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基于隐含碳视角的中美贸易结构优化研究
发布时间：2016-07-15 作者：派智库 来源：《中国能源》2016年第5期 浏览：次【字体： 大 中 小】
摘要：中国贸易隐含碳排放量与中国对外贸易结构密切相关。为了减少贸易隐含碳，中国对外贸易结构需要进一步优化。本文以中美贸易结构为研究对象，运用投入产出法测算了2009年中美贸易隐含碳，在隐含碳视角下分析了中美贸易结构合理性，结果表明中国对美国出口贸易隐含碳集中在高隐含碳排放部门，而这样的贸易结构不利于实现中国碳减排目标。基于此，本文提出隐含碳约束下中美贸易结构优化路径，实现调整后比调整前净出口额增加14.31％，净出口隐含碳下降10％。为了减少中美贸易隐含碳排放，中国应该合理调整中美贸易结构，引导加工贸易转型升级并积极鼓励发展服务贸易。 内容来自dedecms
关键词：贸易隐含碳；中美贸易；贸易结构优化 copyright dedecms
1 引言
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伴随着对外贸易的快速发展，中国碳排放量不断增长。根据IEA数据，2012年中国排放了82.5亿tCO2，占全球总排放量的26％。中国面临着巨大的碳减排压力。齐晔[1]指出在目前的产业分工中，发达国家处于产业链上游，出口产品以高技术和服务业为主，碳排放量相对较低；而发展中国家出口产品以低端产品为主，碳排放量较高。对于出口能源消费密集型低端产品又保持长期贸易顺差的中国来说，不合理的贸易结构影响了中国贸易隐含碳排放量，中国通过国际贸易为其他国家转移了大量的CO2。因此，为了完成中国节能减排目标，减少出口贸易隐含碳，中国对外贸易结构需进一步优化。
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作为贸易大国，中美贸易及其双边贸易中的隐含碳受到广泛关注。据海关数据统计，2014年中美双边货物贸易总额达到5551亿美元，占同期中国货物进出口总额12.9％，中国成为美国第二大贸易伙伴。中国主要对美国出口资源密集型和劳动密集型产品，这些商品具有高污染、高排放、低附加值的特点；美国主要向中国出口低污染、低能耗、高附加值的技术密集型产品。中美之间快速增长的双边贸易以及不平衡的贸易结构使得中美贸易隐含碳问题凸显。Shui和Harriss研究指出，1997—2003年中国碳排放总量的7％～14％是因美国的消费需求所致；尹显萍等[2]指出，中国出口劳动密集型为主的机械、服装、杂项等产品，从美国进口技术密集型为主的高附加值产品，这种不平衡的贸易结构使两国内涵碳流动显着不平衡；赵玉焕等[3]指出，1995--2009年间中国向美国出口隐含碳的主要部门集中于第二产业，其中出口隐含碳最多的部门是金属冶炼及压延加工业，1995—2009年该部门出口隐含碳从22.42Mt增长到52.95Mt。以上结果均表明中美之间不平衡的贸易结构使得中国向美国出口了大量贸易隐含碳，为美国的最终消费承担了大量的碳排放，影响了中国节能减排目标的实现。
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长期以来，中国对外贸易结构具有高投入、高消耗、高排放、低效益的特点。这种不合理的贸易结构消耗了中国大量的资源，也增加了中国的贸易隐含碳。目前，已有不少学者通过测算中国对外贸易中的隐含碳，从贸易低碳化角度对贸易结构优化调整进行研究。
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第一，通过测算中国各部门出口贸易隐含碳，结合不同类型部门的隐含碳排放量提出调整中国贸易结构的具体建议。李芳等[4]依据完全碳排放系数，将出口贸易结构分为绿色产业、橙色产业、灰色产业，并结合隐含碳分析提出了贸易结构调整的政策建议；贺亚琴等[5]发现中国出口产品以碳排放强度高的产品为主并逐年扩大出口规模，不利于碳减排目标的实现。
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第二，从贸易方式角度研究中国在低碳经济背景下的发展路径。王跃生等[6]指出中国传统对外贸易发展模式中以货物贸易为主的贸易结构，过于偏重加工贸易的贸易方式，以中低端制成品为基础的产品结构在全球低碳经济潮流中越来越难以持续；陈小辉[7]研究发现，中国对外贸易中加工贸易所占的比重过大且结构落后，出口产品的附加值偏低且资源消耗性过大。
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第三，在能源约束视角下，研究调整中国贸易结构的措施。马丹丹等[8]研究了能源约束下中国出口贸易结构的调整路径，提出中国应加大技术密集型高附加值产品的出口力度，引导出口结构向低能耗低碳排放的方向良性调整；应鼓励通过“走出去”的方式替代部分能源密集型产品的出口贸易形式；董博[9]测算了1997年、2002年、2005年及2007年的中国贸易隐含碳和隐含能，从能源环境视角下分析了中国贸易结构的不合理性。 织梦内容管理系统
