張 寧 劉青君

引 言

氣候變化是當前國際間共同關注的嚴峻挑戰(zhàn)之一。多年來，中國政府在溫室氣體減排方面采取了有力措施。2020年，中國碳排放量為100億噸，約占全球碳排放的29%；中國碳強度較2005年降低約48.4%，大幅超額完成所承諾的2020年氣候行動目標。2011年10月，國家發(fā)改委首先批準北京、天津、上海、重慶、深圳、廣東、湖北7個省市啟動碳排放權交易地方試點工作。2017年底中國正式啟動了以火電行業(yè)為主體的全國統(tǒng)一碳排放權交易體系。2021年7月16日，分別在北京、武漢、上海三地同步啟動全國碳市場上線交易。自政策實施至2021年6月，7個試點省市碳市場累計配額成交量4.8億噸二氧化碳當量，成交額約114億元人民幣。

在“雙碳”目標的號召下，碳交易市場加快進入人們的視線，涉及能源、工業(yè)、科技等多個行業(yè)和領域。碳排放權交易作為運用市場機制控制溫室氣體排放的政策工具，主要是為碳排放權進行定價，并通過碳價格信號來引導企業(yè)以最小成本實現(xiàn)碳減排目標，①齊紹洲、黃錦鵬：《碳交易市場如何從試點走向全國》，《光明日報》2016年2月3日，第15版。碳交易成本效益分析有助于我國進一步建立全國統(tǒng)一的碳交易市場，以市場化的手段推進節(jié)能減排，實現(xiàn)“雙碳”目標。中國碳排放權交易市場起步較晚，所涉及的行業(yè)主體相對較少，研究中國碳排放權交易成本的文獻相對有限，因此如何合理地測算碳排放權交易價格也是現(xiàn)階段面臨的一個重要問題。為了克服環(huán)境污染價格信息缺失的困難，研究者們常通過度量污染物影子價格或邊際減排成本來進行替代。

對估算影子價格的相關文獻進行梳理，發(fā)現(xiàn)關于中國碳交易的文章主要研究至省份整體或是全國分行業(yè)層面，而對于區(qū)域分行業(yè)和微觀企業(yè)的相關研究目前還相對較少。同時，在估計過程中時，大多數(shù)文章并沒有控制住時間、行業(yè)或是個體的固定效應，以減少或是降低這些因素所導致的異質性。②張寧、劉青君:《碳交易減少了中國火電廠的減排成本嗎？——基于2005—2010年面板數(shù)據(jù)的實證分析》，《北京理工大學學報（社會科學版）》2019年第1期。在計算影子價格時，采用線性規(guī)劃方法進行估算的居多，③Kaneko,Shinji,et al,'Financial allocation strategy for the regional pollution abatement cost of reducing sulfur dioxide emissions in the thermal power sector in China,'Energy Policy,vol.38,no.5,2010,pp.2131-2141.而采用隨機前沿分析進行估算的文獻目前相對較少④Qi,Chao and Yongrok Choi,'A study on the CO2 marginal abatement cost of coal-fueled power plants:is the current price of China pilot carbon emission trading market rational?'Carbon Management,vol.11,no.3,2020,pp.303-314.。例如，陳詩一（2010）采用參數(shù)線性規(guī)劃方法對環(huán)境方向性產出距離函數(shù)進行了估計，并計算了中國工業(yè)行業(yè)38個兩位數(shù)行業(yè)在1980—2008年跨度期間內的二氧化碳影子價格。⑤陳詩一:《工業(yè)CO2的影子價格:參數(shù)化和非參數(shù)化方法》，《世界經濟》2010年第8期。陳醒、徐晉濤（2021）基于參數(shù)化的方向距離函數(shù)估計了2007—2012年867家化工企業(yè)兩種空氣污染物和二氧化碳的影子價格，得出樣本化工企業(yè)二氧化碳的平均影子價格為164元/噸當量。⑥陳醒、徐晉濤：《化工企業(yè)污染物影子價格的估計——基于參數(shù)化的方向性距離函數(shù)》，《北京大學學報（自然科學版）》2021年第2期。Du et al.（2015）利用二次型方向距離函數(shù)研究了2001—2010年中國各省份的面板數(shù)據(jù)，并計算得到二氧化碳影子價格從2001年的1000元/噸變化至2010年的2100元/噸。⑦Du Limin,Aoife Hanley,and Chu Wei,'Marginal abatement costs of carbon dioxide emissions in China:a parametric analysis,'Environmental and Resource Economics,vol.61,no.2,2015,pp.191-216.

