中国碳排放与出口贸易间脱钩关系实证

刘爱东　曾辉祥　刘文静

摘要

出口贸易作为国内污染排放的“三大引擎”之一，加剧了中国能源耗费和碳排放。根据1990-2011年中国一次能源消耗量，采用IPCC方法估算了1990-2011年中国碳排放量；基于1990-2011年中国碳排放量和出口贸易额之间的时间序列数据，通过构建碳排放量与出口贸易之间的Tapio脱钩模型，判别了中国碳排放量与出口贸易之间的脱钩状态；借鉴Kaya恒等式，运用LMDI方法进一步构建了扩展的Tapio脱钩模型，对碳排放的驱动因素进行了分解。分析结果表明：1990-2011年间，中国碳排放总量与出口贸易额均保持高速增长；该期间中国碳排放与出口贸易总体呈弱脱钩关系，而16个分行业的脱钩状态存在显著差异；出口贸易增长与碳排放增加存在正相关，出口贸易增长是碳排放增加的主要原因之一，1990-2011年中国碳排放与出口贸易脱钩弹性指数及分解指标显示，降低能源碳排放强度是实现碳排放与出口贸易脱钩的关键，能源结构应当引起关注。我们认为，攀升出口产品附加值、优化出口产品结构、“碳生产国”与“碳消费国”责任共担是实现碳排放与出口贸易脱钩的本原。

关键词碳排放；出口贸易；脱钩关系；Tapio脱钩模型扩展；LMDI因素分解

中图分类号F746.12 文献标识码A文章编号1002-2104（2014）07-0073-09doi：103969/jissn1002-2104201407012

改革开放以来，中国的对外贸易飞速发展，进出口总额从1978年的206.4亿美元上升到2011年的36 418.6亿美元，33年中增长了176.4倍。其中出口贸易额从97.5亿美元上升到18 983.8亿美元，增长了194.7倍。然而，在资源能源日益紧张、环境保护日益严峻的今天，出口贸易却逐渐演变成一把双刃剑——每年中国的出口贸易带来的碳排放量也不断攀升。为此，一些学者将出口贸易称为国内相关污染排放的“三大引擎”之一[1]。从表面上看，碳排放量的高低是人类能源利用方式和水平的反映，但从本质上讲，更是人类经济发展方式的新标识[2]。作为最大的发展中国家，2008年中国的CO2排放量已经超过美国居世界第一位[3]，已经引起国际社会的广泛关注，中国也向世界作出了减排的承诺，未来所面临的CO2 减排压力将与日俱增。然而，从消费的角度看，中国并不是其碳排放的唯一责任方，中国的碳排放中有相当部分被用于生产满足国外消费者生产和生活需要的出口产品[4]。众多的贸易伙伴中，美国、日本及欧盟等发达国家或地区是中国出口贸易碳排放的主要受惠方[5-6]。但是，追溯国际社会历次减少国家温室气体排放的谈判，无论是1992年的《联合国气候变化框架公约》，1997年的《京都议定书》，2009年哥本哈根第十五次缔约方大会，还是2012年联合国气候变化框架公约第18次缔约方大会及《京都议定书》第8次缔约方大会，均凸显出一个特点：气候数据均为富国开脱，相关协议主要是针对碳排放源头进行规范。也就是说以生产过程进行核算，从而使消费国在满足自身需求的同时，却不须承担CO2 等温室气体的排放责任。如今，中国已把应对气候变化目标列入“十二五”规划约束性指标，生态文明将引领各项事业的发展。

