国际跨区碳市场及其能源经济影响评估.pdf

中国人口·资源与环境2014年第3期 场并与欧盟碳市场实现交易对接 如果该链接市场得 以建立，将使欧盟与澳大利亚成为全球第一个建立在两个 独立区域基础上的国际性碳市场除了与欧盟合作以外， 澳大利亚也在寻求与包括中国在内的其他国家合作建立 跨区域碳市场对此中国也表现出较大兴趣 ，并已经在 多个场合表示愿意在本国碳市场完善以后加入全球碳市 场的意向 当前中国已经着手在国内建立区域碳市场 试点，为全国碳市场的建立做好准备中国第一个地方性 碳市场试点已经开始在深圳运行 ，同时关于中国参与全 球碳市场影响的相关研究也在逐步开展 本研究基于欧盟与澳大利亚碳市场，考虑中国未来加 入全球碳市场后对全球碳市场交易规模及全球碳价的影 响，以及国际碳排放权交易体系下对各国能源与经济系统 的影响 1模型工具 为模拟市场机制下的碳排放权交易机制与定价规则， 本研究采用全球能源经济模型(China in Global Energy Model，C．GEM)作为分析工具对全球碳市场及其影响作 出评估该模型为全球多区域动态可计算一般均衡模型， 模型基于经济学一般均衡理论，对社会经济生产与消费， 产品市场的供给与需求等相互关系具有清晰表述。

模型 分为20个经济部门，包括5种能源生产部门(煤炭、原油、 天然气、成品油及电力)，10种工业部门(化工、钢铁、有 色、非金属、金属制品、装备制造业、食品加工业、采矿业、 建筑业、其他工业)，3种农业部门(农业、林业及畜牧业) 以及2种服务业部门(交通服务业及其他服务业)各部 门生产活动采用嵌套结构的常替代弹性生产函数(CES) 进行描述(见图1)各种投入之间的不同组合反映了各 部门独特的生产技术特点，其中盯表示各种投入之间的替 代弹性 在对经济部门生产关系描述的基础上，C—GEM还对 能源技术在CGE模型框架下做出具体刻画当前C—GEM 服 工业 工业／／＼、 E—KL ／ ＼ 能源集合 附加值 电力 aE _NE劳 L 电力 劳动力资本 ·20· 模型包含l7种能源生产技术，除传统的煤炭、石油、天然 气、火电等传统能源生产技术路径以外，本模型还包括了 11种清洁能源技术，其中包括3种油气替代技术(页岩 油、生物燃料、煤气化)以及8种发电技术(风能、光伏、生 物质发电、IGCC、IGCC—CCS、NGCC、NGCC—CCS、先进核 电) 特别地，为模拟全球碳市场政策，本研究在模型中将 碳排放空间作为一种自然要素考虑到经济部门的各个生 产与消费环节当中。

在经济生产 消费的过程中，只要有 化石能源的消费并产生CO 排放的经济活动，都必须绑定 投入相应的CO 排放权，CO：排放权作为自然要素其供给 (亦即排放限额)由外生给定，初始免费在各经济部门之 间分配，并可自由贸易在实际生产与消费过程中，各经 济部门消费自身分配的排放空间，自身排放空间不足的要 么通过减少自身的化石能源消费，要么通过向其他主体购 买CO：排放权获得化石能源消费的CO 排放数量采用 IPCC中规定的常排放因子 进行核算 模型数据库主要基于最新的全球贸易分析项目 (GTAP 8)全球能源与经济数据库 该数据库包括了 全球129个国家57个产业部门的2007年经济与能源的 生产与消费量数据，以及不同地区间的能源与商品双边贸 易流量研究中根据需要我们将其整合形成包含全球19 区域(见图2)与20个生产部门的模型数据库 ，模型以五 年为一个周期(2010—2050)，通过MPSGE平台编程并在 Gams程序下求解 2全球碳市场情景 2．1情景框架 考虑到全球碳市场的进展速度，本文以2020年为研 究时点，开发了四种情景以研究欧盟、中国、澳大利亚三国 图2 C—GEM模型的l9个区域 Fig．2 19 regions in the China—in—Global Energy Model(C—GEM) ÷ 齐天宇等：国际跨区碳市场及其能源经济影响评估 参与下的全球碳市场及其影响(见表1)。

