我國區(qū)域碳均衡評(píng)價(jià)及碳匯市場(chǎng)交易額度評(píng)估

鐘曉青 邢曉靜 廖立維 黃安琦 徐永成

[摘 要]本文根據(jù)我國森林資源的總量和建立在光合系數(shù)上的二氧化碳參數(shù)，對(duì)我國分省的森林碳匯和碳排放量進(jìn)行了年度總量和年變化的數(shù)量評(píng)估。根據(jù)碳均衡和碳中和原則，將我國的省份分成碳匯省份、碳源省份和基本碳均衡省份。在產(chǎn)權(quán)明晰、初始產(chǎn)權(quán)分配合理、排污權(quán)交易機(jī)制不斷完善的基礎(chǔ)上，研究、分析、評(píng)估了我國低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中碳匯交易市場(chǎng)的建立、交易額度、定價(jià)機(jī)制和均衡過程，為我國在節(jié)能減排、新能源替代和碳均衡三大機(jī)制中實(shí)現(xiàn)新經(jīng)濟(jì)、新分配、新效果提供了幫助，也為我國在國際碳交易的博弈中取得了經(jīng)驗(yàn)，并為應(yīng)對(duì)世界性的氣候變化和低碳轉(zhuǎn)型作出了理論的和實(shí)際的貢獻(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]森林碳匯;碳均衡;碳交易市場(chǎng);交易模式;交易額度

[中圖分類號(hào)]F205;S757.4;X196 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1674-6848（2015）05-0060-08

[作者簡介]鐘曉青（1962— ），男，湖南永順人，博士，中山大學(xué)園林及生態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所所長、副教授，兼任廣州市建工設(shè)計(jì)院副院長、香港中文大學(xué)景觀設(shè)計(jì)院副院長、廣州新世紀(jì)藝術(shù)研究院常務(wù)副院長、主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究;邢曉靜（1989— ），女，內(nèi)蒙古赤峰人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與園林設(shè)計(jì)研究;廖立維（1988— ），男，廣東博羅人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與園林設(shè)計(jì)研究;黃安琦（1991— ），女，廣東中山人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與園林設(shè)計(jì)研究;徐永成（1984— ），男，湖北荊州人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事人口資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究（廣州 510275）。

[基金項(xiàng)目]國家社會(huì)科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)研究”（96AJB042）、華南理工大學(xué)亞熱帶建筑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目“綠色空間研究”（20070401）、“低碳社區(qū)研究”（2010KB10）與廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“生態(tài)經(jīng)濟(jì)邊緣效應(yīng)研究”（974083）的階段性成果。

Title： Regional Carbon Equilibrium Evaluation and Trading Volume Assessment of the Carbon Sequestration Market in China

By： Zhong Xiaoqing，Xing Xiaojing，Liao Liwei，Huang Anqi & Xu Yongcheng

Abstract： According to the total amount of forest resources and the carbon dioxide parameters from the photosynthetic coefficient，this paper evaluates the annual total amount and annual variation of the forest carbon sequestration and carbon emissions in different provinces of China. Based on the carbon balance principle and carbon neutral principle， Chinas provinces are divided into carbon sequestration provinces， carbon sources provinces and carbon equilibrium provinces. Considering clearly established ownership， the reasonable distribution of initial property rights， and the gradually perfected mechanism of emission rights trading， this paper also examines and analyzes the establishment of carbon sequestration trading market， the transaction amount， the pricing mechanism and the equilibrium process in Chinas low-carbon economy transformation.Our study is helpful to the realization of new economy， new distribution and new effects in the three mechanisms of energy saving， new energy substitution and carbon balance， and makes a theoretical and practical contribution for China to getting experience in the world carbon trading competition and for the world to coping with climate change and low-carbon transformation.

