中国含铁商品碳排放核算方法及隐含碳的跨境转移

梁 靓，王高尚，李强峰,4，代 涛

(1.中国地质大学(北京)人文经管学院，北京 100083；2.中国地质科学院矿产资源研究所,北京 100037；3.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京 100037；4.中国地质大学(武汉)经济管理学院，湖北 武汉 430074)

重大专项

中国含铁商品碳排放核算方法及隐含碳的跨境转移

梁 靓1，王高尚2,3，李强峰2,3,4，代 涛2,3

(1.中国地质大学(北京)人文经管学院，北京100083；2.中国地质科学院矿产资源研究所,北京100037；3.中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，北京100037；4.中国地质大学(武汉)经济管理学院，湖北 武汉430074)

商品国际贸易中隐含的CO2排放是国家间、行业间有效划分碳排放责任和分配排放配额的重要依据。中国是含铁商品生产和贸易大国，为了准确计算中国含铁商品国际贸易中隐含的铁元素CO2排放，本文基于《IPCC国家温室气体排放清单2006》中提供的方法设定了中国海关各类含铁商品含铁系数，并且核算了中外含铁商品的碳排放系数。计算了2015年中国含铁商品国际贸易中隐含的CO2排放量。结果表明：2015年在含铁商品国际贸易中纯铁的巨额碳排放向中国净转移，净转移值高达4.05亿t；通过含铁商品贸易向中国净转移的碳排放主要集中于亚洲、北美洲和欧洲地区；美国、越南、韩国等9国是含铁商品碳排放净转移到中国的主要国家，占总排放净值的49%；全球的碳减排责任应当充分考虑与各国最终消费挂钩。本文对中国进出口含铁商品碳排放量的测算，能够更公平有效的划分国际间碳排放责任，为国家间分配碳排放配额提供技术支持。

碳排放核算；含铁商品；跨境转移；物质流；中国

0 引 言

近年来，全球气候问题日益严峻，国家间围绕气候问题的博弈日趋激烈，在全球气候谈判中各国讨论的焦点之一就是如何在国家间进行分配减排责任，尤其是通过国际商品贸易转移的碳排放是在国家间分配排放配额时必须考虑的指标[1]。在碳排放责任的问题上，国际社会现行的是“生产者原则”，即规定生产者对其境内生产的产品和服务所产生的碳排放负责[2]。这种原则极易造成在生产污染程度大，贸易量大的行业中，发达国家将高碳排放行业转移到发展中国家，再从其进口高碳排放产品满足本国消费需要，由发展中国家承担了发达国家本该承担的碳排放责任，对发展中国家极其不公平。中国是含铁商品生产和贸易大国，核算中国对外贸易中通过含铁商品转移的碳排放量，不仅可以更公平有效划分不同国家、不同行业间碳排放责任，还可以为排放配额的分配提供支撑。

目前，围绕中国国际贸易中隐含的碳排放已开展了大量研究。Pan J等[3]、魏本勇等[4]、Lin等[5]、王文举等[6]、杜运苏等[7]、张为付等[8]、向书坚等[9]均运用SRIO模型(single region input output)计算了中国进出口贸易中隐含碳排放。由于SRIO模型假定进口产品生产技术与中国相同，进口排放的计算多采用中国同类商品或服务的强度来替代，使得估计结果产生较大的偏差；且这些学者的研究对象为所有贸易商品，涵盖范围太大，使得计算结果存在较大误差。因此，需要对不同行业或不同类产品隐含的碳排放分别进行测算。对于钢铁行业国际贸易隐含的碳排放研究，张晓平等[10]运用《IPCC国家温室气体排放清单2006》中提供的方法3(产量乘以基于产品的排放系数)核算了1992～2006年中国含铁商品进出口贸易中隐含碳排放，并分别对中国和国际先进水平生产的含铁商品选择了不同的碳排放系数，其计算结果相较于SRIO模型计算法更接近于实际；但由于其统计的含铁商品只包括生铁、粗钢和钢材，没有包括成千上万种含铁商品，所以其结果仍然具有一定的局限性。

