北京市出口贸易对碳排放的影响研究——基于主要工业行业的分析

朱凤琴，齐 琪，齐 新

(1.合肥学院 思想政治理论课教学部，安徽 合肥 230601；2.对外经济贸易大学 法学院，北京 100029；3.安徽省林业厅 安徽 合肥 230001)

一、引 言

“十一五”规划期间，北京市超额完成了单位国民生产总值能耗降低20%的约束性指标，同时也着手加快低碳城市建设和贸易发展方式转型的步伐。“十二五”时期，北京市碳排放下降目标为18%，与此同时，北京市将未来五年对外贸易发展的战略任务落实为量化指标，即截至2015年，“双自主”企业出口占全市出口比重应达到10%以上，全市货物贸易总额达到5000亿美元，占全球比重突破1%，从而提升其在全球贸易网络中的枢纽地位。然而从自身情况来看，近年来北京市出口贸易结构依然受到全球金融危机的持续冲击，2013年伊始“雾霾”天气接连不断地出现，北京市未来仍可能面临严峻的出口贸易形势和环境形势。因此，如何保证在减少碳排放的同时不影响对外贸易的发展，协同实现“十二五“时期碳减排和贸易发展的双重目标，已成为北京市城市发展的重要课题。

二、文献综述

由于中国的对外贸易发展十分迅速，随之而来的能源消耗和碳排放量也急剧上升，因而近年来中国对外贸易与碳排放的关系问题开始成为国内外学者研究的热点。Shui和Harriss(2006)的估计表明，中国目前碳排放量中的7%～14%是由于向美国出口导致的，中国的出口贸易有利于美国减少能源消耗，但却大大增加了全球的碳排放；Youli和Hewitt(2008)发现，在中英贸易中，2004年英国减少了11%的碳排放量，中英贸易使得全球的碳排放量增加了17吨；Xianbing Liu和Masanobu Ishikawa等(2010)基于中日两国的投入产出表得出结论，中日双边贸易的增长增加了碳排放等。国内许多学者包括齐晔、李惠明、徐明(2008)，张友国(2009)，魏本勇等(2010)，石红莲、李子杰(2011）也采用类似方法，对相关问题展开研究。这些研究虽研究对象各异，但均大体指向同一个结论，即中国在与主要贸易伙伴的双边贸易中，是一个碳净输出国［1］。

然而与国外的研究成果相比，国内学者在有关这一课题的研究中形成了两种颇具代表性的研究视角：①从宏观层面检验中国出口贸易与碳排放量这两个变量之间的关系，如宁学敏(2009)［2］运用协整理论和误差修正模型对我国1988一2007年出口商品和碳排放量之间的关系进行了研究，结果表明我国碳排放与对外出口贸易之间具有长期均衡关系，而且两者之间存在双向的因果关系，出口的短期变动同样会对碳排放量存在影响；②运用因素分解法，通过行业间、区域间比较，分析对外贸易的各主要因素对碳排放的影响。如王天凤、张珺(2011)［3］研究表明，在其研究的时序内，出口贸易的增长带来了大量的碳排放，其中规模效应是引起我国碳排放增加的主要原因，技术效应是减少我国碳排放的关键因素，结构效应对我国碳减排虽有一定的正面作用但尚不明显；钱慕梅、李怀政(2011)［4］经区域间对比发现，东中西部较多省份的出口对二氧化碳(CO2)排放量的影响较为显著，以中部地区最为明显；张云、杨来科(2012)［5］通过分析中国工业部门出口贸易的国内CO2排放量及增长率变化与出口贸易发展之间的关系发现，以金属冶炼、化学工业、纺织业等为代表的部分行业的出口总量，与以通信设备计算机及其他电子设备制造业等为代表的部分行业的出口增长，是国内CO2排放总量及增长率过大的主要因素。

但值得一提的是，国内外文献中鲜有以中国特定省市为对象，对其出口贸易与碳排放量之间的关系开展微观层面的研究。笔者经汇总整理发现，有关某省、某市出口贸易对环境影响研究，要么选取该地区的数种污染物作为环境指标，实证分析该环境指标与出口贸易之间的关系，要么在对该地区的碳排放量变动进行因素分解的过程中，将该地区的出口贸易作为影响碳排放量的诸多因素之一纳入分析框架，笔者拟采用因素分解法，选取北京市2001年、2006年和2011年三个时间点的数据进行分析，定量测算“十五”和“十一五”期间北京市出口贸易通过三种效应对碳排放的影响，并据此提出北京市实现“十二五”碳减排目标和外贸发展目标相容性的对策建议。

