時間:2023-03-22 17:45:33
引言:易發表網憑借豐富的文秘實踐,為您精心挑選了九篇碳排放論文范例。如需獲取更多原創內容,可隨時聯系我們的客服老師。
對于國外碳排放審計的現狀主要基于審計主體、審計標準、審計方法、審計報告等方面逐次進行說明。
(一)審計主體
目前碳排放審計的主體主要有兩大類:一是專門從事審計與鑒證業務的組織,即會計師事務所,除了國際四大之外,均富國際等會計師事務所也有參與;另一類是由環境工程專家構成的咨詢、評價機構,如知名的法國國際檢驗局、英國勞氏質量認證公司、環境資源管理集團等。兩大審計主體均屬于獨立的第三方,經過其審計的碳排放信息質量有保證,更易獲得他人的信賴。兩大主體優勢互補,會計師事務所具有扎實的審計功底與強大的審計隊伍,而咨詢公司在環境專業知識方面見長。根據WendyGreen(2013)對2006年至2008年來自43個國家的3008個公司的碳排放信息披露進行研究發現,當鑒證對象僅包括碳排放信息時,傾向于由咨詢公司進行鑒證。當鑒證的對象延伸到可持續發展外的更廣泛領域時,由會計師事務所提供審計的居多。
(二)審計標準
國外進行碳排放審計時所依據的審驗標準有:在國際層面,有審計職業界,如國際審計與鑒證準則委員會(IAASB)的ISAE3000標準,其他組織,如世界可持續發展工商理事會(WBCSD)和世界資源研究所(WRI)2004年制定的溫室氣體議定書及國家化標準組織(ISO)于2006年制定的ISO14064-1、ISO14064-3等。在國家層面,美國會計師學會和加拿大特許會計師公會于2003年紛紛制定了關于溫室氣體排放信息認證的審計準則。盡管審計標準種類繁多,然而與成熟的財務審計不同,碳排放信息鑒證仍缺乏具體的、可操作的國際性指南。因此IAASB在2007年批準了一個旨在制定碳排放披露鑒證準則的項目,并于2008年在悉尼、墨爾本、多倫多、布魯塞爾召開的四次圓桌會議中有來自不同背景的人員(會計人員、政府監管者、公司代表、學術界成員等)對構建準則中的難題進行集中討論。
(三)審計方法
傳統的財務審計方法如檢查、觀察、詢問、分析程序等在碳排放審計中仍然可用。根據美國和歐盟的排放實踐,在進行現場審計時,需要審查被審計單位的監測計劃數據、歷史排放數據等,現場檢查監測設備的維護狀況以及與相關工作人員面談等,必要時運用專業技術和設備對檢測系統進行獨立的成效檢驗。基于獲取的信息進行策略分析、程序分析以及風險分析,加強關注錯誤高發源和其他可能導致錯誤的監測和報告程序,重視經營者為降低不確定性采取的所有有效的控制風險的方式。除此之外,大量的數據處理與驗證必須允許操作的交易程序建立在信息技術系統之上。在碳排放報告與審計中使用信息技術有助于增強數據的準確性,提高審計速度,增強數據的分析以及可比性。美國是將信息技術成功運用的典范,環保局(EPA)要求污染物的報告應以標準化的電子格式(EDR)報告。當排放數據以標準化的電子格式報告時,可通過數據檢查軟件進行質量保證和質量控制檢查,并結合風險評估程序有針對性的投入審計資源,減少或避免錯誤,審計質量得到保證的同時提高審計效率。(四)審計報告碳排放審計的最終成果以審計報告的形式呈現。報告應明確所有完成的相關工作,并對有關排放信息表述是否恰當做出評價。傳統財務審計一般提供的是合理保證,而在碳排放審計中審計人員可基于工作的努力程度和報告具體的要求有選擇的提供合理、有限保證,甚至是高水平的保證。目前大部分的碳排放信息審計報告仍然作為可持續發展報告的一部分,但隨著社會環保意識的增強,獨立碳排放審計鑒證準則的建立,單獨披露碳排放審計報告是發展趨勢。
二、國外碳排放審計的效果分析
(一)研究假設
對碳排放信息進行審計、評價意味著企業注重碳管理,屬于Sinkin(2008)所指的生態效益企業。相對而言生態效益企業能否擁有更高的市場價值,Sinkin(2008)選取2003年431家財富500強企業對此進行實證研究,結果發現企業采取具有生態效益的策略可以降低成本,提高利潤,擁有較高的股票價格;Jacobs(2010)則選取340家美國公司作為樣本,通過事件研究方法證明,經過ISO14001認證的公告會引起市場較強的正反應,與Sinkin(2008)結果類似。可見,經過認證的環境信息可以在一定程度上提升企業價值,而碳排放審計作為對碳排放信息的鑒證、評價,屬于環境認證的子部分,是否有此效果,本文對此加以驗證。由此,本文提出以下假設:經過碳排放審計的企業擁有更高的企業價值。
(二)樣本數據與模型設定
本文樣本來源于碳信息披露項目(CDP)。CDP是由英國倫敦機構投資者自發形成的,旨在向投資者披露有關氣候變暖所引起的重大風險與機會的信息,試圖在投資者和企業之間搭建起一個以高質量的信息披露為基礎的對話平臺,為廣大投資者提供至關重要的碳排放信息和數據。目前CDP已擴展到20個國家和地區,成為國際碳披露的基本模式。而我國企業自2008年受邀參與CDP問卷調查,成為參與比例最低的幾個國家之一,即使在2012年100家受邀企業中,回復問卷的企業也僅有23家,未回復但提供相關信息的企業有1家,尚未披露任何關于碳排放審計的信息。鑒于國內數據的不可獲得性,本文以入選2011-2012CDPS&P500的企業作為研究對象。由于CDP屬于自愿性披露項目,最終參與CDP問卷調查并予以公開的企業2011年有295家,2012年298家,即可獲取的觀察值有593個。其中2011、2012年經過審計的分別有79家(26.78%)、179家(60.01%),開展碳排放審計的企業數量逐年增加。對碳信息披露是否經過審計(Audit)采用虛擬變量定義,是為1,否為0。結合已有的研究,本文的企業價值采用托賓Q值(TobinQ)來衡量,并選擇企業規模、財務杠桿、收入增長率、盈利能力作為控制變量,構建如下模型,模型中的定義變量見上頁表1,變量的描述性統計見上頁表2,各變量的標準差較小,沒有表現出太大的差異性,處于正常的變動。TobinQ=β0+β1Audit+β2SIZE+β3Lev+β4Growth+β5Roa+ε
(三)變量的相關性檢驗
TobinQ與Audit之間的Pearson相關系數為0.018,p值為0.664,意味著簡單的兩者之間線性相關未能通過顯著性檢驗。根據偏相關系數檢驗結果(表4),在控制了企業規模、財務杠桿、盈利能力、企業發展狀況之后,TobinQ與Audit之間的偏相關系數為0.114,p值為0.006,在1%的水平上顯著,即通過顯著性檢驗。通過變量的相關性檢驗,初步說明碳排放審計可影響企業價值。(四)回歸分析由表5的多變量回歸結果表可得,TobinQ與Audit的系數為0.2241,且在1%的水平上顯著。除此之外,企業規模、盈利能力與企業發展狀況顯著影響企業價值。這一結果充分印證了相關性檢驗的結論,即在控制企業規模、盈利能力、財務杠桿與企業發展狀況下,碳排放審計可以提升企業價值,假設得到驗證。
三、結論及啟示
(一)基于信息熵的行業碳排放配額分配模型信息熵可以客觀衡量系統均衡性,避免人為偏好影響,近年來,信息熵被廣泛應用于社會工程經濟領域的系統評價和決策中。根據歷史文獻閱讀和工業企業碳排放現狀分析,總結工業企業碳排放的影響因素主要有經濟水平、能源結構、能源強度和碳排放強度等。鑒于企業碳排放量的分配要考慮企業歷史責任、發展要求、減排能力、減排潛力和減排效率,本文選取歷史排放量、工業產值、能源結構、能源強度和碳排放強度5個指標。本文以T0年為碳排放量分配基準年,以T年為碳排放量分配目標年,根據“定總量、算減量、確定分配量”的思路,以歷史沿襲法為基礎,確定分配年各行業碳排放總量,在減排總量分配中體現各行業異質性和分配公平有效性。具體建模步驟如下:1.建立原始評價矩陣本文將m個工業行業設為待評價的對象,將歷史排放量、工業產值、能源結構、能源強度和碳排放強度5個影響因素設為評價指標,每個對象對應這5個評價指標。2.原始矩陣歸一化處理由于各個指標的含義和量綱不一,不能直接進行比較,需要進行歸一化處理。不同性質的指標歸一化處理方式不一,鑒于本文采用的減排分配量評價指標都是效益型指標,故進行統一歸一化處理。各指標內涵和歸一化處理如表1所示。
(二)基于波爾茲曼熵的企業碳排放配額分配模型在區域碳排放量分配給區域內各行業后,將行業碳排放總量分配給行業內各個企業是落實碳分配和碳減排目標的關鍵。本文基于波爾茲曼分布,將熵最大化的原理應用于同行業下各個企業之間碳排放量的分配。在這里,包含多個企業的單個減排工業行業類比于物質系統,單位分配碳排放量類比于物質顆粒,參與減排企業的歷史碳排放量和上報未來碳排放量幾何平均類比于物質單態。假設所有的單位碳排放量在同一個企業k內都產生相同的碳排放量,那么企業k的碳排放強度ek即類比于物質單態i的單態能量Ei。在這樣的類比下,分配給企業k的單位碳排放量的概率和跟企業k的歷史排放量和未來排放量成正比,跟企業k的碳排放強度成反比,既兼顧了歷史排放責任、未來發展需求,又鼓勵提高排放效率。
二、樣本選取與數據來源