第一种情景为 各国无碳市场下的参考情景(No ETS)，以观察没有碳市 场政策下各国能源与排放情况另外三种为有碳市场下 的政策情景：①三个区域建立独立碳市场情景(Separate)， 没有跨区域碳市场形成；②欧盟与澳大利亚碳市场进行链 接的情景(EU．ANZ)，中国仍为独立碳市场；以及③中国、 欧盟与澳大利亚三个地区碳市场全部连接的情景(EAC) 表1 全球碳市场情景描述 Tab．1 Scenario descriptions 2．2碳市场设计 为在模型中对各国碳市场的影响作出模拟，需要对欧 盟、澳大利亚以及中国2020年碳市场的排放配额及覆盖 部门等关键运行机制做出设定欧盟已经出台了碳交易 体系第三阶段(2013—2020)具体运行方案，相关机制比较 明确而中国与澳大利亚两国碳市场机制尚未构建，本文 在研究过程中基于可获得信息对这两个区域的排放配额 与覆盖部门等细则作出相应假设具体三区域相应设定 介绍如F 覆盖部门根据欧盟ETS第三期实施方案，其覆盖范 围沿用已有的涵盖部门(包括农业、非金属矿物质制品业、 黑色金属冶炼及压延业、有色金属冶炼及压延业、金属制 品业、电热力生产与供应、石油制品业)，本研究中欧盟碳 市场涵盖部门据此设计。

澳大利亚目前尚没有明确未来 ETS覆盖部门，考虑到其即将与欧盟碳市场对接，本研究 假定其覆盖部门与欧盟相同中国目前也没有全国性碳 市场的设计细则，从7个试点省市的碳交易机制方案来 看，覆盖部门范围差异较大当前已实施的深圳碳市场主 要覆盖了工业与大型公共建筑业” ，而上海则在此基础 上包括了航空、港口、商业、宾馆与金融等行业的排放 本研究假定中国选取最广泛的覆盖范围，即中国碳市场覆 盖除农业以外的所有经济部门 配额设计配额设计方面，本文假定各区域碳市场的 排放配额与各区域2020年减排目标成比例在计算过程 中，本研究先核算出2020年减排目标下各国2020年目标 排放量(欧盟2020年的国家减排目标是在2010年的水平 上减少21％的温室气体排放 ；澳大利亚2020年的国家 减排目标是在2000年排放标准上无条件减排5％；中国则 为2020年的排放强度在2005年水平减少40％一45％)， 再根据各国2010年的碳市场覆盖部门的排放量占总排放 量的份额，将2020年各地区目标排放量按比例计算得到 相应碳市场覆盖部门的排放配额量基准情景下与碳市 场配额情景下相应部门2020年排放如表2所示。

表2各国碳市场覆盖部门及其2020年基准排放与减排排放配额 Tab．2 Baseline emissions and abatement allowance of emission trading sectors in EU，Australia and China 3研究结果 3．1独立碳市场影响 我们首先对各区域独立碳市场做出分析，独立碳市场 的影响结果如表3所示各地区碳价有较大差别，澳大利 亚碳价最高，达到32美 t CO：($32／t CO：)，欧盟价格 稍低($17．5／t CO )，而中国碳价最低($10／t CO：)中 国碳价相对较低反应了中国相对另外两个区域具有更低 的减排成本具体来说，中国碳价的高低与排放约束的强 度、生产技术水平以及碳市场覆盖范围等相关，同时也受 到未来经济增速假设等不确定性因素的影响从排放配 额来看，中国的减排比例低于其他两个地区根据本研究 假设，尽管2020年中国绝对减排量(351 10t)比欧盟 ·21· 中国人口·资源与环境2014年第3期 (177 10t)以及澳大利亚(53 10t)要大，但从减排成本来 看，中国总体生产技术，尤其是高耗能工业的生产技术比 欧盟及澳大利亚要落后，且相对于其他地区中国的煤炭在 能源生产中所占比例更大。