三、研究模型与数据处理

(一)研究模型

因素分解分析是研究经济活动对环境副作用机制的非常有效的工具之一。其理论背景是比较静态分析，即比较在其他条件不变的情况下，由于某一因素的变化引起的研究对象的变化，从而可以清晰地追溯到研究对象变动的根源及测算各基本因素对研究对象变化的影响程度。Grossman和Kruger(1991)［6］将国际贸易对环境的影响分解为规模效应、结构效应和技术效应三个方面。其中，规模效应是指较大规模的生产水平会带来更多的污染排放，从而降低环境质量；结构效应强调随着经济的发展，一个国家或地区将进行产业结构的调整，更多地转向生态效率高的行业，减少污染物而改善环境质量；技术效应即贸易带来的专业分工和新技术应用将使单位产出的污染物下降，从而改善环境质量。

对外贸易的环境效应是这三种效应综合作用的结果。参考Joseph Chai(2002)的研究成果［7］，出口贸易引起的碳排放可以用公式表示为：

其中，C表示由北京市出口贸易引起的总碳排放量，Si表示北京市i部门出口额占总出口额的比重，反映出口结构；Ei表示i部门的碳排放强度，反映技术进步；X表示总出口额，反映出口贸易规模。如果不考虑二阶影响，北京市总碳排放量的变化可以表示为：

C＇、Si＇、Ei＇、Xi＇表示变量C、Si、Ei、Xi的一阶导数，分别反映北京市碳排放量、出口结构、技术进步、出口规模在研究时序内的变化情况。等式左边表示北京市因出口贸易引发的碳排放变化量，等式右边第一项表示北京市出口贸易的结构效应，即在总出口额和部门碳排放强度不变的情况下，由出口结构变化(即各行业出口份额变化)导致碳排放量的变化；第二项表示北京市出口贸易的技术效应，即由各部门碳排放强度变化引起的碳排放量变化；第三项表示北京市出口贸易的规模效应，即由出口规模变化带来的碳排放量变化。

(二)数据来源及处理

1.数据来源

鉴于统计口径的不一致及数据的可获得性，本文实证研究主要针对北京市主要工业行业，并不涉及第一产业、第三产业和第二产业中的建筑业。本文中北京市分行业工业增加值(亿元)、分行业能源消耗量及其构成(万吨标准煤)以及出口贸易总额数据(亿元)均来源于2002年、2007年和2012年《北京市统计年鉴》；分行业出口贸易额(亿元)由北京海关公布的2002年、2007年和2012年各月“进出口商品类章总值表”统计数据，经加总、分类后整理获得。为了剔除价格因素的影响，分别用居民消费价格指数和工业品出厂价格指数平减出口贸易额和工业增加值数据。其中，由于未直接公布2011年非金属矿采选业和烟草制品业的工业增加值数据，加之其所占的份额较少，因此在计算中作零处理。

2.主要工业行业的分类与归并

海关对进出口货物的分类是按照产品的特点将货物分为98章、共22大类，这种分类与《北京市统计年鉴》中分行业能源消费数据和分行业工业增加值数据与关于行业分类的标准不一致。因此，研究中应首先将海关分类与其他统计口径的分类进行整理和归并，建立一个相对可比较的分类系统。借鉴北京市2007年、2010年投入产出表以及张晓平(2009)的分类方法，将北京市主要工业出口商品分类调整如下(见表1)。本文研究数据仅涵盖18种主要工业行业，不涉及数据匹配性较弱或行业出口份额过低、可忽略不计的石油加工、炼焦及核燃料加工业，电力、热力、燃气、水的生产和供应业等，并将海关进出口商品分类中第93章、96章、97章和98章的商品按“其他制造业”归类处理。

