中國國際貿易隱含碳文獻比較研究

李惠民　馮瀟雅　馬文林

摘要 貿易中的隱含碳流動對中國的二氧化碳排放具有重要影響。從現有的文獻來看，盡管出現了大量的針對中國貿易中隱含碳的相關研究，但由于數據及方法的不同，結果之間存在較大差異，很大程度上影響了研究結果的科學性和應用價值。本文對現有的中國國際貿易隱含碳文獻進行了比較研究，結果發現：不同研究得出了相對一致的結論，但在隱含碳的具體數量上差異巨大。定性來看，中國是一個隱含碳凈出口國，凈出口量呈現出逐年增加的趨勢。定量來看，1997-2007年，中國隱含碳出口量從3.1-8.8億t增長到17.2-30.2億t二氧化碳；隱含碳進口量從1.0-7.0億t增長到5.8-16.5億t二氧化碳；隱含碳凈出口量從1.8-7.3億t增長到11.4-22.6億t二氧化碳；隱含碳凈出口量占國內總排放量的比重由5%-20%增長到17%-30%。貿易中隱含碳核算結果的不確定性主要來自三個方面：核算方法產生的不確定性、數據融合產生的不確定性以及原始數據引入的不確定性。總體來看，多區域投入產出模型的研究結果相對穩定，可重復性較高；從數據精度和數據可獲得性方面考慮，40個左右的部門分類可以取得較為理想的結果；把中國劃分為多個區域研究國際貿易中的隱含碳在理論上更加可靠。國家氣候變化對外談判和國內減排目標的實現都需要對碳排放進行精確管理。在未來的研究中，應重視隱含碳核算的不確定性研究，逐步提高隱含碳核算的精度，更好地服務于國家的氣候變化政策。

關鍵詞 隱含碳；國際貿易；投入產出法；不確定性

中圖分類號 F206 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）05-0046-09 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.05.006

經濟全球化時代，國際貿易打破了封閉的經濟體，生產和消費相分離，已不再局限于一個國家的領域之內。貿易不僅僅是物與物的交換，同時也是資源與環境的交換。上世紀80年代以來，學者們圍繞貿易中隱含的能源、水資源、土地等展開了大量研究，發展了能值、虛擬水、生態足跡等概念，并逐漸成為生態經濟學中的重要研究內容。從現有的文獻來看，最早關于隱含碳（Embodied carbon）的研究開始于1994年Wyckoff andRoop對OECD成員國貿易中隱含碳的探索。隨著氣候變化國際談判的深入以及碳排放逐漸成為制約國家發展的稀缺性資源，關于貿易中隱含碳的研究在1997年之后開始大量涌現。所有的研究都表明貿易在國家、地區和全球二氧化碳排放中具有重要作用。

貿易中的隱含碳流動有多少？這是貿易隱含碳研究中的基礎性問題，在過去的十多年中得到了廣泛而深入的研究。研究顯示，全球貿易中的隱含碳流動量近幾十年來呈現出迅速增長的趨勢，由1990年的43億t增長到2004年的62億t，2008年達到78億t；占全球二氧化碳排放量的比重也由20%上升到26%。同時，在全球隱含碳流動中，一個明顯的趨勢是隱含碳由碳排放效率較低的發展中國家向排放效率較高的發達國家流動。研究估計，1990年發展中國家向發達國家的隱含碳凈出口量約為4億t，2008年增長到16億t。日益增長的隱含碳流動被認為是近二十年來發達國家碳排放增長速度放緩、發展中國家碳排放迅速增長的重要原因。由于隱含碳導致了發展中國家碳排放的額外增長，越來越多的研究建議改變目前以國界為邊界的碳排放核算體系，建立以消費為基礎的核算體系。以消費為基礎的核算體系有助于全球溫室氣體的整體性減排。2008年來，以消費為基礎的核算體系開始成為國際氣候談判中的一個重要議題?？紤]到隱含碳流動在全球碳排放中的重要性，IPCC第五次氣候變化評估報告已將“以消費為基礎的溫室氣體排放量”作為考察各國碳排放的一項重要指標。

