自愿减排机制下海洋碳汇交易的双重效益与影响因素

魏震昊　孙国茂　姚中杰

关键词 海洋碳汇；碳交易；自愿减排；DSGE；DICE

中图分类号 F205 文献标志码 A 文章编号 1002-2104（2024）04-0048-12 DOI：10. 12062/cpre. 20230402

人类活动导致的气候变化严重威胁着经济社会的可持续发展。作为全球最大的碳排放国，多年来中国积极探索各种碳减排实施路径，并以试点方式建立以碳排放交易（Carbon Emission Trading，CET）为核心的强制减排市场和以核证减排（China Certified Emission Reduction，CCER）为核心的自愿减排市场。2020年中国提出“双碳”目标后，又建立了全国碳排放权交易市场。截至2022年底，配额累计成交104. 75亿元，成交量2. 30亿t［1］。虽然以“数量固定、价格不定”为特征的CET在政策实施上具有便利性并且取得一定成效，但市场主体仅为2 000多家发电企业，并未实现行业全覆盖。配额交易虽然约束了经济活动的能源消耗，但并不能从根本上实现净零排放。不仅如此，CET交易市场目前呈现出价格低、换手率低、波动小和市场主体积极性不高等问题，相比而言CCER具有更高的包容性和更广泛的参与主体，是由能耗双控转向碳排放双控行之有效的路径选择。

更进一步，从长远看“双碳”目标只是人类应对气候变化议程中的重要节点而非终点。《斯特恩报告》指出，自工业革命以来，人类活动产生的过量碳排放打破了原有碳平衡，即使到2060年，所有国家都实现当年的碳中和，如果地球碳循环无法恢复平衡，那么气温上升幅度就很难控制在《巴黎协定》规定的1. 5 ℃以内，这意味着历史遗留的人为碳排放必须通过负排放（Negative emission）进行抵消［2］。一直以来学术界与政府部门把实现“双碳”目标的公共资源和制度设计更多地聚焦于减排路径方面，忽视了负排放的必要性和重要性。理论上讲，如果技术进步可以充分实现负排放，则无须对人类经济活动产生的碳排放进行约束。2023年7月，中央全面深化改革委员会通过的《关于推动能耗双控逐步转向碳排放双控的意见》从制度层面肯定了负排放的重要性。同年10月，生态环境部施行的《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》为社会化、大规模实现“负排放”的生产和交易提供了制度性条件。因此，借助自愿减排市场建立起社会化的负排放机制，对于实现“双碳”目标和人类应对气候变化具有更重要的意义。现阶段，充分利用海洋资源发展海洋碳汇，建立具有经济与环境双重效益的海洋碳汇市场，是实现由能耗双控转向碳排放双控不可或缺的重要选择［3］。

1 海洋碳汇的研究拓展与文献综述

碳捕集、利用与封存（Carbon Capture，Utilization andStorage，CCUS）和碳汇是负排放的重要组成部分［4］。作为实现化石能源大规模低碳利用的战略储备技术以及实现碳中和目标的托底技术保障，CCUS近年来备受瞩目，但限于储存成本较高、潜在泄漏风险等客观原因，导致其发展停滞不前。《中国二氧化碳捕集利用与封存（CCUS）年度报告（2023）》指出，全球已开发的CCUS项目捕集能力約1. 5亿t/年，仅占全球碳排放的0. 3%，中国已投运或建设中的CCUS 示范项目约为100 个，捕集能力400 万t/年［5］，显然目前CCUS 还难以作为实现碳中和的确保途径。针对碳汇，根据载体不同可分为陆地植被碳汇与海洋碳汇，前者的方法学和项目开发已较为成熟，但近年来人类的毁灭性破坏、城镇化过程中的用地紧张和粮食危机等压力，客观上制约其进一步发展。

