中國碳交易市場減排績效的實證研究

朱 凡，李天琦

(1.吉林大學 經濟學院，吉林 長春 130012； 2.吉林大學珠海學院 工商管理學院，廣東 珠海 519041；3.吉林大學 東北亞研究院，吉林 長春 130012)

一、引 言

2006年，中國超過美國成為全球最大的二氧化碳排放國。此后，二氧化碳排放量持續增長，從2006年的64.16億噸增長到2017年的185.86億噸，增長了近兩倍。中國面臨的減排壓力與日俱增。為承擔國際責任，中國于2009年在哥本哈根會議上承諾，到 2020 年碳排放強度比2005年下降 40%～50%。隨后，又在2015年的巴黎會議上承諾，到2030年碳排放達到峰值。為履行國際承諾，中國于2013年啟動了碳排放交易試點，在總結試點經驗的基礎上，于2017年進一步啟動了全國碳市場。

現有的國內外文獻主要是基于以下幾個方面對碳市場進行的研究：

在碳市場的價格發現功能方面。價格發現是指不同碳市場上的同種碳商品或者同一碳市場上的不同碳商品的價格之間存在關聯性。Milunovich 等 (2007)利用Granger因果檢驗和線性協整方法考察了歐盟EUA市場的有效性和價格發現問題，事實證明當歐盟碳市場處于第一階段時，EUA的期貨價格與現貨價格呈現相關性。[1]Mizrach(2012)同樣認為，歐盟碳市場的現貨價格與期貨價格之間存在協整關系。[2]戚婷婷和魯煒(2009)利用向量誤差修正模型和公共因子模型實證得出，現貨市場的價格發現功能較弱，而期貨市場的價格發現功能較強。[3]黃明皓等(2010)發現，CER期貨市場具有較好的短期價格發現功能, 但其長期價格發現功能不明顯。[4]杜莉等(2012)對歐盟碳金融交易的溢出效應進行研究，結果證明完善的碳金融交易機制有利于企業戰略布局。[5]孫悅(2018)利用向量誤差修正模型與向量自回歸模型對歐盟第二階段碳配額現貨價格與期貨價格的功能進行分析發現，在EU ETS第二階段的 EUA 和 CER 市場中，期貨具有價格發現功能，而期貨價格對市場信息的反應更加敏銳。[6]

在碳市場的減排功能方面。以市場化手段平衡經濟發展與碳減排之間的矛盾是碳市場啟動并被許多國家和地區采用的主要原因。[7-8]Anger(2008)指出，碳市場交易可以提供給交易者更多的減排手段，尤其是使參與者有機會選擇成本更低的減排技術，進而降低減排的總體成本。[9]這一觀點得到Hahn 和Stavins (2010)的支持，他們認為總量管理與交易制度可以使碳市場以最低的社會成本減排至給定的目標。[10]魏一鳴等(2010)通過構造拉格朗日函數實證得出，碳市場具有全局成本最小化功能。[11]張偉偉等(2014)利用跨國面板數據對國際碳市場減排績效進行分析，結果表明國際碳市場的建立對人均碳排放的影響并不顯著，但其對全球碳排放總量有著顯著的抑制作用，肯定了國際碳市場的減排績效。[12]陳衛東等(2016)運用面板分位數回歸對中國2000～2012年的30個省域碳排放的經濟效應進行考察后發現，碳排放對經濟增長具有異質性，過低或過高的碳排放規模對經濟增長的作用不大，只有中等水平的碳排放對經濟的促進作用顯著。[13]

在碳市場的技術激勵與福利效應方面。建設完善的碳市場機制有利于產生技術激勵效應和福利效應。Schleich等(2009)認為，歐盟碳排放體系的二期建設將促進相關部門提高能源使用效率和加快推進研發低碳技術進程。[14]Caparrós等(2013)同樣支持碳市場體系能夠鼓勵企業采用先進的減排技術。[15]Prag等(2012)指出，碳市場機制產生的福利效應是指空氣和水質、衛生、基礎設施、就業以及生物多樣性的改善所帶來的經濟和社會效益。[16]

綜合而言，現有文獻對碳市場的功能問題進行了廣泛而深入的研究。然而，多數文獻以歐盟碳市場為考察對象，較少關注中國碳市場的功能問題，尤其是缺少對中國碳市場減排效果的實證研究。并且，現有相關研究也未關注中國經濟增長與二氧化碳排放是否脫鉤。因此，本文將從以下三個方面豐富現有文獻。第一，通過對碳強度指標的測算，衡量試點地區與非試點地區碳排放的變化；第二，通過構建碳脫鉤指數，檢驗各地區經濟增長與二氧化碳排放之間的脫鉤關系；第三，采用雙重差分法和傾向得分匹配法對碳市場的減排功能進行實證檢驗。

