顧偉紅，徐瑞華

(1.同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院，上海 201804;2.上海海事大學(xué)交通運輸學(xué)院，上海 201306)

0 引言

海運是一種比其他方式更節(jié)約能源的運輸方式，但國際海運嚴重依賴化石燃料，這些化石燃料在燃燒時排放大量氣體，如影響公眾健康的氮氧化物(NOx)、硫氧化物(SOx)以及導(dǎo)致全球變暖的二氧化碳(CO2).2009年國際海事組織(International Maritime Organization，IMO)發(fā)布關(guān)于溫室氣體排放的第2份研究報告［1］，數(shù)據(jù)表明:1990—2007年間，全球海運溫室氣體排放平均年遞增3.75%;如果不采取任何政策或措施，2050年海運溫室氣體排放量可能會較2007年排放水平增長2～3倍.在這些海運溫室氣體中，CO2占整個海運溫室氣體排放的96%，是海運溫室氣體的主要成分.

由于難以確定國際航空和國際航海領(lǐng)域的排放國別，無法計入各國排放總量，所以國際海運排放一直未納入負有溫室氣體減排義務(wù)國家的減排范圍.《聯(lián)合國氣候變化框架公約》下尚未形成任何有關(guān)國際海運溫室氣體減排的法律約束性文件，而僅在《京都議定書》第2.2條規(guī)定“附件1所列締約方應(yīng)分別通過國際民用航空組織和國際海事組織作出努力，謀求限制或減少航空和航海艙載燃料產(chǎn)生的《蒙特利爾議定書》未予管制的溫室氣體的排放”.基于上述規(guī)定，IMO于1998年展開對國際海運溫室氣體的研究和相關(guān)談判工作.

近年來，由于受全球氣候變暖和國際社會施加的各種壓力，IMO加速推進溫室氣體排放談判進程，從技術(shù)性、操作性和市場性等3個方面推行相關(guān)的海運溫室氣體減排措施.特別是自2010年IMO海洋環(huán)境保護委員會第60屆會議以來，關(guān)于海運業(yè)是否實施以及實施何種減排的市場機制問題爭論激烈.

1 主要的海運減排市場機制

當(dāng)前，在IMO海洋環(huán)境保護委員會會議上著重討論的市場機制有如下7種.

(1)以燃油附加費和碳稅為特征的方案有3種，具體為國際溫室氣體基金(GHG Fund)［2］、港口征收排放費用(PLEF)［3］和返還機制(RM)［4］，代表方分別為丹麥、牙買加和國際自然基金.

(2)排放頂限/交易機制(METS)，代表國家分別為挪威［5］、英國［6］、法國［7］和德國.

(3)能效激勵型方案.提出能效較差的船舶需繳納相應(yīng)的懲罰金，代表方為日本的LIS機制［8］以及國際航運公會的VES機制［9］.由于LIS和VES機制存在一定的共性，在2011年IMO溫室氣體會間工作組第3次會議上，日本和國際航運公會將原來各自的機制合成一個新的方案，提出效率激勵機制(EIS)［10］，該機制采用經(jīng)濟手段刺激新船和現(xiàn)有船舶提高能效.

(4)能效信用交易型方案(SECT)［11］.原理是能效較差的船舶必須向高能效船舶購買排放信用，代表國家為美國.

(5)反對市場機制的方案［12］，代表國家為巴哈馬，認為“市場機制是對全球貿(mào)易的破壞”.在2011年IMO溫室氣體會間工作組第3次會議上，巴哈馬提交 GHG－WG 3/2提案［13］，補充機制設(shè)計細節(jié)，分別制定新船及不同船齡現(xiàn)有船的強制減排目標(biāo)，但具體采用何種減排措施則由船舶所有人決定.

