“双碳”目标下中国化工行业碳排放权分配研究

廖志高，阮梦颖

（1.广西科技大学经济与管理学院，广西 柳州 545006；2.广西工业高质量发展研究中心，广西 柳州 545006）

全球变暖加剧了地球气候系统的不稳定性，极端气候越来越多见，而人类在生产生活中过量的二氧化碳排放是导致全球变暖的主要原因。中国高度重视环境问题，积极应对气候变化工作，承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。构建全国碳排放权交易市场对中国实现“碳中和”“碳达峰”目标有巨大的作用和意义；建设全国碳市场可促使高排放行业加快实现产业结构调整，推动绿色低碳技术创新，实现能源消费的绿色低碳化。[1]2011年中国开始实行碳排放权交易试点，2020年全国碳市场开始逐步落地，2021年全国碳排放权交易市场正式确立。由于发电行业直接燃烧煤炭等化石能源，二氧化碳排放量大，而且管理制度比较健全，数据管理规范、容易核实，配额分配相对简便易行，发电行业成为首个纳入全国碳市场的行业。随后，石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空八大重点行业逐步纳入碳排放权交易的范围，因此需加快对这八大行业的研究，完善行业碳排放核算与分配方法。碳排放权交易机制是一种有效的减排手段，碳排放配额分配方案是否科学合理将成为碳市场能否成功运行的关键。化工作为高能源消耗、高污染排放的行业，加快完善碳排放配额分配方法对中国实现“双碳”目标具有重大意义。

一、国内外化工行业碳排放研究现状

碳排放权分配的研究多集中在电力、钢铁、水泥等产品结构比较单一的行业，而化工行业生产流程复杂、产品种类多样，目前对化工行业碳排放权分配的研究较少[2]。国外碳交易市场发展得比较成熟，其中欧美碳市场最为完善，为其他国家成立碳交易市场提供了参考。欧盟碳排放交易体系前期主要采用历史法分配，这种方法有较大的弊端，碳排放配额数量发放过多导致碳价下跌严重。在欧盟碳市场发展的第三阶段将碳排放权直接下放到行业，并且多数行业开始实行基准线法分配碳排放权[3]。中国碳市场中化工行业的碳排放权分配可以参考欧盟碳市场，前期可采用历史法分配，由于数据积累较少，采取历史法操作便捷并且易于调整，随着数据的累积以及碳市场相关制度的完善，需逐步调整为基准线法。

有针对性的减碳政策能促使减碳行动的高效实施，加快解决气候变化问题。这就要对碳排放责任核算方法进行科学合理的设置，清晰的碳排放责任划分是碳排放权公平分配的重要基础。碳排放责任应同时符合标准化、一致性和有效性三大原则，准确核算碳排放量是合理分配碳排放权、有针对性地减少碳排放、实现“双碳”目标的重要基础。进行碳排放责任划分时不仅要考虑一个活动过程中直接产生的碳排放量，也要考虑用于该活动的产品在其生产过程中的碳排放量，同时还要减去活动对外所输出产品所对应的碳排放责任[4]。碳排放责任基于不同的承担主体就会有不同的责任，现在较常用的碳排放责任核算方法有生产者责任法、消费者责任法和各类责任分摊法[5]，但都存在一定的局限性。

二、化工行业碳排放责任核算方法

生产者责任法核算较为简便且应用范围广，但因认为生产者承担全部碳排放责任而缺乏公平性，会造成生产成本的增加或导致“碳泄漏”的现象。消费者责任法考虑消费者的碳排放责任，虽是一种更为公平的核算方法，但计算过程复杂、应用难度大，且对生产者的减排约束和激励不足[6]。付坤等人综合考虑了生产者责任和消费者责任，提出基于共担原则的省级电力排放核算方法[7]；为进一步平衡生产者与消费者之间的碳排放责任，得到更为公平合理的碳排放责任分担方案，张洋等人在对现有碳排放责任核算方法研究的基础上提出了“基于基准值的碳排放责任核算方法”[8]45，为中国碳减排活动提供了新的参考。

（一）生产者责任法

生产者责任法又称“领地责任”法，该方法认为生产者要承担直接生产活动中的碳排放。中国在运用生产者责任核算的方法计算时也将由于电、热等能源使用导致的间接碳排放[8]44包含在内，化工行业核算碳排放的公式如下：

其中：C——二氧化碳排放量。

生产者责任法下，化工行业二氧化碳排放量等于一次能源燃料排放的二氧化碳量、生产过程中二氧化碳排放量、消耗电力及热力释放的二氧化碳排放量之和，但生产者责任法没有考虑消费者对产品碳排放需要承担的责任。

