我國碳排放權交易機制試點地區的ETS管理效率評價

王文軍 ,傅崇輝 ,駱躍軍 ,謝鵬程 ,趙黛青 (.中國科學院廣州能源研究所,廣東 廣州 50640；2.廣東醫學院人文與管理學院,廣東 東莞 523808)

應對氣候變化、減少溫室氣體排放是各國共同面臨的重大挑戰, 我國自 2011年起陸續發布了系列強制性減排政策,將“十二五”節能減排目標分解落實到各省(自治區、直轄市).除目標責任制等命令和控制工具,碳排放權交易機制(ETS)作為一種市場化的低成本減排工具,是我國創新環境管理手段的新機制.《國家發展改革委辦公廳關于開展碳排放權交易試點工作的通知》要求在我國兩省五市率先開展碳排放權交易機制試點工作.2012年,各試點地區陸續公布了《碳排放權交易試點實施方案》,對碳排放權配額(指政府碳排放管理機構按照一定標準分配給企業、用于抵消正常生產經營活動所排放二氧化碳的排放許可,可以在碳市場上流通轉讓,計量單位是“噸二氧化碳”;以下簡稱“配額”)的管理和交易規則進行說明.截止2013年12月,北京、上海、深圳、天津和廣東五個地區的ETS已經正式運行.從官方公布的配額管理方案可見,試點地區 ETS各具特色[1-7].

國外針對ETS效率方面的評價主要集中在ETS對企業競爭力的影響和行業沖擊方面,研究發現,歐盟ETS對企業整體競爭力影響甚微,但與碳稅相比,ETS在管理成本、履約成本等方面并不具有成本優勢[8-10];目前對 ETS的評價方法以多元線性回歸和局部均衡模型等工具為主[11-12],側重于企業生產成本影響分析.本文旨在對不同試點地區ETS的管理效率進行比較,故采用數據包絡分析(DEA)作為基本工具.DEA作為一種度量相似決策單元間的效率評價工具已經在城市、公共管理政策、環境績效管理效率等方面得到了廣泛的應用[13-16],根據本文研究目標,擬選取C2GS2模型作為基本工具,根據碳排放權交易機制的特點構建分配方案的效率評價模型,重點評價和比較碳排放交易試點地區ETS的管理效率,提煉出關鍵要素,為我國其他地區建立碳排放權交易機制提供參考.

1 模型構建和基礎數據

根據國務院印發的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》,我國31個地區均承擔了不同程度的減排任務.在對這些省市進行初步篩選后,將目前沒有碳排放總量管理需求的 6個地區剔除(內蒙古、海南、西藏、青海、寧夏和新疆),其他26個地區(25個具有國家減排任務的地區和深圳市)作為決策單元進入效率評價模型.以7個試點ETS建設方案為框架,基于19個地區的能源經濟數據,模擬出19個地區的碳排放總量管理關鍵指標.通過C2GS2模型對26個決策單元的管理效率進行評價.

1.1 模型構建

設每個地區的碳排放權總量控制與交易體系(ETS)為一個決策單元DMUi(1≤i≤26),每一個DMU由6種投入要素X和經過機制運行后得到4種期望產出Y構成,生產可能集定義為:

已知第i個DMU的投入和產出向量分別為:

式中:xti表示第i個決策單元的第t個投入指標;ymi表示第i個決策單元第m個產出指標.xti和ymi的數據為觀測值,由歷史統計資料或預測得到.

根據 C2GS2模型工作原理,在線性規劃方程中引入非阿基米德無窮小量ε(取ε=10-6),并將方程轉化成其對偶規劃模型:

當θ=h(Xk,Yk)=1時,說明投入量Xk已經不能按同一比例θ減小,這時決策單元DMU具有技術效率(弱 DEA 有效);當θ=h(Xk,Yk)=1,且投入產出的松弛變量Sk-=Sk+=0時,稱決策單元為DEA有效,生產可能集位于有效生產前沿面上.

若θ≠1,說明決策單元存在技術效率改進余地,可以由距離函數計算出該 DMU在有效生產前沿面上的“投影”:

從而獲取將其轉化為技術有效的調整信息.通過對調整向量的統計分析,可以發現影響決策單元效率的主要問題.

