江蘇省碳排放影子價格研究

王楨 趙巧雨

華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院

江蘇省碳排放影子價格研究

王楨 趙巧雨

華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院

中國于2011年10月在7個省市開展了碳交易試點工作，到目前為止，各試點不斷穩(wěn)步推進(jìn)碳交易工作，為建立全國性的碳交易市場積累了豐富的經(jīng)驗。根據(jù)發(fā)改委的文件，中國將在2017年啟動全國性碳排放交易系統(tǒng)，2017年將成為中國碳交易市場的關(guān)鍵節(jié)點。由于江蘇并沒有納入到第一批的試點之中，對其碳排放情況研究較少。同時，江蘇省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，研究其目前的碳排放權(quán)價格對于推進(jìn)我國統(tǒng)一的碳交易市場有重要作用。本文基于運籌學(xué)的線性規(guī)劃方法構(gòu)建了影子價格模型，并以江蘇省工業(yè)行業(yè)為研究對象進(jìn)行了實證研究，計算了江蘇省2011 年-2015 年的工業(yè)全行業(yè)的碳排放的影子價格，并與全國工業(yè)全行業(yè)碳排放影子價格進(jìn)行了比較分析。

碳排放 影子價格 碳交易市場 江蘇省

引言

隨著經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)入新常態(tài)，政府已經(jīng)將發(fā)展重點放在提高經(jīng)濟(jì)增長質(zhì)量，建設(shè)環(huán)境友好型社會上來。考慮到一旦開始實行碳排放相關(guān)管制，企業(yè)必將承受相關(guān)的減排成本，這對于企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益會產(chǎn)生很大影響，勢必要求將這一成本考慮到經(jīng)濟(jì)發(fā)展的效益中去。由于企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳很難用市場價格進(jìn)行衡量，所以可以用碳排放的影子價格來衡量企業(yè)在減排過程中承擔(dān)的成本。通過影子價格的形成原理分析碳排放權(quán)初始分配價格的確定基準(zhǔn), 從而為碳排放權(quán)的流通提供定價基礎(chǔ)[1]。通過對江蘇省二氧化碳影子價格的估計，可以全面了解江蘇省碳排放情況以及對經(jīng)濟(jì)的影響，為制定碳排放管制政策提供參考。同時也為2017年建立全國統(tǒng)一的碳交易市場的建立以及初始配額的分配提供參考。

一、模型與方法

（一）影子價格模型

根據(jù)胡民（2007）所提出的排污權(quán)定價的影子價格模型，本文采用相同方法來構(gòu)建碳排放權(quán)的影子價格模型。在此模型中，主要運用運籌學(xué)中的影子價格理論，計算出單位碳排放權(quán)的邊際價格。在這里影子價格的經(jīng)濟(jì)含義被定義為該地區(qū)企業(yè)參與碳交易時以利潤最大化為目標(biāo)所能接受的價格。

1.模型的基本假定

假設(shè)1：該地區(qū)的年碳排總量Q由該地區(qū)碳排放管制目標(biāo)確定，為已知量。關(guān)于碳排放總量的確定，依據(jù)《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，我國在2030年左右實現(xiàn)二氧化碳排放峰值，總量峰值約為110億噸。根據(jù)減排目標(biāo)以此倒推便可以估算出十三五期間的碳排放管制總量，以此再將總量分解的全國每個地區(qū)。

假設(shè)2：該地區(qū)存在i個企業(yè)排放二氧化碳，這i企業(yè)的單位產(chǎn)量收益設(shè)為Bi，年產(chǎn)量設(shè)為Xi（i=1,2,3…..n）。在一定時期內(nèi)，企業(yè)的產(chǎn)量與投入量成正比。在這里我們將化石燃料的使用量作為投入量，并且由于企業(yè)的二氧化碳排放主要來自于化石燃料的使用，因此企業(yè)的單位產(chǎn)量與二氧化碳排放量也成正比，比例系數(shù)設(shè)為 Ri。則這 i個企業(yè)排放的二氧化碳總量為 Qi=Xi＊Ri。

