基于LMDI方法的中國國際貿易隱含碳分解
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摘要：對國際貿易產生環(huán)境影響的定量研究正日益受到關注，特別是對隱含碳的研究。以中國2005年為例，對中國國際貿易隱含碳進行估算，應用對數平均D氏指數法（LMDI）對影響隱含碳凈轉移的因素進行分解分析。結果顯示中國因生產排放碳量遠大于其消費需要排放的碳量，從國外凈轉移到中國的隱含碳為395.66MtC；凈轉移隱含碳影響因素中強度效應(進出口商品完全碳排放系數差異)貢獻率為60％，規(guī)模效應（進出額差異）貢獻率為55％，結構效應（進出口結構差異）貢獻率為－14％，此結果表明中國相比國外的高碳排放強度是造成目前碳轉移額外增加的主要因素，分析結構效應發(fā)現(xiàn)中國主要凈出口行業(yè)大部分不是高碳排放強度行業(yè)，而凈進口行業(yè)卻主要由高碳排放強度行業(yè)構成，特別是與碳排放密切相關的能源行業(yè)居凈進口行業(yè)首位。
關鍵詞 國際貿易；貿易隱含碳；投入產出模型；對數平均D氏指數法
在后京都議定書時代，碳轉移問題正在日益引起重視。對于碳排放向中國的轉移也已有一些估算結果，結論都指向這樣一個事實，即從消費的角度中國為發(fā)達國家承擔了碳排放的責任［1-7］。但目前的研究對中國貿易隱含碳凈轉移量的影響因素缺乏定量分析，本文以中國2005年的對外貿易及投入產出數據為例，從生產和消費兩個角度對比分析中國的全球碳排放量，分解出真實進口隱含碳，將能源因素分解中常用的對數平均D氏指數法（logarithmic mean divisia index，簡記為LMDI）應用于同一時間截面的進出口隱含碳分析，對影響隱含碳凈轉移量的進出口規(guī)模、行業(yè)結構和碳排放強度進行定量研究，分析造成碳排放凈轉移的主要原因，為后京都時代減排方案和中國相關政策的制定提供科學依據。
1 研究方法與數據
1.1 研究方法
1.1.1 凈轉移隱含碳的計算方法
參考一般形式的環(huán)境投入產出模型［8］，可以得到基本的隱含碳投入產出模型。
F=Ω(I-A)-1Y（1）
其中：F為總的隱含碳，Ω為單位總產出的隱含碳，Y為最終使用矩陣，A為直接消耗系數矩陣，（I－A）-1為單位最終使用需要的總產出。令B＝Ω（I－A）-1，則B即為單位最終使用的完全碳排放系數，包括了直接或間接的碳排放。基本的隱含碳投入產出模型適用于封閉的經濟系統(tǒng)，一個國家的總產出只是為本國的最終使用服務。
在開放的經濟系統(tǒng)中，一個國家的總產出不僅為本國的最終使用服務，還用于其他國家的中間使用和最終使用。直接消耗系數矩陣A應分解為國產商品的直接消耗系數矩陣Ad和進口商品的直接消耗矩陣Am，分別表示中間使用中的國產投入和進口投入與總投入的比值，且A=Ad+Am［8］。
目前計算國家的全球隱含碳排放量方法主要分為兩類，一類是從生產角度計算國家的碳排放量，即為國內和國外生產商品所排放的碳量，另一類是從消費角度計算國家的碳排放量，即消費商品由國內和國外提供所排放的碳量［9］。中國的全球碳排放量從生產和消費角度可分別表示為：
Fp=Fd+Fe（2）
Fc=Fd+Fm（3）
其中：Fp和Fc分別為生產和消費隱含碳，F(xiàn)d為國內生產供國內消費商品的隱含碳，F(xiàn)e為出口隱含碳，F(xiàn)m為進口隱含碳，這些變量可根據公式（1）求得。
結合式（2）和（3）得到：凈轉移量為出口與進口隱含碳差值，即為中國生產與消費碳排放的差值，推導公式為：
ΔF=Fp-Fc=Fe-Fm（4）
如果生產隱含碳大于消費隱含碳，即出口隱含碳大于進口，說明該國家是隱含碳的凈出口國，為其他國家承擔了碳排放的責任；如果消費隱含碳大于生產隱含碳，則為隱含碳的凈進口國，表明中國為滿足國內需要國外的碳排放。
1.1.2 隱含碳凈轉移的影響因素分解
對數平均D氏指數法（LMDI）經常用于對能源的因素分解，可以將能源的變化量分為規(guī)模效應、結構效應和強度效應，并定量計算各種效應的貢獻率［10］。根據LMDI方法的特點，應用LMDI方法可以對出口與進口的隱含碳差值進行分解，計算規(guī)模效應（進出口總額的影響）、結構效應（各個行業(yè)進出口份額的影響）和強度效應（國內外完全碳排放系數的影響）的貢獻率。中國出口（Fe）和進口（Fm）的隱含碳排放可分別分解為：
?Fe=∑[DD(]ni=1[DD)]E•[SX(]e?iE[SX)]•[SX(]fe?ie?i[SX)]=∑[DD(]ni=1[DD)]E•Se?i•Ie?i（5）
Fm=∑[DD(]ni=1[DD)]M•[SX(]m?iM[SX)]•[SX(]fm?im?i[SX)]=∑[DD(]ni=1[DD)]M•Sm?i•Im?i（6）
?其中：e?i和m?i分別表示第i個行業(yè)出口額和進口額；fe?i和fm?i分別表示第i個行業(yè)出口和進口的隱含碳；Se?i和Sm?i分別表示第i個行業(yè)出口和進口的份額（對于有些行業(yè)進出口份額為0，此時以10-10-10-20這樣足夠小的數值取代0，可以得到正常的分解結果［11］）；Ie?i和Im?i分別表示第i個行業(yè)出口商品的完全碳排放系數（Bd）與進口商品的完全碳排放系數（Bf），Bd=(Ie?i)??n×1，Bf=(I?m?i)??n×1.