表1 分类归并表

3.行业碳排放量测算

为计算各主要工业行业的碳强度数据，进而计算北京市出口贸易影响碳排放的技术效应，有必要经测算获得各工业行业的行业碳排放量数据。北京市温室气体清单正在编制之中，目前还无法按照具体的温室气体排放源和排放途径精确测算北京市各主要工业行业的二氧化碳排放情况，因此需要通过北京市主要一次能源消耗情况及各能源的碳排放系数进行估算。根据联合国应对气候变化政府间专门委员会(IPCC)的碳排放计算指南，本文将采用方程(3)所示计算公式估算北京市各主要工业行业一次能源消费活动的二氧化碳排放量：

其中，c为行业碳排放量，E表示一次能源(煤炭、石油、天然气类)的行业消费标准量，F为一次能源的碳排放系数。通过搜集资料并取其平均值，确定煤炭、石油和天然气能源的碳排放系数F分别为0.727，0.559和0.424(见表2)。

表2 各类能源的碳排放系数(F)

四、北京市工业行业出口对碳排放影响的实证分析

(一)北京市主要工业行业出口结构的变化趋势

自“十五”计划实施以来，北京市始终将扩大机电产品、高新技术产品出口，减少资源密集型产品出口，作为优化出口产业结构的主要路径。由表3可见，2001年北京市行业出口额占总出口额比重较大的工业行业依次为电子设备制造业(43.52%)、服装皮革羽绒及其制品业(12.61%)和电气机械器材制造业(10.31%)，此时北京市的出口贸易结构尚处于从以轻纺制品行业为主，向以机电产品和高新技术产品行业为主转变的过渡阶段；与2001年相比，2006年北京市的出口集中度大幅提高，电子设备制造业凭借67.78%的出口份额在出口工业行业中占据了绝对主导地位，以资本和技术密集型工业行业为主的出口结构已初步形成；金融危机后的2011年，虽然电子设备制造业(32.92%)和交通运输设备制造业(10.62%)仍然是北京市重要的出口支撑行业，但是与此同时，部分高耗能、高碳排放工业于2011年首次位居出口份额的前五位，其中石油和天然气开采业和金属冶炼及压延加工业的出口份额高达19.81%和8.08%，分别位列第二位和第四位。这主要是因为北京市近年来逐步发展了以资本和技术密集型行业为主的出口结构，因此在此次全球金融危机中，主要面向美、欧、日等国出口的电子、运输和机械设备制造业受危机的冲击程度较大，出口份额缩水；而能源密集型行业出口则基本不受影响，反而相较以往年份获得了出口增长的良机。总体而言，“十五”和“十一五”规划实施的十年间，北京市主要工业行业已基本实现了向以机电和高新技术行业为主的环境友好型出口结构的转变。

表3 北京市2001、2006和2011年工业行业的出口份额、碳排放量和碳强度

(二)北京市主要工业行业的行业碳排放变化情况

表3中的数据也反映了北京市“十五”和“十一五”规划期间各工业行业的碳排放情况。从行业碳排放的绝对数量来看，在2001-2006年、2006-2011年两个计算期，北京市各主要工业行业中平均碳排放量最多的行业包括石油合天然气开采业、化学工业、非金属矿物制品业和金属冶炼及压延加工业，2001年这四个行业的碳排放量占当年总排放量的比例高达71.35%。可见，北京市高碳排放的工业部门相对稳定，而且这些行业长期维持以原煤为主的能源消耗结构［5］。从行业出口碳排放的相对变化来看，位居平均碳排放量前四位的工业行业均经历了碳排放量在第一个计算期内上升、进入第二个计算期后大幅下降的变动过程；以金属冶炼及压延加工业为例，其碳排放从2001年的148.1万吨增长至2006年的284.53万吨，而2011年该行业的碳排放量仅为3.29万吨，与2001年基期相比下降了97.7%。对比北京市两个计算期的主要工业行业碳排放总量，其数值从2001年的771.75万吨到2006年的1815.07万吨，最终于2011年降至1406.45万吨，也反映了类似的变化趋势。

由此，我们可以初步得出结论，第一个计算期即“十五”规划期间，北京市尚未普遍确立工业碳减排意识；在进入第二个计算期即“十一五”规划后，北京市各主要工业行业，尤其是传统重污染高能耗的资源密集型行业，取得了较显著的减排成效。

(三)北京市工业行业出口影响碳排放的因素分解分析

1.结构效应

根据模型(2)的计算方法，将北京市2006年相对2001年、2011年相对于2006年各主要工业行业的出口份额变化量，分别与2001年和2006年该行业的碳排放量相乘，加总后即得到在2001-2006年、2006-2011年两个计算期内，出口规模和碳排放强度不变的情况下，北京市主要工业行业由于出口结构变动而引起的碳排放量变化，其计算结果如表4所示。