昆山市張浦鎮位于上海、蘇州、昆山之間的黃金三角地帶,是“全國經濟百強縣”之首昆山市的經濟強鎮。改革開放以來,張浦鎮實施外向帶動戰略,先后成立了德國工業園、海峽兩岸食品產業園、N維空間文化產業園等特色園區,累計吸引了3400多家企業注冊落戶,形成了以加工制造業為主的工業城鎮。2012年,張浦鎮規模以上工業企業達到220家,其能源消耗占全部企業能源消耗的95%。通過對張浦鎮規模以上工業企業碳排放量進行定量分配,給予企業明確碳排放量約束,不但推進了碳交易市場的建立和工作的開展,也促進了張浦鎮“十二五”期間節能減排目標的實現。本文選取張浦鎮規模以上工業企業為樣本,考慮到張浦鎮自2012年才進行規模以上工業企業網上能耗統計,本文選取2012年和2013年規模以上工業企業歷史排放數據,分配2013年規模以上工業企業碳排放量。2012年張浦鎮規模以上工業企業220家,2013年增加至255家,選取張浦鎮2012—2013年不變的217家規模以上工業企業作為碳排放權分配企業。通過計算分析,2012—2013年期間,此217家工業企業在政府行政命令下減排11%,完全達到政府規劃要求,因此本文直接使用2013年規模以上企業實際排放量作為分配總量,同時也方便對比分析分配結果的滿意度。企業能耗和工業產值數據來源于張浦鎮經促局統計科提供的《2012年張浦鎮規模以上工業企業能耗明細》和《2013年張浦鎮規模以上工業企業能耗明細》;碳排放數據以各企業各類能源消費量為依據,根據各類能源發熱系數、排放系數和碳氧化率計算得到,相關系數取自《上海市溫室氣體排放核算與報告技術文件》推薦標準,各個分品種能源的碳排放系數如表2所示。
三、分配結果分析
(一)基于信息熵的行業碳排放配額分配結果分析本文基于信息熵理論,以2012年和2013年張浦鎮規模以上工業企業碳排放數據均值,計算各行業碳排放減排系數,進而對2013年張浦鎮規模以上工業行業碳排放總量進行分配。通過基于信息熵的行業碳排放分配模型公式的計算,可得各指標的信息熵值、信息量值和熵權重值,這3個參數是計算減排因子的基礎。具體減排影響因素指標參數計算值如表3所示。從各個影響因素指標的信息熵值來看,工業產值信息熵值最大,熵值為0.707,說明工業產值信息量較小,行業減排能力對碳總量減排作用較小;能源結構熵值最小,熵值0.470,說明能源結構信息量較大,原煤減少使用對碳總量減排作用較大。其他因素如歷史排放量、能源強度和排放強度在碳減排分配中影響越來越小。結合張浦鎮2013年規模以上工業碳分配總量,通過信息熵行業碳分配模型計算可得張浦鎮2013年規模以上工業各個行業碳排放配額。根據碳減排結果(圖1)顯示,各行業的碳減排量相對于2012年,各行業減排幅度從17.17%~0.02%不等,全行業碳減排量相對于基期2012年減排了11.01%,基本符合張浦鎮發展需求和節能減排形勢。如圖1所示,一方面,化學原料和化學制品制造業(行業26)分配到碳減排量16.81萬噸,減幅17.17%,對以煤為主的化工行業,施以嚴格的減排約束,有利于促進化工行業調整能源結構。其中,中鹽昆山有限公司耗能占總化工行業耗能96.5%,其“十二五”期間實施節能技改可以節能21.45%,所以化工行業的碳排放減排降幅符合了行業節能潛力,該減排量切實可行。另一方面,非金屬礦物制品業(行業30)分配到碳減排量8.40萬噸,降幅9.27%,這對碳排放強度較高的非金屬行業提出較高要求,督促企業節能減排,提高能源效率。其中,臺玻集團耗能占總行業耗能81.81%,其能源審計報告顯示臺玻集團“十二五”期間實施節能技改項目,可以節能8.98%,考慮到中鹽鍋爐項目實施,臺玻集團等企業將使用中鹽的鍋爐蒸汽,則臺玻集團可以進一步節能減排,所以非金屬礦物制品業碳排放降幅是合理且可行的。通過對比基于信息熵的碳排放總量行業分配和基于歷史排放的碳排放總量行業分配結果如圖2所示。以化工行業為例,若是基于歷史排放進行碳排放量分配,其可獲得87.118萬噸的分配量,多出5.207萬噸。這種情況下,雖然分配標準考慮到行業發展需求,但是分配存在不公平性,政府仿佛在變相鼓勵高排放企業進行碳排放,此碳分配量可能得不到其他企業認同;另外,企業獲得高排放權利,其節能減排動力不足,企業不會主動提高能源效率,行業碳排放強度難以下降,難以完成全行業的節能減排目標。基于信息熵的分配方法考慮了化工行業歷史責任和行業減排潛力,分配結果使化工行業的碳排放量更加合理。進一步通過對比基于信息熵的碳排放總量行業分配和基于按比例分配的碳排放總量行業分配減排占比,如圖3所示。經計算發現,按相同碳減排比例(本文的減排分配比例是11.01%)分配得到的各行業碳排放量和按歷史排放分配得到的分配量結果是一致的。在按等減排比例分配情況下,此分配標準沒有考慮各個行業的異質性,各個行業的減排能力和減排潛力是不一致的,對于能源效率低下的化工行業和能源效率相對較高的通信電子行業都采取一刀切的分配方法,是粗放不合適的。綜上,基于信息熵的碳排放量分配相對于基于歷史排放和基于等減排比例的分配更加公平有效,主要是由于信息熵方法基于行業異質性,客觀考慮了行業發展需求、減排能力和減排潛力,其分配結果更加符合實際。
(二)基于波爾茲曼熵的企業碳排放配額分配結果分析基于上述行業碳排放配額分配結果,通過玻爾茲曼熵,計算張浦鎮規模以上工業企業2013年碳排放量分配額。鑒于數據可得性,C0i使用企業2012年和2013年碳排放量的幾何平均;ei使用企業2013年碳排放強度,以體現企業最新排放效率,貼合企業實際需求和要求;β由2012年和2013年歷史碳排放量,通過最小二乘法模擬計算取得(即使Y值最小),各個行業β計模擬結果如表4所示。根據各行業的最優β值,進一步計算得出各個行業內企業的碳排放配額。根據各個行業內企業的碳排放量分配結果看出,各個企業獲得的碳排放分配量相對于基期2012年排放量,減排幅度不等,不僅由于行業異質性,也考慮行業內企業的發展需求和碳排放效率。對于化學原料和化學制品制造業(行業26),對該行業下15家企業碳排放量的分配中,通過最小二乘法的β模擬最優值為0。通過計算,如圖4所示,分配結果與歷史排放均值成正比,分配結果相對于企業2013年實際排放值和2012年歷史排放值比較沒有很大波動。此時β取值為0,企業分配到的碳排放配額基本滿足企業自身生產需要,企業之間碳交易成本最低。若適當提高β取值,可以進一步獎勵高排放效率企業,懲罰低排放效率企業,不過增加了本行業下企業的碳交易成本。本文此處β取值為0,中鹽公司雖然碳排放強度高,但是作為國營企業,已經進行節能改造,能源效率迅速提高,若減排后多出的碳排放配額,既可以用于進一步擴大生產,提高行業高效率產能占比,從而改善了行業的資源配置,提高了整個行業的碳排放效率;也可以通過碳交易市場出售給其他減排成本較高企業,獲得利潤,進一步改善生產結構。其他化學制品公司碳排放強度不高,在政府部分鼓勵和補貼下,可以積極申報政府節能技改項目,以進一步提高碳排放效率。對于橡膠和塑料制品業(行業29),在對該行業下16家企業碳排放量的分配中,通過最小二乘法的β模擬最優值為0.514。通過計算可得各個企業2013年碳排放配額,相對于企業2012年和2013年歷史排放幾何平均值,分配減排量比從-22.77%~13%不等,由圖5所示,在總量控制下,橡膠和塑料制品業下各企業分配到的減排比例和企業排放強度成正向關系,企業碳排放強度越高,企業分配得到減排量越大。此時的β取值,不僅使得企業碳交易成本最低,同時獎勵了高排放效率企業,懲罰了低排放效率企業。隨著β值取值越小于0.514,則企業分配到的碳排放量更接近歷史排放均值;隨著β值取值越大于0.514,企業因碳排放強度受到的懲罰和獎勵就更大。β取值0.514,企業間碳交易成本最小。分配到較少碳排放配額的企業需要通過提高能源效率,降低碳排放需求,或者通過碳交易市場購買碳排放配額;分配到較多碳排放配額的企業,可以通過碳交易出售給減排成本較高的企業,也可以自己儲備用來擴大優質生產力。例如,和進塑膠電子有限公司,2013年碳排放強度為0.686噸CO2/萬元,碳排放效率行業最低,分配獲得13%的碳排放減量;而賀升電子有限公司,2013年碳排放強度為0.016噸CO2/萬元,碳排放效率行業最高,分配獲得22.77%的碳排放增量。在此情況下,和進塑膠電子有限公司必須進行節能減排工程項目實施,提高碳排放效率,降低碳交易成本;而賀升電子有限公司則可以出售碳配額獲益。綜上,在同一個行業下使用基于玻爾茲曼熵的企業碳排放配額分配法,以最小交易成本為目標,考慮了企業未來發展需求,達到獎勵高排放效率企業,懲罰低排放效率企業,分配結果更易被企業接受,也推動了張浦鎮節能減排工作順利完成。
四、主要結論
各部門出口、總投入、總產出、直接消耗系數通過投入產出表計算獲得,并以2002年價格為基期,剔除2007年和2010年數據中的價格因素。各部門能源消耗量及能源出口由中國能源統計年鑒獲得。由于能源統計口徑和投入產出口徑不一致,將投入產出表中的42個部門調整為21個部門,并以投入產出表為基準,將能源統計年鑒中的部門作相應調整(見表2)。本文結合2002年、2007年中國地區投入產出表以及2010年中國投入產出表延長表和能源統計數據,直接計算出2002年、2007年及2010年共三年21個部門的直接碳排放系數和完全碳排放系數,進而計算出各部門的出口隱含碳,并分別對2002—2007年以及2007—2010年的隱含碳排放增長進行分解。借鑒姜茜等和鄭展鵬等的分類方法,結合具體貿易商品的要素密集特征,將主要出口商品分為四類,以便分析比較中國出口貿易結構與變動。分別為:①礦產品、動植物等自然資源密集型產品(1、2、3、4、5、6、9、10);②紡織以及服裝皮革等非熟練勞動密集型產品(7、8);③化學制品、機械、運輸設備等資本技術密集型產品(11、12、14、17);④電子、通信、精密儀器等人力資本密集型產品(13、15、16、18、19、20、21)。
2結果分析
2.1不同類型出口產品隱含碳排放強度
