全国碳市场与区域经济协调发展，本文主要内容关键词为：区域经济论文,协调发展论文,全国论文,市场论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号F05 文献标识码A 文章编号1002-2104(2015)10-0011-07 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.10.002 作为当前最大的能源消费和
排放国家，中国采取了一系列有力的减排政策以保证全面完成中国政府在2009年哥本哈根会议上承诺的控制温室气体排放目标。从2013年开始，7个地方性碳交易试点陆续运行，一个基于市场的排放权交易体系正在形成，全国性的统一碳市场有望在2016-2020期间建立和完善[1]。在全国统一碳市场中，各地区各企业将基于成本最小化原则，通过比较自身边际减排成本与市场碳价做出减排决策。因此，边际减排成本相对较低的地区选择承担较多的减排任务并出售多余的排放配额以获得碳交易收益，同时边际减排成本相对较高的地区则通过购买配额实现减排目标，从而降低减排成本，实现全社会减排成本的帕累托最优[2-5]。 我国地域辽阔，各地区资源禀赋与经济发展水平差别很大，碳排放水平也呈现出较大差异，全国统一碳市场的建立势必将对各地区产生不同的影响[6-7]。由于地区间边际减排成本的差异，相比不存在碳交易，全国统一碳市场将为各地区带来显著的成本节约效应，尤其是经济较为落后的地区[8]。然而，碳交易对各地区各行业的影响机理非常复杂，可能促进某些地区某些产业的发展，也可能抑制某些减排成本较高的行业的扩张；碳减排投资和碳交易引发的资金流动可能改善区域经济的差异，也可能加剧已经存在的差异。同时，由于碳交易不可能覆盖所有的部门，一些分散的排放较少的部门一般不会被纳入交易体系，这一特点有可能改变部门间的投资格局[9]。因此从宏观经济的角度来看，全国碳市场对区域经济的影响存在很大的不确定性，对各种具体的交易机制设计需要进行科学的评估，特别是定量的评估。事实上，如何全面定量地分析碳排放交易对区域经济发展的影响既是当前气候变化政策研究的一个重点，也是我国碳交易机制设计的重要前提。 碳排放交易在多区域CGE模型中的刻画是碳市场对区域经济影响研究的难点，当前研究中对该问题的处理主要分两类，一类将碳排放权作为生产要素，通过碳排放权与能源投入之间的替代达到配额市场的出清，从而实现碳交易[10-11]；齐天宇等[10]基于一个全球多区域CGE模型，将碳排放权作为经济部门生产与消费环节的一种自然要素投入以模拟全球碳市场政策，考察了中国加入全球碳市场对各国能源与经济系统的影响。分析发现中国的加入对欧盟-澳大利亚碳市场将产生巨大的影响，不仅会使各地区福利增加，而且中国、欧盟与澳大利亚的工业能效均有不同的提升。另一类通过以碳税形式达到减排目标作为对碳交易的刻画[12-15]，如Hübler等[15]运用PACE(Policy Analysis based on Computable Equilibrium)模型通过施加碳税的形式模拟了中国碳市场的运行及其与欧盟碳交易市场的连接，从中国经济增长的不确定性和行业竞争力两个角度讨论了碳市场的宏观经济影响。然而实际上，碳交易是各交易主体基于成本最小化原则做出的减排决策问题，这两类方法均未能对碳交易的过程进行明确的描述，对碳市场的刻画仍存在一定的不足。 孙睿等[16]构建了一个单国多部门中国CGE模型，分析和比较了碳交易体系对我国宏观经济、能源消费和实现碳减排任务的影响；文中通过外生给定不同减排目标及碳价水平实现对碳交易的刻画，对碳交易中均衡碳价的形成过程缺乏明确的描述。Cui等[8]估计了各地区的减排成本曲线，建立了一个区域间交易模型，定量评估了在部分碳市场连接和全国碳市场情景下，中国经济在2020年可以实现的成本节约效应，发现全国碳市场具有巨大的成本节约潜力，并在区域间带来较大的资金流动。但这篇论文没有涉及对碳交易的社会经济影响。因此，基于前述研究，本文通过中国多区域CGE模型的建立，并与一个刻画交易主体在交易过程中的决策优化问题的碳交易模型结合，实现了微观决策和宏观影响评估的有效衔接，从而考察了全国统一碳市场的建立对区域经济发展的影响。 1 模型描述及情景设置 1.1 中国多区域CGE模型(
