陳廣衛(wèi)，張 靜，劉兆鑫

（1.中國石油化工集團有限公司能源管理與環(huán)境保護部，北京 100728；2.中國石化集團經(jīng)濟技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

1 石化企業(yè)內(nèi)部碳定價方法分析

1.1 影子碳定價

影子價格是碳排放的理論價格/理想價格，指在生產(chǎn)消耗、產(chǎn)品價格等已知條件固定的情況下，對資源進行合理配置和優(yōu)化組合后，碳排放每增加1單位導(dǎo)致的收益或產(chǎn)出的增加量。影子價格常被用來估計邊際減排成本（MAC），可應(yīng)用于考慮碳成本下的長期商業(yè)決策，幫助企業(yè)評估其氣候風險敞口，預(yù)判外部碳定價對其運營和供應(yīng)鏈造成的影響。殼牌石油公司、英國石油公司、挪威國油以及必和必拓礦業(yè)公司等著名跨國公司都使用了影子價格進行內(nèi)部碳定價。據(jù)碳信息披露公司CDP發(fā)布報告稱，目前約400家公司（占目前使用內(nèi)部碳定價的公司的1/2）使用的是影子價格。

1.2 隱含價格

隱含價格是基于企業(yè)為減少溫室氣體排放和/或為遵守政府碳排放規(guī)定而花費的成本而制定的，可以通過企業(yè)計劃花費的減碳成本（包括計劃減排投入、綠色能源購買及碳抵消項目等）與計劃減少的碳排放量相比較得出。隱含價格量化了為實現(xiàn)特定的氣候或能源目標所需的資本投資，并將此值用作指導(dǎo)未來投資決策的基準。實際上那些已經(jīng)實施的減排項目但沒有規(guī)定內(nèi)部碳價的企業(yè)，由于成本差異，可能會有幾個不同的隱含碳價。因此，企業(yè)可以通過編制1份減排項目及其相關(guān)成本的清單，建立MAC曲線，以幫助優(yōu)先考慮影響大的項目。通過隱含碳價，所有的減排機會都可以基于單位碳排放的成本效益進行系統(tǒng)評估，或者按照規(guī)定的平均混合成本實施。使用這種方法的最有名的組織是Microsoft公司[1]。

1.3 標桿價格

內(nèi)部碳價可以基于企業(yè)所在區(qū)域的碳定價政策制定，如當?shù)靥级惢蛱际袌鼋灰變r格，也可基于同行或競爭對手采取的碳價來制定。如果企業(yè)參與外部碳市場，可選擇其主營業(yè)務(wù)所在地碳稅/碳市場指導(dǎo)價作為內(nèi)部碳定價，如戴文能源公司。對于在多個地區(qū)都存在業(yè)務(wù)活動的大型跨國公司，可考慮當?shù)氐奶级▋r政策來實施不同的內(nèi)部碳價，如康菲石油公司將其內(nèi)部碳定價的重點放在現(xiàn)有或即將實施溫室氣體監(jiān)管的國家，其碳排放價格為6～38美元/噸[2]。

從使用率方面，影子碳定價和隱含價格兩種方法是CDP公司調(diào)查企業(yè)應(yīng)用較多的，企業(yè)也可以根據(jù)經(jīng)營狀況、環(huán)境影響程度或管理層接受的程度來調(diào)整內(nèi)部碳價。通過對兩種常用的碳定價方法進行比較[3]，可以看出，隱含價格常用來對已有的減排措施進行評估和完善，而影子價格在實踐中的應(yīng)用則最為廣泛，可以用于評估投資項目的氣候風險：二氧化碳的影子價格表示每減少1單位碳排放導(dǎo)致的收益或產(chǎn)出的減少量，用于估計MAC。樣本數(shù)據(jù)越微觀，二氧化碳的影子價格越接近真實的MAC[7]。在均衡條件下，參與碳交易的企業(yè)MAC等于碳價。在不存在碳市場價格的情況下，通過估計二氧化碳的影子價格或MAC，能夠為企業(yè)制定內(nèi)部碳價提供參考?；诖?，選取影子價格法作為石化企業(yè)內(nèi)部碳定價的基礎(chǔ)。

2 石化企業(yè)二氧化碳影子價格的計算

2.1 計算方法選取

影子價格法是一種應(yīng)用廣泛的二氧化碳MAC測算方法，研究對象一般為非期望產(chǎn)出的排放企業(yè)，同時也能推廣到測算企業(yè)、行業(yè)、地區(qū)乃至國家的二氧化碳MAC。在F?re等[8]奠定的影子價格分析框架中，研究者首先在環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)效率分析的理論基礎(chǔ)上，通過謝潑德距離函數(shù)或方向性距離函數(shù)構(gòu)建投入和產(chǎn)出之間的技術(shù)關(guān)聯(lián)；然后利用距離函數(shù)與成本、收益或利潤函數(shù)之間的對偶關(guān)系推導(dǎo)非期望產(chǎn)出（二氧化碳等溫室氣體、二氧化硫等污染物）的影子價格；最后選擇參數(shù)或非參數(shù)方法來估計距離函數(shù)并最終計算出樣本中各觀測單元某種非期望產(chǎn)出的影子價格。

