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对外贸易对碳排放量的影响及其驱动因素 傅京燕裴前丽暨南大学经济学院广东广州510632基金项目：国家社科基金2009重点项目(09AZD015)；第三期研究生创新（创新论文）培养计划项目优博论文(sybzzxm201031)作者简介：傅京燕(1973-)，女,广东广州人，暨南大学经济学院副教授、博士，研究方向为国际贸易（国际贸易论文）与气候变化。摘要：文章利用投入产出模型，研究对外贸易对广东省CO2排放量的影响，并利用Divisia指数分解模型，解释了造成这种影响的原因。投入产出方法的实证结果表明，对外贸易不利于省内CO2减排，但有利于降低广东省的碳排放强度。Divisia指数分解的结果表明，协调结构效应和技术效应的“交叉”作用是降低贸易CO2排放强度的关键；广东省的贸易顺差额是导致广东省CO2净内含量顺差的主要因素，技术效应和结构效应可以减少CO2贸易顺差，但是这两个效应所起的作用相对较小。关键词：对外贸易；CO2净隐含量；I-O模型；Divisia指数分解文献标识码：A文章编号：1002-0594（2011）10-0012-07收稿日期：2011-02-22一、引言中国经济高速发展的一个显著特征是对外贸易的不断深化，但对外贸易也造成了我国能源高消耗和高碳排放的特征。国际能源署（IEA）数据显示，2008年中国附加在出口产品上的能源间接出口占能源消费的比例为28%，而这一比例美国仅为6%，欧盟仅为7%。中国这种粗放的贸易结构加剧了国内碳减排的压力，这要求我们客观认识对外贸易对实现碳减排目标的作用，并找出合理的政策建议。广东省作为经济开放前沿地区，其贸易额一直占全国贸易总量的前列。2009年广东省商品进出口总额分别为亿美元和亿美元，分别占全国进出口额的%和%。因此，研究广东省对外贸易隐含CO2量的影响因素并提出合理的政策建议，对中国政府实现对国际社会的CO2减排承诺具有现实意义。目前计算商品中隐含CO2量较为常见的方法是I-O模型（投入产出模型），I-O模型又通常分为单边I-O模型（SRIO）和多边I-O模型（MRIO）。Sánchez-ChólizandDuarte(2004),Mongellietal.(2006)等使用SRIO模型计算贸易隐含污染物，SRIO模型对数据要求不高，但涉及研究范围较窄。MRIO模型可以覆盖多个国家贸易隐含污染物的流量问题，但是对数据的容量和处理要求较高。GilesAtkinson、KirkHamilton等（2010）运用多边贸易投入产出模型（MRI-O模型），通过15个国家19个部门的数据计算世界贸易中的CO2流量，实证结果表明，CO2通过对外贸易从发展中国家流向发达国家。沈利生和唐志（2009）使用MRI-O模型，通过20022006年的数据计算了中国进出口商品中隐含SO2量，结果显示对外贸易导致国内SO2排量增加，但可以降低国内SO2排放强度。朱启荣（2010）使用I-O模型，利用2007年和2002年我国31个进出口部门数据测算我国出口贸易中隐含CO2量，揭示了我国高碳产品转移问题。上述文献为本文提供了较好的理论方法，但以往的研究仅仅局限于分析污染物通过对外贸易跨国转移的问题，而没有深入研究造成这种现象的原因。鉴于地方数据的可获得性的限制，I-O方法也鲜有涉及具体地区对外贸易隐含的污染物排放尤其以广东省为例13经贸论坛是CO2的计算问题。本文在上述文献的基础上，首先对广东省工业产值、能源消耗和进出口数据进行相关的对接，并利用各行业能源数据计算其碳排放量（详细方法见第二部分说明），然后利用I-O模型计算广东省对外贸易商品中隐含CO2量。在此基础上，本文引入Divisia指数分解法研究对外贸易商品隐含CO2量的影响因素。