) 为了分析碳市场对区域宏观经济的影响，本文建立了CEEP Multi-Regional Energy-Environment-Economy Modeling System(
)。
是一个中国多区域能源-环境-经济CGE模型。模型共包含30个地区，每个地区都包含地方政府、17个生产部门(5个能源部门与12个非能源部门)、城镇居民与农村居民两类代表性居民，以及一个代表性企业。其中，地区之间存在商品调入调出、劳动力迁移和资本的流动等经济联系，国家层面设立一个中央政府。为了考察地区之间的经济差距，本文引入了区域经济变异系数，定义为各地区人均GDP的变异系数，计算公式为
，区域经济变异系数越小表示地区间经济差距越小。
模型结构由生产模块、贸易模块、主体模块、流动模块、碳排放交易模块及宏观闭合六个模块组成。 1.1.1 碳排放交易模块 碳排放交易模块实现了宏观CGE模型与微观碳排放交易优化模型的结合，是
区别于一般CGE模型的一个重要特点。在碳排放交易模块中，既包含各交易部门关于减排的决策过程，也包含上述减排决策对生产模块的影响过程。本文中碳交易覆盖行业为能源及高耗能行业：煤炭、原油天然气、石油、化工、水泥、钢铁、电力和燃气。由于石油与电力均为重要的能源行业，因此本文在考虑政策设计时将其划分为能源行业而非高耗能行业。 在微观层面的碳排放交易优化模型中，各交易部门基于成本最小化原则，通过比较自身边际减排成本与市场碳交易价格决定各自的减排水平和交易行为。当配额市场达到出清时，各交易部门边际减排成本相等，也即与市场均衡碳价相同。
碳市场对各地区宏观经济的影响则通过增加或降低生产部门的生产成本进而影响生产、消费、投资等活动来实现。在
的碳排放交易模块中，非交易部门的生产成本包括中间投入与能源增加值；而碳交易部门除上述成本外，还包括与初始配额的获得及碳交易活动相关的成本，从而实现了宏观CGE模型与微观碳排放交易优化模型的结合。 1.1.2 初始配额分配方式刻画 本文模型中对免费分配的处理分为两阶段，所有碳交易部门需要首先购买配额，而后这部分成本将通过生产补贴退还给各部门。我们假设对高耗能行业实行理想拍卖，拍卖价格与均衡碳价相同。拍卖收入由各地方政府收入，一部分将用于转移支付给当地居民，其中转移支付比例由基准情景下政府对居民的转移支付与政府收入数据校调得到。拍卖收入的另一部分将直接作为地方政府的储蓄，通过投资-储蓄均衡等式转化为全社会投资。 1.2 数据来源及情景设置 本文CGE模型基于各地区社会核算矩阵表(Social Accounting Matrix，SAM)建立，基准年份为2007年。本文选取全国总的减排目标为2020年国内单位生产总值二氧化碳排放比2005年下降45%。这一目标在扣除2007年至2020年碳强度自然下降率29.97%[8]后，需要额外减排4.26%。由于
模型为静态CGE模型，我们将该减排目标折算至2007年，得到2007年减排27 165万t
