碳交易減少了中國(guó)火電廠的減排成本嗎？
——基于2005—2010年面板數(shù)據(jù)的實(shí)證分析

張寧，劉青君

（暨南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510632）

環(huán)境與能源問(wèn)題是自工業(yè)化以來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中面臨的重要問(wèn)題，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的崛起，中國(guó)作為能源消耗大國(guó)的同時(shí)，也是污染物排放最多的國(guó)家，在治理全球環(huán)境污染和世界溫室氣體減排的過(guò)程中承擔(dān)著不可推卸的責(zé)任。2017年12月19日中國(guó)正式啟動(dòng)全國(guó)碳交易體系，發(fā)布《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案（發(fā)電行業(yè)）》，提出以發(fā)電行業(yè)為突破口，堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向、政府服務(wù)，堅(jiān)持先易后難、循序漸進(jìn)，堅(jiān)持協(xié)調(diào)協(xié)同、廣泛參與，堅(jiān)持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、公平公開(kāi)的原則建設(shè)全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)。因此針對(duì)電力行業(yè)的碳交易研究是一個(gè)意義重大又非常緊迫的問(wèn)題，同時(shí)碳排放權(quán)交易對(duì)電力行業(yè)的影響可以為中國(guó)推廣碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)提供實(shí)證經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中國(guó)走經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)效應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展道路具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

自1992年5月22日《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》出臺(tái)，到1997年《京都議定書(shū)》的簽訂，到2005年《京都議定書(shū)》的正式生效，碳排放權(quán)一直是其中的一個(gè)重要議題。中國(guó)2017年已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)全國(guó)電力行業(yè)碳交易市場(chǎng)，預(yù)計(jì)會(huì)對(duì)整個(gè)火電行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。本文通過(guò)對(duì)2005—2010年中國(guó)八大電力集團(tuán)公司①屬于央企的中國(guó)五大電力集團(tuán)公司是中國(guó)電力投資集團(tuán)公司、中國(guó)華能集團(tuán)公司、中國(guó)大唐集團(tuán)公司、中國(guó)華電集團(tuán)公司、中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司5家；發(fā)電企業(yè)的四小豪門(mén)是國(guó)投電力、國(guó)華電力、華潤(rùn)電力和中廣核4家，在經(jīng)營(yíng)利潤(rùn)方面，“四小豪門(mén)”已經(jīng)超過(guò)五大電力集團(tuán)，在本文中將五大電力集團(tuán)公司及四小豪門(mén)的國(guó)投電力、國(guó)華電力、華潤(rùn)電力統(tǒng)稱為八大電力集團(tuán)公司。的實(shí)證研究，利用不同估計(jì)方法計(jì)算出CO2影子價(jià)格，并將其均值作為碳交易市場(chǎng)價(jià)格進(jìn)行多維度的碳交易市場(chǎng)模擬分析，研究火電企業(yè)通過(guò)碳交易可以獲得的成本效益，此研究無(wú)論對(duì)企業(yè)還是政策層面都具有很重要的指導(dǎo)意義。

一、文獻(xiàn)綜述

從計(jì)算影子價(jià)格的相關(guān)文獻(xiàn)梳理中，發(fā)現(xiàn)關(guān)于中國(guó)碳交易的文章主要研究至省份整體水平或是集中于全國(guó)分行業(yè)水平，而對(duì)于區(qū)域分行業(yè)和微觀企業(yè)的相關(guān)研究目前相對(duì)來(lái)說(shuō)還處于空白階段。同時(shí)在對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的估計(jì)時(shí)，大多數(shù)文章并沒(méi)有控制住時(shí)間、行業(yè)或是個(gè)體的固定效應(yīng)，以減少或是降低由這些因素所導(dǎo)致的異質(zhì)性，只有少數(shù)幾份研究對(duì)時(shí)間或是個(gè)體的固定效應(yīng)進(jìn)行了控制。F?re等（1993）[1]374-380主要對(duì)1976年30家紙制品和紙漿行業(yè)的數(shù)據(jù)，采用產(chǎn)出距離函數(shù)的方法，并使用超越對(duì)數(shù)形式的函數(shù)模型估算出了非合意產(chǎn)出的影子價(jià)格；Pittman（1983）[2]1-17展示了如何調(diào)整生產(chǎn)率的計(jì)算；Fare等（1989）[3]90-98展示了如何調(diào)整效率的測(cè)量，并根據(jù)所計(jì)算出的影子價(jià)格進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)證分析；Hailu等（2000）[4]251-274對(duì)1959—1994年36家廠商所組成的時(shí)間序列數(shù)據(jù)，采用投入距離函數(shù)的方法，并使用超越對(duì)數(shù)的函數(shù)形式對(duì)效率以及污染物的影子價(jià)格進(jìn)行了估計(jì)，估計(jì)過(guò)程中控制了時(shí)間的固定效應(yīng)；Lee（2011）[5]6162-6167使用韓國(guó)微觀火電廠的數(shù)據(jù)，采用簡(jiǎn)單的謝潑德產(chǎn)出距離函數(shù)，并用超越對(duì)數(shù)形式的產(chǎn)出距離函數(shù)對(duì)污染物的影子價(jià)格進(jìn)行了估計(jì)，但是在估計(jì)過(guò)程中既沒(méi)有控制時(shí)間的異質(zhì)性也沒(méi)有控制住個(gè)體之間的異質(zhì)性，這篇文章首次在計(jì)算出CO2的影子價(jià)格后，再對(duì)其進(jìn)行了火電廠內(nèi)部與外部的比較，從而得出進(jìn)行外部碳排放交易的巨大的市場(chǎng)潛力。Lee等（2012）[6]1492-1497利用謝潑德投入距離函數(shù)，研究了2009年中國(guó)30個(gè)制造業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)，得出中國(guó)的CO2排放量最多可以減少680百萬(wàn)噸，并且行業(yè)間CO2影子價(jià)格的變化范圍為從0～18.82美元/噸；Lai等（2016）[7]408利用基于能源投入的方向距離函數(shù)，研究了1998—2012年中國(guó)30個(gè)省份的數(shù)據(jù)，并計(jì)算了相關(guān)省份的CO2影子價(jià)格；Du等 （2014）[8]191-216利用二次型方向距離函數(shù)研究了2001—2010年中國(guó)各省份的面板數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到CO2影子價(jià)格從2001年的1 000元/噸變化至2010年的2 100元/噸；陳詩(shī)一（2010）[9]93-111采用參數(shù)線性規(guī)劃的測(cè)量方法對(duì)環(huán)境方向性產(chǎn)出距離函數(shù)進(jìn)行了估計(jì)，并計(jì)算了中國(guó)工業(yè)行業(yè)38個(gè)兩位數(shù)行業(yè)在1980—2008年跨度期間內(nèi)的CO2影子價(jià)格。

