李永源,张 伟,蒋洪强,汪 峰,侯丽丽,王金南



基于MRIO模型的中国对外贸易隐含大气污染转移研究

李永源1,2,张 伟2*,蒋洪强2,汪 峰3,侯丽丽1,王金南2

(1.首都师范大学资源环境与旅游学院,北京 100048；2.生态环境部环境规划院,国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室,北京 100012；3.南京大学环境学院,污染控制与资源化研究国家重点实验室,江苏 南京 210093)

采用全球多区域投入产出(MRIO)模型耦合二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO)、可吸入颗粒物(PM10)、非甲烷挥发性颗粒物(NMVOC)排放清单,定量分析了2012年中国与其他国家贸易过程中隐含的大气污染排放转移.结果显示,中国是隐含SO2、NO、PM10排放的输出地和隐含NMVOC排放的输入地.欧盟、东亚和美国购买我国商品(如电力燃气和水供应业、重工业和矿采选业)导致的出口隐含大气污染排放量占比约为70%.中国在消耗撒哈拉以南非洲地区、中东&北非、东亚、东南亚和欧盟进口商品过程中,导致上述地区排放NMVOC为3.1×106t,约占我国进口隐含NMVOC排放的69.2%.为了减轻我国对外贸易中承担的环境负担,本文从加强重污染产业管控、发展绿色经济、推进全球绿色供给链等方面提出相关政策建议.

贸易隐含大气污染；多区域投入产出模型；消费端大气污染排放；Eora数据库

数据显示,中国出口贸易额在本世纪呈现快速增长趋势,从2001年的2790亿美元增长到2016年的22000亿美元,增长9倍左右[1].然而,在经济快速增长的同时也承担了环境污染的代价——中国已成为全球最大的人为大气污染排放国[2-3],尤其是严重的大气污染对公众健康造成严重影响[2,4].Yang等[5]研究显示,中国2010年大约有120万人因空气污染而过早地死亡.这其中,对外出口是导致中国大气污染及其健康问题的重要驱动因素之一[3,6-7].

国际贸易导致的全球资源和隐含排放转移已成为学术热点[8].二氧化碳(CO2)最早被国内外学者用于研究国际贸易中隐含的污染排放转移问题.Davis等[9]通过多区域投入产出(MRIO)模型研究发现,2008年全球26%的CO2排放总量(约78´108t)在全球贸易过程中实现跨国转移.Weber等[10]则对中国在国际出口中隐含碳排放问题开展研究,发现2005年出口隐含的CO2排放(1700´104t)占中国CO2排放总量的三分之一.张晓平[11]采用投入产出模型证实了我国在进出口贸易过程中,出口隐含的CO2排放大量流入中国,纵使扣除进口商品转移至其他国家的隐含CO2排放后,2006年流入我国的CO2依然高达7.2´108t.马晶梅[12]对中美双边贸易隐含的CO2净转移展开研究,发现2011年中国对美国出口隐含碳为4.2´108t,而美国对中国进口隐含碳仅为0.44´108t,使得中国对美国净出口隐含碳高达3.7´108t.

另一方面,随着大气污染问题日益严重,贸易隐含大气污染转移及健康损失的研究逐渐受到国内外研究者的关注[13-14].例如,Muradian等[15]测算了1976~1994年间18个工业化国家(包括美国、日本和欧盟各国等)与其他国家进行贸易过程中通过对外贸易转移出去的大气污染物(SO2、NO、CO、VOCs、PM10和TSP),研究结果表明日本、美国和西欧等高度发达国家进口隐含的大气污染显著高于其出口隐含的大气污染,即这些国家通过对外贸易将本该自己承担的污染转移至其他国家.并且有研究表明,中国在对外贸易过程中也承担其他国家消费诱发的污染转移[3,16].在亚洲三大经济体(中国、日本和韩国)的贸易过程中,中国向日本和韩国出口中隐含了大量PM2.5排放,而中国从这两国进口中隐含的PM2.5排放相对较小[17].贸易隐含的大气污染转移还对我国空气质量和公众健康造成严重威胁[14,18].张强等的研究表明,2007年中国向美国和西欧供应的商品中隐含PM2.5排放导致我国约有10.86万人过早死[19].

