碳交易的“能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境”影響及碳價(jià)合理區(qū)間測(cè)算

孫睿等

摘要

構(gòu)造納入碳交易模塊以及在生產(chǎn)模塊CES函數(shù)中納入碳排放成本的四層嵌套宏觀經(jīng)濟(jì)CGE模型，采用2007年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)構(gòu)造了社會(huì)核算矩陣（SAM），用以分析和評(píng)價(jià)不同總量減排目標(biāo)情景下，碳價(jià)引入對(duì)宏觀和產(chǎn)業(yè)部門層面經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源消費(fèi)和碳減排的影響，以及相應(yīng)合理的碳價(jià)水平，得到結(jié)論：①在宏觀層面上，碳價(jià)越高，碳減排效果越顯著，GDP損失越大，能源消費(fèi)越少。綜合考慮宏觀經(jīng)濟(jì)損失和減排效果，確定了各情景下的最優(yōu)碳價(jià)以及合理碳價(jià)區(qū)間，其中，在減排目標(biāo)為10%時(shí)，碳市場(chǎng)能接受幅度更大的價(jià)格波動(dòng)（6.9-35/tC）沖擊，宏觀經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)小，引入碳市場(chǎng)是最好的選擇；參考Kaya等式的因素分解，說(shuō)明碳價(jià)所引致的總碳減排效果，主要來(lái)自于能源強(qiáng)度效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)；引入碳價(jià)，不僅能夠降低能源消費(fèi)，還會(huì)引致能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳方向調(diào)整，煤炭消費(fèi)明顯下降。②在產(chǎn)業(yè)部門層面，各產(chǎn)業(yè)部門特別是能源部門經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出水平降低，但總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響不大；對(duì)部門能源消費(fèi)產(chǎn)生的主要影響是，能源部門和交通運(yùn)輸部門的能源消費(fèi)總量顯著下降；將部門合成能源單位利用成本分解為能源自身價(jià)格變動(dòng)和碳排放成本兩部分，得出合成能源單位利用成本變動(dòng)主要由碳排放成本引起的結(jié)論；進(jìn)一步，能源密集型部門的碳排放成本較高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的減排率也相對(duì)較高，但減排效果仍不充分，建議采取能源資源稅和交通燃油稅等激勵(lì)政策，保持必要的能源市場(chǎng)價(jià)格水平，同時(shí)促進(jìn)煤炭和交通領(lǐng)域的減排。

關(guān)鍵詞CGE模型；碳交易；能源消費(fèi)；碳減排；情景分析

中圖分類號(hào)F205

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1002-2104（2014）07-0082-09

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.07.013

我國(guó)已成為全球CO2排放總量最多的國(guó)家[1]。煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主要地位，也是我國(guó)高碳排放的主要原因。目前，在CDM機(jī)制下，我國(guó)已經(jīng)成為國(guó)際碳交易中的最大供應(yīng)方。但是，由于缺少成熟的國(guó)內(nèi)碳價(jià)信號(hào)形成機(jī)制，使得我國(guó)對(duì)國(guó)際碳價(jià)格缺乏有效的話語(yǔ)權(quán)。自2008年8月至今，京津滬等先后建立了碳排放權(quán)（環(huán)境產(chǎn)權(quán)）交易所，并在多地啟動(dòng)碳配額交易試點(diǎn)，我國(guó)碳交易市場(chǎng)總體處在起步和探索階段，還有待根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行完善。相對(duì)而言，EU-ETS、RGGI等國(guó)外主要碳交易體系運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，可以提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。本研究采用的CGE模型基于一般均衡理論，通過(guò)構(gòu)建一組方程式描述生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及各市場(chǎng)之間關(guān)系反映整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。從1980年代開(kāi)始，CGE模型成為政策模擬分析的重要工具。在碳減排政策研究方面，Rodica[2]采用動(dòng)態(tài)CGE模型分析了碳交易市場(chǎng)條件下R&D對(duì)羅馬尼亞宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。Jan[3]采用納入碳交易的CGE模型，研究認(rèn)為碳交易市場(chǎng)比碳稅手段更優(yōu)，但對(duì)交通部門的過(guò)高減排要求會(huì)降低社會(huì)福利。楊展里等[4]認(rèn)為排污權(quán)交易制度能夠適用于我國(guó)污染物總量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并會(huì)降低污染治理的總體費(fèi)用。張健等[5]對(duì)比分析碳稅和碳交易政策，認(rèn)為合理的碳交易機(jī)制可在一定程度上緩解間接碳稅對(duì)中國(guó)能源行業(yè)和宏觀經(jīng)濟(jì)的影響，給定碳稅稅率，2006年GDP將降低0.23%，但如引入碳交易機(jī)制，GDP降幅將減少為0.17%。于同申等[6]對(duì)中國(guó)構(gòu)建碳交易市場(chǎng)的必要性及發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了分析。本文利用CGE模型測(cè)算碳交易對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)以及碳減排效果方面的影響，并提出“碳價(jià)合理區(qū)間”概念，為碳交易的實(shí)施效果以及定價(jià)測(cè)量提供理論依據(jù)。

