落叶松碳汇造林项目CCER开发成本动态核算研究

曹先磊，张 颖

(1.山西财经大学 国际贸易学院，山西 太原 030006；2.北京林业大学 经济管理学院，北京 100083)

一、引言

全球气候变化已成为不争事实，建立和完善碳交易市场实施有效的减排增汇是应对气候变化的重要途径[1-2]。2011 年，中国已正式批准北京、天津、上海、重庆、湖北、广东和深圳等7个省市作为碳交易试点地区，2016年又拓展到四川和福建，并在2017年扩展到全国范围，计划在未来形成一个与国际接轨的全国性碳交易市场；并且各碳试点市场均不同程度地准许企业开发中国核证减排量(China Certified Emission Reduction，CCER)并进行交易，用以抵消控排企业等量的碳排放，这使碳市场覆盖范围之外的企业也可进行节能减排，从而延伸了碳市场的作用[3-4]。

造林项目CCER是中国碳抵消机制的重要组成部分，其顺利开发与交易可使造林活动获得一定的额外收益，这对激励造林行为进而提高木材供给和森林碳汇量，发挥林业在应对气候变化中作用具有重要意义。为此，国家林业局专门制定了《关于推进林业碳汇交易工作的指导意见》，指出坚持清洁发展机制(Clean Development Mechanism，CDM)林业碳汇项目交易，重点探索碳排放权交易下的林业碳汇自愿减排交易[3-4]。同时，落叶松作为中国干旱半干旱区域针叶林的优势树种，广泛分布在东北林区、内蒙古林区以及华北和西南林区；由于人工落叶松种植5年后就可迅速郁闭成立，并保持长达20年的迅速生长，展现出了较强的碳汇能力，是良好的优势碳汇树种[5]。因此，以落叶松为典型树种的碳汇造林CCER项目在我国内蒙、黑龙江和河北等林业省份均不同规模的出现，并呈现出快速发展态势。

尽管碳汇造林项目在中国得到快速发展，但在项目开发与持续经营成本总体较高，且碳市场环境存在不确定性的复杂背景下，如何优化林业生产要素配置、降低项目CCER开发成本，增加造林活动的额外收益，不仅对于项目业主的投资决策具有重要的参考价值，而且也可以为政府利用市场手段实现森林增汇战略目标的政策制定提供依据，并日益受到社会各界的广泛关注。近年来，不少学者从不同视角利用不同方法，围绕碳汇造林项目的成本结构、定量核算与敏感因子等方面展开了大量研究。其中，围绕碳汇造林项目的成本结构方面，冯亮明等指出AR项目成本主要包括造林抚育成本、森林管理成本、土地利用的机会成本、泄露成本以及交易成本等[6-7]；围绕AR项目成本定量核算方面，一些学者主要基于造林成本法通过借鉴国外Benítez固碳模型或者林分轮伐期净现值(NPV)模型，对不同地区、不同林分的碳汇造林成本与收益，展开了实证研究，并利用敏感性分析方法探讨了影响成本的主要因子[8-12]。此外，一些学者还从生物学角度利用生物量方程法或蓄积量方程法对落叶松等典型林分的碳汇能力与潜力展开了核算研究[5，13]。上述相关研究，为科学认知造林项目的成本结构与定量核算提供了文献依据，也为降低造林项目开发成本、提高其开发收益提供了文献参考，具有重要的现实意义和应用价值。

但是，已有研究仍然存在进一步完善和提升的空间。一方面，关于碳汇的计量，已有研究并没有从碳汇交易角度对项目固碳减排量进行动态核算[3-4]；事实上，可交易的碳汇必须具备额外性，这种额外的碳汇量(或核证减排量)在没有拟议的碳汇造林项目的情况下是不会产生的。另一方面，专门针对符合《碳汇造林项目方法学(AR-CM-001-V01)》技术要求的碳汇造林项目CCER开发成本的系统研究较少，定量探讨开发成本对造林规模与市场环境等因素变化的敏感性的研究更是匮乏，这与碳汇造林项目在中国呈现出快速发展的态势不符[1-4]。事实上，一般商业造林项目与碳汇项目的投入产出结构存在较大差异，CCER开发成本并不等于造林项目的所有投入，而是为获得碳汇额外增加的量。

