全球氣候治理新進展
——區域碳排放權分配研究綜述

方 愷,李 帥,葉瑞克,張琦峰,龍 吟

1 浙江大學公共管理學院, 杭州 310058 2 浙江大學民生保障與公共治理研究中心, 杭州 310058 3 浙江工業大學浙江工業大學經濟學院, 杭州 310023 4 東京大學新領域創成科學研究科, 柏市 2770871

全球變暖已成為當前人類生存面臨的嚴峻挑戰。世界氣象組織報告指出,2017年全球平均氣溫較工業革命前升高1.1 ℃；政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告指出,1901—2010年間,全球海平面上升了0.19 m,且上升速度不斷加快[1]；若溫升幅度超過2 ℃,將會對全球環境和人類社會造成災難性后果[2]。為積極應對氣候變化,2015年12月,《聯合國氣候變化框架公約》第21次締約方會議在法國巴黎舉行,會議通過了具有里程碑式意義的《巴黎協定》,提出到本世紀末將全球平均溫升控制在2 ℃以內,并為控制在1.5 ℃以內而努力,且在本世紀中葉實現全球溫室氣體凈零排放的目標(以下簡稱“2 ℃目標”)[3]。實現該目標需要各國切實控制溫室氣體排放水平[4],研究表明,若將累積碳排放量控制在3.7萬億t,則有2/3的概率實現“2 ℃目標”；若放寬到5.7萬億t,則僅有1/3的實現概率[1]。

碳排放權是指排放主體為了生存和發展的需要,由自然或者法律所賦予的向大氣排放溫室氣體的權利,是氣候資源使用權,更是一種新型的發展權[5]。如果說碳排放核算重在厘清歷史責任,那么碳排放權分配則是對未來發展空間進行劃分,擁有更多排放權的國家或地區理論上將獲得更大的發展空間。從這個意義上說,全球碳減排問題便可歸結為“如何分配各國的碳排放權”[6]。

由于具有重要的科學和現實意義,碳排放權分配問題備受學界關注。在IPCC成立之初,西方學者們主要關注國際尺度的碳排放權分配,如Benestad[7]提出按一國的能源消費量分擔減排義務；Kverndokk[8]主張按各國人口規模進行碳排放權分配。1997年《京都議定書》的簽訂成為各國尋求具有廣泛共識的全球分配碳排放權方案的標志性事件。然而,發展中國家尚處于快速工業化階段,對能源等資源的剛性依賴有增無減,發達國家高碳的生活方式亦難迅速轉變,雙方都有大量碳排放需求,加之各國在減排責任、能力、潛力和意愿等方面千差萬別,導致《京都議定書》的實施進展緩慢,且此后歷屆氣候大會也未產生具有廣泛共識的分配方案。盡管如此,“緊縮與趨同”[9]、S?rensen[10]、國別排放賬戶[6]和“兩個趨同”[11]等一些聚焦“后京都時代”的分配方案仍頗具價值和影響。與《京都議定書》不同,《巴黎協定》號召各國以國家自主貢獻(INDCs)的方式自行制定減排目標。一方面表明減少溫室氣體排放已成國際共識,多數國家皆有強烈的減排意愿[12],另一方面,這一自下而上的過程也巧妙規避了碳排放權在國家間橫向分配的問題。在這樣的背景下,國家以下區域的碳排放權分配問題逐漸成為研究重點[13]。

綜上所述,近年來碳排放權分配實證研究層出不窮,但卻鮮有學者進行系統歸納與總結。據筆者所知,中文文獻在這方面幾乎空白,英文文獻目前僅有Zhou等[14]對分配原則和方法做過較為系統的梳理,但分配尺度與方案所涉不多,且未對碳排放核算與碳排放權核算、碳排放權分配與碳交易配額分配等核心概念進行辨析,也未涵蓋國內相關研究進展。鑒于此,本研究從相關概念界定出發,圍繞原則、方法、尺度與方案3個維度(圖1),深入分析現有研究成果,系統總結該領域研究現狀及發展趨勢,以期為制定更為科學合理的分配方案提供理論依據,同時也為我國更加積極有效地參與全球氣候治理提供決策參考。

