京津冀协同视阈下河北省碳排放和碳交易
黄晟 1 , 李兴国 2     
1. 燕山大学 校长办公室, 秦皇岛 066004;
2. 燕山大学 高等教育发展研究中心, 秦皇岛 066004
摘要:为研究跨省域的碳排放和碳交易市场建设的模式,该文根据碳排放计算公式对京津冀地区的碳排放情况进行核算后发现,河北省碳排放占据京津冀地区排放总量的70%以上,且比重还在增加。通过对河北钢铁产业的碳排放能力核算表明,仅河北钢铁行业就占据了京津冀碳排放总量的20%以上。因此,加快建设河北省乃至京津冀全域的碳交易市场,制定碳金融市场发展战略规划、创新丰富多样的碳金融产品、培养高素质的碳金融专业人才、建立完善的碳交易监管体系,才能实现京津冀地区的产业转型升级,降低减排成本。
关键词碳交易    碳排放    河北省    京津冀    
Carbon emissions and trading in Hebei Province for Beijing-Tianjin-Hebei collaborative development
HUANG Sheng1, LI Xingguo2    
1. President's Office, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China;
2. Higher Education Development Research Center, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
Abstract: This study analyzes how carbons emissions cross between provinces and the effect on the carbon trading market development model. The carbon emissions of Hebei Province account for more than 70% of the total emissions in the Beijing-Tianjin-Hebei (Jing-Jin-Ji) area and the trend is increasing. The steel industry in Hebei is a major carbon emitter in the Jing-Jin-Ji area with more than 20% of the emissions each year. Thus, measures are needed to upgrade the industry and reduce carbon emissions. The measures include establishing carbon trading markets in the Jing-Jin-Ji area, developing carbon financing strategies, reducing carbon production, training carbon experts and improving the carbon trading supervision system.
Key words: carbon trading     carbon emission     Hebei Province     Beijing-Tianjin-Hebei    

随着中国经济持续高速发展,温室气体排放量,特别是二氧化碳(CO2)排放量也逐年增长。近年来,排污权交易特别是碳交易市场已经在世界各国逐步扩展。所谓碳交易,本质上是一种温室气体排放权利的交易,指买卖双方通过签订合同或者协议的方式,一方用资金购买另一方的温室气体减排指标,并将购得减排指标用于履行其减排义务或目标的行为。碳交易市场涉及多个领域,如排放权交易市场、开发可产生额外排放权的项目交易及与碳排放权相关的各种衍生品交易等。碳交易通过为企业设定排污总量控制目标形成一种倒逼机制,促使企业加强碳排放管理,促进产业结构优化升级。碳交易可充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,增强企业参与的主动性,降低社会减排成本。2008年,北京环境交易所和天津排放权交易所先后挂牌成立。由于河北省碳减排研究和碳交易市场建设的滞后,京津两市的碳交易尝试至今尚未对区域碳减排和环境质量产生重大影响。

本文尝试探索在京津冀协同发展的大背景下,实证研究河北省碳排放和碳交易市场建设策略,对跨区域的碳交易市场构建具有一定的借鉴意义。

1 国内外研究动态 1.1 国外的理论研究与实践

排污权交易的思想最先由Dales[1]提出,其理论思想来源于著名的“Coase定理”:在产权可以明确界定的条件下,自发的市场交易行为可以实现资源的最优配置状态。如果排污权能够清晰地界定,企业之间可以通过自发的排污权交易行为,实现排污量的最优分配。政府的角色不是发布禁令,而是促进企业之间达成合作协议[2];Crocker[3]首次将排污权交易应用于对空气污染控制的相关研究,并且奠定了排污权交易的理论基础;Montgomery[4]指出,排放权的交易是一种行之有效的减排方式,可以实现社会最低的减排成本;Kosobud等[5]通过对美国SO2市场排放权价格的变动趋势进行分析发现:环境资源的定价与其他资产定价有着明显区别,可能遵循完全不同的模型。

