森林碳匯替代配額減排的成本比較

李 燦，龍 飛，祁慧博，張 哲

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森林碳匯替代配額減排的成本比較

李 燦1，龍 飛1，祁慧博1，張 哲2

（1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，浙江 杭州 311300；2. 浙江農(nóng)林大學(xué)暨陽學(xué)院，浙江 諸暨 311800）

以北京市、上海市、天津市、深圳市、廣東省、湖北省、重慶市7個碳交易試點省市為樣本區(qū)，利用各地公布的統(tǒng)計年鑒，收集上述地區(qū)工業(yè)行業(yè)自2007年到2016年工業(yè)行業(yè)的三個投入數(shù)據(jù)：職工人數(shù)、能源消耗總量、資產(chǎn)總額，以及兩個產(chǎn)出數(shù)據(jù)：二氧化碳排放總量、工業(yè)總產(chǎn)值，使用方向性距離函數(shù)估算出樣本地區(qū)工業(yè)企業(yè)的碳影子價格，運用最優(yōu)模型法和蓄積量轉(zhuǎn)換法計算出我國森林碳匯的最優(yōu)價格，最后根據(jù)國務(wù)院于2016年下發(fā)的溫室氣體減排辦法中的碳強度倒推現(xiàn)行控排政策下的企業(yè)減排總差量，計算出試點地區(qū)碳配額的平均價格為4.456 6萬元·t-1，我國森林碳匯的遠期最優(yōu)價格為9.37 ~ 16.28美元·t-1。結(jié)合各樣本地區(qū)溫室氣體控排方案，得出使用森林碳匯替代配額減排能夠為企業(yè)大量減少減排成本。提出了相關(guān)政策建議：繼續(xù)探索重點工業(yè)碳市場交易以及碳商品價格情況，擴大碳排放權(quán)交易的適用行業(yè)；盡快出臺相關(guān)的森林碳匯交易配套政策；豐富森林碳匯商品種類，適當(dāng)提高森林碳匯在總排放中抵減的比例。

工業(yè)企業(yè)；配額減排；森林碳匯；成本比較

溫室氣體超標排放，引起了全球變暖。我國作為制造業(yè)大國，又是聯(lián)合國常任理事國，在這一問題上承受了很大的壓力。為了迎合新時代下環(huán)保的新要求，我國做出莊嚴承諾，并提出了新的溫室氣體減排目標[1]。作為我國經(jīng)濟的支柱，工業(yè)行業(yè)正尋找一條成本低、效果好的全新減排路徑。本文選擇目前主流的兩條減排路徑，森林碳匯減排方式和碳配額減排進行比較，為工業(yè)企業(yè)在新形勢下找到理想的減排路徑。

隨著我國碳交易市場以及相關(guān)政策的不斷發(fā)展和逐漸完善，之前對森林碳匯和配額減排單方面的研究逐漸不能滿足其需求。我國已于先前在7個試點地區(qū)先行設(shè)立碳交易試點，期望通過這一舉措為全國碳交易市場的建立打下堅實的基礎(chǔ)[2]。目前看來，大多數(shù)學(xué)者將目光聚集在技術(shù)減排和配額減排上，文獻數(shù)量多質(zhì)量也比較高，對森林碳匯的重視程度明顯不夠，文獻數(shù)量也比較少。很多文章還在考慮單一減排路徑對于企業(yè)減排任務(wù)和經(jīng)濟效益的影響。因此，本文將碳交易市場上的兩個主要產(chǎn)品結(jié)合起來進行減排的成本比較，為現(xiàn)在的企業(yè)減排提供借鑒和參考。

本研究將吸取之前專家學(xué)者的研究經(jīng)驗，針對上述的不足之處，以我國7個碳交易試點地區(qū)作為樣本區(qū)，選擇整個試點地區(qū)工業(yè)行業(yè)作為研究對象，以2008－2017年10年工業(yè)行業(yè)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)和1994－2013年我國最近的四次森林資源清查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用方向性距離函數(shù)來測算7個試點地區(qū)工業(yè)行業(yè)10年的二氧化碳邊際減排成本[3]，基于蓄積量轉(zhuǎn)換法和最優(yōu)模型法計算出我國森林碳匯的最優(yōu)價格，再通過對比碳配額減排成本與購買森林碳匯價格，比較兩種減排路徑的減排成本差量，最終確定工業(yè)行業(yè)選擇哪種減排路徑才能平衡經(jīng)濟效益以及社會效益。