鉴于此，本文将从碳交易视角出发，构建CCER核算机理框架与开发成本评估模型，利用关键信息人访谈、文献资料与中国自愿减排交易信息平台查阅等途径获取的数据参数资料，对河北省丰宁县落叶松造林项目CCER开发成本及其动态分布进行实证分析，并探讨了其敏感性，以期为林业碳汇项目业主的投资决策以及政府部门利用市场手段实现森林增汇目标的政策制定提供参考依据。

二、研究区域与项目概况

河北省丰宁满族自治县大滩镇(115°54′～116°14′E)位于河北省北部、承德市西部，南邻北京市怀柔区，北靠内蒙古自治区正蓝旗、多伦县，东接承德市围场县、隆化县、滦平县，西面与张家口市赤城县、沽源县接壤，是河北省32个环北京和天津地区的县区之一，素有京津绿肺之称。当地属于中温带半湿润半干旱大陆性季风型高原山地气候，现有林面积572万亩，草场面积736万亩，特别适合落叶松、樟子松、白桦、云杉、山杨、黄柳、油松等树种生长；这为落叶松碳汇造林项目的开展提供了良好的自然条件。

丰宁县落叶松碳汇造林项目从造林开始的2006年到2026年，共计20年。项目造林模式为华北落叶松纯林，造林集中在2006年，造林密度为4 995株/hm2。该造林一期项目的核证减排量于2016年12月在中国自愿减排交易信息平台网公示[注]网址：http://cdm.ccchina.gov.cn/archiver/cdmcn/UpFile/Files/Default/20161220132507019533.pdf，这表明该项目符合《碳汇造林项目方法学》所规定的各项技术要求，如：具有额外性等；故选择该区域造林项目，从碳交易视角探讨CCER开发成本具有一定的可行性，并可为未来中国干旱半干旱区域落叶松等针叶林碳汇造林项目CCER开发提供文献参考。

三、研究方法

(一)中国核证减排量核算机理框架构建

碳汇造林项目中国核证减排量，主要是指在荒山荒地开展造林活动产生的净碳汇量，等于项目碳汇量减基线碳汇量和泄漏量；其中，项目碳汇量是指在项目情景下，项目边界内所选碳库(如：地上和地下生物量[注]落叶松林碳库主要包括地上生物量、地下生物量、枯死木、枯落物、土壤有机碳5大碳库。与项目基线情景相比，落叶松造林活动导致枯死木、枯落物、土壤有机碳库的碳储量均不会降低，故可保守地忽略不计。)中碳储量变化量，减去在荒山荒地开展造林项目活动引起的项目边界内温室气体排放的增加量(本文假定其值为零[注]林地清理、整地或竹林经营过程中可能存在由于森林或其他木本植物生物质燃烧导致CH4、N2O、CO2等温室气体排放，由于本项目不涉及全面清林和炼山等有控制火烧；因此，根据方法学，本研究主要考虑项目边界内森林火灾引起生物质燃烧造成的温室气体排放。对于项目事前估计，由于通常无法预测项目边界内的火灾发生情况，因此可以不考虑森林火灾造成的项目边界内温室气体排放。)。所谓基线碳汇量是指在基线情景下，项目边界内碳库(地上和地下生物量)中碳储量变化之和。泄漏是指由拟议的碳汇造林项目活动引起的、发生在项目边界之外的、可测量的温室气体源排放的增加。本研究也把基线碳汇量和碳泄露量设定为零[注]理论上讲，在无林地上开展碳汇造林活动前，原有灌草等植被继续生长达不到政府定义森林的阀值标准，故基线情景下碳汇量极少，基本可以忽略不计；此外，河北丰宁县落叶松碳汇造林项目是在宜林荒山开展的碳汇造林活动，造林前不涉及农业活动的转移，并且造林过程中选择苗木等都是基于就近原则，涉及项目边界外交通工具燃油排放非常少，因此把基线碳汇量和碳泄露量设定为零。。故落叶松碳汇造林项目第t年项目碳净减排量可表述为林木生物质碳储量年变化量，其公式为：

ΔCAR_CHINA,t=ΔCTREE_PROJ,t

=ΔCTREE_PROJ,AB,t+ΔCTREE_PROJ,BB,t

(1)

式(1)中，ΔCAR_CHINA,t为第t年落叶松碳汇造林项目的中国核证减排量；ΔCTREE_PROJ,t为第t年林木生物质碳储量年变化量，它可表示为地上(ΔCTREE_PROJ，AB，t)和地下(ΔCTREE_PROJ，BB，t)生物量碳库碳储量年变化量之和(t)。

