國(guó)際海運(yùn)碳交易政策影響大宗商品國(guó)際貿(mào)易機(jī)制研究
——以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例

齊紹洲 柯 維 尹 磊

(1.武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430071; 2.華中科技大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430074)

國(guó)際海運(yùn)碳交易政策影響大宗商品國(guó)際貿(mào)易機(jī)制研究
——以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例

齊紹洲1柯 維1尹 磊2

(1.武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，湖北 武漢 430071; 2.華中科技大學(xué) 管理學(xué)院，湖北 武漢 430074)

從貿(mào)易成本的視角出發(fā)，構(gòu)造國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)局部均衡模型，分析了碳交易政策對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易的影響。理論分析表明，國(guó)際海運(yùn)碳交易機(jī)制不僅會(huì)抑制碳排放、有效提升環(huán)境質(zhì)量，也將抑制國(guó)際貿(mào)易發(fā)展。而以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例的模擬分析表明，在合理的碳排放權(quán)價(jià)格區(qū)間內(nèi)，國(guó)際海運(yùn)碳交易政策能夠?qū)崿F(xiàn)較為顯著的減排，并小幅削減中國(guó)鐵礦石進(jìn)口貿(mào)易量；碳交易對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響程度與燃油價(jià)格密切相關(guān)，燃油能源價(jià)格越低，碳交易政策對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響也越大。

碳交易；國(guó)際海運(yùn)；國(guó)際貿(mào)易

一、引言

海運(yùn)業(yè)是首個(gè)在行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)制定全球溫室氣體減排規(guī)則的產(chǎn)業(yè)。作為國(guó)際海運(yùn)規(guī)則的制定者與監(jiān)管者，國(guó)際海事組織(IMO)一直致力于推進(jìn)國(guó)際海運(yùn)領(lǐng)域碳減排，并因此取得了一定成效。如出臺(tái)具有法律約束效力的減排方案——《船舶能效規(guī)則》、巴黎氣候大會(huì)期間召開(kāi)以船舶能效技術(shù)合作和能力建設(shè)為主題的邊會(huì)等。歷經(jīng)多年的談判和磋商，海運(yùn)業(yè)的低碳發(fā)展已成為各國(guó)政府和航運(yùn)企業(yè)的共識(shí)。盡管全球氣候治理體系還有待進(jìn)一步完善，多邊氣候談判也仍存在諸多阻力，但完善國(guó)際海運(yùn)碳交易機(jī)制已成為氣候治理和氣候談判的共識(shí)。

據(jù)國(guó)際海事組織統(tǒng)計(jì)，如果剔除歐盟內(nèi)部貿(mào)易，全球貿(mào)易價(jià)值約70%由海運(yùn)完成，重量約90%由海運(yùn)完成，而中國(guó)絕大部分大宗商品都是通過(guò)海運(yùn)方式運(yùn)輸。由于海運(yùn)在大宗商品國(guó)際貿(mào)易中發(fā)揮如此重要的地位，因而任何對(duì)海運(yùn)成本有影響的政策措施都有可能引起大宗商品國(guó)際貿(mào)易格局的變化。因而，探討海運(yùn)碳交易政策對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易的影響，對(duì)于中國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際運(yùn)輸行業(yè)碳減排和碳交易的國(guó)際貿(mào)易具有現(xiàn)實(shí)參考意義。

二、文獻(xiàn)綜述

目前，研究碳交易機(jī)制對(duì)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易的影響的文獻(xiàn)主要分為兩類。一是碳交易機(jī)制對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響，此類研究所使用的方法主要為CGE等仿真模型。例如， Hermeling et al.(2013)利用CGE模型研究了歐盟2020碳減排目標(biāo)下歐盟碳排放權(quán)交易市場(chǎng)對(duì)歐洲經(jīng)濟(jì)的影響；湯鈴等(2014)基于multi-Agent模型,構(gòu)建自下而上的動(dòng)態(tài)仿真模型測(cè)算不同碳交易機(jī)制設(shè)定對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的影響，結(jié)果表明，相比標(biāo)桿準(zhǔn)則,祖父準(zhǔn)則碳排放權(quán)配置政策對(duì)經(jīng)濟(jì)的沖擊作用較小；時(shí)佳瑞等(2015)構(gòu)建了中國(guó)碳交易機(jī)制仿真CGE模型，研究表明完善碳交易機(jī)制能有效降低碳強(qiáng)度和能源強(qiáng)度，促進(jìn)中國(guó)節(jié)能減排，但也會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出有一定的負(fù)面影響。二是碳交易機(jī)制對(duì)行業(yè)或企業(yè)的影響研究，此類研究大多集中于電力、水泥等高碳排放行業(yè)的研究。例如，Them et al.(2013)從市場(chǎng)需求角度出發(fā)，模擬了不同碳排放目標(biāo)值下EU ETS對(duì)電力成本及電力行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的影響；Branger et al.(2014)基于LMDI因素分解進(jìn)行分析，結(jié)果表明EU ETS對(duì)水泥行業(yè)的碳減排技術(shù)進(jìn)步具有促進(jìn)作用，水泥行業(yè)從過(guò)量分配的碳配額中獲得了利潤(rùn)。