則根據LMDI方法，中國隱含碳的凈轉移量可表達為：
ΔF=ΔF??size+ΔF??str+ΔF??int（7）
?ΔF??size=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(E/M)（8）
ΔF??str=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(Se?i/Sm?i)（9）
ΔF??int=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(Ie?i/Im?i)（10）
?L(a,b)=a-blna-lnb,a≠b
a ,a=b（11）
其中：ΔF??size為規(guī)模效應，ΔF??str為結構效應，ΔF??int為強度效應。
王媛等：基于LMDI方法的中國國際貿易隱含碳分解中國人口•資源與環(huán)境 2011年 第2期1.2 數據來源與處理
?。?）投入產出表的處理。行業(yè)間投入產出關系來源于2005年全國42行業(yè)的投入產出表。目前中國沒有公布進口非競爭型的投入產出表，沒有分出進口商品用于中間使用的量，本文擬按照簡化計算的非競爭型投入產出表計算，即認為進口商品等比例用于中間使用和最終使用［12］，計算公式如下：
Am=[SX(]MX+M-E[SX)]A（12）
Ym=[SX(]MX+M-E[SX)]Y（13）
其中：Y?m為進口商品用于最終使用部分，E為出口商品額；M為進口商品額。其他變量含義見上文。
應用非競爭型投入產出表需要考慮進口商品用于中間使用后的去向。中國是典型的加工貿易國家，在計算中特別需要考慮對外加工貿易的影響。除一般加工貿易之外，能源的進口有一部分同樣也是用于生產出口商品所用，中國不是其最終消費國，也應從進口中去掉。而目前并沒有相應的統(tǒng)計數據，擬通過對非競爭型投入產出表分解得到，分解過程如下：
?、龠M口商品總量等于進口商品用于中間使用(AmXd)和最終使用之(Ym)和，即：
M=AmXd+Ym（14）
其中：Xd為國內總產出Xd（提供國內最終使用和國外使用），可以表達為：
Xd=(I-Ad)-1(Yd+E)（15）
則中間使用(AmXd)可以表示為：
AmXd=Am(I-Ad)-1(Yd+E)（16）
②式（16）中用于出口的進口商品中間投入部分可以分解為Am(I-Ad)-1E，即進口用于出口部分，此部分進口隱含碳部分(Fme)可以表示為：
Fme=BfAm(I-Ad)-1E（17）
其中：Bf為國外單位最終使用的完全碳排放系數。
?、蹚南M角度看式（17）計算的為出口而進口的隱含碳應從進口隱含碳總量中去掉，則實際消費的真實進口隱含碳（Fmd）為：
Fmd=Fm-Fme（18）
?。?）單位總產出的直接碳排放量的來源。由以下步驟得到：①依據《中國統(tǒng)計年鑒》中各行業(yè)化石能源消費量［13］與單位化石能源碳排放量［14］之積得到中國各行業(yè)碳排放量；②將各行業(yè)碳排放量除以各行業(yè)總產出得到分行業(yè)的單位總產出的直接碳排放量。
（3）中國主要貿易國的行業(yè)貿易額的處理。投入產出表中商品進出口構成數據直接來源于海關統(tǒng)計資料，而服務進出口數據主要依據國際收支平衡表及其有關資料加工計算，為避免行業(yè)合并的偏差，本文沒有對投入產出表行業(yè)與海關編碼類別進行合并，直接采用投入產出表中的行業(yè)進出口數據，認為進出口各國的行業(yè)貿易份額與總貿易份額相同。
?。?）國外完全碳排放系數的處理。特別是考慮進口部分的碳排放時涉及數據量巨大，為了在簡化計算的同時體現(xiàn)各國完全碳排放系數的差別，以中國的各行業(yè)完全碳排放系數為基準，計算主要的進口原產國與中國平均碳排放強度的比值C（表2），并以此比值與國內各行業(yè)完全碳排放系數之積作為各國相應行業(yè)的完全碳排放系數，即：
Bf=C•Bd（19）
其中：Bd為單位最終使用的完全碳排放系數。以各個國家的進口份額為權重，對主要的進口原產國與中國平均碳排放強度的比值進行加權平均，還可以得到統(tǒng)一的進口商品的完全排放系數，用于LMDI的強度效應分析。
2 結果分析
2.1 凈轉移隱含碳估算
根據式（12）－（18）對2005年競爭型投入產出表進行處理，得到從消費角度考慮的真實進口隱含碳，再應用到公式（1）－（4）計算，得到如下結果（圖1）：
圖1 各部分隱含碳估算
Fig.1 Carbon emissions embodied in every part
（1）從生產角度計算的2005年中國全球碳排放為?1 787.33 MtC，其中為國內生產最終使用的商品和服務的隱含碳為?1 192.91 MtC，占碳排放總量的67％，為國外生產即出口商品和服務的隱含碳為?594.42 MtC，占碳排放總量的33％。從消費角度計算的中國全球碳排放為?1 391.65 MtC，其中消費國內商品和服務隱含碳量的比例為86％，消費國外商品和服務隱含碳量的比例為14％。中國因生產排放碳量遠大于其消費需要排放的碳量，通過國際貿易從國外凈轉移到中國的隱含碳為?395?66 MtC。中國因國際貿易負擔了國外的碳排放量，這一研究結果與其他研究者類似。
?。?）中國2005年進口隱含碳總量為299.82 MtC，其中供中國消費的隱含碳為198.74 MtC，占總進口隱含碳的比例為66％，供出口而進口的隱含碳為101.08 MtC，占總進?
