中国进出口商品中的隐含碳排放估算——基于投入产出法的实证研究

刘祥霞 郭琦 安同信

(济南大学 经济学院，山东 济南 250002)

·经济与管理研究·

中国进出口商品中的隐含碳排放估算
——基于投入产出法的实证研究

刘祥霞 郭琦 安同信

(济南大学 经济学院，山东 济南 250002)

作为世界最大能源消费国的中国，从2006年起CO2排放量就超过了美国，成为世界上CO2排放量最大的国家。然而，中国制造所耗费的能源并不是全部用于国内消费。中国快速发展的对外贸易和外贸顺差是国内能源消费和碳排放量不断增加的重要原因。中国制造正在通过贸易形式为国外消费承担着大量的碳排放。本文利用修正后的投入产出分析方法，通过海关进出口商品分类数据对2001-2012年期间的中国进出口商品隐含碳排放量进行测算，结果显示，中国是典型的隐含碳净出口国;出口规模和技术水平对中国进出口产品隐含碳排放影响较大;中国出口隐含碳和贸易隐含碳净差的行业部门非常集中。

进出口商品;碳排放估算;隐含碳;投入产出法;环境逆差

一、引言

全球气候变暖及其所带来的环境问题已经成为世界各国关注的一个焦点。从1992年签署《联合国气候变化框架公约》开始，国际社会有关碳减排目标和责任的谈判也不断取得进展。作为世界最大能源消费国的中国，从2006年起CO2排放量就超过了美国，成为世界上CO2排放量最大的国家。根据IEA2013年公布的资料，随着中国经济的迅速发展和对能源需求的不断增加，1990-2011年间中国的碳排放总量就翻了三倍多，占到全球排放总量的1/4。尽管WEO2013年预测2011-2035年期间，中国碳排放总量会稳步下降，放缓至年均增长1%的水平，但是到2035年中国的碳排放量仍然会高于当前水平的30%以上。因此，中国无论是现在还是未来仍将面临巨大的碳减排压力。

然而，中国制造所耗费的能源并不是全部用于国内消费。一个可以观察到的事实是，中国快速发展的对外贸易和外贸顺差是国内能源消费和碳排放量不断增加的重要原因。也就是说，中国制造正在通过贸易形式为国外消费承担着大量的碳排放。本文认为，我们有必要对中国进出口产品中的隐含碳进行实证研究和具体测算，以揭示中国外贸规模的扩大对二氧化碳排放增长的影响，探明在中国巨额贸易顺差之后是否存在着严重的生态环境逆差，以期对中国未来碳排放责任的界定和贸易政策的调整提供相应的依据。

二、相关研究文献回顾

目前，国际上所流行的碳排放责任的界定方法——生产者负责制，并没有区分国内消费和国外消费，而是将全部碳排放责任假定用于国内消费，这显然有失公允。因此，学术界为了公正地界定碳排放责任，提出了消费者负责制，即消费者要对其消费产品所涉及的各个环节排放的二氧化碳负责。随着这一原则的提出，学术界对于对外贸易中隐含碳问题的研究也越来越多。国外比较早涉及这一领域的是Wyckoff＆Roop(1994)的研究，他们统计了1984-1986年间经合组织(OECD)6个最大成员国的碳排放量，指出这6个国家对外贸易中隐含碳排放量占其排放总量的13%。Schaeffer＆Leal de Sá(1996)利用单区域投入产出模型测算了巴西在1972-1992年间进出口贸易中的隐含碳，发现巴西出口贸易中的隐含碳排放量远高于进口，并指出发达国家通过对发展中国家进行绿地投资转移生产，导致发展中国家碳排放增长。Ahmad＆Wyckoff (2003)利用多区域投入产出模型分析了65个国家的碳排放情况，指出OECD单个国家的消费隐含碳排放量比国内生产隐含碳排放量高出20%，其中，中国和俄罗斯是OECD国家中最大的隐含碳净输出国。Nakano等(2009)使用OECD最新数据计算了1995-2000年OECD国家的生产隐含碳和消费隐含碳排放量，发现二者分别增加了8.6亿吨和15.5亿吨，指出如果不考虑国际贸易导致的隐含碳排放转移问题，而依靠全球气候协议来减少碳排放量，则其效果会大大降低。①Nakano Satoshi，A.Okamura，N.Sakurai，et a，l“The Measurement of CO2 Embodiments in International Trade:Evidence from the Harmonized Input-Output and Bilateral Trade Database”，in OECD Publishing，vol.3(2009)，p.3-40.

