碳市场对中国行业竞争力的影响及政策建议

李继峰 张 沁 张亚雄 王 鑫

(1.国家信息中心经济预测部，北京100045;2国家发展和改革委员会，北京100045;3.法国可持续发展和国际关系研究院，巴黎75337)

2009年11 月哥本哈根会议前夕，我国政府宣布了到2020年在2005年基础上单位GDP碳强度下降40－45%的目标。为确保该目标的实现，2011年初，国家发布了“十二五”规划纲要，提出单位GDP温室气体排放量下降17%的约束性指标，同时明确提出要逐步建立碳排放权交易市场(以下简称“碳市场”)。7个省市试点地区计划于2013年各自建成碳市场，2015年逐步拓展到全国范围。当前，无论是国家层面还是试点地区层面，都围绕碳市场建设的各个环节，紧锣密鼓地开展着研究工作。郭日生、彭斯震［1］系统介绍了碳市场的基本元素和特征，涵盖了市场形成、现状、运行规律等。李继峰、张亚雄［2］就我国“十二五”时期建立碳交易市场的整体思路进行了探讨，并给出了若干政策建议。宣晓伟［3］则描绘了我国碳交易市场未来发展路线图。

自2013年，各地方试点碳市场开始试运行，并通过碳排放权交易形成市场价格(简称“碳价格”，下同)。尽管碳价格由市场自行决定，政府不宜干预。但是根据国际经验，政府需要检测碳价格对行业竞争力的影响程度，以便于调节市场上的配额总量并对竞争力受到过大影响的行业进行一定的补贴。例如，欧盟基于行业竞争力分析，找出了100多个受碳价格影响较大的行业，并提出要在欧盟排放权交易系统的第三阶段(从2013年开始)，对这些行业免费发放排放权［4］。我国虽然尚未建立全国碳市场，地方试点也是从2013年才开始试运行，但是也应未雨绸缪，及早开展这项研究。

1 碳价格对我国行业竞争力影响的估算

1.1 研究方法

欧盟委员会2009年对进入EU-ETS的行业开展竞争力影响测算［5］。依据各行业的排放量和碳市场中的碳价格计算出行业面临的碳成本，计算出各行业的单位增加值的碳成本。最终通过行业间横向比较，评估不同行业竞争力受到的影响程度。各行业的排放量，包括直接排放和间接排放两部分。其中，直接排放是指该行业直接燃烧化石能源所产生的排放以及工业过程排放;间接排放是指该行业生产过程中消耗电力而间接产生的排放。由于统计体系完善，欧盟各行业的直接排放和间接排放的数据来源主要是统计资料，包括分部门的CO2排放量统计、分部门化石能源消费统计，以及电力消费量统计。

为了考察碳市场对我国行业竞争力的短期影响，也为了能够将计算结果与发达国家相比较，文章借鉴了欧盟的方法。碳价格对行业竞争力的短期影响如下:

考虑到我国没有分行业的CO2排放，文章只计算化石燃料燃烧的排放。式(1)中，DCO2i是行业i生产过程中的CO2直接排放量，即直接燃用煤、油、气等化石能源产生的CO2;ICO2i指行业i生产过程中的间接排放量，参照欧盟的做法，这里只考虑生产过程中消耗电力而间接产生的CO2排放量。CTR是碳价格，单位为元/t CO2，GVAi是行业i的增加值。因此，(1)式的含义是指碳价格引起的额外成本占该行业增加值的比重。

在(1)式的分子中，将碳价格引起的额外成本分成了直接成本和间接成本两部分。对于间接成本而言，隐含的假定认为发电企业进入碳市场后，碳价格导致发电过程的额外成本增加全部转化成电价加价，并直接传导至下游行业。该假设是为了保持研究方法与欧盟方法的一致性，以便于进行结果比较。

行业i生产过程中的直接和间接CO2排放的具体计算方法如下。i部门的CO2直接排放(DCO2i)由i部门对j种能源的消耗(Eij)、j种能源的碳含量 (Cj)和燃料率(rbj)相乘来确定，即:

i部门的间接CO2排放(ICO2i)，根据该部门的电力消耗(Elei)和根据我国电力生产的平均技术水平计算出的每单位电力消耗的碳排放系数(C)得出。

C通过分解电力生产结构得出。在我国如下式所示:

其中EIi代表第 i种能源投入，ECi和 Erbi分别代表第i种能源投入的碳含量及在发电过程中的燃料率，EL代表总发电量。44和12分别是CO2和碳的分子量。

1.2 数据处理

1.2.1 初始数据来源

根据以上的方法，需要给出各行业的总产出Yi、生产过程中各种能源产品的使用量Eij，能源产品的含碳因子Cj和rbj平均燃烧率，电源结构Eli以及各行业产品的进口IMi和出口EXi数量等。数据来源见表1。

1.2.2 数据处理

(1)行业部门划分。虽然2007年投入产出表的部门划分能细化到135个部门，然而，分行业能源消耗统计中只有44个部门，因此我们的计算是基于44个部门的行业划分，并对一些轻工部门进行合并，成为36个部门。

(2)2007年电力行业平均碳排放系数(C)的计算。2007年我国总发电量中，包括:煤电、气电和油电在内的火力发电共产生27 229.3亿kWh，占发电总量的82.9%，其它的发电方式包括水电(4 852.6亿kWh)、核电(621.3亿kWh)以及其它可再生能源发电(112.3亿kWh)。其中，只有火力发电过程燃烧化石燃料而产生相应的CO2排放。因此，根据《中国能源统计年鉴2008》［8］，本文测算出2007年火力发电产生的CO2排放量，并除以发电总量得到电力行业平均碳排放系数(c)。火力发电投入的化石能源数据主要来自2007年中国能源平衡表(标准量)，从能源消耗量转化为碳排放的相应的参数(具体含义参见公式4)来自IPCC［6］，见表2。利用这些数据得到2007年发电行业的CO2排放量，除以2007年的发电量，得到单位发电量的CO2排放系数C值为215.711(g CO2/MJ)。

表1 计算用原始数据来源Tab.1 List of data sources

(3)化石能源的碳含量及燃烧率。目前能够得到分行业的能源消费主要是8种化石能源和1种电力，其碳含量和燃烧率数据见表3。

(4)对分行业能源消费量数据的局部调整。《中国统计年鉴2009》［9］中“按行业分能源消费量”统计中，各行业的能源消费量并未区分哪些能源是最终使用，哪些能源是中间投入。虽然对于绝大部分行业，这些能源投入都被使用并释放出CO2，但是在某些能源转换部门，例如石油加工、炼焦及核燃料加工业，能源投入使用的煤炭为2.56亿t，原油3.03亿t，这些一次能源将主要被转化成焦炭和石油制品等二次能源，碳也继续储存其中。只有当这些二次能源再被使用时才会产生CO2排放。因此，为避免重复计算，对原始数据进行了局部处理。我们假设除了以下四个处理外，所有行业使用的能源投入都属于最终使用。

第一个处理是从石油加工、炼焦及核燃料加工业的原油消费量3.03亿t中，扣除汽油、煤油、柴油、燃料油的总消费量，原因是在统计数据中，只列出了以上四种成品油的使用情况，为了保证计算能够覆盖到所有石油制品，简化假设其他石油制品也在该行业内被直接燃烧。石油加工、炼焦及核燃料加工业中的原油投入量折合成9 320万tce。

表2 2007年火力发电消耗的化石能源量及其碳含量及燃烧率参数Tab.2 Fossil fuels inputs in thermal power generation in China in 2007and the values of their carbon contents and combustion rates

第二个处理是替换掉石油加工、炼焦及核燃料加工业中的煤炭消费量2.56亿t。使用的数据是用该行业的能源消费总量扣除所有非煤炭的能源投入量(转化成标准量，单位是万tce)，得到煤炭的最终消费量，折合成2 223万tce。

第三个处理是替换掉煤炭开采和洗选业中的煤炭投入1.65亿t。使用的数据是用该行业的能源消费总量扣除所有非煤炭的能源投入量(转化成标准量，单位是万tce)，得到煤炭的最终消费量，折合成6 155.5万tce。

第四个处理是根据能量守恒的原则调整其他行业的煤炭消费量。由于焦炭产品全部来自煤炭，因此假设从煤炭能源消费总量中扣除焦炭之后应该等于所有行业消耗煤炭的总量。同时认可第二、三个处理得到的煤炭开采和洗选业以及石油加工、炼焦及核燃料加工业的煤炭投入量，以及原始数据中的电力、热力的生产和供应业部门的煤炭投入量。据此调整所有其他行业的煤炭投入量。

