基于LMDI方法的中国国际贸易隐含碳分解*

　   摘要：对国际贸易产生环境影响的定量研究正日益受到关注，特别是对隐含碳的研究。以中国2005年为例，对中国国际贸易隐含碳进行估算，应用对数平均D氏指数法（LMDI）对影响隐含碳净转移的因素进行分解分析。结果显示中国因生产排放碳量远大于其消费需要排放的碳量，从国外净转移到中国的隐含碳为395.66MtC；净转移隐含碳影响因素中强度效应(进出口商品完全碳排放系数差异)贡献率为60％，规模效应（进出额差异）贡献率为55％，结构效应（进出口结构差异）贡献率为－14％，此结果表明中国相比国外的高碳排放强度是造成目前碳转移额外增加的主要因素，分析结构效应发现中国主要净出口行业大部分不是高碳排放强度行业，而净进口行业却主要由高碳排放强度行业构成，特别是与碳排放密切相关的能源行业居净进口行业首位。
　　关键词 国际贸易；贸易隐含碳；投入产出模型；对数平均D氏指数法
 
　　在后京都议定书时代，碳转移问题正在日益引起重视。对于碳排放向中国的转移也已有一些估算结果，结论都指向这样一个事实，即从消费的角度中国为发达国家承担了碳排放的责任［1-7］。但目前的研究对中国贸易隐含碳净转移量的影响因素缺乏定量分析，本文以中国2005年的对外贸易及投入产出数据为例，从生产和消费两个角度对比分析中国的全球碳排放量，分解出真实进口隐含碳，将能源因素分解中常用的对数平均D氏指数法（logarithmic mean divisia index，简记为LMDI）应用于同一时间截面的进出口隐含碳分析，对影响隐含碳净转移量的进出口规模、行业结构和碳排放强度进行定量研究，分析造成碳排放净转移的主要原因，为后京都时代减排方案和中国相关政策的制定提供科学依据。
　　1 研究方法与数据
　　1.1 研究方法
　　1.1.1 净转移隐含碳的计算方法
　　参考一般形式的环境投入产出模型［8］，可以得到基本的隐含碳投入产出模型。
　　F=Ω(I-A)-1Y（1）
　　其中：F为总的隐含碳，Ω为单位总产出的隐含碳，Y为最终使用矩阵，A为直接消耗系数矩阵，（I－A）-1为单位最终使用需要的总产出。令B＝Ω（I－A）-1，则B即为单位最终使用的完全碳排放系数，包括了直接或间接的碳排放。基本的隐含碳投入产出模型适用于封闭的经济系统，一个国家的总产出只是为本国的最终使用服务。
　　在开放的经济系统中，一个国家的总产出不仅为本国的最终使用服务，还用于其他国家的中间使用和最终使用。直接消耗系数矩阵A应分解为国产商品的直接消耗系数矩阵Ad和进口商品的直接消耗矩阵Am，分别表示中间使用中的国产投入和进口投入与总投入的比值，且A=Ad+Am［8］。
　　目前计算国家的全球隐含碳排放量方法主要分为两类，一类是从生产角度计算国家的碳排放量，即为国内和国外生产商品所排放的碳量，另一类是从消费角度计算国家的碳排放量，即消费商品由国内和国外提供所排放的碳量［9］。中国的全球碳排放量从生产和消费角度可分别表示为：
　　Fp=Fd+Fe（2）
　　Fc=Fd+Fm（3）
　　其中：Fp和Fc分别为生产和消费隐含碳，Fd为国内生产供国内消费商品的隐含碳，Fe为出口隐含碳，Fm为进口隐含碳，这些变量可根据公式（1）求得。
　　结合式（2）和（3）得到：净转移量为出口与进口隐含碳差值，即为中国生产与消费碳排放的差值，推导公式为：
　　ΔF=Fp-Fc=Fe-Fm（4）
　　如果生产隐含碳大于消费隐含碳，即出口隐含碳大于进口，说明该国家是隐含碳的净出口国，为其他国家承担了碳排放的责任；如果消费隐含碳大于生产隐含碳，则为隐含碳的净进口国，表明中国为满足国内需要国外的碳排放。
　　1.1.2 隐含碳净转移的影响因素分解
　　对数平均D氏指数法（LMDI）经常用于对能源的因素分解，可以将能源的变化量分为规模效应、结构效应和强度效应，并定量计算各种效应的贡献率［10］。根据LMDI方法的特点，应用LMDI方法可以对出口与进口的隐含碳差值进行分解，计算规模效应（进出口总额的影响）、结构效应（各个行业进出口份额的影响）和强度效应（国内外完全碳排放系数的影响）的贡献率。中国出口（Fe）和进口（Fm）的隐含碳排放可分别分解为：
　　?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分别表示第i个行业出口额和进口额；fe?i和fm?i分别表示第i个行业出口和进口的隐含碳；Se?i和Sm?i分别表示第i个行业出口和进口的份额（对于有些行业进出口份额为0，此时以10-10-10-20这样足够小的数值取代0，可以得到正常的分解结果［11］）；Ie?i和Im?i分别表示第i个行业出口商品的完全碳排放系数（Bd）与进口商品的完全碳排放系数（Bf），Bd=(Ie?i)??n×1，Bf=(I?m?i)??n×1.
　　则根据LMDI方法，中国隐含碳的净转移量可表达为：
　　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为规模效应，ΔF??str为结构效应，ΔF??int为强度效应。
　　王媛等：基于LMDI方法的中国国际贸易隐含碳分解中国人口•资源与环境 2011年 第2期1.2 数据来源与处理
　　（1）投入产出表的处理。行业间投入产出关系来源于2005年全国42行业的投入产出表。目前中国没有公布进口非竞争型的投入产出表，没有分出进口商品用于中间使用的量，本文拟按照简化计算的非竞争型投入产出表计算，即认为进口商品等比例用于中间使用和最终使用［12］，计算公式如下：
　　Am=[SX(]MX+M-E[SX)]A（12）
　　Ym=[SX(]MX+M-E[SX)]Y（13）
　　其中：Y?m为进口商品用于最终使用部分，E为出口商品额；M为进口商品额。其他变量含义见上文。
　　应用非竞争型投入产出表需要考虑进口商品用于中间使用后的去向。中国是典型的加工贸易国家，在计算中特别需要考虑对外加工贸易的影响。除一般加工贸易之外，能源的进口有一部分同样也是用于生产出口商品所用，中国不是其最终消费国，也应从进口中去掉。而目前并没有相应的统计数据，拟通过对非竞争型投入产出表分解得到，分解过程如下：
　　①进口商品总量等于进口商品用于中间使用(AmXd)和最终使用之(Ym)和，即：
　　M=AmXd+Ym（14）
　　其中：Xd为国内总产出Xd（提供国内最终使用和国外使用），可以表达为：