中國含鐵商品碳排放核算方法及隱含碳的跨境轉(zhuǎn)移

梁 靚，王高尚，李強峰,4，代 濤

(1.中國地質(zhì)大學(北京)人文經(jīng)管學院，北京 100083；2.中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所,北京 100037；3.中國地質(zhì)科學院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京 100037；4.中國地質(zhì)大學(武漢)經(jīng)濟管理學院，湖北 武漢 430074)

重大專項

中國含鐵商品碳排放核算方法及隱含碳的跨境轉(zhuǎn)移

梁 靚1，王高尚2,3，李強峰2,3,4，代 濤2,3

(1.中國地質(zhì)大學(北京)人文經(jīng)管學院，北京100083；2.中國地質(zhì)科學院礦產(chǎn)資源研究所,北京100037；3.中國地質(zhì)科學院全球礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究中心，北京100037；4.中國地質(zhì)大學(武漢)經(jīng)濟管理學院，湖北 武漢430074)

商品國際貿(mào)易中隱含的CO2排放是國家間、行業(yè)間有效劃分碳排放責任和分配排放配額的重要依據(jù)。中國是含鐵商品生產(chǎn)和貿(mào)易大國，為了準確計算中國含鐵商品國際貿(mào)易中隱含的鐵元素CO2排放，本文基于《IPCC國家溫室氣體排放清單2006》中提供的方法設(shè)定了中國海關(guān)各類含鐵商品含鐵系數(shù)，并且核算了中外含鐵商品的碳排放系數(shù)。計算了2015年中國含鐵商品國際貿(mào)易中隱含的CO2排放量。結(jié)果表明：2015年在含鐵商品國際貿(mào)易中純鐵的巨額碳排放向中國凈轉(zhuǎn)移，凈轉(zhuǎn)移值高達4.05億t；通過含鐵商品貿(mào)易向中國凈轉(zhuǎn)移的碳排放主要集中于亞洲、北美洲和歐洲地區(qū)；美國、越南、韓國等9國是含鐵商品碳排放凈轉(zhuǎn)移到中國的主要國家，占總排放凈值的49%；全球的碳減排責任應(yīng)當充分考慮與各國最終消費掛鉤。本文對中國進出口含鐵商品碳排放量的測算，能夠更公平有效的劃分國際間碳排放責任，為國家間分配碳排放配額提供技術(shù)支持。

碳排放核算；含鐵商品；跨境轉(zhuǎn)移；物質(zhì)流；中國

0 引 言

近年來，全球氣候問題日益嚴峻，國家間圍繞氣候問題的博弈日趨激烈，在全球氣候談判中各國討論的焦點之一就是如何在國家間進行分配減排責任，尤其是通過國際商品貿(mào)易轉(zhuǎn)移的碳排放是在國家間分配排放配額時必須考慮的指標[1]。在碳排放責任的問題上，國際社會現(xiàn)行的是“生產(chǎn)者原則”，即規(guī)定生產(chǎn)者對其境內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品和服務(wù)所產(chǎn)生的碳排放負責[2]。這種原則極易造成在生產(chǎn)污染程度大，貿(mào)易量大的行業(yè)中，發(fā)達國家將高碳排放行業(yè)轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家，再從其進口高碳排放產(chǎn)品滿足本國消費需要，由發(fā)展中國家承擔了發(fā)達國家本該承擔的碳排放責任，對發(fā)展中國家極其不公平。中國是含鐵商品生產(chǎn)和貿(mào)易大國，核算中國對外貿(mào)易中通過含鐵商品轉(zhuǎn)移的碳排放量，不僅可以更公平有效劃分不同國家、不同行業(yè)間碳排放責任，還可以為排放配額的分配提供支撐。

目前，圍繞中國國際貿(mào)易中隱含的碳排放已開展了大量研究。Pan J等[3]、魏本勇等[4]、Lin等[5]、王文舉等[6]、杜運蘇等[7]、張為付等[8]、向書堅等[9]均運用SRIO模型(single region input output)計算了中國進出口貿(mào)易中隱含碳排放。由于SRIO模型假定進口產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)與中國相同，進口排放的計算多采用中國同類商品或服務(wù)的強度來替代，使得估計結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差；且這些學者的研究對象為所有貿(mào)易商品，涵蓋范圍太大，使得計算結(jié)果存在較大誤差。因此，需要對不同行業(yè)或不同類產(chǎn)品隱含的碳排放分別進行測算。對于鋼鐵行業(yè)國際貿(mào)易隱含的碳排放研究，張曉平等[10]運用《IPCC國家溫室氣體排放清單2006》中提供的方法3(產(chǎn)量乘以基于產(chǎn)品的排放系數(shù))核算了1992～2006年中國含鐵商品進出口貿(mào)易中隱含碳排放，并分別對中國和國際先進水平生產(chǎn)的含鐵商品選擇了不同的碳排放系數(shù)，其計算結(jié)果相較于SRIO模型計算法更接近于實際；但由于其統(tǒng)計的含鐵商品只包括生鐵、粗鋼和鋼材，沒有包括成千上萬種含鐵商品，所以其結(jié)果仍然具有一定的局限性。