從機制運作方式看，挪威、英國、法國、德國提出的METS在主體設(shè)計思想上是一致的，只是在配額如何分配和拍賣等環(huán)節(jié)上有爭議，所以將他們歸為同一類(第1類).PLEF，RM和GHG Fund這3種機制的共性是根據(jù)船舶國際航行消耗的燃油數(shù)量，對每噸燃油征收一定的溫室氣體排放稅，區(qū)別在于基金的收取和分配不同.GHG Fund機制下船舶在購買國際航行用燃油時向注冊的燃油供應(yīng)商交付溫室氣體稅，然后由燃油供應(yīng)商統(tǒng)一交付給基金會，基金會首先用這筆資金購買行業(yè)外碳信用以抵消高于排放目標(biāo)的部分，剩余資金用于基金會的管理成本以及資助發(fā)展中國家應(yīng)對氣候變化中的減緩等行動;PLEF機制在稅金的收取上采用由各港口向到港國際航行船舶征收;RM機制下基金的分配使用則體現(xiàn)出《聯(lián)合國氣候變化框架公約》下的“共同但有區(qū)別的責(zé)任”原則，即發(fā)展中國家可以根據(jù)其進口貨物價值比例無條件獲得資金返回.因此，將這3種機制歸為第2類.而基于船舶能效的市場機制本質(zhì)上是用能效標(biāo)準(zhǔn)約束船舶，并結(jié)合相應(yīng)的懲罰和獎勵手段.如EIS對不符合能效標(biāo)準(zhǔn)的船舶采用經(jīng)濟懲罰手段，SECT機制則采用能效信用交易的手段對不符合船舶進行糾正，巴哈馬機制對新船和現(xiàn)有船制定強制減排標(biāo)準(zhǔn)，所以將它們歸為第3類.市場機制的歸類情況見表1.

表1 IMO框架下市場機制方案的主要類型

從性質(zhì)上講，METS和國際溫室氣體基金機制是完全的市場機制，而基于能效的第3類機制是一種不完全的市場機制，是技術(shù)和經(jīng)濟手段的混合機制.

IMO海洋環(huán)境保護委員會第62屆會議以《1973年國際防止船舶造成污染公約》附則Ⅵ修正案的形式通過“新船設(shè)計能效指數(shù)(EEDI)”和“船舶能效管理計劃(SEEMP)”2項船舶能效標(biāo)準(zhǔn)，并將于2013年1月1日起施行.在該標(biāo)準(zhǔn)下，船舶若經(jīng)核查未能達到規(guī)定的能效和排放要求，將受到扣船、繳納罰金等懲罰，持續(xù)達不到標(biāo)準(zhǔn)的船舶甚至可能會被要求退出國際航運市場.隨著該措施的出臺，有關(guān)船舶能效的實施標(biāo)準(zhǔn)已明朗，未來海運界將可能就征收國際統(tǒng)一的燃油稅或在海運業(yè)引入排放交易作為下一步的談判重點.

鑒于上述原因，本文將以第1和2類市場機制為研究對象，主要討論METS和GHG Fund機制的不確定性.

2 市場機制及其關(guān)鍵要素

2.1 METS機制及其關(guān)鍵要素

挪威、法國和英國在IMO海洋環(huán)境保護委員會第 60 屆 會 議 上 分 別 提 交 MEPC/60/4/22［5］，MEPC/60/4/41［6］和 MEPC/60/4/26［7］提案，提出一個關(guān)于對海運溫室氣體排放實施上限及配額交易的機制，其核心設(shè)計思路為:由公約締約國大會或公約締約國設(shè)定國際海運業(yè)目標(biāo)期及相應(yīng)排放上限;按照海運業(yè)的排放上限和各船舶上報的歷史數(shù)據(jù)，以單艘船舶為單位，每年分配一定的免費配額給各船舶，或各船舶拍賣獲得一定的配額;船舶所有人需要為他們的船舶排放的CO2遞交相應(yīng)的排放配額，如果配額不夠用，還可以購買系統(tǒng)外的配額，如CDM或類似的碳信用.

因此，在METS中國際海運業(yè)排放上限的確定非常關(guān)鍵:如果上限定得高，船舶所有人就會得到較多的配額，減排壓力小;如果上限定得低，船舶所有人得到的排放配額少，就需要到市場上去購買較多的碳信用加以抵消，這樣，船舶所有人將面臨更大的成本壓力.