开创Divisia指数分解法研究经济增长和环境污染问题的学者是Grossman和Krueger（1991），他们将经济增长对环境的影响作用分解为三种效应，即规模效应、技术效应和结构效应。以后的学者在这个理论基础上将经济增长与环境污染的关系不断深入。HeJie(2010)利用CGE模型预算20102040年中国41个行业SO2排放量的变化趋势，并运用Divisia指数分解法将中国SO2排放量影响因素分解为技术效应、结构效应和规模效应，得出在所研究的不同时期这三种效应对SO2排放量的影响不同。黄菁（2009）采用19942007年18个行业数据，以对数平均Divisia指数分解法分解工业污染物排量的影响因素，证明了中国工业经济增长的规模效应、技术效应和结构效应分别对污染物排放量产生了不同的影响。上述有关Divisia分解的研究主要针对传统工业污染物（尤其是SO2）的影响，没有涉及到全球性污染物CO2排放的分解，本文将使用Divisia分解法解释贸易隐含CO2量变动的因素。二、进出口产品隐含CO2排放量的计算方法由于中国现有年鉴缺失CO2直接排量数据，计算进出口产品隐含CO2排放量过程中第一个值得说明的是CO2排量的转化过程。本文引用根据2006年联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)制定的国家温室气体清单指南第二卷(能源)第六章提供的参考方法，各个行业CO2排放总量可以根据其原煤、原油和天然气消耗导致的二氧化碳排放估算量加和得到，具体转化数字参见陈诗一（2009）文献。而统计年鉴中只给出各行业原煤的一次能源消耗量，鉴于原煤的消耗总量占这三种能源消耗总量的65%70%，本文可以通过煤炭的消耗量来估算出各行业CO2的排量。第二个需要说明的是计算进出口商品中CO2隐含量的方法。由于出口商品在广东省生产，直接使用广东省的直接排放系数和投入产出表计算出该地区出口隐含CO2量。现有文献中对出口CO2排放量的核算方法相对统一，而计算进口隐含CO2需要各进口国的碳直接排放系数，受数据可获得性的限制，现有的文献无法直接计算出进口来源国CO2的排量，因此学术界对进口隐含CO2的计算方法争论不一。本文使用“替代效应”计算进口隐含CO2量。一些学者对进口产品内含CO2的“替代效应”方法提出异议，认为发达国家生产水平高于广东省生产水平，这种方法会导致进口隐含CO2量偏高（陈迎，2008）。但本文研究目的是广东省商品贸易对该地区环境的影响，我们假设广东省进口的产品是对本省生产相同产品的替代，分析广东省通过进口“节省”的CO2量，广东省进口隐含的CO2量与进口来源国的碳直接排放系数和部门的投入产出比例无关，只与广东省的技术条件有关。因此使用“替代效应”方法计算广东省进口隐含CO2量在本文中具有其合理性（沈利生，2007）。本文使用广东省2005年、2002年和1997年的投入产出表。2005年和2002年投入产出表是42×42部门，1997年的投入产出表只包含40个部门。由于缺乏相应行业的产值数据，本文选取21个部门作为研究对象，包括1个农业部门和20个工业部门。农业部门产值和其他部门的煤炭消耗量均来源于广东统计年鉴，工业部门的产值来源于广东工业统计年鉴，进出口额根据广东统计年鉴中进出口商品分类数据整理而来。三、CO2排量计算的投入产出模型本文使用投入产出模型计算单位产出CO2排放量，其计算公式如下：（1）其中，X代表各投入部门的总产出，A代表投入产出表中的直接消耗系数，（1-A）-1是里昂惕夫逆矩阵，Y代表最终产品的总产出。为了更清楚地表现投入产出模型计算进出口商品中所隐含的CO2排放量，我们把（1）式更具体地表示为：(2)（2）式中，表示部门一单位产出的CO2排放量，即部门的完全排放系数。