碳排放權交易政策試點的減排效果及其微觀機制

梁昊光, 王 垚

(中國科學院中國現代化研究中心,北京100190)

全球氣候變暖是近年來人類生存與發展的重要威脅之一。我國是全球最大的發展中國家,積極參與全球氣候治理。在2020年第75屆聯合國會議上,我國表示二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現碳中和[1]。碳交易的概念源自1997年《京都議定書》,具體是指各國通過排放貿易、履約機制、清潔發展機制等3種交易機制來實現對應的減排目的,并在“共同但有區別”的原則下進行碳交易。該協議認為市場機制是解決氣候變化和溫室效應的的重要途徑,是實現“雙碳”目標的有效工具。2011年,我國按照“十二五”規劃綱要關于“逐步建立碳排放交易市場”的要求,在北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東、深圳等7個省(市)先后開始了碳排放權交易試點[2]。我國碳排放權交易的實施大致經過了理論探索階段(2005—2012年),政策試點階段(2013—2020年)和全國統一碳市場(2021年以后)3個階段。本文采用2003—2019年全國30個省份(港澳臺地區及西藏除外,下同)的面板數據,運用多期雙重差分法及DID動態模型,對碳排放權交易政策試點的減排效果及其微觀機制進行檢驗,以驗證省域視角下政策試點的碳減排效果,為環境規制政策的制定提供依據。同時,闡釋微觀機制作用于微觀主體的減排約束和激勵效果,為相關部門建立健全碳排放權交易系統、建立全國統一碳交易市場提供借鑒。

一、制度背景和理論分析

(一)制度背景

從2013年試點政策實施以來,我國碳排放權交易主要以配額交易為主。政府首先確定一個地區碳排放上限,并確定碳排放權交易規則,企業通過市場機制進行交易,獲得碳排放配額[3]。若企業的排放量高于初始配額,就需要從碳交易市場上買入額度;若企業的排放量低于初始配額,就可以在碳交易市場上出售多余的配額,最終達到二氧化碳排放總量控制,并實現碳減排的目標[4]。政策試點是政府按照“以點帶面”的邏輯制定并實施政策的工作方法[5]。目前,我國已在北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東、深圳等7個省(市)設立了碳交易市場。這些碳交易市場各有特色,但基本框架一致,都是政府根據地區經濟發展的需要確定碳排放總量上限,根據一定的規則將碳排放配額分配給相關企業。同時,建立管控企業碳排放的監測、報告及核查機制,并設立履約與違約行為的獎懲機制[6]。碳排放權交易政策試點為全國統一碳市場的建立進行了有益的探索并提供了豐富的實踐經驗。

