隐含碳排放与分解研究的现状与发展方向

章辉

（西北民族大学 经济学院，甘肃 兰州 730030）

隐含碳排放与分解研究的现状与发展方向

章辉

（西北民族大学 经济学院，甘肃 兰州 730030）

隐含碳问题的研究始于20世纪90年代，最早是作为能源消费引发的C02排放水平测算问题的一个分支出现的。但随着关于碳排放责任区分的争论与发达国家借助环境保护的名义而采取绿色贸易壁垒的现实，隐含碳问题的研究日益受到各方面的关注。当前学术界对隐含碳排放水平和分解技术的研究已经取得了大量的成果，但由于理论各异、方法众多，使对于隐含碳的具体认识和深刻理解出现了不少偏差。文章从具体研究方法的特点入手对隐含碳排放水平及分解技术的研究进行相应的综述，然后对国内外相关的研究现状进行了简要的描述，最后在总结评价的基础上总结了今后在隐含碳问题的研究上值得进一步关注与发展的方向。

隐含碳；SD A；ID A

碳排放作为经济学的研究对象，最早出现于1979年第一次世界气候大会的宣言中。与会科学家提出，如果大气中的CO2浓度继续增长将会在21世纪中叶出现显著的增温现象。自此，碳排放和全球性气候变暖问题引起了国际社会的全面关注。经过近40年的发展，已经由最初的CO2排放与能源消耗之间的关系研究引申出碳减排、隐含碳、碳关税、碳泄漏与碳合作等一系列相关问题，这些以碳排放为中心的相关问题已经成为研究单一国家经济与环境可持续发展、国家间基于环境合作的经贸往来等一系列世界性经济问题研究的热点。

近年来，关于隐含碳问题的相关研究已经在国际学术界成为碳排放问题研究中的前沿课题。我国关于这方面的研究虽然有一定成果，但与国外研究相比还存在一定差距。本文旨在从研究方法的角度对相关国内外文献予以比较、分析，并对今后可能的发展方向作出概括。

一、隐含碳排放水平与分解研究的特性

关于隐含碳及其相关问题的研究，目前学术界主要集中于两个方面：一是关于隐含碳排放水平总量的测算，二是基于已测得隐含碳排放水平条件下对具体影响因素的分解。对于第一个方面的问题，从分析的基本框架来看，可以分为基于时间序列数据的指数分解法（IDA）和基于投入产出表（I-O table）数据的结构分解法（SDA）这两大类基本框架。对于第二个方面的问题，根据分解过程中具体数学处理技巧的不同，在具体分解过程中又主要包括：拉氏法（Laspeyres method）、精炼拉氏法（Refined Laspeyres method）、帕氏法（Pasche method）、M-E方法（Marshall-Edgeworth method）、算数平均迪氏法（AMDI method）、对数平均迪氏法（LMDIⅠmethod/LMDIⅡmethod）、广义费雪法（Generalized Fisher method）、D&L法（Dietzenbacher&Los method）、S/S法（Shapley/Sun method）等方法。这些方法由于具体假设、分解过程、分解结果等都存在较大差异，从而使得每一种分解方法都有其特定的优势和不足。因此，面对众多的分解方法，根据研究的需求和实际情况选择合理的方法并予以运用就是分解方法确定的出发点。本文通过总结国外学者的文献，借助Hoekstra&Bergh（2003）与Ang（2004）的思路，构建一个简便、实用的评价标准。具体内容如下：