降低溫室氣體排放是碳市場建立的主要目標之一。開展碳交易試點以來，盡管中國的碳排放總量依然持續增加，但是碳排放強度已經呈下降趨勢。碳交易的開展限制了碳排放的增長，降低了中國的碳排放強度。而碳交易試點啟動以來，尤其是近年來，中國經濟步入新常態，經濟增長速度放緩。碳排放強度下降是啟動碳交易市場的功勞，也是經濟增長速度放緩、經濟結構調整的結果。顯然，需要考察中國經濟增長與碳排放之間是否存在脫鉤關系，中國碳市場的減排績效究竟如何。這些問題的答案對于中國進一步發展碳市場具有重要的理論價值與現實意義。基于此，本文在總結已有相關文獻的基礎上，分別利用碳強度、脫鉤模型、雙重差分法及傾向得分匹配法來實證考察我國碳市場的減排績效。

二、中國碳市場的發展歷程

2004年國家發展和改革委員會CDM指導方針白皮書的頒布標志著中國碳排放交易市場開始建立。中國碳市場的發展主要經歷了項目減排階段、區域碳市場試點建設階段以及全國碳市場啟動階段。

(一)項目減排階段

2004年國家發展改革委頒布有關CDM指導方針的白皮書，明確在全國逐步建立碳排放交易市場；2007年正式發布了《中國應對氣候變化國家方案》；2008年先后成立了北京環境交易所、上海環境能源交易所及天津排放權交易所，目的在于通過市場機制解決日益加重的環境污染和氣候變暖等問題；2009 年 11 月，中國在哥本哈根氣候大會上向國際社會做出鄭重承諾：“到2020年單位 GDP 碳排放強度比 2005 年下降 40%～45%”。

(二)碳市場試點建設階段

2011年10月，國家發展改革委下發《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，正式批準北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東和深圳共7省市開展碳交易試點工作，所有試點地區必須在2012年底提交并報國務院批準詳細的實施方案。2013年6月18日，深圳成立中國首個正式運行的碳交易市場，隨后上海、北京也陸續開展碳排放掛牌交易。截至2014年6月，7個試點省市已全部成立正式的碳交易市場。2015年9月，中國明確提出將在2017年全面實施碳排放權交易體系。2016年6月 13 日，國家發展改革委召開改革專題會議，提出要“加快推進碳排放權交易制度”，標志著全國碳市場建設正式進入快車道。

(三)全國碳市場啟動階段

2017年12月19日，中國碳排放權交易體系正式開啟，且《全國碳排放交易市場建設方案(發電行業)》已經獲得國務院批準。中國碳市場啟動將具體分為基礎設施建設階段、測試階段和交易階段。

短期來看，全國碳市場的啟動應該從發電行業開始，將每年二氧化碳排放量2.6萬噸作為企業進入市場的門檻，該排放量相當于綜合能耗1萬噸標準煤。符合全國碳市場納入條件的發電行業的企業，將納入全國碳市場進行統一管理，不再參加地方碳市場活動。

長期來看，石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙和航空等高能耗行業將逐漸被納入統一碳市場。作為控制溫室氣體排放的政策工具，碳排放權交易體系的最終目的是通過市場機制控制和減少溫室氣體排放，并降低全社會減排成本。隨著碳市場建設進程的不斷深入，碳價對企業成本的壓力將會逐漸顯現。

三、中國的碳排放量與碳強度測算

碳強度就是單位GDP的二氧化碳排放量，它反映了國家或地區在發展過程中碳排放的情況。碳強度的大小主要取決于能源的消費種類、碳排放系數、在能源消費中所占的比例、能源強度等因素。

(一)碳排放量計算說明

本文利用 IPCC 的碳排放測算方法，同時參考相關研究，測算中國各試點碳市場在2001～2017年間的二氧化碳排放量，計算公式如下:

(1)

其中，CO2表示二氧化碳排放總量；i=1、2、3分別表示煤、石油、天然氣；ECi表示各種能源的消費量；NCVi表示平均低位發熱量；CCi表示含碳量，指單位熱量含碳水平；COFi表示氧化因子，指能源燃燒時的碳氧化率。

碳強度計算公式如下：

CDEI=CDE/GDP

(2)

