貿易增長、國際生產分割與CO2排放核算：產業vs.產品

趙忠秀,裴建鎖,閆云鳳

（1.對外經濟貿易大學國際經濟貿易學院,北京 100029；2.首都經濟貿易大學經濟學院,北京 100070）

貿易增長、國際生產分割與CO2排放核算：產業vs.產品

趙忠秀1,裴建鎖1,閆云鳳2

（1.對外經濟貿易大學國際經濟貿易學院,北京 100029；2.首都經濟貿易大學經濟學院,北京 100070）

國際生產分割影響碳排放核算的準確性。之前研究集中在討論產業部門的效應,本文從產品“蘊含”（embodied）污染的角度進行分析。依據最新可獲得的投入產出表數據,考慮加工貿易,利用改進的結構分解模型（SDA）,本文研究了我國溫室氣體排放的影響因素。結果表明：出口的迅猛增長造成了大量的污染排放（剔除加工貿易的影響）；其次,排放強度的大幅度降低有效地緩解了環境壓力,但生產技術變化的方向、最終消費的高速增長使得節能減排的壓力巨大。從產品“蘊含”污染的角度,建筑業的擴張對CO2排放影響明顯,2002年至2007年間對該產品的消費貢獻了28%的CO2排放增幅。因此,應加強技術進步的減排作用,諸如大力推廣綠色建筑等。

生產分割；投入產出表；結構分解模型；排放強度；產業政策

1 引言

氣候變化是全球面臨的挑戰。Stern[1］估計了及時采取措施所能帶來的全球性的福利以及任其發展所帶來的可能的災難；IPCC（政府間氣候變化專門委員會,Intergovernmental Panel on Climate Change報告提供了另一種解讀。當前,對于溫室氣體排放責任的核算主要有兩種方式,以京都議定書為代表的生產者核算準則,以及與之對應的消費者核算準則,而兩者的差別等于貿易所蘊含的污染物差異[2］。在生產者核算準則下,隨著全球化程度的加大,簽署京都議定書的發達國家有動機將污染嚴重的企業通過投資或者其他方式轉移至法律法規相對較欠缺的發展中國家,與之相對應的理論為“污染避風港”（Pollution Haven）假說[3］。Peters和Hertwich[4］的研究顯示,出口生產造成了大量的污染物的排放,比如2001年約有22%的CO2是因為出口生產所引致。

投入產出技術在能源消耗和污染排放的相關研究中發揮了重要的作用[5-12］。由于我國官方統計數據尤其是污染物排放數據比較欠缺,這也使得不同研究學者基于不同的方法對所用排放數據進行估計,以至于研究的可比性和透明性比較差。而我國為實現“十二五”規劃中的節能減排目標,需要制定相應的政策和制度。顯然,提供政策建議需要建立在翔實的數據以及合適的模型基礎上。如此一來,對歷史數據的考察就成為必不可少的步驟之一。吳振信等[13］發現我國碳排放量和經濟增長間呈現倒U型特征,產業結構調整是影響低碳經濟發展的重要因素。本文將就CO2排放增長的影響因素為研究對象,以期得出合意的政策建議。

在比較靜態分析中經常用到的模型主要有兩種[14-15］：其一,結構分解分析（Structural Decomposition Analysis,SDA）模型,結合了行業層面數據以及投入產出表；其二,指數分解（Index Decomposition Analysis,IDA）模型,主要應用行業層面數據。從宏觀經濟運行以及數據可獲得性的角度考慮,本文采用SDA模型,它的核心思想是：將某一變量的變化定量成其各個組分的變動之和,從而分別得出每個組分對該變量變動的貢獻率[16-17］。本文的貢獻主要有三點：（1）理論方法上,提出了一類新的SDA分解技術,對于產業政策的制定更具指導性；（2）對前期數據的處理,尤其關于加工貿易中的來料加工貿易（Processing with Customer's Materials,PCM）,在此基礎上提出了區分貿易方式的投入產出模型[18］；（3）研究應用了基于比較成熟的CO2排放估計方法得出的數據,使得該文得出的結論穩健性強。