2.2 GHG Fund機制及其關(guān)鍵要素

與此同時，塞浦路斯、丹麥、馬紹爾群島、尼日利亞和國際零擔(dān)液貨運輸協(xié)會在IMO海洋環(huán)境保護委員會第60屆會議上遞交(MEPC/60/4/8)提案［2］，提出對船舶購買的用于國際海運的燃油征收溫室氣體排放稅(GHG Contribution)的機制，其核心設(shè)計思路為:國際船舶溫室氣體減排基金會將為國際航運業(yè)確立一個全球減排目標(biāo)，該目標(biāo)每隔一定時期可以進行調(diào)整，如果A時期目標(biāo)沒有達到，可以放到后面的B時期內(nèi)補足;對排放目標(biāo)以上的海運排放量通過購買行業(yè)外市場上認可的減排信用以作抵消;減排信用主要來自CDM或者其他有規(guī)制的碳市場，而購買減排信用的資金來源于對燃油征設(shè)的溫室氣體稅.

因此，在GHG Fund機制中，溫室氣體稅率的確定取決于設(shè)定的減排目標(biāo)的高低及碳信用的價格.如果減排目標(biāo)定得高，行業(yè)就需要把溫室氣體稅金率定得高一點，以得到更多的錢來購買更多的用作抵消的碳信用.

根據(jù)上文分析，如果要實施METS或者GHG Fund市場機制，需要確定目標(biāo)年海運排放量、排放上限或者排放目標(biāo)等關(guān)鍵要素，而邊際減排成本是決定這些因素的關(guān)鍵.

3 不確定性分析

3.1 邊際減排成本

目前，海運界唯一對各項減排措施及其減排能力進行模擬測算的是挪威船級社DNV在2008—2009年間所作的研究.根據(jù)該研究，主要有25種減排措施可用于海運業(yè).DNV建立一個動態(tài)模型，模擬每年船舶的運營情況，評估25種減排措施對不同船型的適用性和影響.該動態(tài)模型采用以下基本假設(shè):

(1)以2008年的船舶數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)線，并假設(shè)2008年無新造船投入使用;

(2)從2008年到2030年，每種船型的船舶數(shù)量呈線性變化，假設(shè)全部船型數(shù)量增長率均為2.3%;

(3)每艘船舶的使用期為30 a;

(4)在收益核算時，采用折現(xiàn)率5%;

(5)以2007年的燃料價格作為計算依據(jù)，即:500美元/t(MDO)，350美元/t(HFO)，450美元/t(LNG);

此外，用到的數(shù)據(jù)還包括:各船舶載質(zhì)量、船速、年運營天數(shù)、主機功率及主機負載、主機燃油消耗率以及碳排放因子等.

每項措施的邊際減排成本(Cma，美元/t)為每減少排放1 t CO2所產(chǎn)生的成本，可根據(jù)式(1)計算:

式中:ΔC為采用該措施額外帶來的成本增加(措施有效期內(nèi)，美元);ΔB為采用該措施后所節(jié)省的燃油費用(措施有效期內(nèi)，美元);ΔE為采用該措施后減少的CO2排放量(措施有效期內(nèi)，t)

根據(jù)該動態(tài)模型測得全球船隊2030年平均減排成本曲線［15］見圖1.

圖1 2030年世界船隊的CO2平均減排成本曲線

從DNV的關(guān)于邊際減排成本的估算方法看，技術(shù)進步的復(fù)雜性、船用燃油價格的波動以及資金利率等不確定性因素都會影響邊際減排成本的核算.

技術(shù)進步的復(fù)雜性是減排成本研究中的難點.發(fā)達國家的技術(shù)水平高于發(fā)展中國家，先進技術(shù)的普及率較高，因此可能以較低的成本減排;與發(fā)達國家比較，發(fā)展中國家在相當(dāng)多的技術(shù)領(lǐng)域存在幾十年的差距，盡管其減排潛力巨大，但是需要相當(dāng)長的一段時間縮小這種技術(shù)差距.另外，發(fā)達國家沒有采取切實措施履行《聯(lián)合國氣候變化框架公約》中向發(fā)展中國家無償或優(yōu)惠提供技術(shù)的義務(wù)，因此發(fā)展中國家可用的先進技術(shù)極為有限，很難以低成本實現(xiàn)減排目標(biāo).