1 現(xiàn)行政策下工業(yè)企業(yè)抵消機制和配額機制分析

2011年，北京、上海等7省市被批準開展碳交易試點工作[4]。試點地區(qū)碳交易商品主要為碳配額和國家核證自愿減排量（CCER），而工業(yè)企業(yè)通過碳交易市場完成減排目標也主要通過以上兩個途徑。

碳配額[5]是指國家根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營情況以及減排目標而分配給企業(yè)的減排量，配額在碳市場起步階段是免費分配的。配額分配方法有基線法和歷史強度下降法兩種。目前我國除了免費分配以外還開放了配額的交易政策，作為一種政策激勵，如果企業(yè)未超過限定數(shù)量，其可以將多出的配額在市場上進行出售并獲得經(jīng)濟利益，而生產(chǎn)過程中排放超標的企業(yè)則可以通過購買配額以付出經(jīng)濟代價的方式來完成減排任務(wù)。

CCER項目[6]包括了農(nóng)業(yè)和林業(yè)項目、新能源項目、環(huán)保類項目等，它能夠充分有效地組合碳市場、新能源以及工業(yè)環(huán)保等方面，是一種重要的減排路徑。森林碳匯作為CCER減排途徑的一種越來越受到相關(guān)企業(yè)的青睞。企業(yè)通過購買森林碳匯來減少二氧化碳排放量對經(jīng)濟增長的影響比較小，還有促進資金在發(fā)達與欠發(fā)達地區(qū)的合理流動，實現(xiàn)資源優(yōu)化配置，促進貧困地區(qū)充分合理利用自然資源，實現(xiàn)社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益相融合的多重效果，并且森林碳匯作為一種CCER項目，受政府以及第三方機構(gòu)承認并且推廣的一種減排路徑。因此，本文從各種有效的路徑中主要配額減排和購買森林碳匯減排這兩種比較流行的路徑進行研究。

2 現(xiàn)行試點地區(qū)工業(yè)行業(yè)碳配額價格測算

2.1 樣本選取和數(shù)據(jù)來源

以7個碳交易試點地區(qū)（北京市，上海市，天津市，深圳市，廣東省，湖北省，重慶市）作為樣本區(qū)，收集樣本地區(qū)2007－2016年工業(yè)的三個投入產(chǎn)出指標。三個投入指標分別指統(tǒng)計年鑒中年主營業(yè)務(wù)收入在2 000萬元及以上的法人工業(yè)企業(yè)的總資產(chǎn)投入（1）、年末職工人數(shù)（2）和折算能源消耗總量（3）；兩個產(chǎn)出指標分別指當(dāng)年工業(yè)總產(chǎn)值（）和當(dāng)年折算二氧化碳排放總量（）。

2.2 模型及設(shè)定

工業(yè)行業(yè)的二氧化碳影子價格為其邊際減排成本，是通過減少一單位排放造成的工業(yè)總產(chǎn)值的減少來體現(xiàn)的，即根據(jù)二氧化碳影子價格來衡量，而根據(jù)相關(guān)經(jīng)濟學(xué)理論證明，二氧化碳影子價格與碳配額的理論價格應(yīng)該是一致的。利用方向性距離函數(shù)的參數(shù)方法[7]，通過LINGO11軟件對7個省市不同樣本行業(yè)的二氧化碳影子價格進行了計算。因為二氧化碳排放的減少必然導(dǎo)致不同產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)出的減少，所以結(jié)果為負數(shù)。

式（1）中，c表示二氧化碳影子價格，即是工業(yè)企業(yè)二氧化碳邊際減排成本（MAC），y表示行業(yè)的正常產(chǎn)品的市場價格，表示地區(qū)工業(yè)企業(yè)的資產(chǎn)投入，表示地區(qū)工業(yè)企業(yè)正常產(chǎn)品的產(chǎn)量，表示地區(qū)工業(yè)企業(yè)副產(chǎn)品產(chǎn)出的產(chǎn)量。0表示投入產(chǎn)出向量，?表示偏導(dǎo)數(shù)，表示產(chǎn)出變量。

