王文軍 ,傅崇輝 ,駱躍軍 ,謝鵬程 ,趙黛青 (.中國科學(xué)院廣州能源研究所,廣東 廣州 50640；2.廣東醫(yī)學(xué)院人文與管理學(xué)院,廣東 東莞 523808)

應(yīng)對氣候變化、減少溫室氣體排放是各國共同面臨的重大挑戰(zhàn), 我國自 2011年起陸續(xù)發(fā)布了系列強(qiáng)制性減排政策,將“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)分解落實(shí)到各省(自治區(qū)、直轄市).除目標(biāo)責(zé)任制等命令和控制工具,碳排放權(quán)交易機(jī)制(ETS)作為一種市場化的低成本減排工具,是我國創(chuàng)新環(huán)境管理手段的新機(jī)制.《國家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》要求在我國兩省五市率先開展碳排放權(quán)交易機(jī)制試點(diǎn)工作.2012年,各試點(diǎn)地區(qū)陸續(xù)公布了《碳排放權(quán)交易試點(diǎn)實(shí)施方案》,對碳排放權(quán)配額(指政府碳排放管理機(jī)構(gòu)按照一定標(biāo)準(zhǔn)分配給企業(yè)、用于抵消正常生產(chǎn)經(jīng)營活動所排放二氧化碳的排放許可,可以在碳市場上流通轉(zhuǎn)讓,計(jì)量單位是“噸二氧化碳”;以下簡稱“配額”)的管理和交易規(guī)則進(jìn)行說明.截止2013年12月,北京、上海、深圳、天津和廣東五個(gè)地區(qū)的ETS已經(jīng)正式運(yùn)行.從官方公布的配額管理方案可見,試點(diǎn)地區(qū) ETS各具特色[1-7].

國外針對ETS效率方面的評價(jià)主要集中在ETS對企業(yè)競爭力的影響和行業(yè)沖擊方面,研究發(fā)現(xiàn),歐盟ETS對企業(yè)整體競爭力影響甚微,但與碳稅相比,ETS在管理成本、履約成本等方面并不具有成本優(yōu)勢[8-10];目前對 ETS的評價(jià)方法以多元線性回歸和局部均衡模型等工具為主[11-12],側(cè)重于企業(yè)生產(chǎn)成本影響分析.本文旨在對不同試點(diǎn)地區(qū)ETS的管理效率進(jìn)行比較,故采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)作為基本工具.DEA作為一種度量相似決策單元間的效率評價(jià)工具已經(jīng)在城市、公共管理政策、環(huán)境績效管理效率等方面得到了廣泛的應(yīng)用[13-16],根據(jù)本文研究目標(biāo),擬選取C2GS2模型作為基本工具,根據(jù)碳排放權(quán)交易機(jī)制的特點(diǎn)構(gòu)建分配方案的效率評價(jià)模型,重點(diǎn)評價(jià)和比較碳排放交易試點(diǎn)地區(qū)ETS的管理效率,提煉出關(guān)鍵要素,為我國其他地區(qū)建立碳排放權(quán)交易機(jī)制提供參考.

1 模型構(gòu)建和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《“十二五”控制溫室氣體排放工作方案的通知》,我國31個(gè)地區(qū)均承擔(dān)了不同程度的減排任務(wù).在對這些省市進(jìn)行初步篩選后,將目前沒有碳排放總量管理需求的 6個(gè)地區(qū)剔除(內(nèi)蒙古、海南、西藏、青海、寧夏和新疆),其他26個(gè)地區(qū)(25個(gè)具有國家減排任務(wù)的地區(qū)和深圳市)作為決策單元進(jìn)入效率評價(jià)模型.以7個(gè)試點(diǎn)ETS建設(shè)方案為框架,基于19個(gè)地區(qū)的能源經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù),模擬出19個(gè)地區(qū)的碳排放總量管理關(guān)鍵指標(biāo).通過C2GS2模型對26個(gè)決策單元的管理效率進(jìn)行評價(jià).

