基于因子分析法的碳交易發展水平研究*

湖北工業大學經濟管理學院 楊 霞 朱 玲

一、引言

1997年簽訂的《京都議定書》是全人類為實現經濟可持續發展而努力保護地球環境的奠基石。受《京都議定書》政策的影響，各國紛紛開始建立碳交易市場。近年來伴隨著中國經濟的飛速增長，二氧化碳排放量也急劇增加，中國已經成為全球第一大二氧化碳排放國。緩解二氧化碳劇增的有效手段是盡快建立上升到市場層面的交易平臺，培育碳交易市場體系。哥本哈根會議前夕，中國政府便向世界承諾，2020年我國的單位GDP碳排放量要在2005年的基礎上減少40%-45%。為落實該承諾責任，《我國國民經濟和社會發展“十二五”規劃綱要》明確提出“建立完善溫室氣體排放統計核算制度，逐步建立碳排放交易市場”。這標志著中國碳交易市場開始上升為國家戰略目標之一。之后部分省市開始試點，2013年6月18日，深圳首次成立碳交易市場平臺，成為我國碳交易市場試點的先鋒隊。此后，北京、天津、上海、重慶、廣東、湖北碳交易市場逐步建立，已形成“五省二市”的空間格局。但試點工作以來暴露出諸多問題，如交易量規模不大，交易效率比較低，碳交易產品不易與國際對接，市場活躍程度不高。所以政協委員會近年來一直在呼吁要整合現有資源，成立一到兩家國家級碳交易所，建立國內統一的碳市場。2015年國家發改委下達《國家發展改革委員會關于落實全國碳排放權交易市場建設有關工作安排的通知》，指出要充分發揮碳排放權交易試點省市的示范作用，確保全國碳排放權交易市場的順利啟動，尤其強調全國碳排放權交易的覆蓋地區范圍和納入企業的標準是工作的重點。在覆蓋地區范圍方面，本文認為，因為地域不同，經濟發展程度差異會較大，所以碳交易市場應該將經濟發達程度較高的地區納入進來，讓其承擔碳減排的義務，將碳排放水平相對比較高的地區納入進來，建立全國統一的碳排放市場。因此本文從區域選擇的角度，利用因子分析法，探討建立全國碳交易市場初始階段的區域選擇問題。

二、文獻綜述

對于碳交易市場的建立，配額分配、碳交易定價、區域選擇是主要難題，現有文獻主要圍繞這些方面進行研究。一是配額分配方式，宣曉偉、張浩（2013）比較分析了國際上祖父法（免費發放）、拍賣法、按固定價格購買以及混合法等不同配額分配方式，認為各試點地區應根據當地的實際條件和需要制定碳交易配額分配制度，從而為全國碳交易市場的推行打下牢固的基礎。齊紹洲、王班班（2013）借鑒歐盟、美國、新西蘭、澳大利亞、日本等國碳交易的經驗，提出拍賣法有利于碳市場的效率，而祖父法更能鼓勵企業參與。我國在碳交易體系建設的初期，開展碳交易經驗不足，以祖父法分配為主的漸進混合模式是較為合適的選擇。段茂盛、龐韜（2014）提出應該由中央政府制定統一的分配方法和區域差異化調整系數，省級政府在其允許的范圍內選擇調整系數并實施配額分配。二是碳交易定價方法，鐘靜婧（2015）歸納總結了國際碳排放權交易典型定價理論，認為政府在確定碳交易定價的過程中，不僅要估算碳交易的各類成本，而且要分析本國的經濟發展水平和技術能耗水平。朱躍釗等（2013）利用B-S定價模型，研究碳排放權的定價問題，為我國碳排放權定價的理論研究提供了新的思路與方向。三是區域選擇層次，已有的文獻非常少，彭斯震（2014）強調建立全國碳交易市場應考慮區域發展不平衡原則，不同地區由于經濟發展程度、工業結構、社會環境等存在很大差距，需要制定不同的減排目標政策，相應采取不同的減排手段。從現有研究文獻來看，對于我國建立碳交易市場的區域選擇問題，有學者提到由于區域發展不平衡，在市場建立的初始階段不可能將所有地區都納入。但具體如何進行區域選擇則沒有給出定論。本文基于區域選擇的視角，采用因子分析法，將經濟發達程度較高的地區和碳排放水平較高的地區篩選出來，將其確定為設置全國碳交易平臺的首選區域，再依靠已試點地區的帶動作用統一全國碳交易市場的各項交易機制。

