中国对外贸易隐含碳的测算研究——基于中国非竞争型投入产出表的分析

苑立波

（上海市统计局 国民经济核算处，上海200003）

一、引 言

减少温室气体排放如今已经在全球范围内达成了共识，这也是联合国气候变化框架公约（UNFCCC）所致力于实现的目标。UNFCCC监控温室气体排放目标的依据是政府间气候变化专门委员会（IPCC）制定的国家排放清单（NEI）指南，该指南是以国家境内生产的排放量为基础对碳排放量进行测算，遵循“生产者原则”。但在《京都议定书》中承诺减排的国家由于减排约束，可能将碳排放强度较高的产业或生产过程转移到环境政策较宽松的发展中国家，从而导致全球排放量的增加，影响全球减排目标的实现。Nakano等在研究中指出：“类似《京都议定书》这样旨在改善全球气候变化，降低温室气体排放的体系可能会因为受约束国家重新配置碳密集型产品的生产而受到挫折。这种碳密集型产品生产的全球配置与温室气体减排的国际共识背道而驰”［1］。

在全球范围内重新配置碳密集型产品是借助国际贸易实现的，因此很多文献研究了国际贸易中的“隐含碳排放”，并产生了以此为基础的“消费者原则”。“隐含碳”是指产品生产整个过程中排放的二氧化碳总量。如产品生产中需要的原材料本身在生产中排放的二氧化碳、运输过程中排放的二氧化碳，都是该产品的隐含碳排放。由于隐含碳的表现形式就是直接碳排放和一轮一轮的间接碳排放，而分析产品之间的间接联系和影响，正是投入产出模型的特长和优势，因此投入产出模型便成为研究隐含碳最主要的方法。

关于利用投入产出模型对国际贸易隐含碳的研究，大部分都是基于单地区的投入产出表。由于单地区投入产出表没有考虑国内中间投入和进口中间投入的区别，将两者混淆的做法一方面会夸大产品进口部门和加工贸易出口部门的贸易额，另一方面会对部门碳排放量造成错误估计。针对这一问题，本文编制了中国非竞争型投入产出表，并用于测算对外贸易中的隐含碳排放。相对于竞争型投入产出表，这种方法可以更加准确地测算出隐含碳排放的部门分布，而且能够为厘清碳排放责任提供依据。

二、研究现状及文献评述

针对中国面临的碳排放减排压力，樊钢等测算了世界主要国家的存量碳排责任，并以1850年开始至今累积的人均消费碳排量作为责任分担的基础［2］。文章研究了中国、美国、德国、俄罗斯、日本等18个主要国家的累积碳排量。运用投入产出模型计算了1850—2005年各国累积消费碳排量，结果发现中国累积消费碳排量占世界累积消费碳排总量的7%左右，并且约有14%～33%的中国国内碳排量应该归因于他国消费。

出于数据的可获得性和连续性，李小平等利用了OECD投入产出数据库中的中国投入产出表和进出口贸易数据，测算出中国出口隐含碳排放在1990—2005年间不断增加，但国际贸易为减少中国工业的碳排放做出了贡献［3］。

齐晔等采用投入产出法测算了中国净出口的隐含碳排放［4］，文中选择HS码二级分类的98类基本商品为研究对象，特别之处在于作者对碳耗系数作了技术水平、价格指数和汇率三个方面的修正。

闫云凤等采用投入产出法测算了中国对外贸易中的隐含碳［5－8］，并结合结构因素分析（SDA）方法进一步分析了贸易隐含碳的影响因素，但他们均直接采用投入产出表中的进出口数据进行计算，既没有考虑到进口中间投入的影响，也没有考虑进出口数据中的贸易统计口径问题。

闫云凤等考虑到了进口中间投入品对贸易碳排放的影响，借鉴了Ahmand和 Wychoof、Lin和Sun的单地区投入产出模型的方法［9－10］，对中国贸易隐含碳排放从碳排放责任视角进行了测算和研究［11］。但这些研究对投入产出直接消耗系数阵进行分解的过程中均使用“按比例进口”假设，处理方法过于简单，并且没有考虑到各国碳排放系数的差异。

中国社会科学院数量经济与技术经济研究所的姚愉芳等分别利用中国非竞争型投入产出表测算了中国的贸易隐含碳以及贸易对中国人口、就业和经济的影响［12－13］。两者对中国贸易隐含碳排放的测算结果有不小的差距，原因可能是投入产出表的编制方法不一致、基准价格不一致和碳排放的计算方法不统一等。

针对上述文献的不足，本文利用OECD数据库中的中国2005年国内投入产出表和进口投入产出表编制了2005年中国非竞争型投入产出表（32部门），并利用非竞争型投入产出模型对中国贸易隐含碳排放量进行测算。