本文核算中國含鐵商品進出口貿(mào)易中隱含碳排放方法和張曉平等[10]一致，也分別對中國和國際先進水平生產(chǎn)的含鐵商品的碳排放系數(shù)進行了核定與計算，再結(jié)合《IPCC國家溫室氣體排放清單2006》中提供的方法3計算2015年中國含鐵商品國際貿(mào)易中隱含的CO2排放。本文在物質(zhì)流的視角下統(tǒng)計的數(shù)據(jù)涵蓋了進出口貿(mào)易中所有的含鐵商品，包括含鐵終端產(chǎn)品，相較于張曉平等[10]的計算結(jié)果更準確、科學。由于2015年中國的含鐵商品國際貿(mào)易量是最新的系統(tǒng)全面的數(shù)據(jù)，測定現(xiàn)階段中國含鐵商品隱含碳排放最準確。本文首先測算了中外含鐵商品的碳排放系數(shù)，其次設(shè)定了中國進出口貿(mào)易中鐵物質(zhì)流量，并對計算的2015年中國進出口含鐵商品碳排放結(jié)果進行討論與分析，最后對結(jié)果進行梳理和總結(jié)。

1 中國進出口貿(mào)易中鐵物質(zhì)流量測算

本文從中國海關(guān)收集了2015年共3 790項含鐵商品進出口貿(mào)易數(shù)據(jù)，為了測算進出口貿(mào)易中鐵物質(zhì)流量，采用了分層抽樣統(tǒng)計方法對這些數(shù)據(jù)進行處理。把異質(zhì)性較強的總體分成若干個同質(zhì)性較強的子總體，從不同的子總體中抽取樣本分別代表該子總體，進而將所有各總體中抽取的樣本合并成一個樣本代表總體。

本文從鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的角度將2015年的海關(guān)數(shù)據(jù)分為5大類以及33小類，每一小類分成幾十或更多同性質(zhì)較強的子總體，從這些不同的子總體中抽取有代表性的含鐵商品樣本，并以樣本的鐵含量為代表，結(jié)合該子總體中含鐵商品的數(shù)量，計算該子總體的鐵含量。將各子總體的鐵含量求和，計算得出每一小類和大類含鐵商品的鐵含量。最后測算出中國2015年各類商品進出口的鐵含量(表1)。

2 含鐵商品的碳排放系數(shù)核算

本文從鋼鐵產(chǎn)業(yè)鏈的角度將鐵礦石、生鐵、粗鋼、鋼材和含鐵終端產(chǎn)品統(tǒng)稱為含鐵商品，其中含鐵終端產(chǎn)品分類多樣，包含有機械、陸上交通工具、基礎(chǔ)零件、家用電器等。根據(jù)《IPCC國家溫室氣體排放清單2006》[11]，共有3種含鐵商品CO2排放計算方法。方法1：根據(jù)消耗的燃料量來計算排放量，將消耗的燃料量折算成能源消耗量，采用相應(yīng)的能源排放因子，從而計算得到CO2排放量；方法2：基于對生產(chǎn)全過程碳的跟蹤，與方法1相比增加了由于金屬產(chǎn)品固碳而作的修正；方法3：是用鐵和鋼的產(chǎn)量乘以基于產(chǎn)品的排放系數(shù)。

表1 海關(guān)各類含鐵商品含鐵系數(shù)設(shè)定及中國2015年商品進出口的鐵含量

本文中含鐵商品的CO2排放計算是結(jié)合方法1和方法3來實現(xiàn)的。首先采用方法1，確定含鐵商品的工序能耗，將工序能耗折算成能源消耗量，采用相應(yīng)的能源排放因子，從而計算得到該含鐵商品的碳排放系數(shù)；在此基礎(chǔ)上用方法3，將鐵和鋼的產(chǎn)量乘以基于產(chǎn)品的排放系數(shù)來大致估算中國含鐵商品CO2排放的跨境轉(zhuǎn)移。