相比而言，海洋借助碳泵机制吸收、固定和储存CO2，可有效减缓气候变暖，是实现负排放的有效途径。2009年联合国环境规划署（United Nations Environment Programme，UNEP）［6］首次提出“蓝碳”（Blue Carbon）概念，将其定义为海洋生物捕获的碳。杨越等［7］指出，海洋碳库中由生物驱动且易于管理的碳通量和储量被称为“蓝碳”，自然资源部于2022年发布的《海洋碳汇核算方法》将其定义为红树林、盐沼、海草床等从空气或海水中吸收并储存大气中CO2的过程、活动和机制。国内研究常将“蓝碳”与“海洋碳汇”混淆使用，尽管两者没有本质区别但也并非同一概念，前者是基于“类型”划分标准，突出碳功能、特质和地点差异的内涵，而后者是基于“固碳过程”划分标准，强调海洋对碳的固定和汇集的内涵。尽管概念界定各异，但已有海洋碳汇或蓝碳定义均指出了海洋生物或系统独有的自然固碳机制和优势，并围绕固碳机理与碳汇能力［7-11］展开积极探索。研究表明，借助三泵（生物碳泵、微型生物碳泵、碳酸盐碳泵）集成的固碳、储碳原理和优势，海洋能够有效实现对大气中CO2 的捕获与封存；海洋中存储的碳总量约为3. 9×1013 t，占据全球碳总量的93%，约为大气中碳总量的53倍［11］；生态系统中约有55%的生物碳由海洋生物捕获。相比陆地碳汇，海洋碳汇具有循环周期长、固碳效果持久的优点［2，6］。

毋庸置疑，海洋碳汇的固碳机理与潜能得到了现有自然科学领域的充分肯定，但多数研究聚焦于海洋自然固碳功能，忽略了人为因素的积极作为，忽视了海洋碳汇交易的重要性，未能阐述其对实现“双碳”目标和减缓气候变化的战略意义［11-12］。这在一定程度上阻碍了海洋碳汇资本化进程。文献检索显示，目前针对海洋碳汇交易的研究乏善可陈：理论层面，大多集中于机制探索、法律支撑和发展路径，缺乏内涵阐释和对海洋碳汇交易市场的量化分析。实践层面，尽管广东湛江、海南海口、山东威海等沿海地区开展了红树林造林项目交易、渔业碳汇贷和海洋碳汇拍卖交易等行动，但目前仅表现为区域性、自愿性特征，尚未形成全国性海洋碳汇交易市场。赵云等［8］指出，海洋碳汇交易是将能够产生碳汇的生态产品通过碳信用转换成温室气体排放权，进而获得生态补偿的市场化手段。杨越等［7］认为，海洋碳汇交易的本质是一个“海洋碳汇资源—海洋碳汇资产—海洋碳汇产品/服务—海洋碳汇资本”的价值转换过程。本研究认为，海洋碳汇交易以海洋生态系统为对象，以滨海湿地修复、立体海洋牧场建设等经济活动为形式，以市场化手段为交易方式，以海洋碳汇价值增值与资本积累为目的。

气候问题的本质是人为经济活动的负外部性体现，要将碳排放外部性影响内部化，必须考虑人为因素和经济投入成本。目前世界各国都是围绕人类活动产生的碳足迹（Carbon Print）进行制度设计，尽管通过配额实现减排具有政策上的操作便利，但现实中也出现了未立先破、跟风表态的“运动式”减碳，造成一定的政策漂移。如2021年底，由于盲目追求能耗双控目标，部分地区不切实际地实行拉闸限电，造成了电力供需紧张，致使生产、生活受到干扰。因此，借助自愿减排市场建立负排放的经济社会运行体系，值得探索与实践。2023年10月，生态环境部正式施行《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》规定，减排项目不再局限于可再生能源、林业碳汇、甲烷减排等重点项目，而是扩展为所有有利于降碳增汇的相关领域，并且审核通过了红树林修复等4项方法学，这为海洋碳汇交易提供了难得机遇。作为碳交易市场的重要组成部分，CCER的自愿性、主动性特征允许个人或者机构组织都能成为碳减排的行动者和受益者，因此吸引了社会参与主体跃跃欲试。发展并完善海洋碳汇市场交易是CCER的重要补充和关键抓手，它不仅可以通过激励机制充分调动全社会的减碳热情，而且还能够吸纳更多企业和家庭等社会主体围绕碳足迹实现全民减排，真正实现碳普惠。此外，鼓励社会资本参与碳汇项目建设，将实质性推动海洋碳汇资本化进程，有效解决长期存在的资本误置和融资约束问题；而且长远看加速负排放，对如期实现“双碳”目标意义重大。很显然，这样的理论框架不仅有助于形成有效的负排放机制，也奠定了认知人类命运共同体理念的逻辑基础。