當(dāng)前，化石能源價格波動頻繁且幅度很大.2002—2008年間，海運重油價格在165～1 100美元/t之間波動，2009年受金融危機影響重油價格下跌到約400美元/t，2010年又回升到700美元/t附近，加上國際性投機資金對大宗商品的炒作，海運用燃油價格波動很大.燃油價格的這種大幅波動會增加邊際減排成本核算的不確定性.

從目前燃油價格走勢看，DNV邊際成本測算中采用350美元/t的重油價格顯然太低.如果按照現(xiàn)在平均燃油價格600～700美元/t的水平重新估算邊際減排成本，則圖1中的邊際減排成本曲線將向下移動，到達虛線所示的位置.

此外，氣候變化減排政策的成本依賴于市場效率.DNV研究減排技術(shù)措施的減排成本僅包括初始成本(設(shè)計和安裝)和運行成本(維護、培訓(xùn)和收入損失).實際上，市場和公共部門行動經(jīng)常出現(xiàn)失真和不完整，例如缺少信息、扭曲的價格信號、缺少競爭、規(guī)范制度失敗、扭曲下的財政體系、有限的金融市場等.所以，恰當(dāng)?shù)臏p排成本分析應(yīng)考慮既定政策戰(zhàn)略下的外部成本和執(zhí)行成本，要明確考慮對改變現(xiàn)有規(guī)章制度、能力建設(shè)、信息、培訓(xùn)教育及其他政策落實過程中所作出的努力需要付出的實施成本.

因此，海運業(yè)邊際減排成本的確定受諸多因素影響，不是一個精確數(shù)值，尤其是未來很多因素都在發(fā)生變化，只能不斷調(diào)整邊際減排成本才能更接近真實狀況.

3.2 海運業(yè)排放上限

海運業(yè)排放上限的確定與邊際減排成本密切相關(guān).如:IMO海洋環(huán)境保護委員會59/4/24［7］文件中提出根據(jù)“分享各行業(yè)減排努力”或“公平性”原則確定全球海運溫室氣體排放上限的做法.

為達到全球溫控增長不超過2℃的目標(biāo)，地球大氣中溫室氣體的濃度要滿足445×10－6～490×10－6的要求，對應(yīng)的 B2情景①B2情景是《IPCC排放情景特別報告》(IPCC SRES)中設(shè)置的關(guān)于2020年和2050年6種可能的經(jīng)濟發(fā)展情景之一。下排放目標(biāo)值為26.9 Gt CO2當(dāng)量，而B2情景下2030年基準(zhǔn)情景(不采取減排措施情況)的排放量為53.8 Gt CO2當(dāng)量.因此，2030年全球需要減排26.9 Gt CO2當(dāng)量，即減排50%，該減排量下對應(yīng)的CO2邊際減排成本為50美元/t.

基于“公平性”原則，海運業(yè)承擔(dān)的邊際減排成本應(yīng)該與其他行業(yè)一樣，即50美元/t.以基準(zhǔn)排放水平(BAU)，減去CO2邊際減排成本為50美元/t下的減排潛力，得到2030年海運業(yè)的排放上限，見圖2.

從上述海運溫室氣體排放上限的確定過程中可以看到，邊際減排成本是確定排放上限的核心要素，CO2邊際減排成本為50美元/t時，海運業(yè)相應(yīng)的減排潛力的估算與當(dāng)時的燃油價格、技術(shù)進步程度、市場上資金利率等因素有關(guān)，具有不確定性，從而導(dǎo)致排放上限也不可能被精確確定.另外，未來經(jīng)濟增長速度、船舶規(guī)模經(jīng)濟、替代能源等的發(fā)展?fàn)顩r使目標(biāo)年溫室氣體基準(zhǔn)排放量難以估算，這些因素造成海運排放上限的設(shè)置不是一個精確數(shù)據(jù).

圖2 海運溫室氣體排放上限的確定

因此，根據(jù)海運業(yè)有關(guān)市場機制的現(xiàn)有設(shè)計思路，無論是排放配額交易機制還是溫室氣體基金機制，其核心要素——排放上限、排放目標(biāo)、排放配額、配額價格、碳稅率受不確定性因素影響多，無法準(zhǔn)確估測.在這種情況下，如果實施排放交易機制或溫室氣體基金機制，其中有關(guān)排放上限、排放目標(biāo)、碳稅率的確定最有可能體現(xiàn)的是某些政治意志下的結(jié)果，而不是通過科學(xué)估算而來的.