目前的研究多数集中于能源环境视角下贸易结构优化的定性分析，缺少定量层面的研究和具体的贸易结构优化路径。本文以2009年中美贸易结构为研究对象，运用投入产出法测算了2009年中美贸易隐含碳，从隐含碳的角度定义和分析了中美贸易结构合理性，并提出在隐含碳排放约束下中美贸易结构优化的具体路径。 dedecms.com
2 模型及数据
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2.1 隐含碳测算模型
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在贸易隐含碳研究中，投入产出模型是最主要的分析工具。Wyckoff、Ahmad、Weber、Su、Arto、闫云凤[10]、赵玉焕[11]等学者在其研究中均运用投入产出模型对贸易隐含碳展开研究。其中，双边投入产出模型（BTIO）主要适用于分析两个国家或地区之间的贸易隐含碳，该模型方法主要采取技术异质性假说，考虑了不同国家或地区碳排放系数的差异，从而计算出各国或各地区的进出口隐含碳。本文以中美贸易隐含碳为例，采用双边投入产出分析法，构建研究模型。 内容来自dedecms
投入产出理论中，某一区域的总产出和最终需求的关系可用下式表示：
X（I-A）-1 Y（1） 织梦内容管理系统
式中：
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X——总产出； 织梦内容管理系统
y——最终需求； dedecms.com
A——可比价直接消耗系数（1995年基期）。
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（I-A）-1——列昂惕夫逆矩阵，即完全消耗系数矩阵，反映为了得到一单位最终需求y而需要消耗的直接以及间接的投入。 dedecms.com
再将直接碳排放系数引入模型，得到基本的隐含碳测算模型： dedecms.com
C=DCI·（I-A）-1·Y（2）
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其中DCI=TC（部门总碳排放）/TP（部门总产出），表示国民经济各个部门的直接碳排放系数。
本文使用下标“i”和“f”分别代表中国和美国，符号“im”、“ex”和“nex”分别代表中国对美国进口、出口和净出口。由此可得，2009年中国对美国的进口贸易隐含碳计算公式为：
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Cim=DCIi·（I-Af）-1·Yim（3）
2009年中国对美国的出口贸易隐含碳计算公式为： 内容来自dedecms
Cex=DCIi·（I-Ai）-1·Tex（4）
因而，净出口贸易隐含碳=出口贸易隐含碳—进口贸易隐含碳为： 织梦内容管理系统
△Cnex=Cex-Cim（5）
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2.2 贸易结构优化测算模型
贸易结构优化的目标函数包括两个方面的设定，即环境效益和经济效益。
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（1）经济效益：中美双边贸易对中国GDP的效益最大 内容来自dedecms
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（2）环境效益：使得中国对美国净出口贸易隐含碳最小 本文来自织梦
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式中：
△Cnex——中国对美国净出口隐含碳（Mt）；
——第i个部门的出口隐含碳；
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——第i个部门的进口隐含碳。 copyright dedecms
模型约束条件如下：
（1）隐含碳排放总量约束 copyright dedecms
△Cnex（调整后）≤ΔCnex（调整前）（8）
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为实现优化目标，中国对美国净出口隐含碳总量应满足调整后不大于调整前这一条件。
（2）国民生产总值约束
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由于对外贸易是国民生产总值的重要组成部分，对经济稳定和社会发展起着重要作用，因此要保证净出口总额调整后不小于调整前。
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（3）部门调整约束 织梦内容管理系统
在保证尽可能有求解空间的前提下，对各部门进出口值的变化量做出以下约束： 本文来自织梦
50％×Xi（2009年）≤Xi≤150％×Xi（2009年） 本文来自织梦
（11）
式中： 内容来自dedecms
Xi——调整后中国对美国第i个部门的净出口；