表3 我国主要化石能源的碳含量及燃烧率设定Tab.3 Unit carbon content and combustion rate of major fossil fuels in China

1.3 我国分行业碳排放量的计算结果

2007年36 个行业的直接排放量与间接排放量见表4。各行业的间接排放量都是来自电力部门的排放量，因此间接排放量之和应等于电力部门直接排放量。

2 碳市场对行业竞争力影响的情景分析

2.1 我国碳价格的情景设定

根据碳价格的不同，设计政策情景。首先假定我国的碳价格与发达国家相当。在EU-ETS第二阶段，碳排放权价格基本维持在20欧元/t附近;在澳大利亚最近推出的固定碳价格碳市场方案中，提出其起始碳价格为23澳元/t CO2。文章据此设定的第一个碳价格情景是150元人民币/t CO2，比较我国行业竞争力受到的影响程度与发达国家的差异。

但是这一价格明显偏高，我国目前不需要承担量化减排义务，需要优先解决发展问题。苏明等［10］提出若我国征收碳税，应以10元/t CO2为起征点。因此，本研究中拟就碳价格对我国经济的影响进行敏感性分析，从10元/t CO2的价格开始，逐渐上升，直到150元/t CO2，每次增加10元/t CO2。通过敏感性分析，根据行业竞争力受影响程度对我国当前的合适碳价格水平进行评估。

2.2 情景计算结果

2.2.1 计算结果的国际比较

假设我国碳价格与目前发达国家的碳价格水平基本一致，即采用150元/t CO2的碳价格，计算结果见图1。图1中，纵坐标表示在引入碳价格的情况下各行业额外成本占该行业增加值的比重。从横向看，各柱状图的宽度反映的是各行业增加值占GDP的比重。每个行业的深色区域表示该行业使用化石能源引起的直接额外成本(未考虑工业过程排放)，浅色区域表示因为用电引起的间接额外成本。

如果采用150元/t CO2的碳价格，会使得我国大部分农业和制造业的生产成本上涨明显，竞争力受到较大影响。如果以碳价格引起额外成本占增加值比重超过5%的行业为限，这些行业增加值合计约占GDP的14%。同样以碳价格引起额外成本占增加值的比重超过5%的行业为限，德国这些行业增加值合计只占到 GDP的1－2%［11］。类似的针对美国［12］、英国［13］的研究也有类似结果。表明实施同样的碳价格，我国经济受到的负面影响会远高于欧美发达国家。

表4 36个行业的直接和间接CO2排放量Tab.4 Direct and indirect CO2emissions by 36 industries classification 106t CO2

分析其原因，第一，高耗能行业占GDP的比重差别大。无论是发达国家还是发展中国家，高耗能行业都是受碳价格影响最大的部门。例如钢铁、有色、氮肥、水泥和石灰、基础无机化学、纸浆和纸等高耗能部门，在欧美国家，20美元/t CO2的碳价格可能引起的成本增加占这些行业增加值的比重也在10%以上，但是这些部门在GDP中的比重很小，在美、英只有0.5%，在德国也小于1%。而我国的高耗能行业占GDP比重在10%以上。第二，我国以煤电为主的发电结构令部分非高耗能行业同样面临较大影响。发达国家受到碳价格影响的部门主要集中在高耗能产业，既使制造业较发达的德国，也只有少数轻工行业也会受到碳价格的较大影响，如制糖业、马铃薯加工业等。而我国受碳价格影响的行业范围要更广，例如煤炭采选业、纺织业、金属制品业、化纤行业、橡胶制品业等，这些行业占GDP的比重合计接近4%。其中，金属制品业、纺织业、水的生产和供应、橡胶制品业、化纤行业受到的影响较大，主要是因为用电导致的间接成本较大，而这与我国以煤电为主的发电结构密不可分。

2.2.2 碳价格影响的敏感性分析

为进一步了解不同碳价格对我国经济的影响，进行碳价格经济影响的敏感性分析。碳价格设定从10元/t CO2逐渐上升到150元/t CO2，每次增加10元/t CO2。计算结果见图2。