3.3 刺激船舶采用技術(shù)革新的動力

ETS或GHG Fund機制認為，通過設(shè)定碳排放配額或碳稅率，可以限制船舶所有人的CO2排放，刺激船舶所有人采用新技術(shù)或技術(shù)革新，鼓勵船舶所有人節(jié)約用油;而對實施碳排放交易或碳稅機制后總運輸成本變動的研究表明，情況并非如此.

在METS中，單艘船舶CO2排放量是報告期燃油消耗量與所用燃油碳排放因子的乘積，碳排放量的變動主要是燃油消耗量的變化，在碳配額全部拍賣的情景下，船公司為他們消耗的燃油支付的碳成本為

式中:CETS為實施ETS機制后產(chǎn)生的碳成本，美元;Qfuel為一定時期內(nèi)的燃油消耗量，t;Cfactor為國際海運用燃油的碳排放因子;Pquota為一定時期內(nèi)的CO2排放配額價格，美元/t.

根據(jù)GHG Fund的運行機制，實施該機制后產(chǎn)生的碳成本

式中:Qfuel為一定時期內(nèi)的燃油消耗量;Rcontrib為一定時期內(nèi)GHG Fund機制中的碳稅率.

CO2排放因子是基于燃油品種含碳量以及燃油中碳的非氧化份額計算得到的.國際海運船舶主要由大功率中低速柴油發(fā)動機驅(qū)動，航行時主要使用殘渣燃料油(重油)，停泊時主要使用燃料油(輕油).由勞埃德船級社在最新的大量測試基礎(chǔ)上確定的排放因子為:重油3 130 kg/t，輕油3 190 kg/t.

考察近幾年歐洲碳交易市場上CO2排放配額價格及燃油價格的波動情況，CO2排放配額價格主要在10～50美元/t之間波動，燃油價格在300～900美元/t之間波動，選取好望角型散貨船、VLCC船、4 000～6 000 TEU集裝箱船作為分析對象，計算當(dāng)實施碳排放交易或碳稅機制時，總運輸成本的變動情況.樣本船數(shù)據(jù)見表2.

表2 樣本船型經(jīng)濟參數(shù)

根據(jù)式(2)得到的計算結(jié)果見圖3.比較式(2)和(3)可以發(fā)現(xiàn)，CO2排放配額價格15美元/t對運輸成本產(chǎn)生的影響相當(dāng)于GHG Fund機制中對每噸燃油征收47美元碳稅.

圖3 CO2排放配額價格15美元/t對主要船型運輸成本的影響

研究發(fā)現(xiàn)，碳配額或碳稅的增設(shè)使得運輸成本上升，這種成本的增量隨著船型的種類、大小、燃油價格的變化而變化.當(dāng)CO2排放配額價格為15美元/t、燃油價格在300～900美元/t范圍內(nèi)變動時，4 000～6 000 TEU的集裝箱船年運輸成本增長最大，上漲4.1% ～8.8%;其次是好望角型散貨船，運輸成本上漲3.4%～6.1%;VLCC船運輸成本所受影響最小，上漲3.2% ～5.6%(見圖3).

隨著燃料價格的上升，燃油費用占總運輸成本比例不斷上升，碳成本占總運輸成本比例不斷降低.在較低的CO2排放配額價格水平下(如15美元/t)，燃油價格波動遠大于新增碳成本引起的波動.此時，真正刺激船舶所有人提高能效的動力在于燃油價格本身而不只是因為碳稅的設(shè)置，如果此時處在一個航運需求旺盛的市場，船舶所有人不一定愿意放慢船舶速度而減少排放量，或者他會將成本轉(zhuǎn)移給貨主.因此，METS或GHG Found機制可以鼓勵船舶所有人節(jié)約用油，但相對燃油價格而言，碳稅只具有很小的力量(除非碳稅設(shè)得很高，如100美元/t燃油或以上)，這類市場機制刺激船舶所有人節(jié)能減排的動力并不像原先設(shè)想的那么大.真正刺激船舶所有人提高能效、減少用油的是高燃油價格以及未來燃油價格不斷增長的預(yù)期.

