【研究报告】排放交易体系在减少排放方面的有效性如何?来自欧盟、新西兰和韩国的经验证据
2026-06-10 12:58
【研究报告】排放交易体系在减少排放方面的有效性如何?来自欧盟、新西兰和韩国的经验证据
碳排放交易体系（ETS）是全球应对气候变化、推动温室气体减排的重要市场化政策工具之一。其基本逻辑是通过设定排放总量上限并允许排放配额交易，使减排成本较低的企业主动减少更多排放并出售剩余配额，而减排成本较高的企业则通过购买配额履约，从而在整体上以更低社会成本实现减排目标。随着气候政策不断强化，ETS已从单一环境规制工具逐渐演变为连接能源转型、工业竞争力、技术创新和绿色投资的重要制度安排。截至2024年，全球已有36个经济体或司法辖区在区域、国家或地方层面实施排放交易体系，其中既包括欧盟ETS这样的跨国碳市场，也包括韩国、新西兰、中国地方试点及其他国家或地区制度。尽管ETS已被广泛采用，但其实际减排效果究竟有多大，是否在不同国家和部门中都能稳定发挥作用，仍是一个需要通过严格实证分析回答的问题。
欧盟排放交易体系（EU-ETS）于2005年启动，是全球历史最久、规模最大、制度最成熟的跨国碳市场，目前覆盖电力、热力、能源密集型制造业、航空和海运等部门。欧盟ETS经历了多个阶段：第一阶段主要采用历史排放法免费分配配额，制度设计较为宽松；第二阶段开始引入更明确的减排目标、提高违规处罚并允许有限使用京都机制信用；第三阶段改为欧盟统一排放上限并逐步扩大拍卖比例；第四阶段则与欧洲绿色协议、2030年减排目标、CBAM和免费配额逐步退出等政策相衔接。与欧盟相比，新西兰ETS于2008年启动，覆盖电力、工业、建筑、交通、航空、废弃物和林业等多个部门，但其农业部门长期未被纳入，而农业约占新西兰全国温室气体排放的近一半，这可能显著削弱其国家层面的减排表现。韩国ETS于2015年启动，是欧盟ETS之后全球第二大国家级排放交易体系，覆盖电力、工业、建筑、国内航空和废弃物等部门，约覆盖全国89%的排放，具有较高覆盖率，但其制度效果在不同实施阶段之间可能存在明显差异。已有文献对欧盟ETS减排效果进行了大量评估，但研究结论差异较大。一些企业层面研究发现，欧盟ETS可显著降低参与企业排放；也有研究发现，在部分国家或企业样本中减排效果不显著。造成分歧的原因包括研究对象层级不同、样本时间跨度不同、数据质量差异、模型设定不同以及是否控制能源价格、碳税和经济结构变化等因素。尤其需要注意的是，企业层面或成员国层面的减排结果并不一定能够直接反映整个ETS制度的有效性，因为碳市场允许企业跨部门、跨地区购买配额，个别企业或国家未减排并不意味着制度整体无效。因此，评估EU-ETS这类跨区域市场时，更合理的做法是从项目整体层面和部门层面同时考察其相对于“没有ETS情景”的减排影响。相较于欧盟ETS，新西兰ETS和韩国ETS的事后实证评估明显不足，尤其缺乏将多个成熟ETS放在统一框架下进行比较的研究。基于此，本文以欧盟、新西兰和韩国三大排放交易体系为研究对象，系统评估其对CO₂排放的实际影响。研究不仅考察电力部门排放变化，也分析国家总体CO₂排放变化；不仅单独评估每个ETS制度，还对三个制度在启动后相同运行年限内的表现进行横向比较。文章的核心问题是：ETS是否真正减少了排放？哪些制度设计更有利于减排？为何同样是碳市场，不同国家或地区的效果存在明显差异？通过回答这些问题，本文试图为全球碳市场制度设计、政策校准和减排效果评估提供经验证据。本研究采用广义合成控制法（Generalized Synthetic Control, GSC）构建反事实评估框架，测算欧盟、新西兰和韩国ETS实施后相对于“未实施ETS情景”的CO₂排放变化。研究时间范围主要覆盖2000—2020年，并在结论部分提到使用覆盖2000—2020年的跨国数据框架，以增强反事实估计基础。研究样本包括137个国家，涵盖发达国家和发展中国家，其中38个国家参与了某种形式的ETS，包括27个欧盟成员国，另有99个国家未参与ETS，可作为合成控制组的潜在样本。数据主要来源于国际能源署（IEA）、世界银行和Our World in Data，变量包括总CO₂排放、电力部门CO₂排放、人均GDP、人口规模、发电量、煤电和气电占比、煤炭价格、天然气价格以及是否实施碳税等。
