陳德湖　潘英超　武春友

摘要 測算二氧化碳的邊際減排成本有利于評估區(qū)域碳減排潛力與成本，也是落實區(qū)域碳交易政策的重要依據(jù)。在多投入一多產(chǎn)出的生產(chǎn)效率模型框架下，本文采用二次型方向距離函數(shù)，研究了全國30個省份2000-2012年期間的碳邊際減排成本及其差異的時空演化特征。二次型方向距離函數(shù)通過引用時間變量，反應環(huán)境治理的中性技術進步，因此研究方法能充分利用參數(shù)估計的靈活性。研究結(jié)果顯示：①二氧化碳的邊際減排成本平均約為1 519元/噸，遠高于我國碳市場的交易價格，表明當前試點的自愿性碳交易政策是無效的；②區(qū)域碳邊際減排成本的泰爾指數(shù)分解表明，東中西部地區(qū)的減排成本存在明顯的地區(qū)性差異性，且隨著時間的推進，碳減排空間逐漸變小。減排成本的地區(qū)性差異表明環(huán)境規(guī)制政策并不能保證各地區(qū)碳治理成本的邊際均等原則，而利用政策工具，促使碳排放權從治理成本較高的地區(qū)轉(zhuǎn)移至成本較低的地區(qū)，可以減少總治理成本，實現(xiàn)總量控制目標。本文建議：一方面，為實現(xiàn)國家碳減排的總體宏觀目標，各區(qū)域要加強合作，相互借鑒成功的碳減排技術與經(jīng)驗等，在執(zhí)行政策上，應嘗試執(zhí)行區(qū)域協(xié)同治理機制，努力降低總減排成本；另一方面，各區(qū)域在推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整、城鎮(zhèn)化及能源消費結(jié)構替代過程中要遵從循序漸進原則，避免碳減排成本過度波動，增加減排難度。

關鍵詞 邊際減排成本；方向距離函數(shù)；影子價格；減排空間

中圖分類號 F062.2 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）10-0086-08 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.10.011

“十二五”期間，我國已批準北京市、天津市、上海市、重慶市、廣東省、湖北省、深圳市7省市開展碳排放權交易試點，并計劃于“十三五”期間實現(xiàn)覆蓋全國31個省市自治區(qū)的碳排放交易體系。推行碳排放權交易已經(jīng)成為國家經(jīng)濟體制和生態(tài)文明體制改革的重要任務之一。以市場手段配置碳減排配額，能有效減少碳排放總量，促進企業(yè)綠色技術創(chuàng)新，節(jié)約規(guī)制成本，激勵企業(yè)參與減排行動，以更加有效的方式實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。

我國正處在向低碳社會轉(zhuǎn)型的重要階段，然而各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展方式、技術水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構、資源稟賦、能源消費結(jié)構等不同，決定其碳減排代價或成本存在巨大差異，因此客觀合理地評估碳減排的宏觀成本與區(qū)域差異，有利于協(xié)調(diào)各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間的關系，促進區(qū)域性環(huán)境協(xié)同治理體系的發(fā)展，也可以為企業(yè)參與碳交易提供政策依據(jù)。本研究以全國30個省市為例，首先，通過建立方向性距離函數(shù)，計算非期望產(chǎn)出與期望產(chǎn)出的邊際轉(zhuǎn)化率；其次，根據(jù)期望產(chǎn)出的價格，估算碳排放的影子價格；最后，用影子價格來衡量碳邊際減排成本，并進一步分析碳減排成本差異的時空演化特征與其影響因素。

