消费型碳排放及其核算体系研究

耿丽敏，付加锋，宋玉祥

（1.东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130024；2.中国环境科学研究院气候影响研究中心，北京100012）

消费型碳排放及其核算体系研究

耿丽敏1，付加锋2，宋玉祥1

（1.东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130024；2.中国环境科学研究院气候影响研究中心，北京100012）

消费型碳排放是基于消费角度进行的碳排放的计算和责任划分，与生产型碳排放相比有多重优势，能够更好地解决国际贸易、国际交通运输中的碳泄漏问题.对国内外不同学者关于消费型碳排放的研究进行了分析，概括了其研究内容和方法，总结了研究的成果和不足，修改建立了消费型碳排放的核算方法和模型.阐明了在国际贸易中我国是碳排放净出口国，提出了加强我国消费型碳排放研究的建议.

消费型碳排放；国际贸易；国际交通运输；投入产出法

0 引言

温室气体的排放和治理不仅成为全球解决气候问题、保护生存环境的重中之重，甚至成为各国之间争夺发展权益、进行国际谈判的关键所在.

目前，《联合国气候变化框架公约》对国家排放温室气体的边界界定为“发生在国家主权管辖范围内的所有温室气体的排放和吸收”（IPCC，1996），这种以一国主权范围内生产为基础的生产型碳排放测算方法遭到了质疑.首先生产型碳排放测算方法忽略了国际交通运输中排放的CO2，无法将其准确分配给相关国家进行责任的认定；其次这种测算方法使附件Ⅰ国家通过对非附件Ⅰ国家的商品进口产生碳泄漏［1］，也就是说，附件Ⅰ国家可以通过从非附件Ⅰ国家进口能源和碳密集型产品代替自己国家的产品生产，这样发达国家既不用承担生产产品排放CO2的责任，又可以满足本国居民的消费，这种“虚假的”碳排放量的减少有可能造成全球碳排放的不减反增［2］.因此，创建以消费为视角的碳排放测算方法更具有现实意义.此外，根据国际能源机构的相关报道，中国已经超过美国成为全球温室气体排放量第一的国家.以美国为首的发达国家一直以让中国承担碳排放的主要责任作为遏制我国经济发展的手段，“气候威胁论”使我国在全球气候变化问题上面临着巨大的国际压力.在气候变化国际谈判中我国的主张有两点：一是我国历史累计排放量少；二是我国人均排放量低.然而，随着我国经济的快速发展，我国的碳排放总量和人均排放量在不断增高，这些说法在新的形势下受到了挑战［3］.但是，从消费的角度来看，中国作为“世界加工厂”，大量的在我国生产的能源和碳密集型产品通过贸易销往发达国家，这些隐含在国际贸易中的碳排放大大增加了中国温室气体的排放总量.因此，在进行碳排放责任认定时应该充分考虑中国对世界消费作出的贡献.

消费型碳排放在碳排放量的测算和归属地的判定时不仅考虑产品的生产国，而且考虑产品的最终消费国.并且，消费型碳排放也包括国际交通中的碳排放，更好地解决了碳泄露问题，更具有公平性.

1 消费型碳排放的概念及主要研究内容

1.1 消费型碳排放概念

消费型碳排放是指从消费角度对一个区域或是国家的CO2排放量进行核算，这种核算方法不仅包括一国国内消费行为引起的生产活动排放的CO2，即本国消费的碳排放，还涵盖了由进出口贸易和国际交通运输引起的碳排放量.其概念可用公式表示为：

式中，f（x）代表消费型碳排放量.在国际贸易中，a为本国消费的碳排放量，b为出口的碳排放量，c为进口的碳排放量；在国际交通运输中，a为本国境内交通的碳排放量，b为由国外进入国内的交通碳排放量，c为由国内进入到国外的交通碳排放量.在实际应用中情况较为复杂，需依据具体情况进行深入分析.

1.2 消费型碳排放研究内容

消费型碳排放的研究内容主要包括本国消费的碳排放、国际贸易中的碳排放和国际交通运输中的碳排放.而本国消费的碳排放量在计算时常包含于国际贸易的碳排放中，因此本文并未对本国消费的碳排放进行单独的论述，主要讨论了国际贸易和国际交通运输中的碳排放两部分.