2 模型、方法與數據

2.1 模型與方法

考慮我國的投入產出表,其形式為競爭型（進口）投入產出表,即國內品和進口品未加以區分。記Z為國內和進口產品從部門i到部門i的中間產品流量矩陣；F為國內對所有（包括國內生產和進口）產品最終需求矩陣（包括：農村居民消費、城鎮居民消費和政府消費；總固定資本形成和存貨變化）,元素為fiq；e為出口向量；m為進口向量；x為總產出向量。

由基本的投入產出方程（矩陣形式）：

其中,i為求和向量；定義A為投入產出技術系數,其元素aii=ziix。

將A帶入式（1）并求解,可得：

為了反映國內投入產出關系,首先需要拆分進口品。當前常用的方法為應用比例性假定進行拆分,定義t為自給系數向量,其元素由ti=1-mi/（zi·+fi·）得出,其中zi·表示對元素zii的所有i求和,fi·表示對元素fiq的所有q求和。在該假定下,進口產品在同一部門以固定比例投入,這個比例對中間需求和最終需求是相等的。實際上,投入產出模型中的國內投入系數取決于自給系數（等同于貿易系數）和投入產出技術系數。

然而,以上計算并未考慮我國的特殊情況：加工貿易[19］。其中加工進口分為兩種形式,來料進口（PCM）和進料進口（Processing with Imported Materials,PIM）,來料加工不改變產權,國內僅賺取加工費。由于自1995年以來加工貿易占到了我國貿易總量的一半左右,考慮到來料加工的特殊性,而投入產出表中的進出口數據來自海關（有出口值大于總產出的情況?。?在進行比例性假定拆分時需要注意剔除這一部分數據的影響[20-21］。因而,自給系數的計算表示為：ti=1-（mi-）/（zi·+fi·）,其中為部門i的來料進口。

經過以上處理,式（2）可改寫為：

即mPCM應該從原始投入產出表中剔除[22］。

經過以上處理,可得如下（非競爭型）投入產出表表示：

表1 擴展的考慮加工貿易的包含排放的非競爭型投入產出表

定義u為排放強度向量,其元素由ui=pix給出,則污染排放量的核算可表示為：

最終消費和出口分別可進一步區分為結構和總量,定義B為國內最終消費結構,其元素biq= fiq/f·q；δf為消費總量矩陣,其元素由=f·q給出。類似的,定義be為出口結構向量,元素為=/e；δe為出口總量,等于。從而,式（4）和式（5）可改寫為：

從以上兩式可以看出,污染排放的水平由排放強度u,自給系數t,技術水平A,最終消費結構B和消費水平δf,以及出口結構be和出口總量δe等七個因素決定。在文獻中比較常見的是在式（6）的基礎上進行分析,即對產業效應進行分析；而式（7）反映了具體產品所蘊含的污染排放,由此可知,基于此類分析的產業政策建議應該建立在對式（7）分析的基礎上。

在比較靜態分析中,常用的方法之一是基于投入產出模型的SDA方法。該方法廣泛應用于各類政策研究,如國民收入變化研究,勞動生產率變化研究,能源使用研究等。Dietzenbacher和Los[7］針對SDA分解的非唯一性,給出了折衷方案,即兩極分解方法?？紤]如下算例：假設C=SN,記基期為0,報告期為1；則C1=S1N1以及C0=S0N0。為了核算C的變化,可寫為：

式（9）等式右邊的過渡項表示保持N在報告期,僅S變化會引致的C的變化量；類似的,式（10）等式右邊的過渡項意思是保持S在報告期,如果N變化會引致C多大程度的變化。由該例可以看出分解方式的非唯一,即對交叉項的處理的不同會得出不同的結果,通過取式（9）和式（10）的算術平均值,可將ΔC的變化表示成ΔS和ΔN的變化。由這個例子作為出發點,污染排放可進行如下的分解。