從對(duì)中國(guó)碳交易市場(chǎng)的研究文獻(xiàn)梳理中，中國(guó)碳交易市場(chǎng)的研究多集中于機(jī)理及制度體系等方面。張益綱等（2015）[10]55-59通過(guò)研究歐盟、美國(guó)、澳大利亞、新西蘭、印度等世界上較為完善的碳排放交易體系，分析其減排目標(biāo)、覆蓋范圍、配額分配方式、儲(chǔ)蓄和抵消機(jī)制，從而提出中國(guó)碳排放配額分配機(jī)制構(gòu)建應(yīng)注意的事項(xiàng)；田艷秀（2012）[11]研究了中國(guó)電力碳排放權(quán)交易體系；荊克迪等（2014）[12]24-32進(jìn)行了中國(guó)碳交易市場(chǎng)的機(jī)制設(shè)計(jì)與國(guó)際比較研究；曾佳（2015）[13]對(duì)中國(guó)碳排放權(quán)的交易制度等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究；崔長(zhǎng)彬等（2011）[14]79-80進(jìn)行了低碳經(jīng)濟(jì)模式下中國(guó)碳排放權(quán)的交易機(jī)制；Yang等 （2017）[15]505-521和傅京燕等 （2016）[16]1-9分別通過(guò)研究中國(guó)各省份碳減排成本不同，表明2020年碳減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的可能性；蘇建蘭等（2015）[17]110-115、鐘小劍等（2017）[18]331-340、馮志遠(yuǎn)等（2015）[19]64-66、馬艷艷等（2013）等[20]42-46相關(guān)文獻(xiàn)也從不同角度分析了在中國(guó)建立碳交易市場(chǎng)的必要性與發(fā)展趨勢(shì)。

與現(xiàn)有研究相比，本文的主要貢獻(xiàn)如下：第一，在研究對(duì)象上，對(duì)碳交易的研究細(xì)化到中國(guó)分區(qū)域分行業(yè)和微觀企業(yè)層面的較少，且針對(duì)微觀企業(yè)的效益研究更少，而本文正是對(duì)此空缺的補(bǔ)充；第二，在方法設(shè)計(jì)上，也更注重對(duì)于個(gè)體與時(shí)間固定效應(yīng)的控制，以減少研究對(duì)象間的異質(zhì)性，同時(shí)本文用不同的估計(jì)方法對(duì)CO2影子價(jià)格進(jìn)行了估計(jì)，并采用不同估計(jì)方法計(jì)算出的CO2影子價(jià)格均值作為碳交易市場(chǎng)模擬分析時(shí)的價(jià)格，減少了不同估計(jì)方法所造成的估計(jì)結(jié)果差異較大所導(dǎo)致的不準(zhǔn)確性；第三，在實(shí)證分析中，本文對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行了分區(qū)域、分個(gè)體等多維度、多視角的分類分析來(lái)模擬碳交易市場(chǎng)的效應(yīng)，使其實(shí)證結(jié)果對(duì)中國(guó)正在建立的全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)具有一定的現(xiàn)實(shí)借鑒意義。

二、研究方法

在此分別介紹估計(jì)方向產(chǎn)出距離函數(shù)和計(jì)算影子價(jià)格所使用的理論模型及4種不同測(cè)算方法所使用的實(shí)證模型。

（一）方向產(chǎn)出距離函數(shù)的理論模型

方向性距離函數(shù)具有好產(chǎn)出與壞產(chǎn)出按任意比例及方向比例擴(kuò)大或縮小的靈活性等特征。參照F?re（1993）[1]374-380文章中所描述的，假設(shè)生產(chǎn)者使用投入向量生產(chǎn)出合意產(chǎn)出向量和非合意產(chǎn)出向量。 生產(chǎn)技術(shù)為：P（x）={（y，b）：xanproduce{（y，b）}。