如何有效评估海洋碳汇交易，实现经济与环境效益最大化，为今后全国性海洋碳汇交易与CCER建设提供经验借鉴？本研究运用动态随机一般均衡模型（DynamicStochastic General Equilibrium，DSGE），基于动态视角对自愿减排主体的行为决策进行描述，力图准确模拟海洋碳汇交易，也为提升海洋碳汇双重效益与社会福利提供可行性解决方案。文献检索显示，以Annicchiarico等［13］、Angelopoulos等［14］为代表的学者拓展了环境DSGE模型，他们考察了排放上限、总量管制和碳税等环保政策的影响。近年来，国内也有学者构建了切合中国国情的DSGE模型［15-16］，从绿色信贷、能源转型等视角进行模型校准和政策评估，但针对海洋碳汇的研究不多。Liu 等［17］、Xu等［18］研究涉及海洋产业升级与港口建设；程娜等［3］构建了海洋碳汇DSGE模型，但仅仅探讨了碳税与绿色冲击的影响，并且忽视了现实摩擦，其结论缺乏稳健性。

针对既有研究之缺陷，本研究主要从以下3个方面展开探索：一是围绕海洋碳汇拓展了环境DSGE模型和Nordhaus的气候与经济动态综合模型（Dynamic IntegratedModel of Climate and the Economy，DICE），通过主要外生冲击的脉冲响应，判断基于自愿减排机制的海洋碳汇交易是否兼顾经济与环境效益。具体而言，DSGE模型中經济活动产生的碳排放通过DICE的碳循环体系影响大气温度，进而通过损失函数影响DSGE中的产出，本研究将气候变化与宏观经济耦合连接，直观体现海洋碳汇交易对生态系统的影响，也是对环境DSGE模型的延伸和丰富。二是考虑了双重效益的潜在影响因素，围绕海洋产值比重、政府补贴指数、碳汇效率和交易价格进行敏感性分析，探究海洋碳汇市场主体行为对双重效益的异质性影响。三是同时考虑减排与增汇的政策情景，通过消费补偿变化进行福利分析。基于以上改进，本研究尝试形成完整的海洋碳汇分析框架与研究范式，为今后的海洋碳汇和CCER市场建设提供行之有效的政策启示。

2 模型构建

2. 1 经济系统

4 实证分析

4. 1 脉冲响应分析

结合前文的模型构建及情景设置，探究在纳入基于自愿减排机制的海洋碳汇交易后主要冲击的波动情况，判断海洋碳汇交易能否兼顾经济与环境效益，其中主要冲击选取了两类部门TFP冲击。图1脉冲响应表明，两者对宏观经济和环境的影响分化明显。碳排放部门TFP冲击下其产出在当期提升，随后边际递减并保持长期增长，由于其在经济体系中占比较高，因此总产出的走势与之趋同。环境方面，产出增长的同时碳排放也显著增多，环境质量持续恶化。当系统中引入海洋碳汇交易后，经济指标波动不大，但环境质量改善显著。一方面，根据污染者付费原则，由于碳排放造成的环境负外部性，碳排放部门需要向海洋碳汇部门购买碳信用，减排压力下企业主动转型，单位TFP冲击下的碳排放减少，环境恶化有所改善。另一方面，企业利润下降，但由于海洋碳汇部门在总体经济中占比偏低，因此碳汇交易的影响微弱，碳排放部门产出及总产出的下滑忽略不计。综上，碳排放部门TFP冲击下的双重效益此消彼长，其经济效益显著的同时也牺牲了一定的环境效益，当引入海洋碳汇交易后，实现经济效益的同时有效改善了环境质量。

海洋碳汇部门TFP 冲击的影响截然相反。海洋碳汇产出在当期提升明显，三期左右增速达到峰值并持续较长时间，海洋碳汇收入增多意味着碳排放部门额外支出增多，由于其在总产出的占比远高于海洋碳汇部门，因此海洋碳汇TFP 冲击下的总产出有所下滑。引入海洋碳汇交易后，各经济指标基本不变的同时环境效益进一步提升。究其原因，海洋碳汇部门TFP冲击下产出效率提升，海洋碳汇产出增长的同时海洋碳汇量增多，通过碳汇交易为海洋碳汇部门带来了额外收益，有效改善了环境质量，同时成本压力下的碳排放企业注重转型升级，减少碳排放，减缓了环境恶化。通过自愿减排市场的激励机制，实现海洋碳汇部门主动增汇与碳排放部门主动减排，环境效益得到进一步巩固。通过比较两种情景下的脉冲响应，发现单一的TFP冲击存在此消彼长现象，不能兼顾经济与环境效益，但引入海洋碳汇交易后，经济效益基本维持不变，但环境效益改善明显。

4. 2 海洋碳汇交易双重效益的敏感性分析

前文证实海洋碳汇交易能够实现环境效益与经济效益。为了探究潜在的影响因素，本研究围绕国家、地方政府、海洋碳汇部门和交易市场四大主体，针对海洋产值比重、补贴指数、碳汇效率和交易价格进行敏感性分析，相关变化如图2—图5所示。

