基于技术异质性的中美贸易隐含碳问题研究
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摘要 当前国际气候变化谈判中，各国碳排放责任的界定是一个焦点问题。国际贸易隐含碳的测算为合理界定各国的碳排放责任提供了依据。中国和美国是重要的贸易伙伴，中美贸易对两国碳排放具有重要影响。本文应用多区域投入产出（MRIO）模型，在考虑中美两国技术异质性的基础上，分别使用中美两国1995-2009年非竞争型投入产出表对中美贸易隐含碳进行了测算。为使测算结果准确和客观，本文利用总产出消费价格指数对中美两国各年产值及进出口贸易额进行了调整；并使用结构分解分析（SDA）法对中国向美国出口隐含碳的变化进行了因素分解。测算结果表明，从1995年到2009年，中国向美国出口隐含碳由165.95×106 t增加到511.64×106 t，增长了308.31%；中国从美国进口隐含碳从7.95×106 t增加到29.46×106 t，增长了370.57%；中国对美国净出口隐含碳从158.00×106 t增加到482.18×106 t，增长了305.18%。因素分解结果显示，从1995年到2009年，技术效应促使了中国向美国出口隐含碳的减少，规模效应和结构效应促使了中国向美国出口隐含碳的增加。为了减少对外贸易中的隐含碳排放，我国应努力提高生产技术和调整生产与贸易结构。
关键词技术异质性；中美贸易；隐含碳；MRIO模型；SDA 分解法
中图分类号F062.9文献标识码A文章编号1002-2104（2013）12-0028-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2013.12.005
全球气候变化与温室气体减排是当前国际社会的热点问题，碳排放责任的界定是其中的一个焦点问题。对于碳排放责任的界定，目前国际社会使用的是生产者负责制。其并未区分污染排放是用于本国消费还是外国消费，因此忽略了国际贸易的污染排放区位转移效应，容易导致“碳泄漏”，使全球的整体减排效果大打折扣。考虑到生产者负责制的局限性，学术界提出消费者负责制。消费者负责制指消费方承担生产能源、产品和服务过程中的碳排放负责。这一原则能够较公平地分配发达国家和发展中国家的碳排放责任，并可以在一定程度上避免“碳泄漏”的发生[19]。
1文献综述
贸易隐含碳的测算对重新界定各国的碳排放责任提供了依据。Wyckoff等分析了6个OECD国家1984-1986年进口商品的隐含碳排放[3]。Schaeffer等研究了巴西1970-1972年进出口商品中的隐含碳排放。Jacobsen分别探讨了丹麦制造业的贸易模式和能源消费之间的关系[11]。Ahmad等使用投入产出与贸易模型研究了24个OECD国家贸易中的内涵碳排放，该研究显示，1995年24个OECD国家隐含碳排放的净进口量占到全体OECD国家国内碳排放量的5%。Frank等采用各部门的碳排放系数，分析了日美双边贸易中产生隐含碳[5]。Chen对G7、金砖四国和世界其他地区由化石燃料造成的CO2排放量进行了实证分析。
中美互为第二大贸易伙伴，中美贸易对两国特别是中国的碳排放产生了重要的影响。Su对于中美贸易隐含碳进行了测算，结果显示，1997-2003年间，中国CO2排放总量的7%-14%是为满足美国消费而增加的，此外中美贸易使全球CO2排放增加72 000万 t。Xu等采用投入产出分析法和调整的中美双边贸易数据对2002-2007年的中美贸易隐含能源和废气排放进行了测算，研究结果表明，中国向美国出口隐含碳在400 Mt-800 Mt之间（约占中国当年总排放的8%-12%）。尹显萍和程茗的研究表明，2000-2008年中国对美国净出口隐含碳高达1.42亿吨-6.74亿吨，中美贸易使中国本土的碳排放增加，而美国则避免了0.55亿吨-2亿吨的年碳排放量。Du等采用基于能值与美元比例值的投入产出分析估算中美贸易隐含碳，其SDA分解结果表明，从2002-2007年，出口规模变化是隐含碳排放增加的主导因素，CO2直接排放强度抑制了隐含碳的增加[12]。Xu等对2002-2008年的中国出口隐含碳进行SDA分解，结果显示碳排放强度促使中国出口隐含碳减少，产出结构、出口结构、出口规模效应使中国进口隐含碳增加。