三、研究設計

（一）樣本選取與數據來源 本文的數據主要來自《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、中國清潔發展機制網、2006年IPCC溫室氣體清單指南、CDM Bazaar網站。能源數據以各省區消耗的能源為基礎數據，按照煤炭0.713千克標準煤/千克，原油1.4286千克標準煤/千克，天然氣1.33千克標準煤/立方米的能源換算標準煤系數統一換算為標準煤計算。二氧化碳排放量是根據2006年IPCC為聯合國氣候變化框架公約及京都協議書所制定的國家溫室氣體（主要構成物是二氧化碳）清單指南第二卷（能源）第六章提供的參考方法計算得到。由于西藏的能源數據難以獲得，所以排除西藏收集了中國大陸的30個省市自治區的截面數據。

（二）指標選取 聯合國可持續發展委員會（UNCSD）提出的驅動力-動態-響應（Driving Force-Status-Response，DSR）模型是研究經濟-社會-境三大體系平衡發展的基本模式，被廣泛用于構建低碳城市發展水平衡量指標體系。本文依據該模型，結合我國碳交易市場的發展狀況，從城市發展驅動力、城市發展狀態、城市低碳政策三個方面選取指標。（1）城市發展驅動力。一個城市對資源節約型和環境友好型經濟社會的訴求正體現城市發展驅動力。依據陸敏、趙湘蓮（2013）研究我國碳交易市場中構建的關于城市發展驅動力指標體系，本文也從能源消費結構，能源效率，碳排放強度和限排行業的競爭力三個層面來定義。能源消費結構用煤炭、原油、天然氣三種主要一次能源消耗量占總能源消耗量的比重（x1）表示，能源效率由單位地區生產總值能耗（x2）表示，碳排放強度用人均碳排放量（x3）和單位地區生產總值碳排放（x4）表示。根據國際經驗，限排行業主要是指火力發電行業,所以本文用火力發電量占總發電量的比例（x5）表示限排行業的競爭力。（2）城市發展狀態。城市發展狀態可以折射出一個城市參與碳交易市場的負荷力，因此城市發展狀態應包含城市的產業結構和經濟發展水平。本文選取地區人均生產總值（x6）和第三產業產值占比（x7）分別表示城市的經濟發展水平和產業結構。資源稟賦是實現城市低碳經濟的物質基礎，本文選擇森林覆蓋率（x8）這個主要指標，研究碳匯對城市發展狀態的影響。（3）城市低碳政策。唯一與發展中國家相關的機制是清潔發展機制（CDM），本文選取CDM數量（x9）表示城市的低碳政策。具體指標體系見表1所示。

表1 指標體系

四、實證分析

（一）因子分析適用性檢驗 因子分析的基本原理是讓相關程度較大的變量歸為一組，使同一組的變量的相關性最大，而不同組的變量相關性最小，從而提取出原變量組的公共因子并定義其經濟意義，最后計算各個地區各個公共因子的得分。本文選取的關于低碳城市發展水平的指標數量較多，所以采取因子分析先提取出公共因子再計算出因子得分的方法比較合適。而只有變量數據間的相關程度較大時，才能對其做因子分析。因此在做因子分析首先要檢驗數據的相關度。本文采用因子分析常用的KMO和Bartlett球度檢驗。由檢驗結果知，KMO值為0.602，表示變量之間的共同因素比較多，球度檢驗近似卡方值為206.279，對應的自由度為28，檢驗的顯著性概率小于0.001，達到顯著水平，表明變量組有共同因子存在，說明因子分析的方法是適用于該變量組。

（二）提取公因子及旋轉因子載荷矩陣 采用因子分析中的主成分分析法，從原始變量中提取主要成分來代替原始變量的全部信息。根據SPSS分析得出的方差貢獻表可知，前三個公共因子的特征值大于1，累計解釋原始變量總方差的74.341%，已經包括了大部分變量數據的基本信息，因此用前三個公共因子代替原始變量指標來分析城市低碳發展水平是有效的。由SPSS得到的因子載荷矩陣反映了各原始變量與公共因子的相關程度，但此時各公共因子與原始變量的相關程度大小差異不大，難以將各個公共因子與原始變量分類對應，因此，對公共因子進行方差最大化正交旋轉，并且讓輸出的載荷矩陣中各列按載荷系數大小排列，使在同一公共因子上具有較高載荷的變量排在一起。因子旋轉的結果見表2。由表2可知公共因子fac1與一次能源消費占比（x1）、單位地區生產總值能耗（x2）、單位地區生產總值碳排放（x4）的相關性最大，所以公共因子fac1可以取名為碳排放程度因子。第二個公共因子fac2主要由火力發電占比（x5）、人均地區生產總值（x6）、第三產業總值占比（x7）、CDM數量（x9）決定，因此定義公共因子為經濟發達程度因子。第三個公共因子fac3主要包括由人均碳排放（x3）、森林覆蓋率（x8），可命名為資源稟賦水平公共因子。