研究选择CO₂而非全部温室气体作为主要被解释变量，是为了提高不同ETS之间的可比性。不同国家ETS覆盖部门差异较大，例如新西兰农业部门排放大量非CO₂温室气体，但农业并未纳入ETS，而欧盟ETS主要覆盖电力、热力和部分制造业，非CO₂气体占比较低。如果将甲烷、氧化亚氮等非CO₂气体一并纳入，可能会因为行业结构和气体类型差异造成不可比。因此，本文聚焦CO₂排放，并分别从电力部门和国家总体两个层面评估ETS效果。电力部门之所以被重点关注，是因为三大ETS均涉及电力或能源部门，制度作用路径更接近，可提高横向比较的可信度；而国家总体排放评估则用于考察ETS对整体经济排放轨迹的影响。在计量方法上，研究将ETS实施视为政策处理，将参与ETS的国家或地区作为处理组，将未参与ETS的国家作为潜在控制组，通过反事实模型估计如果处理组未实施ETS，其CO₂排放本应如何变化。平均处理效应（ATT）的估计包括三个步骤：首先，将处理组在ETS实施后的观测值视为“缺失”，利用未处理状态下的数据估计模型；其次，根据模型预测处理组在没有ETS情况下的反事实排放路径；最后，将实际排放与反事实排放进行比较，二者差值即为ETS的估计减排效果。若实际排放低于反事实排放，则说明ETS产生了减排作用；若差异不显著，则说明未能识别出稳健减排效果。研究比较了三类估计器：传统双向固定效应模型（TWFE/FE）、交互固定效应模型（IFE）和矩阵补全估计器（MC）。双向固定效应模型能够控制国家不随时间变化的特征和共同时间冲击，但在存在未观测且随时间变化的混杂因素时可能产生偏误。交互固定效应模型通过引入随时间变化的潜在因子和国家因子载荷，更好捕捉不同国家受到全球能源价格、经济周期、技术变化等因素影响的差异。矩阵补全估计器则将未处理潜在结果视为可由低秩矩阵近似的结构，能够在面板数据中利用未处理样本推断处理组缺失的反事实结果。研究通过交叉验证比较IFE和MC模型的预测误差，选择均方预测误差（MSPE）最低的模型作为首选估计器；在多数核心结果中，MC估计器表现更优，因此主要报告MC结果，同时用固定效应模型作为基准比较。为保证估计结果可信，研究还开展了等价性检验和前趋势诊断。等价性检验用于判断ETS实施前，处理组和合成控制组的排放趋势是否足够接近。如果政策实施前二者已经存在显著不同走势，则后续估计的政策效果可能混入原本趋势差异，削弱因果解释力。当等价性检验未通过时，研究会调整模型设定、缩短处理前窗口或优化控制组样本，以提高处理前拟合程度。例如，新西兰ETS分析中，由于2000年处理前拟合较差，研究剔除了该年份，并以2001—2020年作为样本期重新估计。通过这种方式，研究尽量确保识别出的排放变化来自ETS政策本身，而不是历史结构变化或异常年份造成的偏误。模型设定方面，研究设计了三组控制变量规格，从简约模型到扩展模型逐步增加变量。规格一包括人均GDP、人口和滞后一期间发电量；规格二在此基础上加入碳税变量，用以控制其他碳定价政策影响；规格三进一步加入滞后一期间煤炭和天然气价格，以及煤电、气电占比等能源结构变量，用以控制能源价格波动和电力结构变化对排放的影响。通过比较不同规格和估计器的结果，研究判断ETS减排效果是否稳健，并避免将经济增长放缓、能源价格变化、电力结构调整或碳税政策影响误判为ETS效果。研究结果显示，ETS总体上是一种有效的市场化减排机制，但其减排效果并不自动产生，而是高度依赖制度覆盖范围、排放上限约束强度、配额分配方式、行业结构和政策执行阶段。欧盟ETS表现出最明确、最稳健的长期减排效果。对所有欧盟参与国家而言，2005—2020年期间，欧盟ETS使电力部门CO₂排放相较无ETS反事实情景累计下降21.3%，使国家总体CO₂排放累计下降15.6%。这一结果在统计上显著，说明EU-ETS不仅推动了电力部门减排，也对欧盟整体排放轨迹产生了实质影响。进一步聚焦EU-15，即2004年欧盟扩大前的15个老成员国，减排效果更为明显：EU-15电力部门CO₂排放累计下降30.7%，国家总体排放累计下降18.6%。这说明制度运行时间更长、工业基础更成熟、市场机制更稳定的国家组别，可能更能充分释放ETS的减排作用。
