華東地區(qū)碳排放權(quán)初始分配研究

陳 勇，黃舒舒

（1.江蘇省電力公司，江蘇南京210024；2.河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇南京211100）

華東地區(qū)碳排放權(quán)初始分配研究

陳 勇1，黃舒舒2

（1.江蘇省電力公司，江蘇南京210024；2.河海大學(xué)商學(xué)院，江蘇南京211100）

為科學(xué)、合理分配碳排放權(quán)，綜合考慮公平、效率和可持續(xù)發(fā)展原則，構(gòu)建了華東地區(qū)碳排放權(quán)分配指標(biāo)體系，包括3個(gè)方面14個(gè)指標(biāo)。基于CRITIC法以及模糊優(yōu)選構(gòu)建了相應(yīng)的碳排放權(quán)初始分配模型，并將模型結(jié)果與其他分配方案進(jìn)行比較，該分配方案綜合考慮多種因素進(jìn)行碳排放權(quán)的分配，更加符合華東地區(qū)的實(shí)際情況。該模型可以為全國的碳排放權(quán)分配提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

碳排放權(quán)；初始分配；CRITIC；模糊優(yōu)選

碳排放權(quán)交易制度可以有效減少CO2的排放，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。但是碳排放交易制度的建立需要以碳排放權(quán)初始分配為前提，即碳排放交易主體首先通過分配方式獲得初始的碳排放權(quán)，然后才有排放盈余和不足的分化，由此才會(huì)產(chǎn)生交易。關(guān)于碳排放權(quán)分配方法，國際普遍使用人均分配法、緊縮與趨同法和其他分配方法，對(duì)于我國碳排放權(quán)分配大多是基于歷史排放量的分配［1，2］。華東地區(qū)是中國最具活力的經(jīng)濟(jì)增長帶，是我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的主力，但隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源的消耗和環(huán)境的破壞越來越嚴(yán)重，該地區(qū)CO2排放量的急劇增長成為大家關(guān)注的焦點(diǎn)。華東地區(qū)碳排放權(quán)分配是在區(qū)域碳排放權(quán)總量確定的條件下，綜合考慮各種因素，對(duì)各區(qū)域進(jìn)行碳排放權(quán)分配。提出并研究華東地區(qū)碳排放權(quán)分配問題，是為全國其他重點(diǎn)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)碳減排提供一定的參考。

1　華東地區(qū)能源消耗及碳排放現(xiàn)狀

根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)，能源可分為一次能源和二次能源，一次能源是指不可再生能源，例如石油、煤炭；二次能源是指一次能源經(jīng)過加工轉(zhuǎn)化而來的能源，例如電力、熱力。國家通常統(tǒng)計(jì)的能源結(jié)構(gòu)主要是指煤炭、石油和天然氣，通過其變化，預(yù)測、評(píng)估我國能源的消費(fèi)態(tài)勢。圖1是華東地區(qū)的一次能源在近幾年的消費(fèi)現(xiàn)狀，其中，山東省一次能源消費(fèi)量最多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他省市，且逐年增加，增幅最大；江蘇省的一次能源消費(fèi)量在華東地區(qū)居第二，從2010年開始增幅略大于2010年以前；浙江省、安徽省次之，一次能源有下降的趨勢；上海市、福建省和江西省一次能源消費(fèi)量最少，消費(fèi)量也趨于穩(wěn)定。

能源消耗是CO2排放的主要來源。華東地區(qū)是中國經(jīng)濟(jì)的支柱地區(qū)，能源消耗量較大，碳排放總量也較多。由圖2可知，山東省是華東地區(qū)碳排放大省，碳排放量位居第一位，其能源消耗量大，碳排放強(qiáng)度較高，且碳排放量有逐年遞增趨勢；江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，是華東地區(qū)經(jīng)濟(jì)的支柱，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中需消耗大量能源，排放大量CO2，但碳排放量基本保持平穩(wěn)狀態(tài)；浙江省、安徽省碳排放量基本保持相似，在2005年至2009年期間，浙江省碳排放量略大于安徽省；上海市人口數(shù)量和面積雖不大，但是中國經(jīng)濟(jì)的指向標(biāo)，對(duì)中國經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)突出，其碳排放量保持在6000萬t左右；江西省、福建省碳排放量保持在穩(wěn)定的水平上［3］。