目前，關于中國碳交易市場的研究多集中于機理、制度體系及必要性等方面。劉逸飛、楊愛軍（2021）以廣州碳排放權交易所為例，從碳排放權市場的規(guī)模與價格角度，分析了我國碳排放權市場的影響因素。⑧劉逸飛、楊愛軍：《我國碳排放權市場影響因素分析——以廣州碳排放權交易所為例》，《中國林業(yè)經濟》2021年第1期。楊奕（2020）選取湖北、北京和廣東三個主要碳排放交易市場現(xiàn)貨價格收益率數(shù)據(jù)作為研究對象，研究了確定碳交易價格對于建設碳市場的重要性。①楊奕：《我國碳排放交易市場時變跳躍特征研究》，《中國林業(yè)經濟》2020年第5期。姜瑜、吳哲宇（2021）選取2014年7月—2018年12月五個活躍度高的碳試點日交易價格數(shù)據(jù)，采用多元回歸模型分析了技術進步等六個影響因素與我國碳排放權交易價格的相關性。②姜瑜、吳哲宇：《我國碳排放權交易價格影響因素回歸分析》，《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》2021年第1期。

縱觀相關文獻可以發(fā)現(xiàn)：首先，現(xiàn)有研究維度多集中于省級地區(qū)或是全國行業(yè)等宏觀層面，省級分行業(yè)層面測算二氧化碳影子價格的研究較少。其次，對于“雙碳”目標下的碳交易市場，還尚未有文獻從實證角度具體分析中國省級分行業(yè)層面的碳交易成本效益的大小，多數(shù)文獻也只是簡單測算出相關污染物的影子價格。因此，厘清中國現(xiàn)有的碳減排成本和減排潛力可以更好地幫助我們算清楚實現(xiàn)“雙碳”目標需要多大的成本以及進行碳交易時可以實現(xiàn)的經濟效益空間，亦是進一步優(yōu)化全國碳交易市場的重要依據(jù)。

據(jù)此，本文采用2001年至2017年中國7個碳交易試點（北京市、天津市、上海市、重慶市、廣東省、深圳市和湖北?。┧诘?個省市（深圳市歸屬于廣東?。┲械牧蟾吆哪苄袠I(yè)的面板數(shù)據(jù)，基于方向距離函數(shù)和隨機前沿分析（在估計中控制了時間、省市與行業(yè)的固定效應，以減少估計結果的異質性）估計了典型6個省市六大行業(yè)的二氧化碳影子價格并對其進行多維度的碳排放權模擬交易分析，進而在上述實證結果的基礎上提出相關政策建議。

與以往文獻相比，本文可能的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在：首次以中國2001年至2017年省級分行業(yè)面板數(shù)據(jù)為研究對象來進行碳交易市場的實證研究，在測算出相關影子價格的基礎上，采用多維度模擬交易分析方法計算了在我國建立碳交易市場的市場空間以及不同交易情境下的經濟效益大小，并根據(jù)實證結果提出相關建議。

一、研究方法

本文主要在F?re 等 （1993） 計算非合意產出的理論方法上，③F?re Rolf,et al,'Derivation of shadow prices for undesirable outputs:a distance function approach,'The review of economics and statistics,vol.75,no.2,1993,pp.374-380.采用方向產出距離函數(shù)的方法計算二氧化碳的影子價格，克服了傳統(tǒng)謝潑德距離函數(shù)（Shepherd distance function）的缺點，具有期望產出和非期望產出可以按照任意比例和方向進行變化的特點。

在實證研究的過程中，通常假設方向距離函數(shù)的基本理論模型為：④Chung Yangho H.,Rolf F?re,and Shawna Grosskopf.'Productivity and undesirable outputs:a directional distance function approach,'Journal of Environmental Management,vol.51,no.3,1997,pp.229-240.