相对于国外，国内开展这一研究较晚。齐晔等(2008)采用投入产出法，估算了1997-2006年中国进出口贸易中的隐含碳，并按照日本的碳耗效率对进口产品进行了调整，发现中国为国外转移排放的碳数量非常惊人。②齐晔、李惠民、徐明:《中国进出口贸易中的隐含碳估算》，《中国人口·资源与环境》2008年第3期。黄敏、蒋琴儿(2010)利用投入产出模型计算了2002年、2005年、2007年中国外贸隐含碳排放量，发现中国隐含碳净出口的绝对数量及占国内总排放的比例都增长较快，并对隐含碳变化的因素分解进行了分析。③黄敏、蒋琴儿:《外贸中隐含碳的计算及其变化的因素分解》，《上海经济研究》2010年第3期。高金田(2011)等采用环境投入产出模型，测算了我国2002年、2005年、2007年进出口隐含碳排放量，发现我国是国际贸易中的碳污染转入国，且隐含碳排放主要集中在少数几个高隐含碳排放产业，由此提出了优化贸易结构的相关对策。④高金田、董博、许冬兰:《基于隐含碳测算的我国进出口贸易结构优化研究》，《山东大学学报(哲社版)》2011年第5期。赵玉焕、刘月(2011)使用投入产出法研究和测算了1999-2008年中国出口商品中的隐含碳，指出中国是隐含碳的出口大国，出口贸易是中国碳排放量增长的重要原因。⑤赵玉焕、刘月:《基于投入产出法的中国出口产品隐含碳测算》，《中国人口·资源与环境》2011年第12期。许冬兰(2012)利用投入产出法，分别估算了1997年、2000年、2002年、2005年、2007年我国对外贸易中的隐含碳和隐含能情况，结果发现我国是典型的隐含碳和隐含能净出口国，并且随着贸易顺差的增大，生态环境逆差现象愈发严重。⑥许冬兰:《生态环境逆差与绿色贸易转型:基于隐含碳与隐含能估算》，《中国地质大学学报(社科版)》2012年第1期。

上述研究表明，国内外有关对外贸易隐含碳的研究在不断增加，并且大多数学者在研究隐含碳问题时都采用了投入产出分析法。需要指出的是，在采用这一方法对中国进出口隐含碳进行分析时要注意三个问题:一是要将进口中间投入品的碳排放从出口隐含碳排放的测算中剔除。这是因为，在中国的出口贸易中，加工贸易占有很大的比重，在此生产过程中要消耗很多能源;而加工贸易所需进口投入品的生产是在国外进行的，其碳排放也发生在国外。若不加以剔除，则会使出口商品隐含碳的计算被高估。二是要连续、动态地考察中国进出口商品中隐含碳排放量的变动趋势。由于我国投入产出表每五年编制一次，中间年份虽然会有一次补充，但却没有连续年份的投入产出数据，所以国内学者大多会针对投入产出表公布的年份来单独分析进出口贸易的隐含碳问题，无法做到对进出口贸易隐含碳进行合理的趋势分析。三是要对进口隐含碳的计算中所需碳排放系数进行技术处理，体现中国与其他进口国家之间在技术方面的差异。由于中国进口国家众多，我们很难搜集到所有国家的投入产出和各部门的碳排放数据，且即使搜集到，工作量也太大。所以，很多学者在计算中国进口隐含碳时，会假定国内外技术同质，直接用中国的数据代替，这显然会使计算结果存在较大误差。本文将利用IEA所公布的世界碳排放强度对进口隐含碳计算中所需要的碳耗系数做技术修正，来测算进口商品中隐含碳排放量。对上述三个问题的处理，将使本文的测算结果更加准确，以便于我们详细了解中国进出口商品隐含碳的变动趋势，以及外贸发展中净隐含碳的变化情况。