Key Words： forest carbon sequestration;carbon equilibrium;carbon trading market;trading mode;trading volume

一、引言

建立碳匯交易市場(chǎng)是用經(jīng)濟(jì)學(xué)思維解決低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中節(jié)能減排的關(guān)鍵舉措之一，也是革新經(jīng)濟(jì)分配方式的希望所在。作為碳匯供給方的森林業(yè)主可以根據(jù)“按匯分配”的原則獲得培育、維持、經(jīng)營森林植被的經(jīng)濟(jì)效益，更加致力于森林培育、保護(hù)、維持和提升生態(tài)效益。依照“排碳必須付費(fèi)”的原則，碳源企業(yè)應(yīng)當(dāng)按排污權(quán)交易的原則為相應(yīng)的碳排放買單，也可以選擇直接減排以達(dá)到全社會(huì)低碳運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)能減排、新能源替代的效果。

森林對(duì)整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，將通過低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型中的碳匯交易市場(chǎng)體現(xiàn)出來。森林生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是吸收、轉(zhuǎn)化二氧化碳的碳庫。陸地植被生態(tài)系統(tǒng)86%以上和土壤73%以上的碳存量，是由以木本喬木為主體的森林完成的①。

王靜、沈月琴等人②認(rèn)為，森林碳匯服務(wù)有其特有的優(yōu)勢(shì)，如固碳效果好，附加效益高等，但缺點(diǎn)在于計(jì)測(cè)困難。從經(jīng)濟(jì)特性方面看，其產(chǎn)品具有稀缺性、公共性與外部性等特征。李淑霞、周志國③認(rèn)為，世界各國為實(shí)現(xiàn)減排無非采用兩種方式：一是減少溫室氣體的排放;二是增加溫室氣體吸收。由于減少排放常常會(huì)對(duì)一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面影響。而在溫室氣體吸收方面，森林碳匯較其他減排措施更具潛力，利用森林碳匯進(jìn)行減排不僅在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上可行，而且在減緩氣候變暖方面也將扮演更重要的角色。

劉國華、傅伯杰、方精云等人④認(rèn)為，與其他陸地生態(tài)系統(tǒng)相比，森林生態(tài)系統(tǒng)具有較高的生產(chǎn)力，每年固定的碳能占到整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)碳能的70%左右。在調(diào)節(jié)全球碳平衡、減緩大氣中二氧化碳等溫室氣體濃度上升與維護(hù)全球氣候穩(wěn)定等方面，森林生態(tài)系統(tǒng)具有不可替代的作用。他們的研究表明，我國的森林平均每年以積累26.5TgC的速度遞增，正起著一個(gè)巨大的碳庫（碳匯）的作用。

二、研究思路及分析框架

森林碳匯是指森林吸收、轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存二氧化碳的多少，或者說是森林吸收并儲(chǔ)存二氧化碳的能力。本文將利用方精云院士等人的研究方法與成果，結(jié)合全國第1-7次森林資源連續(xù)調(diào)查（一類調(diào)查）和小班調(diào)查（二類資源調(diào)查）數(shù)據(jù)，在換算因子連續(xù)函數(shù)法的基礎(chǔ)上，評(píng)估我國各個(gè)地區(qū)的森林碳匯及年度變化情況。

（一）我國森林碳匯分省的數(shù)學(xué)模型

方精云等人的換算因子連續(xù)函數(shù)法中使用的換算因子公式為：

BEF=a+■（1）

其中，BEF是生物量與森林蓄積量之間的換算因子，林分蓄積量x綜合反映了這些因素的變化。林分蓄積量可作為BEF的函數(shù)，以用來反映BEF的連續(xù)變化。在成熟林中，BEF趨向恒定值a，在幼齡林中，BEF比較大。

筆者建立了在不同尺度上測(cè)算森林碳匯的計(jì)算公式。

在樣地尺度上：

Y=■■■AijlBEFijlxijl ? ? （2）

i、j和l分別為省區(qū)、地位級(jí)和齡級(jí);Aijl、xijl和BEFijl分別為第i省區(qū)、第j地位級(jí)和第l齡級(jí)林分的面積、平均蓄積量和換算因子;m、n和k分別為省區(qū)、地位級(jí)和齡級(jí)的數(shù)量。

在區(qū)域或者省區(qū)尺度上：

Y=■BEF*xi*Ai（3）

Ai、xi和BEFi分別是某一森林類型在第i省份的總面積、總蓄積量、平均蓄積量及所對(duì)應(yīng)的換算因子。

在全國尺度上：

Y=A*x*BEF（4）

Y、A、x和BEF分別是全國的總碳匯量、總面積、全國平均蓄積量和所對(duì)應(yīng)的換算因子。

我們可以建立森林碳匯與蓄積量的線性回歸方程，從而利用各地區(qū)蓄積量的數(shù)據(jù)來計(jì)算其森林碳匯量。

（二）我國碳源（排放）分省數(shù)量評(píng)估分析及數(shù)學(xué)模型

化石能源燃燒的碳排放量計(jì)算公式為：

EC=■3.67·CFi·CCi·COFi（5）

其中，EC表示估算的各類能源消費(fèi)的碳排放總量;i表示能源消費(fèi)各類，包括煤炭、焦炭、汽油、煉油、柴油、燃料油和天然氣共7種;Fi是各省第i種能源的消費(fèi)總量;CFi是發(fā)熱值;CCi是碳含量;COFi是氧化因子。

