我国碳排放权交易机制试点地区的ETS管理效率评价

王文军 ,傅崇辉 ,骆跃军 ,谢鹏程 ,赵黛青 (.中国科学院广州能源研究所,广东 广州 50640；2.广东医学院人文与管理学院,广东 东莞 523808)

应对气候变化、减少温室气体排放是各国共同面临的重大挑战, 我国自 2011年起陆续发布了系列强制性减排政策,将“十二五”节能减排目标分解落实到各省(自治区、直辖市).除目标责任制等命令和控制工具,碳排放权交易机制(ETS)作为一种市场化的低成本减排工具,是我国创新环境管理手段的新机制.《国家发展改革委办公厅关于开展碳排放权交易试点工作的通知》要求在我国两省五市率先开展碳排放权交易机制试点工作.2012年,各试点地区陆续公布了《碳排放权交易试点实施方案》,对碳排放权配额(指政府碳排放管理机构按照一定标准分配给企业、用于抵消正常生产经营活动所排放二氧化碳的排放许可,可以在碳市场上流通转让,计量单位是“吨二氧化碳”;以下简称“配额”)的管理和交易规则进行说明.截止2013年12月,北京、上海、深圳、天津和广东五个地区的ETS已经正式运行.从官方公布的配额管理方案可见,试点地区 ETS各具特色[1-7].

国外针对ETS效率方面的评价主要集中在ETS对企业竞争力的影响和行业冲击方面,研究发现,欧盟ETS对企业整体竞争力影响甚微,但与碳税相比,ETS在管理成本、履约成本等方面并不具有成本优势[8-10];目前对 ETS的评价方法以多元线性回归和局部均衡模型等工具为主[11-12],侧重于企业生产成本影响分析.本文旨在对不同试点地区ETS的管理效率进行比较,故采用数据包络分析(DEA)作为基本工具.DEA作为一种度量相似决策单元间的效率评价工具已经在城市、公共管理政策、环境绩效管理效率等方面得到了广泛的应用[13-16],根据本文研究目标,拟选取C2GS2模型作为基本工具,根据碳排放权交易机制的特点构建分配方案的效率评价模型,重点评价和比较碳排放交易试点地区ETS的管理效率,提炼出关键要素,为我国其他地区建立碳排放权交易机制提供参考.

1 模型构建和基础数据

根据国务院印发的《“十二五”控制温室气体排放工作方案的通知》,我国31个地区均承担了不同程度的减排任务.在对这些省市进行初步筛选后,将目前没有碳排放总量管理需求的 6个地区剔除(内蒙古、海南、西藏、青海、宁夏和新疆),其他26个地区(25个具有国家减排任务的地区和深圳市)作为决策单元进入效率评价模型.以7个试点ETS建设方案为框架,基于19个地区的能源经济数据,模拟出19个地区的碳排放总量管理关键指标.通过C2GS2模型对26个决策单元的管理效率进行评价.

1.1 模型构建

设每个地区的碳排放权总量控制与交易体系(ETS)为一个决策单元DMUi(1≤i≤26),每一个DMU由6种投入要素X和经过机制运行后得到4种期望产出Y构成,生产可能集定义为:

已知第i个DMU的投入和产出向量分别为:

式中:xti表示第i个决策单元的第t个投入指标;ymi表示第i个决策单元第m个产出指标.xti和ymi的数据为观测值,由历史统计资料或预测得到.

根据 C2GS2模型工作原理,在线性规划方程中引入非阿基米德无穷小量ε(取ε=10-6),并将方程转化成其对偶规划模型:

当θ=h(Xk,Yk)=1时,说明投入量Xk已经不能按同一比例θ减小,这时决策单元DMU具有技术效率(弱 DEA 有效);当θ=h(Xk,Yk)=1,且投入产出的松弛变量Sk-=Sk+=0时,称决策单元为DEA有效,生产可能集位于有效生产前沿面上.

若θ≠1,说明决策单元存在技术效率改进余地,可以由距离函数计算出该 DMU在有效生产前沿面上的“投影”:

从而获取将其转化为技术有效的调整信息.通过对调整向量的统计分析,可以发现影响决策单元效率的主要问题.