生產(chǎn)技術(shù)集合在滿足標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)和投入自由可處置性的同時(shí)需要滿足：（1）非合意產(chǎn)出是伴隨著合意產(chǎn)出的聯(lián)合產(chǎn)物；（2）合意產(chǎn)出與非合意產(chǎn)出需同時(shí)滿足弱可處置性；（3）在生產(chǎn)可能性集中，好產(chǎn)出滿足自由可處置性。函數(shù)形式的方向產(chǎn)出距離函數(shù)代表著在上述約束條件下的生產(chǎn)技術(shù)。方向產(chǎn)出距離函數(shù)為

圖1 方向產(chǎn)出距離函數(shù)

圖1給出了方向產(chǎn)出距離函數(shù)的方向向量g=（gy，-gb）。對(duì)于任何一家生產(chǎn)者而言，其產(chǎn)出集（y，b）都包含于生產(chǎn)可能性集合P（x）中。如果它在給定的方向向量g上有效率地生產(chǎn)，則可以在生產(chǎn)邊界 P（x）上的點(diǎn)（y+β*gy，b-β*gb）處進(jìn)行合意產(chǎn)出的

方向產(chǎn)出距離函數(shù)擁有生產(chǎn)可能性集合P（x）的特征。其特征如下：

另外，很容易證明方向產(chǎn)出距離函數(shù)滿足轉(zhuǎn)換性的特征

其中，α為標(biāo)量。這個(gè)特征表明，如果合意產(chǎn)出與非合意產(chǎn)出同時(shí)擴(kuò)大或縮小αgy或αgb倍，則方向產(chǎn)出距離函數(shù)的最終值將會(huì)減少α，即決策變量（DMU）的無(wú)效率值將會(huì)減少α。本文將方向向量定義為：g=（gy，-gb）=（1，-1）。

為了能夠推導(dǎo)出非合意產(chǎn)出的影子價(jià)格，本文利用方向產(chǎn)出距離函數(shù)與利潤(rùn)函數(shù)之間的對(duì)偶性，參考F?re等（2006）[21]89-103的做法，可以將決策變量的利潤(rùn)函數(shù)定義為

其中，p、q分別表示合意產(chǎn)出與非合意產(chǎn)出的價(jià)格向量；利潤(rùn)函數(shù)表示當(dāng)生產(chǎn)者面臨合意產(chǎn)出的價(jià)格p以及非合意產(chǎn)出的價(jià)格q時(shí)最大的可行性利潤(rùn)。進(jìn)一步利用謝波德引理可以推導(dǎo)出非合意產(chǎn)出與合意產(chǎn)出的影子價(jià)格比等于它們的邊際轉(zhuǎn)換率，即

（二）實(shí)證模型

方向距離函數(shù)的參數(shù)形式通常有超越對(duì)數(shù)函數(shù)形式與二次型函數(shù)形式兩種，大量的實(shí)證研究表明，二次型函數(shù)在多數(shù)情況下都優(yōu)于超越對(duì)數(shù)的函數(shù)形式，如二次型函數(shù)滿足方向距離函數(shù)的轉(zhuǎn)移屬性、可微性及靈活性等特性。本文選取二次型的方向產(chǎn)出距離函數(shù)形式

如上，在本文的實(shí)證研究中，主要有兩個(gè)產(chǎn)出：合意產(chǎn)出y和非合意產(chǎn)出b。其中，合意產(chǎn)出y為解釋變量；非合意產(chǎn)出b為被解釋變量。同時(shí)有3個(gè)不同的投入要素：勞動(dòng)力l、資本k和能源消耗量e。

方向產(chǎn)出距離函數(shù)的模型可以展開(kāi)為

其中，為控制時(shí)間與電廠之間的異質(zhì)性，在式（5）和式（6）中分別加入時(shí)間與電廠的固定效應(yīng)項(xiàng)。

根據(jù)方向產(chǎn)出距離函數(shù)所滿足的轉(zhuǎn)換性條件，有如下公式

變形為

為求解方向產(chǎn)出距離函數(shù)的各項(xiàng)未知參數(shù)，本文對(duì)式（5）、式（6）和式（7）主要采用以下4種估計(jì)方法：模型1.最小二乘法（OLS）進(jìn)行回歸；模型2.校正平均絕對(duì)偏差法（CMAD法）①COLS對(duì)技術(shù)效率的估計(jì)是以O(shè)LS殘差為基礎(chǔ)的?？梢杂闷骄^對(duì)偏差（MAD）回歸對(duì)OLS進(jìn)行替換?？梢岳肕AD的殘差計(jì)算效率（和COLS的程序一樣），本文稱這種方法為CMAD。OLS和MAD的差異在于，前者通過(guò)數(shù)據(jù)的均值而后者通過(guò)數(shù)據(jù)的中位數(shù)。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，MAD僅僅是另一種回歸而且CMAD可以用來(lái)作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)。進(jìn)行回歸；模型3.隨機(jī)前沿（SFA）的方法；模型 4.參數(shù)線性規(guī)劃（PLP）的方法。

