文献阅读 | 世界主要区域的扩展的碳足迹和排放转移

题目

Extended carbon footprint and emission transfer of world regions: With both primary and intermediate inputs into account

作者

Xudong Wu, Chaohui Li, Jinlan Guo, Xiaofang Wu, Jing Meng, Guoqian Chen

期刊

Science of the Total Environment

时间

2021年6月25日

一作

单位

School of School of Soil & Water Conservation, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China

链接

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.145578

研究简介

结合 2015 年全球经济的最新统计数据，该研究同时考虑最初投入和中间投入，计算了世界不同区域扩展的碳足迹和通过商品贸易的排放转移。美国扩展的碳足迹是中国的1.5倍，这是因为美国的最终消费占国内生产总值的比重更大。世界经济最初投入中隐含的排放量相当于最终消费中隐含排放量的 42%，这突出了资本在重新分配全球碳排放方面的关键作用。此外，该研究还探讨了与国际大宗商品贸易相关的排放转移，以及美国、中国等主要经济体之间的碳贸易联系。本文还详细讨论了美国和中国作为两个不同的经济体，其碳贸易的地理和部门概况。

研究方法

如图1，该研究主要使用了投入产出分析方法进行研究，采用了Eora数据库2015年26部门投入产出表。

分析过程中的一个创新之处在于，该研究在计算每个部门的碳排放因子时，考虑到了最初投入隐含的碳排放，并假设全球最初投入的总碳排放等于除最终消费外的最终需求隐含碳排放。

图 1 部门的碳排放流动平衡

研究结果

世界各区域的碳足迹

研究测算得到，2015年美国的碳足迹为 709179万吨，排名世界第一。碳足迹较高的其他地区主要有：中国大陆（458689 万吨）、日本（193229 万吨）、印度（194996 万吨）、俄罗斯（143604 万吨）、德国（116556 万吨）、英国（10217 万吨）、法国（79621 万吨）、加拿大（69393 万吨）和意大利（69089 万吨）。

图 2 世界上二十个国家的扩展碳足迹和本土碳排放

如图2所示，美国的扩展碳足迹是中国大陆的 1.5 倍，但在我们之前的研究中，这一比例为 0.75。主要原因是，当资本类商品的社会需求被纳入计算时，美国将被分配更多的二氧化碳排放，因为相比于中国（在过去十年不到50%），最终消费在美国占国内生产总值比例更大（约 80%）。与我们之前的研究不同，将一个国家/地区的最终需求中隐含碳排放作为碳足迹，本研究将这些最终消费的商品作为碳汇；因此，只有部分与中国最终需求相关的碳排放可以被视为作为碳汇进入中国社会，那些与资本品相关的排放将在经济中流通。此外，世界经济中总的最初投入中隐含的碳排放量为 128.71 亿吨，相当于总的最终消费隐含排放量的 42%，突出了资本产品在重新分配全球碳排放方面的重要作用。

上述区域的本土碳排放也如图 2 所示，与扩展的碳足迹情况不同。由此可见，中国大陆的本土碳排放处于领先地位，可达 887970万吨。美国的本土碳排放仅为中国大陆的68.94%。对于日本、德国、英国、法国和意大利，他们的本土碳排放排放量分别占扩展碳足迹的 68.02%、79.78%、57.76%、57.58%和 70.69%。而对于印度和俄罗斯，这个比率分别为 1.52 和 1.34。

图 3 为各部门用于最终消费的商品对于五个扩展的碳足迹最大的地区的贡献。第23部门（教育、卫生和其他服务）是中国大陆、日本和俄罗斯碳足迹的最大贡献者，分别占其总量的 17.18%、20.64%和 20.69%，这揭示了这三个地区的消费者对教育和医疗服务的巨大需求。第一部门（农业）占印度碳足迹的 10.63%，中国大陆的这一数字为7.74%，但对美国和日本来说，这一比例不到 1%，服务部门，如公共管理部门、金融中介和商业活动部门和运输部门，是这两个发达国家的支柱产业，占碳足迹的50%以上。 