投 入 的 調 整 向 量 為: Δ Xk= Xk?= ( 1?θ)X +S-k產出的調整向量為:Δ Yk=?Yk?S+

1.2 投入產出指標設計

根據研究對象的特點選擇合適的評價指標是構建模型的關鍵步驟之一.本文根據碳排放權交易機制的特點和ETS建設目標,構建C2GS2模型計算所需的投入產出指標.在經過初次測算和專家評審后,選擇了以下6種投入指標和4種產出指標.

1.2.1 投入指標 本文以碳排放權交易機制的主要構成部分來設計效率評價模型的投入指標.ETS由7個部分組成:覆蓋范圍,總量與分配制度,碳排放監測、報告與核查制度(MRV),交易制度,碳抵消(offset)制度、法律制度、與外部碳市場鏈接.在經過試點地區利益相關方(研究小組與其他6個試點省市的碳交易制度設計者、研究人員、官員和企業進行了咨詢和訪談)的座談、咨詢與調研后,發現我國碳排放權交易試點地區目前僅涉及前 6個部分,其中分配方案處于關鍵和核心的位置.

從文獻分析看,以下 7項指標與碳排放權交易機制的運行效率密切相關:ETS所覆蓋的碳排放量、分配標準、分配頻率、企業在地區經濟發展中的地位、碳價、允許企業使用碳抵消(CCER)數量和超排放罰金.根據調研和模型初步測算結果,發現由于我國各試點地區的分配頻率趨同,影響相對效率評價質量,而在剔除該因素后,模型分析結果顯著,故以 6項指標作為模型的投入要素.X1:納入ETS行業在t0(2010年)的碳排放量占本地區當年碳排放總量的比例;X2:ETS行業綜合減排率(配額分配標準);X3:ETS內行業的工業增加值占地區GDP比重;X4:配額交易價格;X5:允許企業購買用于抵消其碳排放量的 CCER的比例;X6:對超額排放的懲罰金額.

試點省市ETS體系中還包括了新建項目,根據國家產業發展規劃對新建項目的規模和技術條件要求,新建項目的單位碳排放量將低于同行業項目,總排放占比不大,因此各試點地區一般基于免費足量原則發放碳排放權配額,對效率評價的結果比較影響有限.因此不將新建項目作為投入要素考慮.

1.2.2 產出指標 在面臨相同碳排放總量約束條件下,ETS企業的減排成本低于非ETS企業的減排成本,是碳排放權交易機制的主要功能,因此,減排成本相對下降率是評價ETS的重要產出指標.此外,調研發現, ETS對地區總減排目標的貢獻度、ETS對地方經濟增長影響,以及在促進低碳服務業發展的作用等方面是地方政府比較重視的問題,關系到碳排放權交易機制是否能夠在我國持續、廣泛的發展下去,因此,將這4個指標作為衡量ETS效率的產出指標.

減排成本相對下降率(Y1).由于碳排放權交易機制以“低成本實現減排目標”為功能特點,因此以該指標作為衡量各試點地區ETS建設成效的重要因素.理論上,Y1可以通過比較ETS內外相同企業的減排成本得到:

ETS體系的經濟效率(Y2).以納入 ETS體系的企業工業增加值增速與地區GDP增速的比值來衡量ETS的經濟效率狀態.如果Y2＞1,表示ETS經濟效率高于地區全行業平均經濟效率,這意味著ETS對經濟發展的負面影響不大.

低碳產業的發展狀況(Y3).刺激新經濟增長點、創造更多的就業崗位和促進低碳產業的發展是ETS體系的設計效益.該指標通過第三方核證機構、碳交易服務機構等與 ETS運行直接相關的新增企業數量(q)、規模(s)和從業人員數量(h)進行衡量.

ETS對地區減排目標的貢獻度.通過比較ETS在目標年的碳排放強度下降率(Δek)與全省(市)承擔的強度減排目標(Δe),可以得到 ETS對地區實現減排目標的貢獻程度.

1.3 基礎數據與投入產出表

結合相關行業資料和調研信息[17-22],根據公式(3)～公式(6)對模型所需的 26個決策單元數據進行了計算和整理,結果見表1.