此處，S表示省市，H表示行業(yè)。文章分析中，主要有兩個產出，合意產出（y）和非合意產出（b）；三個要素投入：勞動力（l），資本（k）和能源消耗量（e）；時間變量用t表示。將各變量代入公式（1）中，并對其進行展開，可得到方向距離函數(shù)的實證模型為：

另外，很容易證明方向產出距離函數(shù)滿足轉換性的特征：

由于基本的隨機前沿模型為：

在滿足約束條件的情況下

為了能夠推導出非合意產出的影子價格，需要知道在方向產出距離函數(shù)與利潤函數(shù)之間存在著對偶性。參考F?re 等（2006）的做法，①F?re Rolf,Shawna Grosskopf,and William L.Weber.“Shadow prices and pollution costs in US agriculture,”Ecological economics,vol.56,no.1,2006,pp.89-103.我們可以將決策變量的利潤函數(shù)定義為：

此處，p，q分別表示合意產出與非合意產出的價格向量。利潤函數(shù)表示當生產者面臨合意產出的價格p以及非合意產出的價格q時，最大的可行性利潤。

通常按照拉格朗日乘數(shù)的方法來求得利潤函數(shù)的最值問題，Chambers et al.（1998）將拉格朗日乘子定義為：②Chambers Robert G.,Yangho Chung,and Rolf F?re.“Profit,directional distance functions,and Nerlovian efficiency,”Journal of optimization theory and applications,vol.98,no.2,1998,pp.351-364.

在此利潤函數(shù)的基礎上分別對合意產出與非合意產出求一階偏導數(shù)，繼而推導出本文實證模型中二氧化碳的影子價格計算公式為：

二、數(shù)據(jù)與描述性統(tǒng)計

本文實證研究部分所采用的總樣本數(shù)據(jù)為中國碳排放權交易7個試點所在的6個省市中的六大高耗能行業(yè)在2001年至2017年的投入和產出面板數(shù)據(jù)。6個省市分別是北京市、重慶市、天津市、廣東省、湖北省和上海市。六大高耗能行業(yè)為《2010年國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計報告》中所列的化學原料及化學制品制造業(yè)（26），非金屬礦物制品業(yè)（30），黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)（31），有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)（32），石油加工煉焦及核燃料加工業(yè)（25），電力熱力的生產和供應業(yè)（44）。①本文六大高耗能行業(yè)括號中所對應編碼，均與《國民經濟行業(yè)分類標準》（GB/T4754-2017）中所列述的中國工業(yè)行業(yè)兩位數(shù)代碼相對應。數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)經濟統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國價格年鑒》《中國城市（鎮(zhèn)）生活與價格年鑒》，各省份的統(tǒng)計年鑒、CEAD 數(shù)據(jù)庫（Carbon Emission Accounts & Datasets，中國碳核算數(shù)據(jù)庫）以及IPCC（Intergovernmental Panel on Climate Change，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）等。具體選取情況如下文所示：

（一）合意產出

本文選取的合意產出為，各省市各行業(yè)的工業(yè)生產總值數(shù)據(jù)以2001年為基期，換算成不變價格的實際工業(yè)生產總值，單位為億元。

（二）能源投入

能源消耗數(shù)據(jù)為我國分省市分行業(yè)的表觀能源消耗量，并通過IPCC碳排放清單上的折標系數(shù)折算為標準煤，單位為萬噸標準煤。

（三）勞動力投入

勞動力數(shù)據(jù)為分省市分行業(yè)的全部從業(yè)人員平均人數(shù)，單位為萬人。

（四）資本投入

資本投入數(shù)據(jù)為根據(jù)永續(xù)盤存法估算出來的以2001 年為基期的資本存量數(shù)據(jù)，單位為億元。②相關數(shù)據(jù)的計算過程由于較為復雜，詳細方法步驟可與作者聯(lián)系。

（五）非合意產出

本文選擇二氧化碳排放量作為非合意產出。二氧化碳排放量的估計采用IPCC碳排放因子乘以能源種類來計算，如公式（11）所示：

其中，i為燃料種類；fc為能源消耗量（標準煤）；cef為IPCC（2006）溫室氣體清單提供的碳排放系數(shù)；cr為燃料消耗率；（44/12）為CO2的分子量與碳的分子量之比。使用CEAD數(shù)據(jù)庫的碳排放系數(shù)計算CO2排放量，單位為兆噸。

綜上，相關變量的數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計如表1所示。

表1 主要變量描述性統(tǒng)計

三、實證分析

（一）實證結果及二氧化碳影子價格的測算

1.實證結果

研究使用stata16.0軟件對式（7）采用無偏半正態(tài)分布分布隨機前沿法（SFA）進行求解，估計出相關參數(shù)，在求解之前對研究數(shù)據(jù)進行標準化的處理，隨機前沿模型的參數(shù)估計值如表2所示。