1文獻回顧

二氧化碳排放一般是伴隨生產(chǎn)或生活過程而產(chǎn)生，如火力發(fā)電企業(yè)在發(fā)電的同時，不可避免地產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫與氮氧化物等副產(chǎn)品。二氧化碳排放通常具有排放跨界性、危害全局性、經(jīng)濟上難以捕獲與封存等特點，決定了碳排放的負外部成本很難測算。邊際減排成本是指在一定生產(chǎn)技術水平下，減排主體每減少一單位碳排放帶來的產(chǎn)出減少量或投入增加量。邊際減排成本是企業(yè)的內(nèi)部減排成本，因而邊際減排成本及曲線可以幫助企業(yè)確定適當?shù)臏p排技術與策略，也有助于環(huán)境管理部門評價區(qū)域、行業(yè)或企業(yè)碳排放的減排潛力、績效與成本等。

利用經(jīng)濟模型估算非期望產(chǎn)出的影子價格，通常是指污染物或溫室氣體等副產(chǎn)品的虛擬價格或隱含價格，即邊際減排成本。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)函數(shù)下，僅有一種產(chǎn)出（期望產(chǎn)出），因而更多的產(chǎn)出意味著更多的利潤或福利。如果生產(chǎn)函數(shù)包含期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出，當產(chǎn)出同時增減時，而非期望產(chǎn)出沒有市場價格信息，此時社會福利很難測算。在多投入、多產(chǎn)出的生產(chǎn)效率模型下，利用距離函數(shù)與收入函數(shù)的對偶關系，估算兩種產(chǎn)出的邊際轉(zhuǎn)換率，推倒出非期望產(chǎn)出的影子價格。

影子價格模型按照污染物作為投入還是產(chǎn)出，可分為投入距離函數(shù)與產(chǎn)出距離函數(shù)。投入距離函數(shù)利用成本最小化推導影子價格，而產(chǎn)出距離函數(shù)則利用收益最大化推導影子價格。環(huán)境經(jīng)濟理論一般認為，環(huán)境污染物是生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品，而不應當作為投入要素，因此近年來產(chǎn)出距離函數(shù)在實證研究中得到廣泛應用。產(chǎn)出距離函數(shù)按照函數(shù)形式不同又可以分為三種類型：謝潑德距離函數(shù)（Shephard）、雙曲線距離函數(shù)、方向距離函數(shù)。謝潑德距離函數(shù)假定期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出同時增加或縮減；方向距離函數(shù)非對稱地處理期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出，在縮減非期望產(chǎn)出的同時，增加期望產(chǎn)出；雖然雙曲線距離函數(shù)也能非對稱地處理期望與非期望產(chǎn)出，但它采用乘法形式，并不能完全分離出兩種產(chǎn)出的內(nèi)在關聯(lián)性。

在估計方法上，現(xiàn)有的研究可分為三類：非參數(shù)數(shù)據(jù)包絡法（DEA）、參數(shù)隨機前沿法（SFA）與參數(shù)線性規(guī)劃法（IJP）。非參數(shù)DEA法利用投入產(chǎn)出組合構建生產(chǎn)前沿并形成分段效率前沿面，其優(yōu)點是不需要指定距離函數(shù)的具體參數(shù)形式，但該方法不能確保距離函數(shù)處處可微，因而有時難以計算影子價格。另外，利用DEA法估算影子價格受樣本的奇異值影響較大，估計結(jié)果可能為負值等缺陷。參數(shù)SFA法利用計量模型估算距離函數(shù)，能夠考察隨機沖擊和技術非效率因素對環(huán)境產(chǎn)出前沿的影響，也可以確保距離函數(shù)處處可微分，但是計量模型不能事先設定生產(chǎn)技術的約束條件，因此影子價格是否滿足相關約束條件需事后評估。參數(shù)LP法繼承了SFA方法的優(yōu)點，并且可以更為靈活地設定約束條件求解影子價格，因此得到廣泛應用。