图 3 最终消费碳排放的部门贡献（总量最大的五个国家和地区）

图4是上述 20 个地区的人均碳足迹。美国、日本、英国、加拿大、德国和法国的扩展人均碳足迹分别为 22.06 吨、15.10 吨、15.62 吨，19.30 吨，14.18 吨和 12.35 吨，而世界平均水平只有 6.49 吨。相比之下，中国大陆、印度和巴西的人均碳足迹分别为 3.37 吨，1.14 吨，3.30吨。据观察，虽然中国大陆的本土碳排放最高，扩展碳足迹排名第二，但其人均碳足迹仅为美国的六分之一，日本的五分之一。这能够说明中国大陆与发达经济体之间发展的巨大差距。

图 4 二十个地区的人均扩展碳足迹

与贸易有关的碳排放

文章还计算了与贸易有关的碳排放，如图 5 所示，主要的碳排放进口国是美国、中国大陆、德国、日本、英国。法国、韩国、香港、意大利、荷兰，进口量分别为193698 万吨、110823 万吨、107580 万吨、85134 万吨、61585 万吨、55588 万吨、49009 万吨、47456 万吨、46176 万吨、40201 万吨。美国在中间碳进口和最终碳进口方面都位居首位，中国大陆的最终碳进口量仅为 2.1076 亿吨，仅为美国的四分之一（8.1558 亿吨）。这反映了中国相对较低的消费水平，中国主要是作为世界工厂，吸收来自世界各地的中间商品，以促进当地的制造业活动。

图 5 进口贸易的隐含碳排放

如图 6 所示，中国大陆在商品贸易相关的碳出口上占主导地位，碳出口量为 230678 万吨。美国和德国的二氧化碳出口量分别为 121953 万吨和 112141 万吨。

图 6 出口贸易的隐含碳排放

图 7 所示为选定经济体的碳贸易平衡表。中国大陆、俄罗斯、印度、台湾和南非是五大净出口国，二氧化碳排放的贸易逆差分别达到 119854 万吨、29363 万吨、25493 万吨、14158 万吨和 9013 万吨。与此同时，二氧化碳排放的五大净进口国分别是美国、香港、日本、英国和法国，它们的碳排放量贸易顺差分别为 71744 万吨、31035 万吨、29773 万吨、22705 万吨和 12299 万吨。美国的碳贸易顺差是香港、日本、英国和法国的碳贸易顺差的总和。中国大陆的碳贸易失衡量大约是美国的 1.5 倍，是日本和俄罗斯的 4 倍多。

图 7 所选地区的碳贸易平衡状况

主要经济体之间的碳转移

为了描绘具有贸易联系的区域之间的碳转移，研究将全球189个区域划分为 15 个聚合区域，如图8(a)所示，在这 15 个地区中，中国是中间商品贸易中最大的碳出口国，随后是欧盟 27 国和美国。中国中间碳排放出口的主要目的地是欧盟 27 国、美国、东盟和日本，并从欧盟 27 国、日本、东盟和韩国获得了大量的中间进口。从进口方来看，欧盟的中间贸易碳排放进口中 23.64%来自中国，15.58%来自俄罗斯，11.47%来自其他欧洲和欧亚大陆，11.42%来自美国等。美国获得了来自欧盟 27 国、加拿大和中国的进口，分别占总总量的 16.03%、15.68%和 21.54%。

如图8(b)，中国仍是最终贸易中最大的碳排放出口国，目的地为欧盟 27 国、美国、东盟和日本的出口量分别为 1.9030 亿吨、2.6156 亿吨、6316万吨和 1.1809亿吨。

图 8  15个聚合地区之间商品贸易隐含碳排放流动情况（a）中间贸易；（b）最终贸易

如图9(a)所示，最重要的二氧化碳净排放流是从中国到欧盟27国的2.3739 亿吨。与此同时，图片还反映出，除韩国和俄罗斯等一些地区外，中国在与几乎所有贸易伙伴的中间商品贸易中都存在二氧化碳逆差。图9(b)中最大的净二氧化碳最终商品贸易流为中国对美国的2.2883 亿吨。研究认为中国似乎在最终商品贸易中为世界市场服务，这反映为在与所有贸易伙伴的贸易中存在碳逆差。而美国在最终的商品贸易中获得显著的碳顺差，从欧盟27国，中国等地获得了环境福利。