1SAM表和CT-CGE模型的構(gòu)建

本文假設(shè)中國(guó)已初步建立一個(gè)碳交易體系，參考蘇明等的CO2碳稅模型[7]，構(gòu)建了一個(gè)單國(guó)多部門的靜態(tài)中國(guó)碳交易CGE模型：CT-CGE模型，包括生產(chǎn)模塊，環(huán)境模塊，碳交易模塊，收入支出模塊，對(duì)外貿(mào)易模塊，市場(chǎng)出清，宏觀閉合等模塊。該模型反映了中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各行為主體之間的相互作用關(guān)系，其創(chuàng)新之處在于引入了碳交易模塊和用于描述產(chǎn)業(yè)部門碳排放責(zé)任的環(huán)境模塊，并用于分析和比較在建立碳交易體系的條件下，外生給定不同減排目標(biāo)及碳價(jià)水平時(shí)，對(duì)我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)和實(shí)現(xiàn)碳減排任務(wù)的影響。研究采用Math CAD 15和Excel 2007作為數(shù)學(xué)建模和估算工具。

1.1模型假設(shè)

首先，模型假設(shè)在已建立碳限額交易市場(chǎng)機(jī)制框架下，環(huán)境管制機(jī)構(gòu)設(shè)定總減排目標(biāo)，該碳減排目標(biāo)將按照各產(chǎn)業(yè)部門的參考年碳排放量在全國(guó)總碳排放中所占比例，分解到各產(chǎn)業(yè)部門，確定各部門的減排責(zé)任，制定分部門的減排目標(biāo)。我國(guó)承諾到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比（碳排放強(qiáng)度）2005年下降40%-45%，假設(shè)2007年碳排放強(qiáng)度下降40%-45%，換算成總量減排，即為35%-40%。因此本文將2007年總量減排目標(biāo)設(shè)為10%，20%，30%三個(gè)適中的減排水平。第二，模型假設(shè)各部門當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)不變，即認(rèn)為各部門在履行碳減排責(zé)任時(shí)，未通過(guò)提高生產(chǎn)技術(shù)來(lái)降低減排成本的方式進(jìn)行減排。第三，模型假設(shè)資本市場(chǎng)在外來(lái)沖擊下能夠達(dá)到充分調(diào)整，資本供給外生給定[8]。并且，在目前以及未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)勞動(dòng)力供給相對(duì)于需求仍過(guò)剩[9]，因此模型中勞動(dòng)力市場(chǎng)部分不設(shè)定市場(chǎng)出清要求。

1.2模型結(jié)構(gòu)和方程設(shè)定

CT-CGE模型是基于一般均衡理論構(gòu)建的靜態(tài)可計(jì)算一般均衡模型，采取自底向上和自頂向下相結(jié)合的研究思路，共分為10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門（煤炭、石油、天然氣、電力、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、建筑業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)），且假設(shè)每個(gè)部門進(jìn)行“無(wú)聯(lián)合生產(chǎn)”，即每個(gè)部門只對(duì)應(yīng)一種商品或服務(wù)。在本模型中，各產(chǎn)業(yè)部門采用能源、資本和勞動(dòng)力三種初級(jí)要素和中間投入進(jìn)行生產(chǎn)。由于新能源的比例很低，對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和碳減排的貢獻(xiàn)在這里忽略不計(jì)，能源要素僅納入煤炭、石油、天然氣和電力，且能源可供給量無(wú)約束。