本文所提及的含鐵商品的碳排放系數(shù)均為生產(chǎn)1 t該產(chǎn)品所有工序消耗的能源產(chǎn)生的碳排放數(shù)量，包括生產(chǎn)原材料消耗的能源產(chǎn)生的碳排放數(shù)量，但不包括運輸過程中消耗能源的碳排放。各含鐵商品的工序能耗、相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標以及數(shù)據(jù)來源見表2。

2.1 鐵礦石的碳排放系數(shù)

按照《IPCC指南》方法1，鐵礦石原礦碳排放系數(shù)計算公式為式(1)。

式中：E1代表鐵礦石原礦碳排放系數(shù)，單位為kgCO2/t；ECopen代表露天開采鐵礦石原礦的工序能耗，ECunderground代表地下開采鐵礦石原礦的工序能耗，二者單位均為kW·h/t；ECesf代表電力排放因子，單位為kgCO2/kW·h；θ1和θ2分別代表露天開采和開采的鐵礦石原礦的占比。中國鐵礦石開采包括露天和地下開采，二者比例約為4∶1；而中國進口的鐵礦石主要來源于澳大利亞，其鐵礦石開采均為露天開采。結(jié)合Brander等[19]計算的中國電力排放因子為0.97，澳大利亞電力排放因子為0.99，計算得出中國生產(chǎn)的鐵礦石原礦碳排放系數(shù)為6.79 kgCO2/t，進口鐵礦石原礦碳排放系數(shù)為0.69 kgCO2/t。

表2 各含鐵商品的工序能耗、相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標

2.2 生鐵的碳排放系數(shù)

中國生鐵工序較為復雜，主要包括焦化、燒結(jié)和高爐煉鐵的工序，并且對鐵礦石原礦的品位有一定的要求。中國生產(chǎn)的鐵礦石原礦平均品位在31.3%左右，達不到煉鐵的要求，還需要經(jīng)過選礦工序。先計算精鐵礦的碳排放系數(shù)，見式(2)。

燒結(jié)礦的碳排放系數(shù)計算公式為式(3)。

式中：E3代表燒結(jié)礦的碳排放系數(shù)，kgCO2/t；EC3代表燒結(jié)工序能耗，kgce/t；ECO2為標準煤的碳排放系數(shù)，根據(jù)《IPCC指南》計算得出ECO2為2.7725 kgCO2/kgce；μ1和μ2代表進口鐵礦石和國內(nèi)生產(chǎn)精鐵礦的鐵含量比例。根據(jù)2015年進口鐵礦石和中國生產(chǎn)精鐵礦的數(shù)據(jù)計算得出二者鐵含量比為14∶11。結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，計算得出中國生產(chǎn)燒結(jié)礦碳排放系數(shù)為176.27 kgCO2/t。而世界先進水平燒結(jié)的鐵礦石品位高，不需要計算選礦工序能耗，計算得出世界先進水平燒結(jié)礦碳排放系數(shù)為131.00 kgCO2/t。

高爐煉鐵生產(chǎn)出的生鐵的碳排放系數(shù)計算公式見式(4)。

式中：E4代表生鐵的碳排放系數(shù)，kgCO2/t；EC4代表煤炭焦化工序能耗，kgce/t；δ代表入爐焦比，kg/t；ECO2代表標準煤的碳排放系數(shù)；ω1代表生鐵的含鐵系數(shù)；γ2代表鐵精礦的品位；ρ2代表高爐煉鐵的金屬回收率。結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，計算得出中國生產(chǎn)生鐵的碳排放系數(shù)1 696.33 kgCO2/t，國際先進水平生產(chǎn)的生鐵碳排放系數(shù)1 405.86 kgCO2/t。

2.3 粗鋼的碳排放系數(shù)

煉鋼是指利用氧氣來氧化爐料(主要是生鐵)所含雜質(zhì)的金屬提純過程。煉鋼所得的粗鋼碳排放系數(shù)計算公式見式(5)。

2.4 鋼材的碳排放系數(shù)

粗鋼通過軋制得到鋼材。生產(chǎn)鋼材的碳排放系數(shù)公式見式(6)。

式中：E6代表鋼材的碳排放系數(shù)，kgCO2/t；EC6代表軋鋼工序能耗，kgce/t。結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)，計算得出中國生產(chǎn)鋼材的碳排放系數(shù)2 078.84 kgCO2/t；世界先進水平生產(chǎn)鋼材的碳排放系數(shù)1 675.25 kgCO2/t。

