碳关税对中国制造业出口结构和社会福利影响的实证研究

摘要近年来，碳排放逐渐从环境问题演变成政治经济问题，碳关税是发达国家推崇的新型贸易壁垒，以此来增强本国产业竞争力，这对于碳排放量较大的发展中国家无疑会产生较大的不利影响。为了提前做好准备应对发达国家碳关税，以我国出口结构中高碳产品最密集的制造业为对象，研究碳关税措施和出口贸易行业结构之间的关系，在气候变化问题和国际贸易两大体系之间建立关联。本文首先构建碳关税的局部均衡模型，从几何分析和数理分析两个维度出发，探讨美国征收碳关税对我国制造业出口贸易和社会福利产生的影响。在此基础上利用GTAP模型，模拟美国、欧盟等发达国家在四种情境下征收碳关税的情况，分析实施碳关税对我国制造业各行业出口结构的影响，以及对我国社会福利的影响。研究结果表明：美国征收碳关税会导致我国制造业产品出口市场价格下降，出口量减小；我国开征国内碳税会导致制造业产品出口市场价格上升，出口量减小，但出口减小幅度低于美国对我国制造业征收碳关税时的出口减小幅度；美、欧等发达国家征收碳关税将导致我国化工橡胶制品行业、石油煤炭加工工业以及造纸业等能源密集型行业的出口减少，其中受到冲击最严重的行业为造纸业，出口降幅在1.79%-6.05%之间，而其他非能源密集型的制造行业出口增加；我国制造业出口结构在一定程度上得到优化；我国整体福利水平下降，下降水平在21.34亿-83.47亿美元之间。最后，从国际协调、出口结构调整、绿色制造发展等方面提出对策建议，为我国制造业的发展提供借鉴。

关键词碳关税；制造业；出口结构；社会福利；GTAP模型

中图分类号 F745.0文献标识码A文章编号1002-2104（2014）03-0005-08doi：103969/jissn1002-2104201403002

2009年，美国通过了《美国清洁能源法案》，计划从2020年开始对进口的高碳排放产品征收碳关税，碳关税征税对象主要包括钢铁、水泥、化学工业等能源密集型商品。目前，我国温室气体排放总量中约有四分之一是因对外贸易活动引起的，其主要排放产业是来自制造业。作为国际贸易中“隐含碳”和国际投资中“碳泄露”大国，“中国制造”将面临“碳关税”的严峻考验。

1文献综述

作为一种新型绿色贸易壁垒，国内外学者对碳关税产生的出口效应进行了深入研究，普遍认为碳关税会对被征收国的出口产生不利影响。Dong和Whalley详细分析了碳关税对全球福利、贸易流量和生产的潜在影响，认为碳关税会降低承诺国的进口，增加其他国家的进口，而欧盟和美国对中国实施碳关税会降低中国的出口[1]。Everett et al.利用GTAP-E模型研究发现，欧盟实施碳关税会减弱其能源密集型部门的进口竞争力，但会增强这些部门的出口竞争力[2]。Babiker运用多区域世界经济的可计算一般均衡模型，发现如果中国被征收碳关税将遭受巨大损失[3]。

王有鑫利用中美两国的贸易和关税数据进行时间序列分析，得到结论：征收碳关税将导致出口产品价格下降，出口规模缩减；出口国国内开征碳税，会使出口价格上升，产量减少，但对出口规模的影响不明确；在30/60美元碳关税率下，短期内中国对美国出口将下降1.38%-6.44%；在长期冲击将加剧，出口下降8.69%-40.54%[4]。杨立强等利用GTAP7.0模拟美欧等发达国家征收碳关税对我国出口贸易的影响，结论认为碳关税税率越高对我国出口冲击越大，而高碳行业受到的冲击较其他行业更高[5]。沈可挺等采用动态CGE模型测算了碳关税对中国工业出口的影响。发现每吨碳30美元或60美元的关税率可能使中国工业部门的出口量分别下降3.53%和6.95%[6]。