從報告期開始,以式（6）為例,對式（7）的分解原理相同：

De Haan[23］研究發現,任意一組對稱的分解方式取平均值都可以得到很好的近似。顯然,式（11）-式（17）的過渡項可兩兩銷去,從而使整個等式恒成立。由式（17）可以得出排放強度對排放量增長的貢獻：即給定報告期的經濟結構、消耗結構等,采用基期的排放強度所帶來的排放變化；式（12）給出了其他條件不變的情況下,僅生產結構（投入產出技術系數）變動所引致的排放變化。類似的,式（13）核算了自給系數（等同于貿易系數）變動對排放量的影響；式（14）核算了國內最終消費結構變動對排放量的影響；式（15）核算了國內最終消費量變動對排放量的影響；而式（16）和式（17）分別給出了出口結構和出口總量分別對排放量變化的影響。對應于報告期,同樣可以從基期開始進行分解分析；在實際計算中,可取算術平均。

2.2 數據處理

本文的投入產出表數據應用了國家統計局編制的1992年、1997年以及2002年序列表,序列表均調整為2000年價格。另外,本文應用雙縮減法（Double-Deflation Method）將2007年投入產出表調整為2000年價格。即本文應用了1992年至2007年的全部基準表,該時期跨越了“八五”計劃至“十一五”規劃。排放數據則以Peters等[24］為基礎,構造了1992年、1997年和2002年的投入產出表CO2排放數據；另外,劉軼芳等[10］提供了基于Peters[24］方法估計的2007年CO2排放數據。加工貿易數據來源于海關統計。經過處理,得到了具有相同產業部門分類的28部門投入產出序列表,并擴展了加工貿易和CO2排放數據。

3 實證結果

3.1 總體結果

顯然,從1992-2007能源消耗強度（u）持續降低。以2002-2007年為例,能耗強度的貢獻率為-127%,意味著其他因素保持2002年的情況下,采用2007年能耗強度系數,排放量將減少1.27倍。換言之,如果僅能耗強度發生變化,2002-2007的CO2排放總量應減少3341Mt。三個時間段的結果都說明了能耗效率的提高,顯示我國在能源利用上的效率進步（Peters[24］得出了類似的結果）。

與此相反,持續增長的消費和出口抵消了效率提高延緩的污染增長。比如僅消費總量的提高會使得1997-2002污染排放增加2.5倍于實際水平；僅出口的增加會使得該時間段排放翻番。然而,令人詫異的是技術系數的變動引致了更多的CO2排放。這實際上部分源于國內對污染治理的相對較寬松的法律法規,使得一些產業向下競爭（Race-To-The-Bottom）。然而,毋庸置言,產品之間和行業之間的影響因素差異可能比宏觀層面表現出來的更大,這就需要微觀層次即對產業或產品的考察。

3.2 產品“蘊含”排放增長的原因辨析

如前所述,無論是排放量還是影響機理,產品與產品之間差異巨大。本文區別于其它研究,從產品蘊含污染的角度進行分析。表3列出了2002年至2007年、1997年至2002年以及1992年至1997年,三個時間段的SDA分解結果。限于篇幅,僅列出了對增幅貢獻最大的前六種產品,從貢獻率比例可以看出這些產品較好的代表了整體排放的影響因素。同時,為了比較,表4給出了采用傳統的行業SDA分析的結果,表格的設計方式與表3相似,即僅給出了前六個行業。