圖1 2005-2012年華東地區(qū)各省市一次能源消費(fèi)量對(duì)比

圖2華東地區(qū)CO2排放量

2　華東地區(qū)碳排放權(quán)初始分配原則及指標(biāo)體系

2.1分配原則

華東地區(qū)碳排放權(quán)分配是否科學(xué)有效關(guān)系到碳排放權(quán)體系的成敗，以基本分配原則為指導(dǎo)方針，確保碳排放權(quán)分配的有效實(shí)施，保證分配結(jié)果的公正、有效，同時(shí)對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)和保護(hù)環(huán)境有著重要作用。有關(guān)碳排放權(quán)分配原則，在國際上早有討論，也進(jìn)行了較為深層次的剖析，基本都遵循公平原則和效率原則。但是，根據(jù)我國基本國情，可持續(xù)發(fā)展是必須考慮的重要原則。

2.1.1公平原則

公平原則是全球氣候變化談判的基礎(chǔ)，被國際社會(huì)所接受，對(duì)國際氣候體制建立有重要作用［4］。華東地區(qū)各省市之間人口數(shù)量、資源稟賦、工業(yè)化水平千差萬別，經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)差異也較大，各項(xiàng)政策的制定都要考慮到地區(qū)差異，根據(jù)國家“效率優(yōu)先，兼顧公平”的發(fā)展方針，華東地區(qū)碳排放權(quán)分配應(yīng)在總量控制的條件下考慮區(qū)域差異問題，并靈活采取跨區(qū)域補(bǔ)償問題，即如果區(qū)域環(huán)境容量充足，可選擇免費(fèi)分配方式，若區(qū)域環(huán)境容量消耗過大，則可選擇有償分配模式。

2.1.2效率原則

效率原則，即資源分配最優(yōu)化的原則。碳排放強(qiáng)度指標(biāo)主要是用來衡量一國經(jīng)濟(jì)同碳排放量之間的關(guān)系，用單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2排放量來表示。因此，華東地區(qū)碳減排方案應(yīng)根據(jù)碳排放強(qiáng)度指標(biāo)，使得碳減排模式具備公平性和可操作性，并設(shè)置合理的碳排放強(qiáng)度基準(zhǔn)線，在經(jīng)濟(jì)快速增長下，保持碳排放量的持續(xù)下降。

2.1.3可持續(xù)發(fā)展原則

作為一項(xiàng)人類發(fā)展權(quán)，華東地區(qū)碳排放權(quán)分配應(yīng)堅(jiān)定不移地遵循可續(xù)發(fā)展原則，在溫室氣體排放的分配機(jī)制建立方面，應(yīng)該考慮到各個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的情況，既要符合當(dāng)代人的需求，也要滿足后代人生存需要。將代際公平縮小至省份之間來看，各省市之間發(fā)展水平不平衡，對(duì)于落后省份首要任務(wù)仍然是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，消除貧困，但不能以此為借口，不履行國家總體目標(biāo)。允許經(jīng)濟(jì)稍落后省份人均碳排放量先略高于其他省份，通過努力逐步降低碳排放量，到了目標(biāo)年份達(dá)到與發(fā)達(dá)省份水平一致，這體現(xiàn)了對(duì)經(jīng)濟(jì)稍落后省份的一種保護(hù)，也體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的理念，最終共同實(shí)現(xiàn)低碳減排。

2.2分配指標(biāo)體系

碳排放權(quán)總量的確定是進(jìn)行區(qū)域分配的基礎(chǔ)，而碳排放主要來源于高能耗的重工業(yè)，且區(qū)域森林綠化有碳匯能力，因此，碳排放總量的確定是根據(jù)能源消費(fèi)碳排放量和水泥消費(fèi)碳排放量及森林碳匯來決定的。下一級(jí)的碳排放權(quán)分配，是一種多因素、多層次的系統(tǒng)工程，不僅考慮公平性因素，也要考慮效率性原則和可持續(xù)性原則，這樣才能實(shí)現(xiàn)低碳減排的目標(biāo)［5］。