4. 2. 1 国家：海洋产值比重的敏感性分析

海洋产业规模壮大、结构优化，是实现“海洋命运共同体”“海洋强国”战略的必经之路，也是未来海洋碳汇市场建设的内在要求。图2显示，提高海洋产值比重后，各外生冲击下双重效益（篇幅所限仅列示总产出与环境质量的变动）走势更加平稳，呈收敛态势，这表明随着海洋经济做大做强，更多资本进入海洋碳汇领域，碳汇市场供需关系更加平衡，双重效益波动趋于平缓。具体看，碳排放与海洋碳汇部门TFP冲击下的双重效益均存在此消彼长现象，海洋碳汇部门TFP冲击下的海洋产出提升，叠加海洋产值占比提升使得总产出同比升高。与此同时，传统产值占比降低，削弱了碳排放部门TFP和利率冲击对产出的边际效应，但也减少了人为活动对环境的负面影响，环境效益损失减少。环保技术冲击配合海洋产值提高，意味着碳排放显著减少，企业自身减排成本减少，产出同比增多。由于传统厂商占比降低，环保技术的生态改善作用有所削弱，呈边际递减但仍显著为正。杨越等［7］学者认为，当前海洋产值体量小、占比低，碳汇交易仍处于探索阶段，极易引发碳汇市场供求失衡。随着“海洋强国”战略深入实施与海洋产业发展壮大，资本不断涌入海洋碳汇领域，未来碳汇交易更加成熟和平稳。

4. 2. 2 地方政府：补贴指数的敏感性分析

政府补贴的意义在于促使海洋碳汇经营者重视海洋碳汇价值，通过激励机制提升碳汇建设的积极性。与图2相类似，提高激励性补贴后异质性冲击下双重效益同样趋于收敛（图3），但相较海洋产值比重幅度收窄。补贴指数的提高减轻了海洋碳汇部门的经营压力，直接提升了碳汇建设积极性，单位TFP冲击下的经济效益同比提升，此外，环保技术及碳税冲击下的产出损失也有所收敛，分别提升至-0. 4%和-0. 3%。海洋碳汇部门生产与投资热情高涨，碳汇量也随之增加，倘若自愿减排市场价格不变，这意味着碳排放部门交易成本提升，因此单位TFP冲击下的收益下降。当然，地方政府补贴来源于税收等公共财政资金，而征税通常会发生无谓损失，造成额外社会成本，利率冲击下的经济效益也有所下滑。环境质量的相关走势同样与图3类似，振幅收窄。显然，政府激励性补贴刺激了海洋碳汇的生产积极性，显著利好海洋碳汇部门，同样有助于海洋碳汇市场的平稳运行，但相比海洋产值比重的影响略轻。

4. 2. 3 海洋碳汇部门：海洋碳汇效率的敏感性分析

持续提升海洋碳汇部门增汇潜能，是激发海洋碳汇双重效益、实现生态修复的关键途径。由图4可以看出，提高海洋碳汇效率后经济效益波动微弱，但环境效益呈发散态势。倘若碳汇交易价格固定，海洋碳汇效率的提升意味着海洋碳汇部门额外收益增多，配合海洋碳汇部门TFP 冲击，产出小幅增加，但受限于海洋产值占比偏低，碳汇效率的提升难以形成规模效应，碳汇交易的经济效益有待提升。此外，碳汇量的增多意味着净碳排放的减少，这可以有效改善环境质量。环保技术和碳税的持续冲击配合海洋碳汇效率的提升，加速了碳减排进程，有效缓减气候变暖。总产出同样有微弱提升但幅度不大，原因在于环境持续向好的同时损失函数下降，减少了因气候变暖带来的产出损失。3种冲击在减排与增汇端同时发力，环境效益显著。