表4 因素分解的结构效应与技术效应

由表4可知，2001-2006年即“十五”规划期间，北京市纺织工业的出口份额降幅高达9.65%，对工业行业碳排放的增加发挥了最大的抑制作用(-258.73万吨)。值得一提的是，在该计算期内，资本和技术密集型产业作为北京市出口贸易的主体力量，其内部各行业的出口份额同时存在正向和反向变动，例如通信、电子设备制造行业的出口份额增加了24.26%，工业碳排放总量随之增加99.76万吨，而电气机械设备制造行业出口份额减少8.05%，随之产生了78.44万吨的工业二氧化碳减排量；这些行业出口结构的变化给北京市工业碳排放造成的正面效应和负面效应互相抵消，在总体上未对北京市工业碳排放量构成明显影响。由于各主要工业行业出口份额的变化，“十五”规划期间北京市工业碳排放量共减少288.65万吨，结构效应为负，其中纺织工业以近90%的行业贡献率，为这一时间范围内北京工业碳减排的实现作出了主要贡献。

鉴于前文提及的金融危机对北京市出口工业行业结构的冲击，2006-2011年即“十一五”规划期间，伴随北京市通信及电子设备行业34.87%的出口份额缩水，工业碳排放减少了55.23万吨；然而与此同时，北京市石油和天然气采开采业、金属冶炼及压延加工业的出口份额分别增加了17.43%和5.6%，随之产生的工业碳排放增量共计高达179.58万吨。由于工业行业出口结构的变动，“十一五”规划期间北京市工业碳排放量共增加142.07万吨，结构效应为正，这一碳排放增量主要是源于部分资源密集型行业出口份额一定幅度的增长。

2.技术效应

碳排放强度也称碳强度，该指标主要是用来衡量一国或地区经济同碳排放量之间的关系。鉴于本文的研究对象为北京市各主要工业行业，此处的碳排放强度是指单位工业增加值中所包含的二氧化碳排放量。由表3中的碳强度数据可知，北京市两个计算期内碳排放强度较大的工业行业包括金属矿采选业、非金属矿物制造业以及石油和天然气开采业；这些高碳排放行业以资源开采和加工型行业为主，其生产效率与污染处理或控制水平较低，因此伴随产值增加和能源消耗产生的碳排放量也较大。而各类机械、设备和器材制造行业的碳排放强度则长期维持在1万吨/亿元以下，属于低排放、低能耗、高效益的清洁型工业产业。第二个计算期即2006-2011年间，北京市18个主要工业行业中16个行业的碳排放强度水平均已降至1万吨/亿元以下，与“十五”规划期间相比，大多数行业实现了超过50%的碳减排幅度；此外在该期间内，不仅是资源开采和加工型行业，北京市电子通信设备制造业、仪器仪表制造业等低碳工业行业也收获了良好的减排成效，这些行业的碳排放强度多已接近0万吨/亿元的理想水平。

根据模型并结合两个计算期各主要工业行业的出口份额、碳排放强度变化量与出口总量，可以测算出北京市工业行业出口对碳排放影响的技术效应，计算结果如表4所示。两个计算期内，由于各行业碳排放强度的变化，北京市工业碳排放总量分别减少了311.87万吨和69万吨。

具体而言，由表4可知，”十五“和“十一五”规划的十年间，北京市主要工业行业的碳排放强度呈现总体下降趋势，资源密集型、重度污染行业表现尤为显著，例如“十五”规划期间碳强度减幅最大的工业行业依次为金属矿采选业和非金属矿物制品业，分别减少了5.26和1.95万吨/亿元，其中非金属矿物制品业于“十一五”规划期间依然位居碳强度减幅首位，行业碳强度降低了2.15万吨/亿元；然而，随这些行业碳强度变化产生的工业二氧化碳减排量却微乎其微。相反的是，电子通信设备制造业和电气机械制造业本身作为低碳工业行业，鉴于其碳强度可降低的空间十分有限，这两大行业在两个计算期内的碳强度减幅均不超过0.2万吨/亿元；但它们却对北京市工业碳减排发挥了至关重要的积极作用，“十五”、“十一五”规划期间，其碳强度的细小变动对碳减排的合计行业贡献率分别高达51.24%和66.59%。因此，可以得出初步结论，要进一步扩大北京市工业行业出口对碳排放的积极技术效应，有必要继续加大资源密集型、高碳排放工业产业的碳强度降幅，同时保持资本和技术密集型清洁产业碳强度稳中有降的发展态势。

