碳減排政策對遼寧經濟和產業競爭力的影響——基于CGE模型的模擬分析

李 季，楊天泓

(1.東北財經大學 碳金融研究中心，遼寧 大連 116025；2.東北財經大學 創新創業與實驗教學中心，遼寧 大連 116025)

一、引 言

2010年國家啟動低碳試點以來，碳排放強度目標、碳排放峰值目標和碳交易試點成為我國探索“自下而上”推動地區低碳轉型的重要政策措施。國家三批低碳試點中大部分省市設定了碳排放峰值目標，其中23個省市試點提出2030年前達峰，寧波、溫州等8個城市提出在“十三五”期間達峰，武漢、深圳等7個城市提出在“十四五”期間達峰，延安、海南等8個省市提出在“十五五”期間達峰。我國在北京、上海、天津、重慶、廣東、湖北、深圳等7個省市開展碳交易試點。2017年12月啟動全國碳市場，初期覆蓋電力行業。我國碳市場的初始條件不同于發達國家，發達國家碳排放達峰后建立碳市場，我國要在碳排放尚未達到峰值前設定配額總量，其松緊程度與未來碳排放峰值動態相關。

經濟社會變量與碳排放之間的關系，一方面表現為經濟社會因素變化對碳排放的影響；另一方面表現為碳減排政策對經濟社會變量特別是福利的影響。從研究方法上看，主要包括“自上而下”經濟評估模型和“自下而上”能源模型。前者是總體經濟和產業部門模型，如可計算一般均衡(CGE)模型、投入產出模型等，其分析對象涵蓋經濟體系所有部門，優勢在于能夠反映能源部門與經濟體系各部門間關聯和反饋。后者是以某一特定部門為分析對象的局部均衡模型，如MARKAL模型對能源部門各種生產技術及替代選擇刻畫相當細致，比較符合實際情況。從既有文獻看，在國家層面，劉宇等[1]、Mi等[2]研究發現碳排放達峰時間越早，對經濟的沖擊越大，也直接影響能源密集產業和低排放產業產出的相對變化。王勇等[3]研究發現在氣候保護政策下碳排放達峰對GDP及宏觀經濟指標產生正向影響。區域層面的研究主要集中在評估碳交易和碳稅對區域經濟和產業的影響。基于兩區域CGE模型，Wu等[4]對上海、汪鵬等[5]對廣東的研究發現實施碳交易有利于減少GDP損失； Qi等[6]模擬分析碳減排強度目標對天津產業的影響，研究發現電子、金屬冶煉等是天津的優勢產業；Tian等[7]模擬碳稅對上海經濟的政策效應，研究發現價格和規模效應是影響產業產出及競爭力的主要因素;吳樂英等[8]研究發現碳稅對河南城鄉居民產生不同影響，碳稅返還有利于縮小城鄉差距。李娜等[9]利用多區域CGE模型研究發現差別碳稅有助于縮小區域發展差距，統一碳稅反而加劇區域經濟發展不平衡?；趩螀^域CGE模型，周晟呂[10]研究發現在減排行業的勞動力再就業后，上海實施碳交易對GDP的影響為正，產生雙重紅利效應；溫丹輝和孫振清[11]對天津的研究發現碳減排政策對地區經濟和高能耗產業產生負面影響，同時促進地區產業結構調整。綜上所述，其研究結論與碳交易、碳稅的覆蓋范圍和收入使用方式密切相關。

以遼寧為代表的東北老工業基地是我國能源消耗和碳排放總量增長較快、人均碳排放較高的省份。遼寧低碳轉型既是我國新型工業化和城鎮化進程的一個縮影，也是東北老工業基地轉型的典型案例。無論從發展階段、能源消費結構還是節能減排主攻方向來看，研究和分析以遼寧為代表的東北老工業基地低碳轉型具有重要意義。遼寧經濟以重化工業為主，盡管其碳排放量占全國的比重從1997年的6.80%下降到2015年的4.90%，但產業高碳特征顯著，2015年，電力碳排放所占比重為41.49%、黑色金屬冶煉占28.31%、交通占7.77%、非金屬礦物制品占6.45%、城鄉居民生活占3.41%、石油、煉焦及核燃料加工占2.83%。產業的高碳特征，是遼寧城市化程度較高、重化工業發達特征的集中反映。從國際比較來看，2007年，除了交通、空運、石油和煤制品等產業的碳強度略低于美國，我國多數產業特別是能源密集產業的碳強度明顯高于美國、歐盟、日本的同類產業水平[12]。

