強制減排對造紙企業碳排放強度及競爭力的影響*

□ 楊文杰，許向陽

(南京林業大學 經濟管理學院，江蘇 南京 210037)

1 引言

造紙產業相對于其他產業的市場化、國家化程度較高，且技術和資金密集，具有規模效益，對能源資源的依賴程度高，減排壓力、發展潛力、去產能、降排放的潛力較大[1]。強制減排的發展推動造紙企業走向新的革命。常規條件下，造紙企業每年可獲得一定的碳配額。強制減排的發展過程：2007年出臺《造紙產業發展政策》指示造紙產業的減排目標為至2010年紙產品的噸綜合能耗降至1.10噸；2008年發布《制漿造紙工業水污染物排放標準》使得造紙污水的排放有了更明晰的限值標準；2011年發布的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案》，重點提出對造紙行業的節能減排制定活動具體方案和控制目標的要求，并且明確單位產品的能耗和排放標準。2013年頒布的《制漿造紙廢水治理工程技術規范》在一定程度上增加了造紙企業的生產運行成本和造紙行業較高的行業標準。2016年頒布的《“十三五”控制溫室氣體排放工作方案》設定了“十三五”期間噸紙及紙板綜合能耗將再降低50千克/噸，相當于噸紙及紙板碳排放量將減少132千克/CO2，以進一步控制和減少溫室氣體的排放，而節能減排是我國造紙企業低碳發展的核心[2]。

2 數據來源及研究方法

2.1 數據來源

造紙企業的碳排放量是依據省級溫室氣體清單編制指南(試行)中各種能源的碳排放系數、我國區域電網單位供電平均二氧化碳排放《省級溫室氣體清單編制指南》(發改辦氣候[2011]1041號)、中國統計年鑒測算的，碳排放強度測算數據來源于中國統計年鑒、中國工業統計年鑒、中國環境統計年鑒。

2.2 研究方法

對近5年造紙企業碳排放量進行預測數據與建立模型。由于統計年鑒缺乏近三年關于造紙企業能源使用情況和工業生產總值的數據，因此，用時間序列模型對未來5年的造紙企業碳排放量及工業生產總值進行預測，同時可以得到至2020預測的碳排放強度。造紙企業碳排放量的預測是基于對造紙企業能源消耗量的預測，所用模型為時間序列ARIMA(p,d,q)，模型如下：

yt=φ1yt-1+φ2yt-2+…+φpyt-p+μt+θ1μt-1+θ2μt-2+…+θqμt-q

Φ(L)Ddyt=θ(L)ut

其中Ddyt表示yt經過d次差分變為平穩過程，Φ(L)是平穩過程的自回歸算子，θ(L)是平穩過程的移動平均算子。模型是對造紙企業煤炭、天然氣、電力等能源資源的預測，以此來預測自2015年的未來5年的造紙企業的碳排放量。

2.2.1 序列的平穩性檢驗

建立ARMA模型需檢測序列的平穩性，利用Eviews對時間序列carbon(碳排放量)和production(造紙企業工業生產總值)進行ADF檢驗，當檢驗值的絕對值大于臨界值的絕對值表明序列是平穩的。經檢驗發現序列carbon和production為不平穩數列。當序列為不平穩序列時，進行差分處理。通過Eviews來實現，對carbon進行一階差分，差分后檢驗碳排放量(carbon1)序列，發現P值小于5%，說明一階差分后的序列是平穩的，如表1。對production進行差分處理，三階差分(production3)后經檢驗發現P值均小于5%，實現平穩如表1。

表1 時間序列carbon1(一階差分)、production3(三階差分)的平穩性檢測結果

2.2.2 模型的識別、建立與結果檢驗

依靠序列的自相關和偏自相關分析圖進行ARIMA模型的識別。

圖1 時間序列carbon1的自相關-偏自相關圖

從圖1中可以看出，平穩時間序列carbon1的自相關系數AC在k=1后很快趨于0，因此取p=0；偏自相關系數PAC在k=1后很快的趨于0，即偏自相關系數在2階截尾，因此取q=2。于是建立ARIMA(0,1,2)模型，并利用EVIEWS軟件計算模型的參數估計結果為：

Yt=0.4608697-1.640071εt-1-0.832227εt-2

圖2 時間序列production3(三階差分)的自相關-偏自相關圖

如圖2自相關系數在k=5時顯著不為零，當k=6時在2倍標準差的帶邊緣，可以考慮MA(5)模型，并利用EVIEWS軟件計算模型的參數估計結果為：

Yt=-70.73462-0.784806εt-1-0.236352εt-2+0.318219εt-3-0.719412εt-4+0.510570εt-5

以上模型是對造紙企業生產總值和碳排放量進行的預測，從模型的檢驗中可以看出模型的預測效果較為顯著。

3 實證分析

3.1 造紙企業碳排放量測算及分析

其中，Ei為第i種能源消耗量折為標準煤數量；ri為第i種能源折煤系數(依據《綜合能耗計算通則》(GB/T2589-2008))；Hi為第i種能源的低位發熱量；Oi為第i種能源的碳氧化率；44/12為二氧化碳分子量與碳原子質量的比。

造紙企業能耗量較高，成為碳排放的重要貢獻者之一，但其減能減排的潛力也較大。但隨著近年來強制減排力度加大，造紙企業的能耗量在我國工業生產的總能耗比例有所下降，碳排放量也隨之下降。依據統計年鑒與核算方法核算出造紙企業2000-2015的碳排放量及年增長率如圖3所示：