1.2.1生產(chǎn)模塊

為了有效描述資本K、勞動(dòng)L和能源E要素之間的替代性質(zhì)，部門生產(chǎn)函數(shù)均采用四層嵌套的CES生產(chǎn)函數(shù)形式。在生產(chǎn)函數(shù)第1層，各部門總產(chǎn)出Xi由資本-能源-勞動(dòng)合成品KELi與非能源中間投入品Zj，i生產(chǎn)，生產(chǎn)函數(shù)采用Leontief函數(shù)形式。生產(chǎn)函數(shù)第2至4層均采用CES函數(shù)形式，其中，在第2層，資本-能源-勞動(dòng)（KEL）由資本-能源合成品（KE）與勞動(dòng)（L）合成。在第3層，資本-能源合成品（KE）由資本（K）投入和能源合成品（E）投入組合得到。在第4層，假設(shè)能源之間替代彈性σE相等?？紤]碳交易后，部門能源利用成本不只包括該能源購(gòu)入價(jià)格Pen，i，還應(yīng)包括因消費(fèi)該單位能源產(chǎn)生的碳排放成本Pc·coefn，i，并且可知：給定碳價(jià)水平時(shí)，煤炭、石油、天然氣、電力消費(fèi)的碳排放成本，根據(jù)其各自排放系數(shù)依次遞減。因此，納入了碳排放價(jià)格的第n種能源單位利用成本則為Pen，i+Pc·coefn，i。相應(yīng)地，納入碳排放價(jià)格，對(duì)部門i，其加總的能源利用成本為：

摘要

構(gòu)造納入碳交易模塊以及在生產(chǎn)模塊CES函數(shù)中納入碳排放成本的四層嵌套宏觀經(jīng)濟(jì)CGE模型，采用2007年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)構(gòu)造了社會(huì)核算矩陣（SAM），用以分析和評(píng)價(jià)不同總量減排目標(biāo)情景下，碳價(jià)引入對(duì)宏觀和產(chǎn)業(yè)部門層面經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源消費(fèi)和碳減排的影響，以及相應(yīng)合理的碳價(jià)水平，得到結(jié)論：①在宏觀層面上，碳價(jià)越高，碳減排效果越顯著，GDP損失越大，能源消費(fèi)越少。綜合考慮宏觀經(jīng)濟(jì)損失和減排效果，確定了各情景下的最優(yōu)碳價(jià)以及合理碳價(jià)區(qū)間，其中，在減排目標(biāo)為10%時(shí)，碳市場(chǎng)能接受幅度更大的價(jià)格波動(dòng)（6.9-35/tC）沖擊，宏觀經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)小，引入碳市場(chǎng)是最好的選擇；參考Kaya等式的因素分解，說(shuō)明碳價(jià)所引致的總碳減排效果，主要來(lái)自于能源強(qiáng)度效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)；引入碳價(jià)，不僅能夠降低能源消費(fèi)，還會(huì)引致能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳方向調(diào)整，煤炭消費(fèi)明顯下降。②在產(chǎn)業(yè)部門層面，各產(chǎn)業(yè)部門特別是能源部門經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出水平降低，但總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響不大；對(duì)部門能源消費(fèi)產(chǎn)生的主要影響是，能源部門和交通運(yùn)輸部門的能源消費(fèi)總量顯著下降；將部門合成能源單位利用成本分解為能源自身價(jià)格變動(dòng)和碳排放成本兩部分，得出合成能源單位利用成本變動(dòng)主要由碳排放成本引起的結(jié)論；進(jìn)一步，能源密集型部門的碳排放成本較高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的減排率也相對(duì)較高，但減排效果仍不充分，建議采取能源資源稅和交通燃油稅等激勵(lì)政策，保持必要的能源市場(chǎng)價(jià)格水平，同時(shí)促進(jìn)煤炭和交通領(lǐng)域的減排。