三、數(shù)據(jù)及實(shí)證結(jié)果分析

（一）數(shù)據(jù)來(lái)源與變量選取

本文所使用的國(guó)有火電企業(yè)的數(shù)據(jù)來(lái)源于2005—2010年的 《中國(guó)電力年鑒》《中國(guó)電力能源年鑒》《中國(guó)工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)》《中國(guó)電力行業(yè)統(tǒng)計(jì)分析》以及國(guó)家發(fā)改委能源研究所的相關(guān)報(bào)告等。

在樣本數(shù)據(jù)的構(gòu)成方面，本文主要是由《中國(guó)電力年鑒》所統(tǒng)計(jì)的558家國(guó)有發(fā)電企業(yè)的面板數(shù)據(jù)所構(gòu)成，八大電力集團(tuán)公司子電廠的分布如表1所示。在數(shù)據(jù)整理的過(guò)程中，排除變量數(shù)據(jù)不全的電廠數(shù)據(jù)之后，共得到52家國(guó)有火電企業(yè)在樣本期間的面板數(shù)據(jù)，對(duì)于部分缺失數(shù)據(jù)，則先通過(guò)直接聯(lián)系相關(guān)火電企業(yè)獲得，最后，對(duì)于給定年份火電企業(yè)的缺失數(shù)據(jù)，則采用中間取均值的方法來(lái)補(bǔ)充。

表1 八大電力集團(tuán)公司的分布

每家火力發(fā)電企業(yè)的發(fā)電量的測(cè)量采用總發(fā)電量來(lái)衡量，資本投入與化石燃料的投入分別采用已安裝發(fā)電資本和燃料消耗量來(lái)衡量，勞動(dòng)力投入的測(cè)量則采用每家發(fā)電廠的雇傭工人數(shù)量來(lái)衡量。

CO2排放量則采用IPCC碳排放因子乘以能源種類來(lái)計(jì)算

其中，i為燃料種類；fc為能源消耗量（標(biāo)準(zhǔn)煤）；cef為IPCC（2006）溫室氣體清單提供的碳排放系數(shù)；cr為燃料消耗率；（44/12）為CO2的分子量與碳的分子量之比。使用國(guó)家發(fā)改委能源研究所報(bào)告（2007年）的碳排放系數(shù)計(jì)算CO2排放量。表2展示了火電企業(yè)各變量的描述性統(tǒng)計(jì)。

（二）實(shí)證結(jié)果及分析

1.求解方法及實(shí)證結(jié)果

本文采用Stata通過(guò)計(jì)算式（5）、式（6）和式（7）對(duì)模型 1、模型 2 和模型 3進(jìn)行求解，同時(shí)采用GAMS求解器求解線性規(guī)劃模型式（5）及其約束條件的未知參數(shù)，計(jì)算了方向產(chǎn)出距離函數(shù)與CO2的減排成本，在求解之前對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理，不同估計(jì)方法的參數(shù)估計(jì)值如表3所示。

表4展示了4種不同測(cè)量方法所測(cè)算出來(lái)的CO2影子價(jià)格的描述性統(tǒng)計(jì)，實(shí)證結(jié)果表明，在所有的樣本數(shù)據(jù)中，參數(shù)線性規(guī)劃（PLP）的估計(jì)方法所計(jì)算出的CO2影子價(jià)格均值最高，為1 957.112元/噸，最小值為 0元/噸，最大值為4 493.2元/噸；最小二乘法（OLS）的估計(jì)結(jié)果中，CO2影子價(jià)格的均值為747.634元/噸，最小值為568.992 1元/噸，最大值為970.957 8元/噸；校正平均絕對(duì)偏差法（CMAD）的估計(jì)結(jié)果中，CO2影子價(jià)格的均值為808.912元/噸，最小值為529.881元/噸；隨機(jī)前沿法（SFA）估計(jì)出的CO2影子價(jià)格均值為934.811元/噸，最小值為796.005元/噸，最大值為1 036.567元/噸。

不同估計(jì)方法所計(jì)算出來(lái)的不同CO2影子價(jià)格說(shuō)明了不同測(cè)算方法之間的差異性，如圖2展示了不同測(cè)算方法所計(jì)算出來(lái)的八大電力集團(tuán)公司的CO2影子價(jià)格趨勢(shì)。其中，華電電廠的CO2影子價(jià)格均值最高，為1 131.443元/噸；國(guó)華電廠的CO2影子價(jià)格均值最低，為1 101.292元/噸。本文不僅計(jì)算了八大電力集團(tuán)公司的CO2影子價(jià)格，并進(jìn)一步利用所計(jì)算出來(lái)的影子價(jià)格在八大電力集團(tuán)公司間進(jìn)行了多維度的碳交易模擬分析，以論證進(jìn)行碳排放權(quán)交易的可行性與經(jīng)濟(jì)效益。在下文的分析中，本文采用4種估計(jì)方法所計(jì)算出來(lái)的CO2影子價(jià)格平均值作為各個(gè)發(fā)電企業(yè)的CO2價(jià)格進(jìn)行碳交易市場(chǎng)模擬分析。