作為世界上最大的貿易國之一，中國國際貿易中的隱含碳流動得到了國內外學者的廣泛關注。不同的研究得出了相對一致的結論，即中國是一個隱含碳凈出口國，且凈出口量呈現出逐年增加的趨勢；貿易對中國碳排放的迅速增長具有重要影響。研究顯示，1997-2007年，中國隱含碳出口量從3.1-8.8億t增長到17.2-30.2億t二氧化碳；隱含碳進口量從1.0-7.0億t增長到5.8-16.5億t二氧化碳；隱含碳凈出口量從1.8-7.3億t增長到11.4-22.6億t二氧化碳；隱含碳凈出口量占國內總排放量的比重由5%-20%增長到17%-30%。這些研究豐富了對中國國際貿易中隱含碳的理解，但不可否認的是，由于研究結果之間存在巨大差異，并不利于決策者采納應用。為了更好地認識中國國際貿易中的隱含碳，有必要對現有的研究進行系統回顧并做出細致比較，發現其中的異同，以更好地為政策制定者服務。

1 貿易中隱含碳核算方法概述

任何一種產品的生產，都會直接或間接地產生碳排放。為了得到某種產品，而在整個生產鏈中所排放的二氧化碳，稱之為隱含碳。有兩種方法可以用來計算隱含碳。一種是生命周期評價法（Life Cycle Assessment，LCA），通過完整的產品生產過程分析來核算具體產品的隱含碳；一種是投入產出法（Input-OutputAnalysis，IOA），以投入產出表為基礎來確定各生產部門最終產品的隱含碳。LCA的優勢在于微觀分析，可以用于比較不同品牌的同類產品的隱含碳，是進行“碳標簽”、“碳標識”等活動的方法論基礎。IOA的優勢在于宏觀分析，可以有效地掌握隱含碳的區域流動。IOA是貿易隱含碳研究中的主流方法。

根據投入產出表模型的不同，IOA方法又可以分為單區域投入產出法和多區域投入產出法。在單區域投入產出模型中，一個國家產業部門的碳排放可以表示為：

F=f_r·（I-A_rr）^-1·（y_r+y_e）

式中，r表示投入產出表中的部門分類數；f_r表示各部門單位產出的碳排放；A_rr表示一個r×r的直接消耗系數矩陣；y_r表示國內消費量；y_e表示出口量；F表示該國的碳排放總量。因此，一個國家出口貿易中的隱含碳可以表示為：

F^export=f_r·（I-A_rr）^-1·y_e

只根據一個國家的單區域投入產出模型，無法獲得進口產品的隱含碳信息。早期文獻通常采用典型進口國家替代的方法來估算進口貿易中的隱含碳，即采用一個典型進口國家的投入產出模型，核算出每一類商品的隱含碳強度，與進口商品的數量相乘得出隱含碳進口量。單區域投入產出模型數據量相對較小，但在理論上仍具有較多缺陷，主要體現在進口品的處理上。一般來說，進口產品在國內的流動可以分為三類：第一類是中間品進口，如能源、礦產等原材料，這些中間品將投入到國內生產過程；第二類是消費品進口，如電視、手機等，這些產品將直接用于消費；第三類是轉口貿易，這類產品進口后直接又用于出口。傳統的投入產出模型沒有記錄進口產品的去向，而是把進口產品與國內產品做了同質化處理，因此也稱為競爭性投入產出模型。為了解決進口產品的去向問題，一些學者開始采用非競爭性投入產出模型來研究貿易中的隱含碳。非競爭性投入產出模型在表式上對進口產品做了單獨處理，較好地描述了進口產品的去處。然而，無論是哪種類型的單區域投入產出模型，都沒有解決進口產品的來源問題，因而在進口產品的隱含碳核算時，必須借助于其他國家的投入產出模型。為了更準確地核算進口貿易中的隱含碳，多區域投入產出模型開始被廣泛采用。與單區域投入產出模型相比，多區域投入產出模型的結構更為復雜，但記錄的信息也更為全面。圖1顯示了不同類型投入產出模型的表式結構。