投 入 的 调 整 向 量 为: Δ Xk= Xk−= ( 1−θ)X +S-k产出的调整向量为:Δ Yk=−Yk−S+

1.2 投入产出指标设计

根据研究对象的特点选择合适的评价指标是构建模型的关键步骤之一.本文根据碳排放权交易机制的特点和ETS建设目标,构建C2GS2模型计算所需的投入产出指标.在经过初次测算和专家评审后,选择了以下6种投入指标和4种产出指标.

1.2.1 投入指标 本文以碳排放权交易机制的主要构成部分来设计效率评价模型的投入指标.ETS由7个部分组成:覆盖范围,总量与分配制度,碳排放监测、报告与核查制度(MRV),交易制度,碳抵消(offset)制度、法律制度、与外部碳市场链接.在经过试点地区利益相关方(研究小组与其他6个试点省市的碳交易制度设计者、研究人员、官员和企业进行了咨询和访谈)的座谈、咨询与调研后,发现我国碳排放权交易试点地区目前仅涉及前 6个部分,其中分配方案处于关键和核心的位置.

从文献分析看,以下 7项指标与碳排放权交易机制的运行效率密切相关:ETS所覆盖的碳排放量、分配标准、分配频率、企业在地区经济发展中的地位、碳价、允许企业使用碳抵消(CCER)数量和超排放罚金.根据调研和模型初步测算结果,发现由于我国各试点地区的分配频率趋同,影响相对效率评价质量,而在剔除该因素后,模型分析结果显著,故以 6项指标作为模型的投入要素.X1:纳入ETS行业在t0(2010年)的碳排放量占本地区当年碳排放总量的比例;X2:ETS行业综合减排率(配额分配标准);X3:ETS内行业的工业增加值占地区GDP比重;X4:配额交易价格;X5:允许企业购买用于抵消其碳排放量的 CCER的比例;X6:对超额排放的惩罚金额.

试点省市ETS体系中还包括了新建项目,根据国家产业发展规划对新建项目的规模和技术条件要求,新建项目的单位碳排放量将低于同行业项目,总排放占比不大,因此各试点地区一般基于免费足量原则发放碳排放权配额,对效率评价的结果比较影响有限.因此不将新建项目作为投入要素考虑.

1.2.2 产出指标 在面临相同碳排放总量约束条件下,ETS企业的减排成本低于非ETS企业的减排成本,是碳排放权交易机制的主要功能,因此,减排成本相对下降率是评价ETS的重要产出指标.此外,调研发现, ETS对地区总减排目标的贡献度、ETS对地方经济增长影响,以及在促进低碳服务业发展的作用等方面是地方政府比较重视的问题,关系到碳排放权交易机制是否能够在我国持续、广泛的发展下去,因此,将这4个指标作为衡量ETS效率的产出指标.

减排成本相对下降率(Y1).由于碳排放权交易机制以“低成本实现减排目标”为功能特点,因此以该指标作为衡量各试点地区ETS建设成效的重要因素.理论上,Y1可以通过比较ETS内外相同企业的减排成本得到:

ETS体系的经济效率(Y2).以纳入 ETS体系的企业工业增加值增速与地区GDP增速的比值来衡量ETS的经济效率状态.如果Y2＞1,表示ETS经济效率高于地区全行业平均经济效率,这意味着ETS对经济发展的负面影响不大.

低碳产业的发展状况(Y3).刺激新经济增长点、创造更多的就业岗位和促进低碳产业的发展是ETS体系的设计效益.该指标通过第三方核证机构、碳交易服务机构等与 ETS运行直接相关的新增企业数量(q)、规模(s)和从业人员数量(h)进行衡量.

ETS对地区减排目标的贡献度.通过比较ETS在目标年的碳排放强度下降率(Δek)与全省(市)承担的强度减排目标(Δe),可以得到 ETS对地区实现减排目标的贡献程度.

1.3 基础数据与投入产出表

结合相关行业资料和调研信息[17-22],根据公式(3)～公式(6)对模型所需的 26个决策单元数据进行了计算和整理,结果见表1.