在欧盟的碳价格对行业竞争力影响研究中，把碳价引起的碳成本占行业增加值比重是否超过5%作为判断该行业是否应该得到保护的标准之一。文章借用这一标准，把那些碳成本超过该行业增加值的5%的部门定义为受到严重影响的部门，图2考察了不同碳价格下，受到严重影响的行业增加值合计占GDP的比重。该标准是借用欧盟的官方研究，对于我国而言，由于有些外贸行业的盈利能力本来就很弱，这一指标的设定可能会过高。例如，我国的陶瓷制造业，其出口品的利润率仅为1%－2%，因此判断该行业是否受到严重影响的标准应比5%更低。

图1 我国150元/t CO2碳价格引起的额外成本占该行业增加值比重Fig.1 Ratio of Additional carbon cost of carbon price(150 Yuan/t CO2)on industrial value added in China

随着碳价格的上升，受到严重影响的部门规模逐渐增加。限于我国统计资料中部门划分的细致程度，文章的结果将存在以下不确定性:其一，高耗能行业中可能仅有一部分子部门的能耗强度较高，受碳价格影响较大，而其他子部门受到的影响较小;其二，对于一些非高耗能行业，也可能存在受碳价格影响的平均水平不高，但是其中某些子部门受到的冲击较高的情况。不过，考虑到我国的实际国情，虽然行业内部存在较大的差异，但是高耗能行业中能耗强度较高的子部门增加值比重也占主导地位，因此这种不确定性的影响虽然存在，但并不大。在这个大趋势下，可以看到存在一些“平台”。例如10－20元/t CO2时，尽管碳价格增加，导致各行业的碳成本上升，但是没有部门受到的影响达到了“严重影响”程度;到了30元/t CO2时，钢铁行业受到的影响达到5%，税率升至40元/t CO2时，也还只有钢铁行业受到了“严重影响”，没有新的行业进入。类似的“平台”还出现在70－90元/t CO2，以及100－140 元/t CO2。

图2 碳价格对行业竞争力影响的敏感性分析Fig.2 Sensitivity analysis of carbon price on industrial competitiveness

这些“平台”的存在，体现了不同行业的能耗结构和能耗强度差别，也意味着不同行业对碳价格带来的行业竞争力损失的抵御能力不同。抵御能力弱的行业需要补贴。正如欧盟计划在其ETS第三阶段，实施排放权拍卖政策的同时，对于那些碳价格引起的额外成本占行业增加值比重超过5%的部门实施排放权完全免费发放。

由此，我们可以给出不同碳价格水平下，受到“严重影响”的行业列表，见表5，这些行业将得到一定程度的免费排放权。

3 结论与政策建议

(1)文章的分析表明，引入与发达国家相同水平碳价格会对我国产业竞争力产生严重损害。相比欧盟碳市场对欧洲各国产业的影响，我国的竞争力受到严重影响的部门占GDP的份额是发达国家的十倍以上。原因一是我国能耗密集型产业占GDP的比重较高;二是我国的发电结构以煤为主，碳价格引起电价加价较多，导致非能耗密集型产业因消耗电力而受到的间接影响较大。因此，我国要坚持“共同但有区别责任”原则，减排的政策强度要量力而行，短期内碳价格水平不应向发达国家看齐。

表5 不同碳价格下碳成本占行业增加值比重超过5%的行业列表Tab.5 List of industries which carbon cost beyond 5%of value added under different carbon price

(2)关于初始碳价格设定。根据文章对碳价格的敏感性分析，当碳价格为10－20元/t CO2时，各行业的额外成本占增加值的比重都没有超过5%(按照36部门划分)，这意味着即使是能耗强度最高的工业行业，例如钢铁业，也可能忍受碳价格带来的成本增加。因此，即使考虑到某些行业子部门的利润率过低需要补贴的情况，总体而言，该碳价格水平下并不需要大规模的补贴。因此文章建议我国碳价格起始水平是10－20元/t CO2的区间范围，在没有很好的配套措施情况下，不宜让碳价格水平过高。

(3)根据“共同但有区别的责任”原则讨论碳价格的设定。文章引用的对欧美国家的分析结果表明，欧美国家正在或者计划采用的碳价格水平下，行业竞争力受到严重影响(碳价格引起的额外成本占该行业增加值的比重超过5%)的行业增加值合计占GDP比重最大不超过2%。如果以此为判定依据，根据文章的分析，我国征收碳价格的合理水平应该在40元/t CO2以内。