2010年中国单位经济产出的 碳排放为1．59 kg CO：／美元，比欧盟(0．39 kg CO：／美元) 高出六倍，比澳大利亚高出三倍(0．39 kg CO，／美元)中 国通过采用新技术，以及使用资本、劳动力来代替能源及 煤炭消耗等途径有着较大的减排空间 3．2全球碳市场影响 全球碳市场情景EU—ANZ与EAC两种情景的结果如 表3所示首先在没有中国的参与下，欧盟与澳大利亚链 接的EU—ANZ情景中，欧盟与澳大利亚碳市场连接后的碳 价为22美元／t CO ($22／t CO )，澳大利亚从欧盟碳市 场中购买14．41 10t的排放配额，这一交易额占到了澳大 利亚减排总量的27％与此同时，澳大利亚将会支付欧 盟3．2亿美元 下面考虑中国加入全球碳市场，形成中国一欧盟一澳 大利亚(EAC)三个区域相连接的碳市场的影响，如表3所 示在EAC情景中，与EU—ANZ情景中的22．0美元／ t CO，相比，中国的加入使得国际碳价得到大幅下降，国际 碳价降至12．12美 t CO：由于中国相对便宜的减排成 本，欧盟将会从中国购买126 10t的CO 排放配额(占欧 盟总体减排目标的71．2％)同时，澳大利亚将会从中国 购买43 10 t的配额(占澳大利亚减排目标的81．1％)。

伴随国际碳排放权的跨区域转移，中国目标减排量从 351 10t增长到521 10t(增长了48％)欧盟以及澳大 利亚将分别为从中国购买的配额支付15．3亿美元和5．2 亿美元相对独立情景，碳配额的交易促进地区的福利， 表3在Separate，EU—ANZ，EAC情景下的碳价和减排结果 Tab．3 Carbon price and emission reduction results under Separate，EU—ANZ and EAC scenarios 其中澳大利亚的福利增长比例最大(0．06％) 3．3减排对经济部门的影响分析 由于施加了碳排放约束，碳市场将会影响到所覆盖经 济部门的生产成本从而促进其采取措施进行减排然而 由于生产技术的差异，不同行业部门之间的减排成本与潜 力各不相同，因而对碳市场政策的敏感程度也不同图3 显示了在EAC情景中中国、欧盟与澳大利亚三个地区不 同行业的减排贡献比例从图中可以看出，在所有的地区 中电力都是对总体减排贡献最大的部门，同时也说明碳市 场政策对电力部门的影响最大与其他两个地区不同的 是，中国除了电力部门以外，高耗能部门所占的减排份额 也较大(32％)。

这体现了中国高耗能工业仍具有较大减 排潜力 ．22- ％1O0 8O 60 40 20 0 日其他工业 母高耗能工业 13电力工业 ： ：ll ■0 ： ：：．．．．．． 0：77 ：74 47：： l'_ ： ， ：： 中国 欧盟 澳大利亚 图3 EAC情景下各地区行业的减排贡献率 Fig．3 Sectoral contributions to total emissions reduction by regions in the EAC secnafio 齐天宇等：国际跨区碳市场及其能源经济影响评估 在EAC情景下，中国、欧盟与澳大利亚的工业能效提 升1．4％、0．7％和1．1％中国的煤炭发电量下降3．3％， 而清洁能源(核能、水力、风能，太阳能等)发电量则上升 3．5％这体现了在碳约束下发电主体对碳价所带来成本 上升的市场反应：从较高碳密度的燃料转向采用较低碳密 集的燃料，同时促进了高能效技术的使用同时，在高耗 能产业中，化石燃料的使用也随之降低 4结论 碳排放作为基于市场的政策工具被认为是成本有效 的减排手段，并被期望在国际应对全球气候变化合作中扮 演更加重要的角色本文选取欧盟、澳大利亚和中国三个 区域为案例，基于2015年即将形成的欧盟一澳大利亚链 接碳市场，分析中国一欧盟一澳大利亚这三个地区形成全 球碳市场后的规模，及其对各地区产生的影响。

通过分析 我们发现，即使给中国设定3％减排这样一个较为温和的 减排目标，中国的绝对减排量也远远。