表1 26个决策单元的基础数据Table 1 Data base of 26 DUMs

2 模型求解与经验分析

在表1中,前6组指标是系统的投入要素,后4组指标是产出要素,将这些数据代入公式(1),通过EXCEL系统的规划求解功能,分别求解26个地区ETS的运行效率.

以广东ETS为例,碳排放权分配方案对ETS的运行效率评价方程组如下:

其他地区ETS的管理效率评价方程类似,只需将等式右端替换为所在地区的要素值与相应的θi即可.

2.1 模型评价结果

由表 2和表3可见,26个决策单元中 DEA有效的共计15个单元,弱DEA有效的2个单元,非DEA有效的9个单元.

2.1.1 碳排放权交易机制试点地区的效率评价结果 7个碳排放权交易机制试点地区中,北京、深圳、重庆和广东 ETS的管理效率是DEA有效的,4个试点地区ETS分配方案的效率最优解为:

上海、天津和湖北ETS投入产出松弛变量均存在大于零的情况,意味着在投入和产出两方面都存在效率改进要素.其中,上海和天津ETS处于规模递增阶段,可以通过增加投入达到效率最优,湖北ETS处于规模递减阶段,通过提高产出或者减少投入要素实现管理效率的最优化.

2.1.2 模拟ETS机制的效率评价结果 由表2可见,在19个模拟ETS的决策单元中出现了11个DEA有效、6个非DEA有效和2个弱DEA有效的决策单元.非 DEA 有效的效率值θ1＜1,说明河北、山西、辽宁、江西、陕西和甘肃均处于规模递增阶段,湖南和云南 ETS具有技术效率,为弱DEA有效.

2.2 讨论

在7个ETS试点地区中,上海、天津和湖北地区的碳排放权交易管理存在非DEA有效情况,经过投入产出的投影分析后,发现影响这 3个决策单元管理效率的因素各异.

上海ETS:从投入方面看,碳排放权交易机制覆盖的碳排放量占比太高,比26个DMU碳排放占比均值(40.43%)高出了 17%;尽管工业增加值和碳价低于均值,但相对产出而言,仍然存在投入过大的问题;从产出方面看,相对其他地区,上海ETS在促进企业减排成本下降方面效果不太明显,在7个试点地区中处于最低值,这可能与ETS覆盖碳排放量较高,使地区平均减排成本与 ETS企业平均减排成本差距不大造成的;ETS的经济效率高于最优值也说明需要调低覆盖范围、提高ETS的减排贡献度.

天津ETS:有4项投入要素需要调整.第一,由于总量设定较紧,ETS内企业减排率偏高,影响了产出效益;第二,工业增加值占比高于均值(40.9%)8%,可能对地区经济发展速度造成负面影响;第三,与效率值相比,配额定价稍高;第四,CCER比例高于26个DMU均值4%.这样的投入规模导致经济效率低于合理水平,ETS对地区减排目标 的贡献度未达到理想状态.

表2 ETS管理效率和松弛变量计算结果Table 2 Estimation results of slack variable and management efficiency

表3 非DEA有效的决策单元在有效生产前沿面的“投影”Table 3 “Efficient projection” on the production frontier surface of non-DEA effective units

湖北ETS:整体看,ETS的碳排放总量约束目标相对宽松(低于26个地区的平均值),但碳价和惩罚力度(估计值)偏高,在相对宽松的减排目标下,企业减排动力不足,使整个ETS减排成本的下降低于效率值.

2.3 建议

通过26个地区碳排放权交易机制设计的管理效率分析,对我国碳排放权交易机制建设提出以下建议:

(1) ETS覆盖的碳排放量占全社会碳排放总量的比例不宜过大.在7个试点省市中,只有上海ETS在这个指标上需要调整,由表 3可见,上海ETS覆盖的碳排放量占比超过 50%,其他省市ETS该项指标为40%左右,模型显示上海在该投入上存在“规模过大”问题.由表2和表3可见,正是由于覆盖范围出现了问题,故上海ETS在投入和产出方面出现了多项调整要求.因此建议上海ETS缩小覆盖范围到40%以内,增加ETS的减排任务,使其至少达到均值水平(21.64).