而在碳关税引发的福利效应问题上，国内外学者至今未形成统一意见。一些学者认为实施碳关税产生的福利效应不显著，如Springmann通过构建CGE模型，比较了征收碳关税所产生的外部效应与建立国内排放交易体系所产生的内部效应对附录1国家的经济影响。结果表明，附录1国家扩展其国内排放交易体系的行业覆盖范围，比对未在附录1中的国家征收进口碳关税更能提高其福利水平，而未在附录1中的国家由于出口产品未被征收碳关税，其福利也会显著提高[7]。Dong和Whalley构建了包括美、中、欧盟及世界其他国家的CGE模型并模拟美欧对从中国进口的商品征收碳关税的环境影响，研究表明碳关税对全球环境的积极影响不显著[8]。Warwick和Peter建立了一个多部门、多国模型分析了碳关税的经济和环境效应，结果发现碳关税的福利效应不显著，甚至不能抵消其对国际贸易的不利影响[9]。

另有部分学者认为实施碳关税可以增加社会福利，如曲如晓等人通过理论分析发现进口国征收碳关税能提高本国福利水平，降低出口国的福利水平，但福利变化程度取决于进口国国内碳税、出口国是否征收国内碳税、进出口国国内碳密集度水平等情况[10]。Danial通过构建局部均衡碳关税模型，分析得出实施碳关税能提高全球福利。此外，还有学者认为应从征收国、被征收国两个角度出发来看待碳关税的福利效应[11]。Hubler运用GTAP模型分析了对中国征收碳关税的福利效应，结论认为征收碳关税会使工业国家的福利提高，使中国的福利受损[12]。Manders et al.发现在欧盟排放体系下实施碳关税政策能有效减少碳泄漏的发生， 对欧盟有利，但是其他国家的福利将会受损[13]。

综合分析现有文献，我们发现关于碳关税对中国制造业贸易结构影响的研究虽取得一定成果，但仍存在以下三个问题：第一，关于碳关税对整个国家的影响研究较多，而对具体部门或行业的影响研究较少，尤其是对制造业贸易结构的影响研究更少，这就使得研究成果及政策建议可实施性较弱。第二，国外学者对碳关税的福利效应还未形成统一看法，而国内学者普遍认为碳关税会造成出口国的福利损失，这就不能从全球整体角度达成一致减排的意见。第三，目前大多数研究都局限于国外征收碳关税对我国的影响，并未考虑征收国内碳税的效应。而利用WTO禁止国际重复征税的规定，实行国内碳税可以避免发达国家对我国出口产品征收碳关税。因此，为了深入分析碳关税对我国制造业出口结构的影响，本为在我国制造业碳排放现状的分析基础上，首先进行碳关税效应的理论分析，并将国内碳税效应考虑在内，进而利用GTAP模型模拟碳关税对我国制造业出口结构以及社会福利的影响，以期为我国制造业应对碳关税或其他碳壁垒提供政策借鉴。

黄庆波等：碳关税对中国制造业出口结构和社会福利影响的实证研究中国人口・资源与环境2014年第3期2我国制造业出口产品的碳排放现状

2.1总量排放

近年来我国国内生产总值每年保持高速上涨，对国内生产总值做出重要贡献的我国制造业也是迅猛发展，2006-2010年间的平均年增长率为16.6%，2006年制造业能源消耗总量为143 051.5万t标准煤，按照国际公认的计算标准燃烧一吨标准煤排放2.6 t CO2，相当于排放出371 933.8万t CO2，按照同样的计算方法可得2010年的碳排放总量为490 094.4万t，从2006-2010年的碳排放年平均增长率为6.35%，低于产值增长率，经计算每万元产值的碳排放量从5.223 t降低为3.761 t，这些都说明我国近年来一直提倡的节能减排政策有了一定的收效。