根據(jù)上述分配原則，構(gòu)建華東地區(qū)碳排放權(quán)分配指標(biāo)體系。指標(biāo)體系共分三級(jí)：第一級(jí)華東地區(qū)碳排放權(quán)分配A；第二級(jí)指標(biāo)體系分為公平性原則B1、效率性原則B2和可持續(xù)性原則B3；指標(biāo)層C是第三級(jí)，主要是14個(gè)指標(biāo)。公平性原則下的指標(biāo)包括：人口數(shù)量C11、人口增長率C12、區(qū)域歷史碳排放量C13、第二產(chǎn)業(yè)占比C14、能源消費(fèi)量C15；效率性原則下的指標(biāo)包括：人均GDP C21、碳排放強(qiáng)度C22、工業(yè)增加值能耗C83、能源消費(fèi)強(qiáng)度C23、GDP凈流出C24；可持續(xù)發(fā)展原則下的指標(biāo)包括：能源消費(fèi)觀念C31、森林覆蓋率C32、大氣環(huán)境容量C33、低碳技術(shù)水平C34。根據(jù)各指標(biāo)核算出華東地區(qū)碳排放權(quán)總量，并進(jìn)行區(qū)域分配。

3　華東地區(qū)碳排放權(quán)初始分配模型及結(jié)果

3.1分配模型

由于構(gòu)建的華東地區(qū)碳排放權(quán)分配指標(biāo)不僅包括定量指標(biāo)，而且包括定性指標(biāo)，同時(shí)，各指標(biāo)對(duì)碳排放權(quán)分配的影響程度不同。因此，采用CRITIC法和模糊優(yōu)選法相結(jié)合的方法，科學(xué)、合理的分配碳排放權(quán)［6］。

3.1.1確定權(quán)重

各指標(biāo)對(duì)碳排放權(quán)分配的貢獻(xiàn)大小不一，因此其權(quán)重也有差異。同時(shí)，效率性原則和可持續(xù)原則下的部分定性指標(biāo)較為復(fù)雜，標(biāo)準(zhǔn)模糊，增加了權(quán)重確定的難度。選用CRITIC法可以有效解決上述問題。CRITIC法是1995年由Diakoulaki提出的，主要綜合考慮指標(biāo)特征值之間的對(duì)比強(qiáng)度和沖突性兩方面，是一種新的客觀賦權(quán)方法。對(duì)比強(qiáng)度是指同一指標(biāo)取值對(duì)不同方案的影響，通常以標(biāo)準(zhǔn)差來表示，標(biāo)準(zhǔn)差越大，說明個(gè)方案之間差距越大，數(shù)據(jù)所反映的信息量就越大［7］。各指標(biāo)的沖突性是指兩兩指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系，是否具有較強(qiáng)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)。具體計(jì)算如下。

（1）第i個(gè)指標(biāo)所包含的信息量F：

式中：Si為第i個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差；Xji為指標(biāo)j與i相關(guān)系數(shù)為第i各指標(biāo)與其他指標(biāo)沖突性的量化指標(biāo)。Fi越大，第i個(gè)指標(biāo)所包含的信息量越大，指標(biāo)也相對(duì)來說更加重要。

（2）計(jì)算第i個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重q：

3.1.2確定指標(biāo)優(yōu)屬度

在碳排放權(quán)區(qū)域分配中，政策性及技術(shù)性因素對(duì)其有較強(qiáng)的影響，這類因素屬于定性指標(biāo)，難以量化，同時(shí)還受到經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的影響。采用模糊優(yōu)選法對(duì)碳排放權(quán)區(qū)域分配指標(biāo)值進(jìn)行歸一化處理，并且采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選方案，不僅可以有效解決多決策問題，還能減少經(jīng)驗(yàn)知識(shí)對(duì)其帶來的影響。