表1 26個決策單元的基礎數據Table 1 Data base of 26 DUMs

2 模型求解與經驗分析

在表1中,前6組指標是系統的投入要素,后4組指標是產出要素,將這些數據代入公式(1),通過EXCEL系統的規劃求解功能,分別求解26個地區ETS的運行效率.

以廣東ETS為例,碳排放權分配方案對ETS的運行效率評價方程組如下:

其他地區ETS的管理效率評價方程類似,只需將等式右端替換為所在地區的要素值與相應的θi即可.

2.1 模型評價結果

由表 2和表3可見,26個決策單元中 DEA有效的共計15個單元,弱DEA有效的2個單元,非DEA有效的9個單元.

2.1.1 碳排放權交易機制試點地區的效率評價結果 7個碳排放權交易機制試點地區中,北京、深圳、重慶和廣東 ETS的管理效率是DEA有效的,4個試點地區ETS分配方案的效率最優解為:

上海、天津和湖北ETS投入產出松弛變量均存在大于零的情況,意味著在投入和產出兩方面都存在效率改進要素.其中,上海和天津ETS處于規模遞增階段,可以通過增加投入達到效率最優,湖北ETS處于規模遞減階段,通過提高產出或者減少投入要素實現管理效率的最優化.

2.1.2 模擬ETS機制的效率評價結果 由表2可見,在19個模擬ETS的決策單元中出現了11個DEA有效、6個非DEA有效和2個弱DEA有效的決策單元.非 DEA 有效的效率值θ1＜1,說明河北、山西、遼寧、江西、陜西和甘肅均處于規模遞增階段,湖南和云南 ETS具有技術效率,為弱DEA有效.

2.2 討論

在7個ETS試點地區中,上海、天津和湖北地區的碳排放權交易管理存在非DEA有效情況,經過投入產出的投影分析后,發現影響這 3個決策單元管理效率的因素各異.

上海ETS:從投入方面看,碳排放權交易機制覆蓋的碳排放量占比太高,比26個DMU碳排放占比均值(40.43%)高出了 17%;盡管工業增加值和碳價低于均值,但相對產出而言,仍然存在投入過大的問題;從產出方面看,相對其他地區,上海ETS在促進企業減排成本下降方面效果不太明顯,在7個試點地區中處于最低值,這可能與ETS覆蓋碳排放量較高,使地區平均減排成本與 ETS企業平均減排成本差距不大造成的;ETS的經濟效率高于最優值也說明需要調低覆蓋范圍、提高ETS的減排貢獻度.

天津ETS:有4項投入要素需要調整.第一,由于總量設定較緊,ETS內企業減排率偏高,影響了產出效益;第二,工業增加值占比高于均值(40.9%)8%,可能對地區經濟發展速度造成負面影響;第三,與效率值相比,配額定價稍高;第四,CCER比例高于26個DMU均值4%.這樣的投入規模導致經濟效率低于合理水平,ETS對地區減排目標 的貢獻度未達到理想狀態.

表2 ETS管理效率和松弛變量計算結果Table 2 Estimation results of slack variable and management efficiency

表3 非DEA有效的決策單元在有效生產前沿面的“投影”Table 3 “Efficient projection” on the production frontier surface of non-DEA effective units

湖北ETS:整體看,ETS的碳排放總量約束目標相對寬松(低于26個地區的平均值),但碳價和懲罰力度(估計值)偏高,在相對寬松的減排目標下,企業減排動力不足,使整個ETS減排成本的下降低于效率值.

2.3 建議

通過26個地區碳排放權交易機制設計的管理效率分析,對我國碳排放權交易機制建設提出以下建議:

(1) ETS覆蓋的碳排放量占全社會碳排放總量的比例不宜過大.在7個試點省市中,只有上海ETS在這個指標上需要調整,由表 3可見,上海ETS覆蓋的碳排放量占比超過 50%,其他省市ETS該項指標為40%左右,模型顯示上海在該投入上存在“規模過大”問題.由表2和表3可見,正是由于覆蓋范圍出現了問題,故上海ETS在投入和產出方面出現了多項調整要求.因此建議上海ETS縮小覆蓋范圍到40%以內,增加ETS的減排任務,使其至少達到均值水平(21.64).