由表3可知,資本技術密集型和人力資本密集型產品的完全碳排放系數分居第一和第二,3個年份分別為6.65噸/萬元、4.53噸/萬元、3.60噸/萬元和2.31噸/萬元、1.83噸/萬元、1.31噸/萬元。其中,資本技術密集型產品的直接碳排放系數最高,其占完全碳排放系數比重分別為65.10%、61.94%、67.44%,這表明,生產過程中直接能源消耗排放的CO2較多。而人力資本密集型產品的間接碳排放系數較高,其占完全碳排放系數比重分別為71.84%、81.83%、79.66%,說明由于中間投入品比重較高而導致的間接能源消耗排放的CO2較多。值得注意的是,非熟練勞動密集型產品的間接碳排放系數最高,其占完全碳排放系數比重分別為80.09%、86.15%、84.79%。
2.2基于隱含碳角度的出口產品結構變化
對外貿易體現生產要素稟賦的特征及資源的配置效率,也在一定程度上體現了競爭優勢的部門分布。從四類商品出口隱含碳占出口隱含碳總量比重來看,人力資本密集型產品出口隱含碳位居第一位,其占出口隱含碳總量的份額較穩定,為46.0%左右。其次是資本技術密集型產品,其占出口隱含碳總量比重呈穩步增長趨勢。非熟練勞動密集型產品和自然資源密集型產品出口隱含碳所占份額呈逐步降低趨勢。出口隱含碳總量及所占份額雖然一定程度上能說明中國出口貿易結構現狀以及變化情況,但由于貿易隱含碳由規模效應、結構效應和技術效應共同決定,將導致出口隱含碳增長的因素進行分解,可以更清晰地看到出口結構的變化。從規模效應來看,2002—2007年和2007—2010年出口隱含碳規模效應均為正,表明四類產品的出口量均增長,但對比2002—2007年,2007—2010年增長幅度大大減少,很大原因在于2008年全球金融危機爆發,導致中國出口形勢惡化。其中,人力資本密集型產品的規模效應最大,其次是資本技術密集型產品,說明這兩類產品出口規模增長幅度較大,而非熟練勞動密集型產品和自然資源密集型產品出口規模增長較小。結構效應表示某類產品出口量比重的變動情況,其值為正,說明該類產品出口量占總出口量的比重增加,反之亦然。資本技術密集型和人力資本密集型產品出口量占出口總量的比重在增加,自然資源密集型和非熟練勞動密集型產品的出口比重減小,減小幅度基本持平(見表5)。從分解出來的規模效應和結構效應可清晰地看出,2002—2007年與2007—2010年期間,四類產品的出口量均在增長,但是,四類產品的出口份額呈兩極分化趨勢,即人力資本密集型與資本密集型產品的出口份額呈增長趨勢,而自然資源密集型與非熟練勞動密集型產品的出口份額呈下降趨勢。這說明,出口重心向碳排放強度較高的人力資本密集型產品以及資本密集型產品轉移。
2.3出口產品隱含碳排放強度下降的速率在加快
技術效應反映產品生產過程中完全碳排放系數的增大或減小的問題,技術效應為負表明生產中能源利用效率提高,單位產品耗碳量減少。從表5可以看到,2002—2007年與2007—2010年,四類產品的單位產品耗碳量均減少,說明生產技術不斷在改進。值得注意的是,盡管受2008年爆發的全球金融危機的影響,2007—2010年中國出口貿易增長額對比2002—2007年增長額大幅度減少,但是,四類產品的技術效應所帶來的出口隱含碳排放的減少幅度均大于2002—2007年,表明能源利用效率提高的速率在加快。其中,2002—2007年完全碳排放系數降低幅度最大的是資本技術密集型產品,其次是人力資本密集型產品,最小的是非熟練勞動密集型產品。2007—2010年完全碳排放系數降低幅度最大的是人力資本密集型產品,其次是資本密集型產品,最小的是自然資源密集型產品。從四類產品的完全碳排放系數進行分析,可以得出同樣的結論(見表3)。
2.4人力資本密集型產品中的加工貿易比重最大,其次是非熟練勞動密集型產品
一直以來,加工貿易是中國出口貿易的重要組成部分,所占份額較大。出口隱含碳計算式由兩部分組成,一部分是中間投入品與最終產品均在國內生產的出口品所含的隱含碳,另一部分是中間投入品為國外進口品,在國內進行加工生產再出口的產品的隱含碳,即R(I-Ad)-1Am(I-A)-1EX,其所占比重則反映各類出口產品中加工貿易的比重。由表4可知,人力資本密集型產品中的加工貿易比重最大,并呈增長趨勢(3個年份分別為29.44%、32.14%、26.91%),其次為非熟練勞動密集型產品中的加工貿易(2002、2007和2010年分別為15.27%、22.47%、19.75%)。這表明,在機械、電氣設備、紡織鞋帽等出口產品中,有相當一部分是“兩頭在外”的加工貿易,其因進口中間投入品,從而“節省”了大量的碳排放。但是,資本技術密集型產品中的加工貿易比重最小,而這類產品的完全碳排放系數最高(3個年份分別為6.65噸/萬元、4.53噸/萬元、3.60噸/萬元)。說明加工貿易集中在完全碳排放系數較低的部門,而化工、運輸設備等完全碳排放系數較高的出口產品在生產時的進口中間投入較少。相對人力資本密集型和非熟練勞動密集型產品,自然資源密集型和資本技術密集型產品在生產過程中的中間投入本來較少是原因之一。
3主要結論和幾點建議
3.1主要結論
(1)人力資本密集型和資本密集型產品的出口隱含碳排放強度較高。人力資本密集型產品間接消耗帶來的碳排放比重大,資本密集型產品直接碳排放系數較高。(2)出口重心向人力資本密集型產品和資本密集型產品轉移,自然資源密集型產品與非熟練勞動密集型產品出口份額逐漸降低。出口產品向高端化發展,但碳排放強度也更高,出口結構的調整對碳減排不利。(3)加工貿易總體呈增長趨勢,且集中在碳排放強度較低的部門,“節省”了大量碳排放。(4)出口產品能源利用效率提高的速率在加快,資本技術密集型產品與人力資本密集型產品的碳排放強度降低幅度最大。
3.2幾點建議
1.1交通能耗模型城市交通能源消耗測算依據城市主要交通出行方式能源消耗以及道路設施能源消耗ε:即標準煤轉化系數,將所有的能源消耗轉化統一的標準煤計算,有利于不同類型出行方式比較分析。具體計算模型公式如下。式中:Er能源消費總量;Ei城市i種車型能源消耗;Qt貨運周轉量(t•km);et貨運車平均能耗強度(L/tkm);εt柴油的標準換算系數;Ni所有i類車型(v);Si0車型i年平均行駛里程(km);eio每公里i型車型能源消耗(kg);εk標準煤轉化系數。
1.2碳排放模型按照汽車燃料消耗分類主要有汽油、柴油、天然氣,則他們不同排放公式(4)。同時城市電動車輛在使用過程中無排放,只在源頭中產生排放。則源頭碳排放計算公式(5)。Fv和lv為y類能源消耗碳排放量(柴油、汽油、參數可以通過IPCC獲取,天然氣參數通過二氧化排放系數和每公里能源消耗等價關系獲得(Haoetal.2009)[7]。Ee是交通電力能耗(kWh);χ占國熱能發電的比率(中國電力聯合會獲取);λ熱轉電能碳排放系數(Ma2002)[8]基礎參數如表1所示,碳排放模型參數如表1所示。
2實例測算
城市道路汽車、公共汽車、出租車、貨車和其他類型車輛及道路設施能耗量估計,可以通過城市統計年鑒,及主管部門年報數據中獲得。城市交通能耗測算,各類能源消耗:柴油,汽油,天然氣,電力換算標準煤系數由(GB/T2589-2008)獲取。其碳排放轉化系數分別為2.73kg/L、3.07kg/L、2.26kg/L、1.019kg/kWh。城市各類能源年消耗量可通過統計數據查找,同時給出相關計算參數。可獲得某城市碳排放量數據。同時本文以合肥市為查找相關數據例采用excel統計數據計算結果如表2。由此可看出城市交通常用出行方式中人均能耗,人均碳排放各項數據,而私家無論是人均能耗和人均碳排放都是遠遠高于出租車和公交車。
3結論
作為世界上最大的發展中國家,我國政府在2009年12月的哥本哈根國際氣候會議上對全世界作出鄭重承諾:到2020年我國單位國內生產總值的二氧化碳排放量比2005年下降40%~50%.而作為世界上最大的碳排放國家,我國的碳減排目標任重而道遠.當前,全球都在積極推行“低碳經濟”,各國都在努力實現“綠色生產”,力求減少碳排放量.我國政府在“十二五”規劃中提出節能減排的約束性目標,即單位國內生產總值能耗要降低16%,而二氧化碳排放要降低17%,主要污染物的排放總量要求減少8%到10%,同時把該目標進一步分解到全國各地區,要求各地區務必堅持綠色、低碳的新型發展理念,把節能減排作為貫徹落實科學發展觀、加快經濟發展方式轉變的一個重要出發點,發展資源節約型、環境友好型的生產消費模式,進而增強自身的可持續發展能力.一直以來,二氧化碳排放問題作為全球變暖背景下的一個新標識,是國內外眾多學者密切關注的重點.由于我國存在嚴重的區域經濟發展不平衡和地區資源稟賦差異,中國各省市地區的碳排放也存在顯著差異.要想制定出科學合理且有針對性的節能減排政策,就必須很好地把握中國各省市的碳排放情況,因此有必要對各省市碳排放量進行全面系統的測算.然而,截止目前,我國無論是國家層面的還是省級層面都沒有直接公布二氧化碳排放量的官方統計數據,國內外學者的測算研究都是基于對能源消費量的測算.那么,我國各省份二氧化碳排放量到底有多少,哪些因素對二氧化碳的排放產生影響?這些相關影響因素對二氧化碳排放的影響程度又是如何呢?這些問題的解決與否關系到我國節能減排政策制定的科學與否,也關系到低碳戰略實施成效的顯著與否.節能減排工作的順利開展,是我國經濟社會保持可持續發展的關鍵.本文參照IPCC(2006)以及國家氣候變化對策協調小組辦公室[3]和國家發改委能源研究所(2007)[4]的方法,運用相關方法對各省市地區的碳排放量數據進行估算,比較詳細估算了我國30個省市(直轄市、自治區)1997—2011年的二氧化碳排放量.
