国际贸易与消费碳排放基于WIOD数据库的分析

国际贸易与消费碳排放基于WIOD数据库的分

析

放的增长趋势及其影响因素有利于气候政策的设计，减少国家利益和全球减排效率的冲突，

同时减少全球减排失败的风险（Schweitzer等，2009）。发展权的权衡也成为制约《京都

议定书》效力的关键因素。但是，联合国气候变化框架公约（UNFCCC）下的国家排放目录只

核算一个国家领土范围内的排放，忽视了国家之间的联系，从而可能导致对全球、地区和国

家排放趋势和减排政策的错误分析（Peters等，2011a）。尤其是基于生产者的碳排放核算

和减排责任政策设计，将全球的生产网络分割成碎片，从生产和消费两个方面都降低了碳减

排的意愿和效率，使得《京都议定书》的有效实施困难重重。因为意识到生产排放目录可能

会带来的负面影响，最近学者们开始关注基于受益者付费原则的消费碳排放。根据这一原

则，消费者应该为其使用的产品和服务的碳排放负责。在此基础上，有些学者研究了生产排

放和消费排放的关系，并提出生产者和消费者应该共同分担排放责任（如：Peters 和

Hertwich，2008a；Lenzen 等，2007；Andrew 和 Forgie，2008；周新，2010）。有些学者

计算了全球各个国家的消费碳排放（如：Gavrilova 和 Vilu，2012；Erickson 等，2012；

丛晓男等，2013；闫云凤和赵忠秀，2014）。这些研究认为消费排放有利于从全球视角全面

了解每个国家的温室气体排放，也为构造2020年以后全球气候政策法律框架奠定更稳固的

基础。

从理论上讲，一个开放的多区域连接的世界经济存在着瓦尔拉斯一般均衡，全球商品与服务

的生产与消费最终是实现均衡的，均衡的实现有赖于均衡价格体系的存在，尽管这个均衡价

格的比价关系可能对发展中的生产国大为不利，导致发展中的生产国生产大量的低价制成

品，实现货物贸易盈余，并用这种货物贸易盈余来补偿服务贸易逆差，这种全球价值链模式

主导了冷战后的世界经济，尽管全球经济危机使得这种模式发生了拓扑变形，但其逻辑结构

并没有解体，而是更为强化。碳足迹可以刻画商品与服务的生产过程，呈现一种对偶关系。

相对于发达经济体，发展中国家的碳排放效率要低很多，因而存在着严重的碳泄漏。从全球

经济一体化的角度来看，全球的生产账户与消费账户是平衡的，但是由于均衡价格的比价关

系严重失衡，并且这种贸易条件的恶化趋势将长期存在，全球商品和服务的生产和消费在地

理分布上也是严重失衡的，作为一种对偶关系，从生产排放和消费排放对比来看也是严重失

衡的。

从技术上讲，生产排放目录的核算只需要国内投入产出统计数据和一定技术下的排放因子等

较少数据投入，而消费排放目录的核算需要国际投入产出表等更多数据。也就是说，在全球

经济一体化下，建立消费排放目录需要消费、生产和国家间的贸易数据。研究者需要依据各

个国家的投入产出表和国际贸易数据建立相应的数据库。有些学者已经采用GTAP（如：

Bang 等，2008；Peters 和 Hertwich 2008b；Baiocchi 和 Minx，2010；Peters 等，

2011b；Chen 和 Chen，2011；Atkinson 等，2011）或OECD（如：Ahmad 和 Wyckoff，

2003；Nakano等，2009；Yan等，2011）数据库中的数据计算国际贸易中的碳排放。这些研

究表明国际贸易是联系生产排放和消费排放的纽带，同时这些研究也为多区域经济条件下采

用投入产出模型研究消费排放提供了基础。

本文采用WIOD数据库中的数据建立多区域投入产出（MRIO）模型分析全球经济一体化下的

消费碳排放，对比中分析排放失衡的程度。WIOD数据库中包含了各国的投入产出表、双边

贸易数据和生产要素数据。比较全球、各部门和各国的消费排放可为减排领域的国际合作提

供研究基础，同时可为特定国家制定相应的气候变化政策从而改变消费模式提供坚实基础，

也有助于进一步厘清国际交换比价关系，进一步研究以中国为代表的生产国国内投入要素价

格机制改革和贸易条件改善的路径。

二 方法和数据

（一）多区域投入产出模型

从生产到消费的排放分配需要了解整个供应链的情况，这一研究主要采用投入产出法，扩展

的MRIO模型可以刻画区域间的贸易。无论是被其他地区消费的最终产品还是作为国际生产

链的中间投入品，MRIO模型都可以将产品排放追溯到其原产地。这一模型可以根据最终产

品的消费分配全球排放到各个国家和产业部门。根据投入产出分析，一个地区的总产出可

r

表示为：

xZyee

rrrrssr

=++∑－∑ （1）

ss

其中，是地区的总产出列向量，它可分为中间消费和最终消费。中间投入矩阵可表示为

xr

r

Zrij

r

ij

，其元素表示地区的从部门到部门的国内和进口中间投入。最终需求列向量为

yjiers

rrs

ii

，其元素表示部门对部门的国内和进口最终消费。表示从地区到地区的出口

量，表示从地区到地区的进口。

esr

sr

i

仅从国内生产来看，式（1）可表示为：

xZye

rrrrrrs

=++∑ （2）

s

其中从地区出口到地区的可分解为中间消费和最终消费两部分：

rse

rs

i

eZy

rsrsrs

=+ （3）

按照Leontief固定生产比例的假定，可表示为：

Z

rs

ZAx

rsrsrs

= （4）

其中，表示地区的部门从地区部门的投入，于是，式（2）可表示为：

Zsjri

rs

ij

xAxyAxy

rrrrrrrssrs

=++∑+∑ （5）

srsr

≠≠

于是，MRIO模型用矩阵可表示为：

其中，模块矩阵表示部门和国家之间产品的相互流动，对角矩阵是国内部门间的产品流动，

非对角矩阵表示不同国家之间的贸易流动。

如果向量表示地区单位产出的CO排放系数，是单位矩阵，是式（6）中的模块矩

erIA

r

2

阵，是向量

y

r

则每个地区的消费碳排放可表示为：

r

EeIAy

rrr

=（－） （8）

－1

（二）数据

贸易隐含碳的测算需要的数据包括：各国投入产出表、国际贸易数据和部门CO排放数据。

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本文采用WIOD数据库中1995～2009年的地区间投入产出表（WIOT_Regs），该表分为6个

地区，包括欧元区、欧盟非欧元区、北美、中国、东亚和BRIIAT（澳大利亚、俄罗斯、印

度等其他重要国家）（见表1），剩余的地区用“其他地区”（RoW）表示。WIOD数据库中

的CO排放数据分为35个部门。GDP和人口来源于IMF。因为该数据库中最新可得数据是

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