表2 無偏半正態(tài)分布隨機前沿法估計結果

2.二氧化碳影子價格的測算

將相關參數(shù)估計值代入公式（10）求解相關二氧化碳影子價格，即二氧化碳邊際減排成本。本文計算得到樣本期間不同省市的二氧化碳影子價格均值，廣東省在樣本期間的價格均值最高，為22023.907元/噸，湖北省的價格均值為6070.460元/噸，北京市、天津市、上海市和重慶市的價格均值均在4500元/噸左右。從各省市的時間趨勢來看，在樣本期間各省市的影子價格均值總體均呈現(xiàn)上升趨勢，2001—2012年期間的上升趨勢較為平緩，2012年之后的上升趨勢開始變大，這可能與2012年底我國開始進行的碳排放權交易行動有關。由于在碳交易市場實施之前，我國已經存在其他相關的環(huán)境規(guī)制政策，結合價格的總體上升趨勢，本文在下文分析中選取2001—2017年的全樣本來模擬分析跨省市和跨行業(yè)間的碳排放權交易成本效益，并不會因政策是否實施而對成本效益空間的大小產生劇烈沖擊。

同時，本文將估算的二氧化碳影子價格與早期一些的研究進行了比較，發(fā)現(xiàn)除因測度方法、樣本數(shù)據(jù)以及時間跨度等的不同導致所估算的二氧化碳影子價格出現(xiàn)差異外，二氧化碳影子價格整體趨勢和范圍基本保持一致。張寧、趙玉（2021）①張寧、趙玉：《中國能順利實現(xiàn)碳達峰和碳中和嗎？——基于效率與減排成本視角的城市層面分析》，《蘭州大學學報（社會科學版）》2021年第4期。運用相同方法所估計的中國164個地級市二氧化碳影子價格均值為1466.98元/噸，蔣偉杰、張少華（2018）②蔣偉杰、張少華：《中國工業(yè)二氧化碳影子價格的穩(wěn)健估計與減排政策》，《管理世界》2018年第7期。利用參數(shù)方向距離函數(shù)和線性規(guī)劃的方法估算出中國36個工業(yè)行業(yè)1998—2011年的二氧化碳影子價格為5480元/噸。

在下文的碳交易市場模擬分析中，為了保證分類分析中模擬碳交易的公平性，本文所使用的碳交易影子價格均為所估算出來的二氧化碳影子價格取對應分類別中二氧化碳排放量的權重，同時，設定每個參與主體均進行1噸的碳排放權交易。

（二） 多維度模擬交易分析

為了計算在全國推行二氧化碳排放權交易之后可能的市場獲益空間，選取首批7個試點所在的6個省市和六大高耗能行業(yè)作為代表性省市與行業(yè)從以下三個維度對實證結果進行多維度分析：相同行業(yè)不同省市之間的比較、相同省市不同行業(yè)之間的比較和不同省市不同行業(yè)之間的比較。本部分主要通過分析跨省市間、跨行業(yè)間和跨省市跨行業(yè)間進行交易時可獲得的經濟效益，來論證在全國范圍多行業(yè)間推行碳排放權交易的必要性。省市間（或行業(yè)間）內部交易時的經濟效益主要是由省市間（或行業(yè)間）的最低減排成本決定，以最低成本價所在省市（或行業(yè)）的價格作為交易價格，計算出內部交易的最大可節(jié)約成本；跨省市跨行業(yè)間外部交易時的經濟效益主要是由交易主體的效益增加值或者成本節(jié)約值來決定。

1.相同行業(yè)不同省市之間的比較

如圖1所示，分別展示了六大高耗能行業(yè)中每個不同行業(yè)在六個省市間二氧化碳影子價格的差異以及每個行業(yè)在2001—2017年間二氧化碳影子價格均值變化趨勢，并以此來分析相同行業(yè)不同省市之間進行碳排放權交易的市場空間。每一年不同省市不同行業(yè)的二氧化碳影子價格具體數(shù)值本文不做詳細列述。