中国在参与全球贸易过程中存在大量贸易隐含大气污染转移.在中国面临严峻的大气污染治理形势以及中美贸易争端的背景下,中国作为“世界工厂”在参与全球贸易过程中,与其他国家和地区的污染转移特征需要深入开展分析.本文将采用全球多区域投入产出模型(Eora-MRIO),选取二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NO)、可吸入颗粒物(PM10)、非甲烷挥发性有机物(NMVOC)四种大气环境物作为研究对象,定量识别中国与其他国家和地区的贸易隐含大气污染转移特征,勾勒中国在全球贸易中的承担的大气污染负担,为我国从环境角度制定贸易政策提供决策支持.

1 研究方法和数据

1.1 多区域投入产出模型

环境投入产出分析(Environmental Input-Output Analysis, EIOA)是基于投入产出表来研究一个国家或地区各部门间贸易诱发的污染因子转移的数量经济分析方法[20].目前,针对贸易隐含资源消耗和污染排放转移的测度方法主要包括单区域建模和多区域建模两种[21].单区域投入产出(Single-Region Input-Output,SRIO)模型反映了单个区域内国民经济所有部门之间的供应链关系;而多区域投入产出(Multi-Region Input-Output, MRIO)模型是将多个区域产业部门间的经济联系衔接在一起,通过投入(纵向)和产出(横向)两个方向表达产业部门间区域间的供应链关系以及跨区域最终产品消费与总产出的关系.将污染排放数据清单与SRIO模型或MRIO模型进行匹配,可以揭示某部门(某区域)产品消费导致其他部门(其他区域)的污染排放.本文将选取MRIO模型研究中国对外贸易隐含大气污染跨国转移的特征.

式(3)可以进一步转化为:

1.2 数据来源

本研究使用的全球多区域投入产出表及大气污染物排放数据(SO2、NO、PM10和NMVOC)来源于Eora-MRIO数据库1.Eora-MRIO数据库是由来自悉尼大学的Manfred Lenzen等人采用连续迭代法开发的环境扩展型全球多区域投入产出数据库,该数据库最突出的特征是公开、可持续更新、数据可靠、具有多国及多产业投入产出数据和资源环境数据等[22].截止目前,该数据库已提供了26年(1990~2015年)多区域投入产出数据,共涉及187个国家及26种行业.此外,该数据库还提供了与Eora多区域投入产出表匹配的35种环境指标类别(超过1700个单指标)的数据[23],包括空气污染、能源使用、水资源利用和温室气体排放等.Eora-MRIO数据库提供的投入产出数据及资源环境数据主要来源于联合国的国民经济核算体系及COMTRADE数据库、欧盟统计局、IDE/JETRO和各国国家机构等[24].

表1 本文所使用区域或国家名称与Eora数据库中的对应关系

注:百慕大和格陵兰不包含在本文计算中.

Eora-MRIO数据库已得到广泛学者及国际组织的应用和认可.如Hubacek等[22]和Kanemoto等[25]都使用了Eora-MRIO数据库对碳排放问题做出全球性的研究,欧盟委员会也使用Eora-MRIO数据库来研究生物多样性足迹[26].考虑到Eora-MRIO数据库提供的多区域投入产出数据量庞大,本文将Eora- MRIO数据库中涉及的187个国家合并成15个国家和区域(表1)[19],将26个产业部门合并成8个主要产业部门(表2)[27].需要说明的是,为了与国家统计局发布的最新2012年中国投入产出表对应,本文采用2012年份Eora-MRIO表而非最新的2015年数据.