1.1 模型構(gòu)建

設(shè)每個(gè)地區(qū)的碳排放權(quán)總量控制與交易體系(ETS)為一個(gè)決策單元DMUi(1≤i≤26),每一個(gè)DMU由6種投入要素X和經(jīng)過機(jī)制運(yùn)行后得到4種期望產(chǎn)出Y構(gòu)成,生產(chǎn)可能集定義為:

已知第i個(gè)DMU的投入和產(chǎn)出向量分別為:

式中:xti表示第i個(gè)決策單元的第t個(gè)投入指標(biāo);ymi表示第i個(gè)決策單元第m個(gè)產(chǎn)出指標(biāo).xti和ymi的數(shù)據(jù)為觀測值,由歷史統(tǒng)計(jì)資料或預(yù)測得到.

根據(jù) C2GS2模型工作原理,在線性規(guī)劃方程中引入非阿基米德無窮小量ε(取ε=10-6),并將方程轉(zhuǎn)化成其對偶規(guī)劃模型:

當(dāng)θ=h(Xk,Yk)=1時(shí),說明投入量Xk已經(jīng)不能按同一比例θ減小,這時(shí)決策單元DMU具有技術(shù)效率(弱 DEA 有效);當(dāng)θ=h(Xk,Yk)=1,且投入產(chǎn)出的松弛變量Sk-=Sk+=0時(shí),稱決策單元為DEA有效,生產(chǎn)可能集位于有效生產(chǎn)前沿面上.

若θ≠1,說明決策單元存在技術(shù)效率改進(jìn)余地,可以由距離函數(shù)計(jì)算出該 DMU在有效生產(chǎn)前沿面上的“投影”:

從而獲取將其轉(zhuǎn)化為技術(shù)有效的調(diào)整信息.通過對調(diào)整向量的統(tǒng)計(jì)分析,可以發(fā)現(xiàn)影響決策單元效率的主要問題.

投 入 的 調(diào) 整 向 量 為: Δ Xk= Xk?= ( 1?θ)X +S-k產(chǎn)出的調(diào)整向量為:Δ Yk=?Yk?S+

1.2 投入產(chǎn)出指標(biāo)設(shè)計(jì)

根據(jù)研究對象的特點(diǎn)選擇合適的評價(jià)指標(biāo)是構(gòu)建模型的關(guān)鍵步驟之一.本文根據(jù)碳排放權(quán)交易機(jī)制的特點(diǎn)和ETS建設(shè)目標(biāo),構(gòu)建C2GS2模型計(jì)算所需的投入產(chǎn)出指標(biāo).在經(jīng)過初次測算和專家評審后,選擇了以下6種投入指標(biāo)和4種產(chǎn)出指標(biāo).

1.2.1 投入指標(biāo) 本文以碳排放權(quán)交易機(jī)制的主要構(gòu)成部分來設(shè)計(jì)效率評價(jià)模型的投入指標(biāo).ETS由7個(gè)部分組成:覆蓋范圍,總量與分配制度,碳排放監(jiān)測、報(bào)告與核查制度(MRV),交易制度,碳抵消(offset)制度、法律制度、與外部碳市場鏈接.在經(jīng)過試點(diǎn)地區(qū)利益相關(guān)方(研究小組與其他6個(gè)試點(diǎn)省市的碳交易制度設(shè)計(jì)者、研究人員、官員和企業(yè)進(jìn)行了咨詢和訪談)的座談、咨詢與調(diào)研后,發(fā)現(xiàn)我國碳排放權(quán)交易試點(diǎn)地區(qū)目前僅涉及前 6個(gè)部分,其中分配方案處于關(guān)鍵和核心的位置.