1.2.1 国际贸易中的碳排放

国际贸易是一个区域或是国家获得外汇和促进经济增长的重要部分，其消费型碳排放的研究主要有：从最终消费的角度计算一个区域或国家国际贸易中隐含碳排放量的多少，为碳排放的责任分担提供依据；国际贸易中碳排放的计算方法；根据目前某个区域或是国家的碳耗水平和技术因素等，预测未来区域或是国家的碳排放量，为其解决环境问题提供参考和指导；分析隐含碳排放量对一国或是对多个国家的影响，帮助其寻求贸易发展与环境保护和谐发展的道路；探讨影响一个区域或是国家碳排放量的因素，从影响因素出发，提出减少CO2排放的对策.

1.2.2 国际交通运输中的碳排放

国际交通运输方式主要包括航海和航空两部分，对其碳排放的研究内容主要包括：一个区域或是国家国际交通运输中的能源消耗和碳排放量的多少；国际交通运输中碳排放的计算方法；国际交通运输中碳排放量的影响机制探究；碳排放对某个区域或是国家环境、经济等的影响；国际交通运输中CO2排放的责任认定和治理措施.

2 国内外消费型碳排放方法学研究进展

消费型碳排放和生产型碳排放一直是学术界争论的焦点，生产型碳排放测算方法的不足之处逐渐凸显.国内外的学者对消费型碳排放进行了一系列的研究，Peters（2008）对消费型和生产型碳排放的核算清单进行了对比和讨论，认为消费型碳排放计算方法有其优势，如避免了附件Ⅰ国家和非附件Ⅰ国家之间的碳泄漏问题，减少了发展中国家的碳排放量，更加具有公平性，但将其直接应用于气候政策的制定仍存在很大的不确定性［1，4］.消费型碳排放研究的主要焦点集中在国际贸易、国际交通运输中的碳排放.

2.1 国际贸易中的碳排放研究

与国外相比，国内对于消费型碳排放相关问题的研究起步较晚，但随着国际贸易在碳排放问题中重要性的逐步体现，国内的一些学者也开始进行了与我国贸易有关的探索.国内外学者对国际贸易中的碳排放进行研究主要采用的分析方法都是投入产出法，投入产出模型可分为单区域投入产出模型和多区域投入产出模型.

2.1.1 单区域投入产出模型

Lenzen（1998）利用投入产出法对澳大利亚最终消费中的一次能源和温室气体排放含量进行了分析，证明在商品生产过程中隐含的能源消耗是不容忽视的［5］.Hogne N.Giovani Machado等（2001）使用投入产出法估算了巴西在国际贸易中的能源消耗和CO2排放量，发现1995年巴西出口和进口的非能源产品中的能源和碳含量占巴西年排放量的10%～14%，且出口商品中的能源和碳含量要大于进口商品，巴西每单位产值的出口商品平均要比进口商品多40%的能源和56%的碳含量［6］.Bin Shuia.B等（2006）研究了中美贸易对中美和全球CO2排放产生的影响效果，结果表明如果从中国进口的商品在美国生产，美国的温室气体排放量要增长3%～6%；中国目前CO2总排放量的7%～14%是由于生产出口到美国的产品，是为美国的消费者排放的［7］.

张晓平（2009）对中国货物进出口贸易产生的碳排放区位向中国的转移效应进行了研究，表明2000—2006年，中国CO2年排放总量的30%～35%是为了满足国际市场消费，其中中美、中欧的贸易是主要原因［8］.付加锋等（2009）认为我国国际贸易中的内涵碳排放凸现“国外消费，国内污染”的典型特征，其中美、日、欧盟等OECD国家是中国国际贸易中内涵CO2净排放的主要集中区；非OECD中的亚洲国家是中国国际贸易中内涵CO2净排放的次集中区［9］.马述忠等（2010）通过计算我国2002，2005和2007年产业部门的碳排放率，以国内消费为基础，利用单区域投入产出模型对我国2000—2009年的隐含碳排放量进行了估算，证明中国在2000—2009年间保持贸易碳排放顺差，出口的快速增长是中国碳排放总量增加的重要原因［10］.李艳梅等（2010）采用投入产出法测算出1997和2007年中国出口贸易中隐含碳排放分别为290.61Mt和940.69Mt，占中国生产活动碳排放总量的比重分别为28.47%和45.53%，出口总量的贡献值达到1266.38Mt，是碳排放量增加的主要原因［11］.张友国（2010）基于（进口）非竞争型投入产出表估算了我国1987—2007年的贸易含碳量、部门分布和国别（地区）流向，结果表明2005年之后中国的贸易含碳量由“逆差”变为“顺差”，成为碳的净输出国［12］.刘红光等（2011）利用非竞争型投入产出表模型构建了一个两区域的碳排放联系模型，很好地处理了国际贸易中隐含的碳排放加工贸易因素［13］.