的绝对量目标。 我们定义基准情景下不存在全国碳市场，各地区必须通过自主采取减排措施实现减排目标，记为NET情景。当存在全国碳市场时，各地区可以通过交易实现减排，记为ET情景。我们考虑了历史排放、支付能力、“十二五”规划三种配额分配准则和免费分配方式、能源行业免费发放高耗能行业拍卖的混合方式两种配额分配方式，相应地得到以下政策情景(见表1)。其中，在本文模型中NET情景通过各地区实行差异化碳税实现各地区减排目标。 为了更好地比较统一碳市场的存在对区域经济发展的作用，依据国家统计局对三大地带的划分，本文在后文的分析讨论中将30个地区划分为东部地区、中部地区和西部地区三类。东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东和海南11个地区，中部地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北和湖南8个地区，西部地区包括内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆11个地区。其中，根据2013年各地区一次能源生产情况[17]，本文又进一步将山西、内蒙古、黑龙江、四川、陕西、新疆六个地区称为资源地区，并重点关注了全国统一碳市场对其宏观经济及重点行业的影响。
2 全国统一碳市场对区域经济的影响 2.1 碳市场能够改善居民福利，缩小地区经济差距 碳市场情景下(ET情景)各地区GDP和居民福利与无碳市场情景(NET情景)的对比结果表明，全国统一碳市场不仅能够有效降低整个社会的宏观经济成本，而且能够改善居民福利，缩小地区经济差距。表2列示了在不同的配额分配机制下，与无碳市场情景相比，统一碳市场情景下主要指标变化结果。与无碳市场情景相比，全国GDP在碳市场的六种情景下分别上升0.031%、0.056%、0.034%、0.027%、0.051%和0.029%，表明统一碳市场的建立可以降低各地区自主减排对全国经济的冲击，其中支付能力准则和免费分配的配额分配方式下全国GDP受到的影响最小。与免费分配相比，拍卖的存在会增加多数地区的宏观经济成本，因此混合分配方式下GDP下降及居民福利损失将比免费分配情景更大。 配额分配准则的比较结果表明，不同的配额分配准则对各地区的GDP及居民福利影响不同。东部地区在支付能力准则下因统一碳市场的建立而获益更多，但对于中西部地区来说，在历史排放准则下，碳市场的建立所带来的收益更明显。这主要是由于在支付能力准则下，东部地区分配得到的配额较少，若不存在碳市场，则需要付出很高的减排成本。而碳市场的建立使得东部地区能够通过购买配额以降低减排总成本，因此GDP及居民福利改善明显。 图1描述了不同情景下的区域经济变异系数。我国区域经济变异系数的现状为12.95%。在历史排放和“十二五”规划分配准则下，若不存在碳市场，则区域经济变异系数将变大，表明地区间经济差距增大，不利于区域协调发展。当存在碳市场时，区域经济变异系数均减小，表明统一碳市场的建立能够缩小各地区经济差距。在支付能力分配准则下，不论是否存在碳市场，区域经济差距均会比现状有所改善，图中结果表明若配额全部免费发放，则区域经济变异系数将明显降低，且优于历史排放和“十二五”规划准则；若配额分配存在拍卖，区域经济变异系数则会略大于不存在碳市场时的情景，但仍有利于缩小当前的区域经济差距。
图1 不同情景下中国区域经济变异系数 Fig.1 Regional economic variation coefficient under different scenarios
图2 ET1h情景下较NET1情景各地区主要行业产出变化 Fig.2 Sectoral output changes in regions under ET1h scenario relative to NET1 scenario 2.2 碳市场能够减缓产出下降，配额混合分配更有利于产业结构调整 通过对无碳市场情景和碳市场情景下结果的进一步对比发现，相比无碳市场情景，当存在统一碳市场时，所有行业产出下降幅度均减小，且在免费与拍卖混合的配额分配方式下更为明显。其中，ET1f-ET3f情景下我国总产出将比NET1-NET3情景分别上升0.401%、0.335%、0.435%；ET1h-ET3h情景下总产出将分别上升0.438%、0.374%、0.473%。