由圖1可知，從國內比較看，除了金屬及非金屬礦、化工、電力、建筑等產業碳強度略低于全國水平，遼寧多數產業碳強度明顯高于我國平均水平。這意味著面對同樣力度的碳減排政策，遼寧主要產業由于自身減排成本較高，受到的沖擊要遠遠大于國內同類產業。

圖1 2007年我國和遼寧主要產業的碳強度比較

作為老工業基地，遼寧仍處于工業化、城市化深入發展的階段，能耗和碳排放總量尚未達到峰值，大量成本較低、節能效益較好的技術已廣泛使用，能耗繼續下降空間變小，邊際成本不斷上升。遼寧面臨著“去產能”和減排雙重壓力，要適應經濟增速回落帶來的短期產出波動和不確定性而不至于持續低迷，需要在長期經濟結構調整和短期穩增長之間尋求平衡。因此，本文基于單區域CGE模型運用情景分析和定量分析方法，從碳排放達峰和碳強度減排目標兩個方面模擬評估碳減排政策對遼寧經濟和產業競爭力的影響。

二、模型結構、數據處理和情景設計

(一)模型結構

可計算一般均衡(CGE)模型以瓦爾拉斯一般均衡理論為框架，以投入產出表為基礎，通過價格內生求解模擬和預測經濟體系受到外生沖擊，市場重新恢復均衡后，所反映的均衡價格和數量等經濟變量變化，主要用于評估政策產生的經濟影響和效應。本文構建包括生產模塊、政府模塊、居民模塊、貿易模塊的CGE模型。生產模塊分為電力和非電力部門，使用資本、能源、勞動和中間投入品作為生產要素，采用四層套嵌的CES生產函數來描述。政府模塊描述政策部門的收入來源于稅收，并用于消費，在預算約束下實現支出效用最大化。居民模塊描述居民在預算約束下在消費和閑暇之間權衡，以實現效用最大化，其效用函數由消費和閑暇構成，采用多層套嵌的CES生產函數來描述。首先對能源消費品、非能源資產分別采用柯布道格拉斯函數復合，之后采用常替代彈性CES生產函數把二者合成為消費，并與閑暇按照替代彈性CES函數合成為效用。貿易模塊描述商品的調入、調出和貿易之間的關系，服從Amington假設，采用CES生產函數來描述。

在Paltsev[13]的框架基礎上，本文采用擴展Ramsey模型，做如下假定：無論基期還是終期，在投資增長率等于產出增長率條件下，經濟始終處于穩態均衡增長路徑，符合均衡增長動態的要求。居民追求終生效用函數的貼現值最大化，勞動和資本的規模收益不變生產函數，總產出由投資和消費構成，資本等于資本存量貼現值與投資之和，具體可表達為：

(1)

s.t.Yt=f(Kt,Lt)

It=Yt-Ct

Kt+1=It+(1-δ)Kt

其中，ρ為貼現率，Yt為產出，Ct為消費，It為投資，Kt為資本，Lt為勞動，δ為折舊率，n為勞動增長率。在規模收益不變和完全競爭條件下，價格等于邊際成本，最優條件可以表達為：

(2)

(3)

Pt=PKt+1

(4)

(5)

其中，Pt為產出價格，PKt為資本價格，RKt為資本邊際收益率。上述最優化問題轉化為互補問題，零利潤條件為：

c(RKt,Wt)≥Pt，Yt≥0，

Yt(c(RKt,Wt))-Pt=0

(6)