碳交易機(jī)制對(duì)國(guó)際交通領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)影響相關(guān)研究起步較晚，且大多集中于國(guó)際航空業(yè)研究。例如，許小虎等(2013)通過(guò)建立風(fēng)險(xiǎn)分析模型,預(yù)測(cè)了歐盟航空碳交易政策對(duì)中國(guó)航空客運(yùn)收入、費(fèi)用、利潤(rùn)以及客票價(jià)格變化、航空客運(yùn)CO2減排的影響;Meleo et al. (2015)以意大利為例研究了航空業(yè)納入EU ETS的社會(huì)成本；黃以天(2016)梳理了國(guó)際運(yùn)輸碳交易在全球氣候變化治理體系中的角色演進(jìn)，比較并分析了國(guó)際碳交易機(jī)制建設(shè)的兩種典型路線。而在海運(yùn)碳交易的研究方面：Chang et al.(2013)運(yùn)用CATCH模型研究了國(guó)際運(yùn)輸船舶航行速度與碳排放量的關(guān)系；Wang et al.(2015)分析比較了封閉的海運(yùn)行業(yè)內(nèi)部碳交易市場(chǎng)和開(kāi)放的全行業(yè)間碳交易市場(chǎng)對(duì)航運(yùn)企業(yè)燃油消耗和盈利狀況的不同影響；許歡等(2013)建立了船隊(duì)利潤(rùn)最大與碳排放量最小的雙目標(biāo)航線配船模型，研究結(jié)果表明航運(yùn)企業(yè)可以同時(shí)決策航線配船和船舶航速，從而有效利用運(yùn)力并降低碳排放；周玲玲(2012)以2010—2050年預(yù)計(jì)海運(yùn)碳排放量為基礎(chǔ)，估算了海運(yùn)碳稅所產(chǎn)生的海運(yùn)運(yùn)輸成本。

綜上所述，現(xiàn)有對(duì)碳交易機(jī)制經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易的影響研究大都缺乏國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸環(huán)節(jié)的視角，缺少明確的碳交易機(jī)制框架，鮮有能把碳交易機(jī)制與國(guó)際貿(mào)易的運(yùn)輸環(huán)節(jié)結(jié)合起來(lái)的研究。具體主要表現(xiàn)為:第一，現(xiàn)有文獻(xiàn)大都運(yùn)用CGE等模型籠統(tǒng)考察碳交易政策對(duì)經(jīng)濟(jì)與貿(mào)易的整體影響，而忽略貿(mào)易成本的因素；第二，大都僅考察碳交易政策對(duì)國(guó)際貿(mào)易商品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的成本影響，而鮮有基于國(guó)際運(yùn)輸角度的研究；第三，對(duì)海運(yùn)運(yùn)輸成本組成大都缺乏細(xì)致和量化的測(cè)度；第四，多將碳排放成本視為外生變量，忽略了碳交易政策與貿(mào)易之間的相互作用。

針對(duì)上述不足，本文將在以下幾個(gè)方面展開(kāi)探索性研究：第一，基于祖父法分配碳配額的碳交易市場(chǎng)機(jī)制，詳細(xì)測(cè)度國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的運(yùn)輸成本以及碳排放成本；第二，將碳交易成本嵌入大宗商品國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)的局部均衡模型中，推導(dǎo)出碳交易政策對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易影響的量化表達(dá)式；第三，以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例，通過(guò)校準(zhǔn)模型參數(shù)，估算碳交易政策對(duì)中國(guó)鐵礦石貿(mào)易的影響程度。

三、理論模型

(一)碳交易政策對(duì)國(guó)際貿(mào)易影響的傳導(dǎo)機(jī)制

貿(mào)易成本對(duì)國(guó)際貿(mào)易具有不可忽視的影響。以亞當(dāng)·斯密和大衛(wèi)·李嘉圖為代表的古典國(guó)際貿(mào)易理論學(xué)派基于“有國(guó)家無(wú)區(qū)域”的假設(shè)，長(zhǎng)期以來(lái)一直忽略貿(mào)易成本。Behrens et al.(2007)總結(jié)了傳統(tǒng)貿(mào)易理論忽視貿(mào)易成本的三個(gè)原因：一是貿(mào)易運(yùn)輸成本等數(shù)據(jù)可得性較差；二是引入運(yùn)輸成本會(huì)引起均衡的不確定性問(wèn)題；三是將運(yùn)輸成本在內(nèi)的貿(mào)易成本假定為單一參數(shù)，這大大簡(jiǎn)化了模型。然而，即使貿(mào)易成本在測(cè)度和模型化存在這些方面的困難，貿(mào)易成本對(duì)國(guó)際貿(mào)易具有重要影響也已成為共識(shí)。Krugman(1980)在新貿(mào)易理論中引入了包括運(yùn)輸成本在內(nèi)的貿(mào)易成本； Rogoff(2000)將貿(mào)易成本視為打開(kāi)所有開(kāi)放宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)之謎的鑰匙；Hummels(1999)闡述了貿(mào)易成本在國(guó)際貿(mào)易模型中的重要地位。對(duì)于大宗商品而言，貿(mào)易成本在其國(guó)際供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)增加值中占比較高，從而導(dǎo)致大宗商品對(duì)貿(mào)易成本的需求彈性較大。

