林业科学  2014, Vol. 50 Issue (3): 123-129   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140317
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文章信息

杨红强, 季春艺, 陈幸良, 聂影
Yang Hongqiang, Ji Chunyi, Chen Xingliang, Nie Ying
中国木质林产品贸易的碳流动——基于气候谈判的视角
Carbon Flow of Chinese International Trade of Forest Products:Based on the Climate Change Negotiations
林业科学, 2014, 50(3): 123-129
Scientia Silvae Sinicae, 2014, 50(3): 123-129.
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20140317

文章历史

收稿日期:2013-06-20
修回日期:2013-10-28

作者相关文章

杨红强
季春艺
陈幸良
聂影

中国木质林产品贸易的碳流动——基于气候谈判的视角
杨红强1, 2, 5, 季春艺3, 5, 陈幸良4, 聂影2, 5    
1. 南京林业大学经济管理学院 南京 210037;
2. 南京大学长江三角洲经济社会发展研究中心 南京 210093;
3. 江南大学商学院 无锡 214122;
4. 中国林业科学研究院 北京 100091;
5. 国家林业局林产品经济贸易研究中心 南京 210037
摘要:木质林产品(下简称HWP)国际贸易的碳计量和分配问题是《联合国气候变化框架公约》HWP议题谈判的焦点。依据IPCC指南,核算1961-2011年我国木质林产品贸易的碳储量和碳排放,继而分析木质林产品贸易的碳流动对减排贡献的影响。结果表明:我国木质林产品贸易的碳储量流动不断增长,应用不同的IPCC碳量核算方法会对附件Ⅰ贸易国的碳减排产生不同影响。木质林产品进口提高了储量变化法核算的碳清除贡献;运用大气流动法,我国木质林产品的贸易与使用已成为碳排放源。
关键词木质林产品    国际贸易    碳流动    气候谈判    
Carbon Flow of Chinese International Trade of Forest Products:Based on the Climate Change Negotiations
Yang Hongqiang1, 2, 5, Ji Chunyi3, 5, Chen Xingliang4, Nie Ying2, 5     
1. College of Economics and Management, Nanjing Forestry University Nanjing 210037;
2. Center for Yangtze River Delta's Socioeconomic Development, Nanjing University Nanjing 210093;
3. School of Business, Jiangnan University Wuxi 214122;
4. Chinese Academy of Forestry Beijing 100091;
5. Research Center for Economics and Trade in Forest Products of State Forestry Administration Nanjing 210037
Abstract: The measurement and allocation of carbon in harvested wood products (HWP) of international trade is an important forestry issue in the United Nations Framework on Climate Change Convention. In this paper, the carbon storage and carbon emissions of HWP in trade for China was accounted from 1961-2011, then the contribution to carbon removal was analyzed according to the IPCC guidelines. Research showed that: The carbon flow accounted by different method suggested by IPCC had different effect on carbon reduction for annex Ⅰ trading nation. The carbon stock in the form of wood product imports grew constantly, which had increased carbon removal by stock-change approach. While estimated by atmospheric-flow approach, large imports of primary wood materials increased carbon emissions, so that trade of HWP had made China become a "carbon source".
Key words: harvested wood product    international trade    carbon flow    climate change negotiations    

全球气候变化可能危及人类的资源安全和稳定发展。为了延缓气候变暖,国际上已形成以《京都议定书》和《联合国气候变化框架公约》为主体、以"共同但有区别的责任"为原则的国家和区域减排目标和应对行动(季春艺等,2011)。《京都议定书》第三条第3 款和第4款规定,自1990年以来直接人为引起的土地利用变化和林业活动(仅限于造林、重新造林和砍伐森林)所产生的温室气体排放和碳汇清除的净变化,应通过清晰及可核查的方式做出报告。森林砍伐后的木材利用能将森林固碳量转移到木质林产品(harvested wood products,HWP)中,在产品使用寿命期限内缓慢释放(张小全等,2009)。木质林产品的碳储量已被列为《联合国气候变化框架公约》谈判的重要林业议题之一。木质林产品的储碳量包含在农业、林业和其他土地利用的碳清除贡献核算中(contribution of HWP to annual AFOLU CO2 removals),定义为木质林产品碳清除贡献。气候大会在多次议题谈判中,提出了估算和报告木质林产品对每年AFOLU碳汇/源的作用和贡献、如何分配木质林产品贸易在木材生产国和消费国的贡献以及木质林产品归属于大气碳流动或碳储量变化的哪个过程(杨红强等,2013)。参与国际贸易的木质林产品的碳储量归属和碳排放分配是议题谈判的焦点(Ji et al.,2013)。