在實證研究上，早期的研究主要集中在估算大氣中的二氧化硫、氮化物或水污染物的影子價格，近年來隨著氣候變化問題成為關注的熱點，越來越多的學者利用影子價格方法估計二氧化碳的邊際減排成本。涂正革利用非參數(shù)方法估算了省際工業(yè)二氧化硫的影子價格，研究發(fā)現(xiàn)二氧化硫的影子價格取決于排放水平和生產(chǎn)率水平。袁鵬等利用采用二次型方向性距離函數(shù)對地級市工業(yè)部門的廢水、二氧化硫和煙塵等三種污染物的影子價格進行了估計。劉明磊等采用非參數(shù)距離函數(shù)方法研究了能源消費結(jié)構約束下的我國省級地區(qū)碳排放績效水平和二氧化碳邊際減排成本。陳詩一利用參數(shù)化和非參數(shù)化兩種方法對環(huán)境方向性產(chǎn)出距離函數(shù)進行估計，并測算了工業(yè)分行業(yè)的二氧化碳的影子價格。魏楚利用104個地級市的數(shù)據(jù)測算了城市二氧化碳的邊際減排成本。

上述文獻從不同角度研究了非期望產(chǎn)出的影子價格，但還存在以下可突破之處。首先，現(xiàn)有的研究多采用非參數(shù)方法估算非期望產(chǎn)出的影子價格，沒能充分利用參數(shù)估計方法的靈活性。本文在方向距離函數(shù)的中引入時間虛擬變量，考慮到省際碳排放的中性技術進步影響。技術進步是提升碳排放效率的重要手段，也是減少碳排放的重要路徑，忽視了技術進步對碳排放影子價格的影響，會造成影子價格估算偏誤；其次，組建區(qū)域性碳排放交易市場的前提是碳邊際減排成本存在區(qū)域差異，現(xiàn)有的研究沒能對碳減排成本的區(qū)域差異進行深入分析，本文利用泰爾指數(shù)分解方法，研究了碳減排成本差異的時空演化特征。

2模型與估計方法

2.1方向距離函數(shù)與影子價格

方向性距離函數(shù)是謝潑德距離函數(shù)的一般形式，方向性距離函數(shù)具有參數(shù)靈活性等特點，近年來，在污染物影子價格估計上得到廣泛應用。參照Fare的定義，假定投入x∈R^N₊，期望產(chǎn)出yx∈R^M₊，非期望產(chǎn)出b∈R^J₊，則生產(chǎn)技術定義為P（x）={（y，b）：x可以產(chǎn)生（y，b）}。產(chǎn)出集P（x）除了具備凸性、緊湊性與投入自由處置性等特點外，還必須滿足以下性質(zhì)：首先，期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出具備零點關聯(lián)性。如果（y，b）∈P（x）且y=0，意味著6=0。期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出是聯(lián)合生產(chǎn)的，污染物作為期望產(chǎn)出的副產(chǎn)品，如果沒有污染物產(chǎn)出，就必須停產(chǎn)；其次，期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出滿足聯(lián)合弱處置性。如果（y，6）∈P（x）且0≤θ≤1，則（θy，θb）∈P（x）。同比例地減少期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出是可行的，換句話說，減少非期望產(chǎn)出必須要付出成本，其代價是相同比例地減少期望產(chǎn)出；最后，期望產(chǎn)出的自由處置性。如果（y，b）∈P（x）且y

在考慮到以上性質(zhì)的基礎上，本文設定方向性產(chǎn)出距離函數(shù)作為生產(chǎn)技術集：

（1）

其中g=（g_y，-g_b）為方向方量且g≠0。方向產(chǎn)出距離函數(shù)表明在給定的生產(chǎn)技術P（x）下，沿著向量g的方向，最大限度地擴張期望產(chǎn)出，同時縮減非期望產(chǎn)出，以達到產(chǎn)出前沿點。

非期望產(chǎn)出（如污染物）通常不能像商品一樣進行市場交易，因此它沒有價格。期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出是聯(lián)合生產(chǎn)的，根據(jù)方向距離函數(shù)的弱處置特點，縮減非期望產(chǎn)出必須相應地減少期望產(chǎn)出，因此，減少期望產(chǎn)出的價值可以看作非期望產(chǎn)出的機會成本，即影子價格。Fare根據(jù)產(chǎn)出距離函數(shù)與收益函數(shù)的對偶關系，利用謝潑德引理，推導出非期望產(chǎn)出與期望產(chǎn)出的影子價格比例等于其邊際轉(zhuǎn)化率，即