（二）消费者责任法

消费者责任法认为终端消费者承担产品生产全过程的所有碳排放，但在碳减排责任核算方面操作性不强，且不利于促进生产者在生产活动过程中节能减排。由于化工行业生产产品种类繁多、过程复杂，难以对产品生产全过程产生的碳排放进行回溯，为了将消费者责任法下碳核算与其他原则下化工行业碳排放核算进行比对，把消费者责任法核算碳排放的公式简化如下：

（三）基于基准值责任法

基于基准值的核算方法是根据现有核算方法进行改进，引入基准值的概念，在生产过程和终端消费之间分摊碳排放责任，使核算流程得到简化，并且提高了可操作性及可实施性。化工行业按生产方视角进行碳排放责任核算，考虑计算直接用于生产的碳排放量与流入流出产品基准值之间的差值，具体核算计算方法如下：

其中：C直接——生产过程直接碳排放量，i——基准值，n——购入产品种类，m——售出产品种类。

化工行业在生产活动中承担的碳排放责任如图1所示：

图1 化工行业承担碳排放责任

从以上论述可以看出，基准值的确定是科学合理地运用基准值责任法进行碳排放责任核算的关键。根据张洋等人建立的基准值体系[8]45，将产品在各个行业中碳排放责任的平均值看作该产品的碳排放基准值，而该产品的碳排放责任可用产品生产过程中的直接碳排放与由于消费原料和能源产生的碳排放的总和来计算。具体计算公式如下：

其中：ik——某类产品基准值，CKkt直接——全行业生产该产品的直接碳排放总量，Czt——全行业生产该产品消费的中间产品碳排放量，n——行业数量。

三、化工行业碳排放权初始分配

碳排放权初始分配是以碳排放责任核算为基础的，初始碳排放权分配应兼顾公平与效率，选用适当的碳排放责任核算方法有助于对初始碳排放配额进行合理分配，既能给行业施加适当的压力，又不至于打击减排积极性，使行业达到高效减排。

（一）碳排放权初始分配方法对比

初始碳排放权的公平合理分配不仅会对碳交易市场产生直接影响，还会影响碳减排活动的效率。目前，中国碳交易市场中相关机制还不健全，需要进一步完善。中国碳市场试点在进行配额分配时主要依据历史排放量[9]，目前中国处于经济快速发展阶段，化工行业作为国民经济中不可或缺的重要组成部分，其产品生产量与二氧化碳排放量均比较高，采用历史法容易导致配额发放超过实际需求量，会影响碳减排成本，并不是一种公平的方案。基准线法能够直接控制试点行业的碳排放效率[10]，而确定合适的“基准”非常困难，需要大量的行业历史碳排放数据作为支撑，但化工行业数据较少，目前还不能够达到使用基准线法的标准。

历史强度法则是在数据缺失而达不到基准线法条件时采用的一种介于基准线法和历史排放法之间的碳排放配额分配方法[11]，是通过产品产量、历史强度值、减排系数等因素实行配额分配的，可以将历史强度法视为由历史排放法到基准线法的过渡。

在中国碳排放权交易试点中，北京碳排放权的初始分配主要采用历史排放法和历史排放强度法；天津碳排放权的初始分配主要采用历史排放法和基准线法相结合的方式；上海碳排放权的初始分配采用“祖父分配法”（也称“历史排放分配法”）和基准分配法；广东包括深圳碳排放权的初始分配则是采用了变通的基准分配法；湖北在碳排放配额初始分配方面首创了历史强度法，是非常具有中国特色的分配机制创新；而重庆提出了一种新的配额分配方法，采用“分配基数+配额调整”进行配额[12]。而根据各试点地区开展碳排放权初始分配的实践工作效果来看，基准线法适用于电力、热力等行业，“祖父分配法”适用于钢铁、化工等其他行业。“历史法”不仅实施简单，且成本较低，因此目前中国化工行业可选择通过一段时间的历史排放法进行分配实践，取得化工行业碳排放的详细数据，之后再逐步转向基准线法。

（二）化工行业碳排放权初始分配方案

中国将化工行业纳入碳排放权交易市场的试点省市有北京、上海、天津、湖北、福建。其中，北京、湖北采用历史总量法对化工行业碳排放权进行分配；上海、福建采用历史强度法对化工行业碳排放权进行分配；天津将历史总量法与历史强度法结合起来对化工行业碳排放权进行分配。目前，中国国内对化工行业碳排放权分配的研究较少，国外的碳排放配额分配方法不适用于现阶段中国的化工行业，故参照国内试点省（区、市）化工行业碳排放配额分配方案进行研究。