圖1 碳排放權分配研究的文獻分析框架Fig.1 A framework for analyzing literature on carbon emission allowance allocationDEA為數據包絡分析；ZSG-DEA為零和收益數據包絡分析

圖2 碳排放權分配與碳交易配額分配比較 Fig.2 Comparison of carbon emission allowance allocation and carbon trading quota allocation

為準確理解碳排放權分配的內涵,首先需要對“碳排放核算”與“碳排放權核算”“碳交易配額分配”與“碳排放權分配”兩對基本概念進行辨析。①碳排放核算是指對全球、國家、區域、行業、家庭、企業、個人或產品的碳排放量進行測度[15],旨在明確活動主體的排放水平[16-17]。碳排放權核算則是指在確定減排目標后,計算未來一段時期內區域、行業或企業的碳排放總配額[13,18]。②碳交易配額分配是指(政府)將碳排放權定量分配給排放主體(多指行業、企業),排放者可在制度框架內進行市場交易[19-20],其實質是減排成本的分擔[21]。碳排放權分配則是指基于碳排放配額總量或減排目標,確定不同區域的碳排放配額[22- 24],相比之下更具宏觀性與整體性(圖2)。本文主要關注碳排放權在不同尺度區域間的分配,較少涉及行業或企業間的碳排放配額分配。

2 碳排放權分配的主要原則

碳排放權分配總是會遵循一定的原則,這些原則決定了分配的基本思路。由于立場和關注點不同,學者們提出的方案各有千秋,但通過對相關原則進行歸納,仍可一窺該領域的研究脈絡。

2.1 公平性原則

公平是現代社會追求的核心目標之一,一個公正合理的分配方案有助于全球碳減排責任體系的構建和減排目標的實現,因而公平性原則及其指標表征體系一開始便成為研究重點。發達國家人均歷史累積碳排放量遠大于發展中國家,反映出全球歷史碳排放不平等的事實[25]。因此,學者們針對碳排放權分配的公平性問題進行了大量研究,提出了人均排放趨同、人均累積排放趨同等分配方案[26]。對公平性內涵的理解大致可分為基于“過程”的公平和基于“結果”的公平[27-28](表1)。

2.2 效率性原則

雖然公平性原則極為重要,但在單一原則下可能出現極端的分配結果,挫傷某些區域持續減排的積極性[29]。例如,若過分強調公平性原則,則欠發達地區將會獲得更多排放權,這可能在一定程度上變相鼓勵其粗放型的生產方式,導致全球碳排放量上升。因此,其他原則逐漸進入研究視野[30],其中,效率性原則得到了廣泛的應用。該原則追求分配的最佳投入產出比,即最有效地使用碳排放權滿足人類社會發展需求。遵循效率性原則會使總收益最大化,但可能會加劇碳排放的不平等性[25],因此大多數分配方案都力求兼顧公平性和效率性,在提升減碳效率的同時減少區域間差異[31]。

表1 碳排放權分配的主要原則

2.3 其他原則

雖然公平性和效率性已成為最為常見的分配原則,但是碳排放權牽涉各方利益,為了增強分配的科學性、合理性、可行性和可接受度,一些學者嘗試引入其他原則。例如,方愷等[13]以公平性、效率性、可行性和可持續性為原則對中國省際間的碳排放權進行了分配；朱潛挺等[29]提出了賦予多重原則不同權重的分配方案；王金南等[32]采用公平性、效率性和可行性原則制定出中國碳排放權省級分解方案。

3 碳排放權分配的主要方法

分配方法是碳排放權分配研究中最為關鍵的內容,當前主要包括指標法、博弈論法、數據包絡分析(DEA)法和綜合法(表2)。

3.1 指標法

指標法的應用最為廣泛。按指標數量可分為單指標法和多指標法,所選指標通常包括人口、GDP、碳排放量、能源消費量等。

表2 碳排放權主要分配方法比較

3.1.1單指標法

(1)人口指標。在公平性原則特別是人均排放趨同理念的影響下,人口指標得到了廣泛應用。Agarwal等[33]強調了人均平等的重要性；Janssen等[34]將人口規模列為分配的重要考量因素；Chakravarty等[35]認為“共同但有區別”的責任是指每個人在碳排放配額上都應享受同等待遇；丁仲禮等[18]指出“人均累積排放量”最能體現各國的歷史減排責任；Pan等[36]制定了基于人均累積排放的分配方案；Wei等[37]根據人均累積排放量建立了137個國家和地區的碳排放賬戶并量化了其碳減排責任。