2.多維度模擬交易分析

為計(jì)算在全國(guó)電力行業(yè)推行CO2排放權(quán)交易之后可能的市場(chǎng)獲益空間，本文在八大電力集團(tuán)公司之間進(jìn)行了以下3個(gè)方面的多維度分析：同一發(fā)電企業(yè)不同地區(qū)之間交易情況、不同發(fā)電企業(yè)不同地區(qū)之間交易情況以及不同發(fā)電企業(yè)同一地區(qū)之間交易情況。在進(jìn)行模擬分析時(shí)，本文使用4種不同方法所計(jì)算的八大電力集團(tuán)公司2005—2010年的CO2影子價(jià)格均值作為各發(fā)電企業(yè)在進(jìn)行碳交易時(shí)CO2的市場(chǎng)價(jià)格。如表5為樣本時(shí)間跨度期間各大發(fā)電廠CO2影子價(jià)格的描述性統(tǒng)計(jì)，其中，國(guó)華電廠的CO2影子價(jià)格最低，為1 101.292元/噸，國(guó)華電廠在2005—2010年排放CO2總量為2 133.3萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均每家子電廠的CO2排放量為533.325萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在樣本數(shù)據(jù)的研究中，地方發(fā)電廠的CO2排放總量最高，為17 115.9萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，這主要是由于地方發(fā)電廠的子電廠在全國(guó)范圍內(nèi)的分布數(shù)量最多，這自然會(huì)帶動(dòng)碳排放總量的上升，平均每家子電廠的碳排放量為503萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其CO2的影子價(jià)格均值為1 107.634元/噸。實(shí)證結(jié)果還表明，各大發(fā)電廠CO2排放總量與各大發(fā)電廠在全國(guó)各地的子廠分布數(shù)量成正比，子廠數(shù)量越多的發(fā)電廠，其CO2排放總量也越多，從高到低依次為：地方、華能、大唐、國(guó)電、華電、國(guó)華、華潤(rùn)和中投。通過(guò)對(duì)八大電力集團(tuán)公司間CO2影子價(jià)格、CO2排放總量以及每家子電廠平均CO2排放量的對(duì)比分析，本文發(fā)現(xiàn)雖然CO2排放總量高的電廠，其CO2影子價(jià)格也會(huì)相對(duì)較高，他們之間沒(méi)有必然的正相關(guān)關(guān)系。但每家電廠的子電廠的CO2排放量卻有一些別樣的發(fā)現(xiàn)，子電廠分布數(shù)量最少的電廠為中國(guó)電力投資集團(tuán)公司和華潤(rùn)電廠，其次為國(guó)華電廠，這3家電廠每家子電廠的平均CO2排放量分別為475萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、431萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤和533萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤?？v觀所有數(shù)據(jù)，華電電廠共有8家子電廠分布在全國(guó)各地，每家子電廠的CO2排放量均值為409萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。通過(guò)一系列的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)華電電廠的生產(chǎn)效率相對(duì)最高，故其污染物CO2排放量相對(duì)較少，因此各企業(yè)間可以通過(guò)提高生產(chǎn)效率來(lái)參與環(huán)保進(jìn)程。

表2 變量的描述性統(tǒng)計(jì)

表3 OLS、CMAD、SFA與PLP估計(jì)出來(lái)的參數(shù)估計(jì)值

表4 幾種不同方法所測(cè)量出來(lái)的CO2影子價(jià)格的描述性統(tǒng)計(jì) 元/噸

圖2 基于多種方法的八大電力集團(tuán)公司的影子價(jià)格均值比較

在全國(guó)不同電廠之間的交易分析中，若以大唐電廠的CO2影子價(jià)格均值作為市場(chǎng)交易價(jià)格，則每交易一噸的CO2排放量，其他電廠作為碳排放權(quán)的購(gòu)買者則需支付1 108.671元/噸，全國(guó)電廠中每家子電廠的CO2排放量均值為468萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，若政策規(guī)定每家電廠的CO2排放權(quán)為468萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，基于此，會(huì)有電廠有多余的碳排放權(quán)配額，若大唐電廠的碳排放權(quán)不足，則可以向華能電廠、華電電廠、華潤(rùn)電廠或國(guó)電電廠等以市場(chǎng)價(jià)格1 108.671元/噸的價(jià)格購(gòu)買所需的碳排放權(quán)，當(dāng)碳排放權(quán)的購(gòu)買成為企業(yè)的額外支付成本時(shí)，企業(yè)為了節(jié)約成本便會(huì)提高其生產(chǎn)效率或是引用新機(jī)器來(lái)進(jìn)一步的減少CO2的排放量，從而達(dá)到一定的經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益；若碳排放權(quán)交易市場(chǎng)沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定的交易價(jià)格時(shí)，如上述，當(dāng)大唐電廠需要向其他電廠購(gòu)買所需的碳排放權(quán)時(shí)，會(huì)選擇碳排放價(jià)格相對(duì)較低的企業(yè)進(jìn)行購(gòu)買，即使這樣，其購(gòu)買價(jià)格也會(huì)高于本電廠的CO2影子價(jià)格 （即碳排放權(quán)價(jià)格的參考價(jià)格），這樣同樣也會(huì)促進(jìn)碳排放權(quán)充裕的電廠進(jìn)一步地提高生產(chǎn)效率降低本電廠的CO2影子價(jià)格，推動(dòng)碳排放權(quán)不足的電廠通過(guò)提高生產(chǎn)效率來(lái)降低CO2的排放量。綜上分析，碳交易可以促進(jìn)各電廠不同程度地減少本電廠地減排成本，從而提高本廠的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益。