（2）式中，g是非期望產(chǎn)出的價格，p期望產(chǎn)出的價格，分式為非期望產(chǎn)出與期望產(chǎn)出的邊際轉(zhuǎn)化率。式（2）的含義是，污染物的價格等于減少一個單位的污染物，必須放棄相應期望產(chǎn)出變化的價值，也即污染物治理的影子價格或邊際減排成本。如果方向性產(chǎn)出距離函數(shù)D是連續(xù)可微的，就可以利用期望產(chǎn)出的市場價格推導出污染物的影子價格。

2.2經(jīng)驗模型與求解

方向距離函數(shù)的參數(shù)形式通常有兩種：超越對數(shù)函數(shù)與二次函數(shù)。超越對數(shù)的函數(shù)形式經(jīng)常被用于謝潑德產(chǎn)出距離函數(shù)的參數(shù)化，正如前面所述，謝潑德產(chǎn)出距離函數(shù)通常把期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出同等、對等，即通過同時擴張或同時縮減來計算產(chǎn)出效率與影子價格，因此不符合環(huán)境管制的要求。相比超越對數(shù)函數(shù)，二次函數(shù)的優(yōu)點在于：二次函數(shù)滿足方向距離函數(shù)的轉(zhuǎn)移屬性、二次可微性及靈活性等特性。理論研究也表明二次型函數(shù)在各種條件下均優(yōu)于超越對數(shù)函數(shù)形式，F(xiàn)are和Vardanyan等利用蒙特卡羅方法比較兩類函數(shù)的性能發(fā)現(xiàn)，在不同的技術集條件下，無論是對于小樣本還是大樣本，二次型函數(shù)的估計結(jié)果要比超越對數(shù)函數(shù)的結(jié)果更為精確與靈活。

設定方向向量g=（1，-1），其含義表示，擴張期望產(chǎn)出的同時，同比例地減少非期望產(chǎn)出。本文在投入產(chǎn)出變量選擇上，選擇資本（x₂）、勞動（x₂）和能源（x₃）三種投入變量，期望產(chǎn)出為各地區(qū)的經(jīng)濟總產(chǎn)出（y），非期望產(chǎn)出為二氧化碳排放量（b）。因此，第k個生產(chǎn)單元t時期的二次型方向距離函數(shù)為：

（3）

考慮到距離函數(shù)中各生產(chǎn)單元的個體效益與時間效益的差異，在式（3）中的常數(shù)項加入省份虛擬變量與時間虛擬變量：

（4）

其中λ_k與τ_t為虛擬變量的系數(shù)。當k=k時，省份虛擬變量S_k'=1，否則S_k'==0。同理，當t=t時，時間虛擬變量T_t'=1，否則T_t'=0。

為求解方向距離函數(shù)的未知參數(shù)，我們采用參數(shù)線性規(guī)劃的方法求解，目標函數(shù)是最小化各時期所有樣本點與前沿點的離差和：

（5）

各約束條件下含義如下：條件①確保各決策單元在生產(chǎn)技術曲線的前沿面或內(nèi)部，即滿足方向距離函數(shù)的非負約束；條件②滿足期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出的零點關聯(lián)性，即當非期望產(chǎn)出為零時，方向距離函數(shù)為負值，此時方向距離函數(shù)不可行。以往多數(shù)學者的研究是在估計參數(shù)后，對零點關聯(lián)假設進行驗證，本文則作為約束條件來估計參數(shù)以滿足該特性；條件③與④是單調(diào)性約束，確保影子價格具備正確的符號；條件⑤是滿足投入變量的自由處置性；條件⑥與⑦分別表示方向距離函數(shù)的轉(zhuǎn)換屬性和對稱性。