在多區域投入產出模型中，假設區域數為m，每個區域包括的部門數是n，則直接消耗系數為一個m×n次矩陣。R區域i部門的總產出可以表示如下：

其中，x^R_i為R區域i部門的總產出，a^RS_ij為S地區j部門生產單位產品時對R地區i部門產品的直接消耗系數，x^s_j表示s地區j部門的總產出，y^RR_i為R地區i部門的區域內需求，Y^RS_i為R地區i部門對S區域的出口量。應用列昂惕夫變換，結合單位產出的碳排放矩陣，可以得出完全排放系數矩陣，表示如下：

式中，f_1×mn為單位產出碳排放矩陣，A_mn×mn為多區域投入產出模型中的直接消耗系數矩陣。由此，可以計算出R區域出口到S區域的隱含碳：

R區域出口到S區域的隱含碳也可以看做是S區域從R區域進口的隱含碳。多區域投入產出模型記錄了區域間各部門的經濟聯系，可以計算出任意兩個區域間貿易中的隱含碳。理論上來說，多區域投入產出模型比單區域投入產出模型更為完備。然而，多區域投入產出模型在構建過程中往往以損失部門分類數為代價來進行數據同化，因此在隱含碳研究中，多區域投入產出模型并不一定會得出更好的研究結果。

2 中國國際貿易中隱含碳核算結果比較

2.1 出口貿易中的隱含碳

中國的投入產出表每五年更新一次，最早的一次是1987年，最近的一次是2007年；中間年份發布一次延長表，最近的一次是2010年。與投入產出表發布年份相對應，中國隱含碳研究的結果主要集中在1987-2010年。圖2對中國出口貿易中的隱含碳文獻進行了比較?？梢钥闯觯?987-2010年，中國出口貿易中的隱含碳呈現出快速增長的趨勢，與中國出口額的快速增長相適應。從各個研究的平均值來看，1987年隱含碳出口量約為230 MtCO₂，2010年已經高達3312 MtCO₂，增長了13.4倍。不同的研究結果顯示了基本一致的增長趨勢，但在具體的隱含碳出口量上具有較大差異。2002年、2005年、2007年是目前研究中最為集中的年份。從2002年結果來看，Ren等的測算結果高達1500 MtCO₂，而邱強等的測算結果僅為138.5 MtCO₂，二者相差1361.5MtCO₂，高值結果是低值結果的10.8倍。2007年結果顯示，隱含碳出口量測算的最高值為3420 MtCO₂，最低值為300 MtCO₂，二者相差3120 MtCO₂，高值結果是低值結果的10.4倍。

2.2 進口貿易中的隱含碳

圖3對中國進口貿易中的隱含碳文獻進行了比較?？傮w上來看，盡管各個研究均顯示了中國進口貿易中的隱含碳呈現出增長趨勢，但不同研究之間的差異非常大。2002年，文獻的最小值為55.4 MtCO₂，最大值為1170 MtCO₂，最大值是最小值的21.1倍。2007年，文獻的最小值為76.5 MtCO，最大值為2880 MtCO₂，最大值是最小值的37.6倍。與出口貿易中的隱含碳相比，進口隱含碳的不確定性更大。

2.3 貿易中的隱含碳凈出口

圖4對中國國際貿易中的隱含碳凈出口量進行了比較。除少數文獻外，大部分研究均顯示了中國是一個隱含碳凈出口國。中國進出口貿易中隱含碳的文獻主要集中在1997-2007年，這期間，中國貿易中的隱含碳凈出口量呈現出逐年增長的趨勢，從128.1 MtCO₂（范圍-120-361 MtCO₂）增長到991.4 MtCO₂（范圍143-2921 MtCO₂），增長了6.7倍。不同研究結果之間具有明顯差異，Ren等的結果顯著偏高且波動較大，Weber等的結果則顯著偏低。2002年，Ren等的結果顯示中國的隱含碳凈出口量為1160 MtCO₂，而Weber等的結果則顯示中國是一個隱含碳凈進口國，凈進口量為410MtCO₂。2007年，不同研究結果均顯示中國是一個隱含碳凈出口國，但數值之間的差異性仍然巨大，Chen和Cben的研究結果僅為143 MtCO₂，而Ren等的結果則高達2921 MtCO₂，第二高的結果也高達1137MtCO₂。