表示部门的CO2直接排放系数。表示一单位i部门产出需要消耗142011年10月第27卷第10期部门的产量,所在的矩阵是由上文中(1-A)-1得出的。其中，完全排放系数。CO2直接排放系数，本文中是部门消耗煤炭排放的CO2，Xi表示部门产出量。部门出口商品和进口商品隐含的CO2量和分别为：（3）其中，为部门出口量，表示部门的进口量。由公式（2），我们可以把进出口商品含CO2总量、分别表示为：（4）根据(2)、(3)、(4)式，我们可以得出进出口商品CO2排放强度：（5）（5）式中出口污染强度系数变为：（6）其中，表示部门出口量占出口总量的百分比。进口污染强度系数变为：（7）其中，代表部门进口量占进口总量的比重。（6）式和（7）式表明，进出口部门的CO2排放强度是由完全排放系数和部门所占比重共同决定。四、广东省对外贸易CO2排放量的静态计算结果广东统计年鉴最近更新的投入产出表是2005年的投入产出表，本文以2005年为基准计算出各个部门的直接排放系数和完全排放系数，结果见表1。表1显示，各部门的完全排放系数和直接排放系数相差很大，如直接排放系数较小的部门S19，完全排放系数为吨/万元，这就说明有些部门生产过程中的间接排放系数较大，中间产品生产中排放的CO2不能忽略，这也证明使用投入产出表计算商品隐含CO2量的必要性。表1还列出了2005年各部门进出口商品隐含CO2量。2005年广东省出口隐含CO2量为万吨，而广东省总排放量为万吨，占广东省生产中排放量的%；而进口隐含的CO2量为万吨，低于出口隐含CO2量，说明2005年广东省的对外贸易不利于CO2减排目标的实现。但是，进口的排放强度（吨/千美元）要高于出口排放强度（吨/千美元），这就表明广东省对外贸易有利于降低该地区的碳排放强度。通过比较各部门进出口排放CO2的数据，本文得出部门S7、S8和S15对外贸易是导致广东省碳排量增加的“重点部门”。它们的共同特点是：CO2完全排放系数高，分别是、；贸易顺差大，贸易顺差金额分别是亿美元、亿美元和亿美元。由于短期内技术效应难以改变，CO2排放系数难以在短期内降低。因此广东省的CO2减排措施应包括对这些行业实行出口限制或进口鼓励。而部门S12的对外贸易有利于减少广东省CO2排量，该部门对外贸易减少广东省万吨的碳排量，是逆差最多的部门。五、广东省对外贸易隐含CO2排放量的动态变化上文的实证分析结果描述的是2005年广东省对外贸易对广东省CO2排放总量的影响，但这种静态研究得出的结果不利于从宏观层面上把握对外贸易对广东省CO2减排的影响。从动态角度出发，我们还可以找出对外贸易对广东省CO2排量的影响因素，解释静态实证研究得出的结论。下文将对广东省19982008年进出口商品中隐含CO2排放强度的变化和CO2排放总量的变化进行研究。（一）对外贸易对广东省CO2排放强度的影响：基于比较静态的分析2008年和1998年进出口商品中隐含的CO2量的计算中，2008年进出口商品中隐含的CO2使用的是广东省2005年投入产出表，1998年进出口商品隐含的CO2使用的是广东省1997年投入产出表。上文中已经推导出，进出口CO2排放强15经贸论坛度是由该部门的完全排放系数（）和该部门所占比重（）所决定。为了比较两个时期的变化量，本文采用比率型分解模型，即有：（8）将两边取对数则有：（9）式（9）右边第一部分和第二部分分别表示Divisia分解的技术效应和结构效应。根据式（9）我们可以得出，两个时期的相对污染强度的变化由相对完全排放系数的变化率（技术效应）和相对部门比重（结构效应）的变化率所决定。需要说明的是，本文使用“替代效应”计算进口内含CO2量，进口的完全排放系数等于出口完全排放系数，进口的技术效应等于出口的技术效应。