（1）建立指標(biāo)特征值矩陣。碳排放權(quán)區(qū)域分配是在華東地區(qū)的上海、江蘇、浙江、安徽、福建、山東和江西6省1市進(jìn)行，每個(gè)省市均由共n個(gè)指標(biāo)組成。因此，指標(biāo)體系的特征值矩陣為：

（2）計(jì)算指標(biāo)相對(duì)優(yōu)屬度。在指標(biāo)特征值獲取時(shí)，由于指標(biāo)性質(zhì)和指標(biāo)計(jì)量單位的問題，各指標(biāo)特征值在數(shù)值上差距較大，會(huì)導(dǎo)致一些數(shù)值較小但對(duì)碳排放權(quán)分配影響較大的影響因素淹沒掉，因此，需要對(duì)指標(biāo)特征值進(jìn)行無綱量化處理，消除不同指標(biāo)特征值大小不同帶來的影響，即將越大越優(yōu)型和越小越優(yōu)型做相應(yīng)計(jì)算。

① 越大越優(yōu)型指標(biāo)相對(duì)優(yōu)屬度：

② 越小越優(yōu)型指標(biāo)相對(duì)優(yōu)屬度：

（3）求最優(yōu)集合和最劣集合。分別定義最優(yōu)集合V+及最劣集合V-，多目標(biāo)優(yōu)化中的解具有唯一性，求得指標(biāo)最優(yōu)解。

表1 2020年華東地區(qū)碳排放權(quán)初始分配指標(biāo)預(yù)測值

3.1.3確定碳排放權(quán)區(qū)域分配比例

利用各指標(biāo)權(quán)重qj及最優(yōu)集合V+和最劣集合V-，根據(jù)式（7），計(jì)算不同區(qū)域相對(duì)優(yōu)屬度。

對(duì)各區(qū)域相對(duì)優(yōu)屬度作歸一化處理：

3.2分配結(jié)果

根據(jù)2005—2013年 《國家統(tǒng)計(jì)局年鑒》、《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》及華東各地區(qū)的統(tǒng)計(jì)年鑒等，定量采用時(shí)間序列的趨勢預(yù)測模型對(duì)2020年指標(biāo)值進(jìn)行預(yù)測［8］；對(duì)于定性指標(biāo)，文中采取咨詢專家的方法，專家對(duì)定性指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測打分，以此獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如表1所示。

各指標(biāo)值取值大小不一，取值小的指標(biāo)容易被取值大的指標(biāo)將淹沒，為消除量綱的影響，需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行規(guī)范化處理。人口數(shù)量、人口增長率、區(qū)域歷史碳排放量、第二產(chǎn)業(yè)占比、能源消費(fèi)量、人均GDP、GDP凈流出、能源消費(fèi)觀念、森林覆蓋率、大氣環(huán)境容量和低碳技術(shù)水平屬于越大越優(yōu)型指標(biāo)；碳排放強(qiáng)度、工業(yè)增加值能耗和能源消費(fèi)強(qiáng)度屬于越小越優(yōu)型指標(biāo)。越大越優(yōu)型指標(biāo)與越小越優(yōu)型指標(biāo)規(guī)范化處理分別如式（9）、（10）所示：

式中：xij為第i區(qū)域的j項(xiàng)指標(biāo)的取值；Zij是進(jìn)行規(guī)范化處理后的取值。根據(jù)式（1）、（2）計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，定義最優(yōu)集合V+及最劣集合V-，多目標(biāo)優(yōu)化中的解具有惟一性，根據(jù)式（6）、（7）求得最優(yōu)解與最劣解，如表2所示。

表2各指標(biāo)權(quán)重及最優(yōu)解與最劣解

利用各指標(biāo)權(quán)重qj及最優(yōu)集合V+和最劣集合V-，根據(jù)式（7），計(jì)算不同區(qū)域相對(duì)優(yōu)屬度，并進(jìn)行歸一化處理，結(jié)果如表3所示。