3 貿易中隱含碳核算結果的不確定性分析

貿易中的隱含碳核算以投入產出模型為基礎，需要使用不同區域的投入產出表，以及各部門的能源消耗和碳排放數據；核算過程中需要對部門進行重新分類，從而達到投入產出與能源統計中部門分類的統一；在非投入產出統計年份，還需要進行一系列的假設。貿易中隱含碳核算涉及的數據量巨大，不同的數據處理方式都會引入一定的不確定性?？傮w來看，貿易中隱含碳核算結果的不確定性主要來自三個方面：核算方法產生的不確定性、數據融合產生的不確定性以及原始數據引入的不確定性。

3.1 核算方法產生的不確定性

單區域投入產出法和多區域投入產出法是隱含碳核算的基本方法。近年來，貿易中隱含碳研究已經由早期的單區域投入產出法逐步過渡到多區域投入產出法。多區域投入產出法對區域間經濟聯系的描述更為準確，一些研究指出，多區域投入產出法是貿易隱含碳研究中更為合適的研究方法。然而，Weber認為，多區域投入產出法由于在部門分類、匯率以及對投入產出表中其他國家的假設方面存在較大的不確定性，研究結果在理論上依然存在缺陷。方修琦等的分析結果則表明，由于單區域投入產出法對進口中的隱含碳做出了不同程度的替代假設，單區域和多區域方法在中國貿易隱含碳進出口結果上的差異并不顯著。本文將現有文獻根據研究方法的不同分為兩大類（表1），并比較了二者的差異。結果發現，采用多區域投入產出法的文獻研究結果更加穩定，而采用單區域投入產出法的文獻研究結果差異性更高（圖2-4）。

采用單區域投入產出法核算進口貿易中的隱含碳，由于不同研究對進口貿易品隱含碳排放強度采用的處理方式不同，導致結果之間的差異性巨大。早期的文獻通常采用進口產品與國內產品同質性假設，即相同類型產品的隱含碳排放強度相同。采用同質性假設可以較好地分析貿易對我國碳排放的影響，判斷我國通過進口貿易所避免的碳排放，但并不能準確展示進口產品的隱含碳流動。事實上，由于中國進口的產品大部分來自發達國家，其排放強度通常低于我國，采用同質化假設會顯著高估我國進口貿易中的隱含碳。進口貿易的另一種簡易化方法是典型進口國家替代法，即假設進口品全部來自于某個國家。如Yan和Yan用美國的碳排放強度替代進口品的排放強度，齊曄等用日本的碳排放強度替代進口品的排放強度。替代法的缺陷在于其假設過于簡單，各國之間尤其是發達國家與發展中國家之間存在著極大的技術差異，單純地假定進口品全部來自發達國家，一定程度上會高估進口貿易中的隱含碳。對進口貿易處理的第三種方法是根據進口國家的平均碳排放強度對進口品的完全碳排放系數進行修正，結合不同國家的進口品數量來核算進口貿易中的隱含碳。文獻[14]、[23]、[28]、[39]等的研究均采取了這種研究方法。這種處理方法的缺陷在于不同國家的不同產品并不具有相同的技術差異，采用平均碳排放強度修正在方法論上仍具有較大的不確定性。對進口貿易處理的第四種方法接近于多區域投入產出法，即采用各進口國家的投入產出數據來分別核算進口國家各類產品的完全排放系數，這類研究如Li和Qi、Peters等等。這種研究方法的缺陷在于各國的投入產出表部門分類與我國的投入產出部門分類不一致，一些人為的部門分類引入了不確定性。相比于單區域投入產出法，多區域投入產出法所用到的數據更為一致。盡管多區域投入產出表在構建過程中具有不確定性，但由于不同研究采用的多區域投入產出表基本一致，因而不同研究的核算結果基本穩定。