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Xi（2009年）——中国对美国第i个部门在2009年的净出口。 本文来自织梦
2.3 数据来源及处理
中美两国的投入产出表均来源于WIOD数据库（world input output database），进出口贸易数据由WIOD数据库进出口中间产品与进出15最终产品加总所得。中美两国的分部门能源使用情况和碳排放数据均来自于WIOD数据库中的环境账户。价格及汇率调整所需要的当年价格指数以及美元对人民币汇率均来自WIOD数据库中的社会经济核算账户。
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本文所有数据均来自WIOD数据库，相较于之前的研究，既统一了数据来源，又将前人多数忽略计算的服务业部门包括在内，增加了数据计算的准确性。由于WIOD数据库的能源数据只更新到2009年，受数据可获得性限制，同时出于保证测算结果准确性的考虑，本文对2009年中美贸易隐含碳进行了测算分析。
3 结果分析
3.1 中美贸易隐含碳测算结果 本文来自织梦
利用公式（3）～（5），本文测算了2009年中美贸易隐含碳。从贸易隐含碳排放总量来看，2009年中国对美国出口隐含碳1222.74Mt，中国从美国进口隐含碳64.83Mt，净出口隐含碳为1157.91Mt。中国对美国净出口贸易隐含碳，也就是说中美贸易确实带来了碳排放的转移，中国为美国的最终消费承担了碳排放责任。
从各部门总量来看，2009年中国对美国出口隐含碳排放最多的5个部门按顺序是电气和光学设备制造业、金属冶炼及压延加工业、机械设备制造业、化学制品业、纺织品和纺织产品；2009年中国从美国进口隐含碳最多的5个部门按顺序分别是：电气和光学设备制造业、公共管理和国防、化学制品业、其他商业活动、交通运输设备制造业。如图1所示，2009年出口隐含碳最多的5个部门占总出口隐含碳的比重为88.14％，进口隐含碳最多的5个部门占总进口隐含碳的比重为64.84％。
比较中国对美国出口隐含碳和进口隐含碳前5大部门，仅有电气和光学设备制造业和化学制品业两个部门保持一致。通过对比本文计算所得的完全碳排放系数值，发现中国电气和光学设备制造业及化学制品业部门的生产技术水平低于美国，即生产同样价值量的产品，中国比美国排放更多的二氧化碳。另外公共管理、国防以及其他商业活动均属于服务业，与中国对美国出口隐含碳排放最多的剩余4个部门相比，其附加值更高、污染更低。
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[1]
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3.2 贸易隐含碳排放约束下优化中美贸易结构路径 copyright dedecms
3.2.1 隐含碳角度下中美贸易结构合理化分析
传统意义上的贸易结构是指一定时期内一国进出口贸易中的商品构成，即某一类商品的进出口贸易量占总进出口贸易量的比重。本文从贸易隐含碳排放的角度定义贸易结构合理性，以隐含碳排放量的多少来进行产业部门归类，将产业部门中隐含碳排放量的前5名划归为隐含碳高排放产业，把隐含碳排放量的后5名划归为隐含碳低排放产业，以这两类产业的贸易量占总进出口贸易量的比重表示贸易结构，反映一国国际贸易的环境质量。 内容来自dedecms
根据上文对隐含碳视角的贸易结构定义，2009年中国对美国出口隐含碳排放最多的5个部门分别是：电气和光学设备制造业、金属冶炼及压延加工业、机械设备制造业、化学制品业、纺织品和纺织产品业。2009年中国对美国出口隐含碳低排放产业主要包括：电力、天然气和水的供应、木材加工制造业、农林牧渔业、采矿和采石、其他服务业[2]。
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如表1所示，2009年中国对美国出口隐含碳高排放产业的出口额占总出口额的比例为68.44％，其中电气和光学设备制造业占总出口额的比例为43.99％，其次则为机械设备制造业；2009年中国对美国出口隐含碳低排放产业的出口额占总出口额的比例为2.39％。以上数据说明，中国对美国出口贸易主要集中在隐含碳高排放产业，特别是电气和光学设备制造业，出口贸易结构不合理，不利于降低我国的贸易碳排放水平。
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2009年中国从美国进口隐含碳的高排放产业按顺序为电气和光学设备制造业、公共管理和国防、化学制品业、其他商业活动、交通运输设备制造业。2009年中国从美国进口隐含碳高排放产业的进口额占总进口额的比例为69.57％，其中电气和光学设备制造业的进口额占总进口额的比例为44.23％，其他隐含碳高排放部门的进口仍需进一步提高。 织梦内容管理系统
3.2.2 中美贸易结构优化路径
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据前文隐含碳测算结果的分析可知，中国是中美贸易的隐含碳净出口国，巨额的贸易顺差以及不合理的贸易结构使中国为美国的消费需求排放了大量的二氧化碳。本文提出了一种可能的贸易结构优化路径，在保证社会经济效益与环境效益的前提下，实现2009年中国对美国净出口隐含碳的减少。 dedecms.com