4 結(jié)束語

當(dāng)前主要的減排市場機制METS和GHG Fund機制中的核心要素——排放上限、排放目標(biāo)、碳配額價格和數(shù)量、溫室氣體稅金率的確定與海運邊際減排成本密切相關(guān)，因受諸多因素影響而具有不確定性;同時，研究發(fā)現(xiàn)實施碳排放交易或國際溫室氣體基金機制在刺激船舶所有人采用技術(shù)革新方面，由于刺激力度與燃油價格高低、市場的景氣度有關(guān)，也具有不確定性.這些相關(guān)市場機制的核心要素及其在執(zhí)行效果上的不確定性應(yīng)該引起相關(guān)決策者們的高度注意.在充分了解不確定性因素及其影響之前，海運業(yè)不應(yīng)急于推出溫室氣體排放交易機制或者溫室氣體基金機制，因為它們將增加海運業(yè)的負擔(dān)而使得更多貨物轉(zhuǎn)向排放相對多的其他運輸方式.正確認識減排市場機制在執(zhí)行過程和執(zhí)行效果上的不確定性是國際海運界科學(xué)合理地選擇減排措施(或機制)的前提.

［1］United Nations Environment Programme.Second IMO GHG Study［M］.International Maritime Organization(IMO).MEPC 59/INF.10(2009).

［2］Cyprus，Denmark，the Marshall Islands，Nigeria and IPTA.An international fund for greenhouse gas emissions from ships［EB/OL］.［2012－01－08］.MEPC 60/4/8(2010).

［3］Jamaica.Achieving reduction in greenhouse gas emissions from ships through port state arrangements utilizing the ship traffic，energy and environment model，STEEM［EB/OL］. ［2011－11－15］.MEPC 60/4/40(2010).

［4］IUCN.A rebate mechanism for a market－based instrument for international shipping［EB/OL］.MEPC 60/4/55(2010).

［5］Norway.A further outline of a global Emission Trading System(ETS)for international shipping ［EB/OL］. ［2011－11－15］.MEPC 60/4/22(2010).

［6］France.An international fund for greenhouse gas emissions from ships［EB/OL］. ［2011－11－25］.MEPC 60/4/41(2010).

［7］United Kingdom.A global emissions trading system for greenhouse gas emissions from international shipping［EB/OL］.［2011－11－25］.MEPC 60/4/26(2009).

［8］Japan.Consideration of a market－based mechanism:leveraged incentive scheme to improve the energy efficiency of ships based on the international GHG Fund［EB/OL］. ［2011－11－25］.MEPC 60/4/37(2010).

［9］WSC.Proposal to establish a Vessel Efficiency System(VES)［EB/OL］.［2011－11－25］.MEPC 60/4/39(2010).

［10］Japan and the World Shipping Council.Consolidated proposal of“Efficiency Incentive Scheme”based on the leveraged incentive scheme and the vessel efficiency system［EB/OL］. ［2011－11－25］.GHG－WG 3/3/2(2011).

［11］United States.Further details on the United States proposal to reduce greenhouse gas emissions from international shipping［EB/OL］.［2011－11－25］.MEPC 60/4/12(2010).

［12］Bahamas.Market－based instruments:a penalty on trade and development［EB/OL］. ［2011－12－25］.MEPC 60/4/10(2010).

［13］Bahamas.How technical and operational measures are the only direct and effective means to deliver cuts in CO2emissions［EB/OL］.［2011－12－25］.GHG－WG 3/2(2010).

［14］International Maritime Organization(IMO).Report on the outcome of the study undertaken by the expert group on feasibility study and impact assessment of possible market－based measures proposed under MEPC 60［EB/OL］. ［2011－12－25］.MBM－EG 3/4(2010).

［15］DNV.Pathways to low carbon shipping abatement potential towards 2030［EB/OL］.［2011－12－25］.(2009).http://www.dnv.com.

［16］Germany.Impact assessment of an emissions trading scheme with a particular view on developing countries［EB/OL］. ［2011－12－25］.(2009).http://www.bmu.de/verkehr/schifffahrt_haefen/doc/41893.php.2010.