出口贸易中的隐含碳计算以水泥行业为例李丁

58ECOLOGICALECONOMYFORWARDFORUM前沿论坛出口贸易中的隐含碳计算——以水泥行业为例李丁汪云林牛文元（中国科学院科技政策与管理科学研究所，北京100080；中国科学院自然与社会交叉科学研究中心，北京100080）摘要：文章介绍了出口贸易中隐含碳的概念和内涵，并结合中国出口贸易的实际情况对水泥出口中的隐含碳做了计算。结果为：2006年，中国的出口水泥贸易中隐含了超过千万吨的CO2排放，因为是在中国进行的生产，所以按照相关国际条约的规定，这部分消耗实际上还需要由中国来承担，其价值大约占到水泥出口贸易额的15.8%，远远超过一般水泥出口的平均利润率水平。因此，这种高能耗、高碳排放产品的出口在今后的对外贸易中须严格限制，为中国在国际事务中赢得更多的主动权。关键词：隐含碳；碳源计算；水泥；出口贸易EmbodiedCarboninExportTrade:ACaseStudyofCementIndustryLIDing,WANGYunlin,NIUWenyuan(CenterforInnovationandDevelopment,CAS,Beijing100080,China;CenterforInterdisciplinaryStudyofNaturalandSocialSciences,CAS,Beijing100080,China)Abstract:Thispaperhaselaboratedbothconceptionandimplicationofembodiedcarbon,andalsocalculatedtheamountofcarbonembodiedincementexportedfromChinain2006basedonrealsituationofChina’sexporttrade.ThecalculationresultshaverevealedthefactthatovertenmilliontonsofCO2emissionembodiedintheChina’scementexportationisactuallyburdenedbyChinainturn.Thevalueofembodiedcarbonhasturnedouttobe15.8%ofcementexportation,whichfarexceedstheaverageprofitmarginofcementindustry.Giventherigoroussituation,itissuggestedthatsuchexportationcharacterizedwithhigh-consumptionofenergyandhigh-emissionofcarbon,whichisconsideredtobeunnecessary,shouldbestrictlyrestricted.Besides,suchrestrictioncanbringmorepredominancetoChinawhenhandlinginternationalaffairs.Keywords:embodiedcarbon;carbonresourceanalysis;cementIndustry;exporttrade中国作为温室气体的排放大国，同时也是温室效应可能的最大受害者之一。虽然中国的人均排放量很低，但年总排放量却位居全球第二位，并有可能在2010～2015年间成为全球排放量最大的国家。当中国成为温室气体排放的第一大国时，将会面临来自国际社会要求承诺减少温室气体排放量的巨大压力。同时，现今的中国是名副其实的世界工厂，产出了许多工业产品和初级产品。发达国家出于生产成本、环境保护、规避法律风险等多方面考虑，从中国大量进口初级工业产品和原材料，同时也将高耗能和高污染留在了中国，水泥产业就是其中具有代表性的行业。