表1 2005年主要進口國家碳排放強度與進口份額
Tab.1 Carbon intensity of the main importing countries
and the import share in 2005
國家/
地區(qū)基于購買力的
碳排放強度［15］
(噸二氧化碳/
千美元)比值
（相對中國）進口
份額%[BHDG4.65mm,WK22mmZQ0,WK30mm,WK15mm,WKW]美國0.550.488.04[BHDW]日本0.360.3216.60中國香港0.380.332.02韓國0.670.5912.70中國臺灣0.550.4912.35德國0.390.345.08英國0.320.280.91新加坡0.830.742.73馬來西亞0.590.523.32俄羅斯1.131.002.63荷蘭0.540.480.48澳大利亞0.680.612.68泰國0.610.542.31法國0.240.221.49加拿大0.610.541.24印度0.550.491.61意大利0.340.301.15菲律賓0.350.312.13印尼0.520.461.40沙特阿拉伯0.930.822.02巴西0.270.241.65西班牙0.380.340.34比利時0.510.450.66阿拉伯聯(lián)合酋長國1.191.050.34伊朗0.870.771.12越南0.520.460.42墨西哥0.350.310.37南非1.731.530.57智利0.400.350.83安哥拉0.410.361.09中亞國家1.731.530.56西亞國家0.900.801.65其他國家[BHDWG5mm,WK22mm,WK30mm,WK15mm,WKW]其他歐洲國家0.460.413.20其他亞洲國家0.410.360.58其他非洲國家0.290.261.83其他美洲國家0.690.611.59其他大洋洲國家0.530.470.30[BHDWG5mm,WK22mmZQ0,WK30mm,WK15mm,WKW]中國1.131.00-[BHDWG6mm,WK50mmZQ,WKW]國外相對中國碳排放強度加權平均值0.49[BG)F]
口隱含碳的比例為34％，從消費角度看有三分之一的進口商品和服務并不是滿足中國國內消費，而是用于生產出口產品供國外消費。根據國家統(tǒng)計局貿易外經統(tǒng)計司統(tǒng)計數據，中國2005年進料加工貿易額占進口總額31％，此比例與供出口而進口的隱含碳占總進口隱含碳的比例34%比較接近，而出料加工貿易只占出口總額的0?004％［16］。進口商品用于中間使用后再出口的情況較普遍，而出口商品用于中間使用再進口回來的情況較少見，可以忽略這部分碳排放量。如果不考慮加工貿易，計算得到從國外凈轉移到中國的碳排放量為294.58 MtC，此計算結果雖然也反映出中國負擔國外碳排放量的情況，但不能從消費角度如實反映出中國進口隱含碳量，忽略了中國作為典型加工貿易國家重要的事實。
2.2 凈轉移隱含碳影響因素分解
根據式（7）－（13），應用LMDI方法對2005年國外凈轉移到中國的隱含碳量進行分析，比較三種情景下由完全碳排放系數反映的強度效應、進出口總額反映的規(guī)模效應和進出口行業(yè)份額反映的結構效應的影響，情景一為考慮加工貿易的情況，情景二為不考慮加工貿易的情況，情景三為不考慮強度效應的情況。三種情景的計算結果都顯示：強度和規(guī)模效應為正效應，結構效應為負效應（表2）。
表2 三種情景下對各種效應的貢獻
Tab.2 Contribute of effect factors in three scenarios
效應
Effect情景一
Scene 1情景二
Scene 2情景三
Scene 3（MtC）%（MtC）%（MtC）%[BHDG6mm,WK13.5mm,WK11.5mm。5，WKW〗規(guī)模效應216.175588.7530145.21155[BHDWG6mm]結構效應-56.35-14-76.80-26-51.37-55強度效應235.8460282.649600總效應395.66100294.5810093.84100[BG)F]注：情景一為考慮加工貿易的情況，情景二為不考慮加工貿易的情況，情景三不考慮強度效應的情況。
2.2.1 強度效應
不論是否考慮加工貿易，強度效應對凈轉移隱含碳貢獻率都是最大，貢獻率分別為60％和96％（見情景一、二）。如果忽略強度效應的影響，假設進出口都采用國外完全碳排放系數，計算得到2005年國外向中國凈轉移隱含碳為93.84 MtC，中國依然是隱含碳凈出口國，此時規(guī)模效應為主要貢獻因素，貢獻率為155％，結構效應仍為負效應，貢獻率為-55％（見情景三），可以說此時貿易順差是造成中國為國外負擔碳排放的主要原因。比較情景一和三，中國相對于國外的高碳排放強度加劇了碳轉移的效果，使得碳轉移量額外多出301.82 MtC，占凈轉移量的76％，強度效應對凈轉移隱含碳的貢獻大于規(guī)模效應，如果中國繼續(xù)維持高碳排放強度，即使出現(xiàn)貿易逆差，仍可能發(fā)生隱含碳向中國的凈轉移。中國出口商品主要流向美國、歐盟、日本和中國香港這些發(fā)達國家和地區(qū)，2005年這些地區(qū)出口額占總出口額的69％，其中出口到香港的商品大部分也會轉口至發(fā)達國家和地區(qū)，強度效應對凈轉移隱含碳高貢獻率的結果進一步印證了國際貿易對環(huán)境的影響，發(fā)達國家一方面可以通過向發(fā)展中國家轉移污染產業(yè)來逃避本國嚴格的環(huán)境標準，另一方面也可以通過從發(fā)展中國家進口來避免本國的污染排放，由于發(fā)展中國家低效率的資源利用技術，從全球角度來看這樣單純的從發(fā)展中國家進口將有更大的負面影響。