3.规模效应和总效应

受全球金融危机影响，北京市2001-2006年间虽然实现了出口贸易的恢复性增长，但增速与第一个计算期相比明显放缓。“十五”和“十一五”期间，北京市工业出口贸易规模扩大了222.40%和55.45%，由此引起的全市工业碳排放增量分别为1582.93万吨和1006.37万吨(见表5)，大大超过了由于出口结构调整和技术进步带来的工业碳排放减少量，这使得北京市工业行业出口对碳排放的总效应为正。通过把三种效应相加，可以得出总效应引起的碳排放增量分别为962.40万吨和1079.75万吨。表5列出了北京市工业行业出口对碳排放影响的规模效应与总效应。

综合来看，北京市出口贸易中的工业碳排放量变化是工业行业出口规模、出口结构和生产技术共同作用的结果。工业行业出口规模的扩大是导致碳排放量上升的主要原因，而技术进步是减少出口碳排放量的关键因素，相对来说，出口结构变化对于北京市出口贸易中碳排放量变化的影响作用较小，但出口结构已呈现出向清洁化方向转型的良好势头。

表5 因素分解的出口碳排放规模效应与总效应 万吨

五、结论与建议

笔者运用因素分解法，从结构、技术和规模三个方面对北京市工业行业出口的碳排放效应进行解构分析，得出结论：“十五”和“十一五”规划实施期间，北京市工业出口规模增长引起的碳排放增量，大大超过了工业出口结构优化和节能减排生产技术应用为全市工业碳减排发挥的积极作用，北京市各工业出口贸易的增长与工业碳减排的实现总体上并不相容。因此，“十二五”时期，北京市在发展工业行业出口的前提下，要使工业出口与环境碳减排目标协调、相容，关键要在结构效应和技术效应方面作出努力。

首先，北京市应进一步优化工业出口结构，在未来五年继续保持工业出口结构的清洁化发展态势，为北京市工业碳减排发挥积极的结构效应。一方面，北京市可采用出口优惠政策鼓励资本和技术密集型产业实现恢复性增长，促进首都优势产业和战略性新兴产业出口，确保“十二五”期间北京市工业出口维持以机电和高新技术产业为主的稳定结构；另一方面，为妥善处理金融危机对工业出口结构的冲击，北京市可在严格控制资源开采和加工等资源密集型行业出口的同时，适时推动这些产业向周边区域转移，利用国内贸易而非国外贸易，消化高耗能、高碳排放的工业产业带来的资源强度和环境压力，从而集中精力强化北京市机电和高新技术产业的出口优势。

其次，“十二五”规划为北京市低碳城市建设设定了18%的碳强度下降目标，工业行业作为高碳强度国民经济部门，理应承担更大的减排义务。前文的数据统计表明，“十五”和“十一五”期间，北京市工业行业碳强度分别实现了31.4%和58.2%的减幅，理论上北京市碳强度下降的任务不难完成。然而，这仅是按照过去十年北京市工业行业能耗和能源结构情况做出的大致推算，为在现实中落实这一减排目标，北京市必须继续推进工业行业的碳减排工作，扩大工业行业出口对碳减排的正技术效应。这主要包括：第一，尽快完成北京市温室气体清单编制工作，科学分解碳强度指标，以便为更加准确地预测北京市工业碳强度下降潜力、及时制定相应措施提供思路和依据；第二，加强资本和技术密集型工业行业的节能工作，鼓励这些行业内企业引进工业二氧化碳减排的适用技术，实行节能技术的自主研发与推广应用，确保其碳强度在未来五年内实现稳中有降；第三，对于碳强度下降潜力巨大的资源密集型产业，应注重优化其能源消耗结构，进一步扩大对其煤炭、燃油等高碳强度供能设备的改造，建立更加稳定、低成本的清洁可再生能源采购渠道，以在未来五年的时间内进一步提高这些行业对总体工业碳减排的行业贡献率。

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