1992年《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》)的制定一般被认为是碳交易市场产生的最早起源。《公约》是全球第一个为了全面控制CO2等温室气体排放,以应对全球气候变暖给人类带来不利影响的国际公约。《公约》设定“到2050年全球温室气体排放减少50%”的减排目标。欧盟碳交易体系(EUETS)是碳交易市场较为成功的典型案例。EUETS的配额发放机制有2个主要特征:配额免费发放,市场主体获得的配额总量以其历史排放水平为基准;配额分配采用分权化的方式。

1.2 国内的理论研究与实践

陈文颖等[6]提出“两个趋同”的碳排放权分配方法:一是趋同年(2100年)各国的人均碳排放量相同,二是从1990年到趋同年各国累积的人均碳排放量相等;张健华[7]考察了国内碳交易市场发展的制约因素及实现路径,认为中国碳交易市场金融参与度不足,碳减排的区域分割特征十分明显,在碳交易的国际贸易中缺乏定价权和话语权,碳金融中介服务能力欠缺,相关法律法规不完善等;徐双庆等[8]通过对日本各个碳交易系统进行比较,认为政府政策摇摆、企业参与度低、行政条块分割是造成日本碳交易体系复杂的主要原因;陆敏等[9]归纳出了国内碳交易初始额度分配机制的3种类型:基于历史数据的免费分配方式、基于产出量的免费分配方式、公开拍卖方式和其他免费分配方式;陈德敏等[10]认为基于区域视角的碳交易市场研究可能为全国性的碳交易市场构建探寻一种科学有效的实现路径;陈晓红等[11]指出碳交易机制设计、碳排放配额分配、污染惩罚机制的建立是目前中国试点地区面临的3大难点问题。

2011年11月国家发改委在京、津、沪、粤、鄂、渝、深等7个省(市)开展了碳排放权交易试点。同时,苏、浙等10余个非试点省份也开展了一些先期准备工作。2014年中国正式启动全国范围碳交易市场的顶层设计,全国7个试点省(市)在较短时间内就建立起交易制度体系。截至2014年10月,7个试点省(市)已全部启动碳交易市场,纳入排放企业2 000余家,配额总量合计约12亿t,碳市场累计成交CO2排放配额1 375万t,累计成交金额5.2亿元[12]

1.3 国内外相关研究述评

国内外已有研究成果为河北省开展碳减排研究和碳排放权交易实践提供了较多的理论支持,但同时也存在一些不足:一是对碳交易市场的研究基本上停留在理论层面,对碳市场交易机制尚无具体分析;二是多注重于讨论碳排放交易的产品分类及市场划分,很少从特定的碳交易场所,或者碳金融产品角度开展研究;三是针对京津冀等区域性碳排放和碳减排问题的实证研究欠缺。

2 京津冀地区碳排放情况 2.1 总体情况

一般而言,碳排放是由各类能源消耗量计算汇总而得,根据中国统计年鉴,9种能源除电力需要按照电力平衡表计算每年碳排放系数外,其余8种含碳类能源如煤炭、汽油、原油、柴油、煤油、燃料油、天然气等都能根据式(1) 用折标煤系数和碳排放系数来核算和汇总碳排放。

$ P = \sum\limits_j {{P_j}} = \sum\limits_j {{\rho _j} \cdot {C_j}} = \sum\limits_j {{\alpha _j} \cdot \beta \cdot {C_j}} . $ (1)

某一类能源的碳排放在各类能源排放总量中的占比可根据式(2) 计算。

$ {U_j} = \frac{{{P_j}}}{P} = \frac{{{\rho _j}{C_j}}}{{\sum\limits_j {{\rho _j} \cdot {C_j}} }}, $ (2)
$ {U_j} = \frac{{{P_j}}}{P} = \frac{{{\alpha _j}\beta {C_j}}}{{\sum\limits_j {{\alpha _j}\beta {C_j}} }} = \frac{{{a_j} \cdot {C_j}}}{{\sum\limits_j {{\alpha _j} \cdot {C_j}} }}. $ (3)