表2列出了21个部门的进出口CO2排放强度的Divisia指数分解结果，从技术效应上看，除S7以外的其他部门的技术效应均为负值，这说明各部门的技术效应通过对外贸易使广东省碳排放强度降低。技术效应较大的部门是S3和S11，这说明该部门在19982008年生产技术水平得到较大的提高，进一步均衡环境与贸易的政策意义在于增加该部门的出口结构效应或减少该部门的进口结构效应；技术效应为正的是S7，说明该行业在19982008年生产技术有所下降，对外贸易会造成广东省碳排放强度的上升，相对应的政策意义是降低该行业的出口结构效应并提高进口结构效应，以抵消技术效应增加的碳排放强度。从结构效应上分析，部门S19进口效应较小而出口结构效应较大，系数分别为、，这说明在19982008年间部门S19的进出口比例的变化导致广东省CO2排放强度的增加，减低碳排放强度的政策建议在于提高该部门的生产技术水平，以抵消该部门因结构效应变化导致的碳排放强度的增加。部门S4进口结构效应较大而出口结构效应较小，对应的系数分别为、，这说明在19982008年间该部门进出口比例的变化有利于减少广东省碳排放强度，进一步降低碳排放强162011年10月第27卷第10期度的政策建议是提高该部门的技术效应。CO2排放强度的Divisia分解结果说明，可以通过各部门的技术效应和结构效应的“交叉”作用降低CO2排放强度，即在不牺牲经济效应的同时减少贸易中隐含的CO2排放量。（二）对外贸易对广东省CO2排放总量的影响：基于动态研究的分析以上对广东省CO2排放强度影响的研究表明，19982008年间对外贸易的总结构效应有利于CO2排放强度的降低，但是广东省对外贸易如何影响CO2排放总量并不清楚。图1是19982008年广东省CO2净隐含量（出口隐含CO2与进口隐含CO2差）的变化趋势。19982000年间，对外贸易有利于广东省CO2的减排，2000年降至最低，CO2净隐含量为负。但从2001年开始，对外贸易的CO2净内含量大幅上升，但在2002年有所回落，随后又缓慢上升。为了更清楚地解释上述广东省CO2的净内含量变化趋势，本文借鉴Grossman(1991)和(2010)的观点，假设模型中CO2净内含量变化的影响因素分别为经济规模、经济结构和生产技术特点。我们运用Divisia指数分解，把模型中CO2净内含量变化分解为相应的三个部分。(10)其中，表示i的CO2的隐含量，代表能源f的污染排放率，是通过煤炭转化标准煤系数与标准煤转化CO2量系数之积计算得来，数值是，本文中的f指煤炭部门，i仅指进口和出口两大部门。变量Xi是对应于i的贸易额，Xf,i是i部门煤炭的消耗量。第一项为技术效应，即污染排放强度。第二项为结构效应，由i部门贸易额占总贸易顺差额的比重来表示。第三项为规模效应，用净出口额表示。为了使计算结果更直观，我们把式（10）两边取对数以研究三个变量如何影响基年（0）和t时期CO2净内含量的变化。(11)其中，表示t时期i部门的CO2隐含量，表示基期i部门CO2的隐含量。根据公式（11）进行Divisia分解的结果，可以解释19982008年广东省CO2净内含量变化趋势的原因。图2描述了进口和出口这两个部门的总技术效应、总结构效应和总规模效应在19982008年之间的变化趋势。图2中总效应等于总技术效应、总结构效应和总规模效应之和，反映了贸易中CO2净内含量的变化趋势。总技术效应等于出口技术效应减去进口技术效应，总结构效应等于出口结构效应减去进口结构效应。从公式（10）可以得出，总规模效应由净出口额决定，该值与进口的规模效应和出口的规模效应相等。横坐标的年份是指相对于前一年的变化量，比如，1999年表示1999年相对于1998年CO2净内含量的变化量。