陳廣衛(wèi)，張 靜，劉兆鑫

（1.中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司能源管理與環(huán)境保護(hù)部，北京 100728；2.中國(guó)石化集團(tuán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司，北京 100029）

1 石化企業(yè)內(nèi)部碳定價(jià)方法分析

1.1 影子碳定價(jià)

影子價(jià)格是碳排放的理論價(jià)格/理想價(jià)格，指在生產(chǎn)消耗、產(chǎn)品價(jià)格等已知條件固定的情況下，對(duì)資源進(jìn)行合理配置和優(yōu)化組合后，碳排放每增加1單位導(dǎo)致的收益或產(chǎn)出的增加量。影子價(jià)格常被用來(lái)估計(jì)邊際減排成本（MAC），可應(yīng)用于考慮碳成本下的長(zhǎng)期商業(yè)決策，幫助企業(yè)評(píng)估其氣候風(fēng)險(xiǎn)敞口，預(yù)判外部碳定價(jià)對(duì)其運(yùn)營(yíng)和供應(yīng)鏈造成的影響。殼牌石油公司、英國(guó)石油公司、挪威國(guó)油以及必和必拓礦業(yè)公司等著名跨國(guó)公司都使用了影子價(jià)格進(jìn)行內(nèi)部碳定價(jià)。據(jù)碳信息披露公司CDP發(fā)布報(bào)告稱，目前約400家公司（占目前使用內(nèi)部碳定價(jià)的公司的1/2）使用的是影子價(jià)格。

1.2 隱含價(jià)格

隱含價(jià)格是基于企業(yè)為減少溫室氣體排放和/或?yàn)樽袷卣寂欧乓?guī)定而花費(fèi)的成本而制定的，可以通過企業(yè)計(jì)劃花費(fèi)的減碳成本（包括計(jì)劃減排投入、綠色能源購(gòu)買及碳抵消項(xiàng)目等）與計(jì)劃減少的碳排放量相比較得出。隱含價(jià)格量化了為實(shí)現(xiàn)特定的氣候或能源目標(biāo)所需的資本投資，并將此值用作指導(dǎo)未來(lái)投資決策的基準(zhǔn)。實(shí)際上那些已經(jīng)實(shí)施的減排項(xiàng)目但沒有規(guī)定內(nèi)部碳價(jià)的企業(yè)，由于成本差異，可能會(huì)有幾個(gè)不同的隱含碳價(jià)。因此，企業(yè)可以通過編制1份減排項(xiàng)目及其相關(guān)成本的清單，建立MAC曲線，以幫助優(yōu)先考慮影響大的項(xiàng)目。通過隱含碳價(jià)，所有的減排機(jī)會(huì)都可以基于單位碳排放的成本效益進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)估，或者按照規(guī)定的平均混合成本實(shí)施。使用這種方法的最有名的組織是Microsoft公司[1]。

1.3 標(biāo)桿價(jià)格

內(nèi)部碳價(jià)可以基于企業(yè)所在區(qū)域的碳定價(jià)政策制定，如當(dāng)?shù)靥级惢蛱际袌?chǎng)交易價(jià)格，也可基于同行或競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采取的碳價(jià)來(lái)制定。如果企業(yè)參與外部碳市場(chǎng)，可選擇其主營(yíng)業(yè)務(wù)所在地碳稅/碳市場(chǎng)指導(dǎo)價(jià)作為內(nèi)部碳定價(jià)，如戴文能源公司。對(duì)于在多個(gè)地區(qū)都存在業(yè)務(wù)活動(dòng)的大型跨國(guó)公司，可考慮當(dāng)?shù)氐奶级▋r(jià)政策來(lái)實(shí)施不同的內(nèi)部碳價(jià)，如康菲石油公司將其內(nèi)部碳定價(jià)的重點(diǎn)放在現(xiàn)有或即將實(shí)施溫室氣體監(jiān)管的國(guó)家，其碳排放價(jià)格為6～38美元/噸[2]。

