江蘇省碳排放影子價格研究

王楨 趙巧雨

華北電力大學經濟與管理學院

江蘇省碳排放影子價格研究

王楨 趙巧雨

華北電力大學經濟與管理學院

中國于2011年10月在7個省市開展了碳交易試點工作，到目前為止，各試點不斷穩步推進碳交易工作，為建立全國性的碳交易市場積累了豐富的經驗。根據發改委的文件，中國將在2017年啟動全國性碳排放交易系統，2017年將成為中國碳交易市場的關鍵節點。由于江蘇并沒有納入到第一批的試點之中，對其碳排放情況研究較少。同時，江蘇省經濟發展水平較高，研究其目前的碳排放權價格對于推進我國統一的碳交易市場有重要作用。本文基于運籌學的線性規劃方法構建了影子價格模型，并以江蘇省工業行業為研究對象進行了實證研究，計算了江蘇省2011 年-2015 年的工業全行業的碳排放的影子價格，并與全國工業全行業碳排放影子價格進行了比較分析。

碳排放 影子價格 碳交易市場 江蘇省

引言

隨著經濟增長進入新常態，政府已經將發展重點放在提高經濟增長質量，建設環境友好型社會上來。考慮到一旦開始實行碳排放相關管制，企業必將承受相關的減排成本，這對于企業的經濟效益會產生很大影響，勢必要求將這一成本考慮到經濟發展的效益中去。由于企業在生產過程中排放的二氧化碳很難用市場價格進行衡量，所以可以用碳排放的影子價格來衡量企業在減排過程中承擔的成本。通過影子價格的形成原理分析碳排放權初始分配價格的確定基準, 從而為碳排放權的流通提供定價基礎[1]。通過對江蘇省二氧化碳影子價格的估計，可以全面了解江蘇省碳排放情況以及對經濟的影響，為制定碳排放管制政策提供參考。同時也為2017年建立全國統一的碳交易市場的建立以及初始配額的分配提供參考。

一、模型與方法

（一）影子價格模型

根據胡民（2007）所提出的排污權定價的影子價格模型，本文采用相同方法來構建碳排放權的影子價格模型。在此模型中，主要運用運籌學中的影子價格理論，計算出單位碳排放權的邊際價格。在這里影子價格的經濟含義被定義為該地區企業參與碳交易時以利潤最大化為目標所能接受的價格。

1.模型的基本假定

假設1：該地區的年碳排總量Q由該地區碳排放管制目標確定，為已知量。關于碳排放總量的確定，依據《中美氣候變化聯合聲明》，我國在2030年左右實現二氧化碳排放峰值，總量峰值約為110億噸。根據減排目標以此倒推便可以估算出十三五期間的碳排放管制總量，以此再將總量分解的全國每個地區。

假設2：該地區存在i個企業排放二氧化碳，這i企業的單位產量收益設為Bi，年產量設為Xi（i=1,2,3…..n）。在一定時期內，企業的產量與投入量成正比。在這里我們將化石燃料的使用量作為投入量，并且由于企業的二氧化碳排放主要來自于化石燃料的使用，因此企業的單位產量與二氧化碳排放量也成正比，比例系數設為 Ri。則這 i個企業排放的二氧化碳總量為 Qi=Xi＊Ri。

2.模型構建

設目標函數為在該地區實行碳排放管制時企業的利潤最大。這樣設置的理由為二氧化碳排放權其實可以看作為企業的另外一項生產資料且同樣具有經濟價值。其主要途徑有2種：（1）減排成本大于碳排放權交易價格，通過購買碳排放權減少自身的減排壓力。（2）減排成本小于碳排放權交易價格，通過出售碳排放權獲得收益。由于受到地區碳排放管制，將二氧化碳排放量為函數的約束條件。

由以上假設，影子價格模型為：

將目標函數和約束條件帶入到拉格朗日方程，對其一階求導，并令其一階導數為 0：

在這里，λ即為單位碳排放的影子價格，在這里我們必須明確2個關鍵點：

（1）這里的碳排放權的影子價格并不是其市場價格，而是對碳排放權這一資源的估價；（2）該影子價格表示在其他條件不變時,每增加一單位排污量時所帶來的利潤。

（二）能源消費所產生二氧化碳排放量的估算模型

由于我國沒有把二氧化碳作為大氣污染物，所以并沒有直接的二氧化碳排放數據。這里利用缺省計算方法來計算化石燃料在消費過程中產生的二氧化碳。本文也按這一做法并根據行業當年消耗的能源數量計算工業行業二氧化碳排放量。建立模型如下：

其中，I CO2所有能源消耗產生的二氧化碳排放量，單位（噸）。Ei某行業消耗的第i種能量，單位（噸）。CCi有效碳排放因子,反映單位發熱量的含碳水平，單位（千克/十億焦耳）。CFi轉換因子即各種能源的平均低位發熱量，單位（千焦/千克）。44/12碳原子轉化為 CO2分子的固定比值。HiIPCC 提供的缺省碳含量,反映單位發熱量排放的碳水平，單位（千克/萬億焦耳）