關(guān)鍵詞CGE模型；碳交易；能源消費(fèi)；碳減排；情景分析

中圖分類號(hào)F205

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1002-2104（2014）07-0082-09

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.07.013

我國(guó)已成為全球CO2排放總量最多的國(guó)家[1]。煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主要地位，也是我國(guó)高碳排放的主要原因。目前，在CDM機(jī)制下，我國(guó)已經(jīng)成為國(guó)際碳交易中的最大供應(yīng)方。但是，由于缺少成熟的國(guó)內(nèi)碳價(jià)信號(hào)形成機(jī)制，使得我國(guó)對(duì)國(guó)際碳價(jià)格缺乏有效的話語(yǔ)權(quán)。自2008年8月至今，京津滬等先后建立了碳排放權(quán)（環(huán)境產(chǎn)權(quán)）交易所，并在多地啟動(dòng)碳配額交易試點(diǎn)，我國(guó)碳交易市場(chǎng)總體處在起步和探索階段，還有待根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行完善。相對(duì)而言，EU-ETS、RGGI等國(guó)外主要碳交易體系運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，可以提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。本研究采用的CGE模型基于一般均衡理論，通過(guò)構(gòu)建一組方程式描述生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及各市場(chǎng)之間關(guān)系反映整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。從1980年代開(kāi)始，CGE模型成為政策模擬分析的重要工具。在碳減排政策研究方面，Rodica[2]采用動(dòng)態(tài)CGE模型分析了碳交易市場(chǎng)條件下R&D對(duì)羅馬尼亞宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。Jan[3]采用納入碳交易的CGE模型，研究認(rèn)為碳交易市場(chǎng)比碳稅手段更優(yōu)，但對(duì)交通部門的過(guò)高減排要求會(huì)降低社會(huì)福利。楊展里等[4]認(rèn)為排污權(quán)交易制度能夠適用于我國(guó)污染物總量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并會(huì)降低污染治理的總體費(fèi)用。張健等[5]對(duì)比分析碳稅和碳交易政策，認(rèn)為合理的碳交易機(jī)制可在一定程度上緩解間接碳稅對(duì)中國(guó)能源行業(yè)和宏觀經(jīng)濟(jì)的影響，給定碳稅稅率，2006年GDP將降低0.23%，但如引入碳交易機(jī)制，GDP降幅將減少為0.17%。于同申等[6]對(duì)中國(guó)構(gòu)建碳交易市場(chǎng)的必要性及發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了分析。本文利用CGE模型測(cè)算碳交易對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)以及碳減排效果方面的影響，并提出“碳價(jià)合理區(qū)間”概念，為碳交易的實(shí)施效果以及定價(jià)測(cè)量提供理論依據(jù)。

1SAM表和CT-CGE模型的構(gòu)建

本文假設(shè)中國(guó)已初步建立一個(gè)碳交易體系，參考蘇明等的CO2碳稅模型[7]，構(gòu)建了一個(gè)單國(guó)多部門的靜態(tài)中國(guó)碳交易CGE模型：CT-CGE模型，包括生產(chǎn)模塊，環(huán)境模塊，碳交易模塊，收入支出模塊，對(duì)外貿(mào)易模塊，市場(chǎng)出清，宏觀閉合等模塊。該模型反映了中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各行為主體之間的相互作用關(guān)系，其創(chuàng)新之處在于引入了碳交易模塊和用于描述產(chǎn)業(yè)部門碳排放責(zé)任的環(huán)境模塊，并用于分析和比較在建立碳交易體系的條件下，外生給定不同減排目標(biāo)及碳價(jià)水平時(shí)，對(duì)我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)和實(shí)現(xiàn)碳減排任務(wù)的影響。研究采用Math CAD 15和Excel 2007作為數(shù)學(xué)建模和估算工具。

1.1模型假設(shè)

首先，模型假設(shè)在已建立碳限額交易市場(chǎng)機(jī)制框架下，環(huán)境管制機(jī)構(gòu)設(shè)定總減排目標(biāo)，該碳減排目標(biāo)將按照各產(chǎn)業(yè)部門的參考年碳排放量在全國(guó)總碳排放中所占比例，分解到各產(chǎn)業(yè)部門，確定各部門的減排責(zé)任，制定分部門的減排目標(biāo)。我國(guó)承諾到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比（碳排放強(qiáng)度）2005年下降40%-45%，假設(shè)2007年碳排放強(qiáng)度下降40%-45%，換算成總量減排，即為35%-40%。因此本文將2007年總量減排目標(biāo)設(shè)為10%，20%，30%三個(gè)適中的減排水平。第二，模型假設(shè)各部門當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)不變，即認(rèn)為各部門在履行碳減排責(zé)任時(shí)，未通過(guò)提高生產(chǎn)技術(shù)來(lái)降低減排成本的方式進(jìn)行減排。第三，模型假設(shè)資本市場(chǎng)在外來(lái)沖擊下能夠達(dá)到充分調(diào)整，資本供給外生給定[8]。并且，在目前以及未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)勞動(dòng)力供給相對(duì)于需求仍過(guò)剩[9]，因此模型中勞動(dòng)力市場(chǎng)部分不設(shè)定市場(chǎng)出清要求。

