省域碳邊際減排成本測算研究

一、前言

西北地區作為我國重要的能源基地和生態屏障，面臨著經濟發展與環境保護的雙重壓力，深入研究西北地區的碳邊際減排成本，有助于為制定針對性的碳減排政策提供科學依據[1]。碳邊際減排成本，反映了每減少一單位碳排放所需付出的額外成本。當前，關于碳邊際減排成本的研究涉及參數化和非參數化方法[2]，研究對象主要集中于全國范圍、個別發達地區以及工業等行業大類。此外，非參數化方法在此領域被廣泛應用，因此本文將采用非參數化方法SBM-DEA對西北地區碳邊際減排成本進行研究。

二、研究方法

本文采用非期望產出SBM-DEA模型，此模型的基本表述為：假設有n個決策單元，每個決策單元都有投入、期望產出及非期望產出3個向量，投入產出矩陣為：，，，并且X＞0，Yg＞0，Yb＞0[3]。生產可能集定義如下：

（1）

決策單元非期望產出的SBM模型為：

（2）

其中表示投入、期望產出和非期望產出對應的松弛或冗余變量。，假設為模型的一組最優解，則當且僅當，即，，時，決策單元是有效的。

根據對偶理論，得出式（2）的對偶模型為：

（3）

在上述對偶模型中，目標是最大化所有決策單元的加權期望產出減去加權輸入的總和。每個決策單元的約束確保了對于任意給定的決策單元，其輸入、期望產出和非期望產出的加權和不能超過1，這些約束保證了對偶模型的有效性。對偶變量的值代表在最優解下減少一單位非期望產出的成本，即對偶變量投入、期望產出及非期望產出的影子價格，即為碳邊際減排成本。

三、實證分析

（一）數據來源

本文使用的數據來源于2013～2022年的《中國能源統計年鑒》《中國統計年鑒》以及西北地區各省統計年鑒。其中，投入指標有2個，分別為固定資產投資和平均用工人數，期望產出指標為西北地區各省的年地區生產總值，非期望產出指標為二氧化碳排放量。表1是西北地區各省2013～2022年投入產出指標數據的統計描述。

二氧化碳排放量采用政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）發布的《國家溫室氣體清單指南（2006）》中的計算方法，并結合《中國省級溫室氣體匯編指南》核算的碳排放量[4]，計算公式如下：

（4）

其中，CO2表示待估算的二氧化碳排放量，i表示能源種類，Ei表示第i種能源消費量，NCV表示平均低位發熱量，CEF表示二氧化碳排放因子。表2是根據上述公式計算的七種能源的折標準煤系數和碳排放因子。

西北地區各省2013～2022年二氧化碳排放量的變化如圖1。折線圖顯示，西北地區的二氧化碳排放量整體呈現出波動下降的趨勢。具體來看，二氧化碳排放量在2014年達到峰值后開始逐年下降，但在2018年顯著上升至14237.04萬噸，出現明顯反彈，隨后兩年，二氧化碳排放量再次下降。然而，2021年二氧化碳排放量略有回升，2022年繼續上升至13941.98萬噸?？傮w而言，西北地區的二氧化碳排放量在十年間出現幾次波動，最高值出現在2014年，在2020年出現最低值，整體上呈現出較為明顯的下降趨勢。但從2020～2022年的數據來看，西北地區的二氧化碳排放量有上升的趨勢，因此仍需在碳減排方面采取進一步措施。

（二）測算結果及分析

西北地區五個省份的碳邊際減排成本測算結果如圖2所示。

從圖2可以看出，2013～2022年，西北地區各省的碳邊際減排成本呈現出一定的波動性。各省份十年間的碳邊際減排成本有所差異，甘肅省和陜西省的碳邊際減排成本整體水平位于前兩位，均呈現先上升后波動下降的趨勢，甘肅省的碳邊際減排成本最高值出現在2016年，為0.7164億元/萬噸，陜西省的碳邊際減排成本最高值也出現在2016年，為0.5152億元/萬噸。新疆維吾爾自治區的碳邊際減排成本在2013～2019年波動較大，之后逐漸趨于平穩，并且整體的變化趨勢較其他四省份穩定。青海省和寧夏回族自治區的碳邊際減排成本整體上呈現出下降的趨勢，并且青海省的下降趨勢更加明顯，這與國家及地方政府的碳減排政策、能源結構調整及技術進步等因素有密切關系。

從圖2可以看出，各省在特定年份的碳邊際減排成本出現顯著波動，這可能與國家及地方政府的碳減排政策調整有關，相關政策的出臺加強了對碳排放的限制和監管，導致碳邊際減排成本上升，而相關政策的放松或經濟增速放緩等因素，導致碳邊際減排成本下降[5]。

四、研究結論與對策建議

（一）研究結論

通過分析2013～2022年西北地區各省的碳排放現狀，運用SBM-DEA的研究方法對西北地區五個省份的碳邊際減排成本進行了測算，結果顯示，2013～2022年西北地區各省份的碳邊際減排成本呈現出一定的波動性，甘肅省和陜西省的碳邊際減排成本整體水平位于前兩位，均呈現先上升后波動下降的趨勢，新疆維吾爾自治區整體的變化趨勢較其他四省份穩定，青海省和寧夏回族自治區在整體上呈現出下降的趨勢，這主要受資源稟賦、產業結構及政策執行力度等多重因素影響。

（二）對策建議

1.制定差異化的碳減排政策

第一，細化碳減排目標，根據各省碳排放現狀、經濟發展水平和碳減排潛力，設定具體的碳減排目標和時間表，確保碳減排目標與當地實際情況相匹配。第二，實施差異化補貼政策，對于碳減排成效顯著、技術先進的地區或企業，給予一定的財政補貼或稅收優惠，以激勵其持續推進碳減排。

2.加快能源轉型

第一，加大可再生能源投資，增加對風電、光伏等可再生能源項目的投資力度，提高可再生能源在能源消費中的比重。第二，加強電網、儲能等能源基礎設施建設，推廣清潔能源應用，在交通、建筑等領域推廣清潔能源應用，如電動汽車、太陽能熱水器等，降低對化石能源的依賴度。

3.優化產業結構，加強技術研發和創新

第一，通過提高環保標準、加強執法力度等措施，限制高耗能、高排放產業的發展。指導各地區根據碳排放強度降低目標編制碳排放預算并動態調整，推動各地區建立碳排放總量控制剛性約束機制[6]。第二，設立綠色低碳技術研發基金，支持相關技術的研發和創新。加強高校、科研機構和企業之間的合作，推動綠色低碳技術的研發和應用，推動產學研合作。

引用

[1]張新生，李憶楠，陳章政，等.基于GBDT-XGBoost的西北地區制造業碳排放預測研究[J].環境科學與技術，2024，47（12）：131-143.

[2]魏麗莉，侯宇琦.中國工業二氧化碳邊際減排成本測算與行業碳達峰預測[J].經濟理論與經濟管理，2023，43（02）：63-77.

[3]宋杰鯤，劉志誠，陳銳，等.區域大氣環境治理成本測算與分攤——以長江經濟帶為例[J].干旱區資源與環境，2023，37（08）：13-22.

[4]尚梅，王剛剛.鋼鐵企業CO2邊際減排成本估算——以寶鋼集團為例[J].會計之友，2018（05）：33-37.

[5]張錚燕，武照奇，蔡彬清.環境規制對建筑業節能減排的影響機制——以低碳試點政策與碳排放權交易試點政策為例[J].科技管理研究，2024，44（22）：211-223.

[6]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），2010，9（01）：259-282.

作者單位：天津商業大學

■ 責任編輯：王穎振