目前对国际贸易中木质林产品的碳量问题进行了不同层级的研究。有学者认为: 一国通过贸易来进口木质林产品,增加其碳库的效应远大于其国内培育森林进行碳汇(Nabuurs et al.,2001)。木质林产品贸易的碳流动会影响森林和林产品碳库储碳量的核算和报告,对具有强制碳减排责任的出口国或进口国具有非常重要的影响(Tonn et al.,2007)。各国对不同核算方法的立场具有背后的深层原因,研究如何合理判断各国基于木质林产品消费方式的差异而对环境所造成的直接或间接影响,有利于明晰全球温室气体减排下各国的责任划分(肖艳,2012)。为了实现木质林产品碳量分配的公平性,需要分析国际贸易中隐含碳的承担主体,达成进出口国共同负担木质林产品的隐含碳,并提出不断改进的国家碳库和碳排放核算模型(白冬艳等,2012)。

增加木质林产品的碳储量可作为公约附件Ⅰ国家抵消其二氧化碳减排承诺的一部分(Watson et al.,2000)。国际贸易带来的碳储量和排放转移的问题不容忽视,否则会大大降低缔约国减排协议的执行效果(Dias et al.,2007)。我国已经成为木质林产品生产及进出口贸易大国,基于《2006 IPCC 国家温室气体排放清单计量方法学指南》,研究1961—2011年中国木质林产品贸易的碳流动,并据此分析木质林产品贸易的减排贡献,能为提高林产品的温室气体减排潜力提供参考依据,同时为我国更好地参与HWP议题谈判提供有利的数据支持。

1 研究方法及数据 1.1 研究方法

《2006 IPCC国家温室气体排放清单计量方法学指南》中提供了HWP碳量核算方法: IPCC缺省法、储量变化法、大气流动法和生产法。IPCC缺省法假定采伐的森林生物量中所储存的碳在当年被氧化全部释放回大气,木质林产品碳库不发生变化,高估了木质林产品的碳排放。储量变化法核算国家边界系统内消费的木质林产品的碳库变化,包括采伐、进口和出口的碳储量的变动,和国内消费木质林产品碳释放的量。理论上,储量变化法对于一国消费的木质林产品碳储存和碳排放进行计量,属于基于消费者原则的碳量核算方法。大气流动法核算森林碳库及木质林产品碳库和大气之间的碳流动,包括国家范围内采伐木材的碳储量以及消费木质林产品的碳释放量。木质林产品的进出口贸易不改变报告国的碳储量,报告国要估算采伐森林减少的碳汇和消费木质林产品的碳排放。理论上,大气流动法对国界内消费的木质林产品碳排放进行计量,属于基于领土责任范围分配的碳量核算方法。生产法以一国采伐的木材为系统边界,核算木材生长国生产的木质林产品碳库储碳量变化,包括采伐木材的碳储量和木材生产的所有木质林产品的碳释放量。理论上,生产法以一国采伐木材为系统边界,属于基于生产者原则的碳量核算方法。

不同碳量核算途径主要的差异,在于如何核算与报告参与贸易的木质林产品碳储量归属和碳排放分配问题(Greena et al.,2006)。若产品参与国际贸易,在清单报告时,采用的核算方法不同将会导致碳量在缔约方之间分配不同,那么缔约方承担的减排责任就会不同,这也是缔约方在木质林产品碳量核算方法学上争论的焦点(Choi et al.,2007)。

木质林产品含碳量核算公式为:

$ C = V \times F = V \times D \times R。 $ (1)