通過上述公式可以計(jì)算出我國各省份的化石燃料碳排放情況，利用上述計(jì)算結(jié)果我們可以建立回歸方程對(duì)我國各省份未來的碳排放情況進(jìn)行預(yù)測(cè)與評(píng)估。

（三）我國碳匯與碳源分省“碳均衡”分析

在碳匯和碳源分析的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步均衡分析各地區(qū)的凈排放情況，即將各地的森林碳匯歸入，分析各地的凈排放，分析標(biāo)準(zhǔn)如下：

碳源省份：

i省森林碳匯量-i省排放量<0（6）

碳匯省份：

i省森林碳匯量-i省排放量>0（7）

碳均衡省份：

i省森林碳匯量-i省排放量=0（8）

如果一個(gè)地區(qū)的凈排放為正，就可以認(rèn)為其為碳源省份;如果凈排放為負(fù)，就認(rèn)為此地是碳匯省份;如果的凈排放接近或者等于0，就認(rèn)為其為碳均衡省份。

（四）碳交易市場(chǎng)模式及交易額度分析

最后，建立碳交易市場(chǎng)，分析在不同的市場(chǎng)情景下，上敘三種類型的省份加入碳交易市場(chǎng)的影響。按照各部門必須實(shí)現(xiàn)自身碳中和的原則，即其排放量必須等于其持有的碳匯量，來建立碳交易市場(chǎng)。

我們?cè)O(shè)計(jì)如下的碳交易市場(chǎng)模型：由政府建立碳交易市場(chǎng)，并且碳交易市場(chǎng)的目的是實(shí)現(xiàn)整個(gè)地區(qū)的碳中和，即

■i省份碳排放-■i省份碳吸收=0（9）

從而實(shí)現(xiàn)我國森林碳匯的供給量等于國內(nèi)各個(gè)省份的排放量。各地區(qū)的森林所提供的碳匯可以進(jìn)入碳排放市場(chǎng)充當(dāng)排放權(quán)，并且規(guī)定每個(gè)部門的碳排放量與其持有的碳匯量要相等，各部門可以通過在碳交易市場(chǎng)上購買碳排放權(quán)來增加自己持有的碳匯量。如果有部門的實(shí)際排放量超過了自己持有的碳匯量，就要受到嚴(yán)重的處罰。在實(shí)際運(yùn)行過程中，規(guī)定每個(gè)省份都選擇盡量讓省內(nèi)的森林碳匯優(yōu)先滿足省內(nèi)的排放需要，而且要對(duì)在省內(nèi)銷售的碳匯進(jìn)行免稅或者給予一定程度的補(bǔ)貼并對(duì)出售到省外的碳匯進(jìn)行征稅。

三、我國森林碳匯分省分布的評(píng)估分析

目前，估算森林碳匯量的方法很多，主要有以下三種方法：1.利用遙感氣象技術(shù)，測(cè)定森林吸收二氧化碳的數(shù)量;2.抽樣測(cè)算森林生物量;3.通過森林普查的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用理論模型估算森林碳匯量①。本文主要采用第三種方法，利用森林資源連續(xù)清查和小班調(diào)查的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算評(píng)估。

（一）我國森林碳匯分省的存量及年度變化

方精云等學(xué)者曾經(jīng)估算過我國1999年到2003年，即第6次全國森林普查時(shí)期我國森林的碳匯量為5851.9百萬噸，我們?cè)谠黾恿说?次全國森林普查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，采用回歸方法得到我國森林碳匯量為5936.37百萬噸，誤差率為1.42%。根據(jù)公式（1）—（4）計(jì)算的結(jié)果如表1所示。