(二)理論分析

1.碳排放權交易對地區碳減排的影響。在現代市場環境下,環境規制、生產效率與經濟增長的關系始終是環境經濟學研究的前沿。Porter等認為,適當的環境規制有利于促使企業主動投入減排技術和綠色創新,從長期來看,這些創新可以提高企業的市場競爭力和生產效率,從而抵消環保投入所帶來的成本[7]。張曉敏等認為,促進企業在市場上的盈利能力,可以在較長時間內提高企業的生產效率,促進經濟增長,并由此產生了環境波特假說[8]。碳排放權交易是市場化環境規制的重要手段之一。人類在生產生活中排放了過量的二氧化碳,導致了環境污染問題和負外部性效應。根據庇古法則,當企業的生產活動出現負外部性時,政府可以進行適當的干預,干預方式主要有稅收、管制等[9]。通過干預,造成負外部性的企業的邊際收益等于邊際社會成本,從而將外部效應內部化,這就是環境稅的理論基礎。不同于庇古法則,Coase認為,只要產權界定清楚,就可以建立一個低交易成本的市場,通過市場機制來達到帕累托最優[10],這就是排污權交易機制的直接理論基礎。Dales基于科斯理論,將產權的概念進一步運用到污染治理中[11]。Dales給污染物的排放賦予價值,排放污染物的權利可以通過市場方式進行轉讓,即通過排放權交易把工業生產的二氧化碳排放成本內部化,以解決二氧化碳排放對環境和經濟增長的外部性問題,從而達到以市場手段控制污染物排放的效果。碳排放權交易指政府允許企業之間相互交易排放權以使碳排放下降,同時,向排放企業出售碳排放作為產權,從而實現碳排放與排放權的匹配。碳交易政策的提出緩解了一直以來難以解決的經濟發展與環境保護的矛盾,調動了地方企業節能減排的積極性,是環境經濟學的突破和創新。碳排放權交易政策在我國試點以來,學者們從不同的角度,利用不同的計量方法和模型設計,論證了其對企業減排的影響。沈洪濤、路正南、范丹等通過實證研究發現,碳排放權交易政策顯著降低了地區二氧化碳排放量及排放強度,但這種作用主要是通過短期內企業減少產量帶來的[12-14]。碳排放權交易政策是否會倒逼企業通過投入綠色創新以實現清潔生產,從而使減排效果長期持續,則具有不確定性。吳力波、張華、郭進等通過實證研究發現,受信息不完全、市場運行效率低下和環境規制強度較弱等的影響,碳排放權交易在促進碳減排上的效果遠不如財、稅、費等市場調控類環境規制工具[15-17]。涂正革等以二氧化硫排污權的政策作用為例,探討了以排污權配額為主要手段的環境管制機制在促進減排技術投入和綠色創新方面的效果[18],為進一步完善我國碳交易市場提供了一種可供參考的路徑?；诖?本文提出假設H1:碳排放權交易政策試點對地區碳排放量存在抑制作用。

2.碳排放權交易影響地區碳減排的微觀機制。碳交易政策是一種市場化的環境規制工具,將二氧化碳排放權的價格作為市場信號,使得具有減排能力的企業獲得更高的收益,而難以減排的企業則面臨更大的成本壓力。本文認為,碳交易政策的實施主要通過以下3個途徑實現碳減排:(1)擠出效應。對于高碳企業,減少產量以保證排放量在既定配額內,是企業面對突發性碳排放配額約束時采用的最直接的方式[7,19-20]。此外,企業還可以在碳交易市場購買額外的配額來完成生產目標,但此舉會增加企業的成本?？傊?碳交易政策的實施對高碳企業產生一定程度的抑制作用。雖然這在短期內可以迅速實現地區減排目標[16,21],但從長期來看,會導致高排放企業向碳排放約束較松的鄰地轉移,這樣對全局的碳減排并沒有實際效益[22]。(2)激勵效應。Porter等學者認為,雖然短期內企業可能因環境規制帶來的額外成本而縮減創新投入,但從長期來看,技術進步可以補償治污成本,增加企業競爭力[7]?？梢?環境規制實際上能促進企業的技術創新,使企業獲得更大的收益。從波特效應的框架來看,碳交易政策的實施雖然導致控排企業的減碳成本增加,但企業為了減排主動開展綠色創新,改善生產工藝,降能增效,優先使用清潔能源。從長期來看,能促使地區能源消費結構的清潔化轉型,能有效降低碳排放的負外部性,有利于區域碳減排[18]。(3)產業結構升級效應。碳交易政策改變了企業的成本—收益關系,促使企業對生產要素、產品結構、技術水平等進行調整,從而推動產業結構的優化和升級。譚靜等認為,在工業化進程中,產業布局不合理或第二產業采取“高能耗,高污染”的發展模式會增加碳排放,使得生態環境繼續惡化[23]。孫麗文等研究發現,產業結構優化可使經濟發展對能源消耗的依賴度降低,同時加快勞動和資本等生產要素在產業內和產業間的流動[21]?？傊?資源的有效配置和使用可以推動區域碳減排,有利于提高生產效率和加快產業綠色轉型?；诖?本文提出假設H2:碳排放權交易政策試點通過擠出效應、激勵效應和產業結構升級效應等微觀機制促使地區碳排放下降。