3碳邊際減排成本估計結(jié)果與區(qū)域差異分析

3.1數(shù)據(jù)與變量

本研究使用分省級面板數(shù)據(jù)，考慮到數(shù)據(jù)的可得性與完整性，選擇2010-2012年期間全國30個省、市、自治區(qū)（不包括臺、港、澳）作為樣本估計碳排放的邊際減排成本，其中西藏由于相關數(shù)據(jù)缺失，故予以刪除。①投入。投入變量包括資本、勞動與能源三種。分省資本存量采用“永續(xù)盤存法”來估算，參考單豪杰的研究進行拓展，并以2000年為基期進行平減處理；勞動投入以各省份的三次產(chǎn)業(yè)就業(yè)人數(shù)的加總來表示；能源投入采用各地區(qū)一次能源消耗量，單位是萬噸標準煤。②期望產(chǎn)出。采用分省份的地區(qū)生產(chǎn)總值，并以2000年為基期進行平減處理；③非期望產(chǎn)出。采用分省份的二氧化碳排放量。由于我國沒有官方統(tǒng)計的二氧化碳排放量數(shù)據(jù)，本文估算各省主要化石能源消耗以及水泥生產(chǎn)過程的二氧化碳排放量，具體方法如下：

二氧化碳排放量根據(jù)IPCC《國家溫室氣體排放清單指南》（IPCC，2006）推薦的方法估算，選取煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然氣7種主要化石能源，具體計算公式如下：

其中，C為估算的各類能源消費的二氧化碳排放量；i表示能源消費種類，E_i為各省份第i種能源的消耗量（實物量）；CF_i為各類一次能源的平均低位發(fā)熱量；CC_i與COF_i分別是單位熱值含碳量與碳氧化率COF_i；44/12為二氧化碳氣化系數(shù)。除化石能源燃燒外，水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化碳排放約占總排量的10%左右，因此，在計算各省份的二氧化碳排放量過程中如果忽略了水泥工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的碳排放（CE），會低估碳排放量。所以本文也利用各省份的水泥生產(chǎn)總量乘以水泥的碳排放系數(shù)來正確估計碳排放總量。

3.2估計結(jié)果與分析

本文采用GAMS/MINOS求解器求解線性規(guī)劃模型（1）的未知參數(shù)，并計算方向性距離函數(shù)D與邊際減排成本q。為了克服線性規(guī)劃求解中的收斂問題，我們利用樣本中投入產(chǎn)出的均值對所有變量進行了標準化處理。標準化處理后的數(shù)據(jù)意味著投入產(chǎn)出集（x，y，6）=（1，1，1），即對一個代表性省份，用平均投入獲得平均產(chǎn)出。另外，在求解模型（1）得到參數(shù)后，由于數(shù)據(jù)事先進行了標準化處理，因此邊際減排成本應當乘以投入產(chǎn)出均值以恢復其原有的減排成本規(guī)模。方向性距離函數(shù)的參數(shù)估計結(jié)果如表1所示。

從表1的參數(shù)估計結(jié)果可以看出，期望產(chǎn)出（y）的一階系數(shù)為負值，負的系數(shù)表明地區(qū)生產(chǎn)總值越高，區(qū)域的環(huán)境無效率值越低；非期望產(chǎn)出（b）的一階系數(shù)為正值，說明碳排放越多，環(huán)境無效率值越高；資本勞動與能源投入變量的一階系數(shù)估計值均為正，表明投入越多，無效率值越高。投入產(chǎn)出的系數(shù)估計值均符合經(jīng)濟意義。時間虛擬變量的參數(shù)估計值均為負值，系數(shù)從2001年的-0.015 7減少到2009年的-0.076 6，且在2001-2009年期間逐漸下降，僅在近三年有所上升，表明各省份的環(huán)境技術隨時間在逐步提升，無效率值逐漸減少，但近年來由于經(jīng)濟下行壓力增大，環(huán)境技術進步率在下降。