1.2模型結(jié)構(gòu)和方程設(shè)定

CT-CGE模型是基于一般均衡理論構(gòu)建的靜態(tài)可計(jì)算一般均衡模型，采取自底向上和自頂向下相結(jié)合的研究思路，共分為10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門（煤炭、石油、天然氣、電力、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、建筑業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)），且假設(shè)每個(gè)部門進(jìn)行“無(wú)聯(lián)合生產(chǎn)”，即每個(gè)部門只對(duì)應(yīng)一種商品或服務(wù)。在本模型中，各產(chǎn)業(yè)部門采用能源、資本和勞動(dòng)力三種初級(jí)要素和中間投入進(jìn)行生產(chǎn)。由于新能源的比例很低，對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和碳減排的貢獻(xiàn)在這里忽略不計(jì)，能源要素僅納入煤炭、石油、天然氣和電力，且能源可供給量無(wú)約束。

1.2.1生產(chǎn)模塊

為了有效描述資本K、勞動(dòng)L和能源E要素之間的替代性質(zhì)，部門生產(chǎn)函數(shù)均采用四層嵌套的CES生產(chǎn)函數(shù)形式。在生產(chǎn)函數(shù)第1層，各部門總產(chǎn)出Xi由資本-能源-勞動(dòng)合成品KELi與非能源中間投入品Zj，i生產(chǎn)，生產(chǎn)函數(shù)采用Leontief函數(shù)形式。生產(chǎn)函數(shù)第2至4層均采用CES函數(shù)形式，其中，在第2層，資本-能源-勞動(dòng)（KEL）由資本-能源合成品（KE）與勞動(dòng)（L）合成。在第3層，資本-能源合成品（KE）由資本（K）投入和能源合成品（E）投入組合得到。在第4層，假設(shè)能源之間替代彈性σE相等?？紤]碳交易后，部門能源利用成本不只包括該能源購(gòu)入價(jià)格Pen，i，還應(yīng)包括因消費(fèi)該單位能源產(chǎn)生的碳排放成本Pc·coefn，i，并且可知：給定碳價(jià)水平時(shí)，煤炭、石油、天然氣、電力消費(fèi)的碳排放成本，根據(jù)其各自排放系數(shù)依次遞減。因此，納入了碳排放價(jià)格的第n種能源單位利用成本則為Pen，i+Pc·coefn，i。相應(yīng)地，納入碳排放價(jià)格，對(duì)部門i，其加總的能源利用成本為：

摘要

構(gòu)造納入碳交易模塊以及在生產(chǎn)模塊CES函數(shù)中納入碳排放成本的四層嵌套宏觀經(jīng)濟(jì)CGE模型，采用2007年投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)構(gòu)造了社會(huì)核算矩陣（SAM），用以分析和評(píng)價(jià)不同總量減排目標(biāo)情景下，碳價(jià)引入對(duì)宏觀和產(chǎn)業(yè)部門層面經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源消費(fèi)和碳減排的影響，以及相應(yīng)合理的碳價(jià)水平，得到結(jié)論：①在宏觀層面上，碳價(jià)越高，碳減排效果越顯著，GDP損失越大，能源消費(fèi)越少。綜合考慮宏觀經(jīng)濟(jì)損失和減排效果，確定了各情景下的最優(yōu)碳價(jià)以及合理碳價(jià)區(qū)間，其中，在減排目標(biāo)為10%時(shí)，碳市場(chǎng)能接受幅度更大的價(jià)格波動(dòng)（6.9-35/tC）沖擊，宏觀經(jīng)濟(jì)損失相對(duì)小，引入碳市場(chǎng)是最好的選擇；參考Kaya等式的因素分解，說(shuō)明碳價(jià)所引致的總碳減排效果，主要來(lái)自于能源強(qiáng)度效應(yīng)和技術(shù)進(jìn)步效應(yīng)；引入碳價(jià)，不僅能夠降低能源消費(fèi)，還會(huì)引致能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)向低碳方向調(diào)整，煤炭消費(fèi)明顯下降。②在產(chǎn)業(yè)部門層面，各產(chǎn)業(yè)部門特別是能源部門經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出水平降低，但總體產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響不大；對(duì)部門能源消費(fèi)產(chǎn)生的主要影響是，能源部門和交通運(yùn)輸部門的能源消費(fèi)總量顯著下降；將部門合成能源單位利用成本分解為能源自身價(jià)格變動(dòng)和碳排放成本兩部分，得出合成能源單位利用成本變動(dòng)主要由碳排放成本引起的結(jié)論；進(jìn)一步，能源密集型部門的碳排放成本較高，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的減排率也相對(duì)較高，但減排效果仍不充分，建議采取能源資源稅和交通燃油稅等激勵(lì)政策，保持必要的能源市場(chǎng)價(jià)格水平，同時(shí)促進(jìn)煤炭和交通領(lǐng)域的減排。