1.历史总量法

历史总量法也称为“祖父法”，是基于历史排放量的碳排放配额分配方式，按照“祖父分配法”，将行业历史排放量作为基准，以此分配碳排放的配额。对中国的化工行业，前期采取历史法对碳排放权进行分配，参考国内试点碳市场中化工行业碳排放权的分配方法，选用

2017年至2019年3年的二氧化碳排放量平均值作为历史排放基数，具体分配方案公式如下：

其中：A——既有设施基础配额，Ch——历史排放基数，e——行业控排系数。

查询《2019年度碳排放权配额分配方案》，得到部分行业控排系数，见表1。

表1 行业控排系数

2.历史总量法、历史强度法相结合

为设立一个平衡责任与目标、公平与效率的配额分配方法[13]，可选择将历史总量法与历史强度法结合使用。天津采用历史总量法与历史强度法相结合，碳排放基数为上一年碳排放量。计算公式如下：

灰色预测模型只需要少量样本就能够进行预测，且抗干扰能力强，考虑使用该模型进行碳排放配额预测。可先基于历史数据计算2015年至2020年的年度基础配额，再采用灰色预测方法建立GM(1,1)模型对2030年化工行业碳排放权分配额进行预测。由于中国经济发展会增加二氧化碳排放量，直接选取近10年化工行业碳排放量不能准确预测出减碳目标下2030年情形。为更加贴合实际，选取2014年至2019年化工行业碳排放量进行预测，这种样本少、信息量小的数据适合采用GM(1,1)进行预测。

3.基准线法

用“历史排放法”进行碳排放权分配时，行业历史碳排放总量越多，分配的碳排放权越高。这就造成了减排效果较差的企业获得较高的配额，减排效果好的企业反倒要求进一步缩减碳排放，不公平的结果会降低企业减排积极性，不利于碳减排目标的实现。欧盟碳市场中很多行业实行基准线法对碳排放权进行分配，并已经开发了52种产品的基准线方法，且实行基准线方法进行碳排放权分配纳入的化工产品总计七大类。中国现行在碳交易市场中采用基准线法的行业主要集中在电力、热力、水泥、钢铁行业等。化工行业未使用基准线法进行碳排放权分配[14]，因为化工行业生产流程比较复杂，而且中国对化工行业的原始数据积累还不够完善，不能马上投入使用基准线法。随着数据的增多以及碳市场的成熟，中国化工行业碳排放权分配方案也应逐步从历史法向基准线法过渡。

四、结果分析

（一）碳排放核算结果

选取2017年、2018年和2019年的数据采用生产者责任法、消费者责任法、基准值法进行计算，为了便于整理，将产品分为消费与产出两大类，计算得到各类产品基准值如表2所示，3种核算方法下得到结果对比如图2所示。

表2 化工行业各类产品基准值

图2 不同方法碳排放核算对比图

不同核算方法下碳排放核算结果呈现出明显差异，从2017年至2019年的发展来看，采取生产者责任法核算时碳排放责任逐年降低，采取消费者责任法核算时碳排放责任逐渐增高。并且在生产者责任与消费者责任下，2017年至2019年碳排放的方差远高于基准值责任。采用生产者责任法会造成“碳泄漏”的问题，忽视终端消费应当承担的责任，而居民终端消费间接对能源消费所产生的二氧化碳量占比在居民碳排放总量的一半以上。相对于生产者责任核算方法,基于基准值责任核算方法使碳排放责任减少了约10%，基准值法对生产者与终端消费就碳排放责任进行分配，推进减排行动高效实施。化工行业应提升技术，优化工艺流程，提高产品的开发效率，在生产过程中控制碳排放量，实现绿色低碳发展；由于消费者消费促进生产会带来能源消耗，导致二氧化碳排放量增长，终端消费者也需要控制消费。