（一）具体分解方法数学特性的要求

对于各种分解结果的结果是否准确，首先要从对其数学特性的判断入手。综合目前已有国内外文献得出的表1列举了主要的分解方法及其检验结果。

表1中的检测内容包括Fisher（1922）提出的因子互换检验、时间互换检验，Ang和Choi（1997）提出的零值稳健检验，Chung和Rhee（2001）提出的负值稳健检验，以及是否在加法和乘法分解形式下存在残差。通过表1可以看出：对于这些常用的分解方法来说，没有一种方法能够通过所有的测试。也就是说，在实际分解过程中，任何一种方法在满足某一方面要求的同时也会在其他方面存在错误。以分解研究中最重要的指标残差为例，没有残差的分解方法可能无法通过其他检验，而通过其他检验的分解方法可能又会出现残差。这就给我们理解各种分解结果提供了一种思路：不同的分解结果只是不同学者使用不同分解方法的产物。即便使用相同的数据来源，如果使用的方法不同，可能结果就会有较大的差异，从而导致给出的建议会截然相反。具体来说，S/S法和LMDI法虽然在相关研究中被经常使用，但在遇到负值和零值状况时如果不对数据进行处理或使用变量进行替换，则这两种方法对于特定的研究对象就可能会失效。

表1 各种分解方法的数学特点

（二）具体分解方法的数据要求

在选择测算隐含碳排放水平和分解方法之前，对已有数据的特点也必须予以考虑，而这正是确定使用基于IDA或SDA框架进行分解的关键。相对于IDA框架可以使用连续时间序列数据的特点来说，使用基于I-O表的数据是SDA框架进行隐含碳相关问题研究的必然要求。也正是基于这种对数据来源的要求，使选择不同分解方法时会出现两种情况：一是对于所有使用时间序列数据的分解方法来说，只能对数据之间由于存在直接需求而产生的效应进行分析；而使用I-O表数据的分解方法则可以借助于I-O表对经济总量分层次描述的特性而对数据之间基于隐含的间接需求以及由此产生的间接效应予以研究。二是对于使用时间序列数据的分解方法来说，既可以分析绝对值数据和强度数据，又可以使用加法分解和乘法分解；而使用I-O表数据的分解方法则只能够对绝对值数据进行研究，并只能进行加法分解。这也就是说，如果数据类型已经确定，那么可供选择的分解方法的范围也会相应缩小，特别是对于那些试图分析经济数据中间接效应或深层次影响的研究者来说，能够选择的就只有相对复杂的基于SDA框架的相关分解方法。而对于数据要求不高的情况，研究者使用基于IDA框架的相关分解方法可能会使研究更加便利。

（三）方法论的适用性要求

从理论上来说，上述的各种分解方法都可以在IDA或 SDA框架下展开相关的研究，只是结果的准确性和说服力存在差异。但在具体使用过程中，从具体方法论的角度来看，却存在以下两种趋势：一是从具体分解方法的组合来看，以IDA框架为基础的数据分解一般倾向于使用拉氏指数、迪氏指数及其引申的分解方法，其中又以LMDI和S/S方法为主，特别是近年来使用LMDIⅡ进行分解的文献占据了主流的地位。而对于SDA框架下的具体分解方法的选择则相对随意，一般都由研究者根据自己的研究目的自行选择，没有一种相对集中使用的分解方法。二是从具体分解过程来看，对于IDA框架的分析来说，现有文献中对加法分解和乘法分解都有使用；而对于SDA分解来说，由于分解过程中的指标数量为n！，庞大的计算过程使目前只见到使用加法分解过程的实例而没有见到有关乘法分解的文献。因此，D&L法和S/S法在IDA框架下能够得到完全分解的结果，而在SDA框架下就无法实现这个目标。

（四）数据分解的深度

对于具体经济数据研究的深度而言，IDA框架下分解方法的选择也与SDA框架下有所区别。在IDA框架下，由于数据多数来源于部门和行业的加总数据，因此在这种背景下，研究的范围以行业和部门为主，同时兼顾对整体经济加总数据的分析。至于行业加总数据的具体形式，既可以是连续数据，也可以是非连续数据，并且可以根据研究目标设计众多指标，具体研究指标从2～11个不等。当然，在获取研究指标广度优势的同时就不得不放弃研究深度，一般在IDA框架下只能进行1阶段分析，得出的结果也仅限于对经济数据直接影响的分析。而在SDA框架下，由于其数据全部来源于I-O表，而I-O表数据的公布先天就具有非连续性，使SDA框架下具体方法的选择只能是哪些适用于非连续数据分析的方法。由于数据较少，反而分析的深度得到加深。虽然其研究的具体指标也在2-10个之间，但却可以借助I-O表提供的中间品和最终产品的分类数据进行2阶段分析，这对于揭示经济关系中隐藏的间接影响具有积极的作用，特别是在对供给侧和需求侧进行相关分析时优势更加明显。有鉴于此，当需要对经济数据进行2阶段的分析时，D&L和LMDI的优势就得以体现，而Fisher方法由于受自身有限的研究指标的限制而使得其适用性受到影响。