表2 本文使用产业部门名称与Eora数据库中的对应关系

2 结果与分析

2.1 中国贸易隐含的大气污染转移状况

从图1a可以看出,2012年中国生产端核算的SO2、NO、PM10、NMVOC排放分别为42.62、23.36、12.70、18.08Tg.其中,出口隐含的排放量分别占生产端排放的14.6%、14.7%、14.1%、15%.这表明我国4类大气污染排放中,约有14%是为了满足其他国家和地区的消费而产生的.另一方面,中国消费端核算的SO2、NO、PM10、NMVOC排放分别为39.11、21.98、12.07、19.78Tg.其中,进口隐含的大气污染排放量分别占消费端排放的6.9%、9.3%、9.6%、22.3%.总的来看,基于生产端核算的SO2、NO、PM10排放量要显著高于消费端排放,分别较消费端排放量多3509、1388、628Gg;而基于生产端核算的NMVOC排放则低于消费端排放,较消费端排放量少1701Gg.因此,中国是贸易隐含SO2、NO、PM10排放的净输出地和隐含NMVOC排放的净输入地.

(a)中国生产端和消费端大气污染物排放;(b)按行业分进口和出口隐含大气污染排放

从图1b可以看出,我国出口隐含的SO2、NO、PM10、NMVOC排放量分别为6207、3431、1789、2708Gg.其中,出口隐含的SO2、NO、PM10排放主要来源于我国电力燃气和水供应业、重工业产业及服务业,上述三个行业合计占比分别为81.9%、86%、86.8%;出口隐含的NMVOC排放主要来源于矿采选业、服务业及重工业,合计占比为93.6%.另一方面,我国进口隐含的SO2、NO、PM10、NMVOC排放量分别为2698、2043、1161、4409Gg.其中,进口隐含的SO2、NO、PM10、NMVOC排放主要以设备制造业、服务业及其他行业为主,上述行业合计占比分别为82.4%、80.4%、79.4%、78.6%.总体来看,电力燃气和水供应业是我国出口隐含大气污染排放最多的行业,其次为服务业、重工业和矿采选业;进口隐含大气污染排放主要集中在设备制造业、服务业.

2.2 中国与世界其他地区进出口贸易中隐含的大气污染排放

从出口隐含大气污染排放来看,我国出口隐含的SO2、NO、PM10、NMVOC排放主要转移到欧盟、东亚、美国等发达国家,分别转移了4308.5、2388.7、1233、1871.2Gg,约占每种污染物出口隐含排放量的70%.我国出口隐含大气污染排放转移较少的地区有亚洲其他国家、撒哈拉以南非洲地区和俄罗斯.从进口隐含的大气污染排放来看,我国进口隐含SO2、NO排放主要来源于东亚、东南亚及欧盟,进口隐含排放分别为1099.8、992.4Gg,分别占我国进口隐含SO2、NO排放的40.8%、48.6%;进口隐含PM10排放主要来源于东南亚、撒哈拉以南非洲地区、东亚、欧盟和印度,进口隐含排放共826.5Gg,占其进口隐含总排放的71.3%;进口隐含NMVOC排放主要来源于撒哈拉以南非洲地区、中东&北非、东亚、东南亚和欧盟,进口隐含排放共3050.2Gg,占进口隐含总排放的69.2%.我国进口隐含SO2排放来源较少的国家主要包括加拿大、亚洲其他国家、美国、印度和拉丁美洲等国家或地区.

比较我国与其他国家进出口贸易隐含大气污染物转移,可以看出我国在与美国、欧盟、加拿大、东亚等经济发地区贸易过程中,出口隐含的大气污染排放(SO2、NO、PM10、NMVOC)显著高于进口隐含排放,两者比重分别为3.3~13.5倍、2.2~4.4倍、2.3~14倍、1.1~2.0倍.上述结果表明,经济较发达地区消费我国产品所隐含的大气污染远大于我国从这些国家进口产品隐含的大气污染.另外,中国出口隐含大气污染小于进口隐含大气污染的主要有俄罗斯、澳洲、撒哈拉以南非洲地区、非欧盟国、中东&北非、拉丁美洲、东南亚和亚洲其他地区.这表明,我国消费上述地区所产商品隐含的大气污染远大于这些地区消费我国产品隐含的大气污染.总体来看,我国与其他国家和地区贸易过程中,经济发达地区(美国、欧盟、加拿大和东亚)通过消费我国高污染产品将大量大气污染外部化至我国.另一方面,我国通过购买撒哈拉以南非洲地区、俄罗斯、中东&北非、亚洲其他国家、澳洲和非欧盟国商品将一定量的NMVOC外部化至上述地区.