从总效应变化趋势上看，1999年相对1998年和2000年相对1999年的总效应均为负，对应图1中19982000年广东省对外贸易中CO2净隐含量的下降。2001年相对2000年的总效应为正，对应图1中2001年CO2净隐含量显著增加。2002年相对于2001年的总效应为负，对应图1中CO22003年以后的每年相对于前一年的总效应均为正，在图1中对应的CO2净隐含量不断升高。我们可以看出总效应可以和图1中的CO2净含量的变化趋势相对应，这就说明Divisia分解可以有效的解释对外贸易中CO2净含量的变化。但是哪些效应是影响CO2隐含量的关键呢？从整个时间区间内来看，总效应曲线（反映CO2净内含量的相对变化率）与总规模效应曲线具有相同的变化趋势，这说明贸易顺差的加剧是广东省CO2贸易顺差增加的主要因素。这就证明了第四部分的结论广东省贸易顺差是CO2贸易顺差的主要原因。总技术效应和总结构效应在整个时间段内变化不大，这说明对外贸易中技术效应和结构效应对减少广东省CO2排量作用还不明显。因此，广东省对外贸易对CO2减排的影响主要是通过贸易顺差的绝对量影响，而技术效应和结构效应作用不大。在未来时间里，如何从环境绩效出发制定合理对外贸易政策，发挥技术效应和结构效应对减少CO2净隐含量的影响，是一个值得关注的问题。六、结论本文使用I-O模型实证分析了19982008年对外贸易对广东省CO2排放强度和排放总量的影响。通过对2005年的静态分析，本文得出对外贸易不利于广东省CO2的减排，但是进口的排放强度高于出口排放强度，这说明贸易顺差是造成广东省CO2顺差的重要原因。通过对2008年相对于1998年的比较静态分析，本文得出降低CO2排量的关键是协调技术效应和结构效应之间的关系。通过对19982008年的动态分析，本文得出广东省在19982008年CO2净内含量上升的主要原因是广东省贸易顺差量的增加（与静态分析的结论一致），而技术效应和结构效应对CO2净内含量的影响作用相对较小。所以，避免对外贸易中CO2净隐含量增加的关键在于发挥技术效应对减少CO2净隐含量的正面作用以及提高进口所占比例（降低出口比例）对降低CO2净隐含量的影响。相关政策建议如下：（一）优化进出口产品结构，根据不同行业的CO2排放强度制定不同的贸易政策以降低贸易中内含CO2的排放强度。例如，应该对排放强度较高的部门采取出口限制和进口鼓励的外贸政策。通过改善出口贸易产品结构,减少出口贸易中负载的能源量和隐含的环境排放,并通过不断调整出口贸易政策,引导出口贸易产品结构向着高附加值、低能耗、环境友好型的方向过渡。降低CO2排放强度另一个途径就是降低能源的污染排放系数。广东省终端能源消费总量由1996年的万吨标准煤增长到2007年的万吨标准煤，增长了倍，年平均增长率达到10%，这说明应加大电力、风能等自然能源的基础设施的建设工程，大力发展清洁能源（电力、风能和太阳能）对非清洁能源（煤炭）的代替。（二）从总效应曲线和总规模效应曲线高度相关的趋势来看，降低CO2排放总量最直接的方法就是减少广东省的贸易顺差量限制出口，鼓励进口，但这种贸易政策在现实中难以推行。所以应该重视总结构效应和技术效应对改善对外贸易中CO2顺差的促进作用。从总结构效应来看，减少CO2的关键是提高进口量与净出口量的比例，政府应该重点采取贸易政策对CO2排放强度较大的行业实行严格的出口政策和宽松的进口政策，即优化进出口产品结构就显得相当重要，因为这是保证在降低CO2强度的同时减少CO2排放量较好的方法。从总技术效应来看，广东应重视技术进步对改善CO2贸易顺差的作用。发挥技术效应的关键在于改善CO2排放强度较高部门的技术状况，比如政府鼓励非金属矿物制品业、化学（化学论文）工业和纺织行业引进先进技术，更新和改造生产工艺，减少非清洁能源的浪费，提高能源使用效率。