從文獻(xiàn)分析看,以下 7項(xiàng)指標(biāo)與碳排放權(quán)交易機(jī)制的運(yùn)行效率密切相關(guān):ETS所覆蓋的碳排放量、分配標(biāo)準(zhǔn)、分配頻率、企業(yè)在地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位、碳價(jià)、允許企業(yè)使用碳抵消(CCER)數(shù)量和超排放罰金.根據(jù)調(diào)研和模型初步測算結(jié)果,發(fā)現(xiàn)由于我國各試點(diǎn)地區(qū)的分配頻率趨同,影響相對效率評價(jià)質(zhì)量,而在剔除該因素后,模型分析結(jié)果顯著,故以 6項(xiàng)指標(biāo)作為模型的投入要素.X1:納入ETS行業(yè)在t0(2010年)的碳排放量占本地區(qū)當(dāng)年碳排放總量的比例;X2:ETS行業(yè)綜合減排率(配額分配標(biāo)準(zhǔn));X3:ETS內(nèi)行業(yè)的工業(yè)增加值占地區(qū)GDP比重;X4:配額交易價(jià)格;X5:允許企業(yè)購買用于抵消其碳排放量的 CCER的比例;X6:對超額排放的懲罰金額.

試點(diǎn)省市ETS體系中還包括了新建項(xiàng)目,根據(jù)國家產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃對新建項(xiàng)目的規(guī)模和技術(shù)條件要求,新建項(xiàng)目的單位碳排放量將低于同行業(yè)項(xiàng)目,總排放占比不大,因此各試點(diǎn)地區(qū)一般基于免費(fèi)足量原則發(fā)放碳排放權(quán)配額,對效率評價(jià)的結(jié)果比較影響有限.因此不將新建項(xiàng)目作為投入要素考慮.

1.2.2 產(chǎn)出指標(biāo) 在面臨相同碳排放總量約束條件下,ETS企業(yè)的減排成本低于非ETS企業(yè)的減排成本,是碳排放權(quán)交易機(jī)制的主要功能,因此,減排成本相對下降率是評價(jià)ETS的重要產(chǎn)出指標(biāo).此外,調(diào)研發(fā)現(xiàn), ETS對地區(qū)總減排目標(biāo)的貢獻(xiàn)度、ETS對地方經(jīng)濟(jì)增長影響,以及在促進(jìn)低碳服務(wù)業(yè)發(fā)展的作用等方面是地方政府比較重視的問題,關(guān)系到碳排放權(quán)交易機(jī)制是否能夠在我國持續(xù)、廣泛的發(fā)展下去,因此,將這4個(gè)指標(biāo)作為衡量ETS效率的產(chǎn)出指標(biāo).

減排成本相對下降率(Y1).由于碳排放權(quán)交易機(jī)制以“低成本實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)”為功能特點(diǎn),因此以該指標(biāo)作為衡量各試點(diǎn)地區(qū)ETS建設(shè)成效的重要因素.理論上,Y1可以通過比較ETS內(nèi)外相同企業(yè)的減排成本得到:

ETS體系的經(jīng)濟(jì)效率(Y2).以納入 ETS體系的企業(yè)工業(yè)增加值增速與地區(qū)GDP增速的比值來衡量ETS的經(jīng)濟(jì)效率狀態(tài).如果Y2＞1,表示ETS經(jīng)濟(jì)效率高于地區(qū)全行業(yè)平均經(jīng)濟(jì)效率,這意味著ETS對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的負(fù)面影響不大.

低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r(Y3).刺激新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)、創(chuàng)造更多的就業(yè)崗位和促進(jìn)低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是ETS體系的設(shè)計(jì)效益.該指標(biāo)通過第三方核證機(jī)構(gòu)、碳交易服務(wù)機(jī)構(gòu)等與 ETS運(yùn)行直接相關(guān)的新增企業(yè)數(shù)量(q)、規(guī)模(s)和從業(yè)人員數(shù)量(h)進(jìn)行衡量.

ETS對地區(qū)減排目標(biāo)的貢獻(xiàn)度.通過比較ETS在目標(biāo)年的碳排放強(qiáng)度下降率(Δek)與全省(市)承擔(dān)的強(qiáng)度減排目標(biāo)(Δe),可以得到 ETS對地區(qū)實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的貢獻(xiàn)程度.