2.5 含鐵終端產(chǎn)品碳排放系數(shù)

由鋼材制造成的含鐵終端產(chǎn)品種類多樣，包括工程機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車、輪船等等，在由鋼材制成各類含鐵終端產(chǎn)品的過程各不相同，沒辦法去統(tǒng)計和計算每種含鐵終端產(chǎn)品在制成過程中所排放的CO2。在本文中，含鐵終端產(chǎn)品中純鐵的碳排放系數(shù)等于鋼材中純鐵的碳排放系數(shù)。

2.6 小 結(jié)

根據(jù)式(1)～(6)計算出了中國進出口的鐵礦石、生鐵、粗鋼、鋼材和含鐵終端產(chǎn)品的碳排放系數(shù)。然而，在計算中國與世界各國貿(mào)易的鐵物質(zhì)流是以純鐵來統(tǒng)計的，需要通過含鐵商品的含鐵系數(shù)來確定其純鐵物質(zhì)的碳排放系數(shù)見表3。為方便計算其中含鐵系數(shù)標定值為各分類產(chǎn)品含鐵系數(shù)均值。

表3 含鐵商品的純鐵碳排放系數(shù)

3 結(jié)果與分析

按照《IPCC指南》方法3，用貿(mào)易中含鐵商品的鐵物質(zhì)量乘以基于產(chǎn)品中純鐵物質(zhì)的碳排放系數(shù)，得到2015年中國與各洲各國鐵物質(zhì)貿(mào)易中隱含碳的轉(zhuǎn)移量。

3.1 含鐵商品進出口隱含碳排放凈值分析

當前，中國的鋼鐵貿(mào)易結(jié)構(gòu)為進口大量原材料(鐵礦石)，并大量出口鋼材和含鐵終端產(chǎn)品。由于不同產(chǎn)品的碳排放系數(shù)不同，根據(jù)測算結(jié)果是巨額碳排放量向中國凈轉(zhuǎn)移。2015年中國進口鐵物質(zhì)隱含碳排放量7 687萬t，出口鐵物質(zhì)隱含碳排放量4.82億t，中國通過含鐵產(chǎn)品的出口貿(mào)易為其他國家承擔的碳排放凈值為4.05億t。進出口鐵物質(zhì)隱含碳排放量都主要集中在鋼材和含鐵終端產(chǎn)品上，由于近幾年鋼材貿(mào)易量增多，導致含鐵終端產(chǎn)品隱含碳排放量的主導地位被鋼材所取代(圖1)。

圖1 2015年中國進出口鐵物質(zhì)碳排放量及各環(huán)節(jié)含鐵產(chǎn)品占比

3.2 含鐵商品進出口隱含碳排放區(qū)域分析

2015年中國與其他六大區(qū)域間的鐵物質(zhì)隱含碳排放轉(zhuǎn)移情況如圖2所示。進口方面：進口鐵物質(zhì)隱含碳排放量主要集中在亞洲(76.3%)和歐洲(16.6%)。其中進口含鐵產(chǎn)品除鐵礦石外隱含碳排放全部集中于亞洲，此外，鐵礦石隱含碳排放集中于大洋洲，生鐵隱含碳排放還集中非洲，含鐵終端產(chǎn)品隱含碳排放還集中于歐洲。由于前端含鐵商品碳排放小，以及進口量相比鋼材和含鐵終端產(chǎn)品較少，因此進口鐵物質(zhì)隱含碳排放量主要集中在進口后端產(chǎn)品鋼材和含鐵終端產(chǎn)品的亞洲和歐洲。出口方面：六大區(qū)域中，中國出口到亞洲(61.4%)的鐵物質(zhì)隱含碳排放量最大，其次是北美洲(12.0%)和歐洲(12.7%)；不管是生鐵、粗鋼還是鋼材和含鐵終端產(chǎn)品的出口轉(zhuǎn)移情況，亞洲、北美洲和歐洲都是向中國轉(zhuǎn)移碳排放的主要區(qū)域。

3.3 含鐵商品進出口隱含碳排放國別分析

通過分析，2015年向中國凈轉(zhuǎn)移的碳排放量排名前9的國家如圖3所示。主要是北美洲的美國，亞洲的越南、韓國、印度尼西亞、菲律賓、印度和泰國以及歐洲的土耳其和意大利。這些國家向中國轉(zhuǎn)移的含鐵產(chǎn)品碳排放量凈值占碳排放總凈值的49%。在含鐵產(chǎn)品出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)中這些碳排放主要隱含在鋼材中(美國主要隱含在含鐵終端產(chǎn)品中)。

