江苏省碳排放影子价格研究

王桢 赵巧雨

华北电力大学经济与管理学院

江苏省碳排放影子价格研究

王桢 赵巧雨

华北电力大学经济与管理学院

中国于2011年10月在7个省市开展了碳交易试点工作，到目前为止，各试点不断稳步推进碳交易工作，为建立全国性的碳交易市场积累了丰富的经验。根据发改委的文件，中国将在2017年启动全国性碳排放交易系统，2017年将成为中国碳交易市场的关键节点。由于江苏并没有纳入到第一批的试点之中，对其碳排放情况研究较少。同时，江苏省经济发展水平较高，研究其目前的碳排放权价格对于推进我国统一的碳交易市场有重要作用。本文基于运筹学的线性规划方法构建了影子价格模型，并以江苏省工业行业为研究对象进行了实证研究，计算了江苏省2011 年-2015 年的工业全行业的碳排放的影子价格，并与全国工业全行业碳排放影子价格进行了比较分析。

碳排放 影子价格 碳交易市场 江苏省

引言

随着经济增长进入新常态，政府已经将发展重点放在提高经济增长质量，建设环境友好型社会上来。考虑到一旦开始实行碳排放相关管制，企业必将承受相关的减排成本，这对于企业的经济效益会产生很大影响，势必要求将这一成本考虑到经济发展的效益中去。由于企业在生产过程中排放的二氧化碳很难用市场价格进行衡量，所以可以用碳排放的影子价格来衡量企业在减排过程中承担的成本。通过影子价格的形成原理分析碳排放权初始分配价格的确定基准, 从而为碳排放权的流通提供定价基础[1]。通过对江苏省二氧化碳影子价格的估计，可以全面了解江苏省碳排放情况以及对经济的影响，为制定碳排放管制政策提供参考。同时也为2017年建立全国统一的碳交易市场的建立以及初始配额的分配提供参考。

一、模型与方法

（一）影子价格模型

根据胡民（2007）所提出的排污权定价的影子价格模型，本文采用相同方法来构建碳排放权的影子价格模型。在此模型中，主要运用运筹学中的影子价格理论，计算出单位碳排放权的边际价格。在这里影子价格的经济含义被定义为该地区企业参与碳交易时以利润最大化为目标所能接受的价格。

1.模型的基本假定

假设1：该地区的年碳排总量Q由该地区碳排放管制目标确定，为已知量。关于碳排放总量的确定，依据《中美气候变化联合声明》，我国在2030年左右实现二氧化碳排放峰值，总量峰值约为110亿吨。根据减排目标以此倒推便可以估算出十三五期间的碳排放管制总量，以此再将总量分解的全国每个地区。

假设2：该地区存在i个企业排放二氧化碳，这i企业的单位产量收益设为Bi，年产量设为Xi（i=1,2,3…..n）。在一定时期内，企业的产量与投入量成正比。在这里我们将化石燃料的使用量作为投入量，并且由于企业的二氧化碳排放主要来自于化石燃料的使用，因此企业的单位产量与二氧化碳排放量也成正比，比例系数设为 Ri。则这 i个企业排放的二氧化碳总量为 Qi=Xi＊Ri。

2.模型构建

设目标函数为在该地区实行碳排放管制时企业的利润最大。这样设置的理由为二氧化碳排放权其实可以看作为企业的另外一项生产资料且同样具有经济价值。其主要途径有2种：（1）减排成本大于碳排放权交易价格，通过购买碳排放权减少自身的减排压力。（2）减排成本小于碳排放权交易价格，通过出售碳排放权获得收益。由于受到地区碳排放管制，将二氧化碳排放量为函数的约束条件。

由以上假设，影子价格模型为：

将目标函数和约束条件带入到拉格朗日方程，对其一阶求导，并令其一阶导数为 0：

在这里，λ即为单位碳排放的影子价格，在这里我们必须明确2个关键点：

（1）这里的碳排放权的影子价格并不是其市场价格，而是对碳排放权这一资源的估价；（2）该影子价格表示在其他条件不变时,每增加一单位排污量时所带来的利润。

（二）能源消费所产生二氧化碳排放量的估算模型

由于我国没有把二氧化碳作为大气污染物，所以并没有直接的二氧化碳排放数据。这里利用缺省计算方法来计算化石燃料在消费过程中产生的二氧化碳。本文也按这一做法并根据行业当年消耗的能源数量计算工业行业二氧化碳排放量。建立模型如下：

其中，I CO2所有能源消耗产生的二氧化碳排放量，单位（吨）。Ei某行业消耗的第i种能量，单位（吨）。CCi有效碳排放因子,反映单位发热量的含碳水平，单位（千克/十亿焦耳）。CFi转换因子即各种能源的平均低位发热量，单位（千焦/千克）。44/12碳原子转化为 CO2分子的固定比值。HiIPCC 提供的缺省碳含量,反映单位发热量排放的碳水平，单位（千克/万亿焦耳）