(2)經濟指標。經濟指標反映了一國的經濟發展水平,為了避免減排責任超出相關國家經濟承受能力,碳排放權分配需要綜合考慮各國的經濟總量、人均收入等經濟社會發展狀況。Winkler等[38]認為基于發展中國家的排放需求,碳排放權分配應基于人均GDP指標；Cantore[39]提出了一個發展權分析框架,以強化高收入群體的減排責任。

單指標法易于理解和操作,但不足之處在于只能反映分配過程的某一面向,缺乏綜合性和系統性,容易出現極端的分配結果。例如,僅選取人口指標雖能體現絕對意義上的人均公平,卻未能考慮減排能力、潛力和效率等因素,很難為發達國家或地區所接受。

3.1.2多指標法

多指標法即選取多項指標進行分配。歐盟的“三部門法”將能源排放源劃分為電力行業、能源密集型行業和其他行業三部分,分別表征能源結構、能源利用效率和生活福利[40]；Han等[41]選取歷史累積排放量、人均GDP和單位工業增加值排放量3項指標,對2020年中國京津冀三省區碳排放權進行分配；王勇等[42]選取人口、GDP、第三產業比重等5項指標預測了2020年和2030年中國各省區的碳排放權。

指標賦權是多指標法運用的關鍵之一。方愷等[13]綜合運用相關分析、因子分析和回歸分析等方法確定各省區的碳排放配額分配權重,一定程度上避免了人為賦權的主觀性和隨意性；Feng等[43]提出了基于聚類分析和加權投票模型的新型雙層分配方案,賦予減排壓力、能力、責任和潛力4項要素不同權重；Qin等[44]基于公平性和效率性原則,采用能力、責任和潛力3項指標加權評估中國東部沿海地區碳排放權分配的合理性。

相比于單指標法,多指標法考慮的因素更為全面,也更易為不同利益方所接受,因而受到各國學者和決策者的青睞,成為當前最為常用的碳排放權分配方法之一。

3.2 博弈論法

從博弈論的角度看,碳排放權分配實質上是各利益主體博弈的過程,結果則是其均衡解。Shapley值法是頗具代表性的一種被運用于碳排放權分配研究的博弈論方法。Yang等[45]通過估算邊際碳減排成本,建立了兩階段Shapley信息熵模型,對中國的碳排放權進行了省域尺度的分解；Zhang等[46]借助Shapley值法發現,減排效率較高和輻射強迫效應較強的區域應獲得更多的碳排放權；Li等[47]采用Shaplely值法探討了京津冀協同減排的成本分擔配機制。除Shapley值法外,有學者嘗試了其他博弈論方法,如段海燕等[48]在綜合考慮區域差異和行業差異的基礎上,基于納什談判模型建立政府橫向公平對比談判機制,對吉林省各市2020年的排放總量進行分配。

博弈論法充分考慮到各利益主體的需求與貢獻,但實際操作較為復雜,其透明度和可行性有待商榷,因而并未成為主流分配方法。

3.3 DEA法

DEA法假設系統內有多個獨立的決策單元(zero sum gains，DMUs),即任意DMUs的投入或產出決策均不會影響其他DMUs的投入或產出決策。該方法通過比較不同DMUs之間的投入與產出要素,核算其相對效率及其投入(或產出)的調整潛力。應用于碳排放權分配領域時,DEA法將區域碳排放權作為投入(或產出),從而估算出不同DMUs的碳排放相對效率[49]。Kong等[50]在公平性和效率性原則的基礎上引入DEA模型分析中國2030年省際碳排放權分配,研究表明,承擔大量減排義務的省區需要進一步提高碳排放效率。