表5 各大電力集團(tuán)公司CO2影子價(jià)格描述性統(tǒng)計(jì) 元/噸

在同一發(fā)電企業(yè)不同地區(qū)之間的比較中，本文選取大唐發(fā)電廠為例。如表6所示，本文樣本中共有13家子電廠隸屬于大唐發(fā)電廠，其中若以河北大唐國(guó)際王灘發(fā)電有限責(zé)任公司的CO2影子價(jià)格作為碳排放市場(chǎng)的市場(chǎng)交易價(jià)格時(shí) （本文實(shí)證結(jié)果中全國(guó)火電企業(yè)CO2影子價(jià)格的平均值為1 112.117元/噸），若不考慮碳交易過(guò)程中的其他成本，則大唐陽(yáng)城發(fā)電公司作為碳排放權(quán)的購(gòu)買方則需要多支付23.78元/噸，大唐電廠每家子電廠的平均CO2排放量為500萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，若每家子電廠在政策內(nèi)的碳排放權(quán)為468萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，則大唐陽(yáng)城發(fā)電公司需要在各子廠間購(gòu)買所需的32萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，由此需要在本電廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上多支付 760.96萬(wàn)元；同理，內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電公司作為碳排放權(quán)的購(gòu)買方則要多支付55.82元/噸，需要在本電廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上多支付 1 786.24萬(wàn)元，山西大唐神二電廠作為購(gòu)買方也許多支付0.137元/噸，需要在本電廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上多支付4.384萬(wàn)元，江蘇大唐徐塘發(fā)電有限公司作為碳排放權(quán)的購(gòu)買方則可以少支付11.133元/噸，需要在本電廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上少支付 356.256萬(wàn)元。綜上，即使是在同一發(fā)電廠不同地區(qū)子電廠之間進(jìn)行碳排放權(quán)交易時(shí)，也存在很大的碳減排成本，作為碳排放權(quán)出售方的子電廠在交易中所獲得的收益也不能與碳排放權(quán)購(gòu)買方子電廠所支付的成本相持平，在子電廠利益受損的同時(shí)也會(huì)影響總廠的效益，長(zhǎng)此下去，各電廠便會(huì)通過(guò)各種途徑來(lái)提高本廠的生產(chǎn)效率從而減少CO2的排放量。

表6 同一發(fā)電集團(tuán)公司不同地區(qū)之間的比較：以大唐發(fā)電廠為例 元/噸

在不同發(fā)電廠不同地區(qū)之間的交易中（如表7所示），若以1 000元/噸的價(jià)格作為碳排放權(quán)交易價(jià)格時(shí)，則山東鄒縣電廠作為碳排放權(quán)的購(gòu)買方則可以在本電廠CO2影子價(jià)格的基礎(chǔ)上少支付113.61元/噸，一共可以購(gòu)買9.80噸的CO2排放權(quán)；廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電廠若以這樣的市場(chǎng)價(jià)購(gòu)買貴州納雍發(fā)電總廠的排放權(quán)時(shí)，則貴州納雍發(fā)電總廠可以純獲益1 000元/噸，廣州國(guó)華粵電臺(tái)山電廠則可以在本電廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上少支付71.77元/噸；若每家電廠在政策范圍內(nèi)的碳排放權(quán)依然為468萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，隸屬于國(guó)華電廠的廣東國(guó)華粵電臺(tái)山電廠若以1 000元/噸的市場(chǎng)價(jià)格購(gòu)買所需的65萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤的碳排放權(quán)，則可以在本廠碳排放權(quán)價(jià)格的基礎(chǔ)上少支付4 665.05元，若碳交易市場(chǎng)并沒(méi)有統(tǒng)一的市場(chǎng)定價(jià)，每家電廠均已本廠的CO2影子價(jià)格作為碳排放權(quán)的市場(chǎng)價(jià)格，則CO2排放權(quán)購(gòu)買方則會(huì)更多地向碳排放權(quán)較低的電廠購(gòu)買本廠所需的碳排放權(quán)，即高價(jià)想低價(jià)購(gòu)買，若低價(jià)電廠的碳排放權(quán)不足時(shí)，只能以更高的價(jià)格向高價(jià)的電廠購(gòu)買所需的碳排放權(quán)。由表6可以發(fā)現(xiàn)，偏遠(yuǎn)地區(qū)內(nèi)蒙古大唐托克托發(fā)電公司和南部地區(qū)的廣東國(guó)華粵電臺(tái)山電廠的碳排放權(quán)價(jià)格較低，分別為1 056.30元/噸和1 071.77元/噸，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)的浙江北侖發(fā)電有限公司和福建華陽(yáng)后石電廠的碳排放權(quán)價(jià)格較高，分別為1 096.04元/噸和1 088.86元/噸，若后兩家發(fā)電廠以較低的市場(chǎng)價(jià)格購(gòu)買上述偏遠(yuǎn)地區(qū)電廠的碳排放權(quán)，這樣的一種碳排放權(quán)交易體系在一定程度上也可以促進(jìn)地區(qū)間經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