水泥在中国的出口贸易中占据重要地位，2005年出口量为2216万t，创汇68460万美元，2006年更是达到3613万t，创汇118062万美元；同时，水泥在生产过程中需要消耗大量的能源，在工业过程中还会产生大量的二氧化碳，是需要进行隐含碳计算的典型行业。发达国家在借高额二氧化碳排放要挟中国减排和以外汇购买碳汇时，我们可以借助对整个供应链和消费链的分析，合理地让发达国家负担一定的碳成本，从而减少本国的碳减排压力和发展风险。为此，对出口贸易中的隐含碳进行计算，是一个十分重要的问题。1隐含碳内涵对于隐含碳的计算，实际上是对物质流计算中物质隐藏流[1]发展，在Wuppertal研究所比较完善的物质流计算框架中早就包含了进口物质隐藏流这一因子。不过由于人类对物质世界认识过程的发展，隐含或者隐藏流这一概念最早是在能源研究中提出的，1974年的国际高级研究机构联合会（IFIAS）能源分析工作组的一次会议上就曾指出，为了衡量某种产品或生产服务过程中的直接和间接消耗的某种资源的总量，可以使用“embodied”这一概念。之后，产生了对能值（energy）的研究，以及进一步对水、污染物等的具体研究。从1998年开始，有学者开始注意到隐含碳对国内排放的影响。不过在国际贸易中的隐含碳研究，起步相对较晚，最早见于Shui和Harris，他们利用相关软件计算了1997～2003年中国对美国出口货物的碳排放系数，并借此发现，占中国作者简介：李丁，男，四川成都人，博士生，研究方向为可持续发展战略与循环经济。59碳排放总量的7%～14%的产品出口到美国并最终被美国人所消费。齐晔等对隐含碳的计算做了系统总结，并建议对中国承担的国际碳消耗进行系统和科学的计算。实际上，隐含碳就是国际贸易中所没有考虑到的碳消耗，隐含碳实际上就是碳的转移排放。2007年6月，时任国家发改委主任的马凯在《中国应对气候变化国家方案》发布的新闻发布会上就曾谈到：“生产、出口高耗能、高排放产品的国家，要承担本应在进口国排放的二氧化碳。”根据发展阶段和出口贸易类型，中国承担了过多的隐含碳，使本国在碳排放和全球变化问题上，承担了过多的国际压力。在隐含碳的计算中，要着重注意对高耗能产业的计算，例如钢铁、铝业、冶金工业、水泥、炼焦、石油、玻璃等初级产品，尤其要注意在工业过程中也要产生大量二氧化碳的行业，例如水泥、石灰、建材等。2隐含碳的计算隐含碳的计算即对碳排放的计算，世界上主要有实测法、物料衡算法、排放系数法、模型法、生命周期法、决策树法等多种方法，各种方法都有各自的优劣。实测法是最严格的检验方法，但不大现实。物料衡算法是最严格的估算方法，它可以尽可能减小数据的不确定性，但不是每个源类别都适合。根据我国的统计现状来看，做到以经济单位为统计的基本单元，是十分困难的。基于完备基础数据记录的详细统计估算法也不适合。而在使用这种方法估算时，只能以现有的数据为依托进行单向计算，反映不出与行业或经济单位相关的经济要素对其产生的动态影响。但它是排放系数法、模型法、生命周期法在具体进行排碳量估算时的基本依据。生命周期法的研究对象是项目从投入到结束整个过程中温室气体的排放量。这种估算方法对于研究某项目的环保指标时是一个极好的量化方法。由于与常规的温室气体统计口径大不相同，在国家宏观层次上对各碳源部门分别进行估算最后汇总，必然会有重复估算的矛盾。而模型法是目前世界各国在气候变化政策、减排分析等相关领域研究主要采用的手段。在模型的开发应用上，中国目前的状况为：主要使用从日本、美国、荷兰引入AIM、SGM、IMAGE等综合评估模型。首先，由于模型大多由国外模型直接移植，缺少对模型方法学的研究；其次，由于谈判的时间紧迫，对模型在我国应用的有效性也没有进行细致研究。而模型法进行研究的目的是针对温室气体减排政策实施后对地球各生态系统、社会发展影响的评估，并不是为了找到如何有效地估算某行业或部门的排碳量。因此在估算过程中，更多考虑整个经济或生态系统中各要素的相互关系，而没有重点考虑碳源本身的特点。