目前，已有大量研究印证了“生产出口商品加剧中国能源耗费和碳排放”这一结论，亦即中国碳排放量增加中的相当一部分源自发达国家消费需求拉动所致。Mongelli和Tassielli[7]研究发现，2004 年中国大约11.09亿t的二氧化碳排放是由于净出口导致，占中国当年二氧化碳排放总量（47.32亿t）的23%，相当于同年日本的二氧化碳总排放量，是德国与澳大利亚的排放总量之和；刘强、庄幸和姜克隽等[8]对中国46种主要出口产品的出口载能量进行分析，结果表明，这些产品在出口的过程中带走了大约13.4%的国内一次能源消耗，碳排放量约占全国碳排放量的14.4%。彭海珍[9]以中国制造业为研究对象，实证分析发现中国出口扩张对环境所产生的巨大负作用远远大于出口结构变化和技术提高对环境产生的积极影响；齐晔、李惠民和徐明[10]采用投入产出法，估算了1997-2006 年我国进出口贸易中的隐含碳，认为1997-2002年隐含碳净出口量占当年我国碳排放总量的12%-14%，2002 年之后迅速增加，到2006年，已达29.28%。许广月、刘亚铮[11-12]运用计量分析法研究发现出口贸易、经济增长与碳排放量之间存在长期协整关系，出口贸易是碳排放和经济增长的格兰杰原因，而经济增长不是碳排放的格兰杰原因；王天风和张珺[13]运用因素分解法和计量分析法，以中国1980-2008年的时间序列数据及1998年和2007年两个时间点的数据为样本，检验中国出口贸易与碳排放之间的关系发现，出口贸易与碳排放之间存在着长期均衡关系，出口贸易是碳排放的格兰杰原因。从现有文献来看，关于出口贸易与碳排放之间关系的研究方法大致可以分为两种，即两个变量关系的计量检验和投入产出模型分析法。运用脱钩理论研究出口贸易与碳排放之间的关系尚属新的尝试，本文拟结合Tapio脱钩模型和TMDI因素分解法，选取1990-2011年的时间序列数据进行分析，首先从宏观上判断出口贸易与碳排放之间的脱钩状态，进而在对脱钩弹性指标分解的基础上定量测度出口贸易增长弹性对中国碳排放的贡献。

1碳排放量测算

碳排放是关于温室气体排放的总称，温室气体中最主要的构成物是CO2，CO2排放主要来自化石燃料和水泥、石灰、钢铁等工业生产过程，据世行报告，前者占到70%以上。因此，世界上CO2排放多是通过化石能源消费量推算得来。中国的能源活动排放源设备体系极其分散且相当庞大，如若详细地对排放源进行分类存在难度。中国作为世界的煤炭消费大国，对煤炭这一高污染燃料的消费量占能源消费总量的比例高达85%。基于此，本文主要以原煤、原油和天然气这三种消耗量较大的一次能源为基准来核算我国的碳排放量。

1.1碳排放量测算模型

本文采用IPCC提出的以能源消费分类为标志的因素分解方法，即碳排放总量可以根据各种能源消费导致的CO2排放估算量加和得到。具体公式如下：

CO2=∑3k=1CO2，k=∑3k=1Ek×NCVk×CEFk×COFk×（44/12）（1）

其中，CO2代表估算的二氧化碳排放量，k（k=1，2，3）分别代表原煤、原油和天然气三种一次能源；Ek代表能源消耗量；NCVk表示一次能源的平均单位发热量（IPCC称为净发热值）；CEFk表示碳排放系数，由于IPCC没有直接提供原煤的碳排放系数，而我国原煤分类比较固定，一般以烟煤为主，占比75%-80%，无烟煤占比20%左右，所以本文通过烟煤和无烟煤碳排放系数的加权平均值（80%和20%）来估算原煤的碳排放系数；COFk是碳氧化因子；44和12分别为二氧化碳和碳的分子量。