在圖1行業(yè)26中，我們可以觀察到除上海市此行業(yè)的二氧化碳影子價格在2016年之后有所下降，以及北京市此行業(yè)的影子價格在2011年之后有所下降外，此行業(yè)的二氧化碳影子價格在其他4個省市均呈現(xiàn)出上升趨勢。通過分析發(fā)現(xiàn)2011年之后該行業(yè)的工業(yè)總產值仍在增加，但其能源消耗量與二氧化碳排放量則處于下降趨勢，這表明2011年之后北京市此行業(yè)的發(fā)展模式轉向資本密集型的低碳發(fā)展；上海市在2016年之后二氧化碳排放量也處于下降趨勢，行業(yè)32中，除上海市和天津市此行業(yè)的二氧化碳影子價格在2017年有所下降，在其他4個省市均呈現(xiàn)出上升趨勢；通過對比此行業(yè)在上海市和天津市的二氧化碳排放量發(fā)現(xiàn)，它們的排放量在2017年明顯下降，這與本文為了公平原則所采取的取二氧化碳排放量權重的方法有關。行業(yè)44中，北京市和湖北省的影子價格在2011年之后有所下降，行業(yè)25中，重慶市的影子價格在2016年之后有所下降，行業(yè)30中，北京市的影子價格在2014年之后有所下降以及上海市和天津市的影子價格在2017年下降，行業(yè)31中，北京市的影子價格在2010年之后有所下降，究其原因，可能與這些省市在相應年份之后的能源消耗量和二氧化碳排放量的下降有關，對應行業(yè)其他省市的二氧化碳影子價格均呈現(xiàn)上升趨勢。圖1中均值折線圖展示了6個試點省市在同一行業(yè)中的二氧化碳影子價格均值在樣本期間內整體呈現(xiàn)出上升的趨勢。本文雖沒有直接列出來樣本期間內不同行業(yè)在進行碳交易時可以獲得的收益（交易收益=影子價格×碳交易量），但從整體價格均值的上升趨勢中亦可以推斷出進行碳排放權交易會帶來可觀的收益空間。本部分的重點在于分析行業(yè)內交易時的成本效益，即經濟效益。

圖1 相同行業(yè)不同省市之間二氧化碳影子價格及行業(yè)均值的時間趨勢

如表3所示，展示了相同行業(yè)不同省市間的邊際減排成本分布及通過同一行業(yè)內部交易時每個省市的最大可節(jié)約成本。石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)（25）行業(yè)中6個試點省市的邊際減排成本范圍為21.205元/噸至47.850元/噸，就其均值而言，每個省市轉移1噸的碳排放量需要支付33.529元。在這種情景下，行業(yè)25給每個省市分配1噸的碳減排份額時，可以以該行業(yè)的最低減排成本做為交易價格，此時通過同一行業(yè)不同省市內部交易可以最大化提高該行業(yè)的碳排放權交易可節(jié)約成本。當以每噸21.205元的碳交易價格減少6噸二氧化碳排放權交易時，該行業(yè)中每個省市平均可以節(jié)約12.324元/噸。

表3 相同行業(yè)不同省市間交易時的最大可節(jié)約成本

非金屬礦物制品業(yè)（30）行業(yè)的邊際減排成本變化范圍最大，因此也是可以通過同一行業(yè)內部交易獲益最多的行業(yè)，此行業(yè)中6個省市的邊際減排成本從10.083元/噸到5522.917元/噸（均價997.565元/噸）。如果非金屬礦物制品業(yè)（30）行業(yè)中減排成本最低的省市以每噸10.083元的價格減排該行業(yè)的減排總量（6噸二氧化碳），則平均每個省市可以節(jié)省987.482元/噸?；瘜W原料及化學制品制造業(yè)（26）行業(yè)中6個省市的邊際減排成本范圍為10.639元/噸到181.994元/噸，減排均價為63.527元/噸，因此通過此行業(yè)內部不同省市間交易時，平均每個省市每交易1噸的碳排放權可以節(jié)約52.889元。同理，黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)（31）行業(yè)和電力、熱力的生產和供應業(yè)（44）行業(yè)，每個省市平均可以節(jié)約碳交易成本36.961 元/噸和49.773 元/噸。非金屬礦物制品業(yè)（30）行業(yè)的減排成本均值最大，有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)（32）行業(yè)的碳減排成本均值緊隨其后，如果該行業(yè)讓其減排成本最低的省市減少所有的6噸二氧化碳排放時，平均每個省市每減1噸的二氧化碳可以節(jié)約74.861元。