2.3 二氧化碳邊際減排成本

由于不同地區(qū)的環(huán)境管理模式、城市發(fā)展路線等方面的不同，各地的二氧化碳邊際減排成本存在各自的特點。根據(jù)新古典經(jīng)濟學(xué)的相關(guān)理論，短期內(nèi)，鑒于國家相關(guān)政策規(guī)定，我國碳商品的買方是壟斷需求者，所以買方會在邊際成本=邊際效用即MC=MR點購買碳商品，而且買方會利用自己的需求壟斷優(yōu)勢，獲得此時市場上的超額收益。但是從長期來看，隨著國家政策的進一步放開以及更多需求者進入碳市場，碳商品的需求量越來越大，買方為了獲取更多碳商品也會進行互相競爭，市場上的碳商品的價格也會有所上升，此時的碳市場更加趨向于完全競爭，碳商品的價格不會隨著需求量的上升而發(fā)生改變，所以邊際成本曲線與平均成本曲線重合，當(dāng)MC=MR時，達到一個均衡的價格P，此時買方在碳商品交易的過程中不會得到任何超額收益，所以利用影子價格的計算來代替完全競爭市場上工業(yè)企業(yè)購買碳配額減排的成本，在理論上是行得通的。通過Lingo計算得到樣本區(qū)內(nèi)工業(yè)行業(yè)2007－2016年的二氧化碳邊際減排成本（表1）。

表1 2007－2016年樣本區(qū)內(nèi)二氧化碳影子價格

從表1看出，2007－2016年試點地區(qū)之間工業(yè)企業(yè)二氧化碳的邊際減排成本差異很大，而且偏高。從時間序列上來看，上海、湖北有逐年下降的趨勢，但是試點地區(qū)十年間每年的二氧化碳邊際減排成本波動巨大，部分年份出現(xiàn)跳躍的情況。出現(xiàn)這種情況有2個原因，一是選取的數(shù)據(jù)是整體工業(yè)行業(yè)，目前我國納入碳交易體系的行業(yè)只有電力、鋼鐵、水泥等高能耗企業(yè)，如果納入所有工業(yè)企業(yè)勢必增加碳配額需求量；二是因為在異常時間段，異常地區(qū)工業(yè)企業(yè)集中對減排技術(shù)和設(shè)備進行升級或者投資，在短時間內(nèi)投入大量資金在固定資產(chǎn)和無形資產(chǎn)上，隨后幾年，因為享受到技術(shù)和設(shè)備改進的紅利，邊際減排成本又會下降，隨著時間推移，技術(shù)減排或者通過投資設(shè)備減排會遇到瓶頸企業(yè)不得不通過再次投入或者更新技術(shù)減排，導(dǎo)致數(shù)據(jù)再次上升。同一個地方相鄰年份的數(shù)據(jù)會集中出現(xiàn)異常波動。根據(jù)試點地區(qū)10 a的數(shù)據(jù)，可以推算出在長期、完全競爭的市場上，試點地區(qū)所有工業(yè)企業(yè)購買配額的平均價格是81.103 4萬元·t-1，若剔除受技術(shù)革新等影響的異常值，平均價格是4.456 6萬元·t-1。

3 我國森林碳匯價格的計算

3.1 數(shù)據(jù)來源

原始數(shù)據(jù)來于第四到第七次（1994－2008年）全國林業(yè)資源清查和有關(guān)研究報告[8]，2014年以及以后的森林數(shù)據(jù)通過國家統(tǒng)計局發(fā)布的年度報告[9]中有關(guān)森林生長的部分推算。國民經(jīng)濟核算指標的原始數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局于2018年發(fā)布的最新《中國統(tǒng)計年鑒》[10]。

3.2 模型設(shè)定

森林生長的特性和資源的有限性決定了我國森林碳匯價格計算是一種有約束條件的最優(yōu)化問題，要使用一種在存在各種限制條件下的還能求解最佳目標的經(jīng)濟學(xué)方法，即最優(yōu)模型法。由于選取了這種辦法，結(jié)合森林生產(chǎn)的特點和相應(yīng)的離散時間經(jīng)濟系統(tǒng)控制方程[11]森林碳匯價值核算公式可以抽象為下列模型：

式（2）中，)表示已經(jīng)蓄積在森林中的碳，()表示為新生林生長過程中固定的碳，()表示為森林自然消亡溢出的碳，()表示為因人為砍伐而溢出的量，表示為年份，碳儲量的計量單位為。模型中，()為控制變量，()，()和()為狀態(tài)變量各變量的系數(shù)參照李順龍使用的蓄積量轉(zhuǎn)換法[12]。森林碳匯核算就是在方程（2）的限制下，使森林系統(tǒng)中碳溢出的價值最小[13]。其表示為：