另一方面，碳市场能够显著降低减排对能源行业的产出冲击。无碳市场(NET)情景下，电力和煤炭是产出下降最多的两个行业，其中电力行业产出下降约6.079%-6.440%，煤炭行业产出下降约3.598%-4.324%。电力行业是主要的温室气体排放部门，而我国当前电力结构仍以火电为主，煤炭是最主要的发电原料，因此这两个行业产出受到减排的影响最大。而统一碳市场的建立，允许减排成本较低的能源行业通过出售排放配额获得一定的经济收益，从而降低产出受到的冲击，因此产出下降幅度减缓。电力行业在ET情景下产出下降约1.829%-1.895%，远远小于NET情景下的下降幅度。 与无碳市场情景相比，统一碳市场对各地区的总产出及产业结构作用不同，其中在历史排放准则和混合分配方式(ET1h)情景下各地区产出下降减缓更明显。图2描述了各地区在碳市场ET1h情景下与无碳市场情景相比各行业产出累积变化；其中，图2服务业代表本文模型的交通运输业、批发零售业、房地产业和其他服务业五个部门。结果显示，资源地区行业产出有明显上升的行业为农业、煤炭、石油、钢铁和电力行业。这主要是由于在碳市场下资源地区的能源行业减排成本相对较低，通过出售多余排放配额获得碳交易收益，从而补偿了部分减排成本，产出下降有所减缓。而对于东部地区，碳市场对高耗能行业产出下降的减缓更为明显。图中显示东部地区产出有明显上升的行业有造纸纺织、化工、钢铁、其他制造业和电力行业。高耗能行业是东部地区主要的经济支柱产业之一，但由于其能耗大、排放高的特点，因此是节能减排的重点对象。无碳市场情景下，东部地区高耗能行业由于较高的减排成本，产出将受到很大影响；统一碳市场的建立为这些行业提供了购买配额以降低总减排成本的机会，因此产出下降幅度有明显的减小。可见，统一碳市场在达到减排目标的同时还能够降低对高耗能行业的产出冲击，从而减少对东部地区的经济影响。此外，中部地区在碳市场下产出比无碳市场时有明显增加的行业为水泥、电力和建筑业，西部地区主要为电力行业。 从产业结构来看，不论碳市场是否存在，第二产业产出下降均明显大于第一、三产业产出下降，因此两种政策情景对产业结构调整均有一定的促进作用。不同初始配额分配准则下，若不存在碳市场，第一产业占比增加0.030%-0.046%，第三产业占比增加0.060%-0.155%(NET情景)；当存在碳市场，第一产业占比增加0.024%-0.028%，第三产业占比增加0.013%-0.083%(ET情景)。不同配额分配方式的结果表明，能源免费高耗能拍卖的混合分配方式对保护能源行业，限制高耗能行业产出，促进产业结构调整作用相对更明显。ET1f-ET3f情景下能源行业占比约8.514%-8.517%，高耗能行业占比约19.525%；ET1h-ET3h情景下能源行业占比约8.520%-8.522%，高耗能行业占比约19.501%-19.502%。 2.3 碳市场将引起生产要素重新分配，免费分配更有利于要素优化配置 相比不存在碳市场，统一碳市场的建立将引起社会生产要素在各地区之间的重新分配。表3结果显示，在历史排放和“十二五”规划配额分配准则下，碳市场(ET1f、ET1h、ET3f、ET3h)情景下中部地区投资与劳动力均有较明显的增加，生产要素向中部地区转移，带动当地经济发展。东部地区均下降，同时西部地区投资有轻微下降，但劳动力在ET1f、ET1h情景下有小幅增加。其中，资源地区在碳市场情景下投资及劳动力均分别有0.009%-0.016%和0.124%-0.136%幅度的上升。东部地区由于减排成本较高，多为配额购买地区，资本回报率与其他地区相比下降幅度更大，因此投资更易流向相对资本回报率下降幅度较小的其他地区。表中配额分配方式的结果进一步表明，免费分配方式更有利于增加中部及资源地区的投资和劳动力，促进生产要素的优化配置。 