(二)碳储量及其年均变化量核算方法

本文主要选择生物量方程法计算林木生物量和碳储量，并利用林木生物质碳储量连年变化法计算落叶松碳汇造林项目的减排量。单株落叶松全株(包括树茎、树枝、树叶、树根)生物量的计算是项目碳储量核算的前提，借鉴已有研究成果[5，13]，单株和项目面积落叶松总生物量计算方法，见如下方程：

(2)

DBHTREE_PROJ，t=0.297 8×t1.182 8

(3)

BTREE_PROJ，t=WTREE_PROJ，t×NTREE_PROJ，t×

ATREE_PROJ，t

(4)

式(2)～(4)中，WTREE_PROJ，t、DBHTREE_PROJ，t和BTREE_PROJ，t分别为第t年时落叶松单株总林木生物量(t)、平均胸径(cm)和碳汇造林项目总生物量(t)。NTREE_PROJ，t和ATREE_PROJ，t分别为落叶松种植密度(株/hm2)和种植面积(hm2)。在确定项目生物量的基础上，对项目总生物质碳储量进行核算，见式(5)，并利用林木生物质碳储量连年变化法计算项目减排量，见式(6)。

(5)

(6)

式(5)～(6)中，CTREE_PROJ,t为第t年项目林木生物质总碳储量(t)；CFB为落叶松生物量中的含碳率，取值为0.521；44/12为CO2与C的分子量之比。ΔCTREE_PROJ,i,t为第t年时林木生物质碳储量的年变化量(t)；t1、t2为项目开始以后的第t1年和第t2年，且t1≤t≤t2。

(三)中国核证减排量开发成本核算方法

1.中国核证减排量开发成本的界定。如前所述，一般商业造林项目与碳汇项目的投入产出结构存在较大差异，表1给出了商品材造林和碳汇造林两种情景下的造林投入产出结构对比。从表1可以看出，与商品材造林相比，为获得碳汇收益碳汇造林项目情景需要额外增加编写项目设计文件(Project Design Document，PDD)、监测报告等一次性开发成本，以及项目审定与减排量核证所产生的费用等。同时，理论上讲两种模式的造林投入和森林抚育管护投入的结构与水平也存在一定差异[6]；但是已有研究表明，两种模式的造林投入和森林抚育管理投入差异非常小[14]，基本可以忽略不计；故本文认为该碳汇造林项目的CCER开发成本，主要包括编写PDD、检测报告、审定与核证等成本指标。

表1 商品材造林和碳汇造林情景的投入产出结构对比表

2.中国核证减排量开发成本核算方法。中国核证减排量开发成本核算方法概况起来主要包括净现值法、内部收益率法和资金回收周期法等。其中，净现值法是应用最为广泛且通俗易懂的方法；因此，本文将选择净现值法对碳汇造林项目CCER开发的单位成本进行考察。碳汇造林项目固碳成本核算公式如下：

(7)

(8)

表2 落叶松碳汇造林项目CCER开发成本情况表

注：根据《北京环境交易所》“基于林业碳汇的生态补偿市场化机制建设”资料整理所得[15]。括号中为相应成本的中间值；根据该项目设计文件(Project Design Document，PDD)可知，该项目在2015、2020年和2025年共设置三个监测期。

四、实证结果与分析

(一)当前条件下中国核证减排量开发成本核算结果与分析

基于式(7)～(8)，结合落叶松碳汇造林项目CCER开发成本和碳汇计量相关参数及公式，可计算得到，落叶松碳汇造林项目CCER开发成本动态变化情况，结果见图1。

图1 不同项目记入期造林项目中国核证减排量开发成本图

从图1可以看出：落叶松造林项目CCER的开发成本在不同的项目运行期存在明显差异，这与不同项目记入期落叶松生物量与碳汇量不同有关。具体而言，在其他因素不变的情况下，当项目记入期为5年时，固碳成本为191.1元/吨，固碳成本较高，这蕴含着造林项目较短计入期安排，并不具有经济可行性；但项目记入期为20年时，固碳成本仅为1.5元/吨，这一成本明显低于当前中国CCER市场价格(15～20元/吨)[3-4]，这表明造林项目选择20年的项目记入期，碳汇造林中国核证减排量项目开发活动在经济上具有可行性，这也从侧面解释了中国碳汇造林项目快速发展的原因[1]。