Pt≥PKt+1，It≥0，It(Pt-PKt+1)=0

(7)

PKt≥(1-δ)PKt+1+RKt，Kt≥0，

Kt(PKt-RKt-(1-δ)PKt+1)=0

(8)

市場出清條件為：

Yt≥Dt+It，Pt≥0，Pt(Yt-Dt+It)=0

(9)

(10)

(11)

收支平衡條件為：

(12)

其中，c(RKt,Wt)為單位生產成本，Wt為工資，M為收入。

參考Paltsev[13]求解動態模型，假定模型在基期處于穩態路徑，并始終向均衡路徑收斂，滿足如下條件：

PKt+1=Pt

(13)

Pt-1=(1+r)Pt=(1-δ)Pt+RKt

(14)

(n+δ)Kt=It

RKtKt=VKt

(15)

其中，VKt為資本利得，r為利率?；诘耐顿Y為：

(16)

終期投資增長率等于產出增長率,滿足如下條件：

(17)

(二)數據處理

本文使用的數據來自《2007年遼寧投入產出表》《2007年遼寧統計年鑒》《2008年中國能源統計年鑒》，把遼寧135個產業部門合并為20個產業部門的投入產出表作為基期數據。利用歷史數據對GDP數據進行模擬處理，使之與調整后的數據相符。二氧化碳排放因子參考《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中介紹的基準方法。能源和生產要素的替代彈性值參考Paltsev[13]的研究。進出口商品和國內產品的替代彈性設定參考全球貿易分析模型(GTAP)的經驗值。

(三)情景設計

本文構建單區域CGE模型，結合遼寧中長期經濟社會發展規劃，考慮GDP增速、能源結構與利用效率和碳減排政策等因素，模擬分析不同情景下碳排放達峰的政策效應及碳減排政策對經濟和產業競爭力的影響。我國在與美國政府聯合發表的《氣候變化聯合聲明》中做出承諾：“中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右”。本文研究設計共分四種情景：基準情景、2025年情景、2030年情景和2035年情景，后三種情景為碳排放達峰的政策情景。基準情景是給定遼寧人口、能源技術進步水平和經濟增長率等外生變量值，不考慮碳減排政策措施情況下，對未來碳排放量的預測。在基準情景基礎上，結合遼寧“十三五”經濟社會發展規劃，進一步強化節能減排措施，從2017年起實施碳排放總量控制，設定2025年情景、2030年情景、2035年情景的年均能源效率依次為3.5%、3%、2.5%，碳減排率為2.5%、2%、1.5%。同時，我國碳市場于2017年啟動，為了分析碳價的減排效應和經濟影響，研究利用CGE模型模擬工業部門納入碳交易后產生的減排效果。

我國碳強度減排目標是2030年碳強度下降60%—65%。為了顯示不同碳強度減排目標下遼寧主要產業的比較優勢，研究設計基準情景下遼寧碳強度減排目標與國家減排目標相同，即2030年碳強度下降65%；60情景為同期遼寧碳強度下降60%，70情景為遼寧碳強度目標下降70%。設計情景的目的是模擬遼寧碳強度減排目標高于或低于國家減排目標5%對各產業產出的影響，以此評估不同強度減排目標下遼寧產業競爭力。

三、模擬結果分析

(一)經濟影響

不同碳排放達峰情景對遼寧宏觀經濟的影響如表1所示。由表1可知，碳減排政策對遼寧經濟產生負面效應，主要宏觀經濟指標都出現不同程度下降。相對于基準情景，2025年、2030年、2035年GDP累積下降6.88%、4.39%、1.89%。碳排放達峰時間越早，對經濟的沖擊越大，使減排成本大幅度提高。碳減排政策提高了遼寧能源密集型產業的生產成本和產品價格，其效應通過價格傳導機制改變相對價格，在抑制本地產品的內部需求的同時，也使外部需求(包括國內其他地區、出口)減少，導致產出下降，投資和消費需求萎縮，進口(包括從其他地區調入)下滑。從宏觀經濟指標看，投資下降幅度大于消費，消費構成中政府消費下降幅度大于居民消費，這些變化顯示碳減排政策有利于改變遼寧經濟對投資和政府消費的過度依賴，促進經濟結構調整。