式中: V为木质林产品的材积; F为各种木质林产品的碳转换因子; D为木质林产品的基本密度; R为植物有机质干质量中碳成分所占比率,即含碳率。

木质林产品碳库的碳量变化核算公式为:

$ \Delta C\left(i \right)= \left({{{\rm{e}}^{ - k}} - 1} \right)\cdot C\left(i \right)+ \left[ {\frac{{\left({1 - {{\rm{e}}^{ - k}}} \right)}}{k}} \right] \cdot {\rm{Inflow}}\left(i \right)。 $ (2)

式中: △C(i)为第i年木质林产品库碳储存的变化; C(i)为第i年木质林产品碳储量,C(1900)=0; k=ln(2)/HL为每年的一阶衰减变量,HL为木质林产品库的半衰期; Inflow(i)为第i年进入木质林产品碳库中的碳量。

3种方法核算HWP碳清除贡献方法如下。

储量变化法:

$ {\rm{SC}} = \Delta {C_{{\rm{HW}}{{\rm{P}}_{\rm{ - }}}{\rm{DC}}}}{\rm{ = }}H + {P_{{\rm{IM}}}} - {P_{{\rm{EX}}}} - \left({{E_D} + {E_{IM}}} \right); $ (3)

大气流动法:

$ {\rm{AF}} = \Delta {C_{{\rm{HW}}{{\rm{P}}_{\rm{ - }}}{\rm{DC}}}}{\rm{ + }}{P_{{\rm{EX}}}} - {P_{{\rm{IM}}}} = H - \left({{E_D} + {E_{IM}}} \right); $ (4)

生产法:

$ P = \Delta {C_{{\rm{HW}}{{\rm{P}}_{\rm{ - }}}{\rm{DC}}}} = H - \left({{E_D} + {E_{IM}}} \right)。 $ (5)

式中: SC,AF和P分别为储量变化法、大气流量法和生产法核算的每年在用木质林产品的碳储存量增量; ΔCHWP_DC为国内消费的木质林产品碳库的碳量变化; ΔCHWP_DH为国内采伐木材生产的木质林产品碳库的碳量变化; H为每年国内采伐木材中的储碳量; PIMPEX分别为每年所有进出口的木质林产品中的储碳量; ED为国内生产的林产品在国内使用过程中的碳排放量; EIM为进口的林产品在使用过程中的碳排放量; EEX为出口的林产品在使用过程中的碳储量变化量。

由式(3),(4)可知参与国际贸易的林产品的碳量与IPCC不同碳量核算方法的关系。

木质林产品国际贸易的碳储量:

$ {P_{{\rm{IM}}}} - {P_{{\rm{EX}}}} = {\rm{SC - AF;}} $ (6)

木质林产品国际贸易的碳排放:

$ {E_{{\rm{IM}}}} - {E_{{\rm{EX}}}} = P{\rm{ - AF;}} $ (7)

木质林产品国际贸易的储碳增量:

$ \left({{P_{{\rm{IM}}}} - {P_{{\rm{EX}}}}} \right)- \left({{E_{{\rm{IM}}}} - {E_{{\rm{EX}}}}} \right)= {\rm{SC - }}P。 $ (8)
1.2 数据获取

参考《2006 IPCC国家温室气体排放清单计量方法学指南》建议,按照使用周期和分解率不同将在用林产品分为2类: 一是硬木产品,包括锯木、木板和其他工业圆木; 二是纸产品,包括纸和纸板。1961—2011年所有木质林产品: 圆木(包括薪材)、木片和木材废弃物、木炭、锯木、木板、木质纸浆以及纸和纸板,产量和进出口贸易量来自FAO官方数据库公布的最新数据。在估算在用HWP碳量时,为了核算来自数十年前在用木质林产品在当前年份的碳释放,需要1961年之前HWP数据的估值。本文采用GPG-LULUCF建议的预测式,以1961年为基准年,用工业圆木产量的变化率倒推出1900—1960年的产量和进出口量,IPCC假设1900以前的碳储量为零。采伐或统计的林产品数据以材积为单位,通过取IPCC缺省碳因子的换算,可获得各种木质林产品的含碳量,是木质林产品碳储量和碳排放核算的基础。