在前人研究基础上，本文应用多区域投入产出（MRIO）模型，在考虑中美两国技术异质性的基础上，分别使用中美两国1995-2009年的非竞争型投入产出表对中美贸易隐含碳进行了测算，并对中美贸易隐含碳的变化进行因素分解。在中美贸易隐含碳的测算中，使用总产出消费价格指数，对中美两国各年产值及进出口贸易额时进行了调整，以求让测算结果更加准确客观。
2隐含碳测算方法及数据处理
2.1MRIO模型
投入产出法采用了价值型投入产出表中基本流量表的数据，该表中的基本变量表示如下：i（i=1，2，…，n）表示中间投入产品的部门序号，j（j=1，2，…，n）表示产出品的部门序号，qij表示生产j部门的产品所投入到i部门产品的价值量，EXi表示部门i产品的出口量，IMi表示部门i产品的进口量，Xi表示部门i的总产出量。
根据投入产出法的基本原理，各部门产品在生产过程中，除与其他产业有直接联系产生的直接消耗外，还存在由中间投入品引起的间接消耗。以aij表示生产单位价值量的i类产品需直接消耗的j类产品的价值量，也即产品的直接消耗系数。令A代表aij（i，j=1，2，…，n）的矩阵形式，即A=[aij]n×n其中，aij的计算公式为：aij=qij1Xi（i，j=1，2，…n）。一般情况下A代表的是总直接消耗系数矩阵，并未排除由进口中间产品带来的影响，这是很多同类研究所忽略的问题，会导致计算结果被高估，因而为得到更为精确地计算结果，需剔除进口投入品的影响。本文直接采用World InputOutput Database中的剔除中间进口的投入产出表，再根据上述计算方法计算得到的国内的直接消耗系数矩阵AD。
因出口贸易中隐含的碳排放既包括直接排放，也包括间接排放。投入产出表的基本模型：中间投入+最终需求=总产出，即
AX+Y=X（1）
也可表示为
X=（I-A）-1Y（2）
其中最终需求Y可以表示为国内需求YD和出口需求EX，综合（1）、（2）有：
X=（I-AD）-1（YD+EX）（3）
由（3）式可以计算出满足出口贸易的总产出。
根据MRIO模型有
EXCO2（y）=EFex・（I-ADex）-1EXy（4）
IMCO2（y）=EFim・（I-ADim）-1IMy（5）
EXCO2（y）表示在y年中国向美国出口隐含碳，EFex是由中国各部门CO2排放强度组成的对角阵，（I-ADex）-1是扣除中间进口的中国里昂惕夫逆矩阵，EXy是由中国各部门在y年向美国的出口量组成的列向量。IMCO2（y）表示在y年中国从美国进口隐含碳，EFim是由美国各部门CO2排放强度组成的对角阵，（I-ADim）-1是扣除中间进口的美国里昂惕夫逆矩阵，IMy是由中国各部门在y年从美国的进口量组成的列向量。
赵玉焕等：基于技术异质性的中美贸易隐含碳问题研究中国人口・资源与环境2013年第12期2.2数据来源及处理