2.4 省际间碳交易带来巨大的减排技术投资潜力 随着统一碳市场的建立，我国各地区之间将由于碳交易而发生一定规模的资金流动，对于减排成本较低的配额出售地区，通过碳交易获得的收入可进一步用于减排技术的投资，促进本地区减排。不同的配额分配准则及方式并不会影响各行业的减排决策，但会直接影响各行业的交易量，即各交易主体之间的财富转移。ET1f-ET3h情景下，碳交易均衡碳价约24-25元/t，对应的碳配额总交易量分别为8 666万t，19 815万t，9 632万t，8 242万t，20 096万t和9 261万t。同时东部地区大量资金将随着碳交易而流向中西部地区，资金总量将达到45 802万元-392 509万元，其中资源地区可获得的资金流入为39 720万元-174 190万元。由于支付能力准则下东部地区分配得到的初始配额明显少于其他准则，需要向中西部地区购买大量配额，因此ET2f和ET2h情景下碳交易量远大于其他情景。在全国统一碳市场下，资源地区由于其能源技术相对落后、碳强度高，从而是主要的配额出售地区。ET1f-ET3h情景下资源地区的配额出售总量分别为1 695万t，6 803万t，3 173万t，1 634万t，6 766万t和3 120万t，相应的碳交易收入分别为43 739万元，174 190万元，81 647万元，39 720万元，163 400万元和75 644万元。碳交易带来的可观的资金将有利于这些地区加大对减排技术的投资，进一步促进减排和产业升级，同时改善当地环境。
3 结论与讨论 全国统一碳市场的建立筹备工作正在如火如荼地开展中，这是一个包含多地区的大规模碳市场，由于各地区资源禀赋和经济发展的显著差异，统一碳市场对各地区的发展影响不同。因此，全国统一碳市场在降低减排总成本的同时如何促进区域经济协调发展需要进行科学评估，评估结果可作为全国统一碳市场机制设计的重要参考。 本文将碳排放交易优化模型与中国多区域能源-环境-经济CGE模型
相结合，实证模拟分析了全国统一碳市场对全国及各区域经济发展的影响。结果表明，全国统一碳市场能够有效降低整个社会的宏观经济成本，改善各地区居民福利，减缓行业产出下降，缩小地区经济差距，从而促进区域协调发展。同时，全国统一碳市场将带来省际间大规模的资金转移，东部地区与中西部地区之间的资金流动可达到45 802万元-392 509万元。减排成本较低的西部地区可以通过出售配额在碳交易中获得的资金进行减排技术投资，促进本地区减排和产业升级。而减排成本较高的东部地区可以通过购买部分配额降低减排成本，从而缓解对产业的冲击。 本研究的结果同时表明，碳市场对各地区的影响与初始配额的分配机制密切相关。对于东部地区，由于支付能力分配准则下获得的配额较少，因此若不存在碳市场，东部地区的减排成本将非常高；统一碳市场的建立将允许东部地区通过购买部分配额降低减排成本，从而显著降低这些地区的宏观经济成本，因此东部地区在该准则下由于碳市场的建立而获益最明显。但碳市场对中西部地区经济受减排影响的减缓作用则在历史排放和“十二五”规划准则下更显著。另一方面，免费分配与拍卖方式的比较结果表明，尽管免费分配方式下各地区宏观经济成本较低，但拍卖方式的引入对产业结构的调整作用更明显。因此，我们认为免费分配与拍卖结合的混合分配方式是我国碳市场建立初期较优的配额分配方式。 随着我国未来减排行动的深入和减排目标的增加，全国统一碳市场将发挥更大的作用，在促进区域经济协调发展的同时，还可带来巨大的减排技术投资潜力，从而提高减排效率。统一碳市场机制设计不仅仅包含初始配额的分配，还包含减排目标的设定、覆盖行业的选择等其他问题，这些方面都亟待后续的研究。
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