早期影子價格研究中超越對數(shù)形式的謝潑德距離函數(shù)占據(jù)了很大比例，而方向性距離函數(shù)（DDF）則是目前主流的影子價格模型[12]，這是因為DDF函數(shù)下期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的數(shù)量能夠向不同方向變化，可同時滿足企業(yè)期望產(chǎn)出增長和非期望產(chǎn)出減少，更符合碳減排政策和低碳經(jīng)濟的發(fā)展要求。根據(jù)估計方法的不同DDF可分為參數(shù)和非參數(shù)兩種：參數(shù)方法雖不夠靈活，但測算結(jié)果穩(wěn)定且易于解釋；非參數(shù)方法不受距離函數(shù)形式限制，因而靈活且便于模型創(chuàng)新。

從國內(nèi)研究看，Zhou等[4]梳理了現(xiàn)有文獻中的多種不同影子價格模型，并認為這些從效率分析視角出發(fā)測算非期望產(chǎn)出MAC的方法均遵循著F?re等最早提出的影子價格分析框架。陳醒等[5]以化工行業(yè)為例，利用參數(shù)化的方向性距離函數(shù)估算2007-2012年867家化工企業(yè)兩種空氣污染物（二氧化硫和氮氧化物）和二氧化碳的影子價格，衡量污染的MAC。朱智洺等[6]采用參數(shù)化方向距離函數(shù)方法，以擁有超過170家污水處理廠的10家上市公司為研究對象，基于2016年相關(guān)數(shù)據(jù)，估算污水處理過程中碳排放的影子價格，并將市場化方法引入碳排放相關(guān)政策的制定中。

從已有文獻中看出，基于參數(shù)法的DDF研究框架已有諸多成功應(yīng)用案例，且該框架下求解所得的影子價格有明確的經(jīng)濟含義，故本文采取參數(shù)化的方向性距離函數(shù)測算碳排放的影子價格。

2.2 模型構(gòu)建

2.2.1 函數(shù)組成

根據(jù)F?re等[9]研究，方向性距離函數(shù)模型建立在環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)效率分析的理論基礎(chǔ)上，其本質(zhì)是建立投入要素（包括資本、勞動、能源等）和產(chǎn)出要素（期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出）之間的技術(shù)關(guān)聯(lián)。具體來說，方向性距離函數(shù)由三部分組成，包括投入要素、期望產(chǎn)出以及非期望產(chǎn)出。用x＝（x1，x2，...，xN）∈RN+表示投入要素，用y＝（y1，y2，...，yM）∈RM+表示期望產(chǎn)出，用b＝（b1，b2，...，bJ）∈RJ+表示非期望產(chǎn)出。g＝（-gx，gy，-gb）為方向向量，分別代表期望產(chǎn)出的變動方向和非期望產(chǎn)出的變化方向；β代表期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出與有效邊界的距離，其值越大表明決策單元距離有效邊界越遠；P（x）代表技術(shù)函數(shù)。則方向性距離函數(shù)可以表示為：

2.2.2 方向性距離函數(shù)模型構(gòu)建

假設(shè)有K個決策單元，N個投入要素，M個期望產(chǎn)出，和J個非期望產(chǎn)出，引入方向向量g＝（-1，1，-1），則第K個決策單元的方向性距離函數(shù)可以設(shè)為二次型方程：

本研究利用線性規(guī)劃的方法對于式（2）中的未知參數(shù)進行估算，以最小化每一個決策單元與生產(chǎn)前沿的距離之和，得到目標函數(shù)為：

與基礎(chǔ)模型相適應(yīng)，式（4）表示方向性距離函數(shù)的非負性，式（5）～式（7）分別表示非期望產(chǎn)出、期望產(chǎn)出以及投入要素的單調(diào)性，式（8）～式（11）表示產(chǎn)出函數(shù)的平移性質(zhì)，式（12）～式（14）表示其對稱性。

2.2.3 收益函數(shù)的構(gòu)建

采用方向性距離函數(shù)和收益函數(shù)之間的關(guān)系（對偶）對二氧化碳影子價格進行測算，其中表示期望產(chǎn)出的價格，用q＝表示非期望產(chǎn)出的價格，則收益函數(shù)可以表示為：

2.2.4 影子價格求解

為了求解碳排放的影子價格，在產(chǎn)出距離函數(shù)與收益函數(shù)之間建立聯(lián)系，根據(jù)方向性距離函數(shù)的平移性質(zhì)，引入方向向量g＝（gy，-gb），則收益函數(shù)可以轉(zhuǎn)化為：