運(yùn)輸成本是貿(mào)易成本的重要組成部分。Anderson et al.(2004)對(duì)國(guó)際貿(mào)易成本做了系統(tǒng)研究，將貿(mào)易成本定義為除生產(chǎn)產(chǎn)品以外的一切成本，具體主要包括運(yùn)輸成本、關(guān)稅及非關(guān)稅壁壘、信息成本、合同成本等。而對(duì)于大宗商品而言，由于具有貿(mào)易量大、產(chǎn)品同質(zhì)化程度高、價(jià)值低等特點(diǎn)，運(yùn)輸成本是最主要的貿(mào)易成本。

碳交易政策將增加國(guó)際貿(mào)易的運(yùn)輸成本。由于國(guó)際海運(yùn)碳交易政策將碳排放成本納入運(yùn)輸環(huán)節(jié)，從而改變了貿(mào)易成本的結(jié)構(gòu)，使得國(guó)際貿(mào)易有可能因?yàn)槌杀镜淖兓兓?。由于碳排放成本與運(yùn)輸過(guò)程能源消耗量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，運(yùn)輸企業(yè)通常有兩種途徑降低碳排放成本：一是優(yōu)化物流方案，減少貿(mào)易運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量；二是降低單位運(yùn)輸周轉(zhuǎn)量碳排放，如提高能源使用效率。因鐵礦石貿(mào)易運(yùn)輸方式的不可替代性，且其對(duì)運(yùn)輸成本的需求彈性較大，碳交易政策可能會(huì)對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易產(chǎn)生較大的負(fù)向影響。

(二)理論推導(dǎo)

假定其他市場(chǎng)條件不變的情況下，利用局部均衡分析法考察大宗商品國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)供求與價(jià)格之間的關(guān)系，則均衡狀態(tài)取決于運(yùn)輸企業(yè)的利潤(rùn)最大化決策。借鑒Wang et al.(2015)的研究框架，將運(yùn)輸服務(wù)供給量與運(yùn)輸價(jià)格的關(guān)系、企業(yè)的經(jīng)營(yíng)成本、碳排放成本等因素納入航運(yùn)企業(yè)的收入和成本結(jié)構(gòu)中，從而構(gòu)造出航運(yùn)企業(yè)的利潤(rùn)函數(shù)。通過(guò)在局部均衡框架下求解運(yùn)輸環(huán)節(jié)的市場(chǎng)出清均衡，從而推導(dǎo)出碳交易政策影響大宗商品國(guó)際貿(mào)易的量化表達(dá)式。

1.基本假設(shè)

大宗商品國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸市場(chǎng)是高度同質(zhì)化的運(yùn)輸服務(wù)市場(chǎng)，因此可以做以下更為嚴(yán)格的基本假設(shè)：(1)大宗商品海運(yùn)市場(chǎng)是異質(zhì)程度較低的寡頭競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，航運(yùn)寡頭所提供的運(yùn)輸服務(wù)差異性較小，因此本文假設(shè)航線上的貿(mào)易商品運(yùn)輸由完全相同的航運(yùn)企業(yè)完成，且每個(gè)企業(yè)提供的運(yùn)輸服務(wù)都是同質(zhì)的；(2)大宗商品運(yùn)輸時(shí)效性要求較低，運(yùn)輸價(jià)格和航運(yùn)企業(yè)收入主要取決于運(yùn)輸量。由于航運(yùn)船舶使用年限較長(zhǎng)、建造成本較高，短期內(nèi)航運(yùn)企業(yè)不會(huì)大幅增減固定設(shè)施投入，企業(yè)只會(huì)通過(guò)調(diào)節(jié)航行速度和運(yùn)輸量方式調(diào)整收入和利潤(rùn)，因此假設(shè)航運(yùn)企業(yè)只能通過(guò)調(diào)節(jié)船舶航行速度和運(yùn)輸量來(lái)實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化；(3)通過(guò)對(duì)多種大宗商品國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)供求關(guān)系的考察，線性需求函數(shù)可以較好的擬合國(guó)際海運(yùn)市場(chǎng)，因此本文假設(shè)大宗商品國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)的需求函數(shù)為線性形式。

2.國(guó)際貿(mào)易的運(yùn)輸成本

假設(shè)大宗商品海運(yùn)運(yùn)輸市場(chǎng)需求函數(shù)為：

(1)

其中：N表示某條航線上承運(yùn)某種貿(mào)易商品的航運(yùn)公司數(shù)量；P表示該種貿(mào)易商品的海運(yùn)運(yùn)輸費(fèi)率；qi表示航運(yùn)企業(yè)i對(duì)該種貿(mào)易商品提供的運(yùn)輸服務(wù)量。

考慮到船舶的載重量、航行時(shí)間、航線距離、航行速度，一艘船舶一年的運(yùn)輸量為：

(2)

其中：K表示一艘船舶的容量(載重量)；T表示一艘船舶一年內(nèi)在海上航行的時(shí)間；Si表示船舶的平均航行速度；D表示該航次的距離，為航線距離的兩倍。