表7 不同發(fā)電廠不同地區(qū)之間的比較 元/噸

將不同發(fā)電廠同一地區(qū)之間進(jìn)行比較時(shí)，山東華能德州電廠若以1 000元/噸的價(jià)格購(gòu)買山東鄒縣電廠的碳排放權(quán)時(shí)，則山東華能德州電廠則可以在本電廠CO2影子價(jià)格的基礎(chǔ)上少支付90.91元/噸，山東鄒縣電廠則可以額外獲益1 000元/噸；浙江北侖發(fā)電有限公司作為碳排放權(quán)的購(gòu)買方則可以在此價(jià)格的基礎(chǔ)上購(gòu)買11.41噸CO2排放權(quán)。

表8描述了樣本數(shù)據(jù)中八大電力集團(tuán)公司企業(yè)在中國(guó)四大區(qū)的分布情況，及八大電力集團(tuán)公司在樣本期間CO2影子價(jià)格的描述性統(tǒng)計(jì)。如表8所示，西區(qū)與南區(qū)的發(fā)電企業(yè)分布較少，東區(qū)與北區(qū)的發(fā)電企業(yè)分布較多，這與中國(guó)的工業(yè)分布結(jié)構(gòu)有一定的關(guān)系。同時(shí)可以直觀地發(fā)現(xiàn)，不同區(qū)域相同發(fā)電企業(yè)之間、不同區(qū)域不同發(fā)電企業(yè)之間以及相同區(qū)域不同發(fā)電企業(yè)之間的CO2影子價(jià)格均值、最小值與最大值均有所差異，其中，東區(qū)CO2影子價(jià)格的均值為1 115.63元/噸，北區(qū)為1 119.82元/噸，南區(qū)為1 106.90元/噸，西區(qū)為 1 114.08元/噸，西區(qū)的CO2影子價(jià)格接近全國(guó)平均價(jià)格。在樣本期間，東區(qū)的CO2排放總量為15 806.2萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，北區(qū)的CO2排放總量為15 832.6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，南區(qū)的CO2排放量為6 437.8萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，西區(qū)的CO2排放量為6 222萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。中國(guó)東區(qū)與北區(qū)為中國(guó)的主要工業(yè)區(qū)，電廠數(shù)量多的同時(shí)，污染物的排放量也會(huì)相應(yīng)地升高；南區(qū)主要為經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海港口區(qū)，服務(wù)產(chǎn)業(yè)的增多會(huì)有較高的電力需求，電廠產(chǎn)電量也會(huì)較多，而西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)較之其他地區(qū)不太發(fā)達(dá)。當(dāng)以東區(qū)的CO2影子價(jià)格作為市場(chǎng)交易價(jià)格進(jìn)行碳排放權(quán)交易時(shí)，北區(qū)每購(gòu)買一噸的CO2排放權(quán)，則可以在本區(qū)的基礎(chǔ)上少支付4.18元，最多可以購(gòu)買267噸CO2排放權(quán)；南區(qū)每購(gòu)買一噸其他區(qū)的CO2排放權(quán)時(shí)，則在本區(qū)的基礎(chǔ)上需要多支付8.73元，最多可購(gòu)買126.8噸CO2排放權(quán)；若西區(qū)每購(gòu)買一噸的CO2排放權(quán)時(shí)，則需要在本區(qū)的基礎(chǔ)上多支付1.56元。綜上，若地區(qū)與地區(qū)之間進(jìn)行碳排放權(quán)的交易時(shí)，碳排放量需求較多的東區(qū)與北區(qū)可以向西區(qū)和南區(qū)購(gòu)買所需的碳排放權(quán)，在交易的過(guò)程中，不僅可以促使各地區(qū)電廠提高自身的生產(chǎn)效率進(jìn)行綠色生產(chǎn)，還可以通過(guò)資金流的轉(zhuǎn)移增加西部地區(qū)的財(cái)政補(bǔ)貼，為西部大開(kāi)發(fā)提供更多的資本。

表8 不同發(fā)電廠的地區(qū)分布及CO2影子價(jià)格描述

3.未來(lái)情景預(yù)測(cè)分析

在中國(guó)中長(zhǎng)期環(huán)境與資源保護(hù)戰(zhàn)略目標(biāo)下所提出的更高水平的發(fā)展是指用大體二十年的時(shí)間，使中國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值比2000年翻兩番，到2020年，基本跨入世界銀行劃分的中等收入國(guó)家的平均水平行列，基本實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，建立完善的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制和更具活力、更加開(kāi)放的經(jīng)濟(jì)體系。2014年12月《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見(jiàn)》（即“新電改方案”）獲國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議原則通過(guò)，并于2015年在經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下，開(kāi)始正式推動(dòng)，這對(duì)中國(guó)的電力企業(yè)和電力市場(chǎng)格局均產(chǎn)生了重大的影響。