COFi缺省氧化率，反映能源的氧化水平,若為1則表示該種能源完全被氧化為CO2,但通常該值小于1。CO2排放系數=H＊COF＊1000＊CF＊44/12。

二、江蘇省工業全行業碳排放影子價格計算

（一）數據來源及樣本選取

本文以江蘇省工業行業為研究對象，估算 2011—2015年江蘇省工業行業碳排放初始價格。數據從 2011—2015年《江蘇省統計年鑒》得到。模型中涉及到的主要變量有單位產量產生的收益為 Bi和單位產量二氧化碳排放比例系數 Ri。在本文計算中用相近指標進行替代。單位產量產生的收益 Bi用單位產值利潤率代替，產值利潤率（%）＝（利潤總額/工業總產值）×100%。單位生產規模二氧化碳排放比例系數 Ri用碳排放強度代替，工業行業的碳排放強度表示為單位產值二氧化碳排放量，即工業行業碳排放強度=二氧化碳排放量 /工業總產值。

（二）碳排放權影子價格計算

根據江蘇省統計年鑒的工業數據，計算出5年的碳排放影子價格。如表 3.2 所示。

表 3-2 江蘇省工業全行業碳排放的影子價格

表格中相關指標計算方法：單位產值利潤率=利潤總額/工業總產值

碳排放強度=二氧化碳排放量/工業總產值

碳排放影子價格=單位產值利潤率/碳排放強度

（三）全國工業全行業碳排放影子價格計算

本文計算全國工業全行業碳排放影子價格（2011-2015年）采用與計算江蘇省的方法相同，數據來源于國家統計局。根據計算結果，這5年，全國的碳排放影子價格變化不大，從2011年到2015年，分別為618.53，588.35，630.20，634.42，633.00。

三、江蘇省工業碳排放的經濟損益評估

碳排放影子價格是對碳減排成本的一種直觀反映，較高的二氧化碳影子價格表明了該地區較高的碳減排成本，反之亦然。本文根據當年二氧化碳的排放增量與當年二氧化碳排放的影子價格的乘積計算出江蘇省工業碳排放的經濟損益。具體計算結果見表 5.1

表4 .1 江蘇省工業碳排放經濟損益

四、結論及政策建議

本文研究的主要目的是計算出2011—2015 年江蘇省省工業全行業二氧化碳的影子價格、了解影子價格的變化特征以及時間序列上的差異、以及二氧化碳排放給江蘇省工業帶來的經濟效益，并與全國碳排放影子價格水平相比較。通過研究,得到以下結論:

1.江蘇省工業全行業在 2011—2015 年這5年間，隨著碳排放強度逐年降低，影子價格逐年上升。反映出江蘇省在這幾年工業節能減排上做出了努力。同時，碳排放影子價格的增長幅度在加大，表明江蘇省的節能減排技術和能源使用效率還有進一步的提高空間。

2.通過計算出全國的碳排放影子價格發現，江蘇省的碳排放影子價格要遠高于全國水平，這與黃文若[3]計算的中國各省份二氧化碳影子價格結論一致。 江蘇經濟較為發達，其減排成本也更高。因為發達地區使用一單位碳排放權的邊際效益較高，所以未來在全國統一的碳交易市場，這些地區更有可能成為市場中的買方。

3.江蘇省與全國的碳排放影子價格的差異之大，主要原因是兩者之間碳排放強度的差異，江蘇的碳排放強度幾乎為全國水平的一半。而碳排放強度的構成，主要取決于該地區工業使用的能源結構以及投入產出的效率。

[1]胡民.排污權定價的影子價格模型分析.價格月刊，2007，357（2）：19-22.

[2]William Nordhause.How fast should we graze the global commons? [J].The AmericanEconomic Review, 1982, 72(2): 218-221.

[3]Pittman, R.W.Issues in Pollution Control: In terplant Cost Differences and Economies of Scale[J].Land Economics, 1981, (57): 1-17.

[4]涂正革.工業二氧化硫排放的影子價格：一個新的分析框架[J].經濟學(季刊),2009, 9(1):259-282.

[5]陳詩一.工業二氧化碳的影子價格:參數化和非參數化方法[J].世界經 濟,2010, 8: 93-111.

[6]Rolf F?re, Shawna Grosskopf, C.A.Knox Lovell. Derivation of Shadow Prices for Undesirable Outputs: A Distance Function Approach.The Review of Economics and Statistics.1993,75:374-380.

[7]A Hailu，TS Veeman.Comparison of Alternative Methods for Environmentally Sensitive Productivity Analysis.Canadian Journal of Agricultural Economics, 1999, 47(4):475-475.

[8]《2006 年 IPCC 國 家 溫 室 氣 體 清 單 指 南 》 http://www. ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/chinese/.

[9]黃文若,魏楚.中國各省份二氧化碳影子價格研究.生態經濟與區域經濟.2012,2:70-78.