(4)由于各行业的能耗强度以及能源消费结构的差别，碳价格对各行业的影响存在不同，为了保证受冲击行业的负面影响控制在一定范围内，可对竞争力受到严重影响的行业进行补贴。根据欧盟的经验，补贴的程度应该始终保证该行业的先进技术水平企业(例如前10%)赢利能力不受影响，绝大部分中等技术企业虽受影响但能够正常运营，而落后技术企业则被淘汰。

(5)以上分析中的一个关键假设是认为发电行业受到的碳价格影响能够通过提高电价全部转移到用电行业。由于我国电源结构以煤为主，令下游行业受到碳价格的间接影响较大，其中一些利润水平较低的出口行业甚至因此丧失所有利润。因此为了补贴的可操作性，可首先通过给发电企业补贴的方法控制电价的上涨幅度，降低大部分行业受到的碳价格间接影响。随着下游行业节能技术的采用，再逐渐放开电价。

文章的研究是从考察碳价格对行业竞争力影响的角度入手，这种做法是关注碳价格对经济系统的第一轮直接冲击。今后可在此基础上，进一步使用CGE模型等结构化经济系统分析工具来计算碳价格的均衡冲击，计算最优的碳价格水平。

(编辑:刘照胜)

References)

［1］郭日生，彭斯震.碳市场［M］.科学出版社，2010.［Guo Risheng，Peng Sizhen.Carbon Market［M］.Science Press，2010.］

［2］李继峰，张亚雄.我国“十二五”时期建立碳交易市场的政策思考［J］.气候变化研究进展，2012，8(2):137 －143.［Li Jifeng，Zhang Yaxiong.Policy Implications for Carbon Trading Market Establishment in China in the 12th Five-Year Period［J］.Advances in Climate Change Research，2012，8(2):137 －143.］

［3］宣晓伟.中国碳交易市场未来发展［N］.中国经济时报，2012－08－31.［Xuan Xiaowei.Future Development of Carbon Trade Market in China［N］.China Economic Times，2012 －08 －31.］

［4］Commission of the European Communities.Commission Decision of Determining，Pursuant to Directive 2003/87/EC of the European Parliament of the Council，A List of Sectors and Subsectors which Are Deemed to be Exposed to a Significant Risk of Carbon Leakage［R］，2009.

［5］Commission of the European Communities.Draft Commission Staff Working Document:DocumentAccompanying the Commission Decision Determining A List of Sectors and Subsectors which Are Deemed to Be Exposed to A Significant Risk of Carbon Leakage Pursuant to Article 10a(13)of Directive 2003/87/EC［R］.2009.

［6］IPCC.Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories，Volume 2 Energy［R］.2006:P1.21 － 1.24.

［7］Ou X，Zhang X，Chang S.Alternative Fuel Buses Currently in Use in China:Life-cycle Fossil Energy Use，GHG Emissions and Policy Recommendations［J］.Energy Policy，2010，38:406 － 418.

［8］国家统计局能源统计司，国家能源局综合司.中国能源统计年鉴2008［CD］.北京:中国统计出版社.［National Bureau of Statistics of China，National Energy Administration.China Energy Statistical Yearbook 2008［CD］.Beijing:China Statistical Press.］

［9］国家统计局.中国统计年鉴2009［CD］.北京:中国统计出版社.［National Bureau of Statistics of China，China Statistical Yearbook 2009［CD］.Beijing:China Statistical Press.］

［10］苏明，傅志华，许文，等.碳税的国际经验与借鉴［J］.经济研究参考，2009，72:17 －23，43.［Su Ming，Fu Zhihua，Xu Wen，et al.International Experiences of Carbon Tax［J］. Review of Economic Research，2009，72:17 －23，43.］

［11］Graichen V，Schumann K，Matthes F C，et al.Impacts of the EU Emissions Trading Scheme on the Industrial Competitiveness in Germany， Oeko Institute Report［R］.2008. http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-l/3625.pdf.

［12］Houser，Trevor，Heilmayr，et al.Peterson Institute for International Economics and World Resources Institute，forthcoming.Michael Grubb，Thomas L.Brewer，et al.Climate Policy and Industrial Competitiveness:Ten Insights from Europe on the EU Emissions Trading System［R］.GMF Paper Series，2009.

［13］Hourcade J C，Demailly D，Neuhoff K，Sato M.Differentiation and Dynamics of EU ETS Competitiveness Impacts，Climate Strategies，Synthesis Report［R］.2007.