(2) 各項投入要素之間密切相關,環環相扣,判斷某項要素投入規模是否合理需要結合其他投入要素的狀況,切忌進行橫向單項指標比較,或進行標準化處理.以深圳和湖北為例,兩個地區的ETS投入指標值接近, 但管理效率不同.分析發現,懲罰力度太強可能是導致湖北ETS管理效率偏離最優規模的主要原因.由于ETS的各項投入要素之間是相互制約,聯動發揮作用,在建立ETS機制時,必須緊緊圍繞機制所覆蓋的企業特征,進行投入要素規模設計.

(3) CCER比例與配額價格緊密相關,建議降低企業可購買的CCER比例.由于CCER供應量充足、減排成本相對低廉,因此CCER價格一般低于配額價格.在一個相對封閉的市場中,如果允許企業購買CCER的數量較多,將造成配額市場需求不足、碳價下跌.低迷的配額價格將影響 ETS發揮其低成本減排的制度優勢:減排潛力大的企業因為碳價低可能缺乏投資減排技術和出售配額的沖動,減排潛力小的企業在配額不足時可以購買CCER履約,這樣ETS的優勢和存在意義就大打折扣.由表 3可見,天津和陜西ETS的CCER比例在有效生產前沿面的投影值低于其設計值.可見,不存在一個適用于所有ETS的CCER絕對合理比例,但是下調企業可用于抵消的CCER比例更有利于配額價格保持在一個合理高度..

(4) 當 ETS覆蓋的是地區支柱產業時,建議對 ETS的碳排放上限(減排率)不宜設計過緊,否則將影響地區經濟可持續發展能力.

(5) 超配額排放行為必須受到懲罰,發揮威懾作用.當ETS覆蓋的碳排放量大、總量約束緊,允許企業購買的 CCER比例過低等要素同時存在時,過于嚴厲的懲罰機制可能損害實體經濟的發展.

(6) 刺激新經濟增長點,特別是促進低碳服務業的發展是ETS的另一項重要功能.在ETS運行期間需要大量的MRV專業機構和人員,可以解決當地的就業問題,有利于經濟結構優化.但是,由于MRV的費用最終由被核查的企業買單,對具有不同勞動力成本的地區而言,最優的MRV從業規模是有區別的.對人均工資較低的中西部地區,建議培訓更多的勞動者從事MRV工作,在促進就業的同時也有助于提高核查數據的準確性.對東部地區和發達省份而言,MRV規模不宜太大.

由于部分試點地區的碳排放管理與交易辦法尚未正式公布,測算所用基礎數據難免存在瑕疵,故對各試點省市碳排放權交易機制的管理效率評價結果僅供參考.

3 結論

3.1 DEA評價結果顯示,在 7個國家碳排放權交易機制試點地區中,北京、重慶、深圳和廣東的ETS管理為DEA有效,上海、天津和湖北的ETS管理效率有待改進.全國26個決策單元中有15個ETS管理為DEA有效,2個決策單元為弱DEA有效,9個決策單位非DEA有效.

3.2 從管理效率的影響要素看,ETS覆蓋碳排放量大小、碳排放權配額上限松緊、企業盈利能力、減排潛力等要素對ETS管理效率發揮著關鍵性的作用.由于單位ETS的管理效率取決于其投入產出的規模與要素特點,因此,影響決策單元管理效率的因素各異:上海ETS的覆蓋范圍太大影響了管理效率,天津ETS的減排任務相對較重導致效率降低,而湖北ETS是由于配額較松導致的效率不足.

3.3 建議在ETS建立初期將其碳排放覆蓋范圍控制在當地碳排放總量50%以內;根據ETS覆蓋企業特點,合理設計減排任務,在促進企業節能減排的同時給予其合理發展的空間,避免影響地區經濟發展;對配額管理與CCER抵消機制進行聯動設計,當配額總量偏緊時應允許企業上繳多的CCER抵消碳排放,反之則縮減CCER比例;建立配額儲備機制、激勵第三方機構參與ETS機制,促進碳市場活躍.

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