三、方法和数据

（一）中国非竞争型投入产出表的编制

本文将OECD数据库中的2005年37部门投入产出表合并为32部门，并将其改编为非竞争型（见表1，其中最后一列对应中国2007年投入产出表部门分类代码）。

OECD按照国际标准产业分类标准（ISIC Rev3．1）对投入产出表进行部门分类，国家统计局投入产出表的部门分类是以中国《国民经济行业分类》为基础的。在《国民经济行业分类》的制定和修订过程中，“积极采用国际标准，同联合国ISIC Rev3相衔接”（国家统计局，2011），两者协调性较强。ISIC标准下，经济活动差异较大的部门有：未另分类的机械和设备的制造业；家具制造、其他制造业、废品废料；批发零售业；交通运输仓储业；计算机及有关活动等。在编表过程中本文考虑到了上述不同，并将OECD的投入产出表向中国的部门分类归并，以便能够使用中国的能源统计数据和贸易数据。

根据OECD提供的中国2005年投入产出表的总表、国内表和进口表提供的比例，依据中国与世界其他国家和地区的双边贸易额，本文确定了32个部门进口产品的使用去向——中间产品投入、最终消费、资本形成和再出口。

（二）非竞争型投入产出模型

非竞争型投入产出模型将进口产品的使用去向分为进口中间投入和进口最终使用。模型的基本平衡关系可以表示为：

其中，Ad为国内产品的直接消耗系数矩阵（n×n阶）；Am为进口产品的中间投入系数矩阵（n×n阶）；yd为国内产品最终使用列向量（n×1阶），包括国内产品的居民和政府消费、资本形成总额（两者合计为ydd）以及出口总额（yed）；ym为进口产品的最终使用列向量（n×1阶），也包括进口产品用于居民消费和政府消费、资本形成总额；X为总产出列向量（n×1阶），Xm为进口列向量（n×1阶）。

通过上述平衡关系，容易得到：

其中Xm－ym表示的是进口用于中间投入，Am（I－Ad）－1是进口的完全需要系数矩阵。

表1 中国2005年非竞争型投入产出表部门分类（32部门）表

在闫 云 凤 等 的 研 究 中［10－11，14－15］，均 假 定 进 口 中间产品在各部门的消耗比例是相同的，Am是一个对角矩阵。这种假定简化了计算，但却使得对生产过程的估计误差增大。利用本文编制的投入产出表可以得到Am更准确的估计。

（三）基于非竞争投入产出模型的贸易隐含碳排放测算

其中式（4）EEE（Embodied Emissions within Export）表示出口隐含碳排放，等式右端第一部分表示本国出口产品的隐含碳排放，第二部分表示为生产出口产品（yed）而进口的产品的隐含碳排放①式（4）中的第二部分碳排放虽然没有排放在出口国，却正是出口所引致的（隐含）碳排放。这部分碳排放将会对碳排放核算的"生产者原则"和"消费者原则"造成影响，本文对此不作讨论。此处假定国外的生产技术和出口国相同。。

其中式 （5）EEI（Embodied Emissions within Import）表示进口隐含碳排放，等式右端第一部分表示满足国内最终使用产生的进口碳排放，第二部分表示满足再出口产生的进口碳排放。

根据进口、出口隐含碳排放量，中国对外贸易中的碳排放贸易余额 EEB（Embodied Emissions of trade Balance）为：

式（4）、（5）、（6）是基于非竞争性投入产出模型的测算方法，根据竞争型投入产出模型测算贸易隐含碳排放的方法如下：

（四）数据

研究所需要的关键数据是投入产出数据、（双边）贸易数据、碳排放数据和能源消费数据。利用本文编制的中国2005年非竞争型投入产出表（32部门），可以得到投入产出中间消耗系数阵（国内和进口）、本国对国内产品的最终使用、本国对进口产品的最终使用和出口数据。碳排放数据根据IPCC（2006）提供的碳排放因子（Emission Factors）和中国能源统计年鉴提供的低位发热量数据（NCVs）计算得到。能源消费数据通过中国统计年鉴的能源平衡表（实物量）和工业分行业能源消耗量（实物量）表得到。

四、实证结果与分析

本节分析了2005年中国各部门的碳排放系数、对外贸易隐含碳总量、分部门的隐含碳排放量和贸易隐含碳排放差额。

（一）各部门碳排放系数

直接碳排放系数（f）是各部门在生产中直接消耗各种能源排放的二氧化碳占该部门总产出的比例，完全碳排放系数是各部门单位产出在生产过程中直接消耗能源和原材料消耗各种能源所直接和间接排放的二氧化碳。各部门的碳排放系数见表2和表3。