航運(yùn)企業(yè)i承運(yùn)qi數(shù)量的貨物所需要的船舶數(shù)量為：

(3)

船舶的運(yùn)輸成本分為固定成本和可變成本兩部分。固定成本是指與船舶航行速度無(wú)關(guān)的成本，具體包括：船舶建造成本、經(jīng)營(yíng)管理成本、船舶定期維修成本、港口使用費(fèi)以及其他與船舶航行速度無(wú)關(guān)的成本；可變成本指與船舶航行速度相關(guān)的成本，主要指主機(jī)燃油成本。一艘船舶一年的固定成本為Cf。根據(jù)相關(guān)理論，船舶主機(jī)燃油消耗量與航行速度的三次方成正比*船舶主機(jī)燃油與速度的三次方大致呈正比，船舶輔機(jī)也會(huì)消耗燃油，但這部分與速度無(wú)關(guān)，因此計(jì)入固定成本。，因此一艘船舶一年的可變成本為：

(4)

其中：η為能耗系數(shù)，指一艘船舶以Si速度航行時(shí)，每小時(shí)燃油消耗量與航行速度三次方的比值，該數(shù)值越小表示同一速度下消耗的燃油越少，且該系數(shù)與船舶主機(jī)工作效率有關(guān)；ρ為燃油價(jià)格。

3.BAU情景下國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)均衡解

(5)

BAU情景下航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)最大化問(wèn)題的一階條件(FOCs)為：

(6)

(7)

所以，BAU情景下航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)最大化的一階條件均衡解為：

(8)

(9)

由式(8)和式(9)可知，BAU情景下航運(yùn)企業(yè)提供的貿(mào)易運(yùn)輸服務(wù)量的影響因素有：燃油價(jià)格ρ、能耗系數(shù)η、固定成本、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)λ、航次距離D；船舶航行速度的影響因素有：固定成本Cf、燃油價(jià)格ρ、能耗系數(shù)η。由均衡解表達(dá)式可以得出：當(dāng)燃油價(jià)格上漲時(shí)，或船舶能耗效率較低時(shí)，航運(yùn)企業(yè)會(huì)通過(guò)降低船速方式減少燃油成本，從而導(dǎo)致貿(mào)易運(yùn)輸量的減少；貿(mào)易運(yùn)輸量與航次距離D呈負(fù)相關(guān)，因此在國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸需求彈性不變的情況下，國(guó)際貿(mào)易更傾向于距離較近的運(yùn)輸航線；當(dāng)固定成本提高，航運(yùn)企業(yè)會(huì)通過(guò)提升船舶航行速度、減少運(yùn)營(yíng)船舶數(shù)量來(lái)降低運(yùn)營(yíng)總成本，貿(mào)易運(yùn)輸量也會(huì)因?yàn)檫\(yùn)營(yíng)總成本的增加而減少；航運(yùn)企業(yè)提供的貿(mào)易運(yùn)輸服務(wù)量與運(yùn)輸市場(chǎng)結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)接近卡特爾壟斷，航運(yùn)企業(yè)會(huì)減少投入運(yùn)力，提高運(yùn)價(jià)，從而獲得更高的利潤(rùn)；當(dāng)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)接近伯川德競(jìng)爭(zhēng)，航運(yùn)企業(yè)會(huì)盡可能降低運(yùn)價(jià)，從而增加貿(mào)易運(yùn)輸量。值得一提的是，船舶航行速度的確定與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。

4.碳交易情景下國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)均衡解

目前，碳交易市場(chǎng)配額分配方式主要有拍賣、免費(fèi)發(fā)放、固定價(jià)格購(gòu)買(mǎi)三種方式。由于建立碳交易市場(chǎng)是長(zhǎng)期循序漸進(jìn)的過(guò)程，現(xiàn)階段主要碳市場(chǎng)分配碳配額方式仍以免費(fèi)發(fā)放為主、有償拍賣并配以購(gòu)買(mǎi)為輔。由于碳排放成本是一種機(jī)會(huì)成本，無(wú)論碳配額是免費(fèi)獲得的還是有償獲得，企業(yè)在做出生產(chǎn)決策時(shí)都會(huì)考慮碳排放成本。通過(guò)理論推導(dǎo)也發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是采用祖父法(grandfather)還是標(biāo)桿法(benchmark)分配碳配額，企業(yè)的決策結(jié)果都是一致的。因此本文僅選取實(shí)踐中較為成熟的祖父法分配方式展開(kāi)研究。

在現(xiàn)有國(guó)際海運(yùn)碳交易政策下，國(guó)際航運(yùn)企業(yè)需要為船舶運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的碳排放買(mǎi)單。相較于BAU情景，碳交易情景下航運(yùn)企業(yè)的收入來(lái)源不變，但成本結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，即固定成本和可變成本變化，此外還包括碳排放成本的變化。

(10)

所以，碳交易情景下航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)最大化的一階條件為：

(11)

(12)

求解式(11)和式(12)可得出碳交易情景下航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)最大化的一階條件均衡解為：

(13)

(14)