其中:P为各类能源的碳排放总量,Pj为某一类能源的碳排放总量,ρj为该类能源的碳排放系数,Cj为该类能源的消费总量,αj为该类能源的折标煤系数,β为标准煤的碳排放系数,Uj为该类能源的碳排放比例。2000—2010年间,京津冀三省(市)的碳排放量大体呈现逐年递增的趋势(见表 1),年均增速分别为1.23%、7.94%和10.66%。河北省占到京津冀地区的碳排放量70%以上,且碳排放年均增速最快,到2010年其总量几乎是京津两市碳排放量之和的3倍。在此期间,京津冀三省(市)煤炭消费总量呈现递增趋势(见表 2),其中北京煤炭消费由正增长转为负增长,而河北省则是年增速达到4.54%,仍然是三省(市)中增速最快的。

表 1 2000—2010年京津冀地区碳排放量
城市 碳排放量 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
北京 总量/万t 2 182 2 775 2 719 2 830 3 145 3 203 3 246 3 431 3 409 3 455 3 478
人均排放量/(t·人-1) 1.60 2.00 1.91 1.94 2.11 2.08 2.03 2.05 1.92 1.85 1.77
天津 总量/万t 2 398 2 499 2 600 2 849 3 232 3 454 3 679 3 905 3 878 4 170 5 067
人均排放量/(t·人-1) 2.40 2.49 2.58 2.82 3.16 3.31 3.42 3.50 3.30 3.40 3.90
河北 总量/万t 8 497 8 824 9 822 11 200 13 065 16 349 17 626 19 227 19 999 21 304 22 907
人均排放量/(t·人-1) 1.27 1.32 1.46 1.65 1.92 2.39 2.56 2.77 2.86 3.03 3.18

表 2 2000—2010年京津冀地区煤炭消费量
城市 碳排放量 2000年 2001年 2002年 2003年 2004年 2005年 2006年 2007年 2008年 2009年 2010年
北京 总量/万t 2 720 2 675 2 531 2 674 2 939 3 069 3 056 2 990 2 748 2 665 2 635
人均消费量/(t·人-1) 1.99 1.93 1.78 1.84 1.97 2.00 1.91 1.78 1.55 1.43 1.34
天津 总量/万t 2 473 2 635 2 929 3 205 3 509 3 801 3 809 3 927 3 973 4 120 4 807
人均消费量/(t·人-1) 2.47 2.62 2.91 3.17 3.43 3.64 3.54 3.52 3.38 3.36 3.70
河北 总量/万t 12 115 12 641 13 739 14 851 17 074 20 542 21 360 24 681 24 419 26 516 27 465
人均消费量/(t·人-1) 1.82 1.89 2.04 2.19 2.51 3.00 3.10 3.55 3.49 3.77 3.82

从人均角度分析,除北京市的人均碳排放量、煤炭消费量总体呈现下降趋势外,天津市、河北省的人均碳排放量和人均煤炭消费量均呈现增长的态势。河北省的人均碳排放量远高于北京,接近北京的2倍;河北省的人均煤炭消费量在京津冀地区最高,几乎是北京的3倍。由此可见,河北省节能减排任务最为艰巨。

2.2 河北省煤炭CO2排放情况

河北省是工业大省和能源消费大省,支柱产业以钢铁、煤炭、化工、装备制造等资源消耗型、重污染行业为主体,长期粗放型经济增长方式,造成了严重的能源浪费,引发了诸多生态环境问题。从表 3可见,河北省的碳排放在总排放中所占比重很大,且每年变化幅度不大,基本保持在90%以上,其他可再生和优质能源比重偏低,表明河北省能源消费中的一个较严重的问题是严重依赖利用效率较低并且环境污染较大的煤炭资源。2006年以来河北省CO2的排放量呈逐步增加的趋势,虽然增长速度逐渐减缓(需要注意的是碳排放不仅是CO2的排放,还包括其他温室气体,CO2排放量折算为碳排放的转换系数为12/44)。总体而言,河北省碳排放量依然居多,节能减排对策的实施刻不容缓。