式（3）中，[(),]表示的是森林碳儲量價值的終端約束。

3.3 森林碳匯價格計算

表2是依據(jù)蓄積量轉(zhuǎn)換法計算出的森林碳蓄積量。

表2 森林碳儲量相關(guān)數(shù)據(jù)

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，運用SPSS軟件進行逐步回歸分析。回歸結(jié)果見表3，R2為0.888，調(diào)整R2為0.881，模型與實際情況的擬合程度非常高。由表4可以知道模型的F值為127.015，Sig.值為0.000，Durbin-Watson值為2.190，這表明模型可以被應(yīng)用并在統(tǒng)計學(xué)上可以成立，經(jīng)過逐步回歸后，本文所選取的解釋變量森林蓄積碳儲量)能夠顯著解釋森林總碳匯量+1)。

表3 回歸模型匯總表

表4 回歸模型方差分析表

表5 回歸模型系數(shù)

根據(jù)表5回歸模型系數(shù)可以明確森林碳匯核算模型為：

根據(jù)庫茲涅茨環(huán)境曲線[14]的特點，利用SPSS軟件對GDP與人為采伐量進行擬合，擬合得出的回歸方程R2為0.738，調(diào)整后的R2為0.680，F(xiàn)值為12.671，Sig.值為0.002。得到人為采伐損失碳匯與GDP之間的具體關(guān)系式為：

截至第八次全國林業(yè)資源清查，我國每公頃森林蓄積量是世界水平的69%，若是到2035年我國森林每公頃的蓄積量要求達到230億m3，則以1997年為基期，到2035年我國的森林蓄積量為(39)=230億m3。則到2035年，我國森林碳儲量就為(39)=2.439*[(39)*1.9*0.5*0.5]=266.46億t，按照目前全球普遍認可的碳匯價格10 ~ 15美元·t-1的下限計算，2035年我國森林碳儲量總價值量為2 664.6億美元。根據(jù)先前的狀態(tài)模型可以得到我國森林碳匯價格的終端約束為9.37()+11.816=2 664.46此時，模型的性能指標為：

文獻研究得出，到2035年我國森林每年采伐總量可達到4.36億m3左右，折算成森林生物碳儲量為5.05億t。此時，森林碳匯的狀態(tài)方程表示為：

令哈密頓函數(shù)()為：

這里的結(jié)果是使用國際排放市場通用碳匯價格下限所求得的表示2035年我國市場上每噸碳匯的影子價格，單位是美元。如果按照價格上限計算，可以得到2020年我國碳匯的單位價格為16.28美元·t-1。因此我國森林碳匯的最優(yōu)價格為9.37 ~ 16.28美元·t-1。

4 森林碳匯替代配額減排的成本比較研究

4.1 森林碳匯和配額減排單位成本差量比較

上述計算出統(tǒng)計期內(nèi)樣本區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的平均配額二氧化碳減排成本為4.456 6萬元·t-1。通過蓄積量轉(zhuǎn)換法計算出我國2035年森林碳匯的最優(yōu)價格為9.37 ~ 16.28美元·t-1，按照2018年8月31日國家外匯管理局發(fā)布的人民幣兌美元匯率6.831 5，我國2035年森林碳匯的最優(yōu)價格為64.01 ~ 111.22元·t-1，取中間價格約為87.62元·t-1。根據(jù)計算出的試點地區(qū)10 a平均配額二氧化碳減排成本和森林碳匯價格，直接比較二者的數(shù)量關(guān)系得出，所有地區(qū)的配額減排成本都比森林碳匯的最高價格111.22元·t-1高，數(shù)量差距還特別大，試點地區(qū)十年碳配額減排成本中最小值都達到了301元·t-1，可以說配額減排和森林碳匯減排的單位成本差量非常明顯。

4.2 現(xiàn)行控排政策下企業(yè)減排總差量計算

以2015年為基期，根據(jù)各試點區(qū)碳強度目標，倒推出各地區(qū)在2020年末的二氧化碳排放量，再利用上節(jié)的抵扣比例，計算出能使用森林碳匯抵扣的部分，計算企業(yè)的總減排差量。公式如下：

各試點地區(qū)碳強度年均變化率見表6。根據(jù)國務(wù)院相關(guān)部門發(fā)布的預(yù)測數(shù)據(jù)，我國“十三五”期間每年工業(yè)產(chǎn)值保持在6.5%的保守增長幅度，計算出試點地區(qū)工業(yè)行業(yè)“十三五”期間的達標二氧化碳排放總量見表7。根據(jù)項目入市交易各地的抵消機制規(guī)定可抵消的比例。另外，默認可抵消比例中，企業(yè)一定全部使用森林碳匯，綜合以上結(jié)論，得到現(xiàn)行控排政策下企業(yè)減排總差量見表8。