1.2数据来源及处理

本文测算碳排放量涉及的基础数据主要包括：三种化石能源的消耗量、能源平均单位发热量、各种能源折算标准煤参考系数、碳氧化因子及二氧化碳排放系数等。计算中国1990至2011年我国碳排放量涉及的三种化石能源的表观消费量数据来自《中国能源统计年鉴》（1991-2012）。原煤、原油、天然气的标煤折算系数分别为0.714 3 kg标准煤/kg、1.428 6 kg标准煤/kg、1.330 0 kg标准煤/m3 （摘自《中国能源统计年鉴2011》）。由于IPCC公布的各种能源折标准煤参考系数中能源消耗单位不统一，须换算成我国能源度量的统一热量单位标准煤。复旦大学陈诗一教授通过构造中国工业38个二位数行业的投入产出面板数据库，根据《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折标准煤系数，对二氧化碳测度所用的参考系数以及中国原煤、原油和天然气的碳排放系数进行了估算，实现了中国二氧化碳排放系数单位的统一[14]。本文借鉴陈诗一教授的研究成果，将能源标准煤系数转化为我国能源热量的度量单位，各种能源的碳排放系数如表1。

2碳排放与出口贸易增长脱钩模型构建

国外学者将物理学领域中的“脱钩”理论（意为“解耦”，即使具有响应关系的两个或多个物理量之间的相互关系尽早分离）引入社会经济学领域，用于分析经济与环境压力的脱钩问题。经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development， 简称OECD）最先提出脱钩模型，即OECD脱钩模型[15]，主要用于分析经济发展与资源消耗之间的相应关系，脱钩就是用少于以往的物质消耗产出多于以往的经济财富。

2.1碳排放与出口贸易增长间的Tapio脱钩模型构建

在全球向低碳经济转型的特殊背景下，新一轮国际产业结构调整使中国在成为“世界制造业基地”和“世界第一大出口国”的同时，也直接或间接地出口了大量能源资源，并付出了巨大的环境代价。李小平等认为，中国对主要发达国家的出口变量与CO2排放量正相关，体现了出口贸易对环境影响的规模效应。鉴于此，本文利用Tapio脱钩模型[16]，对1990-2011年中国碳排放量与出口贸易额之间的脱钩关系进行测度。

根据以上研究，本文在Tapio脱钩模型的基础上，通过相应变量变换，构建碳排放量与出口贸易额的脱钩模型，即：

tCO2，EXP=ΔCO2/CO2ΔEXP/EXP（2）

其中：tCO2，EXP为CO2排放量与出口贸易额的脱钩弹性指标；CO2为CO2排放量；ΔCO2为现期相对于基期的CO2排放量变化值；EXP为当期出口贸易额；ΔEXP为现期相对于基期的出口贸易额变化量。另外，根据Tapio对弹性指数的划分，本文将弹性指数值根据脱钩或未脱钩划分为6种类型，分别为强脱钩、弱脱钩、强负脱钩、弱负脱钩、扩张性负脱钩、衰退性负脱钩。其中，强脱钩是可持续发展状态，也是实现低碳经济的最佳状态；强负脱钩为最不利状态；弱脱钩为相对乐观状态，其余均为不可持续状态，各类脱钩状态的详细解释见表2。

式（2）中，当出口贸易额保持持续增长（即rEXP=ΔEXP/EXP>0）时，tCO2，EXP值越小说明脱钩关系越显著，同时也越有利于可持续发展。本文为探究出口贸易增长与

1.1碳排放量测算模型

本文采用IPCC提出的以能源消费分类为标志的因素分解方法，即碳排放总量可以根据各种能源消费导致的CO2排放估算量加和得到。具体公式如下：

CO2=∑3k=1CO2，k=∑3k=1Ek×NCVk×CEFk×COFk×（44/12）（1）

其中，CO2代表估算的二氧化碳排放量，k（k=1，2，3）分别代表原煤、原油和天然气三种一次能源；Ek代表能源消耗量；NCVk表示一次能源的平均单位发热量（IPCC称为净发热值）；CEFk表示碳排放系数，由于IPCC没有直接提供原煤的碳排放系数，而我国原煤分类比较固定，一般以烟煤为主，占比75%-80%，无烟煤占比20%左右，所以本文通过烟煤和无烟煤碳排放系数的加权平均值（80%和20%）来估算原煤的碳排放系数；COFk是碳氧化因子；44和12分别为二氧化碳和碳的分子量。