2.2分行业排放

我国制造业的总体碳排放量随着年产值的增加而增加，除此之外各行业的碳排放也呈现出不同特征，尤其是单位产值的二氧化碳排放量更是有显著差别。

制造业各行业中出口额最高的是机电产品，其次是服装、皮革产业，其他依次是化工橡胶制品、纺织业、其他金属冶炼及制品、木材加工业以及黑色金属及其制品，但是制造业各行业出口产品的二氧化碳排放量的排名则与出口额有所出入，排名第一的是机电产品，其次是化工橡胶制品、服装皮革、金属及其制品，之后排放量较高的是纺织业、黑色金属及其制品等等。从每百美元的二氧化碳排放量来看，石油、煤加工业制品及机电产品单位出口额的二氧化碳排放量最高，达到0.455 t/百美元，排名第二的是其他金属冶炼及制品与化工橡胶制品为0.414 t/百美元，然后依次是矿物材料制品、黑色金属及其制品业，而其余的制造业部门单位出口额的碳排放则较低并且与高碳排放产业相差较大。由于单位产值排放二氧化碳较高的行业受到碳关税政策的影响更为明显，使得其出口成本增加更高。

3美国征收碳关税对我国影响的理论分析

由于美国计划从2020年开始对进口的高碳产品征收碳关税，因此当前关于碳关税对我国制造业产品的出口影响还没有具体的统计研究，然而我们可以根据关税的局部均衡理论，从几何分析和数理分析两个维度出发，探讨美国征收碳关税可能会对我国制造业出口贸易和社会福利产生的影响。

3.1基本假设

假定世界上只有美国和中国两个国家；将制造业产品分为能源密集型产品和非能源密集型产品，且中美两国生产的制造业产品都是同质的并可在全球范围内自由流动；假定美国为非能源密集型产品的出口大国，中国为能源密集型产品的出口大国；假定美国对中国出口的能源密集型产品征收碳关税；由于美国是我国制造业产品的消费和进口大国，因此征收碳关税会对产品的市场价格产生影响，属于完全竞争的大国模型。

3.2几何分析

由于中国为能源密集型产品的出口大国，因此其能源密集型产品的出口供给曲线S向右上方倾斜，D曲线为美国对能源密集型产品的进口需求曲线。在自由贸易的情况下，当达到均衡点A时，国际市场的均衡价格为PW，此时出口量为E0，PW也是中国能源密集型产品国内价格。假设美国对能源密集型产品的进口征收碳关税T，由于美国为贸易大国，可以影响世界市场的供求关系进而影响世界价格，所以美国征收碳关税会提高能源密集型产品在美国的国内价格从而使需求减少，导致对世界市场的需求减少，D曲线下降到D′，新的均衡点为B，国际市场均衡价格为PW′，出口量为。可见，美国征收碳关税导致中国制造业产品出口量下降，由E0下降为E1，出口产品的国际市场价格即中国国内市场价格由PW降低为PW′。

3.3数理分析

3.3.1美国征收碳关税对我国制造业出口贸易影响分析

（1）函数构建。为了简化模型，本文从生产成本函数和效用函数入手来进行分析。其中，生产成本函数是关于产量的二次可微凸函数，由边际成本递增的假设可知，其一阶导数和二阶导数都为正数。效用函数是关于消费量的二次可微凹函数，由边际效用递减规律可知，其一阶导数为正值，二阶导数为负值。中国开征国内碳税会使出口商品的国际市场价格上升，但上升幅度小于碳关税征收额。因此，对生产者而言，其面临的实际价格是小于征税前的价格，所以产量减小。而对于消费者而言，由于国内市场价格上升，消费量也会减小。从（23）式的结果可以发现，制造业出口量是减小的，但减小幅度低于美国对我国征收碳关税时我国制造业出口量减小的幅度。因此，中国征收国内碳税在一定程度上可以保护我国的制造业出口贸易，降低美国碳关税对我国出口市场产生的负面影响。