2.模型構(gòu)建

設(shè)目標(biāo)函數(shù)為在該地區(qū)實行碳排放管制時企業(yè)的利潤最大。這樣設(shè)置的理由為二氧化碳排放權(quán)其實可以看作為企業(yè)的另外一項生產(chǎn)資料且同樣具有經(jīng)濟(jì)價值。其主要途徑有2種：（1）減排成本大于碳排放權(quán)交易價格，通過購買碳排放權(quán)減少自身的減排壓力。（2）減排成本小于碳排放權(quán)交易價格，通過出售碳排放權(quán)獲得收益。由于受到地區(qū)碳排放管制，將二氧化碳排放量為函數(shù)的約束條件。

由以上假設(shè)，影子價格模型為：

將目標(biāo)函數(shù)和約束條件帶入到拉格朗日方程，對其一階求導(dǎo)，并令其一階導(dǎo)數(shù)為 0：

在這里，λ即為單位碳排放的影子價格，在這里我們必須明確2個關(guān)鍵點：

（1）這里的碳排放權(quán)的影子價格并不是其市場價格，而是對碳排放權(quán)這一資源的估價；（2）該影子價格表示在其他條件不變時,每增加一單位排污量時所帶來的利潤。

（二）能源消費所產(chǎn)生二氧化碳排放量的估算模型

由于我國沒有把二氧化碳作為大氣污染物，所以并沒有直接的二氧化碳排放數(shù)據(jù)。這里利用缺省計算方法來計算化石燃料在消費過程中產(chǎn)生的二氧化碳。本文也按這一做法并根據(jù)行業(yè)當(dāng)年消耗的能源數(shù)量計算工業(yè)行業(yè)二氧化碳排放量。建立模型如下：

其中，I CO2所有能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量，單位（噸）。Ei某行業(yè)消耗的第i種能量，單位（噸）。CCi有效碳排放因子,反映單位發(fā)熱量的含碳水平，單位（千克/十億焦耳）。CFi轉(zhuǎn)換因子即各種能源的平均低位發(fā)熱量，單位（千焦/千克）。44/12碳原子轉(zhuǎn)化為 CO2分子的固定比值。HiIPCC 提供的缺省碳含量,反映單位發(fā)熱量排放的碳水平，單位（千克/萬億焦耳）

COFi缺省氧化率，反映能源的氧化水平,若為1則表示該種能源完全被氧化為CO2,但通常該值小于1。CO2排放系數(shù)=H＊COF＊1000＊CF＊44/12。

二、江蘇省工業(yè)全行業(yè)碳排放影子價格計算

（一）數(shù)據(jù)來源及樣本選取

本文以江蘇省工業(yè)行業(yè)為研究對象，估算 2011—2015年江蘇省工業(yè)行業(yè)碳排放初始價格。數(shù)據(jù)從 2011—2015年《江蘇省統(tǒng)計年鑒》得到。模型中涉及到的主要變量有單位產(chǎn)量產(chǎn)生的收益為 Bi和單位產(chǎn)量二氧化碳排放比例系數(shù) Ri。在本文計算中用相近指標(biāo)進(jìn)行替代。單位產(chǎn)量產(chǎn)生的收益 Bi用單位產(chǎn)值利潤率代替，產(chǎn)值利潤率（%）＝（利潤總額/工業(yè)總產(chǎn)值）×100%。單位生產(chǎn)規(guī)模二氧化碳排放比例系數(shù) Ri用碳排放強度代替，工業(yè)行業(yè)的碳排放強度表示為單位產(chǎn)值二氧化碳排放量，即工業(yè)行業(yè)碳排放強度=二氧化碳排放量 /工業(yè)總產(chǎn)值。

（二）碳排放權(quán)影子價格計算

根據(jù)江蘇省統(tǒng)計年鑒的工業(yè)數(shù)據(jù)，計算出5年的碳排放影子價格。如表 3.2 所示。

表 3-2 江蘇省工業(yè)全行業(yè)碳排放的影子價格

表格中相關(guān)指標(biāo)計算方法：單位產(chǎn)值利潤率=利潤總額/工業(yè)總產(chǎn)值

碳排放強度=二氧化碳排放量/工業(yè)總產(chǎn)值

碳排放影子價格=單位產(chǎn)值利潤率/碳排放強度

（三）全國工業(yè)全行業(yè)碳排放影子價格計算

本文計算全國工業(yè)全行業(yè)碳排放影子價格（2011-2015年）采用與計算江蘇省的方法相同，數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局。根據(jù)計算結(jié)果，這5年，全國的碳排放影子價格變化不大，從2011年到2015年，分別為618.53，588.35，630.20，634.42，633.00。