2.2.2 規(guī)模效應
這里的規(guī)模效應不僅體現(xiàn)了貿易順差的貢獻，還體現(xiàn)著加工貿易的影響，情景一計算的395.66 MtC凈轉移隱含碳中，有101.08 MtC凈轉移隱含碳是加工貿易的影響。如果考慮加工貿易，規(guī)模效應的貢獻率僅次于強度效應，為55％（情景一）；如果不考慮加工貿易的影響，進口隱含碳將增加101.08 MtC，扣除掉進口隱含碳，凈轉移量將降至294.58 MtC，LMDI方法分析結果顯示此時規(guī)模效應的相對貢獻率顯著下降至30％，而其他效應的貢獻率相對增加，強度效應的相對正貢獻率從60％增加至96％，結構效應的相對負貢獻率也從14％增加到26％（情景二）。
2.2.3 結構效應
在三種情景分析下，結構效應都為負效應。即使不考慮強度效應，結構效應的負貢獻也抵消了一部分貿易順差帶來的正貢獻，且貢獻率為最小。為剖析其原因，本文針對2005年進出口行業(yè)數據，從以下兩個方面進行分析。
?。?）比較主要進出口行業(yè)完全碳排放系數（不考慮國內外能源結構和技術差異，僅比較完全碳排放系數的行業(yè)差異，以國內碳排放水平為基準）。中國2005年出口份額位于前五位的行業(yè)依次為：通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)，紡織業(yè)，化學工業(yè)，服裝皮革羽絨及其制品業(yè)，批發(fā)零售業(yè)。此五類行業(yè)累積份額占總出口額的50％。其中除化學工業(yè)外，其他主要出口行業(yè)的完全碳排放系數在0.43-0.72噸/萬元范圍內,以份額為權重計算全部出口行業(yè)加權平均完全碳排放系數為0.87噸/萬元；進口份額位于前五位的行業(yè)依次為通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)，化學工業(yè)，通用專用設備制造業(yè)，儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，此五類行業(yè)累積份額占總進口額的58％，完全碳排放系數在0.55-3.63噸/萬元范圍內，以份額為權重計算全部進口行業(yè)加權平均完全碳排放系數為1.11噸/萬元（表3）。如果僅從行業(yè)尺度來看，2005年的數據顯示在國際產業(yè)分工中，中國出口行業(yè)加權平均碳排放強度小于進口行業(yè)，大部分主要出口行業(yè)不是高碳排放行業(yè)，而進口行業(yè)中高碳排放行業(yè)份額反而較大。
?。?）比較主要凈進口和凈出口行業(yè)完全碳排放系數。進口額大于出口額的前五位行業(yè)依次為：石油加工業(yè)、金屬礦采選業(yè)、化學工業(yè)、通用、專用設備制造業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)，都是高碳排放行業(yè)，完全碳排放系數在1?08-3?63噸/萬元范圍內，而出口額大于進口額的前五位行業(yè)依次為：批發(fā)和零售貿易業(yè)、紡織業(yè)、服裝業(yè)、電子設備制造業(yè)、金屬制品業(yè)，大部分屬于碳排放相對較低行業(yè)，完全碳排放系數在0.43-1.34噸/萬元范圍內（表4）。此結果更顯著表明凈進口行業(yè)以高碳排放行業(yè)為主，凈出口行業(yè)以低碳排放行業(yè)為主。
綜上所述，主要進口和凈進口行業(yè)的平均完全碳排放系數大于主要出口和凈出口行業(yè)，如果沒有規(guī)模和強度效應影響，只有結構效應時，中國出口的隱含碳可能會低于進口。因而當隱含碳轉移處于凈出口狀態(tài)時，結構效應會呈現(xiàn)負貢獻。凈進口行業(yè)中以石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)這種能源行業(yè)的凈進口居首位，這些能源行業(yè)的進口中的一部分同樣也是用于生產出口商品所用。
工業(yè)2.28金屬制品業(yè)1.34[BG)F]3 結論與討論