圖3展示了使用趨勢(shì)預(yù)測(cè)法所預(yù)測(cè)的八大電力集團(tuán)公司2011—2020年的CO2影子價(jià)格趨勢(shì)。發(fā)電企業(yè)的CO2影子價(jià)格反映了CO2的邊際減排成本，能夠量化減少單位CO2排放量所需放棄的經(jīng)濟(jì)成本，是確定碳排放權(quán)定價(jià)的重要參考依據(jù)。從圖3中可以看出，2005—2006年八大電力集團(tuán)公司的CO2影子價(jià)格增長(zhǎng)趨勢(shì)比較平緩，其中華能電廠和國(guó)華電廠還有些微下降趨勢(shì)，這可能是由于2005年作為十一五計(jì)劃的第一年，同時(shí)在這一年《京都議定書(shū)》正式生效，國(guó)際碳排放權(quán)交易進(jìn)入迅速發(fā)展階段，中國(guó)各項(xiàng)環(huán)保措施的主抓力度比較嚴(yán)格，因此各發(fā)電廠的污染物排放強(qiáng)度較少所引起的；2006—2010年及所預(yù)測(cè)的2010—2020年的CO2影子價(jià)格均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，較高的CO2影子價(jià)格意味著在電力行業(yè)的碳交易市場(chǎng)中企業(yè)每購(gòu)買一單位的碳排放權(quán)需要付出較高的交易成本，當(dāng)碳排放權(quán)的購(gòu)買成本加入到企業(yè)成本的核算中時(shí)，根據(jù)上文多維度的交易分析可以看出，各企業(yè)均會(huì)提高自己的生產(chǎn)效率，最大程度地進(jìn)行綠色生產(chǎn)，以減少因環(huán)境污染而多支付的成本或獲得額外的收益。本文的預(yù)測(cè)分析雖然沒(méi)有加入2015年電力體制改革后對(duì)各電廠的影響，而是單純地根據(jù)2010年以前的生產(chǎn)方式以污染水平對(duì)未來(lái)進(jìn)行的簡(jiǎn)單預(yù)測(cè)，但是本預(yù)測(cè)依然可以在一定程度上證明建立碳排放交易權(quán)可以為各企業(yè)的綠色生產(chǎn)帶來(lái)一定的激勵(lì)效應(yīng)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)同發(fā)展；同時(shí)，近些年來(lái)，中國(guó)關(guān)于綠色發(fā)展所做出的各項(xiàng)努力也會(huì)更進(jìn)一步地促進(jìn)2020年目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

圖3 基于多種方法的八大電力集團(tuán)公司影子價(jià)格均值趨勢(shì)預(yù)測(cè)

四、結(jié)論

本文使用最小二乘法、校正平均絕對(duì)偏差法、隨機(jī)前沿法和參數(shù)線性規(guī)劃的方法對(duì)中國(guó)八大電力集團(tuán)公司自2005—2010年的CO2減排成本進(jìn)行了估計(jì)，研究表明，不同的測(cè)量方法所計(jì)算出來(lái)的CO2減排成本有所不同，全國(guó)CO2影子價(jià)格的平均值為1 112.117元/噸，本文進(jìn)一步將不同方法所計(jì)算的CO2影子價(jià)格均值作為碳交易市場(chǎng)的CO2價(jià)格對(duì)市場(chǎng)交易進(jìn)行了多維度的模擬分析，研究證實(shí)，通過(guò)對(duì)同一發(fā)電廠不同地區(qū)之間、不同發(fā)電廠不同地區(qū)之間、不同發(fā)電廠同一地區(qū)之間以及同一電力集團(tuán)公司不同子電廠之間等多維度的模擬分析均證明，在電力行業(yè)推廣碳交易市場(chǎng)具有充分的市場(chǎng)空間。同時(shí)，碳排放市場(chǎng)的推行可以在一定程度上促進(jìn)企業(yè)提高生產(chǎn)效率，通過(guò)較少減排成本進(jìn)一步地提高經(jīng)濟(jì)效益，真正做到經(jīng)濟(jì)效應(yīng)與環(huán)境效應(yīng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。此外，若在碳排放權(quán)給定的情況下，貧困地區(qū)可以向發(fā)達(dá)地區(qū)或是較為發(fā)達(dá)的地區(qū)出售其未用完的碳排放權(quán)，在促進(jìn)碳排放權(quán)轉(zhuǎn)移的同時(shí)也可有效地起到精準(zhǔn)扶貧的作用。

綜上，碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的建立是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑。為保證碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的順利運(yùn)行及推廣，本文主要有以下建議：（1）大力推廣碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的建立，并積極完善碳排放量配額與碳排放權(quán)交易價(jià)格的機(jī)制制定，堅(jiān)持市場(chǎng)為主、政府為輔的基本原則，保障碳排放權(quán)交易市場(chǎng)的順利運(yùn)行；（2）加強(qiáng)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移和升級(jí)以及環(huán)境無(wú)害技術(shù)的發(fā)展，注意當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)的引進(jìn)，并嚴(yán)格處理污染強(qiáng)度大的產(chǎn)業(yè)的植入，利用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，減少污染的產(chǎn)生；（3）使用經(jīng)濟(jì)杠桿，實(shí)行排污權(quán)交易制度等，調(diào)動(dòng)企業(yè)減污、治污積極性；（4）鼓勵(lì)企業(yè)實(shí)行循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式，完善環(huán)境保護(hù)和治理的法律法規(guī)，健全市場(chǎng)機(jī)制，強(qiáng)化環(huán)境管理，實(shí)現(xiàn)環(huán)境污染的外部成本內(nèi)部化；（5）通過(guò)培養(yǎng)與普及等措施，加強(qiáng)各部門(mén)對(duì)減排技術(shù)的認(rèn)知、識(shí)別和選擇能力，以便未來(lái)更好地選擇與推廣現(xiàn)金的節(jié)能減排技術(shù)等。