图2 中国与世界13个地区进出口贸易中隐含的大气污染排放

Fig.2 the import-embodied and export-embodied emissions of air pollutants in China’s trades with 13countries

条状图右侧数字表示出口隐含大气污染物与进口隐含大气污染物的比重

从行业层面来看(图3),在我国与欧盟、美国和东亚等发达地区贸易过程中,电力燃气和水供应业和重工业是促使SO2和PM10净流出的主要产业,共占我国SO2和PM10净流出的69%和70%左右;而电力燃气和水供应业及服务业则是促使NO净流出的主要产业,占比70%左右;矿采选业、服务业和重工业则是促使NMVOC净流出的主要产业,占比93%左右.另外,在与俄罗斯、撒哈拉以南非洲地区、澳洲和中东&北非地区贸易过程中,我国主要通过进口较多的设备和其他产品将商品隐含SO2、NO、PM10、NMVOC排放转移至这些地区.总体来看,商品进口国(如欧盟、东亚和美国等)通过消费我国高污染产品(来自电力燃气和水供应业、重工业和矿采选业)和服务,将大量商品隐含的大气污染外部化至我国.另外,我国也通过消费商品出口国(如俄罗斯、撒哈拉以南非洲地区、澳洲和中东&北非地区等)所产的设备和其他产品将大气污染外部化到其他国家.

图3 中国与13个地区之间贸易隐含的大气污染转移行业分布

2.3 中国贸易隐含的大气污染净转移

图4显示了我国与主要国家和地区对外贸易隐含的大气污染排放净转移.2012年,我国对外贸易隐含的SO2、NO、PM10、NMVOC分别净流出了4121、1725、970、630Gg至其他国家和地区,主要流出目的地为欧盟、美国和东亚等发达地区.其中,净流出到欧盟的隐含大气污染物分别为1336、571、322、289Gg,净流出到美国隐含大气污染物分别为1077、499、298、221Gg,净流出到东亚的隐含大气污染物分别为1072、467、252、87Gg.我国贸易隐含大气污染物净流出到上述三个国家的比重分别占84.6%、89.1%、89.9%、94.7%.

图4 中国2012年对外贸易隐含的大气污染排放净转移

而从图4中可以看出,从其他地区净流入至我国的SO2、NO、PM10、NMVOC分别为612、337、341、2331Gg.其中,隐含SO2净流入主要来源于俄罗斯和澳洲,占我国总SO2净流入的67.9%;隐含NO净流入主要来源于俄罗斯和撒哈拉以南非洲地区,占总NO净流入的54.3%;隐含PM10净流入主要来源于撒哈拉以南非洲地区,占总PM10净流入的46%;隐含NMVOC净流入则主要来源于撒哈拉以南非洲地区和中东&北非,占总NMVOC净流入的58.9%.上述结果表明,欧盟、东亚和美国等经济发达地区通过消费我国高污染产品,将大量商品隐含的大气污染外部化至我国.与此同时,我国也通过消费俄罗斯、撒哈拉以南非洲地区、澳洲和中东&北非地区生产的高污染商品将大气污染外部化到这些地区.

3 政策建议

中国应在以下方面采取措施:一是加强对重污染产业的排放控制,提升污染减排能力和技术水平.结合我国当前开展的污染防治攻坚战,重点提升火电、钢铁、水泥、化工等重污染行业的污染治理能力,加强机动车尤其是重型柴油车的整治.二是努力转变产业结构和产品结构,提升产业绿色化水平,从高污染高排放的重化工行业逐渐向高附加值、低排放的战略新兴产业转型.三是转变出口结构,未来在一带一路战略下,增加高附加值的电子品、高端设备等产品出口,从供给端减少我国大气污染排放的驱动力.四是出台绿色进口政策,在全球产业链供需中,鼓励企业进口更加清洁绿色的产品用于替代污染程度更高的产品,从需求端促进产品供应链条的绿色化水平.五是严格控制污染企业向落后发展中国家转移,鼓励我国企业向发展中国家转移产业过程中采用先进、低排放技术,打造绿色“一带一路”,推动我国生态文明发展理念走向世界.