3.3.2美国征收碳关税对我国社会福利的影响分析

为了探究碳关税对中国社会福利的影响，现假设每个消费者都有相同的拟线性需求函数，则单个消费者的效用函数为U=q0n+Un（qn），消费者n=1，…，N。其中，q0n为单位化非能源密集型产品，即消费一单位非能源密集型产品获得一单位的效用；qn为能源密集型产品的消费量，Un是严格的单调递增凹函数。其满足的约束条件为：q0n+pqn=In，p表示能源密集型产品的价格，In为消费者的收入。美国征收碳关税会造成我国社会福利水平的降低。一方面，我国的能源密集型产品出口量越大，美国征收碳关税导致的我国社会福利损失就越大；另一方面，美国的生产和消费在全球所占的份额越大，我国的社会福利损失也越大。

4碳关税对我国制造业贸易结构影响的实证分析4.1模型的假设前提

在GTAP模型的分析框架中，首先对各个国家的政府支出、私人消费、厂商生产等行为建立子模型，然后将这些子模型通过国际贸易的活动，而联合形成一般均衡模型，各子模型所反应的行为都需要有一系列假设前提，包括：生产假设、需求假设、贸易假设和全球服务假设等。

生产假设：即厂商的行为假设，模型假设厂商使用初始要素禀赋和中间产品按照里昂惕夫生产函数生产产品，即初始投入和中间产品投入不可替代。其中初始要素投入是土地、资本、熟练劳动力、非熟练劳动力以及自然资源五种要素通过固定替代弹性系数方程（CES）结合而成，中间投入由国内和进口产品通过CES方程复合而成，而进口产品按照来源地划分并按照CES方程复合而成。

需求假设：包括对私人消费、政府支出以及储蓄行为的假设，区域居民的消费分配由总效用函数决定，该函数将消费分为三种类型：私人、政府、储蓄消费，在标准闭合方程中，区域居民采用柯布-道格拉斯效应函数（以下简称C-D效应函数）确保每种消费形式的预算份额恒定。私人部门对每种商品的支出按照固定差异弹性（CDE：Constant Difference of Elasticity）方程来分配，政府部门对商品的支出则按照C-D效应函数来分配，而私人和政府购买的商品来源于国内和国际两大部门，两部门间的商品替代关系遵循CES函数即不能完全替代。

贸易假设：在Armington假设下不同国家不同地区生产的产品不能完全替代，而且对进口品和国内生产产品按照CES函数加总从而形成综合商品。

全球服务假设：包含全球银行和国际运输这两个国际部门行为的假设。要使全球宏观经济在总体上保证均衡，就必须使得全球总储蓄（各国储蓄之和）=全球总投资（各国投资之和）。国际运输部门提供国际间货物运输服务，按照柯布道格拉斯生产函数进行生产，运输服务的价格即运输费用为离岸价（FOB）与到岸价（CIF）之差。

除了上述假设外，GTAP模型假设商品市场出清，资本和劳动力在国内自由流动，土地不可流动且各产品和要素市场为完全竞争市场。

4.2GTAP模型的数据库及求解

为了政策模拟的需要，将GTAP数据库的57部门加总为19个部门，即农业，矿产及资源，食品加工业，纺织业，服装，木材加工业，造纸业，石油煤炭加工业，化工橡胶制品，矿物材料制品，黑色金属及其制品，其他金属冶炼及制品，车辆及运输设备，机电产品，其他制造业，电气水的生产与供应，建筑业，交通运输，服务业。

将129地区加总为10个地区或国家，即中国，中国香港和台湾，美国，欧盟，日韩，大洋洲，亚洲其他地区，东盟，美洲其他地区，世界其他地区。

4.3碳关税模型的模拟情境

当前力推碳关税政策的主要国家是欧盟和美国，而主要的征税对象则是中国、印度等发展中国家向欧盟、美国出口的高碳排放商品。现行的碳税以及碳排放交易权的价格标准一般是在20美元/吨-70美元/吨之间，所以本文选取高、中、低三个档次的碳关税，分别为20美元/吨、40美元/吨和70美元/吨。本文的模拟假定美国先开始征收碳关税，欧盟在其后征收的情形，40美元/吨是价格标准的中间值因此实际的价格应在此中值上下浮动，所以本文重点对该价格水平下美国、欧盟共同征收碳关税的情形进行模拟，共设计4种模拟情境