（二）碳排放权分配结果

1.采用历史总量法分配

分别选取生产者责任核算方法、基于基准值核算方法的碳排放量以及行业总排放量作为基数，运用历史排放法对化工行业的碳排放权进行分配，得到结果如图3所示。

图3 不同方法碳排放权分配对比

基于行业总排放量采用历史总量法对化工行业的碳排放权进行分配的配额远大于基于生产者与基准值核算方法的配额，过于宽松的条件不利于增强行业减排的主动性。

2.采用历史总量法、历史强度法相结合分配

灰色预测模型只需要少量样本就能够进行预测，且抗干扰能力强，适用于许多问题。由于化工行业已有数据较少，本研究将历史总量法与历史强度法有机结合，利用GM(1,1)模型对2030年化工行业碳排放权分配额进行预测。采用残差检验对GM(1,1)模型进行检验，碳排放量与获得的碳配额数量的预测结果如表3所示，对模型进行检验，得到预测值和实际值的平均相对误差φ为0.0087，GM(1,1)通过残差检验，认为预测结果比较符合实际。

表3 碳排放量及碳配额灰色预测

从表3可以看出，由于平衡了公平与效率，碳排放配额数量都低于实际碳排放量，采用历史总量与历史强度法相结合的方法进行初始碳排放配额分配，得到2030年化工行业分得的碳排放配额为51886万吨。

五、分配方案验证

将采用历史总量与历史强度结合的方法得到的2030年化工行业配额分配数量与碳达峰方案下预测的化工行业碳排放权分配的数量进行对比，验证历史总量法与历史强度相结合的配额分配方法的可靠性。根据中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》（以下简称《意见》），到2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降65%以上。2005年碳排放强度为2.747吨/万元，2030年碳排放强度最大为0.961吨/万元。[15]根据2015年至2019年数据，中国GDP平均增速约为7%，考虑碳达峰背景下为减碳导致经济平缓增长，假设未来10年中国GDP平均年增长速度为6%，按照以上进行推算，得出2030年中国二氧化碳排放总量1748517万吨。目前，化工行业碳排放占中国碳排放总量比例为4%，并呈现下降趋势，假设到2030年化工行业碳排放量占国内总排放量的3%，得出2030年化工行业碳排放分配总额约为52455万吨。

在表3中预测出2030年化工行业碳排放量约为54336万吨，碳配额约为51886万吨，与根据《意见》作出的预测进行比较，初步推测现阶段采用历史总量法、历史强度法结合的碳排放配额分配方案是可行的。历史总量法下的碳配额基于不同的碳排放核算责任有较明显差异，中国碳交易市场采用历史总量法需对碳排放责任核算方法进行完善，以满足“碳达峰”时化工行业配额需求。

六、建议与展望

化工行业生产流程繁杂，技术水平差异较大，并且生产的产品多样，各种影响因素综合作用下，碳交易市场中针对化工行业的指导具有挑战性。碳排放核算是碳市场有效运转的关键，现有的核算方法均不能同时满足核算原则要求的一致性、标准化和有效性，化工行业完善碳排放责任核算标准以及建立科学合理的碳排放权分配方法难度较大。本研究采用基于基准值的碳排放责任核算方法，将传统的生产者责任核算和消费者责任核算与之进行对比，认为基于基准值的碳排放责任核算方法更加合理，能够平衡生产者与消费者之间的碳排放责任。

合理的碳排放配额方案应给予行业适当的减排压力，确保行业在生产过程中努力减排，开发绿色低碳技术，同时要确保公平，不打击减排积极性。历史总量法下，原本二氧化碳排放量基数大的企业分配到的配额数量就多，而对于采用新技术使得二氧化碳排放量减小的企业分配的配额反倒更少，这样会使已采取碳减排行动的企业丧失减排的积极性。目前，中国的化工行业积累数据较少，应用基准线法的难度较大，而将历史强度法与历史排放法相结合应用于中国化工行业能够暂时起到一个过渡作用，未来将逐步完善基准线法进行配额分配。

（一）建 议

为了更好地利用碳市场实现“双碳”目标，本文提出以下建议：（1）合理分配生产者与消费者之间的碳排放责任，建立科学合理的基准值体系；（2）对碳排放权进行分配时兼顾公平与效率原则；（3）进一步积累化工行业碳排放数据，早日将基准线法投入配额分配中。

（二）研究局限与展望

化工行业下分类很多，目前中国对化工行业的原始数据积累不够完善，没有严格按照分类进行计算，测算结果存在一定的误差，同样不能得出企业碳配额。同时，由于没有开发确立化工产品碳排放的基准线方法，中国化工行业不能使用基准线法进行碳排放权分配。虽然本研究没有采用基准线法，但对未来化工行业的碳排放权分配提出了一种可行方案，随着中国碳市场的成熟，逐渐开发化工行业产品基准线方法，最终中国化工行业也会走上采用基准线法进行碳配额的道路。