从阶段变化看，欧盟ETS的减排效果具有逐步增强特征。EU-15电力部门在第一阶段、第二阶段和第三阶段的净减排影响依次增强，表明随着排放上限逐步收紧、拍卖比例提高、免费配额规则优化、统一上限取代成员国分散设定以及合规惩罚加强，ETS对电力部门低碳转型的激励更强。早期欧盟ETS因配额分配宽松、历史排放法免费分配比例高和碳价较低而受到质疑，但长期实证结果表明，即便早期价格不高，制度持续运行、总量约束收紧和市场预期形成仍可推动减排。这一发现对当前全球碳市场建设具有重要启示：碳市场初期可能存在制度试错和价格波动，但只要制度逐步收紧并保持可信的长期约束，仍能形成显著减排效果。新西兰ETS的表现则更为复杂。研究发现，新西兰ETS在2008—2020年期间使电力部门CO₂排放减少约129万吨，但对全国总体CO₂排放没有显著减排效果，甚至在部分模型中呈现总体排放相较反事实情景上升的结果，不过统计上并不显著。造成这一结果的关键原因在于新西兰排放结构与制度覆盖之间存在明显错位：农业部门约占全国温室气体排放近一半，但长期未被纳入ETS，而能源部门占全国排放比例远低于欧盟。换言之，即使ETS对电力和能源相关部门产生一定影响，也难以显著改变全国总体排放趋势。该结论说明，ETS若要在国家层面实现显著减排，必须覆盖主要排放部门；若高排放部门因政治阻力或行业特殊性被排除在外，碳市场的整体减排效果将受到明显限制。韩国ETS在2015—2020年期间对国家总体CO₂排放产生了一定减排作用，但对电力部门排放未能识别出显著减排效果。研究结论显示，优选模型下，2015-2020 全周期韩国电力部门累计CO₂较反事实上升3.52%、全行业整体上升2.64%；分阶段：一期（2015-2017）电力+4.06%、全行业+1.26%，二期（2018-2020）电力-4.77%、全行业-1.52%，全周期整体仍小幅高于反事实，无全周期累计减排2920万吨、降幅4.85%的实证结果。韩国ETS效果呈明显阶段性：第一阶段（2015—2017年）总量上限相对宽松，年度排放上限还呈上升趋势，因此制度启动后并未立即阻止排放增长；第二阶段（2018—2020年）后，电力和全部门排放开始更明显下降，说明韩国ETS的减排驱动可能存在滞后效应，并随着制度约束增强逐步显现。该结果表明，新建ETS在初期常因政治可接受性、产业适应期和配额宽松安排而难以快速发挥作用，但进入更严格阶段后，其对长期脱碳的作用会增强。短期百分比数值新西兰降幅最高，但受极低基数干扰不具备横向可比性；从实际减排体量与长期有效性排序：欧盟＞新西兰＞韩国（韩国首三年排放抬升）。不过，从长期制度有效性看，欧盟ETS的累计减排最显著，尤其在电力部门和EU-15国家中表现突出；新西兰ETS受农业部门未覆盖影响，国家层面效果有限；韩国ETS则呈现初期较弱、后期增强的阶段性特征。这说明比较ETS效果不能只看是否建立碳市场，还要看制度覆盖是否抓住主要排放源、排放上限是否真实收紧、配额分配是否避免过度宽松，以及政策是否能够长期稳定运行。政策含义方面，本文认为ETS确实能够成为有效的CO₂减排工具，但其有效性与制度设计和执行力度高度相关。更严格的制度，特别是能够覆盖关键排放行业、设置固定且递减的排放上限、减少过度免费分配并形成稳定碳价预期的制度，更可能推动实质减排和长期技术创新。相反，如果制度为了政治可接受性而过度宽松，或者将主要排放部门排除在外，ETS可能只能在局部部门产生有限效果，难以带动国家总体排放下降。研究还强调，不同研究对ETS效果得出差异化结论，并不必然意味着某一结论错误，而是说明时间跨度、估计方法、数据质量、控制变量选择和分析层级都会影响结果。因此，对碳市场的评估应避免简单以短期碳价或单个行业结果判断成败，而应结合长期排放趋势、反事实路径、行业覆盖和制度演进进行综合分析。总体来看，本文为全球ETS政策评估提供了三个重要启示。第一，ETS可以有效减排，欧盟长期经验尤其证明，持续收紧的总量控制和市场化履约机制能够显著改变电力部门和整体经济排放路径。第二，ETS的覆盖范围决定了其国家层面减排上限，新西兰经验说明，如果高排放部门未被纳入，碳市场整体效果将受到结构性限制。第三，ETS效果具有阶段性和滞后性，韩国经验说明，制度初期宽松并不必然代表长期无效，但若要释放减排潜力，需要逐步提高约束强度、优化配额分配并增强政策可信度。未来各国在设计和改革ETS时，应在政治可行性与环境有效性之间取得平衡，同时建立持续评估机制，根据实际减排效果动态调整覆盖范围、排放上限、配额分配、市场稳定机制和与其他气候政策的协同关系。全文链接：
https://documents.worldbank.org/en/publication/documents-reports/documentdetail/099211005052635069
资料收集：黄天霖 孙一诺 毛远建 沈宇峰
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