經典DEA模型假設各決策單元之間相互獨立,與實際情況存在較大出入。相比之下,零和收益數據包絡分析(zero sum gains-data envelopment analysis，ZSG-DEA)方法在經典DEA法的基礎上增加了總量約束條件,即競爭環境下一方投入(或產出)要素的增加(減少)勢必導致其他DMUs投入(或產出)要素的減少(或增加),因而更適用于區域碳排放權分配研究。例如,Fang等[51]在充分考慮各省份經濟、社會、環境要素差異的基礎上，以歷史累積排放為投入變量，“原則-維度”指標矩陣為產出變量，基于ZSG-DEA法對2016—2030年中國省際碳排放權進行分配；An等[52]選擇固定資產投資總額和電力消費作為投入變量,GDP和碳排放作為產出變量,基于ZSG-DEA模型對2012年中國各省區的碳排放權進行分配；Miao等[53]以資本存量,人口和能源消費量作為投入變量,GDP和碳排放作為產出變量,基于ZSG-DEA模型對中國30省2006—2010年的碳排放權進行分配。還有一些學者基于不同的投入和產出指標,對中國不同行業的碳排放權進行了分配。Ma等[54]基于ZSG-DEA模型,以裝機容量和碳排放配額為投入變量,發電量為產出變量,對2020年中國5大電力企業的碳排放權進行了分配；Zhang等[55]基于ZSG-DEA模型,以碳排放配額為投入變量,工業產出和能源消費量為產出變量,對2020年中國工業39部門碳排放權進行分配。

在基于DEA法的分配方案中,低碳生產技術更為成熟的發達地區往往擁有更多的碳排放權,這是因為DEA法本質上屬于線性規劃手段,注重系統整體效率最優。但由于較少體現公平性原則,導致許多分配結果的公平性與合理性相對較弱,難以形成廣泛共識。這也反映出碳排放權分配并不純粹是科學領域的問題,而是涉及多方利益,需要學者、決策者和公眾共同參與。

3.4 綜合法

在實際研究中,一些學者通過多種方法或模型的聯用進行碳排放權分配。例如,Yu等[56]提出了一種基于粒子群優化算法、模糊C均值聚類算法和Shapley值分解法的綜合分配方法,根據經濟發展水平、能源稟賦和排放強度等因素來分配碳排放權；Zhao等[57]提出了一種基于投入產出和熵值法的綜合分配方法,在碳強度目標約束下分配了中國41個行業或部門的碳排放權；Ye等[58]構建了基于累積碳排放基尼系數和蒙特卡洛模擬的不確定性分析框架,對于基于祖父原則和基準原則的省際碳排放權分配結果進行比較,發現基準原則下各省區的減排負擔更為均勻。

綜合法克服了單一方法的局限性,更具包容性和全面性,但其分配過程往往過于復雜,每個環節的不確定性存在累積風險,因此可行性和可信度有待提升。

4 碳排放權分配的尺度與方案

除了采用不同的原則與方法,碳排放權分配方案還具有顯著的尺度依賴特征。分配尺度大致分為國際尺度和區際尺度,而當前區際尺度的研究主要集中在省際層面。

4.1 國際尺度碳排放權分配方案

國家是國際氣候談判的基本單位和碳排放權分配的關鍵層級,國際尺度的碳排放權分配是其他尺度分配的基礎。表3列舉了當前一些具有較大影響的國際尺度碳排放權分配方案。

表3 國際尺度若干碳排放權分配典型方案

OECD:經濟合作和發展組織

4.1.1人均排放趨同方案

人均排放趨同方案主要由發達國家倡導,強調基于碳排放現狀進行責任共擔,要求發達國家和發展中國家的人均排放量在某一時限內達到一致(圖3左)。S?rensen[10]以2000年為基準年,將全球劃分為13個排放主體并對2000—2100年的碳排放權進行了分配；Gignac等[31]基于緊縮與趨同理念和“2 ℃目標”,以1990年為基準年,計算了各國2035年和2050年的碳排放權。何建坤等[64]研究發現,發達國家即使減排80%,其2005—2050年間的累積排放量仍將高達3800億t,人均累積排放量約為266 t,而發展中國家這兩項指標僅為6760億t和107 t,若考慮歷史累積排放則差距更大。顯然,人均排放趨同方案默認了歷史、現實以及未來“趨同”過程中的不平等,難以為發展中國家所接受,因而出現了一些變通方案。例如,Den Elzen等[59]提出“逐漸參與方案”,即發展中國家在人均碳排放量或人均收入超過一定水平后再承擔減排責任；Caney[65]提出通過建立歷史碳賬戶的方式分配減排責任。