(二)不同条件下中国核证减排量开发成本与收益分析

1.开发成本对单因素变化的敏感性分析

(1)开发成本对土地规模变化的敏感性分析

造林面积是影响AR项目CCER开发成本的重要因素。为实证探讨造林面积变化对CCER开发成本的影响，以20年项目记入期为例，就不同规模下落叶松造林项目CCER开发成本情况的进行模拟分析。由图2(a)可知：

不同造林规模对CCER开发成本有显著的负向影响。具体而言，在其他因素不变的前提下，当造林规模由原来的2 659.2公顷增加到4 520.7公顷时，CCER开发成本将由原来的1.52元/吨下降到0.89元/吨，下降41.2%，下降较为明显；当造林规模由原来的2 659.2公顷下降到797.8公顷时，CCER开发成本将由原来的1.52元/吨上涨到5.07元/吨，上涨233.3%，上涨也较为明显，这说明造林项目CCER开发成本与造林面积成负相关。这蕴含着政策启示是，项目业主在开发碳汇项目时，可通过联合其他林地所有者适度扩大造林项目规模，以降低单位CCER开发成本，获得高额碳汇收益；但需要说明的是，不论造林规模增加或者下降，CCER开发成本远低与固碳收益(15～20元/吨)。

(2)开发成本对贴现率变化的敏感性分析

借鉴相关研究贴现率变动幅度指标[3-4]，本节就贴现率变动对落叶松造林项目CCER开发成本的影响进行敏感性分析(图2(b))。由图2(b)可知：贴现率水平对落叶松造林项目CCER开发成本有显著的负向影响。具体而言，当贴现率水平由5%提高到9%时，CCER开发成本由原来的1.52元/吨下降到1.09元/吨，下降28.5%，下降较为明显；当贴现率水平由5%下降到2%时，CCER开发成本由原来的1.52元/吨上涨到2.01元/吨，上涨32.5%，上涨也较为明显，这说明造林项目CCER开发成本与贴现利率成反相关；但不论贴现率上涨还是下跌，落叶松造林项目CCER开发成本均远低与固碳收益(15～20元/吨)[3-4]。

(a)不同造林规模情景下造林项目CCER开发成本

(b)不同贴现率水平下造林项目CCER开发成本

2.开发成本对多因素联合变化的敏感性分析

(1)多因素联合变化情景的设置

在探讨造林规模与贴现率单因素变化的基础上，本节将进一步探讨编写PDD、项目审定、减排量核证与持续性签发过程中投入成本联合变化对CCER开发成本的综合影响，根据各项成本发生阶段，本文设定如下两种多因素变化情景：

情景A:CCER开发成本，对编写PDD文件和项目审定等一次性开发成本联合变化的敏感性

情景B:CCER开发成本，对监测成本与核证成本等持续性签发成本联合变化的敏感性

(2)多因素敏感性分析结果与分析

图3为一次性开发或持续性签发成本联合变化对CCER开发成本的影响。

由图3(a)和图3(b)可以看出：随着一次性开发成本和持续性签发成本的升高，造林项目CCER开发成本均将明显增加，落叶松造林项目CCER开发成本与一次性开发成本以及持续性签发成本变量均呈现明显的正相关，但两者上涨的速度并不相同，这与两者在CCER开发总投入中所占的比例不同有关。具体而言，当一次性开发成本由原有水平上涨50%时，碳汇造林项目CCER开发成本将由原有水平上涨到1.75元/吨，上涨15.4%；而当持续性开发成本由原来的水平上涨50%时，碳汇造林项目的CCER开发成本将由原来的水平上涨到2.05元/吨，上涨34.6%；这说明碳汇造林项目CCER开发成本对持续性签发成本变化更加敏感。同样，不论一次性开发成本与持续性开发成本上涨还是下跌，在当前条件下，碳汇造林项目CCER开发成本远低与固碳收益(15～20元/吨)，这表明上述变量变动对碳汇造林项目及其CCER开发行为并不会产生明显影响。

(a)一次性开发成本联合变化对CCER开发成本的影响

(b)持续性签发成本联合变化对CCER开发成本的影响

五、讨论

表3为碳汇造林项目CCER开发成本与国内相关项目成本研究结论的比较。从表2可以看出，与已有研究相比，本文的碳汇造林项目CCER开发成本较低，这除了受造林地区、造林树种与研究方法不同的影响外，还受本文的研究指标选取的影响，即本研究认为，具有额外性的碳汇造林项目CCER开发成本是为获得中国核证减排量而发生的一次性开发与持续性签发等成本的增量。此外，较低的成本还与当前项目计入期的相关政策有关；具体而言，在当前的政策下，该碳汇造林项目起始时间为2006年，而由于造林项目开发而增加的编写PDD、监测报告、审定与核证等费用发生在2014年，因此其贴现值较低。