表 3 2006—2011年河北省能源消费与CO2排放量统计表
年份 能源生产标准煤总量/万t 能源消费标准煤总量/万t 占能源消费总量的比重/% CO2排放量/万t CO2排放量增长率/%
煤炭 石油 天然气
2006 6 956.72 21 794.09 91.59 7.64 0.67 53 541.54 9.87
2007 7 246.47 23 585.13 92.36 6.87 0.68 57 941.59 8.22
2008 6 755.66 24 321.87 92.31 6.67 0.94 59 751.54 3.12
2009 6 879.85 25 418.79 92.51 6.21 1.21 62 446.34 4.51
2010 8 129.05 27 531.11 90.45 7.37 1.44 67 635.68 8.31
2011 9 296.80 29 498.23 89.61 7.73 1.58 72 468.45 7.15
数据来源:《河北经济年鉴:2011》[13]

2.3 河北省钢铁行业碳排放概况

钢铁产业是河北省的支柱产业之一。2000年河北省粗钢产量首次突破1 000万t后,自此之后钢铁产量连续稳居全国首位。2014年河北省的粗钢产量达到1.85亿t,是2000年的15倍,年均增长21%。然而,一方面河北省钢铁产业的产能规模巨大,另一面却产能过剩、产业集中度不高、产品结构不合理。全省90%以上的钢铁企业都是100万t级以下的中小企业,且布局分散、生产规模小、产品附加值低、工艺技术水平落后,污染和能耗较大,成为影响河北省钢铁产业低碳化发展的桎梏。

钢铁或者其他某一行业的碳排放量可以类比式(1),形成如下的核算方法:

$ {Q_j} = {\theta _j}{d_j}. $ (4)

其中:Qj为该行业的碳排放总量,θj为该行业的单位产量排放系数,dj为该行业的总产能。

目前,世界钢铁生产主要有2种流程:一是以矿石为主要原料的高炉转炉长流程;二是以废钢为主要原料的电炉短流程。中国长流程吨钢CO2排放为2.2 t左右,短流程吨钢CO2排放量为0.8 t左右。钢铁行业排放的温室气体主要是CO2,包括能源活动消耗化石燃料产生的CO2和生产过程中消耗石灰石、生铁等原材料产生的CO2,其中能源活动消耗CO2排放量比重为90.91%。据此可以估算河北省钢铁行业CO2的排放见表 4

表 4 河北省钢铁行业CO2排放估计表(2006—2013年)
年份 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
钢铁行业能耗量/万t 6 977.67 7 735.15 7 817.77 8 466.07 8 812.55 9 910.85 10 424.23 10 765.11
CO2排放量/万t 18 351.27 20 343.44 20 560.74 22 265.76 23 177.01 26 065.54 27 415.72 28 312.24
在河北排放占比/% 0.343 0.351 0.344 0.357 0.343 0.360 0.369 0.370

钢铁行业的碳排放在排放总量中的占比可以类比式(2) 或式(3),按式(5) 进行核算。

$ {V_j} = {Q_j}/P = \frac{{{\theta _j}{d_j}}}{{\sum\limits_j {{\theta _j} \cdot {d_j}} }}. $ (5)

其中Vi为该行业的碳排放在排放总量中的比例。

2013年河北省钢铁行业CO2排放量为28 312.24万t,是2006年的1.55倍,年均增长6.5%。钢铁工业CO2排放占河北总排放的35%,在工业CO2总排放中的比重高达70%。经估算,河北钢铁行业的碳排放占到京津冀地区碳排放总量的20%,考虑到基层面对上级政府环境保护和减排压力下在钢铁产能上的漏报瞒报,实际占比可能还高于这一比例。

3 河北省碳交易市场问题及对策

目前,河北能源环境交易所面临碳交易产品单一、专业人才缺乏、京津冀跨区域合作度较低等诸多困难,发挥重要作用尚待时日。但是,由于河北碳排放在整个京津冀碳排放中所占比例,加强河北碳排放研究和碳交易市场建设迫在眉睫。