2各地區碳排放量的測算
考慮到二氧化碳排放的來源比較廣泛,除了化石能源燃燒外,在水泥、石灰、電石、鋼鐵等工業生產過程中,由于物理和化學反應的發生,也會有二氧化碳的排放,而在所有工業生產過程排放的二氧化碳中,水泥大約占56.8%,石灰大約占33.7%,而電石、鋼鐵生產所占不足10%.為了進一步增強估算的全面性和準確性,本文不僅估算了化石能源燃燒所產生的二氧化碳排放量,同時也估算了水泥生產過程產生的二氧化碳排放量.另外,為精確起見,本文進一步將化石能源消費細分為煤炭消費、焦炭消費、石油消費、天然氣消費,其中石油消費則更進一步細分為汽油、煤油、柴油、燃料油四類.所有化石能源消費數據都來自于歷年《中國能源統計年鑒》.水泥生產數據來自于國泰安金融數據庫.水泥生產過程產生的二氧化碳排放量具體計算公式如下:CC=Q×EFcement.(2)其中CC表示水泥生產過程中二氧化碳排放總量,Q表示水泥生產總量,而EFcement則是水泥生產的二氧化碳排放系數.本文估算水泥生產的二氧化碳排放量時,僅僅計算了化學反應產生的二氧化碳排放量,而沒有包含水泥生產過程中燃燒化石燃料而造成的二氧化碳排放量.表1列出了各類排放源的CO2排放系數.經過一系列準確計算,可以得到我國30個省市地區1997—2011年二氧化碳排放量的估計值.由表2的二氧化碳排放量估算值可以看出我國各省市地區碳排放量基本都呈現上升趨勢,地區差異比較明顯.為了更好的體現我國二氧化碳排放的地區差異性,將我國30個省(市、區)按照經濟發展水平和其地理位置劃分為三大區域,包括東部地區、中部地區以及西部地區.具體來講,東部地區包括北京、河北、天津、遼寧、山東、江蘇、上海、浙江、福建、廣東和海南這11個省(市);中部地區主要包括黑龍江、吉林、山西、湖北、河南、湖南、安徽和江西這8個省份;西部地區則包括內蒙古、廣西、云南、貴州、四川、陜西、重慶、青海、寧夏、新疆、甘肅、(由于缺乏數據較多,未估算其二氧化碳排放量)這12個省(市、區).表3顯示我國三大區域的碳排放量.表3的數據反映了我國及東中西部三大區域碳排放量情況.從總體上來看,1997—2011年我國的二氧化碳排放量呈現持續增長的趨勢,從1997年的336565.69萬噸增長至2011年的1066359.01萬噸,增長幅度達到729793.32萬噸,短短15年間排放量大約增長了2.17倍.由圖1可以明顯看出,在1997—2002年我國二氧化碳排放量處于緩慢增長的階段,這個階段我國的二氧化碳排放量年均增長為3.48%.這個階段產生的原因主要是受亞洲金融危機影響,我國出口貿易縮減,這在一定程度上減少了二氧化碳的排放.從2003年起,亞洲各國陸續走出金融危機的泥潭,我國經濟發展加速,但由于我國高投入、高消耗、高污染的粗放型經濟增長方式,使得我國這一階段的二氧化碳排放量處于快速增長期,2003—2007年我國二氧化碳排放量增速達到13.70%.之后我國二氧化碳排放量增速有所下降,2008—2011年增速為9.37%.雖然增長率依舊不低,但是相比于2003—2007年還是呈現下降趨勢.這說明我國意識到能源環境的重要性,開始探尋低碳經濟路徑,為實現綠色生產付出努力.特別是在2008年10月29日我國公布的《中國應對氣候變化的政策行動》白皮書,鄭重聲明了我國應對氣候變化問題的積極態度和相關行動,更是明晰了我國未來低碳發展路徑.從表3東中西部三大區域碳排放量情況可以明顯看出,我國的碳排放區域差異性是比較顯著的.總體來講,我國二氧化碳排放量呈現由東到西依次遞減的規律,東部地區碳排放量最多,中部地區次之,西部地區碳排放量最少.東部地區的二氧化碳排放在絕對量上大大超過中西兩大區域.從圖2可以看到,這三大區域二氧化碳排放均呈現逐年增長的趨勢,且其增長規律均與全國二氧化碳排放量一樣,可以分為三個階段:從1997—2002年三大區域的二氧化碳排放量有升有降,總體來說處于緩慢增長階段;從2003—2007年,三大區域的二氧化碳排放量均呈現不同程度的增長,整體處于快速增長階段;從2008—2011年,三大區域的二氧化碳排放量處于增速下降階段.圖2是我國1997—2011年30個省市地區二氧化碳排放量均值的降序排列圖.其中,二氧化碳排放量均值位于全國二氧化碳排放均值的省市地區有:山東、河北、江西、江蘇、河南、廣東、遼寧、內蒙古、浙江、四川和湖北.排名靠前的前五個省份是山東、河北、江西、江蘇和河南,分別占我國二氧化碳排放總量均值的8.71%、8.00%、7.68%、6.21%和5.95%.我國的主要二氧化碳排放大省均為傳統工業,能源消費以煤炭為主.二氧化碳排放量排名靠后的五個省份分別是天津、甘肅、寧夏、青海和海南,分別占我國二氧化碳排放總量均值的1.46%、1.44%、0.98%、0.40%和0.30%.圖3是我國1997—2011年各省碳排放年均增長率的降序排列圖.可以看到,二氧化碳排放年均增長率排名前五的省份是寧夏、內蒙古、海南、福建和山東,其中寧夏二氧化碳排放的年均增長率達到15.36%.寧夏出現較高二氧化碳排放速度的原因與其快速的經濟增長密切相關,1997年寧夏的國內生產總值為210.92億元,2011年為2102.21億元,增幅達到1891.29,增長了8.97倍.第二產業的產值占國內生產總值的比重由1997年的41.6%增長到了2011年的50.2%,增長了8.6個百分點.快速的經濟發展及不合理的產業結構刺激了二氧化碳的高速排放.除了以上二氧化碳排放年均增長率排名靠前的省份外,青海、陜西、廣西和新疆的年均增長率也均超過了10%,高于全國8.59%的平均增長水平.排名靠后的五個省份為遼寧、山西、黑龍江、上海和北京,其二氧化碳排放的年均增長率分別為6.47%、6.16%、5.41%、4.32%和1.95%,其中北京二氧化碳排放年均增長率以1.95%位居全國最低.
3我國各省區二氧化碳排放影響因素的實證研究
影響二氧化碳排放的相關因素很多,比如地理因素、經濟發展水平、產業結構、產權結構、能源消費結構、對外開放程度、投資水平、制度環境、城市化水平、能源價格等[5-8].考慮到客觀條件的限制,在考慮數據可得性基礎上,本文構建面板數據模型研究產業結構、出口貿易、能源消費結構、城市化水平、國內生產總值對二氧化碳排放的影響.本文選擇的面板數據模型如下:yit=α+Zitβ+ηi+εit.(3)其中,yit是第i個省份第t年人均二氧化碳排放量;α是常數項,β是回歸系數;ηi是個體效應,主要用來控制各省份自有的特殊性質,εit是外生解釋變量,主要包含國內生產總值(用gdp表示)、能源消費結構、城市化水平、產業結構及出口貿易等因素.其中,能源消費結構以煤炭消費量占能源消費量的比重度量(用energe表示),城市化水平以非農人口占總人口比重度量(用city表示),出口貿易以出口額占GDP的比重度量(用export表示),產業結構以第二產業占GDP的比重度量(用industry表示),同時對所有變量進行了取對數處理.結果顯示,該面板回歸模型擬合地較好,回歸系數具有較高的顯著性,其符號方向與現實情況較為符合.產業結構及國內生產總值對二氧化碳排放量的彈性系數較高,說明二氧化碳對產業結構及國內生產總值的變動比較敏感.第二產業占GDP的比重每增加1%,會使二氧化碳排放量增加0.9744%,這說明第二產業與碳排放呈現明顯的正相關關系,第二產業是二氧化碳排放的主要驅動因素.經濟每增長1%,二氧化碳排放量則會增加0.5812%,這說明經濟增長也是碳排放量增多的一個重要因素,二者呈現正相關關系.能源消費結構與出口貿易與碳排放量的彈性系數在1%水平上不顯著.