中美两国的投入产出表来源于世界投入产出数据库（world input output database），包括1995-2009年各年的包含35部门的投入产出表，为了使投入产出表中统计部门与进出口贸易数据统计部门（37部门）的统一，本文将35部门归并分类为29部门（见表1）。进出口贸易数据来源于OECD的2010版本双边贸易数据库（OECD STAN Bilateral Trade Database），其贸易值是以当年价格衡量的。为了使贸易数据统计口径保持一致，本文均以美国统计的数据为准。由于投入产出表中35部门包含服务行业，而服务业贸易量统计尚未完全，在此将未能找到数据的部门贸易量记为0，最终有贸易数据额的部门共有15部门。为了剔除价格变动的影响，将各年份分部门的进出口贸易数据以1995年为基期通过总产出价格指数进行调整。1995-2009年各部门总产出价格指数源自世界投入产出数据库中社会经济核算数据（SocioEconomic Accounts Tables）。
各部门各年的总产出值根据各年投入产出表提供的总产出数据所得，其数值是以当年的价格指数衡量。各年分部门的CO2年排放总量来源于世界投入产出数据库中的环境核算数据（CO2 Emissions Tables）。各年各部门CO2排放总量除以当年经总产出价格指数调整的各部门总产出值得到各年分部门的部门CO2排放强度。
2.3测算结果分析
2.3.1总量分析
根据相关数据和上述计算方法，本文测算得到1995-2009年中美贸易隐含碳量以及中国向美国净出口隐含碳量。从隐含碳总量来看，如表2所示，从1995到2009年，中国向美国出口隐含碳总量由165.95 Mt增长到51164Mt，增长了308.31%。中国向美国出口隐含碳总体呈现增长的趋势，在中国加入世界贸易组织后增长更快（2001-2006年的隐含碳年平均增长率为22.62%），并在
2006年达到最大值，为712.23 Mt，占当年中国CO2排放量的13.94%。从2007年开始，中国向美国出口隐含碳呈下降的趋势。中国从美国进口隐含碳从1995年的7.95 Mt增长到2009年的29.46 Mt，增长了370.36%。中国向
表21995-2009年中国对美国出口隐含碳、进口
隐含碳及净出口隐含碳（单位：Mt，%）
2.1817.20美国净出口隐含碳由1995年的157.99 Mt增长到2009年的482.18 Mt，净出口隐含碳数值逐年增加，在2006年达到最大值。另外，1995年中国向美国出口隐含碳是中国从美国进口隐含碳的20.86倍，随后有一个波动的趋势，在2005年达到了34.73倍，到2009年仍然高达17.37倍之多。
2.3.2部门分析
图1显示了在1995-2009年间中美直接发生贸易部门中，中国向美国出口隐含碳的主要部门的排放情况。图中列举的四个部门均为第二产业，其中金属冶炼及压延加工业（部门11）是出口隐含碳最多的部门，由1995年的22.42 Mt增加到2007年的78.42 Mt再下降到2009年的52.95 Mt，年平均增长率为10.20%。采掘业部门（部门2）出口隐含碳年平均增长率最高，为17.42%，从1995年的5.82 Mt增长到2009年的24.33 Mt。化学制品业（部门8）、其他非金属矿物制品（部门10）两个部门出口隐含碳稳定增长，其年平均增长率分别为6.48%和6.61%。
图2显示了在1995-2009年间中美直接发生贸易部门中，中国从美国进口隐含碳的主要部门的排放情况。由图可知，除农、林、渔、牧、狩猎业（部门1）外，其他部门均属于第二产业，可见中美贸易隐含碳主要集中于第二产业。化学制品业（部门8）虽然是进口隐含碳最多部门，但其年增长率却只有10.33%；而农、林、渔、牧、狩猎业进口隐含碳年平均增长率高达14.03%，从1995年的0.77 Mt增长到2009年的2.12 Mt；焦炭、精炼石油制品及核燃料业（部门7）进口隐含碳从1995年的0.36 Mt增长到2009年的1.67 Mt，其年平均增长率也达到了15.70%；其他非金属矿物制品（部门10），金属冶炼及压延加工业（部门11）的进口隐含碳年平均增长率也分别达到了12.66%、899%。