本文利用2005年的中國投入產出表進出口商品與服務的分行業(yè)數據，應用投入產出模型，估算了去掉加工貿易的影響后的中國隱含碳量凈轉移量，并應用LMDI方法對其影響因素進行了定量分析，中國相比國外的高碳排放強度是造成目前碳轉移額外增加的主要因素，其次是貿易順差和加工貿易的影響，進出口結構效應為負貢獻。目前形成的國際分工格局是比較優(yōu)勢理論長期作用的結果，中國主要出口行業(yè)是低、中碳排放強度的行業(yè)，而進口行業(yè)卻主要由高碳排放強度行業(yè)構成。此結論可以對碳轉移排放的相關政策的制定提供科學依據。但不可否認的是貿易順差對中國經濟發(fā)展巨大的促進作用，需要進一步研究在不影響我國經濟發(fā)展的前提下如何通過調整貿易結構和提高行業(yè)能源利用效率，達到減少轉移排放的目的。
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關鍵詞 國際貿易；貿易隱含碳；投入產出模型；對數平均D氏指數法
在后京都議定書時代，碳轉移問題正在日益引起重視。對于碳排放向中國的轉移也已有一些估算結果，結論都指向這樣一個事實，即從消費的角度中國為發(fā)達國家承擔了碳排放的責任［1-7］。但目前的研究對中國貿易隱含碳凈轉移量的影響因素缺乏定量分析，本文以中國2005年的對外貿易及投入產出數據為例，從生產和消費兩個角度對比分析中國的全球碳排放量，分解出真實進口隱含碳，將能源因素分解中常用的對數平均D氏指數法（logarithmic mean divisia index，簡記為LMDI）應用于同一時間截面的進出口隱含碳分析，對影響隱含碳凈轉移量的進出口規(guī)模、行業(yè)結構和碳排放強度進行定量研究，分析造成碳排放凈轉移的主要原因，為后京都時代減排方案和中國相關政策的制定提供科學依據。
1 研究方法與數據
1.1 研究方法
1.1.1 凈轉移隱含碳的計算方法
參考一般形式的環(huán)境投入產出模型［8］，可以得到基本的隱含碳投入產出模型。
F=Ω(I-A)-1Y（1）
其中：F為總的隱含碳，Ω為單位總產出的隱含碳，Y為最終使用矩陣，A為直接消耗系數矩陣，（I－A）-1為單位最終使用需要的總產出。令B＝Ω（I－A）-1，則B即為單位最終使用的完全碳排放系數，包括了直接或間接的碳排放。基本的隱含碳投入產出模型適用于封閉的經濟系統(tǒng)，一個國家的總產出只是為本國的最終使用服務。
在開放的經濟系統(tǒng)中，一個國家的總產出不僅為本國的最終使用服務，還用于其他國家的中間使用和最終使用。直接消耗系數矩陣A應分解為國產商品的直接消耗系數矩陣Ad和進口商品的直接消耗矩陣Am，分別表示中間使用中的國產投入和進口投入與總投入的比值，且A=Ad+Am［8］。
目前計算國家的全球隱含碳排放量方法主要分為兩類，一類是從生產角度計算國家的碳排放量，即為國內和國外生產商品所排放的碳量，另一類是從消費角度計算國家的碳排放量，即消費商品由國內和國外提供所排放的碳量［9］。中國的全球碳排放量從生產和消費角度可分別表示為：
Fp=Fd+Fe（2）
Fc=Fd+Fm（3）
其中：Fp和Fc分別為生產和消費隱含碳，F(xiàn)d為國內生產供國內消費商品的隱含碳，F(xiàn)e為出口隱含碳，F(xiàn)m為進口隱含碳，這些變量可根據公式（1）求得。
結合式（2）和（3）得到：凈轉移量為出口與進口隱含碳差值，即為中國生產與消費碳排放的差值，推導公式為：
ΔF=Fp-Fc=Fe-Fm（4）
如果生產隱含碳大于消費隱含碳，即出口隱含碳大于進口，說明該國家是隱含碳的凈出口國，為其他國家承擔了碳排放的責任；如果消費隱含碳大于生產隱含碳，則為隱含碳的凈進口國，表明中國為滿足國內需要國外的碳排放。
1.1.2 隱含碳凈轉移的影響因素分解
對數平均D氏指數法（LMDI）經常用于對能源的因素分解，可以將能源的變化量分為規(guī)模效應、結構效應和強度效應，并定量計算各種效應的貢獻率［10］。根據LMDI方法的特點，應用LMDI方法可以對出口與進口的隱含碳差值進行分解，計算規(guī)模效應（進出口總額的影響）、結構效應（各個行業(yè)進出口份額的影響）和強度效應（國內外完全碳排放系數的影響）的貢獻率。中國出口（Fe）和進口（Fm）的隱含碳排放可分別分解為：
?Fe=∑[DD(]ni=1[DD)]E•[SX(]e?iE[SX)]•[SX(]fe?ie?i[SX)]=∑[DD(]ni=1[DD)]E•Se?i•Ie?i（5）
Fm=∑[DD(]ni=1[DD)]M•[SX(]m?iM[SX)]•[SX(]fm?im?i[SX)]=∑[DD(]ni=1[DD)]M•Sm?i•Im?i（6）
?其中：e?i和m?i分別表示第i個行業(yè)出口額和進口額；fe?i和fm?i分別表示第i個行業(yè)出口和進口的隱含碳；Se?i和Sm?i分別表示第i個行業(yè)出口和進口的份額（對于有些行業(yè)進出口份額為0，此時以10-10-10-20這樣足夠小的數值取代0，可以得到正常的分解結果［11］）；Ie?i和Im?i分別表示第i個行業(yè)出口商品的完全碳排放系數（Bd）與進口商品的完全碳排放系數（Bf），Bd=(Ie?i)??n×1，Bf=(I?m?i)??n×1.