4結論與政策建議
就目前來看,我國還未構建完善的碳排放監測系統,對碳排放的測量也缺乏直接的統計數據,因此在研究中對特定區域、特定行業的碳排放測量往往采用間接折算的方法,其中利用能源消耗數據進行的碳排放折算就是運用較多的一種方法。該方法的不足之處是:計算結果受到數據選取和折算系數的影響較大,只能是一個近似的碳排放估算。但從碳排放變化趨勢分析的角度看,它能較客觀地反映出碳排放的發展歷程。本文借鑒這一方法對河南省物流企業的碳排放進行測算物流企業的碳排放主要來自物流過程的化石能源消耗,主要包括煤、煤油、汽油、柴油、天然氣等,同時考慮到河南省的電力供應主要依靠火力發電,所以電力因素也不能忽略。河南省物流企業的碳排放總量與能源消耗總量隨時間遞進處于增長趨勢,但不同時期的增幅不一,階段性特征也較明顯。從碳排放總量來看,我們可把河南省物流企業的發展分為平穩期和增長期兩個段:1995—2003年,河南省物流業的碳排放總量和能源消耗都沒有呈現出較大幅度的波動,屬平穩期;從2004年起,河南省物流企業碳排放總量和能源消耗進入了高速增長階段,以每年至少10%的速度開始遞進,到2012年河南省物流企業的碳排放總量已突破2000萬t,與2003年相比增長了4倍多,并且這種增長的勢頭并沒有表現出減弱跡象,故2003—2012年是河南省物流企業發展的增長期。
2碳排放強度
為了深入考察河南省物流企業的經濟發展與能源消耗之間的關系,本文引入了碳排放強度。碳排放強度主要是指在一定的時間內單位產值增加所帶來的CO2排放量,它通常反映了經濟發展對能源消耗的依賴程度。當然,碳排放強度受到技術水平、能源結構、經濟發展等多個因素的影響,碳排放強度越低并不直接表明物流企業發展得越好或是運作效率越高,它需要結合物流企業的碳排放總量、生產總值等共同分析才能決定。河南省物流企業的碳排放強度與段向云研究所得的全國物流企業的碳排放強度平均水平基本一致。從變化規律上看,河南省物流企業的可比產值呈現單調的遞增趨勢,而碳排放強度呈現出先下降后上升中間略有小幅度反復的不規則趨勢。具體來說,河南省物流企業碳排放強度的變化同樣是以2003年為分界點,這與本文碳排放總量研究中的階段劃分相一致。在河南省物流企業發展的平穩期(1995—2003年),碳排放強度有較明顯的緩慢下降趨勢,而在物流企業發展的增長期(2004—2012年),雖然在2007年時有小幅震動,但整體上仍保持了單調上升的趨勢。從發展趨勢看,碳排放強度的上升態勢已逐漸放緩,到2012年已趨于穩定。此外,本文還借鑒環境庫茲尼茨曲線理論,運用SPSS軟件對1995—2012年河南省物流企業的碳排放與其可比產值進行了回歸擬合。
3河南省物流企業的碳排放特征分析
通過前文中對河南省物流企業碳排放的發展歷程和變化趨勢分析,發現河南省物流企業碳排放具有以下幾個特征:
①碳排放總量變化具有階段性。結合統計數據,我們可以清晰地看到,除去價格變動因素的影響外,河南省物流企業可比產值呈現出平滑的單調遞增趨勢,而碳排放總量的變化卻有著明顯的階段性特征。我們以2003年為界點將河南省物流企業的碳排放發展分為平穩期(1995—2003年)和增長期(2004—2012年)兩個階段。在平穩期內,河南物流企業的碳排放曲線較平緩,各年份碳排放總量相差不大,物流企業產值的增長不但沒有帶來碳排放的增加,甚至還有小幅度的降低,反映出這一階段物流企業產值的增加更多地是依靠技術效率的提升和運作規范化;而在增長期,碳排放總量的遞增速度已超過了物流企業產值的增加速度,此階段物流企業的產值增加對碳排放有著明顯的依賴性,物流企業快速發展帶來的碳排放增加越來越明顯。
②能源結構組成逐漸轉變。從物流企業的能源消耗結構來看,平穩期物流企業發展重點依賴的是煤、焦炭等固體燃料,進入到增長期之后,能源結構中油品比重大幅度提升,已成為物流業碳排放的主要來源。在油品燃料的消耗總量中,柴油所占比重最大且還在進一步提升之中。此外,電力、天然氣等目前在能源消耗比重中處于較低水平,但穩中有升。由此看出,河南省物流企業的能源消耗類型正處于轉化過渡階段。
③物流碳排放與經濟發展嚴重不協調。根據EKC理論,回歸方程的模擬結果顯示河南省碳排放與經濟發展之間明顯不協調,物流企業為了追求發展并未兼顧到環境效益。物流企業的發展對碳排放有著很強的依賴性。模擬曲線還表明,目前河南省物流企業的碳排放正處于EKC曲線中的上升階段,且短時間內不可能達到下降變化的拐點。隨著物流需求的不斷增長,物流企業的碳排放總量還將繼續擴大,河南省物流企業將面臨更大的低碳減排壓力。因此,河南省物流企業必須平衡兼顧,協調共進,才能實現經濟發展和環境保護的雙贏。
4結語
(一)生命周期法生命周期評價方法
(lifecycleassessment,LCA)是評價和估算產品和服務從原材料、制造、分銷和零售、消費者使用、最終廢棄或回收處理的整個周期內產生的CO2及其當量對環境造成的影響,是從搖籃到墳墓的計算方法。碳基金(carbontrust)最早系統使用LCA方法進行核算,并與Defra和英國標準協會(BritishStandardsInstitution)在2008年了《產品和服務生命周期溫室氣體評估規范》(PAS2050),這是第一部通過統一的方法評價產品生命周期內溫室氣體排放的規范性文件,成為產品和服務碳排放評估和比較可以參考的標準化的方法。PAS2050是建立在生命周期評價方法(由ISO1404014044確立)之上的評價產品和服務生命周期內溫室氣體排放的規范,針對某個企業的具體產品,從搖籃(原材料)到墳墓(產品報廢進入垃圾場)整個生命周期所排放的CO2總量。PAS2050規定了兩種評價方法:企業到企業BtoB(business-to-business)和企業到消費者BtoC(busi-ness-to-consumer)。前者指碳排放從產品運到另一個制造商時截止,即所謂的“從搖籃到大門”(fromcra-dletogate);后者產品的碳排放需要包含產品的整個生命周期(“從搖籃到墳墓”)。PAS針對溫室氣體評估的原則和技術手段主要包括:a)整個商品和服務GHG排放評價中,部分GHG排放評價數據的企業到企業(BtoB)以及企業到客戶(BtoC)的使用。b)溫室氣體的范圍。c)全球增溫潛勢數據的標準。d)處理因土地利用變化、源于生物的以及化石碳源產生的各種排放的處理方法。e)產品中碳儲存的影響的處理方法和抵消。f)特定工藝中產生的GHG排放的各項處置要求。g)可再生能源產生排放的數據要求和對這類排放的解釋。h)符合性聲明。
(二)環境投入產出分析方法
(EIO)美國經濟學家瓦西里里昂惕夫創立的投入產出分析方法被廣泛應用于各領域,該方法也可用于估算企業、部門或城市和國家的碳排放數據。Matthews(2008)將碳排放分為三個層次,并分別計算。第一層次為來自部門或組織本身的直接排放,如生產或運輸;第二層次將邊界擴大到組織使用的能源產生的碳排放;第三層次邊界繼續擴大,包含了其他間接活動的碳,及產業整個生命周期中的所有溫室氣體的排放。他將投入產出法應用于整個產品生命周期中,形成了EIO-LCA方法。這種估算方法涵蓋了產業供應鏈中從采購開始的所有過程,邊界廣泛,包括了經濟中的所有活動。EIO方法是自上而下的估算方法,并可以應用二手數據,將I-O表中的經濟活動與環境指標結合,將整個經濟系統作為邊界,可以提供一種比較綜合和穩健的碳排放估算數值。
(三)IPCC測度方法該方法是
2006年聯合國氣候變化專門委員會編寫的國家溫室氣體清單指南,目前已經成為國際公認和通用的碳排放估算方法。指南中將碳排放的范圍分為能源部門、工業過程和產品使用部門、農林和土地利用部門以及廢棄物四個部門。其中,能源部門包含了能源產業、制造業和建筑業、運輸業等燃料燃燒活動;工業過程和產品使用包含采礦工業、化學工業、金屬工業、電子工業排放以及源于燃料和溶劑使用的非能源產品和臭氧損耗物質氟化替代物排放等;農林和土地利用部門包括林地、草地、農地、濕地、聚居地及其他土地的排放、牲畜和糞便管理過程排放和石灰尿素使用中的CO2排放等;廢棄物處理主要計算廢棄物排放、生物處理焚化和燃燒以及廢水處理與排放過程中產生的各種溫室氣體。IPCC的測度方法是:碳排放量=活動數據×排放因子。
(四)碳足跡計算器
就個人或家庭的碳足跡而言,英國環境、食品和農村事務部(departmentforenvironment,foodandruralaffairs,defra)曾了CO2計算器,可以根據個人或家庭戶使用的能耗設備、家電以及出行工具計算CO2的排放量;美國加州以及我國的一些網站也設計了一些碳足跡計算器,這些都是自下而上的方法。以上幾種計算方法各有優缺點,如采用生命周期評價法時需要考慮目標和范圍、清單分析、影響評價和結果解釋,要確保數據的質量(數據來源、準確性、一致性、可再現性等)達到ISO14044及PAS2050的標準,為數據的獲得付出的成本較大。
二、我國碳排放測度方法及低碳經濟發展選擇
(一)以產品供應鏈為依據
確定碳排放的測度計算碳排放是能夠量化減排的第一步。根據產品的生命周期,通過對供應鏈的研究,計算產品從原材料到生產過程再到最終產品的溫室氣體排放量。一般包含如下步驟。第一步,分析內部產品數據,了解產品過程,包括原材料、將原材料轉化成最終產品的生產過程、廢棄物和產出的副產品、存儲過程中涉及的運輸環節。第二步,建立供應鏈流程圖,明確所有投入產出和過程,同時構成數據收集和計算的依據。流程圖應包括每一個具體的步驟和原材料,每一種原材料也許是另外一個供應鏈的成品。因此,每種原材料加工需要詳細的追溯,直到確認初級的原材料沒有溫室氣體排放。第三步,確定系統邊界和數據要求,應包括原材料、生產轉化,到使用和處理的所有過程中的直接和間接的以CO2為主的溫室氣體排放。第四步,收集數據。構建的產品供應鏈流程圖有助于確定數據,涵蓋了從投入到最終處理的所有排放數據,為計算打下基礎。第五步,通過供應鏈流程步驟計算碳排放。在上面的基礎上,構建質量平衡,即在整個從原材料到最終產品的流程中滿足:輸入=累積+輸出。此過程中,使用能源或直接排放氣體的排放系數,待每個步驟的CO2當量計算完畢,匯總的結果即為整個供應鏈中以CO2當量表示的產品的碳排放量。為了使計算結果具有科學性,需要與ISO14004生命周期評價、ISO14041生命周期清單系列標準進行比較分析,同時需要結合公司溫室氣體清單標準ISO14064、III型生態產品的環境標志的ISO14025以及WBCSD和WRI共同頒布的企業溫室氣體議定書(greenhousegasprotocolforcorporatereporting),核查結果的標準化程度。