1.3 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與投入產(chǎn)出表

結(jié)合相關(guān)行業(yè)資料和調(diào)研信息[17-22],根據(jù)公式(3)～公式(6)對模型所需的 26個(gè)決策單元數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)算和整理,結(jié)果見表1.

表1 26個(gè)決策單元的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 1 Data base of 26 DUMs

2 模型求解與經(jīng)驗(yàn)分析

在表1中,前6組指標(biāo)是系統(tǒng)的投入要素,后4組指標(biāo)是產(chǎn)出要素,將這些數(shù)據(jù)代入公式(1),通過EXCEL系統(tǒng)的規(guī)劃求解功能,分別求解26個(gè)地區(qū)ETS的運(yùn)行效率.

以廣東ETS為例,碳排放權(quán)分配方案對ETS的運(yùn)行效率評價(jià)方程組如下:

其他地區(qū)ETS的管理效率評價(jià)方程類似,只需將等式右端替換為所在地區(qū)的要素值與相應(yīng)的θi即可.

2.1 模型評價(jià)結(jié)果

由表 2和表3可見,26個(gè)決策單元中 DEA有效的共計(jì)15個(gè)單元,弱DEA有效的2個(gè)單元,非DEA有效的9個(gè)單元.

2.1.1 碳排放權(quán)交易機(jī)制試點(diǎn)地區(qū)的效率評價(jià)結(jié)果 7個(gè)碳排放權(quán)交易機(jī)制試點(diǎn)地區(qū)中,北京、深圳、重慶和廣東 ETS的管理效率是DEA有效的,4個(gè)試點(diǎn)地區(qū)ETS分配方案的效率最優(yōu)解為:

上海、天津和湖北ETS投入產(chǎn)出松弛變量均存在大于零的情況,意味著在投入和產(chǎn)出兩方面都存在效率改進(jìn)要素.其中,上海和天津ETS處于規(guī)模遞增階段,可以通過增加投入達(dá)到效率最優(yōu),湖北ETS處于規(guī)模遞減階段,通過提高產(chǎn)出或者減少投入要素實(shí)現(xiàn)管理效率的最優(yōu)化.

2.1.2 模擬ETS機(jī)制的效率評價(jià)結(jié)果 由表2可見,在19個(gè)模擬ETS的決策單元中出現(xiàn)了11個(gè)DEA有效、6個(gè)非DEA有效和2個(gè)弱DEA有效的決策單元.非 DEA 有效的效率值θ1＜1,說明河北、山西、遼寧、江西、陜西和甘肅均處于規(guī)模遞增階段,湖南和云南 ETS具有技術(shù)效率,為弱DEA有效.

2.2 討論

在7個(gè)ETS試點(diǎn)地區(qū)中,上海、天津和湖北地區(qū)的碳排放權(quán)交易管理存在非DEA有效情況,經(jīng)過投入產(chǎn)出的投影分析后,發(fā)現(xiàn)影響這 3個(gè)決策單元管理效率的因素各異.

上海ETS:從投入方面看,碳排放權(quán)交易機(jī)制覆蓋的碳排放量占比太高,比26個(gè)DMU碳排放占比均值(40.43%)高出了 17%;盡管工業(yè)增加值和碳價(jià)低于均值,但相對產(chǎn)出而言,仍然存在投入過大的問題;從產(chǎn)出方面看,相對其他地區(qū),上海ETS在促進(jìn)企業(yè)減排成本下降方面效果不太明顯,在7個(gè)試點(diǎn)地區(qū)中處于最低值,這可能與ETS覆蓋碳排放量較高,使地區(qū)平均減排成本與 ETS企業(yè)平均減排成本差距不大造成的;ETS的經(jīng)濟(jì)效率高于最優(yōu)值也說明需要調(diào)低覆蓋范圍、提高ETS的減排貢獻(xiàn)度.