根據(jù)表2的方向性距離函數(shù)描述性統(tǒng)計，方向距離函數(shù)的均值是0.082 8，意味著平均而言，生產(chǎn)無效值為8.28%，也即在保持期望產(chǎn)出8.28%的提升空間同時，碳排放可以有8.28%的減排空間。更進一步，在本文的樣本中，地區(qū)GDP平均值為7 790.27億元，碳排放均值為2.32億噸，因此，通過提升生產(chǎn)與減排效率，可以平均增加產(chǎn)出645億元（7 790.278.28%），同時減少0.19億t（2.328.28%）的碳排放量。全國的碳平均邊際減排成本為1 519.46元/t，從分區(qū)域看，東部地區(qū)最高，其次是中部，西部地區(qū)最低。各省份碳邊際減排成本的標準差較大，表明各省份的減排成本存在很大的差異，例如，2003年山西的碳減排成本為274.46元/t，為最低值，而2012年江蘇的碳減排成本高達38 078.18元/t。地區(qū)性的碳減排成本的差異，進一步說明可以通過區(qū)域生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理機制實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境治理系統(tǒng)之間良性互動，以達到減排成本最小化的目的，并形成整體的協(xié)同治理效應。

圖1是各地區(qū)的平均碳邊際減排成本的分布圖，從圖中可以看出，東部地區(qū)的江蘇、山東和廣東的減排成本均超過3 000元/t，中部的山西邊際減排成本最低，為484.8元/t。西部地區(qū)中貴州、甘肅、寧夏的平均邊際減排成本均低于800元/t。平均而言，東部地區(qū)的碳邊際減排成本最高，其次是中部，西部最低。邊際減排成本的地區(qū)性差異表明可以用市場化手段如區(qū)域性碳排放權交易體系等控制總量排放，實現(xiàn)減排成本最小化、效益最大化。以京津冀協(xié)同治理為例，京津冀三地均面臨著嚴峻的環(huán)境治理形勢，如果執(zhí)行區(qū)域性碳排放權交易，則三個地區(qū)的總減排成本將下降。北京、天津與河北的碳邊際減排成本分別為1 461元/t、1 343元/I、1 042元/t，以三個地區(qū)的平均邊際減排成本作為碳交易價格，則三地區(qū)平均每交易1 000 t的碳排放權，則北京可以平均節(jié)約治理成本17.9萬元，天津節(jié)約6.1萬元，河北則獲得24萬元的減排收益。

再來分析地區(qū)性邊際減排成本的時間演化趨勢。如圖2所示，在2000-2006年期間，東中西部的邊際減排成本變化趨勢非常一致，均緩慢增長。但2006年之后，各區(qū)域的邊際減排成本快速增加，特別是東部地區(qū)從2006年的1 280元/t快速增至2012年的10 021元/t，中部地區(qū)增速稍低，從2006年的701元/t增至2012年的3 103元/t。與東中部相比，西部地區(qū)的邊際減排成本較低，增速也較慢，2006年為781元/t，到2012年達到1 499元/t。這些數(shù)據(jù)表明國家環(huán)境保護的“十一五”規(guī)劃首次提出建設環(huán)境友好型社會，以及“十二五”規(guī)劃提出推進生態(tài)文明建設等一系列改革方針對不同區(qū)域的環(huán)境治理與經(jīng)濟發(fā)展有著不同的影響。東部發(fā)達地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展基礎較好，落實政策方針較為迅速，因此邊際減排成本增長較快。而中西部地區(qū)以經(jīng)濟發(fā)展為重點，而且承接東部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和污染轉(zhuǎn)移，對污染治理重視不夠等，因此邊際減排成本增速較慢，只是近年來隨著人們對環(huán)境污染事件越來越關注，以及區(qū)域環(huán)境協(xié)同治理政策的開展，中西部的碳減排成本在逐漸增加。

