加工廠”，我國生產了大量的能源和碳密集型產品銷往國外，尤其是以美國為首的發達國家，滿足了眾多國外消費者的消費需求，這些隱含在國際貿易中的碳排放大大增加了中國溫室氣體的排放，因此在對碳排放進行計算和劃分責任的過程中這種情況是必須考慮的.

（2）投入產出法是消費型碳排放研究主流計算方法.

本文在前人研究方法的基礎上，提出的消費型碳排放核算方法仍屬投入產出法.由于研究人員對數據的處理手段和計算方法的不同，利用投入產出法得到的某些數字和結論也會存在差異.如何借鑒其他研究方法，建立標準進行碳排放的研究，取得更接近現實和令人信服的研究結果將是以后工作的努力方向.

（3）國際交通運輸中的消費型碳排放研究有待加強.

國際交通運輸中的消費型碳排放研究較少，在我國相關領域仍處于空白.因此，我國盡早地介入這一研究領域，加深對國際交通運輸中碳排放領域的研究，不僅有利于解決碳泄漏問題，為碳排放減排目標分配和責任認定提供依據，而且對我國應對氣候變化和國際氣候談判也有重要的指導作用，對于應對歐盟航空碳稅更具有現實意義.

消費型碳排放相關研究是在學者們基于從生產角度進行碳排放計算和責任認定不足的基礎上應勢提出的.與生產型碳排放相比消費型碳排放存在多重優勢，更能體現減排目標分配的公平性，以其為依據進行碳排放的計算和減排政策的制定能夠促進國際貿易和氣候政策與環境保護的有機統一.

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Abstract：Consumption－based carbon emissions calculate carbon emissions and divide responsibilities as a consumption perspective.It has several advantages compared to production－based carbon emissions，for example，it can solve the problem of carbon leakage in international trade and transport.This paper summarizes the recent advances in consumption－based carbon emissions in international trade and transport，elaborates its content and accounting system，points out its loopholes and lastly highlights some conclusions.And the paper summarizes accounting system of consumption－based carbon emissions，expounds the China is the net export country of carbon emissions in the international trade and proposes the direction of further research.This paper will contribute to the knowledge on how consumption based carbon emissions lead to the a mitigation of climate change and provides a framework for designing international trade and transport policies that lead to environmental protection and reduction of climate change due to carbon emissions.

Keywords：consumption－based carbon emissions；international trade；international transport；inputoutput analysis.

（責任編輯：方 林）

The research on content and accounting system of consumption－based carbon emissions

GENG Li－min1，FU Jia－feng2，SONG Yu－xiang1
（1.College of Urban and Environmental Sciences，Northeast Normal University，Changchun 130024，China；2.Impact Centre of Climate Change，Chinese Research Academy of Environmental Science，Beijing 100012，China）

X321［學科代碼］610·1050

A

2011－11－23

國家自然科學基金資助項目（40905062）.

耿麗敏（1988—），女，碩士研究生；通訊作者：付加鋒（1978—），男，博士，副研究員，主要從事能源與全球氣候變化研究；宋玉祥（1955—），男，教授，博士研究生導師，主要從事區域經濟地理研究.

1000－1832（2012）02－0143－07