1.2数据来源及处理

本文测算碳排放量涉及的基础数据主要包括：三种化石能源的消耗量、能源平均单位发热量、各种能源折算标准煤参考系数、碳氧化因子及二氧化碳排放系数等。计算中国1990至2011年我国碳排放量涉及的三种化石能源的表观消费量数据来自《中国能源统计年鉴》（1991-2012）。原煤、原油、天然气的标煤折算系数分别为0.714 3 kg标准煤/kg、1.428 6 kg标准煤/kg、1.330 0 kg标准煤/m3 （摘自《中国能源统计年鉴2011》）。由于IPCC公布的各种能源折标准煤参考系数中能源消耗单位不统一，须换算成我国能源度量的统一热量单位标准煤。复旦大学陈诗一教授通过构造中国工业38个二位数行业的投入产出面板数据库，根据《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折标准煤系数，对二氧化碳测度所用的参考系数以及中国原煤、原油和天然气的碳排放系数进行了估算，实现了中国二氧化碳排放系数单位的统一[14]。本文借鉴陈诗一教授的研究成果，将能源标准煤系数转化为我国能源热量的度量单位，各种能源的碳排放系数如表1。

2碳排放与出口贸易增长脱钩模型构建

国外学者将物理学领域中的“脱钩”理论（意为“解耦”，即使具有响应关系的两个或多个物理量之间的相互关系尽早分离）引入社会经济学领域，用于分析经济与环境压力的脱钩问题。经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development， 简称OECD）最先提出脱钩模型，即OECD脱钩模型[15]，主要用于分析经济发展与资源消耗之间的相应关系，脱钩就是用少于以往的物质消耗产出多于以往的经济财富。

2.1碳排放与出口贸易增长间的Tapio脱钩模型构建

在全球向低碳经济转型的特殊背景下，新一轮国际产业结构调整使中国在成为“世界制造业基地”和“世界第一大出口国”的同时，也直接或间接地出口了大量能源资源，并付出了巨大的环境代价。李小平等认为，中国对主要发达国家的出口变量与CO2排放量正相关，体现了出口贸易对环境影响的规模效应。鉴于此，本文利用Tapio脱钩模型[16]，对1990-2011年中国碳排放量与出口贸易额之间的脱钩关系进行测度。

根据以上研究，本文在Tapio脱钩模型的基础上，通过相应变量变换，构建碳排放量与出口贸易额的脱钩模型，即：

tCO2，EXP=ΔCO2/CO2ΔEXP/EXP（2）

其中：tCO2，EXP为CO2排放量与出口贸易额的脱钩弹性指标；CO2为CO2排放量；ΔCO2为现期相对于基期的CO2排放量变化值；EXP为当期出口贸易额；ΔEXP为现期相对于基期的出口贸易额变化量。另外，根据Tapio对弹性指数的划分，本文将弹性指数值根据脱钩或未脱钩划分为6种类型，分别为强脱钩、弱脱钩、强负脱钩、弱负脱钩、扩张性负脱钩、衰退性负脱钩。其中，强脱钩是可持续发展状态，也是实现低碳经济的最佳状态；强负脱钩为最不利状态；弱脱钩为相对乐观状态，其余均为不可持续状态，各类脱钩状态的详细解释见表2。

式（2）中，当出口贸易额保持持续增长（即rEXP=ΔEXP/EXP>0）时，tCO2，EXP值越小说明脱钩关系越显著，同时也越有利于可持续发展。本文为探究出口贸易增长与

1.1碳排放量测算模型

本文采用IPCC提出的以能源消费分类为标志的因素分解方法，即碳排放总量可以根据各种能源消费导致的CO2排放估算量加和得到。具体公式如下：

CO2=∑3k=1CO2，k=∑3k=1Ek×NCVk×CEFk×COFk×（44/12）（1）

其中，CO2代表估算的二氧化碳排放量，k（k=1，2，3）分别代表原煤、原油和天然气三种一次能源；Ek代表能源消耗量；NCVk表示一次能源的平均单位发热量（IPCC称为净发热值）；CEFk表示碳排放系数，由于IPCC没有直接提供原煤的碳排放系数，而我国原煤分类比较固定，一般以烟煤为主，占比75%-80%，无烟煤占比20%左右，所以本文通过烟煤和无烟煤碳排放系数的加权平均值（80%和20%）来估算原煤的碳排放系数；COFk是碳氧化因子；44和12分别为二氧化碳和碳的分子量。