表1不同碳排放達峰情景對遼寧宏觀經濟的影響(相對于基準情景的變化率) 單位：%

(二)碳價

碳減排目標從強度向總量控制過渡，有利于發揮峰值目標的導向和倒逼作用，特別是碳價在資源配置中的基礎地位。給定碳減排目標，使碳排放權具有稀缺性，從而內生出碳排放權的影子價格，也就是碳價。碳價變化與減排目標設定的松緊程度和減排路徑相關，減排目標越高、達峰時間越早，碳排放權的相對稀缺性越明顯，碳價上升越快。不同達峰情景下的碳價如圖2所示，由圖2可知，在四種情景下，碳價的初始值和增長趨勢不同，但普遍呈上升趨勢?；鶞是榫跋?，碳價從2017年的8.93元/噸上升到2035年的135.62元/噸；2035年三種政策情景下的碳價分別為277.43 元/噸、404.91元/噸、442.97元/噸；2030年三種政策情景下的碳價分別為175.15元/噸、238.87元/噸、267.61元/噸；2025年三種政策情景下的碳價分別為95.16元/噸、118.39元/噸、139.32元/噸。當碳價低于企業減排成本時，企業大量購買配額，通過碳交易來實現減排目標，隨著碳價上升，碳價政策的減排激勵效應逐漸顯現，一方面刺激清潔能源的需求，形成對化石能源的替代效應；另一方面對低碳技術創新和擴散產生足夠的激勵，促使企業加快應用節能技術挖掘減排潛力。隨著政策減排力度增強，碳價的減排貢獻率上升，2023年起碳價達到100元/噸。2025年情景反映出我國碳市場加快發展，成為重要的碳減排政策工具。過高的碳價盡管從碳減排經濟性及對經濟的沖擊來看并不理想，但從減排效果看，有利于深度減排，也促使企業加快低碳技術創新。另外，碳價高低與GDP損失呈正相關，2025—2035年累計GDP損失量為1 107億—3 867億元。

圖2 不同達峰情景下的碳價

(三)碳排放達峰對各產業產出的影響

碳減排政策造成高能耗高排放產業的產品成本和價格上漲，通過產業間投入產出關聯和要素替代，使各產業的產出出現不同程度下降，結果如表2所示。由表2可知，煤炭、電力、煉焦、石油加工、鋼鐵、金屬及非金屬礦、石油天然氣開采等產業由于要素投入中化石燃料比重較高，受碳減排政策影響，其產出下降幅度較大，煤炭、煉焦等成本上升，通過上下游產業關聯價格機制傳導給下游電力、鋼鐵等產業，影響其產出。地區投資和消費需求萎縮也帶動建筑業的產出大幅下滑?；?、有色金屬、機械制造、電子、其他制造、運輸設備、造紙印刷、紡織及服務業等產業的產出下降幅度較小，除了這些產業減排成本較低，主要是由于外部需求產生的規模效應起到了支撐作用。農林漁、食品加工等產業的產出有所增加。模型數據顯示，運輸設備、電子等產業的外部需求占到產業產出的45%和85%以上，這反映了遼寧這些產業在國內具有比較優勢，未來發展潛力較大。