2.1.2 多区域投入产出模型

Nadim Ahmad等（2003）利用多区域投入产出模型，分析了多个国家之间的碳排放问题，估算出OECD国家因进口贸易所产生的CO2排放量平均为这些国家碳排放的14%，个别国家甚至超过50%［14］.Christopherl.Weber等（2007）利用多区域投入产出法分析了美国与其包括中国在内的七大贸易伙伴1997—2004年贸易中隐含的碳变化量，研究表明美国进口的隐含碳量从1997年的0.5～0.8Gt增长为2004年的0.8～1.8Gt，分别占美国当年碳排放量的9%～14%和13%～30%［15］.Peters等（2006）利用多区域投入产出模型计算了挪威进口贸易部分的碳排放量，发现挪威67%的CO2排放量是因进口商品和服务产生，其中大约一半的隐含污染来自发展中国家，此外非附件Ⅰ国家的碳泄漏至少达到30%［16］.Peters等（2008）使用投入产出法，利用GTAP资料库计算了2001年87个国家进出口贸易中的隐含碳，结果表明除俄罗斯等少数国家外附件B国家都为隐含碳净进口国，而包括中国在内的非附件B国家大多数为隐含碳净出口国［17］.Steven J.Davis等（2010）研究发现，2004年占全球碳排放总量23%的碳排放通过贸易从中国和其他的新兴市场出口到发达国家［18］.

齐晔等（2008）分别采用我国碳耗水平和日本的碳耗效率对我国1997—2006年进出口贸易中的隐含碳进行了保守和乐观估计，得出1997—2006年之间中国存在大量的隐含碳净出口，2003年以后增长明显；2006年的隐含碳净出口量保守估计占到当年碳排放总量的10.32%，乐观估计这一数字达29.28%［19］.魏本勇等（2009）考虑到加工贸易的影响，计算出我国2002年国内出口碳排放为261.19Mt，占当年国内总碳排放的23.45%；实际用于中国国内使用的进口碳排放为93.05～238.59Mt，净出口碳排放22.60～168.14Mt，约占国内总排放的2.03%～15.09%［20］.此外，也有学者对我国和单个贸易大国之间的碳排放进行了研究，如尹显萍等（2010）利用我国和日本、美国的投入产出表分别对中日、中美商品贸易之间中的内涵碳进行了分析，结果都证明中国为碳净出口国［21－22］.

单区域和多区域投入产出模型相比，单区域投入产出模型更适合分析碳排放对一个国家或区域产生的影响，而多区域投入产出模型则适合分析碳排放对多个国家或多区域产生的影响，与现实更为接近，但是多区域需要多国的投入产出分析表，实际操作具有困难性.

2.1.3 其他研究方法

有些学者为使研究结论更能符合实际，从自己的研究目标出发对碳排放的研究方法进行了探索.刘强等人（2008）利用生命周期评价方法对中国46种主要的出口贸易产品的出口含载能量进行了分析，结果表明，这些产品在出口的过程中消耗了大约13.4%的国内一次能源，碳排放量约占全国碳排放量的14.4%［23］.樊纲等（2010）采取先计算全球总消费排放，再得到各国消费排放的方法，计算了1950—2005年世界各国的累积消费排放量，发现中国有14%～33%（或超过20%）的国内实际排放是由他国消费所致，而大部分发达国家如英国、法国和意大利则相反，并从福利角度讨论了消费排放作为公平分配指标的重要性［24］.

2.2 国际交通运输中的碳排放研究

由于国家间的国际交通运输中能源消耗和CO2排放责任难以分配，地域数据难以获得，尤其是公海等地属于“公共池塘”，各国碳排放量和应承担的责任更难以区分，因此，UNFCCC没有将国际交通引起的碳排放纳入到国家排放清单，国外对其相关方面的研究也较少，而我国对于国际交通运输消费型碳排放的研究目前还属于空白.

IPCC第四次报告中指出，国际交通中的碳排放占据全球碳排放量的14%（IPCC，2004）.Den Elzen等（2007）探究了未来气候变化政策下的国际舱载燃料的排放问题，并分析了其对区域排放目标和全球减排努力的影响［25］.Inga.J.Smith等（2009）对新西兰国际航空中的碳排放进行了研究，测算了2005年来新西兰的国际游客和新西兰当地人出外旅游时航空运输产生的碳排放，分别为7893Gg和3948Gg［26］.