2.相同省市不同行業(yè)之間的比較

圖2分別展示了6個代表性省市在每個不同省市中六大高耗能行業(yè)之間的二氧化碳影子價格之間的差異以及每個省市在2001—2017年間二氧化碳影子價格均值變化趨勢，并以此來分析相同省市不同行業(yè)之間進行碳排放權交易的市場空間。

圖2 相同省市不同行業(yè)之間二氧化碳影子價格及行業(yè)均值的時間趨勢

在圖2北京市各行業(yè)的二氧化碳影子價格比較中，我們可以觀察到北京市行業(yè)26、行業(yè)30、行業(yè)31和行業(yè)44的二氧化碳影子價格分別從2013年、2015年、2010年和2015年開始下降，其余行業(yè)呈現(xiàn)上升趨勢；北京市各行業(yè)二氧化碳影子價格的均值呈現(xiàn)輕微上升而后又下降的趨勢，整體趨于穩(wěn)定。天津市各行業(yè)的二氧化碳影子價格均呈現(xiàn)出均衡上升的趨勢。上海市行業(yè)26、行業(yè)30、行業(yè)31和行業(yè)44的二氧化碳影子價格分別從2016年、2017年、2017年和2014年開始下降，其余行業(yè)呈現(xiàn)上升趨勢；湖北省行業(yè)32和行業(yè)44的二氧化碳影子價格分別從2014年和2015年開始下降，其余行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)定或上升趨勢；廣東省行業(yè)25的二氧化碳影子價格分別從2015年開始下降，其余行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)定或上升趨勢；重慶市行業(yè)25和行業(yè)26的二氧化碳影子價格分別從2016年和2017年開始下降，其余行業(yè)呈現(xiàn)穩(wěn)定或上升趨勢；通過分析統(tǒng)計年鑒中二氧化碳影子價格下降的相關行業(yè)，我們發(fā)現(xiàn)此類行業(yè)的二氧化碳排放量在下降年份均呈現(xiàn)出下降趨勢。圖2中均值折線圖中六大高耗能行業(yè)在6個試點省市中的整體價格均值所呈現(xiàn)出的上升趨勢中亦可以推斷出進行碳排放權交易會帶來可觀的收益空間。

表4展示了相同省市不同行業(yè)間的邊際減排成本分布及通過同一省市內部交易時每個行業(yè)的最大可節(jié)約成本。北京市六大高耗能行業(yè)的邊際減排成本范圍為0.057元/噸至153.557元/噸，就其均值而言，每個行業(yè)轉移1噸的二氧化碳排放量需要支付35.721元。在這種情景分析下，北京市給每個高耗能行業(yè)分配1噸的碳減排份額時，可以以該省市的最低減排成本作為交易價格，此時通過同一省市不同行業(yè)內部交易可以最大化提高該省市的碳排放權交易可節(jié)約成本。當以每噸0.057元的碳交易價格減少6噸二氧化碳排放權交易時，北京市每個高耗能行業(yè)平均可以節(jié)約35.664元/噸。

表4 相同省市不同行業(yè)間交易時的最大可節(jié)約成本

廣東省的邊際減排成本變化范圍最大，因此也是可以通過同一省市不同行業(yè)內部交易獲益最多的省份，此省份中六大高耗能行業(yè)的邊際減排成本從2.912元/噸到2030.126元/噸（均價414.212元/噸）。如果廣東省以減排成本最低的行業(yè)以2.912元/噸的價格減排該省份的減排總量（6噸二氧化碳），則平均每個行業(yè)可以節(jié)省411.300元/噸。天津市六大高耗能行業(yè)的邊際減排成本從1.243元/噸變化至190.698元/噸，減排均價為58.198元/噸，因此通過天津市內部不同行業(yè)之間進行交易時，平均每個行業(yè)每交易1噸的二氧化碳排放權可以節(jié)約56.955元。湖北省的減排均價僅次于廣東省的減排均價，如果湖北省以其減排成本最低的行業(yè)減少所有分配的6噸二氧化碳排放時，平均每個行業(yè)每交易1噸的二氧化碳排放權可以節(jié)約62.644元。同理，上海市和重慶市中每個行業(yè)平均可以節(jié)約的碳交易成本分別為30.240元/噸和47.032元/噸。