從使用率方面，影子碳定價(jià)和隱含價(jià)格兩種方法是CDP公司調(diào)查企業(yè)應(yīng)用較多的，企業(yè)也可以根據(jù)經(jīng)營(yíng)狀況、環(huán)境影響程度或管理層接受的程度來(lái)調(diào)整內(nèi)部碳價(jià)。通過對(duì)兩種常用的碳定價(jià)方法進(jìn)行比較[3]，可以看出，隱含價(jià)格常用來(lái)對(duì)已有的減排措施進(jìn)行評(píng)估和完善，而影子價(jià)格在實(shí)踐中的應(yīng)用則最為廣泛，可以用于評(píng)估投資項(xiàng)目的氣候風(fēng)險(xiǎn)：二氧化碳的影子價(jià)格表示每減少1單位碳排放導(dǎo)致的收益或產(chǎn)出的減少量，用于估計(jì)MAC。樣本數(shù)據(jù)越微觀，二氧化碳的影子價(jià)格越接近真實(shí)的MAC[7]。在均衡條件下，參與碳交易的企業(yè)MAC等于碳價(jià)。在不存在碳市場(chǎng)價(jià)格的情況下，通過估計(jì)二氧化碳的影子價(jià)格或MAC，能夠?yàn)槠髽I(yè)制定內(nèi)部碳價(jià)提供參考?；诖?，選取影子價(jià)格法作為石化企業(yè)內(nèi)部碳定價(jià)的基礎(chǔ)。

2 石化企業(yè)二氧化碳影子價(jià)格的計(jì)算

2.1 計(jì)算方法選取

影子價(jià)格法是一種應(yīng)用廣泛的二氧化碳MAC測(cè)算方法，研究對(duì)象一般為非期望產(chǎn)出的排放企業(yè)，同時(shí)也能推廣到測(cè)算企業(yè)、行業(yè)、地區(qū)乃至國(guó)家的二氧化碳MAC。在F?re等[8]奠定的影子價(jià)格分析框架中，研究者首先在環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)效率分析的理論基礎(chǔ)上，通過謝潑德距離函數(shù)或方向性距離函數(shù)構(gòu)建投入和產(chǎn)出之間的技術(shù)關(guān)聯(lián)；然后利用距離函數(shù)與成本、收益或利潤(rùn)函數(shù)之間的對(duì)偶關(guān)系推導(dǎo)非期望產(chǎn)出（二氧化碳等溫室氣體、二氧化硫等污染物）的影子價(jià)格；最后選擇參數(shù)或非參數(shù)方法來(lái)估計(jì)距離函數(shù)并最終計(jì)算出樣本中各觀測(cè)單元某種非期望產(chǎn)出的影子價(jià)格。

早期影子價(jià)格研究中超越對(duì)數(shù)形式的謝潑德距離函數(shù)占據(jù)了很大比例，而方向性距離函數(shù)（DDF）則是目前主流的影子價(jià)格模型[12]，這是因?yàn)镈DF函數(shù)下期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的數(shù)量能夠向不同方向變化，可同時(shí)滿足企業(yè)期望產(chǎn)出增長(zhǎng)和非期望產(chǎn)出減少，更符合碳減排政策和低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。根據(jù)估計(jì)方法的不同DDF可分為參數(shù)和非參數(shù)兩種：參數(shù)方法雖不夠靈活，但測(cè)算結(jié)果穩(wěn)定且易于解釋；非參數(shù)方法不受距離函數(shù)形式限制，因而靈活且便于模型創(chuàng)新。

從國(guó)內(nèi)研究看，Zhou等[4]梳理了現(xiàn)有文獻(xiàn)中的多種不同影子價(jià)格模型，并認(rèn)為這些從效率分析視角出發(fā)測(cè)算非期望產(chǎn)出MAC的方法均遵循著F?re等最早提出的影子價(jià)格分析框架。陳醒等[5]以化工行業(yè)為例，利用參數(shù)化的方向性距離函數(shù)估算2007-2012年867家化工企業(yè)兩種空氣污染物（二氧化硫和氮氧化物）和二氧化碳的影子價(jià)格，衡量污染的MAC。朱智洺等[6]采用參數(shù)化方向距離函數(shù)方法，以擁有超過170家污水處理廠的10家上市公司為研究對(duì)象，基于2016年相關(guān)數(shù)據(jù)，估算污水處理過程中碳排放的影子價(jià)格，并將市場(chǎng)化方法引入碳排放相關(guān)政策的制定中。

從已有文獻(xiàn)中看出，基于參數(shù)法的DDF研究框架已有諸多成功應(yīng)用案例，且該框架下求解所得的影子價(jià)格有明確的經(jīng)濟(jì)含義，故本文采取參數(shù)化的方向性距離函數(shù)測(cè)算碳排放的影子價(jià)格。