圖3 人均排放趨同和人均累積排放趨同示意圖[9]Fig.3 The convergence of per capita emissions and per capita cumulative emissions

4.1.2人均累積排放趨同方案

圖4 基于不同原則下的2001—2050年主要經濟體碳排放權分配方案Fig.4 Different schemes for the allocation of carbon emission allowance of different economies in 2001—2050數據來源于文獻[14]

人均累積排放趨同方案主要由發展中國家倡導,強調歷史責任[66]。陳文穎等[11]提出了“兩個趨同”方案,即到2100年時各國人均碳排放量相等和1990—2100年間人均累積碳排放量相等,在此期間發展中國家人均碳排放量可以超越發達國家(圖3右)；丁仲禮等[18,66]批評了IPCC等7個全球碳減排方案忽略并試圖擴大歷史碳排放的不平等,主張人均累積碳排放量最能體現“共同但有區別”的歷史責任[18]；中國國務院發展研究中心提出國家碳排放權賬戶方案[6],即首先建立各國碳排放權賬戶,計算實際歷史累積排放與應有歷史累積排放之間的關系,然后按照人均累積排放趨同原則分配新增排放額度；樊綱等[67]建議以1850年以來人均累積排放量作為衡量指標進行碳排放權分配?？偟膩砜?各種分配方案都帶有明顯的傾向性(圖4),為了爭取更多的碳排放權,各國都會選取最有利于自身的分配方案,因而很難達成共識。此外,基準年的確定會顯著影響分配結果,基準年份設定得越早越能體現歷史責任[68],但數據可得性也就越低。

4.2 區際尺度碳排放權分配方案

巴黎氣候大會前后各國都提出了各自的INDCs(表4)。如何將一國的碳排放權科學合理地分配到不同區域(如省、市等),對各國乃至全球減排目標的實現至關重要。根據分配對象的不同,現有區際尺度的碳排放權分配方案大致分為三類：一是絕對減排量的區域分解,二是碳排放強度下降目標的區域分解,三是碳排放強度約束下總量增量的區域分解[69]。

4.2.1絕對減排量的區際分解

絕對減排量的區際分解是指將碳減排區域的責任量化為明確的減排額度,其優勢在于減排額度固定且明確,易于操作與追蹤。表3中大部分發達國家的INDCs均遵循絕對減排的思路。然而,該方式無法給予落后地區一定的發展空間,對于排放需求強烈的發展中國家而言,若以經濟社會發展水平較低時的排放量為基準,可用排放權根本無法滿足快速工業化與城市化的需求,無異于自斷發展之路,因而在區際尺度分配中應用有限。

4.2.2碳排放強度下降目標的區際分解

碳排放強度下降目標的區際分解是指對減排區域的碳強度目標或其下降值做出直接規定。例如,Yi等[70]選取表征減排能力、責任和潛力的3項指標將中國2020年碳強度下降目標分解到各省區；Zhang等[71]按照公平和效率相結合的原則,運用優劣解距離法對中國2020年的碳強度下降目標進行省際分配。該方式由于需要在碳排放強度與總量間進行換算,且GDP增速存在區際差異,導致部分區域碳排放總量持續大幅上升,難以實現對增量和增速的雙重控制。

4.2.3碳排放強度約束下總量增量的區際分解

鑒于前兩類方案的不足,一些學者采用碳排放強度約束下的總量增量分解方式進行碳排放權分配研究。與絕對量減排不同,該方式注重對碳排放增速和增量的雙重控制。例如,Jiang等[72]根據我國2020年碳排放強度下降目標,構建了省區公平與效率權衡模型,據此對2020年中國的碳排放權進行了分配；于瀟等[73]根據碳排放總量控制目標,預測了2020年中國省際碳排放權的分配情景；Zhou等[74]構建了碳排放配額分配指標體系,依據碳排放強度下降目標核算2020年的全國碳排放總量,對不同情景和方案下各省區的碳排放權進行了模擬。