表3 2020年華東地區(qū)碳排放權(quán)分配比例

3.3分配結(jié)果討論

在不同的分配原則下，碳排放權(quán)分配結(jié)果是不同的。有些學(xué)者崇尚“公平主義”原則，完全按照公平原則分配碳排放權(quán)，也有些學(xué)者認(rèn)為效率性原則更加重要，僅依靠碳排放強(qiáng)度原則分配碳排放權(quán)。通過數(shù)字間的對(duì)比分析，可以發(fā)現(xiàn)一些問題。將其他原則下的分配方案與文中方案進(jìn)行比較如表4所示。

表4不同方案下碳排放權(quán)區(qū)域分配比例對(duì)比

對(duì)比不同原則下碳排放權(quán)分配，區(qū)域碳排放權(quán)初始配額差異較大。在人口數(shù)量原則下，上海市、江蘇省、山東省分配比例分別為0.07，0.17，0.21，基本合理，但江西省碳排放分配配額較多，江西省農(nóng)業(yè)較為發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對(duì)其他地區(qū)較為薄弱，CO2排放量相對(duì)較少，因此，江西省分配比例與實(shí)際情況不符；在人均GDP原則下，大部分省市分配基本合適，但在此原則下會(huì)放大上海市人均GDP對(duì)碳排放權(quán)分配的比例，因?yàn)樯虾Ｊ腥丝谏佟⒚娣e小，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展飛速，平攤到每個(gè)人所創(chuàng)造的GDP產(chǎn)值較高，同時(shí)與多因素原則下的分配差異較大，且與實(shí)際出入較大；在工業(yè)增加值能耗原則下，各省市分配量與其他原則下分配量差異較大，特別是上海市和山東省，上海市分配量較多，而能源消耗量較多的山東分配量較少；在大氣環(huán)境容量原則下，福建、山東分配額相對(duì)合理。因此，在設(shè)計(jì)碳排放權(quán)區(qū)域分配方案時(shí)，不僅要考慮區(qū)域內(nèi)部特點(diǎn)，還要考慮各省市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展的未來碳排放需求量，只有這樣，各區(qū)域間碳排放權(quán)分配與實(shí)際需求才會(huì)逐步縮小，更加貼近現(xiàn)實(shí)。

4　結(jié)束語

碳排放權(quán)分配需要考慮公平、效率以及可持續(xù)發(fā)展的原則。通過對(duì)華東地區(qū)的碳排放情況分析，構(gòu)建相應(yīng)的指標(biāo)體系構(gòu)建和分配模型，探討2020年華東區(qū)域碳排放權(quán)區(qū)域分配方案。經(jīng)過比較說明，該方案相比單因素分配更加貼近現(xiàn)實(shí)，更為科學(xué)，為中國碳排放權(quán)區(qū)域初始分配提供一些參考。

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［2］張紅亮.碳排放權(quán)初始分配方法比較［J］.環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2009（12）：16-18.

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Initial Allocation of Carbon Emission Right for East China

CHEN Yong1，HUANG Shushu2
（1.Jiangsu Electric Power Company，Nanjing 210024，China；2.Business School of Hohai University，Nanjing 211100，China）

Considering the principle of fair，efficiency and sustainable，this paper proposes the emission right allocation index system of carbon emission right for the east China.The index system includes 3 aspects and 14 indexes.The initial allocation model of carbon emission right is established using CRITIC and fuzzy optimization method.Compared with other proposals，the proposed allocation is more suitable for the east China.Also，the model provides a reference for other regions.

carbon emission right；Initial allocation；CRITIC；fuzzy optimization

X24

A

1009-0665（2016）01-0016-04

2015-09-02；

2015-11-03
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41471457）

陳勇（1975），男，江西遂川人，高級(jí)工程師，管理學(xué)博士，從事能源資源分配、電力經(jīng)濟(jì)與技術(shù)研究工作；

黃舒舒（1989），女，江蘇徐州人，碩士研究生，研究方向?yàn)橘Y源管理、投資經(jīng)濟(jì)與管理。