4 结论

4.1 中国在对外贸易过程中承担了国外地区的大气污染净转移.中国净流入了贸易隐含SO2、NO、PM10的同时,向世界其他地区流出了贸易隐含NMVOC.从国家层面来看,在与经济发达地区(美国、欧盟、加拿大和东亚)贸易时,我国出口隐含的大气污染排放显著高于进口隐含的大气污染排放.其中,欧盟、东亚和美国通过进口我国商品向我国净转移的SO2、NO、PM10、NMVOC排放占我国出口隐含排放的70%左右,主要集中在电力燃气和水供应业、重工业和矿采选业等高污染排放行业.另一方面,中国从俄罗斯、撒哈拉以南非洲地区、澳洲和中东&北非地区进口商品过程中也将大气污染转移到上述地区,尤其是NMVOC排放.中国向撒哈拉以南非洲地区、中东&北非、东亚、东南亚和欧盟等地区转移的NMVOC排放(3050.2Gg)占中国NMVOC净流出的69.2%.

4.2 由于中国仍然处于全球产品价值“微笑曲线”底端,进入WTO以来中国在向全球输出大量生产和生活商品的同时,也承担了相应的大气污染排放.而对这部分大气污染的治理成本并没有完全反映到商品价格中,也就意味着中国替发达国家承担了无形的大气污染成本.另一方面,在中国对外贸易过程中也消耗了俄罗斯、非洲以及澳洲等国家的初级资源产品(如矿产品、石油、农产品等),间接将发到国家的隐含大气污染转移到资源型国家.在中美贸易战的背景下,中国应该重视对美出口的隐含大气污染问题,在谈判中应促使美国全面认识中国为美国承担的环境成本.

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① http://www.worldmrio.com/.

Transfers of air pollutant emissions embodied in China’s foreign trade based on MRIO model.

LI Yong-yuan1,2, ZHANG Wei2*, JIANG Hong-qiang2, WANG Feng3, HOU Li-li1, WANG Jin-nan2

(1.College of Resource Environment and Tourism, Capital Normal University, Beijing 100048, China；2.State Environmental Protection Key Laboratory of Environmental Planning and Policy Simulation, Chinese Academy for Environmental Planning, Beijing 100012, China；3.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210023, China)., 2019,39(2)：889~896

Multi-region input-output (MRIO) model with air pollutant inventories including sulfur dioxide (SO2), nitrogen oxides (NO), inhalable particulate matter (PM10) and non-methane volatile organic compounds (NMVOC) was adopted with the quantitative analysis on transfer of atmospheric pollutant emission embodied in China’s trades with other countries in 2012. The results showed that China was the exporter of embodied SO2, NO, PM10emissions and the importer of embodied NMVOC emissions. The embodied air pollutantemission caused by the purchase of Chinese goods (such as Electricity, Gas and Water, Heavy Industry and Mining and Quarrying) by the EU, East Asia and the USA, contributed to approximately 70% of China’s export-embodied atmospheric pollution emissions. The imported merchandises from Sub-Saharan Africa, Middle East & North Africa, East Asia, Southeast Asia and the EU that embodied 3.1´106t NMVOC emissions consumed by China accounted for 69.2% of China’s imports-embodied NMVOC. In order to alleviate the environmental burden brought by cross-border trade, this paper put forward relevant policy recommendations,such as strengthening pollution emissions control of heavy pollution industries, developing green economy and pushing forward global green supply chains, etc.

trade-embodied airpollution；multi-region input-output model；consumption-based air pollution emissions；Eora database

X196

A

1000-6923(2019)02-0889-08

李永源(1994–),男,广东东莞人,首都师范大学硕士研究生,研究方向为环境经济.

2018-07-28

国家自然科学基金资助项目(71603097,71433007)

* 责任作者, 博士, 副研究员, zhangwei@caep.org.cn