表2 因子旋轉載荷矩陣

（三）計算因子得分及結論 評價各地區低碳城市發展水平要得到各公共因子的得分，從而計算出其綜合得分。根據SPSS得到因子得分系數矩陣可以寫出以下的因子得分函數：

將所搜集變量數據代入上述各因子得分函數中，從而得到三個公共因子各自在各省市自治區對應的得分和排名。再將各省市自治區的三個公共因子的得分按照各因子的方差貢獻率占總方差貢獻率的權重做加權平均，得到綜合得分F，即F=（32.271 scorefac1+25.918 scorefac2+16.153 scorefac3）/74.341。由此可得30個省市區因子得分及排名情況，見表3。

表3 因子得分

表3清楚的表示了3個公共因子在當前各省市自治區上的差異以及對該地區低碳城市發展水平的影響程度。由得分表3可以看到，陜西省、寧夏省、海南省、新疆省和山西省的碳排放程度因子得分高于其他地區，說明在全國范圍內這幾個省市碳排放程度明顯高于平均水平。經濟發達程度因子所包含的指標變量最多，對地區低碳城市發展水平的影響也最大。除碳交易市場第一批試點城市外，江蘇省、浙江省、海南省、福建省和遼寧省的經濟發達程度因子得分最高，說明這些省的經濟發達程度高于全國水平。資源稟賦因子得分排前五名的是內蒙古、寧夏、山西、新疆和山東，說明這五個省資源稟賦水平領先于其地區。分析了三個公共因子在各省市區的排名后，需要對公共因子的綜合得分進行排名。由表可以看出，除碳交易市場第一批試點城市外，綜合因子得分排名靠前的是陜西、寧夏、海南、新疆、山西。

五、建議

（一）劃分板塊設置全國碳交易平臺 城市低碳水平分析結論表明除已經試點的地區外，經濟發達程度較高的地區恰好全部位于東南沿海地區且相鄰，碳排放水平相對比較高的地區恰好全部位于西北邊境地區而且相鄰。所以國家發改委可以參照證券交易所做法，在全國設置兩個碳交易平臺，即西北邊境和東南沿海碳交易平臺，集中資源和力量打造能與國際對接的交易平臺。同時，由國家發展改革委牽頭，地方政府積極配合，盡快制定全國統一的行業溫室氣體排放數據體系、報告和核查的標準、規范和指南，為我國碳交易市場未來與國際對接打下基礎。

（二）由點及面，做好試點區域與全國市場的銜接 根據地理方位，可以由湖北地方碳交易市場負責帶動西北邊境碳交易平臺，由廣東、深圳、上海、北京、天津地方碳交易市場負責帶動東南沿海碳交易平臺。碳排放權交易試點省市應該認真總結和推廣試點經驗，帶動所負責地區盡快熟悉碳排放權交易制度，率先為建立全國碳排放權交易市場做好各項具體準備工作。通過與發改委積極溝通協調，結合試點經驗完善全國碳市場制度設計，確保試點與全國碳交易市場的順利銜接。此外，全國碳排放權交易市場建設是一項系統工程，發改委要切實加強與各地方主管部門的溝通協調，不斷完善建設方案，細化工作分工，確保任務落實。

［1］ 駱瑞玲等：《碳排放交易政策下供應鏈碳減排技術投資的博弈分析》，《中國管理科學》2014年第11期。

［2］ 陸敏、趙湘蓮、李巖巖：《碳排放約束目標下的中國省際潛在支出分析》，《系統工程》2014年第2期。

［3］ 宣曉偉、張浩：《碳排放權配額分配的國際經驗及啟示》，《中國人口·資源與環境》2013年第12期。

［4］ 齊紹洲、王班班：《碳交易初始配額分配:模式與方法的比較分析》，《武漢大學學報（哲學社會科學版）》2013年第5期。

［5］ 段茂盛、龐韜：《全國統一碳排放權交易體系中的配額分配方式研究》，《武漢大學學報（哲學社會科學版）》2014年第5期。

［6］ 鐘靜婧：《國際碳排放權交易典型定價理論及其對我國的啟示》，《價格月刊》2015年第1期。

［7］ 朱躍釗、陳紅喜、趙智敏：《基于B-S定價模型的碳排放權交易定價研究》，《科技進步與對策》2013年第5期。

［8］ 彭斯震、常影、張九天：《中國碳市場發展若干重大問題的思考》，《中國人口·資源與環境》2014年第9期。

［9］ 陸敏、趙湘蓮、李巖巖：《基于系統聚類的中國碳交易市場初步研究》，《軟科學》2013年第3期。