2 研究结果 2.1 主要木质林产品贸易的碳储量流动

1961—2011年我国木材产量(工业圆木和薪材)的平均年度碳转移量为93.71 Mt C(图 1)。采伐木材中薪材的碳转移量远高于工业圆木,碳转移量平均水平为72.19 Mt C。FAO数据库关于薪材的生产和贸易数据,一般是根据薪材消费模型估计各国薪材的统计数据。薪材采伐后的碳转移量视为采伐当年全部释放回大气,对在用木质林产品碳储量计量不产生影响。1961—2011年我国木质林产品进口的碳储量流动呈现不断上升趋势。

图 1 1961—2011年我国木材产出及木质林产品进出口的碳流动 Fig. 1 Annual carbon transfers in harvested wood and imports and exports of wood products from 1961 to 2011

图 1显示: 1961—2011年我国木质林产品进口的碳储量流动呈现不断上升趋势。各类木质林产品进口贸易的碳储量流动变化见图 2。2001年我国加入世贸组织WTO后,贸易的开放使得国内印刷业和出版业的发展明显增加了对进口产品的依赖程度(杨红强等,2012)。木质纸浆具有相对较高的碳因子转化率,在各类木质林产品中具有最高的进口碳转移量,从1961年的0.03 Mt C上升到2009年的19.17 Mt C,尽管2010年出现约2.5 Mt C的波动下降,但2011年又增长至19.45 Mt C。

图 2 1961—2011年我国各类木质林产品进口碳储量流动 Fig. 2 Annual transfer of carbon in different wood products imported to China from 1961 to 2011

工业圆木为目前我国硬木类产品中进口规模最大的木质林产品,且1998年天然林保护工程实施后,国内工业圆木产出下降,进口工业圆木因较强的代偿性而迅速增长(Yang et al.,2010)。薪材进口占圆木进口的比例从1961年的20%下降至2011年的0.01%,因此圆木进口碳流动主要受进口工业圆木的变动影响。20世纪90年代期间进口碳输入量较低,年平均进口转移碳量1.9 Mt C; 1998年后圆木进口碳转移量增长迅速,2008年受经济危机的影响圆木进口有所下降,但2011年进口碳储量流动再次上升至历史最高水平10.58 Mt C。

锯木的国内需求对进口的依赖程度不断增大。锯材的进口碳转移在1997年后增长明显,2011年达到5.69 Mt C。纸和纸板产品的进口碳转移从1961年的0.05 Mt C上升到1999年的4.93 Mt C,后因国内造纸行业的快速发展,纸产品产量不断增长,进口产品碳流动量不断下降至2011年1.81 Mt C。1961—2011年纸和纸板产品进口的年度平均碳转移量为1.58 Mt C。在木质林产品中木板的进口碳流动量较低,1961—2011年期间,年度平均碳转移量为0.68 Mt C。至于其他木质林产品,如木片和木材残渣以及木炭产品进口占产品总进口的比例很小,因此进口碳转移量并不显著,2011年的碳转移量分别为2.31和0.36 Mt C。

相对于产品的进口,我国各类木质林产品出口的碳转移量较小(图 3)。首先,目前出口碳流出量最高的是木板产品,1998年出口碳转移0.18 Mt C,后持续迅速增长,2008年受经济危机影响,木板的出口下降,2011年出口碳流动量增长至4.12 Mt C。其次,出口碳流动增长较为明显的是纸和纸板类产品,2011年纸和纸板的出口碳转移量达2.2 Mt C,1961—2011年纸和纸板产品出口的碳转移年平均值为0.74 Mt C,高于木板产品的出口平均值。

图 3 1961—2011年我国各类木质林产品出口碳储量流动 Fig. 3 Annual transfer of carbon in different wood products exported to China from 1961 to 2011
2.2 主要贸易国家的木质林产品碳储量流动