三、模型和数据说明

(一)模型说明

里昂惕夫于1936年提出了投入产出分析法，该方法主要通过编制投入产出表和建立投入产出模型来反映经济系统各个部门(产业)之间的相互关系。自20世纪60年代以来，这一方法被广泛应用到能源利用和环境保护研究领域，分析产品贸易背后完全的隐含能和隐含碳的排放量。

里昂惕夫投入产出最基本的模型为:X=AX+Y

其中，X为各部门总产出列向量，AX为中间投入(中间产品)，Y为社会最终产品列向量，A为直接消耗系数矩阵(里昂惕夫系数矩阵)。直接消耗系数一般用αij来表示，其公式为:αij=Xij/Xj，即在生产经营中，生产j部门单位产品直接消耗的第i部门的产品价值。

然而，在实际生产过程中，各个部门之间的消耗关系十分复杂。生产j部门单位产品除了上面我们提到对i部门的直接消耗之外，还会通过中间需求消耗i部门的产品，这就是间接消耗。在投入产出原理中，一种产品对某种产品直接消耗和间接消耗的总和被称为完全消耗。若完全消耗系数记为bij，则其可以表示为:

所有的组成完全消耗系数矩阵，记作B，B=(I-A)-1-I。其中，I是与A和B相同阶数的单位矩阵。

在上述计算中，由于生产部门所用到的中间产品会存在进口，而进口商品的生产是在国外进行的，其碳排放不应划入国内。因而，为了避免高估出口隐含碳量，可以将中间投入品分为两部分:完全国内产出的中间投入品和通过对外贸易进口的中间投入品。这样，为了剔除进口中间投入品对出口碳排放的影响，需要对原有的直接消耗系数A作出修正，将其分解为:A=Ad+Am

其中，Ad为国内产出的中间投入品的直接消耗系数矩阵，Am为进口中间投入品的直接消耗系数矩阵。为了将这两个分解出的矩阵与A相联系，依据“按比例进口假设”，可以将各个部门进口中间产品投入占国内中间产品总投入的比例记为矩阵M，也称进口系数矩阵，则有:Ad=(I-M)A

假定mij为矩阵M的元素，则:

其中，IMi为部门i产品的进口量，Xi为部门i产品的总产出，EXi为部门i产品的出口量。那么，原有的完全消耗系数矩阵在排除了进口投入品的影响后，就可以记作:

B=(I-Ad)-1-I

θg为第g种能源品种的碳排放系数，εgi为j部门总能源消耗中第g种能源的消耗比重。由于没有公布的碳排放系数，所以需要对θg进行计算。其计算可以参照IPCC2006年的指导意见第二卷(能源)第六章提供的参考方法，公式为:

其中，NCV是2013年《中国能源统计年鉴》附录4中提供的一次能源的平均低位发热量，CEF表示碳排放因子，①由于在IPCC2006中没有直接提供煤炭的碳排放因子，所以在这里我们根据陈诗一(2009)提供的方法，利用IPCC2006所提供的烟煤和无烟煤的碳排放因子的加权平均值(80%和20%)来计算煤炭的碳排放因子。具体数据由IPCC提供，COF表示碳氧化因子，缺省值为1，44和12分别表示二氧化碳和碳的分子量，则计算结果如下表:将直接碳排放系数cej以矩阵的形式表示出来，记作E，则完全碳排放系数即表示为⌊(I-Ad)-1-I」*E。若将各部门出口额矩阵记作EX，则出口商品隐含碳排放量的计算公式可推导出:

表1 各种能源的CO2排放系数

在进口商品隐含碳的计算上，需要注意的是进口产品来自于不同的国家，若要使得计算结果精确，计算完全碳消耗系数时要搜集本国所有进口对象的投入产出表、各行业部门能源消费量等数据资料，并需要对每个进口国家的行业部门进行统一划分。这种计算过于复杂，难度较大。因而，多数研究者会选用替代法，即假定国内外不存在技术差距，用本国的完全碳消耗系数替代进口国家碳排放系数。这种方法虽然比较简便，但也容易出现较大误差。为了尽可能的削减不同技术水平所造成的进口商品隐含碳计算的误差，需要引进一个不同技术水平的修订系数λt。在本文中，选择世界平均碳排放强度与中国碳排放强度的比值作为技术修正参数。因而，若将各部门进口额矩阵记作IM，则进口商品隐含碳排放量的计算公式也可以推导出:

则进出口商品隐含碳净差CB=CE-CI。当CB＞0时，表明该国为贸易隐含碳排放净出口国，对外贸易中存在环境逆差;当CB＜0时，表明该国为贸易隐含碳排放净进口国，对外贸易中存在环境顺差。

(二)数据说明

1.投入产出数据。对2001-2012年中国进出口商品中隐含碳排放量的测算，本文投入产出数据依据《2002年中国投入产出表》、《2005年中国投入产出表》、《2007年中国投入产出表》和《2010年中国投入产出表》中的数据整理而得。但由于投入产出表的数据不是每年编写的，存在一些缺省年份。因此，在计算中本文选择就近年份代替的方法，如2001年、2003年的数据用2002年的代替，2004年的数据用2005年的代替，2006年、2008年的数据用2007年的代替，2009年、2011年、2012年的数据用2010年的代替。

2.能源消耗、碳排放和进出口数据。能源消耗和能源的碳排放系数计算数据来自《国家温室气体清单指南》(IPCC2006)、《中国能源统计年鉴2008》和《中国能源统计年鉴2013》;计算所需要的世界平均碳排放强度和中国的碳排放强度则来自于IEA公布的CO2 EMISSIONS FROM FUEL COMBUSTION Highlights(2013 Edition);进出口数据主要来自历年的《中国对外经济统计年鉴》和《中国贸易外经统计年鉴》。

由于中国海关进出口商品的分类是按照HS编码制度，将货物分为22大类98章。这种分类与《中国能源统计年鉴》和《中国投入产出表》并不一致，为了建立一个相对可比较的分类系统，我们借鉴张晓平(2009)的分类方法，①张晓平:《中国对外贸易产生的CO2排放区位转移分析》，《地理学报》2009年第2期。将产业部门归为18类(见表2)。

表2 行业划分及代码②

四、实证分析与结果

(一)中国进出口隐含碳的整体分析

本文依据投入产出法，对2001-2012年的中国上述产业部门的出口贸易隐含碳量(CE)、进口贸易隐含碳量(CI)和对外贸易隐含碳净差(CB)进行了估算，结果如图1所示。

1.出口商品隐含碳分析。2001-2012年期间，中国出口贸易发展迅速，除2009年受金融危机影响有所下降外，基本上呈不断上升的趋势。与2001年相比，到2012年中国出口贸易增长了7.7倍，年均增速达到21%。由图1可以看出，2001-2012年期间，在中国出口贸易额迅速增加的同时，出口商品隐含碳排放量也相应地呈现增长趋势，由2001年的7.22亿吨增长到2012年的19.02亿吨，增长了2.63倍，年均增速达到12.01%。其中，2004年的出口商品隐含碳有小幅度下降，这可能与2004年开始的中国出口产品生产技术改进，产品能源消耗强度降低有关。而2009年出口商品隐含碳的较大幅度下降，则可能与同一时期中国出口贸易额大幅度下降有关，即出口贸易额的变化引起了出口商品隐含碳的相对变化。由此可知，尽管在这一时期个别年份的出口隐含碳存在波动，但基本上保持了增长势头。尤其是在出口贸易迅速发展的时期，出口贸易隐含碳排放量增长也较为迅速。

图1 2001-2012年CE、CI、CB的变化趋势

2.进口商品隐含碳分析。2001-2012年期间，除2009年外，中国进口贸易的发展也非常迅速，与2001年相比，到2012年中国进口贸易增长了7.2倍，年均增速达到21%。由图1可以看出，伴随着中国进口贸易规模的迅速扩大，进口贸易隐含碳排放量也有了一定程度的增长。由2001年的2.87亿吨增长到2012年的5.53亿吨，增长了2.5倍，年均增速达到8.29%。其中，2004年、2006年、2012年的进口贸易隐含碳有小幅度下降，这可能与国外相对碳耗强度的降低和同期中国进口贸易增幅相对降低有关。与出口贸易隐含碳排放相似，受金融危机影响，2009年中国进口隐含碳有较大幅度下降。但总体来看，进口隐含碳排放仍然保持着增长的趋势。另外，从图中比较来看，进口商品隐含碳排放量的整体波动趋势与出口隐含碳排放量的波动趋势基本一致，但其总量增长明显低于出口商品隐含碳排放总量。