由式(13)和式(14)可知，除了BAU情景中的影響因素，在碳交易情景下影響航運(yùn)企業(yè)貿(mào)易運(yùn)輸服務(wù)量和船舶航行速度的因素還包括碳排放權(quán)配額價(jià)格w和燃油排放系數(shù)e。通過(guò)在模型中增加碳排放成本項(xiàng)，可以發(fā)現(xiàn)碳交易情景下航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)最大化的均衡解相當(dāng)于在BAU情景下的均衡解燃油價(jià)格中添加加價(jià)we，這個(gè)加價(jià)就是單位燃油的碳排放成本。由此可以得出碳交易機(jī)制與國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸存在如下關(guān)系：國(guó)際海運(yùn)碳交易政策對(duì)國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸存在負(fù)面影響，碳排放權(quán)價(jià)格w提高，航運(yùn)企業(yè)會(huì)降低船舶航行速度，貿(mào)易運(yùn)輸量也會(huì)下降；航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)函數(shù)與燃油排放系數(shù)e負(fù)相關(guān)，所以國(guó)際海運(yùn)碳交易政策將促使航運(yùn)企業(yè)用低排放的清潔能源替代高排放的燃料；免費(fèi)發(fā)放的碳排放配額θ比例大小并不影響貿(mào)易運(yùn)輸量與航行速度，因?yàn)閺臋C(jī)會(huì)成本的角度出發(fā)，無(wú)論免費(fèi)發(fā)放的碳配額的比例有多大，航運(yùn)企業(yè)都會(huì)將全部排放成本納入企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策中。

為了進(jìn)一步探討碳排放權(quán)價(jià)格對(duì)航運(yùn)企業(yè)盈利的影響，將在碳交易情景下的航運(yùn)企業(yè)利潤(rùn)函數(shù)對(duì)碳排放權(quán)價(jià)格影響進(jìn)行求導(dǎo)：

(15)

5.情景對(duì)比分析

對(duì)比BAU情景，由于運(yùn)輸成本的提高，碳交易情景下貿(mào)易運(yùn)輸量會(huì)減少，其減少的比例為：

(16)

由式(16)可知，碳排放權(quán)價(jià)格提升越高，國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸量縮減幅度越大。此外，航次距離越長(zhǎng)，貿(mào)易運(yùn)輸量縮減幅度越大，這意味著遠(yuǎn)距離的貿(mào)易將會(huì)大幅減少。因此國(guó)際海運(yùn)碳交易政策可能改變大宗商品國(guó)際貿(mào)易格局，增加鄰近國(guó)家之間的貿(mào)易，減少地理距離較遠(yuǎn)國(guó)家之間的貿(mào)易。

同時(shí)，固定成本越高、船舶能耗效率越低、燃油排放系數(shù)越大，國(guó)際貿(mào)易運(yùn)輸量下降幅度也越大。這意味著管理落后、船舶運(yùn)營(yíng)效率低下、使用高排放燃油的航運(yùn)企業(yè)運(yùn)輸規(guī)模將會(huì)縮減。通過(guò)這種激勵(lì)機(jī)制，國(guó)際海運(yùn)碳交易政策將改變航運(yùn)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局，促使航運(yùn)企業(yè)降低運(yùn)營(yíng)管理成本，建造能耗效率更高的船舶，使用排放系數(shù)更低的清潔燃料。

成本結(jié)構(gòu)變化也會(huì)影響航運(yùn)企業(yè)降低船舶航行速度，其降低的比例為：

(17)

由式(17)可知，碳排放權(quán)價(jià)格越高，船舶航行速度降低幅度越大。碳交易機(jī)制對(duì)船舶航行速度降低比例的影響僅取決于燃油價(jià)格和單位燃油的碳排放成本。

貿(mào)易運(yùn)輸量的減少和船舶航行速度的降低將導(dǎo)致海運(yùn)燃油消耗量減少，其減少的比例為：

(18)

在不改變?nèi)剂掀贩N的情況下，海運(yùn)碳排放的變化率與燃油消耗量降低的比例相等：

(19)

四、模擬分析

本節(jié)將以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例校準(zhǔn)上節(jié)模型中的各變量，估算當(dāng)碳排放權(quán)價(jià)格在0—20美元/噸(國(guó)際上主要碳市場(chǎng)的現(xiàn)行價(jià)格區(qū)間)時(shí)，碳交易政策對(duì)鐵礦石貿(mào)易的負(fù)向影響程度，并估算貿(mào)易過(guò)程中碳排放的下降比例。

(一)中國(guó)鐵礦石貿(mào)易現(xiàn)狀

中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量多年居世界第一位，每年需進(jìn)口大量鐵礦石原材料，是全球最大的鐵礦石進(jìn)口國(guó)。如圖1所示，2010—2015年中國(guó)鐵礦石進(jìn)口量約占據(jù)全球鐵礦石貿(mào)易的三分之二，因此模擬國(guó)際海運(yùn)碳交易政策對(duì)中國(guó)鐵礦石貿(mào)易的影響，對(duì)于研究全球大宗商品貿(mào)易具有代表性意義。

圖1 全球鐵礦石進(jìn)口量分布(2010—2015年總量)