首先,三個時間段主要污染產品種類變化較大,而且2002-2007較多產品為高污染產品,因為前六個產品僅占總排放增加的67%（其他兩個時間段幾乎都是100%,反映了高污染產品比較集中）。而且隨著時間發展,越來越多的機電產品“蘊含”的污染在增加。而這些產品中污染的增長無一例外的與出口（出口結構以及出口總量）密切相關。意味著出口結構的變化偏向污染較大的產品,而污染較大產品的海外需求增加較大。以2002-2007為例,前六個產品中,五個產品為機電產品（高新技術產品）,其中通信設備、計算機及其他電子設備制造業產品“蘊含”污染的增加幾乎全部來自于出口結構調整（110%）和出口總量增加（124%）,除了能耗系數的降低（-102%）,技術進步（-44%）對降低其污染物含量起到了非常重要的作用。從環境的角度出發,對機電產品非但不應出口退稅,應該對其征收排放稅。

其次,建筑業產品蘊含的污染對CO2排放增長的貢獻率一直很高。實際上,這反映了很長一段時期以來,我國在發展過程中的一個環境代價,因為建筑業是典型的消耗大量建筑材料如水泥鋼筋等產品的行業。因而,建筑業產品蘊含的污染對我國CO2排放的增長貢獻較大。具體到影響因素,三個時間段共同的特征是,排放強度大大降低了碳排放,但技術進步的方向導致更多的碳排放以及消費需求總量增加導致的排放增長,后兩者遠遠超過了排放強度所避免的污染。尤其是2002-2007,排放強度的提高（-152%）完全被消費需求的增長（151%）所抵消,而技術變動的方向（反映了中間投入品的使用結構）偏向于大幅度拉高該產品所蘊含的碳排放（貢獻率131%）?？梢怨烙?4萬億投資等大規?；ㄍ顿Y有可能帶來更多的污染,避免的方法在于能否改善中間投入品的結構,使得技術變動減少該產品蘊含的CO2。但這需要追溯到更源頭的中間投入品,如水泥、鋼材、電力等。根據經濟學目標原理（Targeting Principle）,減少建筑業產品的碳排放可以考慮對其征收排放稅,從而迫使該行業的廠商主動尋求環境友好型的技術和中間投入品結構。

表2 宏觀經濟層面分解結果

表3 產品蘊含CO2排放增長的SDA分析（前六種貢獻率最大的產品）:1992-2007

事實上,上述分析是從需求的角度進行的污染排放核算。短期而言,從需求的角度分析的一個優勢是,可以辨別最重要的污染品（給定生產技術等條件,需求影響了產出水平）。因此,對于政策制定而言,對建筑業、通用及專用設備制造業等產品征收排放稅有利于控制其排放水平（類似的,高污染的產品通常也是高能耗的產品）,而且可以達成“十二五”規劃提出的節能減排目標。此外,從供給的角度,以建筑業為例,其投入品包括電力、建筑材料（如玻璃、陶瓷等非金屬礦物制品）等,這些投入品的污染物“蘊含”量很大程度上決定了建筑業產品的污染物含量。因此,接下來我們將采用傳統的SDA分析方法（公式6）作對照分析。

表4給出了基于傳統SDA分析的產業CO2排放增長核算。與高污染產品的分布不同,高污染行業比較集中的分布于數個行業（前六個行業貢獻了大約100%）?？紤]到我國的煤電現狀,電力、熱力的生產和供應業的排放貢獻率最高便不足為奇。而且有四個行業：電力、熱力的生產和供應業；金屬冶煉及壓延加工業；運輸倉儲業；玻璃、陶瓷及其他非金屬礦物制品業,一直以來是高排放的行業。不難發現,這些行業基本上都是能源或原材料行業。以2002-2007為例,除了煤炭開采和洗選業的能耗效率降低（55%）之外,其他行業均得益于排放強度的降低,這反映出了煤炭行業的粗放式發展。