（五）最终结论运用的便利性

不论使用何种分析框架与分解方法，对最终结论的解释和运用是经济研究的目标。但是对IDA与SDA框架来说两者之间存在明显差异。对于以IDA框架为基础的分析来说，由于其数据来源于行业与部门的加总，因此其研究范围较广，只要是具有一定年限的连续数据的行业和部门的加总数据都可以展开分析，具体研究范围涉及能源消费、CO2排放、能源与CO2排放关系、能源与环境关系、CO2与经济发展关系等诸多方面。通过对上述研究领域连续历史数据的分析，其结论的具体指向性明确，相关政策建议的操作也较为简单，因此对于政府官员和公众来说易于理解。对于以SDA框架为基础的分析来说，相对狭窄的数据基础制约了应用的领域，虽然SDA框架的分析对上述研究范围也有所涉及，但整体研究的数量和水平与IDA框架下的研究结果比较起来明显的相形见绌。更为被动的是，由于对I-O表数据的解析需要更加复杂和专业的理论背景，这就使得政府官员和公众对基于SDA框架下分解结果的理解比较模糊和困难，而且对其具体政策建议的实施也缺乏操作性。而这正是影响和制约基于SDA框架下对隐含碳相关问题进行深入研究的主要原因。

（六）小结

从上文的分析可以看出，基于IDA框架或SDA框架的分析是隐含碳分析的起点，两者的区别主要是受数据来源的制约。而对于具体隐含碳分解方法的选取来说，每种方法都有其优点和不足，可以根据研究者对特定研究对象的选取而灵活选择。虽然从研究方法的数学特性来说各种方法之间存在一定的差异，但这种差异相对比较薄弱，并且已有学者，如Hoekstra et al（2003）就已经通过数学方法证明在相当多的情况下，在IDA框架下使用的方法可以与在SDA下使用的同一方法之间存在一定的数学转换关系。

二、国内外关于隐含碳研究的状况和发展趋势

（一）隐含碳的国外研究状况

基于Ang et al（2000）、Hoekstra et al（2002、2003）、Ang et al（2004）、Lenzan（2006）、Liu（2007）、Ang et al（2012，2013）的研究成果，通过梳理国外文献，我们可以得出表2。

表2 国外基于IDA与SDA框架的隐含碳研究状况单位：篇

通过对表2的观察可以总结出国际上研究有关能源与碳排放文献的几个主要趋势：第一，随着能源与环境问题重要性的日益凸显，相关文献的数量有明显的增长，特别是2000年以后，相关文献与以往相比成倍增长。第二，就研究的基本框架来说，随着各国对I-O表编制的重视和数据的逐步公开，基于SDA框架的研究与以往相比有明显增长，已经初步具有与IDA方法类似的地位。第三，对于IDA框架的研究来说，LMDI方法和由此引申出的其他方法在具体研究过程中占据了主体的地位，是主流的分解方法。而对于基于SDA框架的分解方法来说，在2000年之前还没有一个明显具有优势的分解法，即使在2000年以后虽然D&L方法及其相关方法在统计数据上占有优势，但近年来有关LMDI方法在SDA框架下的运用研究也逐渐开始呈现上升趋势。最后，随着中国经济发展、能源消耗和环境影响的不断加大，以中国作为研究对象的文献也在逐渐增长，而这正是国内学者具有潜在研究优势的领域和努力方向。