表2不同達峰情景產業產出變化(相對于基準情景的累積變化) 單位：%

(四)碳強度減排目標對產業競爭力的影響

各地區由于經濟發展水平、資源稟賦、產業結構差異，一般說來，一個地區無論碳強度還是碳減排目標或征收碳稅高于其他地區，都會推高生產成本和產品價格，進而對其產業競爭力產生負面影響，反之亦然。不同碳強度減排情景對各產業產出變化的影響不同，從各情景下產出相對于基準情景的變化來看，農林漁、機械制造、運輸設備、電子、其他制造業等產業產出增長幅度大于下降幅度，反映碳強度減排目標下這些產業具有競爭力，以運輸設備為例，遼寧以華晨寶馬、華晨金杯為代表的汽車制造業已經形成產業集群和規模效應；而煤炭、石油天然氣開采、食品加工、紡織、造紙印刷、煉焦、化工、非金屬制造、鋼鐵、有色金屬、電力、建筑、服務業等產業的產出增長幅度小于下降幅度，反映在碳強度減排目標下這些產業競爭力處于劣勢，以鋼鐵產業為例，遼寧粗鋼產量約占全國的7.5%，隨著碳強度減排目標加強，其產出將受到壓縮。

四、結論和政策建議

本文建立CGE模型模擬分析遼寧碳減排情景的政策效應，研究發現遼寧碳排放提前達峰造成GDP損失，對產業特別是能源密集型產業的沖擊較大，但有利于地區經濟結構調整，矯正GDP中投資和消費的比重失衡，促使產業結構向低碳轉型，無論碳排放達峰還是碳強度減排目標在擠壓高能耗產業過剩產能的同時，進一步增強了運輸設備、電子、農林漁等產業的比較優勢。應對碳減排政策產生的持久沖擊，要把碳排放達峰目標作為應對氣候變化、減災和可持續發展政策框架的重要組成部分，納入到遼寧生態文明建設和綠色低碳發展實踐，把握經濟新常態下速度變化、結構優化、動能轉化帶來的轉型契機，促進經濟發展從主要依賴物質資源消耗向主要依靠技術創新、人力資源開發轉變，引導資源優化配置、生態環境成本內部化、綠色環保產業發展，形成節能減排、治理大氣污染、保護人體健康等協同效應。因此，本文提出如下政策建議：

第一，深度挖掘優化能源效率和結構實現減排目標的潛力，在穩增長和促減排目標之間尋求平衡。從國際看，高能耗、高排放產業的研發投入占其銷售收入的比重普遍偏低，提升工業行業能效標準，刺激這些產業部門拓展技術創新前沿，要完善政策組合，鼓勵高能耗、高排放產業主動收縮產能，加快淘汰和化解煤電過剩產能，通過提高研發資金投入、促進節能關鍵技術進步，提高煤炭等化石能源清潔生產、高效利用水平，實施燃煤機組超低排放與節能改造，推廣超臨界(USC)燃煤發電機組技術、整體煤氣化聯合循環(IGCC)等高效燃煤發電技術，提高供熱和發電、供電效率，開展火電企業單位供電二氧化碳績效評價及對標行動，進一步挖掘電力節能減排潛力。

第二，促進供給結構優化。以先進制造技術、信息技術改造優勢傳統產業，提高制造業的資源能源效率，加快發展節能環保、新一代信息技術、機器人、智能裝備、新能源、新材料、新能源汽車、集成電路、儲能、海洋工程裝備等戰略性新興產業和高端制造業，促進構建綠色制造體系。為了減緩碳減排對經濟的沖擊，建立碳交易收入返還機制，把資金和資源向具有比較優勢、附加值高的產業傾斜，特別是進一步提高運輸設備、電子等產業競爭力，使戰略性新興產業成為遼寧經濟發展的新動能。以自由貿易區建設帶動服務業對外開放，發展面向生產、消費和民生的服務經濟，特別是信息服務、會展、文化創意、航運、金融保險、物流、商務等服務業，推動沈陽、大連區域金融中心建設，鼓勵社會資本投入養老、健康、旅游、文化等服務消費領域，使服務業占GDP的比重顯著提高。