1.2数据来源及处理

本文测算碳排放量涉及的基础数据主要包括：三种化石能源的消耗量、能源平均单位发热量、各种能源折算标准煤参考系数、碳氧化因子及二氧化碳排放系数等。计算中国1990至2011年我国碳排放量涉及的三种化石能源的表观消费量数据来自《中国能源统计年鉴》（1991-2012）。原煤、原油、天然气的标煤折算系数分别为0.714 3 kg标准煤/kg、1.428 6 kg标准煤/kg、1.330 0 kg标准煤/m3 （摘自《中国能源统计年鉴2011》）。由于IPCC公布的各种能源折标准煤参考系数中能源消耗单位不统一，须换算成我国能源度量的统一热量单位标准煤。复旦大学陈诗一教授通过构造中国工业38个二位数行业的投入产出面板数据库，根据《中国能源统计年鉴》提供的各种能源折标准煤系数，对二氧化碳测度所用的参考系数以及中国原煤、原油和天然气的碳排放系数进行了估算，实现了中国二氧化碳排放系数单位的统一[14]。本文借鉴陈诗一教授的研究成果，将能源标准煤系数转化为我国能源热量的度量单位，各种能源的碳排放系数如表1。

2碳排放与出口贸易增长脱钩模型构建

国外学者将物理学领域中的“脱钩”理论（意为“解耦”，即使具有响应关系的两个或多个物理量之间的相互关系尽早分离）引入社会经济学领域，用于分析经济与环境压力的脱钩问题。经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development， 简称OECD）最先提出脱钩模型，即OECD脱钩模型[15]，主要用于分析经济发展与资源消耗之间的相应关系，脱钩就是用少于以往的物质消耗产出多于以往的经济财富。

2.1碳排放与出口贸易增长间的Tapio脱钩模型构建

在全球向低碳经济转型的特殊背景下，新一轮国际产业结构调整使中国在成为“世界制造业基地”和“世界第一大出口国”的同时，也直接或间接地出口了大量能源资源，并付出了巨大的环境代价。李小平等认为，中国对主要发达国家的出口变量与CO2排放量正相关，体现了出口贸易对环境影响的规模效应。鉴于此，本文利用Tapio脱钩模型[16]，对1990-2011年中国碳排放量与出口贸易额之间的脱钩关系进行测度。

根据以上研究，本文在Tapio脱钩模型的基础上，通过相应变量变换，构建碳排放量与出口贸易额的脱钩模型，即：

tCO2，EXP=ΔCO2/CO2ΔEXP/EXP（2）

其中：tCO2，EXP为CO2排放量与出口贸易额的脱钩弹性指标；CO2为CO2排放量；ΔCO2为现期相对于基期的CO2排放量变化值；EXP为当期出口贸易额；ΔEXP为现期相对于基期的出口贸易额变化量。另外，根据Tapio对弹性指数的划分，本文将弹性指数值根据脱钩或未脱钩划分为6种类型，分别为强脱钩、弱脱钩、强负脱钩、弱负脱钩、扩张性负脱钩、衰退性负脱钩。其中，强脱钩是可持续发展状态，也是实现低碳经济的最佳状态；强负脱钩为最不利状态；弱脱钩为相对乐观状态，其余均为不可持续状态，各类脱钩状态的详细解释见表2。

式（2）中，当出口贸易额保持持续增长（即rEXP=ΔEXP/EXP>0）时，tCO2，EXP值越小说明脱钩关系越显著，同时也越有利于可持续发展。本文为探究出口贸易增长与