3.1 制定碳市场发展战略规划

发展碳金融是一项系统工程,政府监管部门应制定相关标准和规则,为企业提供相应的投资、税收、信贷等配套支持政策,积极营造有利于碳金融市场健康发展的政策环境,并通过贴息、奖励等方式加大财政支持力度,调动企业参与碳交易的积极性。政府可借鉴国际市场的碳交易机制,研究国际碳产品定价规律,结合中国国情,积极开发创新支持低碳经济发展的各种碳金融衍生工具,并开展项目融资、风险投资和私募基金等多元化融资方式,丰富碳金融市场结构与调控手段,提高碳资源配置效率。

3.2 创新丰富多样的碳金融产品

纵观国内外碳交易市场的发展,碳交易产品正在日益呈现出一种金融产品的属性,而中国的碳金融市场则刚刚起步,碳金融产品仍比较单一。目前,河北省的碳金融产品主要集中在绿色信贷领域,单一的产品体系越来越无法满足市场的需求,严重制约了碳交易市场的快速发展。根据河北省发展实际,开发出适合本省的碳金融产品,如碳排放权抵押贷款、碳基金理财产品、碳保理、碳配额回购、碳排放权场外掉期、绿色租赁、绿色股权投资基金、信托类金融产品、政府与社会资本合作(public-private-partnership,PPP)等业务,切实起到支持低碳经济发展的支点作用。

3.3 培养高素质的碳金融专业人才

碳交易市场对从业人员的素质要求很高。目前,中国只有华南理工大学广州学院这1所开办碳金融专业方向的高校。清华大学、中国人民大学等高校正在积极发展碳金融交叉学科,探索尝试培养碳金融专业人才,而河北省高校尚无行动。政府部门应未雨绸缪,一方面尽快制定碳金融人才发展战略规划,支持高等院校培养中国碳市场发展急需的高素质人才;另一方面,对现有的碳市场从业人员加大培训力度,并且广泛吸收各行业具有碳金融知识背景的专业人才,构建全方位、多样化的人才培养模式,满足京津冀碳交易市场蓬勃发展的需求。

3.4 构建京津冀区域碳交易平台

目前京津冀三地分别成立了北京环境交易所、天津排放权交易所、河北能源环境交易所,虽然三地均有独立的碳交易机构,但是三个机构却各自为战,其业务范围基本局限在本省(市),没有形成京津冀地区跨区域的统一碳交易平台体系。行政区划及行政地位的不平等,导致地方政府缺乏有效的区域合作机制,合作大多是短期行为,缺乏长期的制度保障。京津冀一体化已成为国家发展战略,应尽快以现有交易所为基础,建立京津冀跨区域的碳交易市场。

3.5 建立完善的碳交易监管体系

为保证碳交易的真实性和规范性,避免某些交易者牟取不正当利益,有必要对碳交易市场实施严格的监管。为此,首先需要建立涵盖行政监管、法律监管、市场监管、行业监管、公众和舆论监管的立体的、多层次的监管体系;其次,建立一个可以涵盖并支撑上述监管体系运作的、统一的监管体系平台,保证各监管主体之间既分工明确,又协调融合,共同确保碳交易市场的健康运转;最后,加强碳交易市场与其他市场体系之间在规范、信息、人员等方面的沟通,实现资源的共享,保证碳交易市场的健康有序发展。

4 结论

1) 河北省的能源结构决定了其碳排量在京津冀地区所占比例最大。实现京津冀地区碳减排的目标,河北省应从能源结构、产业转型升级等方面采取措施。

2) 以钢铁行业为代表的高能耗产业,既构成了河北碳减排的沉重压力,也是减排潜力较大的领域。压减落后产能、加快技术改造和产业转型升级需要市场提供碳交易产品、碳金融服务。

3) 河北省碳交易市场尚处于起步阶段,面临碳金融交易产品单一化、碳金融专业人才匮乏、政府部门跨区域合作意愿较低等不利局面。积极筹划和建设京津冀跨区域统一的碳交易平台、不断创新丰富多样的碳产品,将为整个区域的节能减排和环境治理提供良好市场环境和制度保障。

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