天津ETS:有4項(xiàng)投入要素需要調(diào)整.第一,由于總量設(shè)定較緊,ETS內(nèi)企業(yè)減排率偏高,影響了產(chǎn)出效益;第二,工業(yè)增加值占比高于均值(40.9%)8%,可能對地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度造成負(fù)面影響;第三,與效率值相比,配額定價(jià)稍高;第四,CCER比例高于26個(gè)DMU均值4%.這樣的投入規(guī)模導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效率低于合理水平,ETS對地區(qū)減排目標(biāo) 的貢獻(xiàn)度未達(dá)到理想狀態(tài).

表2 ETS管理效率和松弛變量計(jì)算結(jié)果Table 2 Estimation results of slack variable and management efficiency

表3 非DEA有效的決策單元在有效生產(chǎn)前沿面的“投影”Table 3 “Efficient projection” on the production frontier surface of non-DEA effective units

湖北ETS:整體看,ETS的碳排放總量約束目標(biāo)相對寬松(低于26個(gè)地區(qū)的平均值),但碳價(jià)和懲罰力度(估計(jì)值)偏高,在相對寬松的減排目標(biāo)下,企業(yè)減排動力不足,使整個(gè)ETS減排成本的下降低于效率值.

2.3 建議

通過26個(gè)地區(qū)碳排放權(quán)交易機(jī)制設(shè)計(jì)的管理效率分析,對我國碳排放權(quán)交易機(jī)制建設(shè)提出以下建議:

(1) ETS覆蓋的碳排放量占全社會碳排放總量的比例不宜過大.在7個(gè)試點(diǎn)省市中,只有上海ETS在這個(gè)指標(biāo)上需要調(diào)整,由表 3可見,上海ETS覆蓋的碳排放量占比超過 50%,其他省市ETS該項(xiàng)指標(biāo)為40%左右,模型顯示上海在該投入上存在“規(guī)模過大”問題.由表2和表3可見,正是由于覆蓋范圍出現(xiàn)了問題,故上海ETS在投入和產(chǎn)出方面出現(xiàn)了多項(xiàng)調(diào)整要求.因此建議上海ETS縮小覆蓋范圍到40%以內(nèi),增加ETS的減排任務(wù),使其至少達(dá)到均值水平(21.64).

(2) 各項(xiàng)投入要素之間密切相關(guān),環(huán)環(huán)相扣,判斷某項(xiàng)要素投入規(guī)模是否合理需要結(jié)合其他投入要素的狀況,切忌進(jìn)行橫向單項(xiàng)指標(biāo)比較,或進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理.以深圳和湖北為例,兩個(gè)地區(qū)的ETS投入指標(biāo)值接近, 但管理效率不同.分析發(fā)現(xiàn),懲罰力度太強(qiáng)可能是導(dǎo)致湖北ETS管理效率偏離最優(yōu)規(guī)模的主要原因.由于ETS的各項(xiàng)投入要素之間是相互制約,聯(lián)動發(fā)揮作用,在建立ETS機(jī)制時(shí),必須緊緊圍繞機(jī)制所覆蓋的企業(yè)特征,進(jìn)行投入要素規(guī)模設(shè)計(jì).

(3) CCER比例與配額價(jià)格緊密相關(guān),建議降低企業(yè)可購買的CCER比例.由于CCER供應(yīng)量充足、減排成本相對低廉,因此CCER價(jià)格一般低于配額價(jià)格.在一個(gè)相對封閉的市場中,如果允許企業(yè)購買CCER的數(shù)量較多,將造成配額市場需求不足、碳價(jià)下跌.低迷的配額價(jià)格將影響 ETS發(fā)揮其低成本減排的制度優(yōu)勢:減排潛力大的企業(yè)因?yàn)樘純r(jià)低可能缺乏投資減排技術(shù)和出售配額的沖動,減排潛力小的企業(yè)在配額不足時(shí)可以購買CCER履約,這樣ETS的優(yōu)勢和存在意義就大打折扣.由表 3可見,天津和陜西ETS的CCER比例在有效生產(chǎn)前沿面的投影值低于其設(shè)計(jì)值.可見,不存在一個(gè)適用于所有ETS的CCER絕對合理比例,但是下調(diào)企業(yè)可用于抵消的CCER比例更有利于配額價(jià)格保持在一個(gè)合理高度..