(2) 各项投入要素之间密切相关,环环相扣,判断某项要素投入规模是否合理需要结合其他投入要素的状况,切忌进行横向单项指标比较,或进行标准化处理.以深圳和湖北为例,两个地区的ETS投入指标值接近, 但管理效率不同.分析发现,惩罚力度太强可能是导致湖北ETS管理效率偏离最优规模的主要原因.由于ETS的各项投入要素之间是相互制约,联动发挥作用,在建立ETS机制时,必须紧紧围绕机制所覆盖的企业特征,进行投入要素规模设计.

(3) CCER比例与配额价格紧密相关,建议降低企业可购买的CCER比例.由于CCER供应量充足、减排成本相对低廉,因此CCER价格一般低于配额价格.在一个相对封闭的市场中,如果允许企业购买CCER的数量较多,将造成配额市场需求不足、碳价下跌.低迷的配额价格将影响 ETS发挥其低成本减排的制度优势:减排潜力大的企业因为碳价低可能缺乏投资减排技术和出售配额的冲动,减排潜力小的企业在配额不足时可以购买CCER履约,这样ETS的优势和存在意义就大打折扣.由表 3可见,天津和陕西ETS的CCER比例在有效生产前沿面的投影值低于其设计值.可见,不存在一个适用于所有ETS的CCER绝对合理比例,但是下调企业可用于抵消的CCER比例更有利于配额价格保持在一个合理高度..

(4) 当 ETS覆盖的是地区支柱产业时,建议对 ETS的碳排放上限(减排率)不宜设计过紧,否则将影响地区经济可持续发展能力.

(5) 超配额排放行为必须受到惩罚,发挥威慑作用.当ETS覆盖的碳排放量大、总量约束紧,允许企业购买的 CCER比例过低等要素同时存在时,过于严厉的惩罚机制可能损害实体经济的发展.

(6) 刺激新经济增长点,特别是促进低碳服务业的发展是ETS的另一项重要功能.在ETS运行期间需要大量的MRV专业机构和人员,可以解决当地的就业问题,有利于经济结构优化.但是,由于MRV的费用最终由被核查的企业买单,对具有不同劳动力成本的地区而言,最优的MRV从业规模是有区别的.对人均工资较低的中西部地区,建议培训更多的劳动者从事MRV工作,在促进就业的同时也有助于提高核查数据的准确性.对东部地区和发达省份而言,MRV规模不宜太大.

由于部分试点地区的碳排放管理与交易办法尚未正式公布,测算所用基础数据难免存在瑕疵,故对各试点省市碳排放权交易机制的管理效率评价结果仅供参考.

3 结论

3.1 DEA评价结果显示,在 7个国家碳排放权交易机制试点地区中,北京、重庆、深圳和广东的ETS管理为DEA有效,上海、天津和湖北的ETS管理效率有待改进.全国26个决策单元中有15个ETS管理为DEA有效,2个决策单元为弱DEA有效,9个决策单位非DEA有效.

3.2 从管理效率的影响要素看,ETS覆盖碳排放量大小、碳排放权配额上限松紧、企业盈利能力、减排潜力等要素对ETS管理效率发挥着关键性的作用.由于单位ETS的管理效率取决于其投入产出的规模与要素特点,因此,影响决策单元管理效率的因素各异:上海ETS的覆盖范围太大影响了管理效率,天津ETS的减排任务相对较重导致效率降低,而湖北ETS是由于配额较松导致的效率不足.

3.3 建议在ETS建立初期将其碳排放覆盖范围控制在当地碳排放总量50%以内;根据ETS覆盖企业特点,合理设计减排任务,在促进企业节能减排的同时给予其合理发展的空间,避免影响地区经济发展;对配额管理与CCER抵消机制进行联动设计,当配额总量偏紧时应允许企业上缴多的CCER抵消碳排放,反之则缩减CCER比例;建立配额储备机制、激励第三方机构参与ETS机制,促进碳市场活跃.

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