則根據LMDI方法，中國隱含碳的凈轉移量可表達為：
ΔF=ΔF??size+ΔF??str+ΔF??int（7）
?ΔF??size=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(E/M)（8）
ΔF??str=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(Se?i/Sm?i)（9）
ΔF??int=∑[DD(]ni=1[DD)]L(fe?i,fm?i)•ln(Ie?i/Im?i)（10）
?L(a,b)=a-blna-lnb,a≠b
a ,a=b（11）
其中：ΔF??size為規(guī)模效應，ΔF??str為結構效應，ΔF??int為強度效應。
王媛等：基于LMDI方法的中國國際貿易隱含碳分解中國人口•資源與環(huán)境 2011年 第2期1.2 數據來源與處理
?。?）投入產出表的處理。行業(yè)間投入產出關系來源于2005年全國42行業(yè)的投入產出表。目前中國沒有公布進口非競爭型的投入產出表，沒有分出進口商品用于中間使用的量，本文擬按照簡化計算的非競爭型投入產出表計算，即認為進口商品等比例用于中間使用和最終使用［12］，計算公式如下：
Am=[SX(]MX+M-E[SX)]A（12）
Ym=[SX(]MX+M-E[SX)]Y（13）
其中：Y?m為進口商品用于最終使用部分，E為出口商品額；M為進口商品額。其他變量含義見上文。
應用非競爭型投入產出表需要考慮進口商品用于中間使用后的去向。中國是典型的加工貿易國家，在計算中特別需要考慮對外加工貿易的影響。除一般加工貿易之外，能源的進口有一部分同樣也是用于生產出口商品所用，中國不是其最終消費國，也應從進口中去掉。而目前并沒有相應的統(tǒng)計數據，擬通過對非競爭型投入產出表分解得到，分解過程如下：
?、龠M口商品總量等于進口商品用于中間使用(AmXd)和最終使用之(Ym)和，即：
M=AmXd+Ym（14）
其中：Xd為國內總產出Xd（提供國內最終使用和國外使用），可以表達為：
Xd=(I-Ad)-1(Yd+E)（15）
則中間使用(AmXd)可以表示為：
AmXd=Am(I-Ad)-1(Yd+E)（16）
②式（16）中用于出口的進口商品中間投入部分可以分解為Am(I-Ad)-1E，即進口用于出口部分，此部分進口隱含碳部分(Fme)可以表示為：
Fme=BfAm(I-Ad)-1E（17）
其中：Bf為國外單位最終使用的完全碳排放系數。
?、蹚南M角度看式（17）計算的為出口而進口的隱含碳應從進口隱含碳總量中去掉，則實際消費的真實進口隱含碳（Fmd）為：
Fmd=Fm-Fme（18）
?。?）單位總產出的直接碳排放量的來源。由以下步驟得到：①依據《中國統(tǒng)計年鑒》中各行業(yè)化石能源消費量［13］與單位化石能源碳排放量［14］之積得到中國各行業(yè)碳排放量；②將各行業(yè)碳排放量除以各行業(yè)總產出得到分行業(yè)的單位總產出的直接碳排放量。
（3）中國主要貿易國的行業(yè)貿易額的處理。投入產出表中商品進出口構成數據直接來源于海關統(tǒng)計資料，而服務進出口數據主要依據國際收支平衡表及其有關資料加工計算，為避免行業(yè)合并的偏差，本文沒有對投入產出表行業(yè)與海關編碼類別進行合并，直接采用投入產出表中的行業(yè)進出口數據，認為進出口各國的行業(yè)貿易份額與總貿易份額相同。
?。?）國外完全碳排放系數的處理。特別是考慮進口部分的碳排放時涉及數據量巨大，為了在簡化計算的同時體現(xiàn)各國完全碳排放系數的差別，以中國的各行業(yè)完全碳排放系數為基準，計算主要的進口原產國與中國平均碳排放強度的比值C（表2），并以此比值與國內各行業(yè)完全碳排放系數之積作為各國相應行業(yè)的完全碳排放系數，即：
Bf=C•Bd（19）
其中：Bd為單位最終使用的完全碳排放系數。以各個國家的進口份額為權重，對主要的進口原產國與中國平均碳排放強度的比值進行加權平均，還可以得到統(tǒng)一的進口商品的完全排放系數，用于LMDI的強度效應分析。
2 結果分析
2.1 凈轉移隱含碳估算
根據式（12）－（18）對2005年競爭型投入產出表進行處理，得到從消費角度考慮的真實進口隱含碳，再應用到公式（1）－（4）計算，得到如下結果（圖1）：
圖1 各部分隱含碳估算
Fig.1 Carbon emissions embodied in every part
（1）從生產角度計算的2005年中國全球碳排放為?1 787.33 MtC，其中為國內生產最終使用的商品和服務的隱含碳為?1 192.91 MtC，占碳排放總量的67％，為國外生產即出口商品和服務的隱含碳為?594.42 MtC，占碳排放總量的33％。從消費角度計算的中國全球碳排放為?1 391.65 MtC，其中消費國內商品和服務隱含碳量的比例為86％，消費國外商品和服務隱含碳量的比例為14％。中國因生產排放碳量遠大于其消費需要排放的碳量，通過國際貿易從國外凈轉移到中國的隱含碳為?395?66 MtC。中國因國際貿易負擔了國外的碳排放量，這一研究結果與其他研究者類似。
?。?）中國2005年進口隱含碳總量為299.82 MtC，其中供中國消費的隱含碳為198.74 MtC，占總進口隱含碳的比例為66％，供出口而進口的隱含碳為101.08 MtC，占總進?