图 9 主要商品贸易隐含碳排放流（a）中间贸易；（b）最终贸易

理论分析

贸易模式

研究还分析了主要经济体的贸易模式。如图10所示，中国大陆通过商品贸易实现了3699.2 亿美元的盈余，却带来了119854万吨的碳排放赤字。德国也在矩形坐标的第四象限。虽然德国的商品贸易经济顺差大于中国大陆，但其碳排放赤字仅为 4561万吨，仅为中国大陆的 1/26左右。这揭示了这两个著名的出口商在国际市场上所扮演的不同角色。中国大陆处于全球贸易市场的下游低价值链，德国则处于上游高价值链。

对于包括美国、香港和英国在内的发达经济体来说，它们在国际商品贸易中存在经济赤字和碳排放顺差。这些经济体从国外获得大量的产品供国内公民消费。

图 10 选定地区的货币和碳排放贸易平衡（大小代表贸易规模）

图11为选定经济体的中间碳贸易和最终碳贸易模式。美国、英国、香港、日本和法国在中间商品贸易和最终商品贸易中都有碳排放顺差。而德国、荷兰、加拿大和意大利存在中间商品贸易的排放顺差和最终商品贸易的排放逆差。它们结合比较优势，利用全球供应链为其提供材料和其他中间产品，供国内工业进一步加工，并向国外地区提供大量最终商品，获得经济效益。

中国大陆有较为显著的排放赤字，其中间和最终商品贸易的二氧化碳排放赤字分别为 48392万吨和71461万吨。中国大陆的最终碳贸易失衡比中间碳贸易失衡多了约一半。因此，一方面，中国大陆向发达经济体提供大量的中间商品，另一方面，中国大陆也是低价值最终商品的主要供应国。

关于俄罗斯和沙特阿拉伯，他们有中间商品贸易的排放逆差和最终贸易的排放顺差。俄罗斯和沙特阿拉伯的中间碳贸易失衡分别是其最终碳贸易失衡的100倍和5倍左右。石油和天然气等能源产品主导着这两个国家的出口贸易。俄罗斯依靠出口能源产品来交换国内公民所需的消费品，从而导致中间商品贸易中巨大的二氧化碳排放赤字。不平衡的经济结构可能是俄罗斯政府面临的一个隐性问题，这在某种程度上暗示了俄罗斯贸易模式的不可持续性。

图 11 选定地区在中间商品贸易和最终商品贸易上的碳平衡

不同经济体的地理和部门情况

研究还详细介绍了两个不同经济体（美国和中国）的碳排放进出口情况。如图12，对美国来说，亚太地区是其二氧化碳排放进口的最大来源地区。美国进口的重工业产品和轻工业产品中有一半的隐含碳排放来源于亚太地区，对于进口的运输服务，这一数字为40%。重工业、运输工业和服务业是推动美国二氧化碳排放出口的三驾马车。

图 12 美国二氧化碳进口（a）和出口（b）的地理和行业概况

如图13(a)所示，亚太地区贡献了中国大陆大约一半的碳排放进口。中国70%的碳排放进口源于重工业。如图13(b)，中国大陆重工业碳排放出口的三大接受地区分别是欧洲、亚太地区和北美。从中国大陆到欧洲的碳出口中约三分之一的碳进入中国大陆的最终需求，其他地区这一比例同样较高。

图 13 中国二氧化碳进口（a）和出口（b）的地理和行业概况

研究结论

该研究采用了一种系统的多区域投入产出方法，利用最新统计数据，分析了2015 年全球国家（地区）层面的碳排放。发现二氧化碳的区域间转移中，约70%的排放与中间商品贸易有关，只有约30%与最终商品贸易有关。

该研究同时发现，各地区在中间商品贸易和最终商品贸易中往往存在不同的贸易模式。一些国家有显著的碳排放顺差，而有些新兴经济体的增长模式可能带来严重的环境问题，确定国际贸易中的排放可能帮助我们在全球贸易谈判中寻求更有效的政策选择和贸易措施。

编辑&排版：马啸天

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