數(shù)據(jù)來(lái)源：WIND數(shù)據(jù)庫(kù)

圖2 中國(guó)鐵礦石進(jìn)口分布

作為中國(guó)最主要的鐵礦石貿(mào)易伙伴，2016 年中國(guó)鐵礦石約62.47%進(jìn)口量(WIND數(shù)據(jù)庫(kù))來(lái)自澳大利亞，因而澳大利亞西部至中國(guó)航線也是全球貨運(yùn)量最多的干散貨海運(yùn)航線。因此本文選取該航線作為模擬研究對(duì)象，以此研究國(guó)際海運(yùn)碳交易機(jī)制對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易的影響。

(二)鐵礦石國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)需求曲線

本文選取2007年1月至2016年12月期間中國(guó)對(duì)澳大利亞鐵礦石進(jìn)口量以及相應(yīng)運(yùn)費(fèi)率的月度數(shù)據(jù)，擬合進(jìn)口澳洲鐵礦的運(yùn)輸市場(chǎng)需求曲線。其中，鐵礦石運(yùn)費(fèi)率采用波羅的海交易所提供的BCI指數(shù)*BCI指數(shù)(Baltic Capesize Index)，波羅的海海岬型船運(yùn)價(jià)指數(shù)，由波羅的海航運(yùn)交易所編制。，即青島港/西澳航線的月均運(yùn)費(fèi)率，而鐵礦石貿(mào)易運(yùn)輸量數(shù)據(jù)來(lái)自中國(guó)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)。

表1 鐵礦石國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)需求曲線

注：***表示1%的顯著性水平，括號(hào)內(nèi)為估計(jì)參數(shù)的t 統(tǒng)計(jì)量。

(三)運(yùn)輸船舶與航線參數(shù)

模型中其他參數(shù)的取值如表2所示。根據(jù)樊鵬等(2013)的研究結(jié)果，澳大利亞西部-中國(guó)航線距離約為4.7×103海里(nm)；鐵礦石國(guó)際運(yùn)輸?shù)闹饕褪呛ａ敌透缮⒇洿?，根?jù)上海航運(yùn)交易所船舶估價(jià)報(bào)告，海岬型干散貨典型船舶*上海航運(yùn)交易所定義的典型船舶是指5年船齡、船況良好、規(guī)范船廠建造、證書(shū)有效、主流船級(jí)社，屬于正常營(yíng)運(yùn)的代表性船舶。的載重容量為170000載重噸(DWT)；2007年1月至2016年12月期間燃料油(180)全球平均價(jià)格為474.75美元/噸，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)海事服務(wù)網(wǎng)；根據(jù)Chang et al.(2013)的研究，17萬(wàn)載重噸的海岬型干散貨船在14.4節(jié)設(shè)計(jì)航速下的能耗系數(shù)η=7.628×10-4。本文用燃油消耗量和基于碳含量的二氧化碳排放量之間的無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)估計(jì)船舶燃油排放系數(shù)e，根據(jù)鄭士君等(2011)的研究，ISO8217RME至RMK級(jí)重燃油的排放系數(shù)為3.1144噸二氧化碳/噸燃油。根據(jù)部分國(guó)際航運(yùn)公司財(cái)務(wù)核算的抽樣調(diào)查結(jié)果，2014—2016年一艘海岬型典型船舶每年除主機(jī)燃油成本以外的固定成本約為5.0×106美元/年。此外，根據(jù)IMO第二次溫室氣體研究報(bào)告，本文假設(shè)一艘船舶每年在海上航行時(shí)間為：270×24=6480小時(shí)。

表2 模型參數(shù)校準(zhǔn)

圖3 中澳鐵礦石航線上貿(mào)易運(yùn)輸量、碳排放 的下降比例與碳排放權(quán)價(jià)格的關(guān)系

(四)模擬結(jié)果

將以上數(shù)據(jù)代入式(16)、式(19)，得到國(guó)際海運(yùn)碳交易政策對(duì)中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易的影響程度，具體見(jiàn)圖3。如圖3所示，隨著碳排放權(quán)價(jià)格的提高，貿(mào)易運(yùn)輸成本不斷提高，貿(mào)易規(guī)模也不斷縮小，而貿(mào)易量和碳排放的減少比例與碳排放權(quán)價(jià)格呈現(xiàn)正相關(guān)。當(dāng)碳排放權(quán)價(jià)格在0—20美元/噸區(qū)間時(shí)，碳交易政策將使得中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易量縮減0—1.63%，相應(yīng)國(guó)際運(yùn)輸過(guò)程碳排放減少0—9.39%。引入碳交易機(jī)制后，碳排放減少比例大于貿(mào)易量的減少比例，其原因如式(19)所述，即運(yùn)輸過(guò)程中碳排放量的減少是由于貿(mào)易運(yùn)輸量下降和船舶航行速度下降的綜合作用。