3.不同省市不同行業(yè)之間的模擬交易

為了測算不同省市不同行業(yè)間進行碳排放權交易時的可獲益空間，即跨省市跨行業(yè)間的碳排放權交易時可獲益空間有多大。本部分主要采用2017年6個試點省市六大高耗能行業(yè)的橫截面數(shù)據(jù)所估算出來的二氧化碳影子價格進行分析，分析中所使用的邊際減排成本仍是采用了取二氧化碳排放量為權重計算后的價格。

本文按照地理位置的鄰近性將6個省市分為三組，第一組屬于北方區(qū)域，主要包括北京市和天津市；第二組屬于中西部區(qū)域，主要包括湖北省和重慶市；第三組屬于東部沿海區(qū)域，主要包括廣東省和上海市。同一省市或是同一行業(yè)間通常會選擇同類別的內部交易，然而，當跨組別的碳排放權交易所產生的增加值大于同類別的內部交易時，交易主體則會選擇跨組別交易。在這種交易模式下，如果跨組別的交易每增加1噸碳排放權交易量，則同類別的內部交易中則會減少1噸的碳排放權交易量。

表5展示了以2017年數(shù)據(jù)進行折算的按地區(qū)分類的每個行業(yè)的邊際減排成本。在這三個組別中，每個組別中的省市相互臨近。對于第一組分類，當碳排放權交易的市場價格在4.206元/噸至0.528元/噸之間變動時，如果市場價格為2.367元/噸（均值），則北京市和天津市可交易2噸的碳排放權，此時北京市邊際減排成本最低的行業(yè)通過和天津市邊際減排成本最低的兩個行業(yè)進行交易所產生的收益將會大于它和本組第四個和第五個行業(yè)之間進行內部交易時所獲得的收益。北京市通過內部交易可以節(jié)省0.464元，通過跨省市交易可以節(jié)省4.526元［（2.367元/噸-0.104元/噸）*2噸=4.526元］。因此通過不同省市不同行業(yè)之間的跨組別交易，北京市可以獲得額外的4.062元。天津市也會以2.367元/噸的價格購買2噸的二氧化碳排放權，而不是以內部交易時的4.206元/噸，平均每噸碳排放權可以少支付1.839元。

表5 按地區(qū)分類的每個行業(yè)的邊際減排成本

如果市場價格在0.144元/噸至0.528元/噸之間進行變化，則北京市和天津市可交易1噸的碳排放權。假定碳排放權交易的價格設為0.336元/噸，北京市邊際減排成本最低的行業(yè)將會獲得額外的0.232元的收益來減少1噸的碳排放權，天津市作為碳排放權的購買方，將以3.87元/噸的價格購買1噸的碳排放權，低于其本身的最低價。同時，若每交易1噸的碳排放權交易的市場價格小于0.104元（或大于4.206元），則北京市和天津市將會進行同省市的內部交易，將不會進行不同省市不同行業(yè)間的跨組別交易。

在第二組中，若每交易1噸碳排放權的市場價格在19.651元至31.166元之間變化時，湖北省作為出售方，重慶市作為購買方，這兩個省市之間可以進行1噸的碳排放權交易，此時，買方重慶市的可獲益空間為0元至11.515元，賣方湖北省的可獲益空間亦為0元至11.515元；若每交易1噸的碳排放權交易的市場價格小于14.131元（或大于31.166元），則湖北省和重慶市將會進行同省市間的內部交易，將不會進行不同省市不同行業(yè)間的跨組別交易。

在第三組中，若每交易1噸碳排放權的市場價格在20.722元至26.983元之間變化時，上海市作為出售方，廣東省作為購買方，這兩個省市之間可以進行1噸的碳排放權交易，此時，買方廣東省的可獲益空間為0元至6.261元，賣方湖北省的可獲益空間亦為0元至6.261元；若每交易1噸的碳排放權交易的市場價格小于19.993元（或大于26.983元），則廣東省和上海市將會進行同省市間的內部交易，將不會進行不同省市不同行業(yè)間的跨組別交易。