（二）隐含碳的国内研究状况

与国外关于隐含碳研究相对清晰的发展不同，早期国内对于隐含碳的研究往往是下列两种研究的附带成果并相应呈现：第一种，作为能源消耗对环境产生影响的研究成果之一出现。早期关于能源消费对环境的影响主要集中于不同污染排放物的水平和构成研究，具体研究内容包括固体排放物、液体排放物和气体排放物。由于固体和液体排放物的危害直接和明显，加之隐含碳排放危害的隐蔽性，使对碳排放的研究长期处于一种不被重视的状况。第二种，作为中国外贸对经济产生影响的研究成果之一出现。从改革开放以来，对外贸易就成为推动中国经济发展的“三驾马车”之一，与投资和内需共同推动着中国经济的快速发展。伴随着由外贸发展带来的巨大经济效益和与之相伴的一系列经济、社会问题，特别是环境污染问题的日益突出，使贸易发展对环境的影响成为研究热点。尤其是随着21世纪世界性环境问题的日益严峻和国际气候问题研究与合作的加强，有关碳排放的研究呈现井喷式的增长。据本文不完全统计，2000年以前，国内文献关于碳排放的数量约为81篇；而从2001年初至2013年底，有关碳排放的文献总数达到将近8 600多篇，涉及所有能够引起CO2排放的三大产业部门、具体行业部门、不同地区、国别以及与之相关的各个领域，碳排放问题已成为经济与环境协调发展问题中的关键议题之一。在具体研究过程中，关于碳排放的研究也开始逐渐专门化和细化，其中关于隐含碳问题的研究开始成为相关学者关注的焦点之一。特别是近年来伴随着贸易引发的碳关税问题争论的日益激烈，科学准确的确定由国际贸易引发的真实碳排放水平，即隐含碳水平和相关影响因素的分解就成为相关研究的重点和难点。从表2反映的国外文献来看，从1995年前后开始，绝大多数关于碳排放的研究都开始围绕隐含碳展开。国内2000年前涉及研究隐含碳的文献只有4篇，而2000年之后则有126篇。但国内隐含碳的相关研究往往以研究者的主观选择出发，自主选择研究框架和分解方法，并且对所选择的框架与分解方法缺乏相应的说明。因此从研究数量和水平来看，有关隐含碳问题的研究今后还有非常大的空间和潜力。国内目前关于隐含碳研究的基本方向包括：

1.关于隐含碳水平的测算。国内关于隐含碳水平测算具有代表性的文献包括：齐晔、李惠民、徐明（2008），陈红敏（2009），魏本勇、方修琦、王媛（2009），张友国（2010），闫云凤、杨来科（2010），李树林、齐中英（2011），傅京燕、张珊珊（2011），丛晓男、王铮、郭晓飞（2013）等。这些文献运用不同的方法对中国经济发展和贸易引发的真实隐含碳水平进行了测算。虽然方法各异，但基本结论近似：即中国处于隐含碳出超的地位，我们以自身的社会和环境发展为代价，替主要贸易伙伴国承担了巨大的环境压力。而这种付出在对外经贸发展中却并没有得到相应的回报，反而成为发达国家对我国实施绿色贸易保护和征收碳关税的借口。目前国内隐含碳排放水平测算存在的主要问题是测算方法众多，结果各异，缺乏相对规范的计算步骤和基本一致的结论。

2.关于隐含碳影响因素的分解研究。国内对于隐含碳排放分解研究具有代表性的文献包括：吴巧生、成金华（2006），齐志新、陈文颖（2006），师博（2007），宋德勇、卢忠宝（2009），黄菁（2009），秦放鸣、师博（2010），郭朝先（2010），李艳梅、付加锋（2010），陈诗一（2011），涂正革（2012），杜运苏、孙辉煌（2012），傅京燕、裴前丽（2012），邢玉升、曹利战（2013），戴小文（2013）等。这些文献基于IDA或SDA框架使用各种不同的分解方法，对中国贸易引发的隐含碳排放进行各种形式的分解，得出各种不同的结论。这些研究的具体结论普遍存在较大差异，其中相对统一的观点可以概括为：中国隐含碳排放最主要的影响因素是贸易规模和能源使用效率。如何以科学和准确为依据，在具体分解方法上有所突破是今后隐含碳分解要研究的重点。