結(jié)合各地區(qū)能源消費結(jié)構中的煤炭消費比重和第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構比重的時間演化特點，可以分析各區(qū)域碳減排空間與減排難度的地區(qū)性差異。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，東部地區(qū)的江蘇、廣東、上海等地區(qū)的煤炭消費比重分別從2000年的34%、23%、19%下降到2012年的19%、19%、9%；而碳邊際減排成本最低的貴州、山西煤炭消費強度均超過40%。東部地區(qū)的第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構比重從2000年的42%上升到2012年的47%，中部地區(qū)則從39%下降至36%，西部地區(qū)則從41%下降至39%。其中北京的第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構比重最高，達到76%，廣東、江蘇等地區(qū)的第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構比重均超過45%。這些數(shù)據(jù)表明，東部發(fā)達地區(qū)碳邊際減排成本普遍較高，減排空間有限，僅依靠調(diào)整化石能源消費結(jié)構或壓縮高排放高耗能行業(yè)等手段進行減排的難度比較大，未來需要通過技術進步及增加新能源的消費比重來減少排放；中西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平和技術水平較低，能源利用效率不高，碳邊際減排成本較低，因此可以通過建立跨區(qū)域的碳排放交易體系，進一步學習先進地區(qū)的生產(chǎn)技術和治理技術，提高能源利用效率有效減少化石能源消費量，促進第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方式以達到減緩碳排放的目的。

3.3碳邊際減排成本區(qū)域差異的泰爾指數(shù)分解

為了進一步分析碳邊際減排成本的區(qū)域性差異與變動幅度，本文選擇泰爾指數(shù)來衡量邊際減排成本的區(qū)域差異。泰爾指數(shù)可以將區(qū)域間的總體差異分解為區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域間差異兩部分，因此可以揭示區(qū)域內(nèi)差異和區(qū)域問差異及各自變動的方向與變動幅度，也能解釋各自在總差異中的重要性及其影響。泰爾指數(shù)數(shù)值區(qū)間為[0，1]，數(shù)值越小，則說明地區(qū)差異越??；數(shù)值越大，則說明地區(qū)差異越大。計算泰爾指數(shù)首先要設定一個權重，考慮到碳減排成本的特點，本文選擇各地區(qū)的碳排放量作為權重。泰爾指數(shù)的計算與分解公式如下：

式中，q_ji和E。分別表示第j區(qū)域第i省市的碳邊際減排成本和碳排放量；T、T_w與T_b分別是計算出的總體、區(qū)域間與區(qū)域內(nèi)泰爾指數(shù)；為進一步研究區(qū)域間差異和區(qū)域內(nèi)差異對總體差異貢獻的大小，分別設定區(qū)域間貢獻率和區(qū)域內(nèi)貢獻率：區(qū)域間貢獻率為區(qū)域間泰爾指數(shù)與總體泰爾指數(shù)的比值T_b/T；區(qū)域內(nèi)貢獻率為區(qū)域內(nèi)泰爾指數(shù)與總體泰爾指數(shù)的比值T_w/T。另外，定義區(qū)域內(nèi)各子區(qū)域的貢獻率為加權后各子區(qū)域的泰爾指數(shù)與總體泰爾的比值（q_i/q）·（T_wi/T）。泰爾指數(shù)計算結(jié)果見圖3和表3。

圖3是三大區(qū)域碳邊際減排成本的泰爾指數(shù)演化趨勢，從圖中可以發(fā)現(xiàn)三個區(qū)域的泰爾指數(shù)呈現(xiàn)不同特征?？傮w上看，東部地區(qū)的泰爾指數(shù)最高，其次是中部，最低為西部。東部地區(qū)在2000-2005年間穩(wěn)步上升，邊際減排成本區(qū)域內(nèi)差異呈擴大之勢，2005年之后差異保持平穩(wěn)；中部地區(qū)泰爾指數(shù)呈先升后降的趨勢，特別是至2003年達到峰值之后逐漸收斂，說明中部地區(qū)各省份碳邊際減排成本差異在不斷縮??；西部地區(qū)在整個研究時間段泰爾指數(shù)保持相對平穩(wěn)狀態(tài)，西部各省份的邊際減排成本差異較小。