(4) 當(dāng) ETS覆蓋的是地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)時(shí),建議對 ETS的碳排放上限(減排率)不宜設(shè)計(jì)過緊,否則將影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展能力.

(5) 超配額排放行為必須受到懲罰,發(fā)揮威懾作用.當(dāng)ETS覆蓋的碳排放量大、總量約束緊,允許企業(yè)購買的 CCER比例過低等要素同時(shí)存在時(shí),過于嚴(yán)厲的懲罰機(jī)制可能損害實(shí)體經(jīng)濟(jì)的發(fā)展.

(6) 刺激新經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),特別是促進(jìn)低碳服務(wù)業(yè)的發(fā)展是ETS的另一項(xiàng)重要功能.在ETS運(yùn)行期間需要大量的MRV專業(yè)機(jī)構(gòu)和人員,可以解決當(dāng)?shù)氐木蜆I(yè)問題,有利于經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化.但是,由于MRV的費(fèi)用最終由被核查的企業(yè)買單,對具有不同勞動力成本的地區(qū)而言,最優(yōu)的MRV從業(yè)規(guī)模是有區(qū)別的.對人均工資較低的中西部地區(qū),建議培訓(xùn)更多的勞動者從事MRV工作,在促進(jìn)就業(yè)的同時(shí)也有助于提高核查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.對東部地區(qū)和發(fā)達(dá)省份而言,MRV規(guī)模不宜太大.

由于部分試點(diǎn)地區(qū)的碳排放管理與交易辦法尚未正式公布,測算所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)難免存在瑕疵,故對各試點(diǎn)省市碳排放權(quán)交易機(jī)制的管理效率評價(jià)結(jié)果僅供參考.

3 結(jié)論

3.1 DEA評價(jià)結(jié)果顯示,在 7個(gè)國家碳排放權(quán)交易機(jī)制試點(diǎn)地區(qū)中,北京、重慶、深圳和廣東的ETS管理為DEA有效,上海、天津和湖北的ETS管理效率有待改進(jìn).全國26個(gè)決策單元中有15個(gè)ETS管理為DEA有效,2個(gè)決策單元為弱DEA有效,9個(gè)決策單位非DEA有效.

3.2 從管理效率的影響要素看,ETS覆蓋碳排放量大小、碳排放權(quán)配額上限松緊、企業(yè)盈利能力、減排潛力等要素對ETS管理效率發(fā)揮著關(guān)鍵性的作用.由于單位ETS的管理效率取決于其投入產(chǎn)出的規(guī)模與要素特點(diǎn),因此,影響決策單元管理效率的因素各異:上海ETS的覆蓋范圍太大影響了管理效率,天津ETS的減排任務(wù)相對較重導(dǎo)致效率降低,而湖北ETS是由于配額較松導(dǎo)致的效率不足.

3.3 建議在ETS建立初期將其碳排放覆蓋范圍控制在當(dāng)?shù)靥寂欧趴偭?0%以內(nèi);根據(jù)ETS覆蓋企業(yè)特點(diǎn),合理設(shè)計(jì)減排任務(wù),在促進(jìn)企業(yè)節(jié)能減排的同時(shí)給予其合理發(fā)展的空間,避免影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展;對配額管理與CCER抵消機(jī)制進(jìn)行聯(lián)動設(shè)計(jì),當(dāng)配額總量偏緊時(shí)應(yīng)允許企業(yè)上繳多的CCER抵消碳排放,反之則縮減CCER比例;建立配額儲備機(jī)制、激勵(lì)第三方機(jī)構(gòu)參與ETS機(jī)制,促進(jìn)碳市場活躍.

[1]北京市發(fā)展和改革委. 北京市發(fā)展和改革委員會關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知 [EB/OL]http://www.bjpc.gov.cn/tztg/201311/t7020680.htm, 2013-11-22.

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