利用贸易结构优化测算模型以及约束条件，本文使用MATLAB中的线性优化模块，对2009年中美贸易结构进行优化，得到表2所示结果。
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在保证中国对美国贸易净出口，且贸易净出口对国民生产总值的贡献度最大，同时中国对美国的净出口隐含碳最小的优化条件下，本文的优化结果可以使净出口隐含碳减少10％，且使国民生产总值增加14.31％，符合隐含碳视角下的贸易结构合理性。具体的部门优化路径为：减少电力、天然气和水的供应业、采矿和采石业、食品饮料和烟草业、纺织品和纺织产品业、焦炭和精炼石油制品及核燃料业、化学制品业、其他非金属矿物制品制造业、金属冶炼及压延加工业、运输业的净出口量，增加木材加工制造业、橡胶和塑料制品业、纸浆、纸、纸制品、印刷、出版业、电气和光学设备制造业、机械设备制造业以及服务业的净出口量。优化结果表明，净出口较调整前减少的部门多为高碳排放部门，比如电力、天然气和水的供应业和金属冶炼及压延加工业。所以从控制碳排放的角度来看，通过调整贸易结构，减少高碳排放行业的出口，可以在其他因素不变的条件下取得理想的减排效果。 dedecms.com
本文提出的贸易结构优化模型综合考虑了中美贸易的环境效益和经济效益，既保证了中美贸易对中国的环境影响最低，又能获得中美双边贸易所带来的经济利益。由于贸易净出口受进口和出口共同影响，二者任何一个单独的变化都会引起净出口的改变，所以在优化贸易结构时应对进口和出口同时进行组合调整。本文的优化方案只是一种可能的调整路径，仅提供一个参考，在今后的研究中可加入部门就业人数、其他污染物排放量等因素并考虑技术水平的影响，以便更准确、更有效地为我国调整贸易结构提供政策建议。
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4 结论和政策建议 copyright dedecms
本文以中美贸易结构为例，对2009年中美贸易隐含碳进行了测算分析，在此基础上，根据测算结果建立了贸易优化模型对中美贸易结构进行了优化分析。具体结论有以下三个方面。 本文来自织梦
第一，在中美贸易中，中国是隐含碳的净出口方，并为美国的最终消费承担了碳排放责任。2009年中国对美国出口隐含碳1222.74 Mt，中国从美国进口隐含碳64.83 Mt，净出口隐含碳为1157.91 Mt。其中，中国对美国出口隐含碳最多的部门集中于高排放、低附加值部门；中国从美国进口隐含碳最多的部门主要集中于低排放、高附加值部门；中美贸易中出口贸易隐含碳和进口贸易隐含碳最多的部门是电气和光学设备制造业。 copyright dedecms
第二，中美贸易结构仍需进一步优化调整，中国出口贸易结构较不合理。2009年中国对美国出口隐含碳高排放产业的出口额占总出口额的比例为68.44％，其中电气和光学设备制造业占总出口额的比例为43.99％；而2009年中国向美国出口隐含碳低排放产业的出口额仅占总出口额的比例为2.39％。2009年中国从美国进口隐含碳高排放产业的进口额占总进口额的比例为69.57％，其中电气和光学设备制造业的进口额占总进口额的比例为44.23％，其他在总进口额中占比较高的隐含碳高排放部门则以服务业为主。 内容来自dedecms
第三，本文建立的中美贸易结构优化模型提供了中美贸易结构优化的一种方案，即减少隐含碳高排放部门净出口量，增加隐含碳低排放部门净出口量。该方案可以实现2009年调整后比调整前国民生产总值增加14.31％，且净出口隐含碳下降10％，符合隐含碳视角下贸易结构的合理性。本文的优化方案只是一种可能的调整路径，决策者仍需结合中国的国情适当调整贸易结构来实现减排目标。
为了平衡环境成本和贸易利益，一方面中国应当合理调整对外贸易结构，引导或限制高碳排放部门和资源密集型产品的出口，通过进口替代减少生产最终消费品中的隐含碳。进一步提高优势产业部门如电气和光学设备制造业的生产技术，转变附加值低、能源消耗量大的加工贸易方式，发展装备制造等新的出口主导产业，鼓励低排放、高附加值的高新技术产业发展。 内容来自dedecms
另一方面，鼓励发展服务贸易。服务贸易具有碳排放系数低、能源消耗强度低、附加值高的特点，属于隐含碳低排放产业。应将新型服务贸易与传统服务贸易相结合，重点扩大设计咨询、技术转让、金融保险、国际运输、教育培训等服务贸易出口；另外，应推动服务水平创新，提高服务企业的技术水平和管理手段。 copyright dedecms
参考文献：
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[1]本文定义出口隐含碳和进口隐含碳低于1Mt的部门为隐含碳低排放部门，即占比小于1％的部门；定义其他为中等排放部门。
[2]由于多数服务业部门隐含碳排放量数值相对较小，为方便本文分析，将除其他商业活动、航空运输业以外的服务业部门合并为其他服务业部门（部门19～24，26～29，31～34）。 dedecms.com