關(guān)鍵詞CGE模型；碳交易；能源消費(fèi)；碳減排；情景分析

中圖分類號(hào)F205

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1002-2104（2014）07-0082-09

doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.07.013

我國(guó)已成為全球CO2排放總量最多的國(guó)家[1]。煤炭在我國(guó)能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主要地位，也是我國(guó)高碳排放的主要原因。目前，在CDM機(jī)制下，我國(guó)已經(jīng)成為國(guó)際碳交易中的最大供應(yīng)方。但是，由于缺少成熟的國(guó)內(nèi)碳價(jià)信號(hào)形成機(jī)制，使得我國(guó)對(duì)國(guó)際碳價(jià)格缺乏有效的話語(yǔ)權(quán)。自2008年8月至今，京津滬等先后建立了碳排放權(quán)（環(huán)境產(chǎn)權(quán)）交易所，并在多地啟動(dòng)碳配額交易試點(diǎn)，我國(guó)碳交易市場(chǎng)總體處在起步和探索階段，還有待根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行完善。相對(duì)而言，EU-ETS、RGGI等國(guó)外主要碳交易體系運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，可以提供可資借鑒的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。本研究采用的CGE模型基于一般均衡理論，通過(guò)構(gòu)建一組方程式描述生產(chǎn)者、消費(fèi)者以及各市場(chǎng)之間關(guān)系反映整個(gè)社會(huì)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。從1980年代開(kāi)始，CGE模型成為政策模擬分析的重要工具。在碳減排政策研究方面，Rodica[2]采用動(dòng)態(tài)CGE模型分析了碳交易市場(chǎng)條件下R&D對(duì)羅馬尼亞宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。Jan[3]采用納入碳交易的CGE模型，研究認(rèn)為碳交易市場(chǎng)比碳稅手段更優(yōu)，但對(duì)交通部門的過(guò)高減排要求會(huì)降低社會(huì)福利。楊展里等[4]認(rèn)為排污權(quán)交易制度能夠適用于我國(guó)污染物總量控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，并會(huì)降低污染治理的總體費(fèi)用。張健等[5]對(duì)比分析碳稅和碳交易政策，認(rèn)為合理的碳交易機(jī)制可在一定程度上緩解間接碳稅對(duì)中國(guó)能源行業(yè)和宏觀經(jīng)濟(jì)的影響，給定碳稅稅率，2006年GDP將降低0.23%，但如引入碳交易機(jī)制，GDP降幅將減少為0.17%。于同申等[6]對(duì)中國(guó)構(gòu)建碳交易市場(chǎng)的必要性及發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行了分析。本文利用CGE模型測(cè)算碳交易對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)以及碳減排效果方面的影響，并提出“碳價(jià)合理區(qū)間”概念，為碳交易的實(shí)施效果以及定價(jià)測(cè)量提供理論依據(jù)。

1SAM表和CT-CGE模型的構(gòu)建

本文假設(shè)中國(guó)已初步建立一個(gè)碳交易體系，參考蘇明等的CO2碳稅模型[7]，構(gòu)建了一個(gè)單國(guó)多部門的靜態(tài)中國(guó)碳交易CGE模型：CT-CGE模型，包括生產(chǎn)模塊，環(huán)境模塊，碳交易模塊，收入支出模塊，對(duì)外貿(mào)易模塊，市場(chǎng)出清，宏觀閉合等模塊。該模型反映了中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各行為主體之間的相互作用關(guān)系，其創(chuàng)新之處在于引入了碳交易模塊和用于描述產(chǎn)業(yè)部門碳排放責(zé)任的環(huán)境模塊，并用于分析和比較在建立碳交易體系的條件下，外生給定不同減排目標(biāo)及碳價(jià)水平時(shí)，對(duì)我國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)和實(shí)現(xiàn)碳減排任務(wù)的影響。研究采用Math CAD 15和Excel 2007作為數(shù)學(xué)建模和估算工具。