COFi缺省氧化率，反映能源的氧化水平,若为1则表示该种能源完全被氧化为CO2,但通常该值小于1。CO2排放系数=H＊COF＊1000＊CF＊44/12。

二、江苏省工业全行业碳排放影子价格计算

（一）数据来源及样本选取

本文以江苏省工业行业为研究对象，估算 2011—2015年江苏省工业行业碳排放初始价格。数据从 2011—2015年《江苏省统计年鉴》得到。模型中涉及到的主要变量有单位产量产生的收益为 Bi和单位产量二氧化碳排放比例系数 Ri。在本文计算中用相近指标进行替代。单位产量产生的收益 Bi用单位产值利润率代替，产值利润率（%）＝（利润总额/工业总产值）×100%。单位生产规模二氧化碳排放比例系数 Ri用碳排放强度代替，工业行业的碳排放强度表示为单位产值二氧化碳排放量，即工业行业碳排放强度=二氧化碳排放量 /工业总产值。

（二）碳排放权影子价格计算

根据江苏省统计年鉴的工业数据，计算出5年的碳排放影子价格。如表 3.2 所示。

表 3-2 江苏省工业全行业碳排放的影子价格

表格中相关指标计算方法：单位产值利润率=利润总额/工业总产值

碳排放强度=二氧化碳排放量/工业总产值

碳排放影子价格=单位产值利润率/碳排放强度

（三）全国工业全行业碳排放影子价格计算

本文计算全国工业全行业碳排放影子价格（2011-2015年）采用与计算江苏省的方法相同，数据来源于国家统计局。根据计算结果，这5年，全国的碳排放影子价格变化不大，从2011年到2015年，分别为618.53，588.35，630.20，634.42，633.00。

三、江苏省工业碳排放的经济损益评估

碳排放影子价格是对碳减排成本的一种直观反映，较高的二氧化碳影子价格表明了该地区较高的碳减排成本，反之亦然。本文根据当年二氧化碳的排放增量与当年二氧化碳排放的影子价格的乘积计算出江苏省工业碳排放的经济损益。具体计算结果见表 5.1

表4 .1 江苏省工业碳排放经济损益

四、结论及政策建议

本文研究的主要目的是计算出2011—2015 年江苏省省工业全行业二氧化碳的影子价格、了解影子价格的变化特征以及时间序列上的差异、以及二氧化碳排放给江苏省工业带来的经济效益，并与全国碳排放影子价格水平相比较。通过研究,得到以下结论:

1.江苏省工业全行业在 2011—2015 年这5年间，随着碳排放强度逐年降低，影子价格逐年上升。反映出江苏省在这几年工业节能减排上做出了努力。同时，碳排放影子价格的增长幅度在加大，表明江苏省的节能减排技术和能源使用效率还有进一步的提高空间。

2.通过计算出全国的碳排放影子价格发现，江苏省的碳排放影子价格要远高于全国水平，这与黄文若[3]计算的中国各省份二氧化碳影子价格结论一致。 江苏经济较为发达，其减排成本也更高。因为发达地区使用一单位碳排放权的边际效益较高，所以未来在全国统一的碳交易市场，这些地区更有可能成为市场中的买方。

3.江苏省与全国的碳排放影子价格的差异之大，主要原因是两者之间碳排放强度的差异，江苏的碳排放强度几乎为全国水平的一半。而碳排放强度的构成，主要取决于该地区工业使用的能源结构以及投入产出的效率。

[1]胡民.排污权定价的影子价格模型分析.价格月刊，2007，357（2）：19-22.

[2]William Nordhause.How fast should we graze the global commons? [J].The AmericanEconomic Review, 1982, 72(2): 218-221.

[3]Pittman, R.W.Issues in Pollution Control: In terplant Cost Differences and Economies of Scale[J].Land Economics, 1981, (57): 1-17.

[4]涂正革.工业二氧化硫排放的影子价格：一个新的分析框架[J].经济学(季刊),2009, 9(1):259-282.

[5]陈诗一.工业二氧化碳的影子价格:参数化和非参数化方法[J].世界经 济,2010, 8: 93-111.

[6]Rolf Färe, Shawna Grosskopf, C.A.Knox Lovell. Derivation of Shadow Prices for Undesirable Outputs: A Distance Function Approach.The Review of Economics and Statistics.1993,75:374-380.

[7]A Hailu，TS Veeman.Comparison of Alternative Methods for Environmentally Sensitive Productivity Analysis.Canadian Journal of Agricultural Economics, 1999, 47(4):475-475.

[8]《2006 年 IPCC 国 家 温 室 气 体 清 单 指 南 》 http://www. ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/chinese/.

[9]黄文若,魏楚.中国各省份二氧化碳影子价格研究.生态经济与区域经济.2012,2:70-78.