表1顯示了我國各省份的森林碳匯占全國的比重?？梢钥闯錾痔紖R在我國各個(gè)省份的分布并不平均，其中內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、四川、云南與西藏的森林碳匯量比較大，這幾個(gè)省份的森林碳匯之和占我國森林碳匯總量的62.28%。其中僅西藏一省的森林碳匯量就占到了全國的14%。如果考慮人均碳匯量，由于西藏人口稀少，其人均碳匯量更是高達(dá)292噸;其次是內(nèi)蒙古，人均為23噸;此外黑龍江與吉林，人均森林碳匯量也比較高。

（二）我國碳源（排放）分省的數(shù)量評(píng)估指標(biāo)分析

在考查我國各地區(qū)碳排放情況方面，根據(jù)化石能源燃燒的碳排放量計(jì)算公式（5），可計(jì)算出我國各省份的化石燃料碳排放情況，如表2所示?？梢钥闯觯?000年以前我國的碳排放量相對(duì)比較平穩(wěn)，處于30億噸以下水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的年碳排放量開始猛增，在7年的時(shí)間內(nèi)翻了一倍，年增長率高達(dá)10.59%，2007年的碳排放量已經(jīng)達(dá)到67.48億噸。我國2008年的森林碳匯量是59.61億噸，而且年增長率約為1.156%，增速均小于我國近年來的排放量及增長速度。以目前的排放量及增長速度來看，我國未來的排放需求壓力還是非常大的。

從各地區(qū)2007年的碳排放情況來看，排放量最大的是山東省，高達(dá)6.68億噸，其次是河北省，排放量達(dá)5.16億噸;總的來看，排放量較大的地區(qū)主要集中在中、東部地區(qū)。2007年碳排放超過3億噸的省份有山西省、內(nèi)蒙古、遼寧省、浙江省、河北省、山東省、江蘇省、河南省、廣東省，主要集中在中部地區(qū)。

（三）我國碳匯與碳源分省“碳均衡”分析

2007年我國的二氧化碳凈排放量為815.74百萬噸，是典型的“碳源”國家。2007年度碳匯與碳源省份的評(píng)估結(jié)果見表3。從各省份碳匯與碳源的碳均衡情況來看，碳凈排放量大小不一，其中排放量較大的有河北省、山西省、遼寧省、江蘇省、浙江省、山東省、河南省、湖北省、廣東省等，主要集中在中東部地區(qū)。我國的碳匯省份主要有：內(nèi)蒙古、吉林、黑龍江、福建、江西、廣西、海南、四川、云南、西藏、陜西、甘肅、新疆等省份，基本上都是位于偏遠(yuǎn)地區(qū)或者是經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)。我國主要的碳源地區(qū)有：北京、天津、河北、山西、遼寧、上海、江蘇、浙江、安徽、山東、河南、湖北、湖南、廣東、貴州、寧夏，碳源地區(qū)大部分位于中東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，或者是森林稀少，森林碳匯缺乏的地區(qū)。

四、我國省級(jí)碳均衡及碳匯市場(chǎng)交易模式及額度

（一）碳匯大于碳源：我國“碳匯”省份及交易額度評(píng)估

通過上面的分析可以看出我國的碳匯省份主要有西藏、黑龍江、云南、四川、吉林、內(nèi)蒙古、廣西、福建、新疆?？梢岳脙籼紖R公式分析評(píng)估這些省份的年度碳匯、碳源的交易額度變化情況，表示如下：

i省凈碳匯=i省森林碳匯量-i省排放量

得出的年度碳匯、碳源的交易額度變化情況如表4。

（二）碳匯小于碳源：我國“碳源”省份及交易額度評(píng)估

我國各碳源省份需要購買“凈排放權(quán)”的額度如表5所示?？梢钥闯?，我國各個(gè)碳源省份近年來的碳凈排放量整體呈上升趨勢(shì)，其中最明顯的是山東省，在不到十年的時(shí)間里凈排放量上升了兩倍。從前面的分析中可以看出，我國碳匯省份的凈碳匯正趨于緩慢下降，而碳源省份的碳凈排放又處于快速上升趨勢(shì)。這再一次證明了我國未來的減排壓力還是比較大的，如果不采取其他有效的減排措施，只靠森林碳匯的吸收，我國將很難實(shí)現(xiàn)低碳減排目標(biāo)。