2.2 模型構(gòu)建

2.2.1 函數(shù)組成

根據(jù)F?re等[9]研究，方向性距離函數(shù)模型建立在環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)效率分析的理論基礎(chǔ)上，其本質(zhì)是建立投入要素（包括資本、勞動(dòng)、能源等）和產(chǎn)出要素（期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出）之間的技術(shù)關(guān)聯(lián)。具體來(lái)說，方向性距離函數(shù)由三部分組成，包括投入要素、期望產(chǎn)出以及非期望產(chǎn)出。用x＝（x1，x2，...，xN）∈RN+表示投入要素，用y＝（y1，y2，...，yM）∈RM+表示期望產(chǎn)出，用b＝（b1，b2，...，bJ）∈RJ+表示非期望產(chǎn)出。g＝（-gx，gy，-gb）為方向向量，分別代表期望產(chǎn)出的變動(dòng)方向和非期望產(chǎn)出的變化方向；β代表期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出與有效邊界的距離，其值越大表明決策單元距離有效邊界越遠(yuǎn)；P（x）代表技術(shù)函數(shù)。則方向性距離函數(shù)可以表示為：

2.2.2 方向性距離函數(shù)模型構(gòu)建

假設(shè)有K個(gè)決策單元，N個(gè)投入要素，M個(gè)期望產(chǎn)出，和J個(gè)非期望產(chǎn)出，引入方向向量g＝（-1，1，-1），則第K個(gè)決策單元的方向性距離函數(shù)可以設(shè)為二次型方程：

本研究利用線性規(guī)劃的方法對(duì)于式（2）中的未知參數(shù)進(jìn)行估算，以最小化每一個(gè)決策單元與生產(chǎn)前沿的距離之和，得到目標(biāo)函數(shù)為：

與基礎(chǔ)模型相適應(yīng)，式（4）表示方向性距離函數(shù)的非負(fù)性，式（5）～式（7）分別表示非期望產(chǎn)出、期望產(chǎn)出以及投入要素的單調(diào)性，式（8）～式（11）表示產(chǎn)出函數(shù)的平移性質(zhì)，式（12）～式（14）表示其對(duì)稱性。

2.2.3 收益函數(shù)的構(gòu)建

采用方向性距離函數(shù)和收益函數(shù)之間的關(guān)系（對(duì)偶）對(duì)二氧化碳影子價(jià)格進(jìn)行測(cè)算，其中表示期望產(chǎn)出的價(jià)格，用q＝表示非期望產(chǎn)出的價(jià)格，則收益函數(shù)可以表示為：

2.2.4 影子價(jià)格求解

為了求解碳排放的影子價(jià)格，在產(chǎn)出距離函數(shù)與收益函數(shù)之間建立聯(lián)系，根據(jù)方向性距離函數(shù)的平移性質(zhì)，引入方向向量g＝（gy，-gb），則收益函數(shù)可以轉(zhuǎn)化為：

由式（16）可以推出方向性距離函數(shù)的另一種表達(dá)形式：

由上式分別對(duì)期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出求導(dǎo)：

即該式表示各公司進(jìn)行減少碳排放的同時(shí)，所減少的產(chǎn)值或產(chǎn)量就是碳排放的MAC，亦為碳排放的影子價(jià)格。

2.3 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

方向性距離函數(shù)屬于投入產(chǎn)出函數(shù)，在研究中需要確定的指標(biāo)包括投入要素與產(chǎn)出要素兩方面，本研究考慮產(chǎn)出距離函數(shù)。

投入要素指標(biāo)的選?。阂话闫髽I(yè)生產(chǎn)過程中最直接的投入品是資本和勞動(dòng)力，考慮到數(shù)據(jù)的可得性與可比性，資本代理指標(biāo)選取原材料投入與能源投入，其中原材料投入包括原材料成本、折舊與攤銷、其他要素成本等，可從企業(yè)會(huì)計(jì)核算中的成本費(fèi)用明細(xì)表和利潤(rùn)表中獲得；能源投入用“會(huì)計(jì)成本表中的外購(gòu)動(dòng)力＋外購(gòu)燃料-對(duì)外供應(yīng)”進(jìn)行計(jì)算。勞動(dòng)力的代理指標(biāo)則選取了人工成本。