3.进出口商品隐含碳净差分析。2001-2012年期间，中国出口商品隐含碳排放量明显超过进口商品隐含碳排放量，中国对外贸易隐含碳净差大于零。这表明，中国是贸易隐含碳排放净出口国，在外贸中存在明显的环境逆差。并且，从图1中可以看出，中国对外贸易隐含碳净差的变动与出口商品隐含碳的变动趋势基本一致。除2009年中国外贸隐含碳净差有明显下降外，这一时期的贸易隐含碳净差基本保持增长态势。由2001年的4.35亿吨增长到2012年的13.49亿吨，增长了4.1倍，年均增速达到了14.19%。其中，2001-2004年期间，进出口贸易差额较小，基本稳定在300亿美元以下。同一时期，中国外贸隐含碳净差量也基本稳定在10亿吨以下。2005年之后，中国对外贸易顺差额开始不断增长，从991.51亿美元增长到2008年的2939.16亿美元。同一时期，中国外贸隐含碳净差也开始不断增长，从2005年的10亿吨增长到2008年的15.15亿吨。2009年对外贸易差额下降到1911.71亿美元，对外贸易隐含碳净差也减少到7.66亿吨。2010年中国对外贸易出现恢复性增长后，中国对外贸易差额由2010年的1905.35亿美元增加到2012年的2831. 98亿美元，对外贸易隐含碳净差也由2010年的10.36亿吨增加到2012年的13.49亿吨。

从以上三个角度的分析可以看出，随着中国出口贸易的迅速发展，出口商品中隐含碳排放量也在快速增加，且贸易隐含碳排放净差的年均增速要快于出口贸易的年均增速，说明中国是典型的隐含碳净出口国。也就是说，在中国保持贸易顺差的过程中，背后隐藏着大量的环境逆差现象，并且呈现上升趋势。

(二)中国进出口商品隐含碳的部门分析

经过计算发现，2001-2012年期间，中国出口隐含碳主要集中在四个行业部门:化学工业、通用及专用设备制造业、金属冶炼及压延加工业、纺织业。这四个行业部门的出口隐含碳排放量占到中国出口产品隐含碳排放总量的80%左右。其中，化学工业、通用及专用设备制造业所占比重最高，分别达到30%以上和20%左右，而纺织业所占比重开始不断下降。2001-2008年期间，非金属矿物制品业、金属制品业这两个行业部门的出口隐含碳排放量在这17个行业部门的排序中一直保持在前五、六位。到了2009-2012年间，随着电气、机械及器材制造业出口的不断扩大，这一行业部门的出口隐含碳排放量在17个行业部门的排序不断上升，并超过金属制品业进入前六位。

然而，从贸易隐含碳排放净差的变化情况来看，金属矿采选业的贸易隐含碳排放净差一直是负值，且负值逐年扩大，说明该产业属于典型的贸易污染转出产业;石油和天然气开采业的贸易隐含碳排放净差变化明显，从正值逐渐转变为负值，且负值数额逐渐扩大，这意味着该产业由贸易碳污染转入产业变为贸易碳污染转出产业;农林牧渔业虽然属于贸易碳污染转入产业，但其贸易隐含碳净差正在逐渐减少，说明该产业也在通过进口减少贸易碳污染转入量。同时，在其他贸易碳污染转入产业中，除非金属矿采选业的贸易隐含碳排放净差有小幅度下降外，其他产业都有不同程度的增长。其中，食品制造及烟草加工业、服装皮革羽绒及其制品业、木材加工及家具制造业、造纸印刷及文教用品制造业、金属制品业、交通运输设备制造业、仪器及文化办公用机械制造业贸易隐含碳排放净差增长幅度较小，非金属矿物制品业、电气和机械及器材制造业增长幅度较大。而出口隐含碳最集中的四个产业部门的贸易隐含碳排放净差除2009年外，也呈现增长趋势，到2012年其贸易隐含碳排放净差占到整个贸易隐含碳排放净差的79%。这说明，在中国贸易发展的过程中，贸易更倾向于隐含碳排放量较高的产业部门，国内少数的贸易部门集中了绝大部分的贸易隐含碳排放量。