4. 2. 4 自愿减排市场：海洋碳汇交易价格的敏感性分析

合理的交易价格不仅反映海洋碳汇的价值，同时也是自愿减排市场吸引个人和社会资本的重要因素。表4为已有海洋碳汇项目成交情况，价格基本在0. 010～0. 100元/kg波动。图5显示不同价格下的脉冲响应走势基本不变，这表明当前碳汇交易价格并未发挥信号传导作用，价格波动对碳汇市场的影响微弱。机制分析表明，价格提升使得海洋碳汇收益增多，强化了海洋碳汇厂商TFP 冲击的经济效益，同时传统厂商额外成本增多，削弱了碳排放部门TFP 冲击的经济效益，但受限于较低的海洋产值，碳汇交易对宏观经济的影响微弱。环境方面，迫于成本压力碳排放部门开始主动减排，因此TFP冲击对环境的影响收敛，环境曲线向上移动。其余冲击的影响基本相似，相关变动可忽略不计。尽管近年来各地大胆尝试，涌现出海洋碳汇贷、海洋碳汇碳票、碳拍卖等海洋碳汇交易，但限于方法学理论发展尚不成熟、海域使用权归属不明晰、金融支撑力度不足等原因，海洋碳汇交易多表现出区域性、自愿性特征，并未形成全国性交易市场，因而难以发挥价格的传导机制。

4. 3 不同情景下的福利损失分析

前文肯定了海洋碳汇交易的双重效益，探究了潜在的影响因素，但基于经济与环境系统的单一变量分析难免存在片面性。为实现海洋碳汇交易的效益最大化，提升自愿减排市场的福利水平，需要更加客观全面的政策分析与评判。同时考虑到未来可能制定的环境政策，需要在不同情景下进行具体探讨，其中消费补偿法可以作为比较不同政策优劣的衡量方法。参考已有研究，计算了不同情景下的福利损失值，特别关注海洋碳汇交易对社会福利的改善作用，结果见表5。

相比无政策情形，碳税或者许可证交易下的福利水平均有下降，但引入海洋碳汇交易后，任意情形下的福利水平均有所提升，这表明通过以海洋碳汇交易为代表的自愿减排市场能够实现经济与环境双赢，未来发展壮大自愿减排市场势在必行。此外，提高四大关键参数后，海洋碳汇交易的福利水平均有提升，其中海洋产值比重的福利改善作用最为明显。未来海洋经济做大做强有助于发挥海洋碳汇市场的规模效应，提升海洋产值比重、赋予海洋更高的战略地位是首要前提和重中之重。提高政府补贴的影响次之，适度的政府补贴弥补了海洋碳汇开发过程中的机会成本，激发了海洋碳汇产业的建设与投资热情，避免了长期依赖公共财政主导的生态补偿。碳汇交易价格同样提升了社会福利，适度提高交易价格能够合理地体现海洋碳汇价值，并且伴随海洋产值提升与政府补贴的政策红利，海洋碳汇市场发展趋于成熟，价格信号得以有效发挥，这是提升海洋碳汇效益与可持续发展的关键环节。碳汇效率的福利提升作用较弱，一方面，受限于海洋生态系统的持续退化和海洋碳汇产业重视程度不足，海洋碳汇能力有待提高；另一方面，资本化进程缓慢，难以解决海洋碳汇保护领域长期存在的资本误置和融资约束问题，加上碳汇价格非周期性波动，无法形成稳定可观的投资预期，不利于海洋碳汇价值的充分释放。

5 结论与建议

本研究聚焦海洋碳汇交易，构建一个基于自愿减排机制的DSGE模型，借助脉冲响应，判断以海洋碳汇交易为代表的自愿减排市场是否兼顾经济与环境效益，借助敏感性分析探究双重效益的影响因素，结合福利分析探索双重效益与社会福利的提升策略。结论如下：①基于自愿减排机制的海洋碳汇交易能夠实现双重效益，其中环境效益更显著。②做大做强海洋经济和适度加大政府补贴后双重效益波动收敛，有助于海洋碳汇市场的平稳运行，海洋碳汇效率对环境效益的提升作用明显，而碳汇价格对双重效益的影响微弱。③实施海洋碳汇交易后社会福利改善明显，并且海洋产值比重的福利提升效果最显著，政府激励性补贴次之，碳汇交易价格与碳汇效率的影响较弱。

由上，对海洋碳汇市场建设提出如下建议：一是坚持贯彻“陆海统筹”“海洋强国”和“海洋命运共同体”等战略，培育和发展海洋高技术产业，推动海洋高质量发展。二是加强海洋碳汇基础研究，重视重点实验室和重大工程示范项目建设，开展渔业碳汇、滨海盐沼湿地、海洋牧场等碳汇项目方法学研究，持续提升海洋碳汇潜能。三是积极开发更多基于蓝碳的金融衍生品和市场服务，形成稳定可观的碳汇交易价格和投资预期。四是探索建立以海洋碳汇为主的区域性自愿减排市场，完善市场基础设施与规章设计，为大规模海洋碳汇市场化运作提供有益参考。

（责任编辑：田红）