而技術變動的方向導致了更多的排放,這反映了行業之間缺乏對投入結構優化的動力,也意味著有效產業政策的缺失。

結合產品“蘊含”的污染物SDA分析,可以得出如下政策建議：（1）以產品“蘊含”污染為準則,征收排放稅（Targeting Principle）,從而促使廠商尋求更有效率的投入結構；（2）以行業污染為標準,從源頭推進技術創新和清潔能源利用技術等,從而達到環境友好型發展的目標。顯然,這兩種分析方法得出的政策建議有所不同,考慮到產業政策制定更多的是針對產品,對產品“蘊含”的污染物SDA分析更為合適。

表4 產業CO2排放增長的SDA分析（前六位貢獻率最大的行業）:1992-2007

4 結語

考慮到國際生產分割對我國經濟的影響,文章首先對加工貿易數據進行了處理,這在污染排放增長核算的分析中尚屬首次,同時提出應改善我國在國際生產分工中的位置（比如綜合考慮機電產品出口的經濟收益和環境代價）。其次,以政策制定為導向,提出了一類新的SDA分解方法,分析了產品“蘊含”污染的核算,從而為行業政策（尤其是排放稅問題）的制定提供了數據支持。最后,文中針對不同的高污染產品提出了具體的建議。

具體而言,出口的迅猛增長造成了大量的排放（剔除加工貿易的影響）；其次,我國排放強度的大幅度降低有效地緩解了環境壓力,但生產技術變化的方向、最終消費的高速增長使得節能減排的壓力巨大。從產品“蘊含”排放的角度,建筑業產品是典型的“高排放”產品,其原因在于投入結構中多為高排放原材料,如建筑材料（鋼筋、水泥）。由經濟學目標原理可知,降低該產品排放的最好辦法是對其征收排放稅,從而迫使其廠商尋求更有效率更環保的技術和投入品。其他高排放的產品包括：通用、專用設備制造業；金屬冶煉及壓延加工業；電氣機械及器材制造業以及通信設備、計算機及其他電子設備制造業。

對于行業而言,電力行業的高排放源自對煤炭的高度依賴,因而治理的源頭應該是借鑒國際清潔能源技術以降低上游行業的排放。未來的研究可著重于考察排放稅實施對經濟和環境的綜合影響,從而得出最優稅率。同時,隨著我國在全球產業鏈中作用的加強,如何進一步通過進出口改善環境也是一個值得研究的問題。

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Trade Growth,International Fragmentation,and China′s CO2Growth 1992-2007：The Product-cause Perspective

ZHAO Zhong-xiu1,PEI Jian-suo1,YAN Yun-feng2
（1.School of International Trade and Economics,University of International Business and Economics,Beijing 100029,China；2.School of Economics,Capital Universty of Economics and Business,Beijing 100070,China）

When accounting for the growth of carbon dioxide,international fragmentation needs to be taken into account.Different from previous studies,which focus on the industry effect,it is proposed to investigate the issue from the perspective of product-cause,i.e.the changes due to the production of certain final goods（either for domestic consumption or for export）.By adapting the latest available input-output（IO）data taking into account the processing trade,and by utilizing modified structural decomposition analysis（SDA）model,this paper studies the causes of China's CO2emissions growth so as to provide industrial policy suggestions.It is found that,the substantial reduction of coefficients of emissions helped to release environmental pressure,yet the change of technical coefficients,the rapid growth of final uses and export worsened the situation.To enhance the capacity of reducing the emission intensity,new technology such as the so-called“green building”should be promoted.

international fragmentation；input-output table；structural decomposition analysis（SDA）；coefficients of emissions intensity；industry policy

C94；F74；X196

A

1003-207（2014）12-0011-07

2013-03-23；

2013-07-09

國家自然科學基金資助項目（41205105,71103066）；教育部哲社重大課題攻關項目（11JZD025）；對外經濟貿易大學優秀青年學者培育計劃資助（2013YQ01）

趙忠秀（1966-）,男（漢族）,江蘇人,對外經濟貿易大學副校長,教授,研究方向：國際貿易理論與政策.