(二)考慮國際經濟的環境利益問題
此外,在碳排放測度過程中,不可忽視的是國際貿易部分。隨著國際貿易、投資和運輸的增長,越來越多的生產過程被置于發展中國家和地區。相對于科學技術和環境標準高的發達國家,發展中國家的環境規制相對寬松,通過貿易和投資的方式,發展中國家成為高碳產業集中、碳排放密集的地區。因此生命周期的過程核算框架應該跨境延伸,在確定邊界層次時,需要考慮到擴展的碳排放。評估與核算產品和服務的制造(建立)、改變、運輸、儲存、使用、提供、再利用或處置等過程中的任一部分的溫室氣體排放,有助于激勵企業最大限度地減少整個產品系統的碳排放。
(三)采用具有成本效率的激勵措施
降低二氧化碳排放與其他環境措施相同,降低CO2的措施和方法,有以限制為主導的命令控制方式和激勵型的措施。命令控制方式通常由政府來決定企業實體的排放量或者應該采用的技術類型,而激勵型措施由于對如何達到減排標準和減排數量更具有靈活性,可以作為減少碳排放的有效方式。激勵性的政策包括排放稅(ataxonemission)、固定的年度排放總量及總量限制和交易安排(cap-and-tradeprogram)等。無論采取哪種措施降低CO2排放,最有成本效率的政策是可以最好地控制減排的邊際成本。采取排放稅措施,政策制定者為企業或組織排放的CO2或化石燃料中所含的每噸CO2制定一個費率。研究表明將CO2排放稅的稅率確定在估算的減排邊際收益的水平,可以激勵企業在減排成本相對較低時采取更多的措施減少排放量。與固定總量限制相比,排放稅的凈收益為后者的5倍。雖然從長期角度看,排放稅達到減排目標的成本小于固定的總量限制和交易安排,但是我國的經濟發展水平和能源使用狀況與發達國家不同,而且北歐、荷蘭、英國、德國等國家征收碳排放稅的實施效果也不盡相同,因此,鑒于我國經濟發展速度和結構不平衡的現狀,全面實行碳排放稅需十分謹慎。在總量限制和交易安排計劃下,可就一段時間內規定總排放的上限,要求企業實體擁有限制量下的排放權利或者額度。在給定期限內額度或權利分配完畢,企業可自由買賣排放權。與排放稅不同,總量限制和交易安排會對排放上限有規定,但由于每個市場的能源、氣候和減排技術不同,減排成本也有差異。自2008年以來,我國多個省市設立了環境權益交易所,以北京環境交易所、上海能源交易所和天津排放權交易所為龍頭,廣州、大連、河北、武漢、昆明等幾個省市均成立環境權交易所。與歐盟和美國相比,目前我國碳交易市場面臨著一些問題,主要表現在缺少規范性的碳排放交易所、初始分配權存在制度缺失、缺少排放權的定價機制、配套機制不完善以及法律體系不健全等方面。因此,除了法律規范和加強政府監督指導外,合理地設計總量和交易安排的結構,對達到碳排放減排目的有促進作用。首先,設定排放的上限,政府通過維持上限,出售給企業額度。其次,允許企業跨期轉讓減排需求,即存儲額度。當減排成本低于預期的將來成本時,企業將存儲額度;反之,企業可以借出額度。最后,基于額度的價格逐年修訂總量限制。
(四)改善能源結構
如上文所述,當前世界各國已提出了多種碳排放權分配方案,各有優缺點。下文就各類分配方法中的代表性方案進行詳細評論。
1.1人均年排放量趨同分配方法人均年排放量趨同分配方法[1]的主要思想是:發達國家逐漸減少其人均年碳排放量,而發展中國家慢慢增加其人均年碳排放量,到某一目標年兩者趨同。本文認為該方法侵犯了發展中國家的人均排放權利,這不僅因為它未考慮發達國家與發展中國家歷史排放責任的差異[13、15-16],更為嚴重的是按照該方法實施,在實現趨同以前,發達國家的人均年排放量會始終高于發展中國家,這將導致兩者人均歷史累計排放量的差距進一步單調增加,這對發展中國家來說是極為不公平的。在人均年排放量趨同思想的基礎上,發達國家提出了各種改進和變通方案,但這些方案在兼顧公平性方面仍存在一些不足,下面舉一個例子進行剖析。CCCPST方案[7]由美國、荷蘭和意大利的幾位科學家共同提出,主要思想是由不同國家的高收入群體承擔減排義務。筆者認為該方案既難以操作,又不公平。首先,對于一個國家來說,高低收入的比例結構不僅與化石能源帶來的收益有關,還與其政治經濟體制、財富分配機制相關,而后者起主導作用,關系更為密切。使用一個與化石能源CO2排放相關性不高的指標“高收入人數比例”作為全球各國間的排放權分配依據,很不合理,而且會使得發達國家輕易逃脫其碳排放的歷史責任。其次,該方法的可操作性很低:富人與窮人,很難做出一個既合理又公平的界定,且發達國家與發展中國家的富人標準無疑是不一樣的,難以統一;國家之間收入換算成統一標準是采用匯率還是采用購買力,也沒有定論。最后,從公平性的角度來說,僅由富人承擔減排責任也不合理。
1.2考慮歷史責任的分配方法巴西提案[9]認為全球氣候變化主要是發達國家自工業革命以來200多年間溫室氣體排放的累積效應造成的,提出以“有效排放量”(即考慮氣體在大氣中的半衰期影響)為指標分配附件1國家的碳排放限額,從而體現“污染者付費”的原則(污染者付費原則要求根據各國溫室氣體排放造成的環境影響來分配碳排放限額)。巴西提案考慮了各國的歷史碳排放責任,并提出發達國家應建立清潔發展基金幫助發展中國家減排的觀點,比較有利于發展中國家。但有學者[18]指出巴西提案存在以下重大缺陷:由于附件1與非附件締約方各國采用的計量方法不同,若僅根據有效排放來確定減排義務,非附件1締約方將在其人均有效排放量遠低于附件1締約方的人均有效排放量時,就承擔與附件1締約方相同的減排義務。也有學者[11]提出巴西提案只強調了污染者要為歷史付費,而沒有考慮處于不同發展階段的各國當前及未來的發展需求。如何將其更好地應用于全球碳排放權的分配,還需要進一步探討。國內的碳排放權分配方案[10]基本是以“人均歷史累計排放指標”為基點,來分配未來全球CO2排放限額。該方法強調發達國家與發展中國家歷史排放責任的不同,顯然,考慮歷史責任的人均分配方法在一定程度上有利于發展中國家。不過,筆者認為,雖然從人權的角度來說,人均的碳排放權益是在進行碳減排指標分配時應該要考慮的首要指標,但不應是唯一的指標,僅考慮這一個指標尚不夠公平,但遺憾的是,現有的絕大部分方案均未綜合考慮各國的國家自然社會經濟狀況。潘家華等[11]提出的“滿足人文發展基本需求的碳預算方案”,該方案考慮了歷史排放責任的不同,首先運用人均原則確定評估期內滿足全球長期目標的全球碳預算,然后以基準年人口為標準對各國碳預算進行初始分配,并根據各國氣候、地理、資源稟賦等自然因素對各國初始碳預算作出調整,并通過基于實際需求的碳預算轉移支付,以達到保持全球碳預算的總體平衡和各國碳預算平衡的目的。筆者認為碳排放權分配不僅需要納入各國的自然社會環境要素,從多角度、多尺度綜合考慮各相關指標,如能在分配中從公平性角度實現公平性最大化考量的話,可能更有利于被世界各國接受。另外值得一提的是,采用人均原則進行碳排放權分配的方法普遍存在這樣2個缺陷:在分配方案中難以考慮未來人口的真實變化導致的影響,以及難以兼容未來全球碳容量變化(人類對全球碳容量的科學認識是不完備的,未來可能有巨大變化)對碳排放權分配結果的影響。這2個缺陷會導致現有的分配方法往往是站在現代人的角度,來限定未來人的排放需求,而且這種分配方案在理論上和數值上均未必是準確的,因此這類做法在某種程度上違背了可持續發展的要求,這也就意味著這一類分配方法的公平性和可持續性還有待提高。
1.3其他分配方法GDP碳排放強度分配原則[15]認為各國的碳排放限額與其GDP碳排放強度成反比。筆者認為無論碳排放強度與碳排放限額分配是正相關還是負相關,都是不合理的,理由如下:發達國家由于其較高的技術水平和較合理的能源和經濟結構,具有較低的碳排放強度;而發展中國家由于經濟技術相對落后,具有較高的碳排放強度。如果低排放強度的國家(如發達國家)分得較多的排放權,會造成“富則越富,窮則越窮”的現象,發達國家與發展中國家之間的差距越來越大。若高排放強度的國家(如發展中國家)分得較多的排放權,由于經濟技術相對落后將會排放更多的溫室氣體,這就違背了全球碳減排的宗旨。所以國際碳排放權分配機制中難以采用GDP碳排放強度指標,采用這一指標分配只有在存在內部利益協調機制的體系中(比如同一個國家、同一個行政區域或同一個經濟體系)才是比較便于實現的,也有利于提高該體系對碳排放權配額的整體利用效率。
1.4小結上述分配方法為全球碳排放配額的確定提供了很好的思路,但筆者認為在公平性兼顧方面還存在一些缺陷,各自缺陷已在上了詳細陳述。總體來說,現有方法存在以下2個共同的重大缺陷:首先,現有分配方法中的絕大部分分配方案均未能綜合考慮各個國家自然社會環境因素的差異,選取的分配指標單一,潘家華等[11]雖首次在碳排放權分配中綜合考慮了這些方面的影響因素,但在具體分配方案的公平性考量上尚有待改進;其次,現有分配方案對未來全球碳容量變化、人口變化等不確定因素的定量化兼容性較差(未來長時間尺度的人口變化是難以準確預測的,全球碳容量究竟有多少也仍然是一個學術上懸而未決的事)。這些問題在一定程度上降低了碳減排分配方案的公平性和可操作性,使得各個國家之間一直難以達成減排共識,拖延了全球碳減排行動的實施。針對現有碳排放權分配方法在公平性和兼容性方面不太令人滿意的現狀,本文基于前期研究提出的“生存權平等,發展權有別”的思想和多角度衡量公平性的評價指標體系[19],提出基于基尼系數法的全球CO2排放權優化分配方法(文中簡稱基尼系數法)和滾動規劃的分配理念,并開發優化求解軟件進行基尼系數優化分配模型的求解,以期最大可能地提高碳排放權分配方案的公平性和可操作性。
2基于基尼系數法的全球CO2排放權分配方法