本文核算中国含铁商品进出口贸易中隐含碳排放方法和张晓平等[10]一致，也分别对中国和国际先进水平生产的含铁商品的碳排放系数进行了核定与计算，再结合《IPCC国家温室气体排放清单2006》中提供的方法3计算2015年中国含铁商品国际贸易中隐含的CO2排放。本文在物质流的视角下统计的数据涵盖了进出口贸易中所有的含铁商品，包括含铁终端产品，相较于张晓平等[10]的计算结果更准确、科学。由于2015年中国的含铁商品国际贸易量是最新的系统全面的数据，测定现阶段中国含铁商品隐含碳排放最准确。本文首先测算了中外含铁商品的碳排放系数，其次设定了中国进出口贸易中铁物质流量，并对计算的2015年中国进出口含铁商品碳排放结果进行讨论与分析，最后对结果进行梳理和总结。

1 中国进出口贸易中铁物质流量测算

本文从中国海关收集了2015年共3 790项含铁商品进出口贸易数据，为了测算进出口贸易中铁物质流量，采用了分层抽样统计方法对这些数据进行处理。把异质性较强的总体分成若干个同质性较强的子总体，从不同的子总体中抽取样本分别代表该子总体，进而将所有各总体中抽取的样本合并成一个样本代表总体。

本文从钢铁产业链的角度将2015年的海关数据分为5大类以及33小类，每一小类分成几十或更多同性质较强的子总体，从这些不同的子总体中抽取有代表性的含铁商品样本，并以样本的铁含量为代表，结合该子总体中含铁商品的数量，计算该子总体的铁含量。将各子总体的铁含量求和，计算得出每一小类和大类含铁商品的铁含量。最后测算出中国2015年各类商品进出口的铁含量(表1)。

2 含铁商品的碳排放系数核算

本文从钢铁产业链的角度将铁矿石、生铁、粗钢、钢材和含铁终端产品统称为含铁商品，其中含铁终端产品分类多样，包含有机械、陆上交通工具、基础零件、家用电器等。根据《IPCC国家温室气体排放清单2006》[11]，共有3种含铁商品CO2排放计算方法。方法1：根据消耗的燃料量来计算排放量，将消耗的燃料量折算成能源消耗量，采用相应的能源排放因子，从而计算得到CO2排放量；方法2：基于对生产全过程碳的跟踪，与方法1相比增加了由于金属产品固碳而作的修正；方法3：是用铁和钢的产量乘以基于产品的排放系数。

表1 海关各类含铁商品含铁系数设定及中国2015年商品进出口的铁含量

本文中含铁商品的CO2排放计算是结合方法1和方法3来实现的。首先采用方法1，确定含铁商品的工序能耗，将工序能耗折算成能源消耗量，采用相应的能源排放因子，从而计算得到该含铁商品的碳排放系数；在此基础上用方法3，将铁和钢的产量乘以基于产品的排放系数来大致估算中国含铁商品CO2排放的跨境转移。

本文所提及的含铁商品的碳排放系数均为生产1 t该产品所有工序消耗的能源产生的碳排放数量，包括生产原材料消耗的能源产生的碳排放数量，但不包括运输过程中消耗能源的碳排放。各含铁商品的工序能耗、相关技术经济指标以及数据来源见表2。

2.1 铁矿石的碳排放系数

按照《IPCC指南》方法1，铁矿石原矿碳排放系数计算公式为式(1)。

式中：E1代表铁矿石原矿碳排放系数，单位为kgCO2/t；ECopen代表露天开采铁矿石原矿的工序能耗，ECunderground代表地下开采铁矿石原矿的工序能耗，二者单位均为kW·h/t；ECesf代表电力排放因子，单位为kgCO2/kW·h；θ1和θ2分别代表露天开采和开采的铁矿石原矿的占比。中国铁矿石开采包括露天和地下开采，二者比例约为4∶1；而中国进口的铁矿石主要来源于澳大利亚，其铁矿石开采均为露天开采。结合Brander等[19]计算的中国电力排放因子为0.97，澳大利亚电力排放因子为0.99，计算得出中国生产的铁矿石原矿碳排放系数为6.79 kgCO2/t，进口铁矿石原矿碳排放系数为0.69 kgCO2/t。

表2 各含铁商品的工序能耗、相关技术经济指标

2.2 生铁的碳排放系数

中国生铁工序较为复杂，主要包括焦化、烧结和高炉炼铁的工序，并且对铁矿石原矿的品位有一定的要求。中国生产的铁矿石原矿平均品位在31.3%左右，达不到炼铁的要求，还需要经过选矿工序。先计算精铁矿的碳排放系数，见式(2)。