木质林产品贸易的碳流动会影响森林和林产品碳库储碳量的核算和报告,对强制减排的附件Ⅰ缔约国1)和无强制减排的非附件Ⅰ国家具有非常重要的影响(白彦锋等,2010)。表 1列出了多个UNFCCC中的附件Ⅰ国家,依据国家林产品贸易特征分为三大类。2010年,我国前10位主要木质林产品进口来源国中,有6个属于UNFCCC附件Ⅰ国家,其中,加拿大、俄罗斯、新西兰3个国家属于大量出口木质林产品国家,美国属于少量进口木质林产品国家,日本和英国属于大量进口木质林产品国家。

表 1 UNFCCC附件Ⅰ国家 Tab.1 Countries included in Annex ⒈ to the UNFCCC

1)《京都议定书》规定: 到2012年,所有发达国家CO2等6种温室气体的排放量要比1990年减少5.2%,其中加拿大在2008—2012年必须完成的削减目标是6%,俄罗斯和新西兰可将排放量稳定在1990年水平上。

表 2显示了2010年我国与前10位主要林产品进口来源国间的碳流动。我国与附件I国家之间的进口碳流动达到11.65 Mt C,占2010年我国进口木质林产品碳转移量的33.35%,其中从俄罗斯、加拿大和新西兰进口产品的碳流动较为显著,分别为4.95,2.42和1.76 Mt C。2010年我国从美国和日本进口木质林产品的碳流动分别为2.19和0.33 Mt C。美国和日本均为木质林产品的净进口国家,因此,我国从美国和日本进口林产品对其国内减排的影响还需结合我国对应的出口贸易进行分析。

表 2 2010年我国与主要林产品进口来源国的碳流动 Tab.2 Carbon flow from main import origin nations to China in 2010

表 3显示了2010年我国向前10位主要贸易国出口林产品的碳流动量。我国出口至其中5个附件I国家的木质林产品的碳流动达到1.7 Mt C,占2010年我国出口木质林产品碳转移量的23.07%。其中美国、日本和英国是我国木质林产品最主要的出口贸易国,2010年碳流动分别为0.84,0.43和0.23 Mt C。综合我国与主要林产品进出口贸易国家的碳流动,可知: 2010年我国从俄罗斯、加拿大和美国净进口木质林产品的碳输入分别为4.87,2.31和1.34 Mt C,2010年2我国对英国和日本净出口木质林产品的碳输出为0.22和0.1 Mt C。

表 3 2010年我国与主要林产品出口贸易国的碳流动 Tab.3 Carbon flow from China to main export nations in 2010
2.3 木质林产品贸易的碳排放分配

木质林产品国际贸易的碳排放,可由国内消费木质林产品的碳排放与国内采伐木材生产的木质林产品的碳排放相减而得(图 4)。

图 4 1961—2011年我国在用和国内木材生产木质林产品的年度碳排放量 Fig. 4 Annual carbon release from harvested wood products in China from 1961 to 2011

1961—2011年我国消费木质林产品的碳排放量呈现波动趋势,年平均碳排放量为20.3 C,2011年为30.12 Mt C。国内木材生产的木质林产品的年度碳排放量均值为15.3 Mt C,为消费碳排放量均值的75.4%。2001年开始我国木质林产品净进口贸易产生的碳排放超过10 C,2011年达到14.74 Mt C。作为最大碳量进口产品的纸浆属于半衰期为2年的纸产品,储碳周期短,年碳释放量大。应用大气流动法,进口纸浆的碳转换量不能增加碳储量,却会大大增加我国国内的碳排放。

2.4 木质林产品的碳清除贡献

应用储量变化法、生产法和大气流量法核算的我国在用木质林产品年度储碳的估算值(图 5),可视为木质林产品的年度碳清除贡献。

图 5 IPCC不同方法核算的我国在用木质林产品的年度储碳量 Fig. 5 Annual changes of carbon stocks of HWP in use in China estimated by different approaches