表1 2005年主要進口國家碳排放強度與進口份額
Tab.1 Carbon intensity of the main importing countries
and the import share in 2005
國家/
地區(qū)基于購買力的
碳排放強度［15］
(噸二氧化碳/
千美元)比值
（相對中國）進口
份額%[BHDG4.65mm,WK22mmZQ0,WK30mm,WK15mm,WKW]美國0.550.488.04[BHDW]日本0.360.3216.60中國香港0.380.332.02韓國0.670.5912.70中國臺灣0.550.4912.35德國0.390.345.08英國0.320.280.91新加坡0.830.742.73馬來西亞0.590.523.32俄羅斯1.131.002.63荷蘭0.540.480.48澳大利亞0.680.612.68泰國0.610.542.31法國0.240.221.49加拿大0.610.541.24印度0.550.491.61意大利0.340.301.15菲律賓0.350.312.13印尼0.520.461.40沙特阿拉伯0.930.822.02巴西0.270.241.65西班牙0.380.340.34比利時0.510.450.66阿拉伯聯(lián)合酋長國1.191.050.34伊朗0.870.771.12越南0.520.460.42墨西哥0.350.310.37南非1.731.530.57智利0.400.350.83安哥拉0.410.361.09中亞國家1.731.530.56西亞國家0.900.801.65其他國家[BHDWG5mm,WK22mm,WK30mm,WK15mm,WKW]其他歐洲國家0.460.413.20其他亞洲國家0.410.360.58其他非洲國家0.290.261.83其他美洲國家0.690.611.59其他大洋洲國家0.530.470.30[BHDWG5mm,WK22mmZQ0,WK30mm,WK15mm,WKW]中國1.131.00-[BHDWG6mm,WK50mmZQ,WKW]國外相對中國碳排放強度加權平均值0.49[BG)F]
口隱含碳的比例為34％，從消費角度看有三分之一的進口商品和服務并不是滿足中國國內消費，而是用于生產出口產品供國外消費。根據國家統(tǒng)計局貿易外經統(tǒng)計司統(tǒng)計數據，中國2005年進料加工貿易額占進口總額31％，此比例與供出口而進口的隱含碳占總進口隱含碳的比例34%比較接近，而出料加工貿易只占出口總額的0?004％［16］。進口商品用于中間使用后再出口的情況較普遍，而出口商品用于中間使用再進口回來的情況較少見，可以忽略這部分碳排放量。如果不考慮加工貿易，計算得到從國外凈轉移到中國的碳排放量為294.58 MtC，此計算結果雖然也反映出中國負擔國外碳排放量的情況，但不能從消費角度如實反映出中國進口隱含碳量，忽略了中國作為典型加工貿易國家重要的事實。
2.2 凈轉移隱含碳影響因素分解
根據式（7）－（13），應用LMDI方法對2005年國外凈轉移到中國的隱含碳量進行分析，比較三種情景下由完全碳排放系數反映的強度效應、進出口總額反映的規(guī)模效應和進出口行業(yè)份額反映的結構效應的影響，情景一為考慮加工貿易的情況，情景二為不考慮加工貿易的情況，情景三為不考慮強度效應的情況。三種情景的計算結果都顯示：強度和規(guī)模效應為正效應，結構效應為負效應（表2）。
表2 三種情景下對各種效應的貢獻
Tab.2 Contribute of effect factors in three scenarios
效應
Effect情景一
Scene 1情景二
Scene 2情景三
Scene 3（MtC）%（MtC）%（MtC）%[BHDG6mm,WK13.5mm,WK11.5mm。5，WKW〗規(guī)模效應216.175588.7530145.21155[BHDWG6mm]結構效應-56.35-14-76.80-26-51.37-55強度效應235.8460282.649600總效應395.66100294.5810093.84100[BG)F]注：情景一為考慮加工貿易的情況，情景二為不考慮加工貿易的情況，情景三不考慮強度效應的情況。
2.2.1 強度效應
不論是否考慮加工貿易，強度效應對凈轉移隱含碳貢獻率都是最大，貢獻率分別為60％和96％（見情景一、二）。如果忽略強度效應的影響，假設進出口都采用國外完全碳排放系數，計算得到2005年國外向中國凈轉移隱含碳為93.84 MtC，中國依然是隱含碳凈出口國，此時規(guī)模效應為主要貢獻因素，貢獻率為155％，結構效應仍為負效應，貢獻率為-55％（見情景三），可以說此時貿易順差是造成中國為國外負擔碳排放的主要原因。比較情景一和三，中國相對于國外的高碳排放強度加劇了碳轉移的效果，使得碳轉移量額外多出301.82 MtC，占凈轉移量的76％，強度效應對凈轉移隱含碳的貢獻大于規(guī)模效應，如果中國繼續(xù)維持高碳排放強度，即使出現(xiàn)貿易逆差，仍可能發(fā)生隱含碳向中國的凈轉移。中國出口商品主要流向美國、歐盟、日本和中國香港這些發(fā)達國家和地區(qū)，2005年這些地區(qū)出口額占總出口額的69％，其中出口到香港的商品大部分也會轉口至發(fā)達國家和地區(qū)，強度效應對凈轉移隱含碳高貢獻率的結果進一步印證了國際貿易對環(huán)境的影響，發(fā)達國家一方面可以通過向發(fā)展中國家轉移污染產業(yè)來逃避本國嚴格的環(huán)境標準，另一方面也可以通過從發(fā)展中國家進口來避免本國的污染排放，由于發(fā)展中國家低效率的資源利用技術，從全球角度來看這樣單純的從發(fā)展中國家進口將有更大的負面影響。