從表3可以看出，碳邊際減排成本的泰爾指數(shù)表明我國東中西部地區(qū)的減排成本存在明顯的地區(qū)性差異性。區(qū)域內(nèi)泰爾指數(shù)均遠大于區(qū)域間泰爾指數(shù)，區(qū)域內(nèi)貢獻率均在70%以上，且變動幅度不大，表明碳減排成本總體差異主要是由地區(qū)內(nèi)差異帶來的。在地區(qū)內(nèi)差異中，中部和西部地區(qū)差異對總體差異貢獻率較小，而且東部地區(qū)差異的對總體差異的貢獻率呈上升態(tài)勢，中西部的貢獻率呈下降態(tài)勢。

4結(jié)論與啟示

中國目前是世界上碳排放量最大的國家之一。為了切實實現(xiàn)碳減排目標，“十三五”規(guī)劃確定，到2020年，實現(xiàn)單位GDP二氧化碳排放量累計降低18%。我國政府采用多種手段與措施來實現(xiàn)既定的宏觀減排目標，其中，碳排放權交易兼有環(huán)境質(zhì)量保障和成本效率的特征，是近年來環(huán)境政策中一項極有特色的改革，成為總量控制下最有潛力的環(huán)境政策。我國已正式批準北京市、天津市、上海市、重慶市、廣東省、湖北省、深圳市7省市開展碳排放權交易試點。然而，二氧化碳排放通常具有排放跨界性、危害全局性、經(jīng)濟上難以捕獲與封存等特點，決定了碳排放的負外部成本很難測算。因此，估算碳排放的邊際減排成本，可以為環(huán)境管理部門與參與企業(yè)提供有價值的成本信息，有利于改進碳交易規(guī)則，制度適當?shù)奶紲p排策略。

考慮到碳減排的中性技術進步及區(qū)域異質(zhì)性等因素，本文采用二次型方向距離函數(shù)，研究了全國30個省份2000-2012年期間碳邊際減排成本及其區(qū)域差異性。通過本文的研究可以得出以下結(jié)論與啟示：

第一，在研究的整個時期內(nèi)，保證經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的前提下，全國平均每年能減少8.28%的碳排放總量，碳排放的影子價格平均為1 519.46元/t，遠高于當前我國碳市場的交易價格，表明我國當前的碳交易市場價格過低，市場交易效率低下。其原因是多方面的，當前我國碳交易市場仍處于試點階段，并且采取自愿性交易的原則，交易對象多為高耗能的工業(yè)企業(yè)，交易不活躍等因素制約了碳市場的交易效率。

第二，二氧化碳邊際減排成本區(qū)域差異較為明顯，東部發(fā)達地區(qū)的減排成本要顯著高于中西部地區(qū)。泰爾指數(shù)分解表明，在區(qū)域內(nèi)，各省市的碳邊際減排成本也存在較大差異。而且隨著時間的推移，各地區(qū)的邊際減排成本也顯著上升，表明各地區(qū)的減排壓力與難度逐漸增大，減排空間逐漸減少。因此，為實現(xiàn)國家碳減排的總體宏觀目標，各區(qū)域要加強區(qū)域合作，相互借鑒成功的碳減排技術與經(jīng)驗等。在政策上，嘗試執(zhí)行區(qū)域協(xié)同治理機制，努力降低總減排成本。同時，各區(qū)域在推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構調(diào)整、城鎮(zhèn)化及能源消費結(jié)構替代過程中要遵從循序漸進原則，避免碳減排成本過度波動，增加減排難度。

（編輯：尹建中）