（三）碳匯等于碳源：我國“碳均衡”省份

我國碳均衡省份的年度變化情況計(jì)算的結(jié)果如表6。可以看到，我國碳均衡省份近年來凈碳匯量也呈下降趨勢(shì)。按這種趨勢(shì)發(fā)展，未來很有可能轉(zhuǎn)變成為碳源省份。其中最為明顯的是陜西省，在十年左右的時(shí)間里從凈碳匯140百萬噸左右下降到不到50百萬噸。青海原來是最接近零排放的省份，但是近兩年也出現(xiàn)了明顯的下降。而湖南在1999年以前凈排放為正，但2000年到2005年間擁有了一定的凈碳匯，2003年曾轉(zhuǎn)變?yōu)樘紖R省份，但是之后凈排放量迅速上升，未來極有可能轉(zhuǎn)變?yōu)樘荚词》荨?/p>

五、小結(jié)與討論

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)不同省份的市場(chǎng)交易價(jià)格是不同的。從整體上看，碳匯省份的碳交易價(jià)格最低，碳均衡省份的價(jià)格整體上要高于碳匯省份，碳源省份的碳交易價(jià)格是最高的。這說明在不同省份的碳交易價(jià)格的高低與當(dāng)?shù)厣痔紖R的供給能力是相關(guān)的，森林碳匯供給能力強(qiáng)的省份碳交易價(jià)格會(huì)低一些，而森林碳匯供給能力差的省份碳交易價(jià)格趨于上升。

再者，我們發(fā)現(xiàn)不管哪種類型的省份，賣方壟斷會(huì)抬高碳排放權(quán)價(jià)格，同時(shí)買方壟斷傾向于壓低碳排放權(quán)交易價(jià)格。一般來說，過高的排放權(quán)價(jià)格會(huì)限制需求者對(duì)排放權(quán)的購買欲望，因此會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)能力造成一定的限制;而過低的價(jià)格會(huì)降低森林碳匯的價(jià)值補(bǔ)償，從而對(duì)當(dāng)?shù)厣痔紖R的進(jìn)一步發(fā)展會(huì)造成一定的限制。無論是買方壟斷性市場(chǎng)還是賣方壟斷性市場(chǎng)，都會(huì)對(duì)排放權(quán)成交量造成抑制。但對(duì)碳匯省份而言，一定程度的賣方壟斷并不會(huì)影響到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此對(duì)碳匯省份的政府而言，在一定程度上提高森林碳匯的價(jià)格可以刺激森林碳匯擁有者加大森林開發(fā)力度，從而利用碳匯交易來增加省內(nèi)的經(jīng)濟(jì)收益。而對(duì)于碳源省份的政府來說，由于本省的森林碳匯供給無法滿足其需求，其碳中和必須靠從省外購買碳匯來實(shí)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)省內(nèi)的碳中和，減少對(duì)省外碳匯的依賴，碳源省份的政府應(yīng)該對(duì)森林碳匯采取一定的扶持政策，如加大對(duì)森林碳匯的補(bǔ)貼來刺激森林碳碳匯擁有者對(duì)當(dāng)?shù)厣痔紖R的開發(fā)力度，進(jìn)一步提高本省的森林碳匯存量。同時(shí)政府也應(yīng)該鼓勵(lì)生產(chǎn)者進(jìn)行由粗放型生產(chǎn)模式向集約型生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變，開發(fā)新技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備來提高本省的能源利用效率，從而減少排放需求量。對(duì)于碳均衡省份而言，政府最希望市場(chǎng)是使交易價(jià)格接近競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)，因此在干預(yù)過程中政府可以通過設(shè)定最高限價(jià)與最低限價(jià)的方式，來防止壟斷市場(chǎng)的壟斷者定價(jià)過高或者過低。

總的來說，壟斷性的碳交易市場(chǎng)的效率會(huì)比競(jìng)爭(zhēng)性市場(chǎng)低，因此對(duì)于壟斷性市場(chǎng)，政府的強(qiáng)制性干預(yù)是非常必要的。政府在市場(chǎng)干預(yù)過程中可以通過設(shè)定最高限價(jià)與最低限價(jià)來對(duì)市場(chǎng)交易價(jià)格進(jìn)行調(diào)控。對(duì)于森林碳匯這種特殊商品，由于其外部性的存在，必須通過政府的強(qiáng)制性介入才能實(shí)現(xiàn)其服務(wù)價(jià)值，并且政府也需要對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行強(qiáng)有力的調(diào)控與維護(hù)才能保證碳交易市場(chǎng)的有效運(yùn)行。