烧结矿的碳排放系数计算公式为式(3)。

式中：E3代表烧结矿的碳排放系数，kgCO2/t；EC3代表烧结工序能耗，kgce/t；ECO2为标准煤的碳排放系数，根据《IPCC指南》计算得出ECO2为2.7725 kgCO2/kgce；μ1和μ2代表进口铁矿石和国内生产精铁矿的铁含量比例。根据2015年进口铁矿石和中国生产精铁矿的数据计算得出二者铁含量比为14∶11。结合表1中的数据，计算得出中国生产烧结矿碳排放系数为176.27 kgCO2/t。而世界先进水平烧结的铁矿石品位高，不需要计算选矿工序能耗，计算得出世界先进水平烧结矿碳排放系数为131.00 kgCO2/t。

高炉炼铁生产出的生铁的碳排放系数计算公式见式(4)。

式中：E4代表生铁的碳排放系数，kgCO2/t；EC4代表煤炭焦化工序能耗，kgce/t；δ代表入炉焦比，kg/t；ECO2代表标准煤的碳排放系数；ω1代表生铁的含铁系数；γ2代表铁精矿的品位；ρ2代表高炉炼铁的金属回收率。结合表1中的数据，计算得出中国生产生铁的碳排放系数1 696.33 kgCO2/t，国际先进水平生产的生铁碳排放系数1 405.86 kgCO2/t。

2.3 粗钢的碳排放系数

炼钢是指利用氧气来氧化炉料(主要是生铁)所含杂质的金属提纯过程。炼钢所得的粗钢碳排放系数计算公式见式(5)。

2.4 钢材的碳排放系数

粗钢通过轧制得到钢材。生产钢材的碳排放系数公式见式(6)。

式中：E6代表钢材的碳排放系数，kgCO2/t；EC6代表轧钢工序能耗，kgce/t。结合表1中的数据，计算得出中国生产钢材的碳排放系数2 078.84 kgCO2/t；世界先进水平生产钢材的碳排放系数1 675.25 kgCO2/t。

2.5 含铁终端产品碳排放系数

由钢材制造成的含铁终端产品种类多样，包括工程机械、农业机械、汽车、轮船等等，在由钢材制成各类含铁终端产品的过程各不相同，没办法去统计和计算每种含铁终端产品在制成过程中所排放的CO2。在本文中，含铁终端产品中纯铁的碳排放系数等于钢材中纯铁的碳排放系数。

2.6 小 结

根据式(1)～(6)计算出了中国进出口的铁矿石、生铁、粗钢、钢材和含铁终端产品的碳排放系数。然而，在计算中国与世界各国贸易的铁物质流是以纯铁来统计的，需要通过含铁商品的含铁系数来确定其纯铁物质的碳排放系数见表3。为方便计算其中含铁系数标定值为各分类产品含铁系数均值。

表3 含铁商品的纯铁碳排放系数

3 结果与分析

按照《IPCC指南》方法3，用贸易中含铁商品的铁物质量乘以基于产品中纯铁物质的碳排放系数，得到2015年中国与各洲各国铁物质贸易中隐含碳的转移量。

3.1 含铁商品进出口隐含碳排放净值分析

当前，中国的钢铁贸易结构为进口大量原材料(铁矿石)，并大量出口钢材和含铁终端产品。由于不同产品的碳排放系数不同，根据测算结果是巨额碳排放量向中国净转移。2015年中国进口铁物质隐含碳排放量7 687万t，出口铁物质隐含碳排放量4.82亿t，中国通过含铁产品的出口贸易为其他国家承担的碳排放净值为4.05亿t。进出口铁物质隐含碳排放量都主要集中在钢材和含铁终端产品上，由于近几年钢材贸易量增多，导致含铁终端产品隐含碳排放量的主导地位被钢材所取代(图1)。

图1 2015年中国进出口铁物质碳排放量及各环节含铁产品占比

3.2 含铁商品进出口隐含碳排放区域分析

2015年中国与其他六大区域间的铁物质隐含碳排放转移情况如图2所示。进口方面：进口铁物质隐含碳排放量主要集中在亚洲(76.3%)和欧洲(16.6%)。其中进口含铁产品除铁矿石外隐含碳排放全部集中于亚洲，此外，铁矿石隐含碳排放集中于大洋洲，生铁隐含碳排放还集中非洲，含铁终端产品隐含碳排放还集中于欧洲。由于前端含铁商品碳排放小，以及进口量相比钢材和含铁终端产品较少，因此进口铁物质隐含碳排放量主要集中在进口后端产品钢材和含铁终端产品的亚洲和欧洲。出口方面：六大区域中，中国出口到亚洲(61.4%)的铁物质隐含碳排放量最大，其次是北美洲(12.0%)和欧洲(12.7%)；不管是生铁、粗钢还是钢材和含铁终端产品的出口转移情况，亚洲、北美洲和欧洲都是向中国转移碳排放的主要区域。