隱含碳核算需要對進口產品的使用進行區分，區分其作為最終產品消費還是作為中間產品投入生產，如何區分進口品的使用是不確定性的重要來源。對進口品處理的一種簡易方法是根據各部門國產產品與進口產品的比例建立國產化系數矩陣，如Pan等、陳迎等等研究。采用國產化系數可以部分地解決進口品使用問題，但由于使用了“部門內進口比例一致”的假設，在理論上仍然存在缺陷。區分進口品的較好做法是采用非競爭性投入產出模型。非競爭性投入產出模型將進口區分為投資品、消費品、中間品和加工貿易品，可以從數據上解決進口品使用環節中出現的一些問題。對競爭型投出產出法和非競爭型投入產出法的量化比較顯示，使用競爭型投入產出法計算的隱含碳出口量較使用非競爭型投出產出法要高出25-45%。然而，非競爭性投入產出模型編制工作并不容易，我國公開發布的非競爭性投入產出表非常有限，很大程度上影響了其在貿易隱含碳研究中的應用。

加工貿易在中國進出口貿易中占到三分之一左右，對加工貿易的處理會在很大程度上影響隱含碳測算結果。研究發現，對加工貿易和一般貿易加以區分，中國2002年出口中的隱含碳排放將降低40%左右，2005年出口貿易中的隱含碳排放將降低28.8%。在非競爭型投入產出法的基礎上對一般貿易和加工貿易加以區分，Su等的研究結果顯示，1997年中國出口貿易中的隱含碳排放比區分之前降低32%左右。在中國貿易隱含碳研究中，需要對加工貿易予以特別重視。

3.2 數據融合產生的不確定性

貿易隱含碳核算需要使用投入產出數據、各部門的能源消費和碳排放數據以及進出口數據。然而不同的數據源之間部門分類并不一致，在應用投入產出模型計算貿易隱含碳時往往需要對部門進行再分類，以達到部門之間的較好匹配。中國2002年投入產出表分為122個部門，2007年分為135個部門，2010年延長表分為42個部門。在中國的終端能源消費統計中，工業部門分為39個；投入產出部門分類與能源消費部門分類完全一致的不到加個。貿易統計數據則更為復雜，1992年以來我國海關采用HS編碼體系來對進出口商品進行編碼、分類和統計。HS碼共有22大類98章，每章包括幾十甚至上百種商品類型，貿易數據并不能很好地匹配到投入產出模型中去。不同研究在部門分類上的不一致是隱含碳計算結果差異較大的重要原因。Guo等的研究發現，部門分類對隱含碳核算結果具有較大影響，劃分為6個部門時的隱含碳出口量高于劃分為28個部門的隱含碳出口量。有觀點認為為了不漏掉一些重要的部門并取得較好的分析結果，100-150個部門分類是非常有必要的。在經驗研究的基礎上，Su等認為大約40個左右的部門分類可以取得較為理想的結果，因為更多的部門分類對結果的影響不大。事實上，在中國隱含碳核算實踐中，40個左右的部門分類已經接近可獲得數據的上限。

研究中國進出口貿易中隱含碳問題有兩種思路，一種是把中國作為一個整體來研究，這是大多數研究所采用的研究方法；另一種是將中國劃分為幾個區域來研究，近年來越來越多的，以中國省際問隱含碳流動為主題的文獻大多采用此類方法。空間融合對隱含碳測算結果具有較大影響。Su和Ang對中國1997年出口貿易中的隱含碳進行了分析，結果顯示，當把中國作為一個整體時，中國出口貿易中的隱含碳為7.2億t二氧化碳；把中國分為三個區域考慮，出口貿易中的隱含碳為5.5億t；進一步把中國分為八大區域，出口貿易中的隱含碳為5.4億t。Guan等的研究結果顯示，把中國分為30個省區，并考慮加工貿易時，2007年出口隱含碳大約是16.3億t，低于把中國作為一個整體時的隱含碳出口量（17.8億t）。也就是說，空間分辨率的提高會減少隱含碳出口的數值。