2.2.2 規(guī)模效應
這里的規(guī)模效應不僅體現(xiàn)了貿易順差的貢獻，還體現(xiàn)著加工貿易的影響，情景一計算的395.66 MtC凈轉移隱含碳中，有101.08 MtC凈轉移隱含碳是加工貿易的影響。如果考慮加工貿易，規(guī)模效應的貢獻率僅次于強度效應，為55％（情景一）；如果不考慮加工貿易的影響，進口隱含碳將增加101.08 MtC，扣除掉進口隱含碳，凈轉移量將降至294.58 MtC，LMDI方法分析結果顯示此時規(guī)模效應的相對貢獻率顯著下降至30％，而其他效應的貢獻率相對增加，強度效應的相對正貢獻率從60％增加至96％，結構效應的相對負貢獻率也從14％增加到26％（情景二）。
2.2.3 結構效應
在三種情景分析下，結構效應都為負效應。即使不考慮強度效應，結構效應的負貢獻也抵消了一部分貿易順差帶來的正貢獻，且貢獻率為最小。為剖析其原因，本文針對2005年進出口行業(yè)數據，從以下兩個方面進行分析。
?。?）比較主要進出口行業(yè)完全碳排放系數（不考慮國內外能源結構和技術差異，僅比較完全碳排放系數的行業(yè)差異，以國內碳排放水平為基準）。中國2005年出口份額位于前五位的行業(yè)依次為：通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)，紡織業(yè)，化學工業(yè)，服裝皮革羽絨及其制品業(yè)，批發(fā)零售業(yè)。此五類行業(yè)累積份額占總出口額的50％。其中除化學工業(yè)外，其他主要出口行業(yè)的完全碳排放系數在0.43-0.72噸/萬元范圍內,以份額為權重計算全部出口行業(yè)加權平均完全碳排放系數為0.87噸/萬元；進口份額位于前五位的行業(yè)依次為通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)，化學工業(yè)，通用專用設備制造業(yè)，儀器儀表及文化辦公用機械制造業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，此五類行業(yè)累積份額占總進口額的58％，完全碳排放系數在0.55-3.63噸/萬元范圍內，以份額為權重計算全部進口行業(yè)加權平均完全碳排放系數為1.11噸/萬元（表3）。如果僅從行業(yè)尺度來看，2005年的數據顯示在國際產業(yè)分工中，中國出口行業(yè)加權平均碳排放強度小于進口行業(yè)，大部分主要出口行業(yè)不是高碳排放行業(yè)，而進口行業(yè)中高碳排放行業(yè)份額反而較大。
?。?）比較主要凈進口和凈出口行業(yè)完全碳排放系數。進口額大于出口額的前五位行業(yè)依次為：石油加工業(yè)、金屬礦采選業(yè)、化學工業(yè)、通用、專用設備制造業(yè)、金屬冶煉及壓延加工業(yè)，都是高碳排放行業(yè)，完全碳排放系數在1?08-3?63噸/萬元范圍內，而出口額大于進口額的前五位行業(yè)依次為：批發(fā)和零售貿易業(yè)、紡織業(yè)、服裝業(yè)、電子設備制造業(yè)、金屬制品業(yè)，大部分屬于碳排放相對較低行業(yè)，完全碳排放系數在0.43-1.34噸/萬元范圍內（表4）。此結果更顯著表明凈進口行業(yè)以高碳排放行業(yè)為主，凈出口行業(yè)以低碳排放行業(yè)為主。
綜上所述，主要進口和凈進口行業(yè)的平均完全碳排放系數大于主要出口和凈出口行業(yè)，如果沒有規(guī)模和強度效應影響，只有結構效應時，中國出口的隱含碳可能會低于進口。因而當隱含碳轉移處于凈出口狀態(tài)時，結構效應會呈現(xiàn)負貢獻。凈進口行業(yè)中以石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)這種能源行業(yè)的凈進口居首位，這些能源行業(yè)的進口中的一部分同樣也是用于生產出口商品所用。
工業(yè)2.28金屬制品業(yè)1.34[BG)F]3 結論與討論
本文利用2005年的中國投入產出表進出口商品與服務的分行業(yè)數據，應用投入產出模型，估算了去掉加工貿易的影響后的中國隱含碳量凈轉移量，并應用LMDI方法對其影響因素進行了定量分析，中國相比國外的高碳排放強度是造成目前碳轉移額外增加的主要因素，其次是貿易順差和加工貿易的影響，進出口結構效應為負貢獻。目前形成的國際分工格局是比較優(yōu)勢理論長期作用的結果，中國主要出口行業(yè)是低、中碳排放強度的行業(yè)，而進口行業(yè)卻主要由高碳排放強度行業(yè)構成。此結論可以對碳轉移排放的相關政策的制定提供科學依據。但不可否認的是貿易順差對中國經濟發(fā)展巨大的促進作用，需要進一步研究在不影響我國經濟發(fā)展的前提下如何通過調整貿易結構和提高行業(yè)能源利用效率，達到減少轉移排放的目的。
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