其中，CDEI為碳強度，CDE為各地區二氧化碳排放量，GDP為各地區的生產總值。

(二)試點地區碳強度的縱向比較

在7個碳交易試點地區中，深圳市位于廣東省，所以本文僅選用其余6個地區作為試點地區的代表。圖1給出了6個試點地區的碳排放強度變化情況。從圖1中可以清晰發現，2000～2017年，6個試點地區的碳排放強度均逐年下降，降幅都超過了50%。其中，北京碳強度的變動幅度最大，降幅在80%以上；廣東省表現一般，17年間碳強度僅下降了58%。

圖1 各試點地區碳強度變化趨勢(單位：噸/萬元) (1)能源消費量和GDP數據均來自于國家統計局。

(三)試點地區與非試點地區的橫向比較

隨著全國碳市場的啟動，非試點地區的減排動力及減排潛力逐漸增大。本文選取河北、山西、遼寧、江蘇、安徽、陜西等6個省份作為非試點地區的代表。圖2給出了6個非試點地區的碳排放強度變化情況。從圖2中可以看出，2000～2017年，6個非試點地區的碳強度均呈下降趨勢，但下降幅度差異化顯著，其中，山西省碳強度的變化幅度最大，2016年比2000年下降約62%，且在2002年碳強度達到17年間的峰值；陜西省碳強度的變化幅度最小，2017年較2000年下降49%。

圖2 6個非試點地區碳強度變化趨勢(單位：噸/萬元)

綜合而言，非試點地區的碳強度在 2000～2017年呈下降趨勢。但試點地區在 2011 年后的碳強度平均下降率高于非試點地區的平均下降率，因此，并不能否認碳市場的作用。

碳強度能夠反映碳排放在經濟增長中所占的比例，但是其無法反映二氧化碳排放是否與經濟增長相脫鉤。本文采用 Tapio脫鉤彈性指數法分析中國各地區近年來的經濟增長與碳排放之間的脫鉤關系。[17]

(一) 脫鉤彈性計算說明

Tapio的脫鉤彈性計算公式如下：

τ=(△CO2)/CO2/(△GDP/GDP)

(3)

τ為脫鉤彈性，CO2為二氧化碳排放，GDP為經濟驅動力，即經濟增長。兩者變化的過程差異會引起彈性變化，顯示出多種情況，Tapio設定了3個彈性臨界值，即0、0.8及1.2，清晰地表現出經濟增長與碳排放的脫鉤狀態(見表1)。

表1 Tapio碳脫鉤彈性指數與類型

(二)各試點地區碳脫鉤效應分析

本文利用Tapio 脫鉤彈性指數測算了各試點地區在2001～2017年的經濟增長與二氧化碳脫鉤情況，具體結果見圖3。

從圖3中可以看出，2001～2017年間，北京市經濟增長與二氧化碳排放的脫鉤狀態總體表現為“弱脫鉤—強脫鉤—增長負脫鉤—弱脫鉤—強脫鉤—弱脫鉤”交替的不平穩狀態，這說明北京市在經濟迅速發展的同時，二氧化碳排放量也在多數年份得到了控制，但各年份呈現不同的脫鉤狀態；天津市除了2010年的經濟增長與二氧化碳排放呈現增長連接外，其他年份均處于脫鉤狀態，只是脫鉤程度有所差異，這說明天津市的經濟正在向高質量發展，能源利用效率逐漸提高，減排技術不斷提升，使得經濟增長與碳排放表現出強脫鉤狀態；上海市近16年來的經濟增長與二氧化碳排放整體表現出脫鉤狀態，特別是在2012年和2014年，其實際經濟增長率分別達到4.89%和7.42%，但二氧化碳排放表現出負增長，分別為-0.68%和-7.62%，進而導致這兩年的經濟增長與二氧化碳排放的脫鉤指數分別為-0.14%和-1.03%，達到了上海市經濟增長與二氧化碳排放的最佳狀態，實現了二者的強脫鉤。其余各年上海市的經濟增長與二氧化碳排放的脫鉤指數均在0.8以內，產業結構的優化升級、能源利用效率的逐漸提升、減排技術的不斷提高使得上海市的經濟增長與碳排放表現出脫鉤狀態。廣東省自2001年以來，經濟增長與二氧化碳排放的脫鉤狀態演化趨勢總體表現為“弱脫鉤與增長連接”相互交替的不穩定狀態；湖北省與重慶市的經濟增長與二氧化碳排放的脫鉤狀態相似，均表現為“強脫鉤—增長連接—弱脫鉤—強脫鉤—弱脫鉤”交替發展的狀態，說明兩個地區的經濟發展逐漸由傳統的只關注數量增長向質量提升轉變。