（三）分省市不同行業(yè)間的減排潛力分析

本部分參考孫永平等（2016）的方法，①孫永平、王磊、王成：《碳排放權交易、行業(yè)競爭力與配額分配》，《環(huán)境經濟研究》2016年第1期。分別測度了6個試點省市中六大高耗能行業(yè)的碳減排潛力。碳減排潛力衡量省市各行業(yè)碳強度下降的空間大小，用省市各行業(yè)的碳強度與全國同行業(yè)碳強度的比值表示。如果比值大于1，則表示該省市中對應行業(yè)的碳強度大于全國水平，碳排放權下降潛力較大；如果比值小于1，則表示該省市中對應行業(yè)的碳強度小于全國水平，該行業(yè)的技術比較先進，碳排放權下降潛力較小。根據(jù)效率原則，如果比值大于1，該行業(yè)應承擔的減排責任就越大，反之則越小。

圖3展示了2001年至2017年間分省市不同行業(yè)間的減排潛力趨勢。由圖3中可以觀測到，北京市行業(yè)26，行業(yè)30，行業(yè)31和行業(yè)32減排潛力的最終趨勢小于1，這表明北京市這四個行業(yè)的生產技術相對較先進，碳排放權下降的潛力較小；而行業(yè)25和44的減排潛力一直在1和2附近變化，表明這兩個行業(yè)有較大的的碳排放權下降空間。天津市除25和31的碳減排潛力大于1甚至2，有著較大的碳減排潛力承擔著較多的碳減排責任外，其他行業(yè)的碳減排潛力均小于1。上海市除了行業(yè)32的碳減排潛力在2008年急速上升至4.582，并在2014年開始下降外，其他行業(yè)的碳減排潛力變化幅度不大，表明這些未產生明顯變化的行業(yè)技術相對穩(wěn)定；同時，上海市只有行業(yè)30和行業(yè)44的碳減排潛力小于1，其他行業(yè)的碳減排潛力均大于1。湖北省行業(yè)25，32和44的碳減排潛力小于1，其他行業(yè)的碳減排潛力均大于1。廣東省行業(yè)25，26和31的碳減排潛力小于1，其他行業(yè)的碳減排潛力均大于1。重慶市行業(yè)31和44的碳減排潛力小于1，行業(yè)25的碳減排潛力在2016年和2017年小于1，其他行業(yè)的碳減排潛力均大于1。測算結果表明，每個省市不同行業(yè)與全國水平相比，分省市不同行業(yè)的碳強度仍然有較大的下降空間。

圖3 2001年至2017年間分省市不同行業(yè)間的減排潛力趨勢

四、結論及政策啟示

本文通過在我國典型的6個省市六大行業(yè)間進行多維度分析來預測建立全面的碳排放權交易市場的收益空間、成本節(jié)約空間及可行性的發(fā)展前景。得到以下基本結論：（1）2001—2017年省市二氧化碳影子價格均值整體均呈現(xiàn)上升趨勢，其中廣東省的影子價格均值最高，為22023.907元/噸；（2）相同行業(yè)不同省市間進行交易時，非金屬礦物制品業(yè)可實現(xiàn)的最大可節(jié)約成本最高，為987.482 元/噸；相同省市不同行業(yè)間進行交易時，廣東省可實現(xiàn)的最大可節(jié)約成本最高，為411.300元/噸；不同省市不同行業(yè)的跨組別分析中還驗證了存在跨省市跨行業(yè)之間的交易可獲得的收益高于單一組別碳排放權交易可獲得的收益，即外部交易可能獲得更高的經濟效益。（3）若碳交易價格完全由市場來決定，則會進一步地促進所有行業(yè)所有省市竭盡所能提高本省市本行業(yè)的生產效率，以便可以獲取更多的除生產以外的額外利益或是減少其除生產以外的其余不必要支出，最終會促進所有省市所有行業(yè)綠色生產率的提高，形成經濟發(fā)展與環(huán)境保護的良性循環(huán)。（4）通過分省市不同行業(yè)間的減排潛力分析，得出在中國各省市各行業(yè)間的減排潛力不同，足以進一步佐證建立全國碳排放權交易市場將具有廣泛的市場空間，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

結合主要結論，本文提出以下建議：第一，建議參考各層級所計算出的二氧化碳影子價格，完善碳排放權配額的初始分配機制，更加準確反映不同行業(yè)配額需求，更好地平衡公平與效率、減排效果與產業(yè)競爭力之間的關系。第二，加快推進全國更多行業(yè)主體進入碳排放權交易市場，擴大交易范圍。第三，推行跨省市、跨行業(yè)或跨省市跨行業(yè)之間多維度的交易方式，從而帶來更多的額外經濟效益，進一步促進參與主體的交易意愿，增強碳市場活力。