3.关于隐含碳具体研究对象的研究。国外学术界对于隐含碳的研究主要集中于对双边、多边贸易所引发的隐含碳排放的定量测算与分解上，而国内的研究则主要集中于两个方面：一类是基于国家层面的分解，如尹显萍、程茗（2010），石红莲、张子杰（2011），沈源、毛传新（2011）对中美商品贸易中内涵碳的分析；王菲、李娟（2012）对中日贸易中隐含能与碳排放的分析；闫云凤、赵忠秀、王苒（2012）对中欧贸易隐含碳的估算与分解等。另一类则主要集中于基于地区或部门层面的分解，如李静、方伟（2011）对长三角地区的研究；叶晓佳、孙敬水、董立锋（2011），隗斌贤、继红、黄敏（2012）对浙江省碳排放量的测算；闫云凤、赵忠秀、王苒（2012）对钢铁行业产品出口隐含碳的研究；赵凯、佘洁楠（2012）对江苏省12个主要制造业出口贸易中隐含碳量的估算。这些涉及具体对象的研究虽然取得了一定成果，但研究主要集中于几个主要的贸易伙伴国和国内经济相对发展较快的地区，如何将研究范围予以扩展是今后要克服的难点。

（三）今后隐含碳研究的发展方向

通过对国内外相关研究成果的概括和总结可以发现，今后隐含碳问题的研究可以从以下方面取得进一步的发展：

1.研究框架和方法的规范与发展。对于隐含碳问题的具体研究，如何规范研究框架与方法是今后首先要解决的问题。选择IDA还是SDA框架，具体选择哪种分解方法，通过哪些检验，分解方法可能存在哪些误差都应该考虑并在研究过程中予以说明和解决。只有建立起相对规范的研究框架和方法，才能够使不同学者的研究成果具有相同的基础与可比性，才能使研究的成果具有更强的现实指导意义。其次要考虑的是在现有研究框架和方法的基础上如何发展与创新，目前国际学术界相关的发展动向是将SDA与LMDI方法相结合以及对SDA框架下乘法分解的研究，在这些方面国内学者有机会取得进一步的突破。

2.研究数据的挖掘。影响隐含碳研究的另外一个关键问题是研究使用的数据。如何在现有数据的基础上，挖掘与寻找新的数据来源与替代指标，突破传统测算指标对隐含碳研究的限制也是今后相关研究应该努力的方向。目前已经取得的成果是部分学者开始通过自行编制I-O表的扩展表或寻找替代变量的方法尝试予以突破。

3.研究对象的扩展。目前隐含碳问题的研究对象相对集中，今后应该在以下两个方面尝试做出突破：一方面是如何突破来自对外贸易的限制，将隐含碳的研究扩展到其他的领域，特别是家庭部门、服务性产业和房地产业为代表的第三产业；另一方面是如何将研究对象扩展到一些经济相对发展落后但环境问题相对突出的中西部地区，以期为这些地区的发展提供新的思路。

隐含碳问题的研究从最初的排放水平测算发展到影响因素的分解，在国内外已经取得了大量的研究成果。但国内外在具体研究的框架和分解方法上存在差异，这就使得对同一研究对象得出的结论缺乏分析和对比的可能性。本文在对国外隐含碳研究综述的基础上介绍了选择隐含碳研究框架和方法的基本依据，并对国内的相关研究予以简单的概括与评价，最后指出今后隐含碳问题研究可能取得突破的研究方向。希望通过本文的努力能够提高国内学术界对隐含碳问题研究的重视程度，并且进一步推动对相关问题的研究水平和得出更加精确的研究结果。

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（责任编辑：C 校对：R）

F062.2；F740

A

1004-2768（2016）09-0015-04

2016-06-22

2014年甘肃省高等学校科研项目“基于隐含碳减排的甘肃省对外贸易发展与调整研究”（2014B-014）

章辉（1976-），男（满族），甘肃兰州人，博士，西北民族大学经济学院副教授，研究方向：国际贸易中的能源与碳排放。