3 消费型碳排放核算体系

3.1 国际贸易中的碳核算方法

投入产出法是瓦西里·列昂剔夫创建的研究经济体系中各部分之间投入与产出相互依存关系的数量分析方法，也是目前测算隐含碳的主流方法.本文以魏本勇等人提出的方法为参考，修改建立的核算方法如下：

投入产出的基本模型

经过整理后也可以写为

式中：A为直接消耗系数矩阵，X为总投入列矩阵，Y为最终需求矩阵；A＝｛xij/Xj｝（i＝1，2，…n；j＝1，2，…，n，n是研究者设定的部门分类的个数），为直接消耗系数；（I－A）－1为里昂剔夫逆矩阵.若设E为国内单位总产出的直接碳排放强度系数矩阵，由于最终需求包括国内需求Yd和出口需求Ye两部分，则国内为满足最终使用的生产活动的碳排放表示为

此公式可用作本国消费的碳核算方法.

则出口需求产生的隐含碳排放可以表示为

利用此公式可进行国际贸易中的碳核算.若考虑到加工贸易的影响，在计算过程中区分进口加工再出口部分，则需要对公式进行进一步的改善.设Ad和Am分别代表中间使用的国内投入和进口投入的直接消耗系数矩阵，A＝Ad＋Am；Ed为国内单位总产出的直接碳排放强度系数矩阵，则国内为满足最终使用的生产活动的碳排放表示为

出口需求产生的隐含碳排放可以表示为

国内进口的产品或服务可分为直接用于最终需求和用于国内生产活动投入（包括国内使用和进口加工再出口）两部分，设Xm代表进口的产品或服务，Ym代表进口产品或服务用于最终需求部分，用于国内生产活动投入为AmXd，则

为了更加接近真实情况，对国外进口产品或服务碳排放强度进行计算时，需要用其原产国的碳耗水平进行测算.然而在原产国不易确定和数据不易获得的情况下，可以采用典型国家代替或主要进口来源加权平均的方法估算，这也是国际上较常用的方法.本文以Em代表国外单位总产出的直接碳排放强度系数矩阵，则

式中：EmAm（I－Ad）－1Yd是用于国内使用的进口产品投入碳排放；EmAm（I－Ad）－1Ye是进口加工再出口碳排放；EmYm是进口直接用于最终消费的碳排放.

从中也可以看出，国内为满足国内最终需求进口的实际碳排放为

国内出口需求总的隐含碳排放为

3.2 国际交通碳排放的核算方法

国际交通运输主要分为航空和航海两种交通方式，其碳排放的核算方法依据交通方式的差异而不同.

3.2.1 航空碳排放的核算方法

欧盟的ETS方法在目前国际交通舱载燃料排放的计算方法中比较权威，其碳排放量的计算公式为

式中：C为碳排放量，E为燃料消耗量，θi为排放因子.每个航班和每种燃料都需要单独计算，燃料消耗量必须包括辅助动力装置的燃料消耗.

航空经营者可以根据每个飞机类型从以下两种计算方法中任选其一计算燃料消耗量.

式中：M是每次飞行的燃料消耗量，Ma是完成一次飞行的燃料完全消耗量，Mb是下次飞行的燃料完全消耗量，Fa是下次飞行的燃料量.

式中：M是每次飞行的燃料消耗量，Rc是上次飞行后的燃料剩余量，Fb是本次飞行的燃料量，Rd是本次飞行结束后的燃料剩余量.

需要注意的是：每次飞行排放的CO2量的计算必须是航班的燃料消耗量乘以标准航空燃料监测和报告准则确定的排放系数（单位质量燃油排放CO2的量，为3.15），替代燃料的排放因子必须按照程序的规定确定；飞行燃料的确定由燃料供应商提供或者根据飞机机载测量系统确定，燃料罐中的燃料剩余量则由飞机机载测量系统确定；数据可能来源于燃料供应商，飞机的飞机运营商通过大众和平衡文档或电子传输方式获得数据；如果飞行燃料（或在容器里的剩余燃料量）的数量是由单位体积（L或m3）确定的，飞机运营商应当将其转换为大众使用的实际密度值，这项工作由机载测量系统完成.实际密度值由燃料在使用过程中温度的标准密度来确定，当无法获取实际密度值时采用标准密度系数：0.8kg/L（但此系数的应用需经过主管机关的协商）.