1．直接碳排放系数和完全碳排放系数均为最高的有四个部门：电力、燃气、水的生产和供应业；非金属矿物制品业；基本金属（黑色、有色）加工业；石油加工、炼焦及核燃料加工业。原因是这四个部门在本部门产品的生产过程中燃烧大量化石能源，例如电力作为电力、燃气、水的生产和供应部门的主要产品，以消耗煤炭为主，煤炭又是碳排放强度很高的化石能源，使得该部门的直接碳排放系数为各部门最高。

2．间接碳排放系数（即完全碳排放系数与直接碳排放系数之差）最大的部门有：金属制品业；橡胶、塑料制品业；基本金属（黑色、有色）加工业；化学及化学产品制造业；非金属矿物制品业。这些部门在生产单位产品的过程中，带动其他部门所间接消耗排放的CO2最高。

3．完全碳排放系数与直接碳排放系数变动率（即间接碳排放系数与直接碳排放系数之比）最大的部门：仪器仪表及文化、办公用机械制造业；房地产和租赁业；教育；电气机械及器材制造业；卫生和社会工作；金属制品业；通用设备、专业设备制造业；住宿餐饮业；汽车制造业等。这些部门中，重工业部门（平均76倍）会直接消耗电力、燃气、金属等高碳排的原材料，而提供教育、卫生、租赁、住宿餐饮的生活服务部门（平均45倍）虽然直接碳排放不高，但是使用其他部门产品作为中间产品所带动的间接碳排放却很高。

表2 直接碳排放系数最高的十个部门表 单位：万吨CO2／百万美元

表3 完全碳排放系数最高的十个部门表 单位：万吨CO2／百万美元

（二）贸易隐含碳的总量分析和部门分析

2005年中国CO2排放总量为55．37亿吨（含居民消费2．50亿吨），利用2005年中国非竞争型投入产出模型，测算出中国贸易出口隐含碳21．48亿吨，占碳排放总量的38．8%；进口隐含碳16．81亿吨，占碳排放总量的30．4%；碳排放贸易余额4．67亿吨，占碳排放总量的8．4%（见表4）。同期，中国对外贸易中货物和服务出口占GDP的比重为36．8%，货物和服务进口占GDP的比重为31．6%，贸易顺差占GDP的比重为5．2%。表明中国对外贸易的价值构成与贸易隐含碳的数量构成方向相同，而贸易顺差同时伴随着碳排放贸易顺差，说明中国在工业产品出口的主要部门具有高耗能、高碳排、高能源集约的特征。

从出口隐含碳排放量来看，第二产业的出口隐含碳占出口隐含碳总量的90%以上，而制造业又占了其中的94%，可见作为“世界加工厂”的中国，对外贸易的扩张必然伴随着碳排放的增加。第三产业的出口隐含碳占总量比不到9．4%，第一产业的出口隐含碳仅占总量的0．5%。出口隐含碳最高的五个部门分别为：电气机械及器材制造业、化学及化学产品制造业、通用设备专业设备的制造业、纺织业、基本金属（黑色、有色）加工业。这五个部门恰好是中国出口产品的主要部门。

根据非竞争型模型测算的各部门贸易含碳量见表4。从进口隐含碳排放来看，第二产业的进口隐含碳占进口隐含碳总量的94．3%，第三产业进口隐含碳占总量的4．5%，第一产业的进口隐含碳占总量的1．2%。进口隐含碳最高的五个部门分别是：电气机械及器材制造业、化学及化学产品制造业、通用设备专业设备的制造业、采矿业、基本金属（黑色、有色）加工业。采矿部门中包括煤、石油、天然气等资源矿产的生产，中国对这些资源产品的进口减少了对应产品的生产可能排放的CO2。

从碳排放贸易余额来看，9个部门是碳排放贸易逆差部门（节省碳排部门），19个部门是碳排放顺差部门（增加碳排部门）。其中，碳排放贸易逆差最大的部门按差额大小依次是采矿业，通用设备专业设备制造业，基本金属（黑色、有色）加工业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，农林牧渔业和一些服务部门。这些部门的贸易共为中国减少了2．2吨碳排放。碳排放顺差最大的部门按差额大小依次是：纺织业，仪器仪表及文化办公用机械制造业，金属制品业，交通运输仓储业和批发零售业等。纺织业和仪器仪表及文化办公用机械制造业的出口总额是最大的两个部门，这两个部门对碳排放贸易差额的影响也最大，仅这两个部门的贸易就为中国增加了2．5亿吨碳排放。

对外贸易的快速扩张是中国碳排放增加的重要推动因素，为减少中国的碳排放总量，可以将贸易政策有针对性的指向碳排放贸易余额较大的部门。例如，可以采取扩张特定服务部门（包括上述分析中碳排放贸易逆差的住宿餐饮业、金融保险业）的进口，紧缩纺织业、仪器仪表及文化办公用机械设备的进口，这与中国转变经济增长方式，快速发展先进制造业和服务业的方向吻合。