2.1基本原則和滾動規劃理念基尼系數是經濟學中用來衡量居民收入分配公平程度的指標,近年來,基尼系數的應用領域越來越廣泛,已經不僅僅局限于傳統的經濟領域。文獻[19]中作者用基尼系數法對2006年G20主要國家的CO2現狀排放公平性進行了分析,本文將其引用到碳排放權分配領域,期望得出一套較科學、合理、公平的分配方法。筆者認為全球碳排放權的分配要兼顧以下3個方面的公平[20]:(1)初始分配的公平:要求能對各國家CO2歷史和現狀排放做出準確合理的評價,分配指標的選取要尊重各國自然社會環境因素的差異、最具代表性、能盡最大可能保障每個國家和個體的排放權利。(2)分配結果的公平:要求減排責任的分擔要在保障人類基本生存發展需求的基礎之上,盡可能創造社會福利,既要保障當代人的排放權利,又要保證子孫后代的排放權利不受損害。(3)分配過程的公平:要求考慮未來不同時間段的變化,盡可能地減少和兼容不確定性因素。針對初始分配的公平,本文在碳減排分配指標選取時,遵循了文獻[19]中提出的2個基本原則“生存權平等,發展權有別”。“生存權平等”是指人人生而平等,每個個體都應獲得平等的維持自身生存和發展的碳排放權益,所以要體現公平性首先要考慮人口指標;“發展權有別”是指人權指標固然是首要考慮的指標,但僅考慮這一指標也是不公平的。國與國之間人口相同,但在其他指標上不同的話,在CO2允許排放量這個指標上的發展權也應是不同的。針對分配結果和分配過程的公平,本文試圖通過滾動規劃和基尼系數最優化的分配理念來解決。筆者認為碳排放權的分配過程應該是一個滾動規劃的過程,因為人類對氣候變化的認識是不斷進步的,當新的認識出現時,未來全球CO2可排放總量將會變化。此外,未來主動愿意承擔減排責任的地區和國家可能會越來越多。再者,未來人口也將會劇烈變化,僅以現代人的角度來分配未來某個長時間段的排放權,將會損害后代人的排放權益。滾動規劃的分配理念是指基于規劃期起始年現狀排放的事實,對人們現有水平認識下的未來碳排放空間,以基尼系數總和最小為目標,進行碳排放權的優化分配,計算得出未來3~5年的排放配額(即3~5年為一個規劃期)。具體計算方法為:以目前提出的較為合理的CO2濃度總量控制目標(體積濃度450×10-6、500×10-6或550×10-6等)為參考,得出一定時間尺度規劃期內(如2009-2050年)全球公認的CO2允許排放總量,運用基尼系數法對該總量進行分配,得出當期世界各國的排放配額;每一規劃期的自然社會環境指標數據以這一規劃期的起始年為依據,下一規劃期的允許排放總量根據全球最新公布的總量數據和上一規劃期末各國家的實際排放狀況(盈余或是赤字)重新給出,依次類推。期間如果出現全球性氣候災害、劇烈火山噴發等變化,導致自然界排放的碳增加或減少,或是學術界有關全球碳容量的科學認識和研究結果有較大更新變動,則可及時修正人類可排放總量;此外,如果出現某些國家主動承擔減排責任,高于基尼系數法分配的份額,則也可修正分配方案;等等。
2.2指標體系的構建運用基尼系數法優化分配模型對全球CO2排放權進行分配,指標體系的構建是至關重要的一個環節。在文獻[19]中,依據“生存權平等,發展權有別”的思想,已構建了一套相對合理的指標體系,認為除人權因素外,在與CO2允許排放量有關的發展空間上,還應考慮以下幾個指標:國土面積、資源稟賦以及對全球碳匯的實際貢獻。本文將沿用人口、國土面積、生態生產性土地面積、當前化石能源探明儲量四個指標,具體理由文獻[19]已詳細分析,不再贅述。本文數據來源與文獻[19]相同,但將數據進行了如下改進:(1)本文將數據更新至2008年;(2)完善了俄羅斯等前蘇聯國家歷史排放數據,主要是將前蘇聯的歷史排放數據分配至俄羅斯、烏克蘭等前蘇聯國家,原朝鮮數據分配給韓國和朝鮮,補充德國分裂時期(東德和西德)數據和日本未管轄的琉球群島時期數據,將蒙古的歷史排放數據從中國分出去,原因是在美國橡樹嶺國家實驗室的數據庫中,并未對一些國家的歷史責任進行分配整合,有必要進行重新計算,具體的分配計算方法是以該國分裂年的人口數據為基準,將該國歷史累計排放量進行分配,得到該國的歷史累計排放量;(3)改進了化石能源探明儲量數據,將石油、天然氣、煤儲量按照熱當量:1m3天然氣=1.33kg標準煤,1kg原油=1.4286kg標準煤,1kg原煤=0.7143kg標準煤,統一轉化為標準煤當量。(4)將G20國家擴充到全球所有國家,并根據數據的完備程度及分類方法,將全球所有國家整合成71個國家和地區。
2.3基尼系數法分配思路本文依據文獻[19]評價結果,并參考文獻[21]中的“基于基尼系數的水污染物總量分配方法”,來進行基尼系數法的優化分配。根據滾動規劃分配理念,以5年為一個規劃期:首先確定規劃起始年至規劃目標年的世界各國CO2新增排放總量,記為W1;然后計算各國自工業革命至規劃起始年的實際排放總量,記為W2;用基尼系數法對各國自工業革命到規劃目標年的CO2可排放總量(W1+W2)做出分配,再減去各國歷史累計至規劃起始年的實際排放量,即可得出該規劃期各國的排放配額。分配過程的實質是基尼系數的優化調整過程,以基尼系數加權總和最小為目標函數進行優化調整,調整的同時保證4個自然社會環境指標中的任何一個的基尼系數都不變大,即基于各指標的總量分配公平性不能變差。在優化分配過程中,基于“生存權平等,發展權有別”的倫理學思想(文獻[19]),人口指標是最重要的指標,應加大其權重。為了計算方便,本文將人口指標的權重設為0.4,其它3個指標等權對待,都為0.2。需要承認和注意的是,這種權重結構的設置是由本文研究者事先人為粗略給定的,肯定不是最佳的最終結果,本文建議在實際應用中可以采取群決策的技術方法進行處理,即邀請有關利益各方代表和學者根據計算結果的具體情況進行國際談判來商定最終的賦值結果。
2.4基尼系數法計算步驟(1)確定可分配的CO2排放總量。(2)分別統計各個國家各相應指標和當期CO2現狀排放量的數值,將前者分別除后者,即得各國在各基尼系數指標下的CO2排放強度(即斜率),對各基尼系數指標下的斜率進行排序后(從小到大),計算各基尼系數下各國在該指標中占該指標總和的百分比,并相應地計算出該基尼系數指標下的各國CO2排放量占總和的百分比數值(在初次計算各國在各指標中占總量的百分比數值之后,每次僅需按各基尼系數指標的斜率排序進行重排即可),進而計算基于各個指標的現狀基尼系數之值。式(1)中,Xi為i國在國土面積、生態生產性土地面積、人口或化石能源儲量指標上占所有國家總和的百分比;Yi為該國CO2排放量占所有國家總和的百分比;n為分配國家的個數,當i=1的時候,Yi-1為0。(3)以各指標對應的基尼系數加權總和最小為目標函數,各國家CO2排放配額為決策變量,在各指標現狀基尼系數和CO2可分配總排放量的約束條件下利用C++語言編程進行優化求解,確定分配方案。目標函數計算如下。式(2)中,G1、G2、G3、G4分別為國土面積、生態生產性土地面積、人口和化石能源儲量4個指標的基尼系數;F為國土面積、生態生產性土地面積、人口和化石能源儲量4個指標的基尼系數加權總和。
3應用實例研究
本文首先運用前期研究的評價方法[19]衡量近年來各國CO2排放的公平性,然后在VC平臺上設計開發了可以實現滾動規劃分配理念和基于基尼系數法的全球CO2排放權優化分配模型的計算機算法和求解軟件(因為現有優化求解軟件均無法求解這一模型,包括Matlab、GAMS、SPSS和Excel軟件中的優化求解模塊等軟件均無法直接求解這個模型,其主要原因是該模型在優化求解的過程中要不斷地對世界各國在洛倫茲曲線中的名次進行重排序,而現有的優化軟件均無法直接實現這一要求)。運用上述基尼系數法優化分配求解軟件,對全球各國工業革命累積至2008年實際排放量和2009-2050年排放空間進行虛擬分配,并與虛擬IPCC方案2020年和2050年排放情景的基尼系數進行粗略對比,來探討此方法的公平性效果。本文提出的基于基尼系數法的CO2排放權分配方法和滾動規劃的分配理念,旨在進一步提高全球碳減排分配方案的公平性。本文首先運用基尼系數法優化分配模型對全球各國自工業革命至2008年的CO2實際排放總量進行優化分配,得出優化分配后基于各項指標的基尼系數之值,并以之與各國歷史累計至2008年的實際排放現狀作比較,從而定量化地評估基尼系數法對改善碳排放權分配公平性的效果。
3.1工業革命至2008年CO2排放虛擬分配方案及結果分析全球各國自工業革命至2008年CO2排放虛擬分配額如表1所示,變化比例是指用基尼系數法優化分配模型來分配各國歷史累計到2008年可排放總量后,各國所得配額與各國累計至2008年實際排放量的差額比例,正數是指相對于實際排放方案各國可增加的碳排放量比例,負數則指要減少排放量的比例。需要說明的是正數或者負數代表的僅是各國自工業革命到2008年當期的盈余或赤字,代表各國潛在的減排壓力,而并非實際的盈余與赤字,實際的盈余和赤字與未來全球的碳容量有關(未來的全球碳容量究竟有多少到目前為止并無定論,而碳容量不能確定的話世界各國的實際碳排放盈余和赤字也就無法確定)。表1說明用基尼系數法優化分配模型來虛擬優化分配全球各國自工業革命至2008年的CO2排放配額,與各國累計至2008年實際排放量相比,附件1國家美國、荷蘭、法國、保加利亞、捷克、德國、希臘、匈牙利、波蘭、西班牙、烏克蘭、丹麥、意大利、羅馬尼亞、俄羅斯、英國和日本的排放配額都有不同程度地減少,當期形成了排放赤字,除希臘、西班牙、烏克蘭和俄羅斯以外赤字比例都在50%以上,而加拿大、挪威和澳大利亞由于地廣人稀、歷史較短等因素排放配額有所增加,其中澳大利亞可以增排133.26%。非附件1國家阿塞拜疆、烏茲別克斯坦、其他歐亞、科威特、卡塔爾、阿聯酋、南非、朝鮮和韓國的排放配額出現赤字,赤字比例在64%以內,其他國家均有盈余,未來減排壓力較小。基尼系數法優化分配模型分配結果顯著地縮小了發達國家與發展中國家CO2排放量配額的差距,并使得發達國家相互間出現了較大的分異,公平性程度更高,通過基尼系數之值可進一步說明,如表2所示。由表2可以看出,用基尼系數法優化分配模型虛擬分配全球國家從工業革命累計至2008年的可排放總量,基于各項指標的基尼系數之值均比各國累計至2008年實際排放基尼系數之值小,其中基于國土面積和生態生產性土地面積指標的基尼系數值優化至相對公平區間,基于人口指標的基尼系數值優化至比較公平區間(基尼系數公平性衡量參照經濟學領域的公平性區間:基尼系數低于0.2表示環境資源利用公平;0.2~0.3表示比較公平;0.3~0.4表示相對公平;0.4~0.5表示利用不公平;0.5~0.6表示利用非常不公平;0.6以上表示極度不公平),說明基于基尼系數法的分配方案更趨于公平。本文采用了4項有代表性的自然社會環境指標,它們可分別代表各國家的自然、社會和環境狀況,因此,在此基礎上進行的CO2總量指標分配結果的公平性也更好。