歐盟和中國(guó)的碳交易體系都是利用市場(chǎng)機(jī)制為碳排放權(quán)定價(jià)，而澳大利亞在2012—2015年間則采用類似碳稅的固定價(jià)格政策。2015—2016年間，歐盟碳交易市場(chǎng)上碳排放權(quán)價(jià)格波動(dòng)區(qū)間約在4—8美元/噸之間，中國(guó)各試點(diǎn)碳交易市場(chǎng)約在3—7美元/噸之間，澳大利亞在2012年7月至2015年6月間每個(gè)財(cái)政年度碳排放權(quán)的固定價(jià)格分別為16.6美元/噸、17.4美元/噸、18.3美元/噸。

如表3，若國(guó)際海運(yùn)碳交易市場(chǎng)的碳排放權(quán)價(jià)格與歐盟、中國(guó)的市場(chǎng)機(jī)制定價(jià)水平一致，即3—8美元/噸之間，則碳交易政策將使得中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易量縮減0.25%—0.67%，運(yùn)輸過(guò)程中碳排放減少1.54%—2.04%；若澳大利亞的固定碳價(jià)格一致，即處于17.4美元/噸左右時(shí)，碳交易政策將使得中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易量減少1.42%左右，運(yùn)輸過(guò)程中碳排放減少8.27%左右。

表3 中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易運(yùn)輸量、碳排放的下降比例與碳排放權(quán)價(jià)格的關(guān)系

從模擬結(jié)果來(lái)看，調(diào)整國(guó)際海運(yùn)碳交易政策能夠有效實(shí)現(xiàn)貿(mào)易運(yùn)輸過(guò)程中的碳減排，并將對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易產(chǎn)生輕微抑制作用。對(duì)于中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易而言，減少1%的貿(mào)易量將實(shí)現(xiàn)6.0%的碳減排。因此國(guó)際海運(yùn)碳交易不僅會(huì)大幅提升環(huán)境質(zhì)量，也將輕微抑制國(guó)際貿(mào)易。

(五)敏感性分析

受國(guó)際原油價(jià)格波動(dòng)影響，港口燃油價(jià)格在過(guò)去兩年不斷下跌，新加坡港燃油(IFO180)價(jià)格由600美元/噸(2014年4月)下跌到160美元/噸(2016年2月)。由于國(guó)際原油市場(chǎng)供給端存在諸多不確定性，未來(lái)港口燃油價(jià)格走勢(shì)存在多種可能，因而國(guó)際海運(yùn)碳交易政策對(duì)國(guó)際海運(yùn)貿(mào)易的影響程度也存在不確定性。對(duì)此，本節(jié)選取100美元/噸、200美元/噸、300美元/噸、400美元/噸、500美元/噸、600美元/噸等6種燃油價(jià)格情形，進(jìn)而對(duì)中澳鐵礦石貿(mào)易的模擬結(jié)果做敏感性分析，用以討論燃油價(jià)格波動(dòng)對(duì)模擬結(jié)果的影響。

(a)

(b)

圖4 不同燃油價(jià)格下碳交易政策外對(duì)中國(guó)-澳大利亞貿(mào)易的影響程度

注：圖中曲線自上而下依次表示燃油價(jià)格為100—600美元/噸時(shí)碳交易政策對(duì)中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易量(a)和碳排放(b)的影響程度。

如圖4所示，通過(guò)對(duì)比不同燃油價(jià)格水平下的模擬結(jié)果，碳交易對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易的影響程度與燃油價(jià)格密切相關(guān)，當(dāng)碳排放權(quán)價(jià)格在0—20美元/噸、燃油價(jià)格在100—600美元/噸時(shí)，將導(dǎo)致鐵礦石國(guó)際貿(mào)易量縮減0—3.5%，運(yùn)輸過(guò)程中碳排放下降0—30%。同一碳排放權(quán)價(jià)格水平下，燃油價(jià)格越低，貿(mào)易量和碳排放下降的比例越大。這是因?yàn)槿加蛢r(jià)格越低，碳排放成本占運(yùn)輸成本比值越大，碳交易對(duì)運(yùn)輸市場(chǎng)需求的影響也越大。

盡管燃油價(jià)格波動(dòng)會(huì)對(duì)模擬結(jié)果產(chǎn)生影響，但仍然與理論模型的結(jié)論相符，且本文選用的港口燃油價(jià)格指數(shù)(474.750美元/噸)處于長(zhǎng)期燃油價(jià)格的平均水平，其模擬結(jié)果也是平均水平，因此本節(jié)的燃油價(jià)格敏感性分析結(jié)論與上文模擬結(jié)果并不矛盾。

(六)穩(wěn)健性檢驗(yàn)

2016年中國(guó)約21.49%鐵礦石進(jìn)口量(WIND數(shù)據(jù)庫(kù))來(lái)自巴西，巴西是中國(guó)第二大鐵礦石進(jìn)口國(guó)。為了進(jìn)一步驗(yàn)證上述模擬結(jié)果的穩(wěn)健性，本節(jié)選取中國(guó)-巴西鐵礦石貿(mào)易為模擬對(duì)象做穩(wěn)健性檢驗(yàn)。