4.4实施碳关税政策的实证模拟结果

4.4.1对我国制造业出口结构的影响

（1）对我国总体出口的影响。碳关税对我国出口影响的模拟结果见表2，可以发现，从情境1至情境4我国的出口额分别下降26.18亿美元、52.36亿美元、91.63亿美元和107.55亿美元，且下降比例在0.21%-0.88%之间。可见，碳关税的征税水平越高，我国出口贸易遭受的损失就越大。此外，随着碳关税征收国数目增加，我国出口贸易受到的负面冲击也在逐步加大。

（2）对我国制造业出口贸易结构的影响。如表3所示，在碳关税政策实施下，我国制造业中服装皮革、木材加

工、机电产品等行业的出口都是上升的，但是出口增幅并不显著，最高也只有0.169%的增幅，而其余制造业行业的出口会受政策影响而下降。碳关税政策所造成的负冲击最严重的行业是造纸业，从情境1至情境4造纸业的出口有1.79%-6.046%的降幅，且随着碳关税征税力度的加大，出口降幅也随之增大。而位列第二的化工橡胶制品业在情境4下的出口降幅甚至超过造纸业，矿物材料制品以及石油、煤加工业的降幅也是非常大的。综上，五个被直接征收碳关税的行业出口降幅远大于其它行业，这与我们的预期大致相同，因为这五个行业是能源密集度最高的行业。美国对其征收碳关税会给我国整个制造业的出口额带来显著负效应，但是从出口结构的优化角度考虑，该政策减少了高碳排行业的生产和出口，提高整体能源利用效率，有利于优化出口商品结构。

4.4.2对我国社会福利的影响

从社会福利效应来看，从情境1到情境3我国社会福利分别减少21.34亿美元、42.69亿美元和74.71亿美元，而美国的福利由于征收关税收入则是上升的，分别上升59.71亿美元、119.41亿美元和208.97亿美元，但是世界总体福利还是下降的，可见碳关税政策虽然会使征收国的福利增加，但是对世界总体福利不利，会带来5.35亿美元、10.70亿美元和18.72亿美元的净福利损失。

4下我国福利进一步损失且达到情境二的二倍，而美国的福利增加并不太显著，主要由于欧盟也分享了实施碳关税的正福利，其福利增加达到1 624.975百万美元，但是同样世界整体的福利损失几乎达到情境二的二倍。

5研究结论及政策建议

5.1研究结论

首先，各行业的出口会受到不同程度影响，能源密集型行业的出口减少而其他行业的出口会增加。随着碳关税水平的升高、征税国的增多，制造业出口的降幅会增大，中国制造业出口产品的国际竞争力会逐渐削弱。受碳关税政策影响较严重的行业分别是：化工橡胶制品行业、石油煤炭加工工业以及造纸业等。

其次，我国制造业出口的行业结构在一定程度上反而得到了优化，比如高碳排放的化工橡胶制品行业的出口下降幅度在1.687%-6.461%之间，占总体出口的比重也有所下降。然而，这种优化是被动的，即出口结构表面上的优化，这是在发达国家的进口碳关税政策限制下倒逼形成的。因此，只有我国企业和政府从引起碳排放的源头考虑问题，共同努力降低单位产值能源消耗水平，我国制造业的出口结构才会真正实现优化。

最后，我国整体福利水平会下降。征收碳关税会使我国的社会福利水平显著下降，使欧盟、美国这两个征收国的福利水平上升，同时全球福利水平也会因此而遭受损失。因此，发达国家对发展中国家征收碳关税并不是一个合理的政策，在实施过程中会损害全球福利，同时也给被征收国的经济发展带来不利影响。

[5]杨立强，马曼. 碳关税对我国出口贸易影响的GTAP模拟分析[J]. 上海财经大学学报，2011，（5）： 75-81. [ Yang Liqiang， Ma Man. GTAP Simulation Analysis of the Effects of Carbon Tariffs on Chinese Export Trade[J]. Journal of Shanghai University of Finance and Economics， 2011，（5）： 75-81.]