碳排放權交易政策試點對企業、地區碳減排起到了良好的引導作用,有利于全國統一碳交易市場的建立。但以往的研究多數僅關注碳排放權交易政策對碳減排的整體效應,而忽視了各省(市)之間在經濟總量、人口數量和資源稟賦等方面的差異。為了全面厘清碳排放權交易政策的減排驅動效果和微觀實現路徑,需要進一步進行實證分析。

二、研究方法

(一)樣本選擇與數據來源

以2003—2019年我國30個省份的數據為基礎進行實證研究。數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》,以及地方統計局發布的統計資料和中國碳核算數據庫。為降低極端值和異常值的影響,本文對所有連續變量進行了1%分位的winsor縮尾處理。

(二)模型構造

由于各地區開展碳排放權交易政策試點的時間和范圍不同,為了更好地判斷政策試點與地區碳減排的關系,本文采用多期雙重差分法進行分析,把北京、天津、上海、重慶、湖北、廣東等6個省(市)(因深圳屬于廣東,故不單獨列出)定義為“碳排放權交易政策試點省份”,并設定為處理組,其余省份為控制組?；鶞誓Ｐ驮O定如下:

Y1it=β0+β1Pit×T+β∑Cit+μi+γt+εit

(1)

Y2it=β0+β1Pit×T+β∑Cit+μi+γt+εit

(2)

其中,i表示省份,t表示年份,Y1it表示人均二氧化碳排放量,Y2it表示單位GDP二氧化碳排放量,β0表示截距項。Pit表示政策虛擬變量,若樣本是碳排放權交易政策試點城市,則其政策虛擬變量取值為1;反之,取值為0。T表示時間虛擬變量,從樣本進行碳排放權交易政策試點的年份開始,取值為1;反之,取值為0。 交互項Pit×T表示碳排放權交易政策試點的效果。β1表示碳排放權交易政策試點對處理組和控制組的凈影響,若碳排放權交易政策試點促進了碳減排,則β1顯著為正。 ∑Cit表示一組控制變量,β表示控制變量的凈影響,μi表示省份固定效應,γt表示時間固定效應,εi,t為隨機擾動項。

(三)變量說明

1.被解釋變量。選取各省份的人均二氧化碳排放量(碳排放量除以年末人口數)和單位GDP二氧化碳排放量(碳排放量除以地區實際GDP)作為被解釋變量。各省份的碳排放數據來自于中國碳核算數據庫。

2.控制變量。地區經濟發展水平、地區產業結構、能源消費結構、人口狀況、城鎮化水平、對外貿易水平、居民收入水平等因素都可能對二氧化碳排放量產生一定影響。因此,本文選取以下指標作為控制變量:(1)技術水平。借鑒路正南等的方法[13],用專利申請受理量的對數值來表示。(2)地區產業結構。用各省份第二產業增加值占GDP的比重來表示。(3)能源消費結構。用各省份煤炭消費占能源消費總量的比重來表示。(4)經濟發展水平。用各省份的人均GDP來表示。(5)人口密度。用各省份的人口密度來表示。(6)城鎮化率。用各省份城鎮人口占地區總人口的比重來表示。(7)對外貿易。參考李鍇等的方法[24],用各省份境內目的地和貨源地的進出口總額來表示。(8)居民收入水平。鑒于收入水平通過影響居民生活方式來影響碳排放[9],本文選取城鎮單位就業人員平均工資作為收入水平的衡量標準。主要變量描述性統計結果見表1。

表1 主要變量描述性統計結果Table 1 Descriptive statistical results of key variables

三、實證結果與分析

(一)碳排放權交易的減排效應

根據模型(1)及模型(2)估計碳排放權交易對地區碳減排的效應,具體結果見表2。在控制省份固定效應和時間固定效應后,以人均二氧化碳排放量和單位GDP二氧化碳排放量為被解釋變量時, 交互項的系數均顯著為負。這表明碳排放權作為一種商品進行流通和交易后,對地區碳排放起到了抑制作用。因此,本文假設H1得到驗證。煤炭消費占能源消費總量的比重的系數均顯著為正,表明以煤炭為主的能源消費結構不利于碳減排和碳達峰目標的實現。專利申請受理量對數值的系數顯著為負,表明環境規制可能導致企業控排成本增加。在減排利益的驅動下,企業主動開展綠色創新,改善生產工藝。在回歸結果中,第二產業增加值占GDP的比重的系數顯著為正,表明第二產業的迅速發展抑制了人均碳排放的下降,從生產效率的角度來看,其產業附加值不及第三產業,單位產值導致的碳排放居高不下。綜上,控制變量的系數大部分顯著且符合預期,表明模型構造合理。