圖3 試點地區經濟增長與二氧化碳脫鉤情況

(一)研究方法

1.雙重差分法(DID)

雙重差分法(DID)是評價政策效果的有效方法，通過過濾結果變量受時間效應和固定效應的干擾，進而獲得政策作用的凈效應。[18]DID模型將自然實驗中的變量分為處理組和對照組，通過控制兩組間系統性差異，分析受到政策沖擊的處理組在沖擊前后所發生的變動。基本模型設定如式(4)所示：

yit=β0+β1Pilotit+β2Timeit+β3Pilotit×Timeit+∑δXit+εit

(4)

其中，i為中國除西藏和港澳臺地區之外的30個省區，t為2006～2016年，yit為被解釋變量，即碳排放量(CDE)與碳強度(CDEI)。Pilotit與Timeit分別為個體虛擬變量和時間虛擬變量，其中， Pilotit=1指處理組，即試點碳市場政策的實施地區，否則為非試點地區，取Pilotit=0。Timeit=1表示政策實施后的時間，否則為未實施政策的時間，由于試點政策的通知于 2011 年年底正式發布，而在 2013 年正式開始實施，因此選用兩個不同的Time變量，以驗證碳交易的減排能力。即第一個變量設定為2006～2011年，Timeit=0； 2012～2016年，Timeit=1。第二個變量設定為 2006～2012 年， Timeit=0；2013～2016年 ，Timeit=1。交叉項Pilotit×Timeit表示該政策的凈效應，∑X為與被解釋變量相關的控制變量，ε為隨機擾動項。最終模型如式(5)和(6)所示：

lnCDEit=β0+β1Pilotit+β2Timeit+β3Pilotit×Timeit+β4lnGDPit+β5(lnGDPit)2+β6lnURit+β7lnISit+β8lnPECit+β9lnIMit+β10lnFDIit+εit

(5)

lnCDEIit=β0+β1Pilotit+β2Timeit+β3Piotit×Timeit+β4lnPcGDPit+β5(lnPcGDPit)2+β6lnURit+β7lnISit+β8lnPECit+β9lnIMit+β10lnFDIit+εit

(6)

其中，變量GDP/人均GDP(PcGDP)(2)人均GDP 較 GDP 更能體現該地區的經濟發展速度，但由于中國人均 GDP 較低，不能對碳排放總量起決定性作用，因此在模型中，碳排放總量模型(被解釋變量為lnCDEit的模型)的解釋變量為 GDP，而碳排放強度模型(被解釋變量為lnCDEIit的模型)的解釋變量為人均 GDP。、城鎮化(UR)、產業結構(IS)、人均能源消耗量(PEC)、進口(IM)與外商直接投資水平(FDI)為控制變量并將其進行對數化處理。

2.傾向得分匹配法(PSM)

在國家發展改革委2011年10月29日公布的《國家發展改革委辦公廳關于開展碳排放權交易試點工作的通知》中提出，“綜合考慮并結合有關地區申報情況和工作基礎”同意北京市、天津市、上海市、重慶市、湖北省、廣東省及深圳市開展碳排放權交易試點。可見，該政策的實施可能并非隨機指定試點地區，由此可能會存在樣本選擇偏誤，而不滿足雙重差分法中政策選擇對象為隨機決定的假設。因此可采用傾向得分匹配法進行估計，以解決該問題。則處理組的平均處理效應(ATT)如式(7)所示：

(7)

(8)

由于樣本較小，所以采用拔靴法(bootstrap)來獲取因果效應估計的標準差。Kernel配對因果效應估計中函數w(·)的表達式如式(9)所示：

(9)

其中，K(μ)為Gaussian正態分布函數，h為帶寬參數。本文為減少模型估計誤差，將同時選用 DiD 與 PSM進行估計。

(二)數據來源

本文中涉及的各變量來源與計算方法如表2所示，數據均來源于《中國能源統計年鑒》《中國統計年鑒》與各地區統計年鑒。

表2 數據來源與計算方法

(三)實證結果

從交互項的系數來看，碳試點政策的實施對碳排放量的影響并不顯著，而對碳強度影響較為明顯。從控制變量來看，GDP與碳排放量呈顯著正相關，且不存在倒U型關系，這表明現階段中國仍處于粗放型經濟增長階段，經濟發展增加了碳排放量；而人均GDP與碳強度呈顯著負相關，在碳總量保持不變的基礎上，隨著人均 GDP的增加，碳強度下降。城鎮化率與碳排放總量呈顯著負相關，而與碳強度呈顯著正相關。產業結構與碳排放呈顯著負相關，表明現階段中國仍采用提高化石能源的消耗增加工業企業產品的產出。外商直接投資與碳排放量呈顯著負相關，而對碳強度影響不顯著。