3.3 含铁商品进出口隐含碳排放国别分析

通过分析，2015年向中国净转移的碳排放量排名前9的国家如图3所示。主要是北美洲的美国，亚洲的越南、韩国、印度尼西亚、菲律宾、印度和泰国以及欧洲的土耳其和意大利。这些国家向中国转移的含铁产品碳排放量净值占碳排放总净值的49%。在含铁产品出口贸易结构中这些碳排放主要隐含在钢材中(美国主要隐含在含铁终端产品中)。

图2 2015年中国进出口铁物质碳排放转移六大洲分布图

图3 2015年在含铁产品贸易中向中国净转移的碳排放主要国家分布

4 结 论

中国作为含铁商品生产和贸易大国，2015年世界含铁商品国际贸易中隐含了巨量的碳排放向中国净转移，净值高达4.05亿t。含铁商品通过贸易向中国净转移的碳排放主要集中于亚洲、北美洲和欧洲地区，美国、越南、韩国等9国是含铁商品碳排放净转移到中国的主要国家，占净转移总值的49%。中国在钢铁行业的生产中为全球承担了巨大的碳排放责任，为了更加公平合理界定各国的碳排放责任，全球的碳减排责任应充分考虑与各国最终消费挂钩，而不是单纯的与生产挂钩，进而制定更为公平的碳减排义务分担体系。

在本文确定含铁商品中纯铁的碳排放系数的过程中，分别对中国和国际先进水平生产的含铁商品选择了不同的碳排放系数，相较于SRIO模型算法，减少了计算结果的误差。然而，误差并没有完全消除。含铁终端产品分类多样，包含有机械、陆上交通工具、基础零件、家用电器等，由钢材制成的成千上万种含铁终端产品必然有各不相同的能耗、电耗，计算所有含铁终端产品的工序能耗数据量过于庞大，且搜集数据难度大。因此，为了便于计算，作者假设所有含铁终端产品的碳排放系数等于钢材的碳排放系数。这使的含铁商品隐含的碳排放量有所降低，所以，世界向中国净转移的碳排放量是最低值，实际上的数值必然更大。

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Carbonemissionsaccountingmethodandimplicitcarbontransboundarytransferofiron-containingcommodityinChina

LIANG Liang1,WANG Gaoshang2,3,LI Qiangfeng2,3,4,DAI Tao2,3

(1.School of Humanities and Economic Management,China University of Geosciences(Beijing),Beijing100083,China;2.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;3.Research Center for Strategy of Global Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;4.School of Economics and Management,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Implicit CO2emissions from international trade in commodities are an important reference for effective division of carbon credits and allocation of emission quotas among countries.In order to accurately calculate the implied CO2emissions from the international trade of iron-containing commodity in China,this paper sets the iron content coefficient of all kinds of iron goods from China customs,and calculates the carbon emission coefficient of China and foreign iron goods based on the methodology provided in “IPCC national greenhouse gas emissions inventory2006”.The final calculation of the2015China’s iron-containing commodity in the international trade implied CO2emissions.The results show that:huge carbon emissions in the international trade of iron products in2015was transferred to China with a net transfer value of4.05million tons;net carbon emissions transfer of iron products to China are mainly concentrated in Asia,North America and Europe;The United States,Vietnam,South Korea and other countries are major countries with net transfer of carbon emissions to China,accounting for49% of the total net emissions;the carbon responsibility for net transfer to China should be borne by the consumer countries of these iron-containing products.The calculation of carbon emissions about China’s iron-containing commodity in international trade can provide a more equitable and effective division of international carbon emissions responsibilities and provide information support for the allocation of carbon quotas among countries.

carbon emissions accounting;iron-containing commodity;transboundary transfer;material flow;China

F206

A

1004-4051(2017)12-0099-06

2017-10-11责任编辑赵奎涛

中国地质调查局地质调查项目“中国铁铜铝等资源循环调查评价”资助(编号：121201103000150015); 国家自然科学基金重点项目“经济新常态下的国家金属资源安全管理及其政策研究”资助(编号：71633006)

梁靓(1991-)，女，硕士研究生，主要从事资源产业经济研究，E-maillliang0525@163.com。

代涛，男，副研究员，主要从事资源经济学和矿产资源战略研究，E-mail：eagledai@126.com。