对比分析3种核算途径的碳清除贡献结果,1997和2003年碳储量转折较为明显,储量变化法、生产法和大气流动法方法核算的我国1997年在用木质林产品年度储碳量分别为18.19,15.71和8.89 Mt C,2003年分别为12.32,5.69和-7.48 Mt C。我国1961—2011年间的木质林产品年度储碳增量平均值,储量变化法为10.63 Mt C,生产法为7.61 Mt C,而大气流动法仅为2.62 Mt C。对比同期我国能源消耗的CO2排放值,可以得出应用储量变化法、生产法和大气流动法我国木质林产品对大气CO2排放的碳清除贡献率分别为1.61%,1.22%和0.47%。值得注意的是,2000年大气流动法核算的我国木质林产品的碳汇贡献为负,即木质林产品的贸易与使用成为了碳排放源。

目前,在不考虑其他影响的前提下,单从木质林产品的碳清除贡献结果来看,运用储量变化法核算我国木质林产品储碳量对大气碳清除的贡献最大,比较有利于我国履行温室气体减排义务。

3 结论与讨论

我国主要木质林产品贸易的碳流动结果显示,所有木质林产品的进口碳流动量呈现出不断上升趋势。木质纸浆和工业圆木具有较高的进口碳转移量,2011年纸浆进口碳流动量为19.45 Mt C,圆木进口碳流动为10.58 Mt C,增加了储量变化法核算的减排贡献结果。应用储量变化法,进口产品能增加进口国碳储量的计量,出口产品将减少出口国碳库的计量。这2类木材加工初级原材的大量净进口,增加了储量变化法核算的减排贡献结果。同时,纸浆产品储碳周期短,年碳释放量大。应用大气流动法,产品的进口不增加进口国碳储量的计量,反而增加产品使用过程碳排放的计量。因此,进口纸浆的消费大大增加了我国国内的碳排放。

2003年IPCC建议采取以"净排放量"计算温室气体排放,即包括利用木质林产品储碳对大气碳排放的清除进行核算。我国与主要贸易国的木质林产品碳储量流动结果显示: 2010年我国从公约附件I贸易国俄罗斯、加拿大和美国净进口木质林产品的碳输入分别为4.87,2.31和1.34 Mt C,我国对英国和日本净出口木质林产品的碳输出为0.22和0.1 Mt C。采用不同的碳量核算方法会对附件I贸易国产生不同的碳减排影响。若国际采用储量变化法为统一碳量核算途径,出口产品意味着产品储碳量的流出,则我国的木质林产品大量进口会减少加拿大和俄罗斯等附件I国家的木质林产品碳库的碳量。木质林产品的碳量核算,对我国未来的进口贸易可能会产生阻碍作用。若国际采用大气流动法为统一核算途径,在进口来源国采伐木材量恒定时,出口会减少其国内消费木质产品的碳排放,则附件I进口来源国的碳储量核算结果会增加,达到抵消部分碳排放的效果,可能会促进我国未来的木质林产品的进口贸易。若国际采用生产法为统一核算途径,我国进口木质林产品对附件I进口来源国的碳减排影响,将依据实际消费木质林产品的方式而变。

分析我国木质林产品贸易的碳流动与碳清除贡献结果可知,IPCC碳量核算方法的选择,对我国的碳计量结果具有较大的影响。对于不同的核算方法,木质林产品年度碳清除贡献和产品的产量、进出口量的关系不同。应用储量变化法,年度碳清除贡献与产量、进口量呈正向关系,与出口量呈反向关系; 应用生产法,碳清除贡献与产量呈正向关系; 应用大气流动法,碳清除贡献与产量、出口量呈正向关系,与进口量呈反向关系。从木质林产品的碳清除贡献结果来看,运用储量变化法核算我国木质林产品的减排贡献,目前对我国履行温室气体减排义务相对较为有利。

IPCC不同的碳量核算方法的系统边界存在差异,对木质林产品贸易的碳储量归属和碳排放分配不同。关于全球木质林产品贸易碳流动的计量与监测方法,目前国际上还未达成统一意见。基于贸易隐含碳问题责任机制的研究,对一国温室气体的核算不应该局限于国界内,而应该从对商品或服务的消费角度来重新界定碳储存归属和碳排放责任(Munksgaard et al.,2001)。对于如何实现进出口国共同承担木质林产品贸易的碳流动问题,将作为后续深入研究的方向,以便我国在未来木质林产品碳储量议题谈判中更有效地维护国家利益。

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