三、江蘇省工業(yè)碳排放的經(jīng)濟(jì)損益評估

碳排放影子價格是對碳減排成本的一種直觀反映，較高的二氧化碳影子價格表明了該地區(qū)較高的碳減排成本，反之亦然。本文根據(jù)當(dāng)年二氧化碳的排放增量與當(dāng)年二氧化碳排放的影子價格的乘積計算出江蘇省工業(yè)碳排放的經(jīng)濟(jì)損益。具體計算結(jié)果見表 5.1

表4 .1 江蘇省工業(yè)碳排放經(jīng)濟(jì)損益

四、結(jié)論及政策建議

本文研究的主要目的是計算出2011—2015 年江蘇省省工業(yè)全行業(yè)二氧化碳的影子價格、了解影子價格的變化特征以及時間序列上的差異、以及二氧化碳排放給江蘇省工業(yè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益，并與全國碳排放影子價格水平相比較。通過研究,得到以下結(jié)論:

1.江蘇省工業(yè)全行業(yè)在 2011—2015 年這5年間，隨著碳排放強度逐年降低，影子價格逐年上升。反映出江蘇省在這幾年工業(yè)節(jié)能減排上做出了努力。同時，碳排放影子價格的增長幅度在加大，表明江蘇省的節(jié)能減排技術(shù)和能源使用效率還有進(jìn)一步的提高空間。

2.通過計算出全國的碳排放影子價格發(fā)現(xiàn)，江蘇省的碳排放影子價格要遠(yuǎn)高于全國水平，這與黃文若[3]計算的中國各省份二氧化碳影子價格結(jié)論一致。 江蘇經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)，其減排成本也更高。因為發(fā)達(dá)地區(qū)使用一單位碳排放權(quán)的邊際效益較高，所以未來在全國統(tǒng)一的碳交易市場，這些地區(qū)更有可能成為市場中的買方。

3.江蘇省與全國的碳排放影子價格的差異之大，主要原因是兩者之間碳排放強度的差異，江蘇的碳排放強度幾乎為全國水平的一半。而碳排放強度的構(gòu)成，主要取決于該地區(qū)工業(yè)使用的能源結(jié)構(gòu)以及投入產(chǎn)出的效率。

[1]胡民.排污權(quán)定價的影子價格模型分析.價格月刊，2007，357（2）：19-22.

[2]William Nordhause.How fast should we graze the global commons? [J].The AmericanEconomic Review, 1982, 72(2): 218-221.

[3]Pittman, R.W.Issues in Pollution Control: In terplant Cost Differences and Economies of Scale[J].Land Economics, 1981, (57): 1-17.

[4]涂正革.工業(yè)二氧化硫排放的影子價格：一個新的分析框架[J].經(jīng)濟(jì)學(xué)(季刊),2009, 9(1):259-282.

[5]陳詩一.工業(yè)二氧化碳的影子價格:參數(shù)化和非參數(shù)化方法[J].世界經(jīng) 濟(jì),2010, 8: 93-111.

[6]Rolf F?re, Shawna Grosskopf, C.A.Knox Lovell. Derivation of Shadow Prices for Undesirable Outputs: A Distance Function Approach.The Review of Economics and Statistics.1993,75:374-380.

[7]A Hailu，TS Veeman.Comparison of Alternative Methods for Environmentally Sensitive Productivity Analysis.Canadian Journal of Agricultural Economics, 1999, 47(4):475-475.

[8]《2006 年 IPCC 國 家 溫 室 氣 體 清 單 指 南 》 http://www. ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/chinese/.

[9]黃文若,魏楚.中國各省份二氧化碳影子價格研究.生態(tài)經(jīng)濟(jì)與區(qū)域經(jīng)濟(jì).2012,2:70-78.