表4 部分經濟體提出的國家自主貢獻

數據來源于https://www4.unfccc.int/sites/submissions/indc/Submission%20Pages/submissions.aspx

5 總結與展望

5.1 總結

圖5 1990年至今按分配原則劃分的文獻數量Fig.5 The number of literature by allocation principle since 1990

通過上述研究,并結合對Web of Science、中國知網以及相關學術著作中搜集到的自1990—2018年共計157篇實證文獻(其中英文125篇、中文32篇)的計量分析,總結如下：

(1)公平性原則長期居于主導地位,但兼顧效率性等其他原則的研究比重不斷提升(圖5)。鑒于各國利益訴求差異巨大,公平性原則無疑最易被接受,因此基于人均排放相等或人均累積排放相等的分配方案更受重視。然若只依據公平性原則,不僅無助于整體減排效率的提升,還可能挫傷某些區域持續減排的積極性。因此,以效率性為代表的其他原則也越來越多地應用于碳排放權分配研究。

(2)碳排放權分配方法各有優劣,其中指標法應用最為廣泛(圖6)。碳排放權分配涉及眾多利益主體,分配過程的可行性和透明度會對方案的可接受度產生重要影響。博弈論法由于其自身操作復雜、透明度低,因而應用較為有限,而隨著效率性原則在分配中得到更多重視,注重效率優化的DEA法受到了更多青睞。值得注意的是,將不同分配方法進行整合往往能夠提高分配方案的科學性和合理性,這也是綜合法運用逐漸增多的原因。

(3)國際尺度的碳排放權分配在較長時期內備受學界關注,同時區際研究近年來顯著增加(圖7)。發達國家與發展中國家對如何劃分減排責任存在嚴重分歧,導致全球氣候談判步履維艱,但隨著《巴黎協定》的達成,全球氣候治理合作已成共識,各國如何落實各自的減排承諾成為重要研究課題,因此近年來關于區際尺度的文獻數量顯著增加,反映了學界在研究尺度上的明顯轉向。

圖6 1990年至今按分配方法劃分的文獻數量Fig.6 The number of literature by allocation method since 1990DEA: 數據包絡分析 Data envelopment analysis

圖7 1990年至今按分配尺度劃分的文獻數量Fig.7 The number of literature by allocation scale since 1990

5.2 展望

基于對碳排放權分配研究進展的梳理與歸納,建議在今后研究中對以下議題給予重點關注：

(1)碳排放權分配不僅是一個科學問題,還是一個政治和社會議題,關乎人類福祉和各國發展空間,對全球治理體系的構建也將產生重要影響。因此,不僅要考慮分配方案是否科學,還要統籌考慮各國和區域間歷史、文化、經濟等因素的差異及其利益訴求[75],最終能夠落實的分配方案一定是科學性、合理性和可行性的有機統一。

(2)隨著以中國為代表的發展中國家的碳排放政策由強度控制向總量控制演進,碳排放權分配研究呈現出新的發展前景。在實際分配過程中,需要將公平性和效率性等不同原則納入考量,因而能夠反映多重原則的多指標法或綜合法有望在相關研究中發揮更大的作用。同時,碳排放權分配的研究與實踐對各類污染物減排目標的分解也有一定的參考價值。

(3)鑒于中國全國碳排放市場已經啟動,今后應更多關注區域碳排放權分配與碳市場建設工作的銜接,例如,鼓勵各省區將一部分富余配額納入全國碳交易市場進行再分配或其他優化碳排放權配置的制度設計。此外,探索將省級碳排放權分解至地市、區縣或行業、企業等不同尺度,將成為下一步的研究重點。

中國作為全球最大的能源消費國和碳排放國,在全球變暖趨勢不斷加劇的大背景下,面臨著巨大的國際輿論壓力。積極應對氣候變化,既是中國實現可持續發展和生態文明建設戰略的內在要求,也是深度參與全球治理體系建設、打造人類命運共同體的責任擔當。作為當今全球氣候治理的重要參與者、貢獻者和引領者,中國仍須圍繞碳排放權分配進行持續研究,對內致力于INDCs各項目標的分解與落實,為區域協同減排機制的建立提供科學依據；對外則應在展現負責任大國形象的同時,切實維護國家正當利益,爭取更多的發展空間和權益。