由式（16）可以推出方向性距離函數(shù)的另一種表達形式：

由上式分別對期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出求導(dǎo)：

即該式表示各公司進行減少碳排放的同時，所減少的產(chǎn)值或產(chǎn)量就是碳排放的MAC，亦為碳排放的影子價格。

2.3 指標選取與數(shù)據(jù)來源

方向性距離函數(shù)屬于投入產(chǎn)出函數(shù)，在研究中需要確定的指標包括投入要素與產(chǎn)出要素兩方面，本研究考慮產(chǎn)出距離函數(shù)。

投入要素指標的選取：一般企業(yè)生產(chǎn)過程中最直接的投入品是資本和勞動力，考慮到數(shù)據(jù)的可得性與可比性，資本代理指標選取原材料投入與能源投入，其中原材料投入包括原材料成本、折舊與攤銷、其他要素成本等，可從企業(yè)會計核算中的成本費用明細表和利潤表中獲得；能源投入用“會計成本表中的外購動力＋外購燃料-對外供應(yīng)”進行計算。勞動力的代理指標則選取了人工成本。

產(chǎn)出要素指標的選?。寒a(chǎn)出要素可分為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。期望產(chǎn)出指企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營得到的產(chǎn)出，用工業(yè)總產(chǎn)值表示，數(shù)據(jù)源自企業(yè)會計核算中的營業(yè)收入表。非期望產(chǎn)出則包括溫室氣體（主要是二氧化碳）的排放量以及溫室氣體的回收量（負非期望產(chǎn)出）等，數(shù)據(jù)來源企業(yè)每年發(fā)布的溫室氣體調(diào)查報告等。表1為研究選取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類項。

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取

3 典型石化企業(yè)內(nèi)部碳定價計算實例

選取一次加工能力1 000萬噸以上、500萬～1 000萬噸、500萬噸以下3種不同規(guī)模的典型煉化企業(yè)，對應(yīng)前文選取的投入要素和產(chǎn)出要素指標，以2019年為例，將企業(yè)相關(guān)財務(wù)數(shù)據(jù)代入DDF模型并使用MATLAB進行試算（見表2）。

表2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計 百萬元

通過DDF模型輸入樣本企業(yè)數(shù)據(jù)進行測算后，初步得到碳影子價格的測算結(jié)果為：2019年一次加工能力1 000萬噸以上、500萬～1 000萬噸、500萬噸以下的典型煉化企業(yè)碳排放影子價格分別為108.74，65.40，73.15元/噸二氧化碳當量。

測算結(jié)果說明，不同規(guī)模企業(yè)碳價存在較大差異。分析其原因主要有：首先企業(yè)規(guī)模不同，各企業(yè)的投入產(chǎn)出比、每單位產(chǎn)出的排放量都存在差異。其次不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，產(chǎn)品價值存在差異。此外，每年的碳價會依據(jù)投入產(chǎn)出比以及碳排放量發(fā)生變化，所以采用該方法計算的碳價反映的是短期碳排放邊際成本，具有較強的時效性。

4 應(yīng)用

4.1 企業(yè)內(nèi)部碳價在碳市場中的應(yīng)用

2021年7月15日，全國碳排放權(quán)交易市場正式啟動，2 225家發(fā)電企業(yè)首先被納入全國碳市場，后續(xù)將覆蓋發(fā)電、石化、化工、建材、鋼鐵、有色金屬、造紙和國內(nèi)民用航空等8個行業(yè)。目前石化企業(yè)已有多家自備電廠參與了全國碳市場，通過對企業(yè)內(nèi)部碳排放影子價格的計算分析，可以讓企業(yè)對其二氧化碳減排成本有大致的了解和認識。如果企業(yè)內(nèi)部碳價高于碳市場價格，意味著企業(yè)一方面可以找準時機從市場上購買碳排放權(quán)配額，另一方面應(yīng)加大減排力度提高能效；如果企業(yè)內(nèi)部碳價低于碳市場價格，企業(yè)可以選擇縮小生產(chǎn)規(guī)?；蛘呒夹g(shù)升級等減少碳排放，獲得碳排放權(quán)配額余額，并在碳交易市場中售賣，既完成了減排目標，也獲取了相應(yīng)收益，同時提高了整個行業(yè)的碳減排效率。

4.2 企業(yè)內(nèi)部碳價在固定資產(chǎn)投資項目中的應(yīng)用

固定資產(chǎn)投資項目特別是高耗能高碳排放項目是增加碳排放的重要源頭，未來固定資產(chǎn)投資項目“碳評”制度有望在全國范圍內(nèi)建立，從源頭上促進投資項目降低能源消耗和減少碳排放。

中國石化、中國海油等石油化工企業(yè)發(fā)布了企業(yè)內(nèi)部固定資產(chǎn)投資項目碳排放評價管理制度，企業(yè)內(nèi)部碳價可以作為項目碳經(jīng)濟評價的參考之一，在內(nèi)部碳價基礎(chǔ)上，分低中高等不同情形進行企業(yè)整體碳效益測算，用經(jīng)濟手段促進節(jié)能減排和低碳發(fā)展。