表6 試點地區(qū)碳強度年均變化率

表7 試點地區(qū)工業(yè)達到要求的總排放量

表8 現(xiàn)行控排政策下企業(yè)減排總差量

根據(jù)表6、表7、表8，各個試點地區(qū)在現(xiàn)行控排政策下，使用森林碳匯替代配額減排的成本差異極大，而且總差量都比較大，說明在試點地區(qū)利用森林碳匯減排替代配額減排對于企業(yè)來說是可以降低減排成本的。在試點地區(qū)中成本差異最大的是重慶，在2020年若是要完成既定的減排任務(wù)，使用8%的森林碳匯項目替代配額減排可以節(jié)約14 116.35億元。成本差異最小的是北京，各年節(jié)約的成本圍繞105億上下波動，可能是北京近年來在大力推行重工業(yè)搬離計劃，如首鋼等重污染高能耗的工業(yè)企業(yè)被分流到周邊其他地區(qū)，北京則以一些軟件制造以及服務(wù)業(yè)等污染較少的企業(yè)為主要經(jīng)濟來源，缺乏對碳產(chǎn)品的需求，所以森林碳匯替代配額減排的成本差異效果得不到應(yīng)有的體現(xiàn)。

5 結(jié)論與建議

本研究計算出7個試點地區(qū)碳配額平均價格為4.456 6萬元·t-1，我國森林碳匯的遠期最優(yōu)價格為9.37 ~ 16.28美元·t-1。結(jié)合“十三五”各地溫室氣體控排方案，得出使用森林碳匯替代配額減排能夠為企業(yè)大大降低減排成本。為此，提出以下建議。

（1）繼續(xù)探索重點工業(yè)碳市場交易以及碳商品價格情況，擴大碳排放權(quán)交易的適用行業(yè)，以此來增加市場規(guī)模，過低的配額價格起不到對企業(yè)的約束作用，利用市場行為回歸配額本身的價值，合適的價格和充滿競爭的市場能夠真正把碳配額調(diào)整企業(yè)排放行為的作用發(fā)揮出來。

（2）國家應(yīng)該盡快出臺從碳匯造林標準，到產(chǎn)權(quán)劃分、價值計量、上市交易、交易后林地維護等全流程的規(guī)范化文件，使森林碳匯項目交易有據(jù)可依，有法可查。

（3）盡快建立全國統(tǒng)一的碳排放權(quán)交易市場，有助于消除企業(yè)的買方壟斷地位，縮減排放權(quán)交易的超額收益，發(fā)現(xiàn)碳商品真正的價值，促進碳市場向繁榮健康的方向發(fā)展。

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Cost Comparison on Substitution of Carbon Emission Reduction Quotas with Forest Carbon Sink

LI Can1，LONG Fei1，Qi Hui-bo1，ZHANG Zhe2

（1. College of Economics and Management, Zhejiang A & F University, Hangzhou 311300, China; 2. Jiyang College, Zhejaing A & F University, Zhuji 311800, China）

Data of input in industry such as number of employees, energy consumption and gross assets, and output like carbon emission and total industrial output value was collected from statistic yearbook of Beijing, Shanghai, Tianjin, Shenzhen, Guangdong, Hubei and Chongqing during 2007 to 2016. Carbon shadow price of industrial enterprises was estimated by input distance function and the optimal price of forest carbon sink was calculated by the optimal model and volume conversion method. Mean carbon emission reduction quotas was 44 566 Yuan·t-1in cities and provinces above-mentioned, the best forward price of carbon sink would be 9.37-16.28 USD·t-1. Suggestions were put forwarded such as CO2abatement allocation trading, better supporting policies, more forest carbon sink commodities.

industrial enterprise; carbon emission reduction quota; forest carbon sink; cost comparison

10.3969/j.issn.1001-3776.2018.06.007

F427

A

1001-3776（2018）06-0038-07

2018-04-29；

2018-09-05

國家自然科學(xué)基金面上項目（71473230）；浙江省自然科學(xué)基金青年項目（Q17G030042）

李燦，碩士研究生，從事林業(yè)資源與環(huán)境經(jīng)濟研究；E-mail：285301650@qq.com。

龍飛，教授，博士，從事林業(yè)管理工程、資源與環(huán)境管理研究；E-mail：longf2007@163.com。