圖3 2000年-2015年造紙企業碳排放量測算與增長率

數據來源：《中國統計年鑒2016》

通過2000～2015年中國統計年鑒數據測算的碳排放量可以看出，2000年至2006年我國造紙企業碳排放量增長速度較快，增長率達75.22%，而2006年至2013年呈現緩慢增長的趨勢，增長率達32.75%。因在這個階段中國經濟增長異常迅速，且伴隨著能源密集的性質，以及能源供應的碳強度持續走高，在拉動造紙這一高碳密集型產業的快速發展和增長的同時，碳排放量和碳排放強度都較高。中國的排放權交易試點工作于2011年開啟，初期，主要交易對象上主要集中于能源行業，此外，造紙企業的低碳意識弱，使得造紙企業受強制減排影響微弱。自2014年，受強制減排配額約束的影響，造紙產量的降低以及清潔能源和新技術的使用使得造紙企業的碳排放量呈下降趨勢，說明強制配額對造紙企業碳排放有明顯的作用，政策的有效性得以證明。

3.2 強制減排對造紙企業碳排放強度影響的實證研究

3.2.1 造紙企業碳排放強度

造紙企業CO2排放強度是指每單位的造紙工業總產值所產生的CO2的排放量[8]。用公式表示為：CIit=Cit/Yit，式中，CIit表示造紙企業在t時期的CO2排放強度，Cit表示造紙企業在t時期的CO2排放總量，Yit表示造紙企業在t時期的工業總產值。造紙企業的碳排放強度指標值越小，碳排放強度越小，即單位產值CO2排放量越小，說明造紙企業在應對氣候方面的競爭力則越強。碳排放強度越小越說明造紙企業能源資源利用率越高。

3.2.2 強制減排對造紙企業碳排放強度及競爭力的影響結論分析

基于ARMA模型對造紙企業碳排放量和工業生產總值的預測和碳排放強度的計算公式，可得到造紙企業的碳排放強度和碳排放強度變化率。如圖4所示，隨著強制減排市場的推行，造紙企業的碳排放強度呈不斷下降的趨勢，自2001年到2004年碳排放強度快速下降，降幅達72.57%，同時表明在強制減排約束下造紙企業的排放競爭力上升。自2004到2012，降幅達到83.87%，造紙企業的競爭力進一步增強。而在2012到2014年，造紙企業的碳排放強度呈上升趨勢，說明這幾年造紙企業的減排效果較差，在強制減排市場競爭力降低，但也表明造紙企業的減排潛力較大，側面說明強制減排政策在這幾年對造紙企業的碳排放強度的影響較小，說明強制配額較多，無法達到激勵造紙企業的效果。自2005年到2020，造紙企業的碳排放強度緩慢下降，降幅達99.99%，造紙企業在強制減排市場的競爭力也進一步增強。強制配額對造紙企業節能減排的推動作用在未來幾年將更為明顯。

造紙企業擁有較低的碳強度會在碳競爭力上占據有利地位，并且增強其產品市場的競爭力，有利于提高其市場占有率。當碳配額總量趨于緊張時，在碳交易市場中造紙企業碳競爭力所產生的優勢效果越明顯，企業敢于擴大生產規模，進而獲得規模效益，同時在碳交易中處于主動的地位。相反，造紙企業碳強度較大時，碳配額約束所帶來的減排壓力越大，發展約束越嚴峻，不僅增加其生產成本，進而失去在產品市場的優勢或者加劇其劣勢地位，迫使企業減少產量，并且隨著配額總量的緊縮狀態，碳強度高的造紙企業產量的削減越嚴重，對碳約束產生的壓力越敏感，對產量越為不利。對于高排放強度的造紙企業來說，其出路應該是技術升級以改進能源利用效率，從而節能減排，否則強制配額會致使其退出產品市場。因此，在當前強制配額市場環境條件下，造紙企業的最好應對方式就是企業兼并、設備升級改造、技術創新、產品創新等方式降低自身碳排放強度以求得自身生存發展[6]。

圖4 造紙企業碳排放強度的變化

數據來源：中國環境統計年鑒

4 造紙企業低碳發展的措施與建議

實施“林紙一體化”策略減排。所謂林紙一體化是指培育種植林木或竹，讓其產生林業碳匯，其次是在生產過程中使用造紙企業制作紙漿所剩下的樹皮、木屑、黑液和污泥等生物質能源，以此減少化石能源的消耗需求。林紙一體化策略不僅有利于林業投資的擴張，增加我國森林覆蓋面積，并且在推動林業經濟發展和增強林業相對經濟優勢方面發揮著不可替代的作用；同時增加木漿原料制漿的比例以推動造紙企業原料結構的優化升級以及提高紙及紙板的碳儲存率，加大對生物質能源的開發和利用比例。

實施廢紙制漿造紙策略減排。廢紙的利用過程是將廢紙作為纖維原料用于造紙生產，其整個過程的凈碳排放量小于凈碳吸收量，是絕對的低碳過程。

緊跟強制減排政策步伐。得益于強制減排市場，造紙企業為節能減排、降低能耗研發新技術用于造紙生產，比如引入和研發大型高速紙機、造紙化學品創新進步及新化學品的研發使用、能源利用率的提高、植物纖維的循環再利用、循環用水以及清潔技術的廣泛使用，使得造紙企業碳排放量減少，污染物的排放和新鮮耗水量都明顯降低，技術創新和科技進步使得水污染治理能力的提升，污水處理技術逐漸趨于成熟。