產(chǎn)出要素指標(biāo)的選?。寒a(chǎn)出要素可分為期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。期望產(chǎn)出指企業(yè)正常生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)得到的產(chǎn)出，用工業(yè)總產(chǎn)值表示，數(shù)據(jù)源自企業(yè)會(huì)計(jì)核算中的營(yíng)業(yè)收入表。非期望產(chǎn)出則包括溫室氣體（主要是二氧化碳）的排放量以及溫室氣體的回收量（負(fù)非期望產(chǎn)出）等，數(shù)據(jù)來(lái)源企業(yè)每年發(fā)布的溫室氣體調(diào)查報(bào)告等。表1為研究選取的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類項(xiàng)。

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)選取

3 典型石化企業(yè)內(nèi)部碳定價(jià)計(jì)算實(shí)例

選取一次加工能力1 000萬(wàn)噸以上、500萬(wàn)～1 000萬(wàn)噸、500萬(wàn)噸以下3種不同規(guī)模的典型煉化企業(yè)，對(duì)應(yīng)前文選取的投入要素和產(chǎn)出要素指標(biāo)，以2019年為例，將企業(yè)相關(guān)財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)代入DDF模型并使用MATLAB進(jìn)行試算（見表2）。

表2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) 百萬(wàn)元

通過DDF模型輸入樣本企業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)算后，初步得到碳影子價(jià)格的測(cè)算結(jié)果為：2019年一次加工能力1 000萬(wàn)噸以上、500萬(wàn)～1 000萬(wàn)噸、500萬(wàn)噸以下的典型煉化企業(yè)碳排放影子價(jià)格分別為108.74，65.40，73.15元/噸二氧化碳當(dāng)量。

測(cè)算結(jié)果說明，不同規(guī)模企業(yè)碳價(jià)存在較大差異。分析其原因主要有：首先企業(yè)規(guī)模不同，各企業(yè)的投入產(chǎn)出比、每單位產(chǎn)出的排放量都存在差異。其次不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品不同，產(chǎn)品價(jià)值存在差異。此外，每年的碳價(jià)會(huì)依據(jù)投入產(chǎn)出比以及碳排放量發(fā)生變化，所以采用該方法計(jì)算的碳價(jià)反映的是短期碳排放邊際成本，具有較強(qiáng)的時(shí)效性。

4 應(yīng)用

4.1 企業(yè)內(nèi)部碳價(jià)在碳市場(chǎng)中的應(yīng)用

2021年7月15日，全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)正式啟動(dòng)，2 225家發(fā)電企業(yè)首先被納入全國(guó)碳市場(chǎng)，后續(xù)將覆蓋發(fā)電、石化、化工、建材、鋼鐵、有色金屬、造紙和國(guó)內(nèi)民用航空等8個(gè)行業(yè)。目前石化企業(yè)已有多家自備電廠參與了全國(guó)碳市場(chǎng)，通過對(duì)企業(yè)內(nèi)部碳排放影子價(jià)格的計(jì)算分析，可以讓企業(yè)對(duì)其二氧化碳減排成本有大致的了解和認(rèn)識(shí)。如果企業(yè)內(nèi)部碳價(jià)高于碳市場(chǎng)價(jià)格，意味著企業(yè)一方面可以找準(zhǔn)時(shí)機(jī)從市場(chǎng)上購(gòu)買碳排放權(quán)配額，另一方面應(yīng)加大減排力度提高能效；如果企業(yè)內(nèi)部碳價(jià)低于碳市場(chǎng)價(jià)格，企業(yè)可以選擇縮小生產(chǎn)規(guī)模或者技術(shù)升級(jí)等減少碳排放，獲得碳排放權(quán)配額余額，并在碳交易市場(chǎng)中售賣，既完成了減排目標(biāo)，也獲取了相應(yīng)收益，同時(shí)提高了整個(gè)行業(yè)的碳減排效率。

4.2 企業(yè)內(nèi)部碳價(jià)在固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目中的應(yīng)用

固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目特別是高耗能高碳排放項(xiàng)目是增加碳排放的重要源頭，未來(lái)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目“碳評(píng)”制度有望在全國(guó)范圍內(nèi)建立，從源頭上促進(jìn)投資項(xiàng)目降低能源消耗和減少碳排放。

中國(guó)石化、中國(guó)海油等石油化工企業(yè)發(fā)布了企業(yè)內(nèi)部固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目碳排放評(píng)價(jià)管理制度，企業(yè)內(nèi)部碳價(jià)可以作為項(xiàng)目碳經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的參考之一，在內(nèi)部碳價(jià)基礎(chǔ)上，分低中高等不同情形進(jìn)行企業(yè)整體碳效益測(cè)算，用經(jīng)濟(jì)手段促進(jìn)節(jié)能減排和低碳發(fā)展。