表2 碳排放權交易對碳減排凈影響的實證結果Table 2 Empirical results of the net impact of carbon emission trading on carbon emission reduction

(二)穩健性檢驗

1.平行趨勢檢驗。DID模型的假設前提是:若沒有碳排放權交易,則處理組和控制組的人均二氧化碳排放量和單位GDP二氧化碳排放量變化趨于平行?？紤]到本文為多期DID模型,碳排放權交易政策試點落地實施時間為2013年。此后,試點區域日益增多。因此,以2013年為時間節點分析試點區域與非試點區域的人均二氧化碳排放量及單位GDP二氧化碳排放量的變化趨勢(圖1、圖2)。從圖1可知,2013年以前,試點區域與非試點區域的人均二氧化碳排放量增長基本一致。2013年以后,試點組的人均二氧化碳排放量增長更慢,增幅更小,且與非試點組的差距不斷擴大。這說明在碳排放權交易政策試點以后,試點組碳排放得到合理控制。該趨勢符合雙重差分模型的前提假設。從圖2可知,2013年以前,非試點區域與試點區域的單位GDP二氧化碳排放量變化趨勢基本平行。2013年以后,試點組的單位GDP二氧化碳排放量下降更快,接近均衡狀態。

圖1 試點區域與非試點區域人均二氧化碳排放量變化趨勢

圖2 試點區域與非試點區域單位GDP二氧化碳排放量變化趨勢

2.安慰劑檢驗。本文通過構建虛假試點年份進行安慰劑測試,以考察碳減排的凈效應是否僅來自碳排放權交易試點政策。碳排放權交易政策首次試點時間為2013年,此后試點城市日益增多。為了排除遠離政策沖擊點的相關年份對模型估計的影響,分別以人均二氧化碳排放量和單位GDP二氧化碳排放量為被解釋變量,選擇政策沖擊年份附近的樣本來檢驗模型穩健性。假設2009年和2015年為碳排放權交易政策首次試點時間,進行安慰劑檢驗。結果顯示,更換為假設政策試點年份之后,模型不能得到穩健的結果,即虛擬的政策沖擊對各變量影響不明顯。對比基準回歸可以知道,只有真實的政策試點產生了影響。這證明了本文模型與變量設置的合理性。

(三)影響機制分析

1.擠出效應與激勵效應。在碳排放權交易的試點省份,如果企業的碳排放量超過了擬定的配額,就必須從市場上購買碳排放權。若企業不在一定的排放范圍內生產,則生產成本增加。企業作為理性的經濟人,為了最大限度地獲取利益,往往采取與環境監督管理相適應的適當行為[7,25]。為了全面把握碳排放權交易政策試點與企業碳減排之間的關系,需要對內在的影響機理進行探討。本文借鑒沈洪濤等的做法[12],構建碳減排微觀機制效應模型及其變量,以碳排放權交易試點地區配套的碳交易管控企業為樣本。處理組6個省(市)的發改委每年會公布碳排放權政策實施后被管控的企業名單。鑒于數據的可用性、可獲得性及結果的正確性,本文僅選用首批被管控的上市企業作為研究對象,并剔除金融企業和被取消管制的企業,后續納入的管控企業不再考慮。最終,處理組樣本包括6個省(市)的78家上市公司,樣本數共計624家企業。被解釋變量選取企業排污費的對數,以度量企業的碳排放水平;解釋變量選取企業銷售收入,以作產量的近似算法,同時選取化企業綠色專利申請數量的對數,以度量減排技術投入。構建三期滯后的雙重差分模型,以此來識別碳排放權交易政策試點對微觀企業碳減排的作用機制和動態效應。相比于雙重差分模型,滯后的差分模型不僅可以考察政策試點帶來的總體效應,還可以考察政策實施一定時間內的動態效應。計算公式具體如下:

Yj=β0+βk∑P×Tk+β4P+β5T+β6∑Ci,t+μ

(3)

用式(3)做2次回歸,僅改變被解釋變量,Yj在2次回歸中分別表示企業排污費的對數、企業綠色專利申請數量的對數。T表示時間虛擬變量,k表示時間虛擬變量T滯后一至三期的期數,取值1～3,用于衡量滯后三期的效應。經檢驗,在k取值大于3時,系數不再具有統計意義,累積效應在3年后開始下降,這表明影響大約持續3年,隨后開始保持穩定。當T=0,表示碳排放權交易實施前;當T=1,表示碳排放權交易實施后,且被管控的企業在納入管控后的每一年都取值為1。P表示碳排放權交易管控企業名單,當P=1,表示管控企業,即處理組;當P=0,表示非管控企業,即對照組。交互項P×Tk表示碳排放權交易政策,βk表示交互項的估計系數,衡量了碳排放權交易政策實施3年內管控企業碳排放、減排技術投入的動態變化。 ∑Ci,t表示一組控制變量,μ表示隨機擾動項,β0表示截距項,β4表示政策效應,β5表示時間效應,β6表示控制變量的凈效應。

綜合考慮區域經濟發展水平、企業性質、公司規模、上市年限、減排技術投入水平、盈利能力、企業獲得的環保補貼等因素,從非試點省份的企業中選擇對照組樣本,最終選取78家企業作為對照組進行檢驗,具體結果見表3。從回歸結果看,企業被納入管控后,當年排污費有一定的下降,第二年排污費進一步下降,到第三年則相對回升。這表明碳排放權交易政策給企業的生產帶來了短期沖擊。企業排污費有效反映了生產企業在被納入碳排放管控后的生產選擇。對于高碳企業而言,最直接的碳減排方式是通過減少產量來降低排污費,這表明碳排放權交易政策的實施對高碳企業的生產造成一定的抑制作用。企業綠色專利申請數量在企業被納入管控的當年有小幅度的下降,第二年和第三年則持續增加。這表明從長期來看,碳排放權交易政策促進了企業的創新投入。企業通過綠色創新、生產工藝改善、清潔能源使用等方式獲得了減排收益,體現了碳排放權交易政策的激勵效應,進一步驗證了環境波特假說。

表3 微觀機制實證結果(擠出效應及激勵效應)Table 3 Empirical results of the micro mechanism(extrusion effect and incentive effect)

從綜合回歸估計結果可以看出,在碳交易權落地后,高碳企業的生產和碳排放在短期內受到抑制,體現了試點政策的擠出效應,這一效應促進了地區減排目標的實現。從長期來看,企業通過加大綠色投入、創新減排技術等方式獲得減排收益,體現了環境規制的激勵效應。但值得注意的是,試點政策亦可能導致高排放企業向碳排放約束較松的鄰地轉移,這樣并沒有實質性地促進企業的減排和綠色創新,對全局的碳減排并無助益。

2.產業結構升級效應。根據假設H2,碳交易配額制改變了企業的成本—收益關系,企業對投資要素、產品結構、技術水平等進行相應的調整。企業改善生產工藝、優先使用清潔能源能促進綠色專利技術的投入,并影響各省份第二產業增加值占GDP的比重,形成產業結構升級效應。根據式(3),以各省份第二產業增加值占GDP的比重(地區產業結構)表示地區產業結構升級效應,以專利申請受理量的對數值(技術水平)表示企業的提升效應,并進行檢驗,具體結果見表4。若產業結構升級效應存在,則應觀察到碳排放權交易政策試點后各省份第二產業增加值占GDP的比重和專利申請受理量的對數值有所上升。從表4可知,碳排放權交易政策試點后,推動企業加大綠色技術投入,廣泛應用綠色低碳工藝技術裝備,使得能源利用效率大幅提高,綠色制造水平全面提升,產業結構升級效應明顯。因此,本文假設H2得到驗證。限于文章篇幅,略去其他控制變量的回歸結果。