表4 非竞争型模型测算的各部门贸易含碳量表 单位：万吨CO2

（三）与竞争型投入产出模型测算结果的比较分析

本文根据公式（7）、（8）、（9），利用2005年中国竞争型投入产出模型测算了中国贸易隐含碳排放的规模，结果显示：中国2005年出口隐含碳23．67亿吨，进口隐含碳23．27亿吨，碳排放贸易余额0．40亿吨。采用竞争型投入产出模型对碳排放贸易余额低估了4．27亿吨，占出口贸易含碳量的20%左右。

由于竞争型投入产出模型不区分进口中间投入和国内投入，这将会高估国内产品的中间消耗，体现在中间消耗系数矩阵A每个元素都不小于非竞争型投入产出模型中的Ad，而在测算隐含碳时所使用的完全碳排系数f（I－A）－1也会因此而远远高于非竞争型投入产出模型，两者所造成的碳排放量之差可以看成是由于进口产品对国内产品的替代产生的，本文将之称为贸易碳排放的“技术溢出”效应①技术溢出效应的概念最初来源于外商直接投资（FDI）企业对东道国带来的外部经济效用。。

另一方面，竞争性投入产出模型中出口隐含碳（EEE）的计算不考虑进口再出口部分产品的隐含碳，因此会抵消部分“技术溢出”效应产生的出口碳排放。对进口碳排放（EEI）的计算，竞争型和非竞争型投入产出模型都是将相应的完全碳排放系数与进口向量相乘得到，仅存在“技术溢出效应”的差异。因此，两种模型测算的出口隐含碳排放量差异不大，而竞争型模型将高估进口隐含碳排放，从而低估碳排放的贸易余额（EEB）。

（四）对研究结果的比较研究

在贸易隐含碳排放测算的文献中，大部分采用竞争型投入产出表进行测算。本文比较了竞争型和非竞争型投入产出表对贸易碳排放的结果，发现以竞争型投入产出表为基础的碳排放量倾向于高估进口碳排放。

在已有文献中采用非竞争型投入产出表比较少，主要有 Weber等［15］、Lin 和 Sun等［10］、闫云凤等［11］、姚愉芳等［12］、张友国［13］，其中 Weber、Lin和闫云凤对进口中间投入的拆分比较简单，即假定进口中间产品在各部门的消耗比例是相同的，这会造成很大误差。姚愉芳和张友国以中国科学院和中国国家统计局联合编制的非竞争投入产出表为基础，对中国的进出口贸易隐含碳排放进行了测算。本文与之的区别在于投入产出表的年份、部门合并数、基础数据的来源不同。

现将已有的研究中国对外贸易隐含碳排放量测算的主要文献列入表5中。

可以看出，即使相同年份、相同类型的投入产出表，对中国进出口隐含碳排放的测算结果也相差较大。原因可能有：（1）部门分类差异，（2）碳排放系数的差异，（3）进口中间投入比例的假定差异。解决这三个问题不仅需要数据提供者发布高质量的统计数据，还需要统一的理论和方法进行测算，在短期来看都不能有效解决。

表5 研究中国贸易隐含碳的主要文献及测算结果表 单位：百万吨CO2

五、结 论

本文利用中国投入产出表和OECD行业数据库中的投入产出表、贸易数据等编制了中国2005年32部门非竞争型投入产出表。以此为基础，对中国对外贸易隐含碳排放量进行了测算，对研究结果进行了比较分析。结果表明：

1．非竞争型投入产出模型在碳排放的核算中能够克服“技术溢出”效应造成的误差。由于区分了国内投入产品和进口中间投入产品，贸易碳排放核算所使用的碳排放系数显著变小。这种产品替代造成的碳排放“技术溢出”效应，高估了对外贸易中的进口隐含碳，从而低估了中国以加工贸易为主的贸易增长模式对中国境内资源的消耗和对环境的破坏。

2．贸易含碳量的部门核算有助于经济增长方式的转变和对外贸易政策的调整。中国的贸易隐含碳排放的部门分布体现出明显的“世界工厂”特点，即出口产品中高碳排产品比例很高，集中在电气机械及器材制造业、化学及化学产品制造业、通用设备专业设备的制造业、纺织业等部门，而进口产品中第三产业进口隐含碳占总量的4．5%，要从整体上降低贸易碳排放量，应调整这些贸易部门的发展模式，调整贸易结构，转变经济增长方式。

3．贸易隐含碳排放量对认清碳排放责任的分配具有重要意义。由于制度约束和经济发展起点的差异，发展中国家在发展低碳经济的路径上，面临着减排的沉重压力和转变增长方式的巨大挑战。应对全球气候变化，应充分考虑各国的贸易隐含碳规模，在对碳排责任的分担原则形成共识的基础上，通过设置合理的减排机制和技术转移机制实现全球范围内的节能减排。

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