五、结论和政策建议

(一)结论

本文利用修正后的投入产出分析方法，通过海关进出口商品分类数据整理了17个产业部门后，对2001 -2012年期间的中国进出口商品隐含碳排放量进行了测算，结论如下:

1.中国是典型的隐含碳净出口国。通过对中国出口隐含碳、进口隐含碳和对外贸易隐含碳净差三个量的估算和分析表明，随着中国对外贸易的迅速发展，贸易中的隐含碳排放量也在不断增加。这种增加不仅包括出口贸易隐含碳排放的增加，同时也有进口贸易隐含碳排放的增加。但是，由于出口贸易隐含碳排放量明显大于进口贸易隐含碳排放量，使得对外贸易隐含碳净差大于零，且呈现上升趋势。这说明，在中国巨大的贸易顺差背后，隐藏着严重的生态环境逆差，并且这种状况在逐年加重。

2.出口规模和技术水平对中国进出口产品隐含碳排放影响较大。本文在对中国对外贸易发展趋势和贸易隐含碳排放趋势的比较中发现，对外贸易隐含碳净差不断扩大的原因主要在于出口隐含碳的迅速增加，而出口隐含碳增加的原因主要在于中国出口贸易规模的迅速扩大。尽管中国进口贸易规模扩大也非常迅速，但由于进口贸易伙伴国的碳排放强度明显低于中国，所以进口商品隐含碳排放总量增长明显低于出口隐含碳排放总量增长。因而，在中国技术水平不发生较大提高以及贸易结构不进一步优化的情况下，中国外贸环境逆差现象是难以改变的。

3.中国出口隐含碳和贸易隐含碳净差非常集中，主要集中在四个行业部门:化学工业、通用及专用设备制造业、金属冶炼及压延加工业、纺织业。经测算，在2001-2012年期间，这四个行业部门的出口隐含碳排放量占到中国出口产品隐含碳排放总量的80%左右，其贸易隐含碳排放净差占到整个贸易隐含碳排放净差的70%左后。可以说，国内少数产业部门，集中了绝大多数的贸易隐含碳排放量。

(二)政策建议

通过以上实证研究，本文认为要改变中国贸易顺差背后隐藏的大量的环境逆差现象，降低中国减排压力，需要从以下几方面着手:

1.在国际社会减排谈判中，积极区别“生产者负责制”和“消费者负责制”两种减排责任界定原则，结合中国进出口商品中隐含碳排放情况，要求国际社会合理确定减排责任和目标，争取与本国经济发展阶段相匹配的减排责任。

2.不断改进技术能力，降低能源消耗。一方面要求政府和企业提高生态保护意识，加大推广和运用各种减排技术，并鼓励技术创新;另一方面，加大国际技术合作力度，通过各种途径与发达国家开展各种有益于降低能源消耗、提高技术水平的交流合作。

3.加大产业结构调整，优化贸易结构。在进出口贸易过程中，结合一些环境贸易政策，一定程度上限制高排放行业的出口比重，鼓励贸易环境污染转出产业的进口;同时，在生产过程中，对于高能耗、高排放的产业通过选择进口替代，减少国内生产来降低国内碳排放总量。

(责任编辑:栾晓平)

F062.2

A

1003-4145［2015］08-0150-06

2015-01-20

刘祥霞，女，济南大学经济学院讲师，中国人民大学经济学院博士研究生，济南大学跨国经营研究基地研究员。郭琦，女，中国人民银行济南分行经济师。安同信，男，济南大学经济学院副教授，济南大学跨国经营研究基地研究员。

本文系山东省教育厅人文社科课题(项目编号:J12WG60)、山东省社科规划项目(项目编号:14CJRJ09)、济南大学校级社科项目(项目编号:2010JJ6)的阶段性成果。