排放系数法也因各地的生产生活方式及条件不同而存在一些差别，但在统计精确度要求不太高和时间较短的情况下有一定的实用性，用这种方法估算得到的数据完全可以用来进行排放政策分析、减排项目实施影响与效果等分析[2]。因此，在实际计算中最适宜采用的就是排放系数法。排放系数法是指在正常技术经济和管理条件下，生产单位产品所排放的气体数量的统计平均值，排放系数也称为排放因子[3]。目前的排放系数分为没有气体回收和有气体回收或治理情况下的排放系数。但在不同技术水平、生产状况、能源使用情况、工艺过程等因素的影响下的排碳系数存在很大差异。因此，使用系数法存在的不确定性也较大。此法对于统计数据不够详尽的情况有较好的适用性，对我国一些小规模甚至是非法企业估算其排碳量也有较高的效率。排放系数法的计算公式为：E=EF产品×产品产量　　　　（1）其中，E表示排放量，EF产品表示生产单位产品时的CO2排放量。从式（1）可知，只要知道了某生产单位的产品产量就可以确定排碳量。但在不同技术水平、生产状况、能源使用情况、工艺过程等因素的影响下，排碳系数存在很大差异。因此，使用系数法存在的不确定性也较大。3对水泥行业隐含碳的计算结合数据的可获得性和可操作性原则，本文从能源直接消耗和工业过程两个方面估算中国水泥出口贸易中的二氧化碳排放量。能源消耗指的是生产水泥过程中，由于直接的能源消耗所带来的二氧化碳排放。工业过程中的二氧化碳排放指的是生产水泥本身发生的化学或物理变化而产生的二氧化碳，而不考虑生产过程中的能源消耗，因为能源消耗在能源消耗部分的估算中已经计算。也就是说，出口水泥中的隐含碳为：隐含碳=直接能源消耗+工业过程产生量（2）根据中国的能源消费特点，文中选取煤炭、燃料油、汽油、煤油、柴油、天然气六种主要能源，采用燃料燃烧的二氧化碳排放系数法来估算二氧化碳排放量。矿物燃料燃烧的二氧化碳排放系数可以由单位能量来表示，这是因为当用单位能量来表示燃料的含碳量时通常要比用单位质量来表示的数值变化小。因此，通常用净热值将单位质量或体积的燃料消费数据转换为用单位能量来表示的数据。含碳量数值可以看作潜在的排放或者说当燃料中的所有碳都转化为二氧化碳时能潜在地向大气释放碳的最大可能值，当燃烧过程达不到百分之百有效时，燃料中含有的碳其中一部分没有排入大气中，而是残留在烟灰颗粒物和灰烬中，因此一般用氧化率来估算燃料燃烧以后剩余的潜在碳排放的比例。本文采用60ECOLOGICALECONOMYFORWARDFORUM前沿论坛CarbonTrust以及徐国泉、胡初枝等所确定的各种能源的热量系数和排放系数，具体见上表。煤炭的二氧化碳排放系数计算方式为：首先将煤炭转化为标准煤，煤炭标准煤系数为0.7143，再根据标煤的碳排放系数0.7476t(c)/t标煤计算碳排放系数，再根据碳排放系数计算煤炭的二氧化碳排放系数为1.96t(co2)/t标煤。工业部门的排碳量除与能源消费量、能源利用效率、能源消费结构及能源使用方式等因素有直接关系外，还与生产工艺、技术发展、人口变动、固定资产投资及社会可提供原材料、国家宏观经济政策、行业发展趋势等间接因素相联系，统计和估算非常复杂，因而本文没有考虑各个部门的二氧化碳排放量，而是将地区的所有能源消耗量作为一个统筹指标，即上文的能源消耗部分。由于能源消耗部分考虑到了地区的生产和生活及相关活动的所有能源消耗量，因此，这里的工业过程不考虑工业生产或运输等消耗的能源，而是只考虑生产某种产品本身发生的化学或物理变化而产生的二氧化碳。根据各种工业产品的性质和参考《IPCC指南》，我们将工业过程中二氧化碳的排放源确定为水泥生产、石灰生产、钢铁生产、天然气和石油生产中的一些逃逸二氧化碳。水泥工业排放的温室气体99%以上为CO2[4]，水泥工业CO2产生主要是由水泥熟料烧成过程中碳酸盐分解所致。CO2排放量=排放系数×水泥产量　　　（3）其中，排放系数为0.136tCO2/t[5]。根据以上这些计算方法和计算原则，我们对2006年中国水泥出口贸易中的隐含碳进行了计算，采用《中国