第三，發揮碳市場在節能減排中的基礎作用。適應全國碳市場建設要求，加強碳排放監測、報告與核查，支持計劃納入碳市場的重點行業,引導企業開展配額管理、碳資產管理、碳交易會計處理能力建設，形成與經濟動態相適應的碳價機制。明確碳市場的主要構成要素：總量設定、覆蓋范圍、配額分配和動態調節、抵消機制設計、價格調控機制、監測報告核查、履約機制、市場監管、交易機構、第三方機構、履約企業等。建立碳排放權配額分配、管理、履約機制，完成電力產業配額分配方案，以及石油天然氣、鋼鐵、建材、化工、紡織、造紙印刷等產業年能耗萬噸標準煤以上企業配額分配方案研究和編制。建立健全碳市場監管制度，對納入企業、核查機構、交易機構等實施有效監管，確保數據核查、配額分配、重點排放單位履約等公開透明，維護碳市場規范有序運行。

第四，支持區域性碳金融市場發展。創新碳金融產品與服務，支持金融機構發行碳基金、碳債券等投融資產品，開展碳租賃、碳資產證券化等創新業務，探索碳指數開發及應用；鼓勵金融機構開展各類基于碳排放權資產的抵質押、回購業務，對碳排放權融資項目進行貼息鼓勵；完善碳金融增信擔保機制，探索碳市場增信擔保方式創新，支持社會資本發起設立專業化碳市場融資擔保機構。我國與日本、韓國三國碳排放量占全球的30%，未來我國碳市場與韓國碳市場、日本東京都和琦玉的碳市場連接，符合《巴黎協議》的基本規則，不僅可以充分利用三國產業分工互補性優勢，進一步深化經濟貿易聯系，也有利于擴大碳交易規模、減緩碳價波動，形成東北亞碳價機制。探索碳期貨、氣候衍生品等期貨產品創新，推進大連商品期貨交易所向東北亞碳期貨交易中心發展。發揮大連商品期貨交易所在專業服務能力、市場基礎設施、交易結算系統等方面的優勢，開發碳期貨、氣候衍生品等期貨產品，推動遼寧自貿區金融創新，爭取我國在國際碳交易中的定價權，也為建設東北亞碳市場奠定基礎。

第五，建立碳排放強度和總量雙控制度。適應國家《生態文明體制改革總體方案》提出建立碳排放總量控制制度的要求，建立遼寧碳排放強度和總量雙控制度及分解落實機制，為實現碳排放達峰目標提供重要支撐。把碳排放總量作為經濟社會發展重要約束性指標納入地區發展指標體系，建立指標分解落實、評價考核和責任制度，研究設定遼寧建筑、電力、鋼鐵、化工等產業碳排放總量控制指標，將碳排放控制目標分解落實到各地區和重點企業。在峰值目標分領域落實的同時，還要率先探索不同行政區內實現差異化達峰的創新機制；探索建立重大建設項目碳排放評價制度，嚴格控制重大投資項目碳排放總量；在省內部分地區先行先試碳排放權行政許可制度，將碳排放總量控制、碳排放權許可、項目碳排放評價作為地方立法新方向，納入遼寧生態文明制度建設，實現地方先行先試和頂層制度設計有機結合，逐步形成以碳排放強度和總量雙控為核心的溫室氣體排放管理體系，使碳排放控制與遼寧推進產業結構調整、能源革命和生態文明建設協同并進。

第六，促進能源供應多元化和能源系統集成。積極發展非化石能源，擴大核能、風能、太陽能、生物質能、地熱等在新城鎮、新農村能源供應中的應用，提高清潔能源在一次能源消費中的比重。推進能源綜合利用系統的集成創新。加快鍋爐系統、供熱和制冷系統、電機系統、照明系統等優化升級，促進智能電網、儲能設施、分布式能源、智能用電終端協同發展，實施能源生產和利用設施智能化改造，使能源系統從生產、轉換、輸送的條塊管理向終端用戶需求導向的智能化管理轉變，形成以分布式能源為核心的能源管理系統。開展儲能示范工程建設，推動儲能系統與新能源、電力系統協調優化運行。加快智能電網發展，提高電網與發電側、需求側交互響應能力。支持節能服務體系發展，加快推進合同能源管理、能效標識管理和節能產品認證管理，建立可再生能源電力證書自愿交易市場、強制性可再生能源電力配額和綠色證書交易市場，形成市場化綠色證書價格形成機制。