[6]沈可挺，李钢.碳关税对中国工业品出口的影响：基于可计算一般均衡模型的评估[J]. 财贸经济， 2010，（1）： 75-82. [ Shen Keting， Li Gang. The Impacts of Carbon-Motivated Border Tax Adjustment to China’s Industrial Exports： A CGE Based Analysis[J]. Finance & Trade Economics， 2010，（1）： 75-82.]

[7]Springmann M. A Look Inwards： Carbon Tariffs Versus Internal Improvements in Emissions-trading Systems[J]. German Institute for Economic Research， 2012，（34）：228-239.

[8]Dong Y， Whalley J. Carbon Motivated Regional Trade Arrangements： An analytics and Simulations [J]. Economic Modelling， 2011，（28）：2783-2792.

[9]Warwick J， Peter J. The Economic and Environmental Effects of Border Tax Adjustments for Climate Policy [R]. Brookings Institution.2008，（7）：1-37.

[10]曲如晓，吴洁. 论碳关税的福利效应[J]. 中国人口・资源与环境，2011，21（4）：37-42. [ Qu Ruxiao， Wu Jie. Study on Welfare Effects of Carbon Tariffs[J]. China Population， Resources and Environment，2011，21（4）：37-42.]

[11]Daniel G. Global Welfare Implications of Carbon Border Taxes[R].CESifo Working Paper，2009，（2790）：1-26.

[12]Hubler M.Can Carbon Based Import Tariffs Effectively Reduce Carbon Emissions？ [R].Kiel Working Paper，2009，（1565）：1-26.

[13]Manders T， Veenendaal P. Border Tax Adjustments and the EU-ETS： A Quantitative Assessment[R].CPB Document，2008，（171）：1-36.

AbstractIn recent years， carbon emissions from environmental issues gradually evolved into political and economic issues. Carbon tariffs is promoting the new trade barriers of developed countries； in order to enhance its industrial competitiveness， it will produce unfavorable impact on the developing country. Concentrated on manufacturing industries which is the most intensive high-carbon industry in China’s export structure， this article studies the relationship between carbon tariff policy and industrial structure of export trade and builds up relation between climate change and international trade. First， by means of establishing a partial equilibrium model， it applies geometric analysis and mathematical analysis to compute the impact on China’s manufacture export trade consequences of the introduction of U.S. carbon tariff on China’s manufacture industry that already imposes a domestic shipping carbon tax. Furthermore， with the application of GTAP model， it estimates the overall economic and welfare effects on China’s manufacture industry if U.S. and Europe introduce carbon tariff by means of 4 ways， and then analyzes the influence on our country manufacturing industry export structure and our social welfare. The result shows that the introduction of U.S. carbon import tariff lowers China’s export price and export volume； the implementation of a domestic carbon tax justifies a higher export price and a lower export volume for China， however， the degree of export reduction is smaller than that under the effect of U.S. carbon tariff； in the case of developed countries imposing carbon tariff on China’s energy-intensive industries， such as the chemical industry rubber products， oil and coal processing industry and paper industry ， whose export would reduce； the negative impact on paper industry is the most severe， which will cause a decrease in paper industry’s export from 1.79% to 6.05%， whereas the other industries’ export will increase； it will promote China’s manufacturing industry to adjust the export structure in a certain extent； as well， it will lead to a decrease in China’s welfare， whose reduction is between US$2.134 billion and US$8.347 billion. Finally， this paper proposes advices on international coordination， export structure adjustments， green manufacturing adjustments as reference for the development of China’s manufacturing industry.

Key wordscarbon tariff； manufacturing industry； export structure； social welfare； GTAP model