表4 微觀機制實證結果(產業結構升級效應)Table 4 Empirical results of the micro mechanism (industrial structure upgrading effect)

四、結論與對策

(一)結論

本文以碳排放權交易政策試點為切入點,以2003—2019年30個省份的面板數據為基礎,采用多期DID模型及DID動態模型進行實證研究。結果發現:(1)相比于未進行試點的區域,碳排放權交易顯著促進了試點區域的碳減排,降低了單位產出的能源消耗和人均二氧化碳排放量,且該結論穩健。(2)碳排放權交易政策主要通過3種微觀途徑達到碳減排的效果。其一,擠出效應。短期內抑制管控企業的生產,從而降低區域碳排放。企業被納入管控后,對于高碳企業而言,最直接的碳減排方式是減少產量,因此管控后當年排污費用有一定的下降,第二年排污費用進一步下降,到第三年則相對回升。這表明,碳排放權交易政策對企業的生產產生了短期沖擊,證明政策的實施對高碳企業的生產造成一定的抑制作用。其二,激勵效應。主要通過企業綠色創新、能源結構調整和減排技術投入等途徑來實現。企業綠色專利申請數量在企業被納入管控的當年有小幅度的下降,第二年和第三年則持續的增加。這表明,從短期來看,企業通過減少產量來達到管控標準;從長期來看,企業通過轉移生產、調整生產結構、改善生產工藝、降能增效、使用清潔能源等方式獲得減排收益,實現了碳排放權交易政策的激勵效應。這進一步驗證了環境波特假說。其三,產業結構升級效應。碳排放權交易政策實施后,各省份積極推動政策落地實施,推進企業加大綠色技術的投入,促進綠色低碳工藝技術裝備投入使用,使得能源利用效率得以提高,各省份第二產業增加值占GDP的比重有所增加,傳統產業的綠色制造水平得到提升。

(二)對策

1.完善環境規制體系,擴大低碳城市的試點范圍。碳交易市場的建設顯著降低了碳排放和單位產出的能源消耗水平。因此,未來應充分利用財政補貼、污染排放費用等環境規制工具,將更多企業、更多區域納入碳排放管控范圍。在政策落地的過程中,根據不同地區、不同行業的精確劃分,綜合運用行政控制型環境規制和市場調節型環境規制等方法,適度調配碳排放配額,促使碳價始終保持在合理區間;調控手段密切配合、共同發力,鼓勵企業持續進行綠色創新和減排技術投入,為低碳經濟注入動力,為構建全國統一碳市場打下堅實基礎。同時,加強環境制度建設和執法隊伍建設,真正將碳排放權交易的相關制度設計落實到位。

2.培育企業環保和綠色創新新業態,為企業提供技術補助和綠色創新的資金支持。一方面,加強政府的財政支持力度,建立穩定的財政性資金投入,提高企業綠色投入的積極性,全面提升企業綠色創新水平,鼓勵發展以節能減排技術服務為主營業務的高科技服務企業;另一方面,鼓勵企業兼顧“綠色”與“生產”2個方面的需求,發展綠色減排技術等高科技業務,合理配置綠色低碳創新資源,加快綠色科技成果轉化,加強綠色技術創新基礎設施建設,整合產業鏈上下游資源,充分集聚和利用綠色技術創新資源。

3.建立健全全國統一的、覆蓋所有行業的碳排放權交易市場,促進企業節能減排。以“統一性、開放性、競爭性、有序性、公平性和共享性”為目標,建設真正意義上的全國統一碳市場。通過市場需求引導創新資源的有效配置,發揮超大規模市場效應,豐富應用場景、放大創新收益,吸引更多企業參與碳排放權交易,在更大范圍內以更高的效率利用資源。促進跨區域、跨企業之間的聯系與合作,構建兼顧各區域技術水平及符合我國國情的碳排放基準線值,實現碳排放的有效控制,從而促進全國范圍內環境效益的全面提升,保證碳達峰和碳中和目標的如期實現。