3.2不同目標濃度下全球各國的排放空間計算及分配
3.2.1碳排放空間的計算人類未來通過燃燒化石能源可排放碳總量計算方法是:首先,設定排放目標濃度;然后,根據向大氣排放1Gt碳,大氣CO2體積濃度會增加0.47×10-6[17],全球碳循環過程中海洋和陸地等自然系統能夠吸收54%,扣除土地利用所導致的排放(按年均1.5Gt碳)來計算碳排放空間。本文將目標年份設在2009-2050年,根據IPCC報告建議的控制溫度的大氣目標濃度范圍,本文分別設定體積濃度450×10-6、500×10-6、550×10-63種目標濃度,分別計算3種情形下的化石能源碳排放空間,如表3所示。3.2.2不同情形下2009-2050年碳排放空間虛擬分配根據表3所得3種情況下工業革命至2050年碳排放空間,利用前文設計的基尼系數優化求解軟件進行分配,得出各國工業革命至2050年的碳排放空間。然后減去各國歷史累計至2008年的排放量,即得到各國2009-2050年碳排放配額,其中正數表示未來仍有排放空間,負數則表示該國已經將排放配額用完,并且出現赤字。同時計算未來排放空間較歷史累計排放增排比例,正數代表未來排放空間較歷史累計排放增加的比例,負數代表未來排放空間較歷史累積排放減少的比例,如表4所示。由表4可以看出,附件1國家美國、荷蘭、法國、捷克、德國、波蘭、丹麥、英國和日本在3種情形下均有赤字,保加利亞、西班牙、烏克蘭和羅馬尼亞在體積濃度500×10-6和550×10-6情形下的排放配額尚有盈余,匈牙利和意大利在550×10-6濃度情形下有少量排放空間,而加拿大、希臘、挪威、俄羅斯、澳大利亞、新西蘭在3種情形下均有一定量的剩余排放空間,總體上看,發達國家配額較人均歷史累計趨同法的有所增加。非附件1國家僅部分國家有赤字出現,烏茲別克斯坦、卡塔爾、阿聯酋、朝鮮和韓國在450×10-6濃度情形下赤字;其他歐亞和科威特在450×10-6和500×10-6濃度情形下出現赤字,大部分國家存在一定的發展空間。需要說明的是,3種情形下均未形成赤字的國家,并非一直不需要減排,如果這些國家繼續以目前排放強度或更高強度排放,部分國家的排放配額將在2050年前消耗殆盡,屆時可能也需要不同程度的減排,其具體的未來減排情況,需要根據未來的實際排放情況進行滾動規劃方能確定。上述結果(盈余或是赤字)單純是從公平性最大化角度所作的優化分配,在方案實際實施過程中,不僅要考慮CDM機制交易[22]各國的CO2排放量收支(即排放權購買國家要增加其排放配額,賣方國家要減去交易額),另外還要酌情考慮發達國家通過資金援助等手段對發展中國家碳減排提供的幫助。值得一提的是,依據基尼系數法的優化分配規則和滾動規劃的分配理念,在各國歷史排放和自然社會環境狀況一定的基礎上,以3~5年為一個規劃期進行碳排放權的分配,全球CO2排放配額分配方案就可以進行實時的滾動,這種滾動規劃就使得該方法能夠定量化地兼容未來各種變化因素的同時又不失公平性(如人口的變化、碳源碳匯統計方法和口徑的變化、全球碳容量研究結果的更新變動、各國的主動性承諾等),從而大大提高該方法的適用性。
3.3與IPCC方案基尼系數對比為了進一步驗證方案的公平性,本文粗略計算了IPCC方案實施后的基尼系數,與基尼系數法的基尼系數進行對比。IPCC[17](政府間氣候變化專門委員會)提出附件1國家,2020年在1990年的基礎上減排25%~40%,到2050年則要減排80%~95%;對非附件1國家中的拉美、中東、東亞以及“亞洲中央計劃國家”,2020年要在“照常情景”(BAU)水平上大幅減排,到2050年所有非附件1國家都要在BAU水平上大幅減排。我們分別假定在2009年就實現2020年和2050年目標,其中2020目標設定為2009年附件1國家在1990年基礎上減排30%,非附件1國家無需減排,2050年目標設定為2009年附件1國家在1990年基礎上減排90%,非附件1國家減排20%,計算其基尼系數,如表5所示。由表5可知,按照IPCC方案進行實施的話,其分配后果仍然是不公平的,大部分指標仍處于不公平甚至極度不公平的區間。而與之相比,基尼系數法各項指標的基尼系數和基尼系數加權總和均有不同程度的減小,且基本都處于公平區間(僅在化石能源儲量的指標上變化不大,這與尋求多指標加權總和最小有關),可見基尼系數法分配的公平性在本文所定義的公平性范疇下更優。
4結論與展望
氣候變化委員會(IPCC)指出,所謂的低碳建筑,就是能夠減少溫室氣體排放,從而降低碳排放量的建筑。它相對于普通建筑,可以更好的實現節能減排,降低建筑能耗。諸多報告指出低碳建筑應該是與傳統建筑相比必須達到至少80%的溫室氣體減排要求的一類環保經濟型建筑。同時,我國也對于低碳建筑進行了界定,指出該類建筑是一種能夠在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量的新型建筑。建筑節能具有很強的商品外部性,在推廣低碳建筑改造的過程中必然需要龐大的資金支持,因此可以說發展低碳建筑是一個動態的,循序漸進的過程,有效的政策導向和激勵是發展低碳建筑基礎。好的激勵政策能夠正確引導人們客觀看待低碳行業,并給予低碳建筑更大的發展空間,因此科學構建衡量低碳激勵政策的評價方法,正確選擇政策評價工具,能夠有效的保證低碳建筑的經濟效益,為政府實施各類激勵政策提供強有力的理論基礎。政策的提出能夠對低碳經濟有一定的輔助和扶持作用,但政策能否正常運行,能否真的帶來收益性效果,我們還需要借助政策工具來評估其績效。我們可以通過幾種視角來對低碳經濟政策的績效進行評價。
2建筑項目的全生命周期理論
我國也在運用不同的政策評價工具來衡量低碳政策的有效性。例如投入產出模型,凱恩斯系數等,希望能夠證明低碳建筑與社會經濟之間的積極關系。筆者認為,建筑的碳排放量表現在建筑全壽命周期的一次性能源消耗中,因此可以以建筑項目的全生命周期理論為基礎計算建筑各階段的碳排放量,通過各階段的碳排放量對比,使決策者明確低碳建筑。生命周期理論是指產品從興起到結束,即從自然中來再回歸自然的一個過程。建筑工程的生命周期是從建筑的起步設計、施工,再到使用,最后廢棄拆除為止的一個過程。由于建筑項目的技術復雜,建造周期較長,并且風險高,因此,對建筑進行生命周期劃分是至關重要的。本文將建筑劃分為4個階段,規劃設計階段,施工階段,運營維護,拆除階段。規劃設計階段,包括了建造前期的圖紙設計,建材選擇,交通運輸。施工階段和拆除階段可以由不同的施工方式來計算,運營維護階段包括了建筑使用過程中對各種類能源的消耗。近年來,國內相關領域通過運用生命周期碳排放量的計算方法,基本對四個周期做出了一定的評估。大多數學者認為建筑的整個生命周期中運營維護過程中的碳排放量是最高的,大約在81%左右,此階段的碳排放量大多集中于供暖,照明和燃氣等設備的運行。而其他階段所占的碳排放比例相對較低,規劃和施工階段,大約占10%~15%,而拆除階段的碳排比率不超過20%。低碳建筑的核心就在于碳排放量比普通建筑少,建筑材料也大多運用環保綠色材料。通過該種計算方式可以有效的證明一個建筑是否符合低碳建筑標準,以及低碳建筑的優勢所在。如果一個建筑在建造過程中運用了綠色環保材料,并且對其運營維護進行合理管理使得它的碳排放量低于其他的普通建筑,那么就可以有效證明該建筑屬于環保低碳建筑。因此以生命周期為理論基礎,可以幫助我們計算出每個環節的碳排放量,從而針對實際指標來研究相應的技術,制定相應政策法規。
3基于全生命周期理論的碳排放量計算
我們可以通過一棟建筑四個階段的碳排放量之和來計算該棟建筑的二氧化碳的排放總量。假設CO2排放總量是E,周期內的四個階段的碳排放量分別為設計規劃階段Em,建筑施工階段Ec,運行維護階段Eo和拆除階段Ed,那么就能得出:E=Ep+Ec+Eo+Ed由此可以得出單位面積的年碳排放量,即CO2排放量評價指標C:C=E/(S*Y)其中,S代表某棟建筑的建筑面積,Y代表使用年限。(大多數資料表示,我國普通房屋的使用年限均為50年,即Y=50)以上兩個等式,不僅可以讓決策者明晰的看出每一階段的碳排放量,并且根據此數據制定相關政策,同時也可以作為衡量普通建筑和低碳建筑差異的標準之一。由于低碳建筑的碳排放量比普通建筑要小,等式中的總排放量和單一階段的排放量成正比關系,所以假如在某一階段融入了低碳技術使得碳排放量下降,建筑的總碳排放量也會隨之下降。建筑周期過程中四個階段均屬于變量,我們可以通過針對每一個階段的碳排放量進行詳細的計算,來推斷出建筑的哪個階段需要引用低碳技術,可以得到更多的政策扶持。首先,在第一階段設計規劃中,我們可以將其Ep分為兩個部分,由于設計規劃階段主要包括建筑材料的選擇和運輸,因此,我們可以使:EP=Em+Et其中Em代表各種建筑材料在用量選擇上的CO2排放量,例如水泥,玻璃,混凝土等。Em=Σδmi*δiδmi表示第i種建筑材料的用量,表示第i中建材單位CO2的排放系數。由于運輸過程中,與材料的重量,運輸工具類型和運輸距離相關。因此Et代表運輸過程中運輸工具所釋放的CO2量。Em=Σδmi*Li*ηδmi同樣表示第i中建筑材料的用量,Li代表第i種建材的運輸距離,而η則表示建材相對應的運輸工具的CO2排放系數。第二階段,是建筑的施工制造階段,我們可以通過建筑施工量,以及建造過程中不同建筑方式的碳排放量來計算第二階段的碳排放總量,而此處的不同建筑方式是指在建造過程中所需的不同工種,例如打地基,施工地照明,樓層建設等。由此得出:Em=Σβci*σci表示該工程的建筑施工量,σci相應施工方式的單位CO2排放系數。第三階段則是當建筑建設完成之后,開始正式運營維護的階段。由于運營過程中,CO2的排放主要取決于建筑運行過程中的能耗,因此我們可以將能耗劃分為兩大類,第一類是電能消耗量,即針對照明,電器運行等一系列的消耗。另一類則是化石能源消耗量,即采暖,燃氣等一系列能源消耗。由此可以得出:Eo=Y*(Qe*fe+Qg*fg)Qe代表年耗電量,fe表示電力所產生的碳排放系數;Qg表示年耗氣量,同樣fg代表能源的碳排放系數。最后一個階段是拆除階段,與上述同理,也可以通過不同的拆除方式來劃分并且計算。Ed=Σβdi*σdi其中,βdi代表拆除建筑所需的施工量,σdi代表不同的拆除方式的單位CO2排放系數。
4我國的低碳政策