1.1模型假設(shè)

首先，模型假設(shè)在已建立碳限額交易市場(chǎng)機(jī)制框架下，環(huán)境管制機(jī)構(gòu)設(shè)定總減排目標(biāo)，該碳減排目標(biāo)將按照各產(chǎn)業(yè)部門的參考年碳排放量在全國(guó)總碳排放中所占比例，分解到各產(chǎn)業(yè)部門，確定各部門的減排責(zé)任，制定分部門的減排目標(biāo)。我國(guó)承諾到2020年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放比（碳排放強(qiáng)度）2005年下降40%-45%，假設(shè)2007年碳排放強(qiáng)度下降40%-45%，換算成總量減排，即為35%-40%。因此本文將2007年總量減排目標(biāo)設(shè)為10%，20%，30%三個(gè)適中的減排水平。第二，模型假設(shè)各部門當(dāng)前生產(chǎn)技術(shù)不變，即認(rèn)為各部門在履行碳減排責(zé)任時(shí)，未通過(guò)提高生產(chǎn)技術(shù)來(lái)降低減排成本的方式進(jìn)行減排。第三，模型假設(shè)資本市場(chǎng)在外來(lái)沖擊下能夠達(dá)到充分調(diào)整，資本供給外生給定[8]。并且，在目前以及未來(lái)相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)勞動(dòng)力供給相對(duì)于需求仍過(guò)剩[9]，因此模型中勞動(dòng)力市場(chǎng)部分不設(shè)定市場(chǎng)出清要求。

1.2模型結(jié)構(gòu)和方程設(shè)定

CT-CGE模型是基于一般均衡理論構(gòu)建的靜態(tài)可計(jì)算一般均衡模型，采取自底向上和自頂向下相結(jié)合的研究思路，共分為10個(gè)產(chǎn)業(yè)部門（煤炭、石油、天然氣、電力、農(nóng)業(yè)、輕工業(yè)、重工業(yè)、建筑業(yè)、交通、服務(wù)業(yè)），且假設(shè)每個(gè)部門進(jìn)行“無(wú)聯(lián)合生產(chǎn)”，即每個(gè)部門只對(duì)應(yīng)一種商品或服務(wù)。在本模型中，各產(chǎn)業(yè)部門采用能源、資本和勞動(dòng)力三種初級(jí)要素和中間投入進(jìn)行生產(chǎn)。由于新能源的比例很低，對(duì)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和碳減排的貢獻(xiàn)在這里忽略不計(jì)，能源要素僅納入煤炭、石油、天然氣和電力，且能源可供給量無(wú)約束。

1.2.1生產(chǎn)模塊

為了有效描述資本K、勞動(dòng)L和能源E要素之間的替代性質(zhì)，部門生產(chǎn)函數(shù)均采用四層嵌套的CES生產(chǎn)函數(shù)形式。在生產(chǎn)函數(shù)第1層，各部門總產(chǎn)出Xi由資本-能源-勞動(dòng)合成品KELi與非能源中間投入品Zj，i生產(chǎn)，生產(chǎn)函數(shù)采用Leontief函數(shù)形式。生產(chǎn)函數(shù)第2至4層均采用CES函數(shù)形式，其中，在第2層，資本-能源-勞動(dòng)（KEL）由資本-能源合成品（KE）與勞動(dòng)（L）合成。在第3層，資本-能源合成品（KE）由資本（K）投入和能源合成品（E）投入組合得到。在第4層，假設(shè)能源之間替代彈性σE相等?？紤]碳交易后，部門能源利用成本不只包括該能源購(gòu)入價(jià)格Pen，i，還應(yīng)包括因消費(fèi)該單位能源產(chǎn)生的碳排放成本Pc·coefn，i，并且可知：給定碳價(jià)水平時(shí)，煤炭、石油、天然氣、電力消費(fèi)的碳排放成本，根據(jù)其各自排放系數(shù)依次遞減。因此，納入了碳排放價(jià)格的第n種能源單位利用成本則為Pen，i+Pc·coefn，i。相應(yīng)地，納入碳排放價(jià)格，對(duì)部門i，其加總的能源利用成本為：