3.2.2 航海碳排放的核算方法

参考Warren B等人的研究［27］，一次航海旅程中的碳排放进行计算公式为

式中：ECO2代表一次航海旅程中产生的CO2总排放量（g）；P是主要或者辅助发动机的额定功率的最大值（kW）；D是航行的总距离（km）；v是船航行的平均速度（km/h）；R是主要或辅助引擎的平均负荷，RMC代表最大持续速率（maximum continuous rate）；SFOC是具体使用的燃油发动机油消耗率（kW·h）；Mi是船所载的从某个国家或区域进出口商品的质量（t）；Mt是船所拥有的最大承载量（t）；U是船载货能力的平均利用分数；FCO2是主要或辅助发动机使用燃料的CO2排放因子，即燃料燃烧排放的CO2量（g/g）.

此外，国际航海组织采取自上而下排放的计算方法，主要通过消费石油数量来计算排放总量，这种方法需要精确并且相对完整的石油部门统计数据以及比较标准的航运业排放率估算.

对国际交通中的碳排放量进行核算的一个难点就是认定碳排放的归属国，生产型碳排放的分配方法是按照燃料的来源地进行划分，显然这是极不公平的.无论是利用船队模型（依据船的类型、载荷能力、发动机类型等进行计算）、运输活动模型（依据EUROSTAT和CEMT数据统计的运输总货物转换的碳当量进行计算）或是排放模型（依据能源消耗和航海活动引起的CO2等气体的排放量进行计算）的核算方法，都应该从消费角度进行分配，谁享受到最终消费的福利就由谁负责，而现实国际交通运输的复杂性使研究者仍未找到一个可行性的计算方法，尚需要进一步的深入研究.

4 结论和展望

（1）在国际贸易中我国是碳排放净出口国.

作为“世界加工厂”，我国生产了大量的能源和碳密集型产品销往国外，尤其是以美国为首的发达国家，满足了众多国外消费者的消费需求，这些隐含在国际贸易中的碳排放大大增加了中国温室气体的排放，因此在对碳排放进行计算和划分责任的过程中这种情况是必须考虑的.

（2）投入产出法是消费型碳排放研究主流计算方法.

本文在前人研究方法的基础上，提出的消费型碳排放核算方法仍属投入产出法.由于研究人员对数据的处理手段和计算方法的不同，利用投入产出法得到的某些数字和结论也会存在差异.如何借鉴其他研究方法，建立标准进行碳排放的研究，取得更接近现实和令人信服的研究结果将是以后工作的努力方向.

（3）国际交通运输中的消费型碳排放研究有待加强.

国际交通运输中的消费型碳排放研究较少，在我国相关领域仍处于空白.因此，我国尽早地介入这一研究领域，加深对国际交通运输中碳排放领域的研究，不仅有利于解决碳泄漏问题，为碳排放减排目标分配和责任认定提供依据，而且对我国应对气候变化和国际气候谈判也有重要的指导作用，对于应对欧盟航空碳税更具有现实意义.

消费型碳排放相关研究是在学者们基于从生产角度进行碳排放计算和责任认定不足的基础上应势提出的.与生产型碳排放相比消费型碳排放存在多重优势，更能体现减排目标分配的公平性，以其为依据进行碳排放的计算和减排政策的制定能够促进国际贸易和气候政策与环境保护的有机统一.

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Abstract：Consumption－based carbon emissions calculate carbon emissions and divide responsibilities as a consumption perspective.It has several advantages compared to production－based carbon emissions，for example，it can solve the problem of carbon leakage in international trade and transport.This paper summarizes the recent advances in consumption－based carbon emissions in international trade and transport，elaborates its content and accounting system，points out its loopholes and lastly highlights some conclusions.And the paper summarizes accounting system of consumption－based carbon emissions，expounds the China is the net export country of carbon emissions in the international trade and proposes the direction of further research.This paper will contribute to the knowledge on how consumption based carbon emissions lead to the a mitigation of climate change and provides a framework for designing international trade and transport policies that lead to environmental protection and reduction of climate change due to carbon emissions.

Keywords：consumption－based carbon emissions；international trade；international transport；inputoutput analysis.

（责任编辑：方 林）

The research on content and accounting system of consumption－based carbon emissions

GENG Li－min1，FU Jia－feng2，SONG Yu－xiang1
（1.College of Urban and Environmental Sciences，Northeast Normal University，Changchun 130024，China；2.Impact Centre of Climate Change，Chinese Research Academy of Environmental Science，Beijing 100012，China）

X321［学科代码］610·1050

A

2011－11－23

国家自然科学基金资助项目（40905062）.

耿丽敏（1988—），女，硕士研究生；通讯作者：付加锋（1978—），男，博士，副研究员，主要从事能源与全球气候变化研究；宋玉祥（1955—），男，教授，博士研究生导师，主要从事区域经济地理研究.

1000－1832（2012）02－0143－07