尽管，在当前条件下碳汇造林项目CCER开发成本较低，且即便在不同造林规模以及资本市场、碳汇服务市场等市场环境变化下，碳汇造林项目CCER开发仍具有经济可行性，可获得碳汇收益；但这并不意味着其它地区的项目业主可以盲目进入，而是仍需持有谨慎态度，有序推进。一方面，碳汇造林项目CCER开发与收益获取，不仅受限于市场环境，更重要的是受限于碳汇造林项目的技术条件，如：土地合规性、额外性要求、碳泄露以及项目的非持久性等技术因素[3-4]。同时，碳配额总量规模、配额分配方式、纳入控排行业与企业的数量及CCER抵消比例等政策因素变化均会不同程度影响碳汇价格进而碳汇收益；因此，该研究结果虽然科学解释了中国造林项目不断增加的原因，但是考虑到技术与政策的不确定性，项目业主碳汇造林项目CCER开发仍需持谨慎态度，有序推进。

表3 本研究造林项目CCER开发成本与国内相关项目成本研究结论的比较表

注：数据根据文献资料整理所得。

关于碳汇造林项目成本收益方面的相关研究仍需要进一步深化。一方面，本研究在核算碳汇造林项目CCER开发成本时，是基于碳汇造林项目与一般造林项目所发生的造林抚育、森林管理以及林地机会成本相等的情况下开展的，即为获得CCER而支付的额外成本，仅仅包括编写PDD、监测报告、审定与核证等过程所产生费用；实际上，碳汇造林项目营造林技术与一般造林活动存在一定差异，这可能引致两者模式的造林抚育成本与森林管理成本存在一定差异[6]，但不同地区、不同项目、不同树种成本差异状况如何，如何量化，仍需要进一步探讨；另一方面，净现值评估模型在处理一次性开发和持续性签发成本以及核证减排量时，假定项目周期20年内保持不变，事实上20年间碳汇造林项目CCER开发成本以及核证减排量均可能发生变化，如何基于科学的方法，量化这些不确定性以更加科学的评估造林项目CCER开发成本，为项目业主投资决策以及国家利用市场实现森林增汇目标的政策制定提供参考，仍需要进一步探究。

六、结论

本文从碳交易视角出发，构建CCER核算机理框架与开发成本评估模型，利用关键信息人访谈、文献资料与中国自愿减排交易信息平台查阅等途径获取的数据参数资料，对环京津冀地区落叶松造林项目CCER开发成本及其动态分布进行了动态核算，并探讨了其敏感性；研究表明：

第一，落叶松造林项目CCER开发成本在不同项目运行期存在一定差异，不同项目计入期CCER开发成本在1.5～191.1元/吨之间。具体而言，在其他因素不变的情况下，当碳汇造林项目记入期为5年时，落叶松造林CCER开发成本为191.1元/吨，固碳成本较高；当项目记入期为20年时，落叶松造林项目CCER开发成本仅仅为1.5元/吨，不同项目计入期内，CCER固碳成本存在较大差异，这为项目业主合理安排项目计入期提供了一定决策参考。

第二，造林规模、贴现率、一次性开发成本以及持续性签发成本等因素是影响CCER开发成本的重要因素。单因素分析结果表明，造林规模与项目计入期与CCER开发成本存在负相关关系，这也蕴含着项目业主可通过科学安排项目计入期和造林规模等决策变量降低CCER开发成本；多因素分析结果表明，一次性开发成本或持续性签发成本联合变化对CCER开发成本具有正向影响，但两种联合变化情景对开发成本的影响存在差异，这与CCER成本开发成本结构与水平有关。

第三，尽管CCER开发成本受造林规模、贴现率、一次性开发成本以及持续性签发成本等因素变化的影响，但是对造林项目业主的CCER开发行为影响有限。这是因为在当前政策与市场条件下，落叶松碳汇造林项目的CCER开发成本较低；上述因素变化，尽管会对CCER开发成本产生较为显著的影响，但不同市场环境下开发成本仍远低与碳汇收益(15～20元/吨)，因此上述因素变化对碳汇造林项目业主的CCER开发行为没有显著影响，这也从侧面解释了中国碳汇造林项目不断出现并呈现出快速发展的原因。