表4 中國(guó)-巴西鐵礦石貿(mào)易運(yùn)輸量、碳排放的下降比例與碳排放權(quán)價(jià)格的關(guān)系

如表4所示，當(dāng)碳排放權(quán)價(jià)格在0—20美元/噸區(qū)間時(shí)，將使得中國(guó)-巴西鐵礦石貿(mào)易量縮減0—1.02%，運(yùn)輸過(guò)程碳排放減少0—8.82%。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，碳交易政策對(duì)中國(guó)-澳大利亞鐵礦石貿(mào)易的影響相較對(duì)中國(guó)-巴西影響要大，這是因?yàn)樘寂欧懦杀菊贾袊?guó)-澳大利亞鐵礦石國(guó)際貿(mào)易成本的比例更大。雖然如此，碳交易政策對(duì)中國(guó)-巴西鐵礦石貿(mào)易的影響結(jié)果與對(duì)中國(guó)-澳大利亞影響結(jié)果整體上仍然是一致的。

五、結(jié)論與政策含義

本文從貿(mào)易成本的視角出發(fā)，通過(guò)構(gòu)造國(guó)際運(yùn)輸市場(chǎng)局部均衡模型，進(jìn)而對(duì)碳交易政策影響大宗商品國(guó)際貿(mào)易進(jìn)行理論分析，并以中國(guó)鐵礦石貿(mào)易為例對(duì)碳交易政策的影響做了模擬分析，最終得出以下結(jié)論：國(guó)際海運(yùn)碳交易政策對(duì)大宗商品國(guó)際貿(mào)易存在負(fù)向影響，將增加國(guó)際貿(mào)易在運(yùn)輸環(huán)節(jié)的成本，從而抑制國(guó)際貿(mào)易，且隨著碳排放權(quán)價(jià)格提高，國(guó)際貿(mào)易量縮減比例也隨之提升；國(guó)際海運(yùn)碳交易政策會(huì)有效提升環(huán)境質(zhì)量，也會(huì)輕微抑制國(guó)際貿(mào)易，一方面國(guó)際海運(yùn)碳交易政策的實(shí)施將實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量的提升，減緩全球燃油能源消耗的速度，另一方面也會(huì)付出貿(mào)易下降的代價(jià)；碳交易機(jī)制將抑制大宗商品貿(mào)易量，但能源消耗和碳排放的減少幅度大于貿(mào)易量的縮減幅度；在合理的碳排放權(quán)價(jià)格區(qū)間內(nèi)，國(guó)際海運(yùn)碳交易政策能夠較為顯著的實(shí)現(xiàn)減排，小幅縮減中國(guó)鐵礦石進(jìn)口貿(mào)易量；碳交易對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響程度與燃油價(jià)格密切相關(guān)，燃油能源價(jià)格越低，碳交易政策對(duì)國(guó)際貿(mào)易的影響越大。

上述研究結(jié)論的政策含義在于：

(1)作為國(guó)際貿(mào)易大國(guó)，中國(guó)應(yīng)做好應(yīng)對(duì)貿(mào)易運(yùn)輸成本提高的準(zhǔn)備，促進(jìn)貿(mào)易結(jié)構(gòu)升級(jí)，擴(kuò)大高附加值的貿(mào)易，降低運(yùn)輸成本和排放成本；應(yīng)重視區(qū)域合作和區(qū)域貿(mào)易，發(fā)展鄰近貿(mào)易伙伴。

(2)國(guó)內(nèi)運(yùn)輸業(yè)應(yīng)積極應(yīng)對(duì)交通運(yùn)輸領(lǐng)域的碳減排措施，建立綠色運(yùn)輸發(fā)展戰(zhàn)略和詳實(shí)的減排規(guī)劃，促進(jìn)行業(yè)節(jié)能減排轉(zhuǎn)型，遏制全球環(huán)境惡化，提升中國(guó)運(yùn)輸業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

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(責(zé)任編輯 張 坤)

Impact of International Shipping ETS on Bulk Stock International Trade:A Case Study of China′s Iron Ore Trade

QI ShaoZhou1KE Wei1YIN Lei2

(1.School of Economics and Management, Wuhan University, Wuhan 430071;2.School of Economics and Management, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074)

From the perspective of the shipping costs in international trade, by establishing a partial equilibrium model of bulk stock international transport market, this paper analyzes the impact of ETS on bulk stock international trade volume and carbon emissions from international shipping. Theoretical analysis shows that international shipping ETS reduces carbon emissions effectively, while it inhibits bulk stock international trade slightly. Simulation analysis of China′s iron ore trade shows that international shipping ETS would reduce 6%～8% of carbon emissions at the expense of 1% trade reduction within the price range of reasonable carbon emission right. The impact of ETS on international trade is closely related to fuel price, the lower the fuel energy price, and the greater impact of ETS on international trade.

ETS; international shipping; international trade

2017-03-13

齊紹洲(1965--)，男，河南寶豐人，武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院教授,博士生導(dǎo)師。 柯 維(1992--)，女，湖北黃岡人，武漢大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院碩士生。 尹 磊(1991--)，男，云南楚雄人，華中科技大學(xué)管理學(xué)院碩士生。

國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“國(guó)際貿(mào)易對(duì)我國(guó)碳排放效率的影響及政策研究”(71303176)。

F740

A

1001-6260(2017)05-0022-11

10.19337/j.cnki.34-1093/f.2017.05.003