表3 碳交易政策對碳減排影響的DiD結果

本文采用Bootstrap 方法進行穩健性檢驗，具體檢驗結果見表4。

表4 試點碳交易政策對碳減排影響的穩健性檢驗

由表4可知，交互項Pilot×Time系數在被解釋變量為lnCDE的模型中不顯著，說明碳交易政策的實施對碳排放總量沒有影響。而在被解釋變量為lnCDEI模型中顯著為負，表明碳交易政策降低了試點地區的碳強度，驗證了上文的結果。所以，碳交易體系對試點地區的碳排放量無影響，但卻能夠降低其碳排放強度，這主要是由于現階段碳配額總量是由各地區碳強度下降指標測算決定的，基于配額價格變動所引起的控排企業綠色技術創新和改進能夠促進碳減排活動的進行，也就是說碳價對減排有著促進作用。

六、對策建議

(一)在碳市場發展初期

1．以自愿減排為主，強制減排為輔的減排方式

現階段，中國的工業結構主要以制造業為主，但《京都議定書》尚未將中國納入到強制減排體系中來，中國目前開展的碳減排行動是自愿性碳排放權交易，即“自愿加入，自愿減排”，實現經濟增長與環境保護協調發展。因此，中國的碳市場發展應以自愿性碳排放權交易市場為基礎，通過實踐不斷總結和積累經驗，逐步完善碳交易制度，摸索中國的碳市場運行機制，提升碳交易市場能力建設，在中國的碳市場初具規模后，可以實行“自愿加入，強制減排”的準則。

2．以重點行業減排為主的減排措施

從國際經驗來看，中國可以在碳交易運行的初級階段，選擇二氧化碳排放最高的能源部門和少量工業部門作為碳金融交易試點的突破口，發揮重點行業在節能減排中的帶動作用，待市場逐漸成熟以后再逐步向其他高耗能、高排放行業擴張，以推動全社會減排。

(二)在碳市場發展中期

1．減排市場由政府引導轉變為市場主導

在碳市場這一新興市場中，政府在引導碳市場發展和保障碳市場資源合理配置中起著重要作用。在碳市場的發展過程中，碳排放權及其合法交易、碳排放權的分配、市場的監督管理等都離不開政府的介入和引導。同時，政府還需要借助一些輔助措施如設立碳基金等，幫助企業提高在碳市場的獲利能力。隨著碳市場的日漸成熟，其發展模式最終由政府引導向市場主導轉變。

2．逐步提高配額分配的拍賣比例

按照國際發展經驗，碳排放配額的分配方式主要有免費分配、拍賣分配以及混合分配三種。中國的碳排放權分配方式可以以漸進式、分行業的方式，選擇電力、煤炭、冶金等高排放、高能耗企業，逐漸減少其免費分配比例，增加拍賣比例，并將拍賣形成的資金投向低碳領域，可用來成立碳基金，用于推廣和激勵碳交易制度的發展，支持低碳環保技術和產業的發展，逐漸過渡到以拍賣分配方式為主的、公平高效的市場化碳排放權分配制度。

(三)在碳市場發展成熟期

1．形成以市場為主導的價格機制

價格機制是碳交易市場運行機制的核心。首先，應深化資源價格改革以保障經濟可持續發展。其次，在做好碳配額初始分配工作的基礎上，大力推進電力、煤炭等重點領域的價格改革，建立完善的資源產品上下游價格聯動機制。第三，在電力、煤炭等行業價格改革完成后，繼續推進資源性產品價格改革，逐步建立起依靠市場價值規律的能源資源價格形成機制。最后，還應逐步建立并完善碳金融衍生品交易市場，為碳金融現貨的交易價格提供決策依據，有效規避碳價格波動風險。

2．構建完善的風險監管機制

首先，應建立專業機構負責碳排放權的分配和監督管理。其次，監管機構應該規范碳市場管理機制，加強監管力度，保證碳市場相關法律法規的有效實施，為碳市場的健康發展保駕護航。最后，碳市場的監管機構應該在現有的監管部門下設立分支機構，或者成立綠色發展行業協會進行自律管理。