3.3 原始數據引入的不確定性

原始數據也是導致不同研究結果產生差異的重要原因，這些原始數據包括投入產出數據、貿易數據和碳排放。從現有的文獻來看，投入產出和貿易數據來源包括中國統計局、GTAP（全球貿易分析模型）數據庫、OECD投入產出數據庫、聯合國貿易統計數據庫等；宏觀碳排放數據來源于EIA、IEA、CDIAC、WRI、各國的溫室氣體排放清單等數據庫；部門碳排放數據則根據IPCC提供的排放因子，以及各類文獻中提供的排放因子來計算。這些數據盡管都有明確的數據生產流程，但由于部門分類以及參數的不同，數據之間仍存在較大差異。以碳排放數據為例，2012年IEA發布的中國能源相關的碳排放量為82.0億t，EIA的數據為81.0億t，CDIAC的數據為85.2億t，WRI的數據則為86.5億t。由于中國沒有公布官方的溫室氣體排放數據，以及各類能源的排放因子，許多研究采用IPCC缺省因子來核算各部門的碳排放。最近的一些研究表明，中國的煤炭排放因子比IPCC默認的煤炭排放因子高估了40%。由于碳排放因子與隱含碳進出口量之間存在直接的線性關系，需要在不確定性分析中予以重點考慮。

4 結論與研究展望

貿易中的隱含碳研究已成為氣候變化領域的熱點問題。大量的針對中國貿易中隱含碳的相關研究得出了相對一致的結論，即中國是一個隱含碳凈出口國，且凈出口量呈現出逐年增加的趨勢；貿易對中國碳排放的迅速增長具有重要影響。但不可忽視的是，由于研究方法和數據的不同，研究結果之間存在較大差異，很大程度上影響了研究結果的科學性和政策參考價值。研究顯示，1997-2007-年，中國隱含碳出口量從3.1-8.8億t增長到17.2-30.2億t二氧化碳；隱含碳進口量從1.0-7.0億t增長到5.8-16.5億t二氧化碳；隱含碳凈出口量從1.8-7.3億t增長到11.4-22.6億t二氧化碳；隱含碳凈出口量占國內總排放量的比重由5%-20%增長到17%-30%。

本文將貿易中隱含碳核算結果的不確定性歸結為三個方面：核算方法產生的不確定性、數據融合產生的不確定性以及原始數據引入的不確定性。通過理論及文獻對比分析，本文得出如下結論：①多區域投入產出模型提供的數據量更為豐富，在隱含碳核算過程中可以較好地處理進口品的來源和去向，不同文獻的研究結果相對穩定，可重復性較高。單區域投入產出模型在隱含碳核算過程中需要對進口品的來源和去向進行一系列假設，因而不同文獻的研究結果差異性更高。②部門分類和空間融合對隱含碳核算具有重要影響。從數據精度和數據可獲得性方面考慮，40個左右的部門分類可以取得較為理想的結果。把中國劃分為幾個區域并考慮區域內的隱含碳流動，得出的隱含碳出口量會小于把中國作為一個整體時的數值。由于考慮了區域間投入產出的差異，把中國劃分為多區域的研究結果在理論上更加可靠。③投入產出數據、貿易數據和碳排放等原始數據是導致不同研究結果產生差異的重要原因。

貿易中的隱含碳對中國的溫室氣體排放具有重要影響。中國已經提出了2020年單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%-45%的減排目標。2014年年底發布的《中美應對氣候變化公報》中，中國又提出了“2030年左右達到碳排放峰值并盡早實現”的溫室氣體控制目標。實現這些目標需要對碳排放進行精確管理。中國進出口貿易中的隱含碳有多少？這一問題在大量的研究文獻中看似得到了回答，但并不能滿足國家氣候變化對外談判和對內管理的精確需要。在未來的研究中，應更加重視隱含碳核算的不確定性研究，逐步提高隱含碳核算的精度，更好地服務于國家的氣候變化政策。

（編輯：劉照勝）