圖2 2015年中國進出口鐵物質(zhì)碳排放轉(zhuǎn)移六大洲分布圖

圖3 2015年在含鐵產(chǎn)品貿(mào)易中向中國凈轉(zhuǎn)移的碳排放主要國家分布

4 結(jié) 論

中國作為含鐵商品生產(chǎn)和貿(mào)易大國，2015年世界含鐵商品國際貿(mào)易中隱含了巨量的碳排放向中國凈轉(zhuǎn)移，凈值高達4.05億t。含鐵商品通過貿(mào)易向中國凈轉(zhuǎn)移的碳排放主要集中于亞洲、北美洲和歐洲地區(qū)，美國、越南、韓國等9國是含鐵商品碳排放凈轉(zhuǎn)移到中國的主要國家，占凈轉(zhuǎn)移總值的49%。中國在鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)中為全球承擔了巨大的碳排放責任，為了更加公平合理界定各國的碳排放責任，全球的碳減排責任應(yīng)充分考慮與各國最終消費掛鉤，而不是單純的與生產(chǎn)掛鉤，進而制定更為公平的碳減排義務(wù)分擔體系。

在本文確定含鐵商品中純鐵的碳排放系數(shù)的過程中，分別對中國和國際先進水平生產(chǎn)的含鐵商品選擇了不同的碳排放系數(shù)，相較于SRIO模型算法，減少了計算結(jié)果的誤差。然而，誤差并沒有完全消除。含鐵終端產(chǎn)品分類多樣，包含有機械、陸上交通工具、基礎(chǔ)零件、家用電器等，由鋼材制成的成千上萬種含鐵終端產(chǎn)品必然有各不相同的能耗、電耗，計算所有含鐵終端產(chǎn)品的工序能耗數(shù)據(jù)量過于龐大，且搜集數(shù)據(jù)難度大。因此，為了便于計算，作者假設(shè)所有含鐵終端產(chǎn)品的碳排放系數(shù)等于鋼材的碳排放系數(shù)。這使的含鐵商品隱含的碳排放量有所降低，所以，世界向中國凈轉(zhuǎn)移的碳排放量是最低值，實際上的數(shù)值必然更大。

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Carbonemissionsaccountingmethodandimplicitcarbontransboundarytransferofiron-containingcommodityinChina

LIANG Liang1,WANG Gaoshang2,3,LI Qiangfeng2,3,4,DAI Tao2,3

(1.School of Humanities and Economic Management,China University of Geosciences(Beijing),Beijing100083,China;2.Institute of Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;3.Research Center for Strategy of Global Mineral Resources,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing100037,China;4.School of Economics and Management,China University of Geosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Implicit CO2emissions from international trade in commodities are an important reference for effective division of carbon credits and allocation of emission quotas among countries.In order to accurately calculate the implied CO2emissions from the international trade of iron-containing commodity in China,this paper sets the iron content coefficient of all kinds of iron goods from China customs,and calculates the carbon emission coefficient of China and foreign iron goods based on the methodology provided in “IPCC national greenhouse gas emissions inventory2006”.The final calculation of the2015China’s iron-containing commodity in the international trade implied CO2emissions.The results show that:huge carbon emissions in the international trade of iron products in2015was transferred to China with a net transfer value of4.05million tons;net carbon emissions transfer of iron products to China are mainly concentrated in Asia,North America and Europe;The United States,Vietnam,South Korea and other countries are major countries with net transfer of carbon emissions to China,accounting for49% of the total net emissions;the carbon responsibility for net transfer to China should be borne by the consumer countries of these iron-containing products.The calculation of carbon emissions about China’s iron-containing commodity in international trade can provide a more equitable and effective division of international carbon emissions responsibilities and provide information support for the allocation of carbon quotas among countries.

carbon emissions accounting;iron-containing commodity;transboundary transfer;material flow;China

F206

A

1004-4051(2017)12-0099-06

2017-10-11責任編輯趙奎濤

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目“中國鐵銅鋁等資源循環(huán)調(diào)查評價”資助(編號：121201103000150015); 國家自然科學基金重點項目“經(jīng)濟新常態(tài)下的國家金屬資源安全管理及其政策研究”資助(編號：71633006)

梁靚(1991-)，女，碩士研究生，主要從事資源產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟研究，E-maillliang0525@163.com。

代濤，男，副研究員，主要從事資源經(jīng)濟學和礦產(chǎn)資源戰(zhàn)略研究，E-mail：eagledai@126.com。