摘 要：相比于内涵能源数量，国际贸易内涵能源结构具有更重要的政策含义。本文梳理了双边商品贸易中部门层次的内涵能源推算理论和实证测算方法，并据此分析了中美贸易中内涵能源结构特性，及2002—2007年中美贸易内涵能源变化的主要影响因素。分析表明，中国对美国出口内涵能源净流出的增加主要源于贸易规模的扩大，而商品出口结构的优化和能源强度的减低在一定程度上缓解了这种压力。本文采用内涵能源相对比重系数，分析发现高能耗部门的出口对于中国对美国内涵能源净流出产生重要影响，需通过外贸结构政策的调整来加以抑制。 关键词：内涵能源结构；国际贸易；结构政策；中美贸易 中图分类号：F752 文献标识码：A 文章编号：1000176X（2012）11000307 一、引 言 自20世纪90年代以来，国际贸易中的内涵能源成为一大研究热点，产生了大量文献[1]，但从研究目标、研究框架、研究方法及相关政策含义等方面来看，还存在较大改进空间。特别是面对中国经济结构调整的重大任务，对于内涵能源结构特性及其政策含义的研究具有非常重要的意义，为此有必要进行更深入的理论分析和更细致的实证测算。所谓内涵能源是指产品生产的一个完整周期中所消耗的全部能源，而完整生产周期则包括产品从上游的原材料和零部件生产到产品本身的加工制造、运输等每个环节直至最终到达消费者手中的全部过程。内涵能源中不包括产品消费和最终使用中所消耗的能源。经济全球化使得同一种产品生产周期的各个环节可能分布在不同国家，导致生产和消费在空间上分离，这是国际贸易内涵能源成为研究热点的主要动因之一。 与中国相关的内涵能源文献主要集中于对外贸易内涵能源的全面测算。王娜等[2]基于1997年投入产出表考察了中国36个部门国际贸易商品的能耗密集度，计算和比较了各类商品的进出口能源消耗量。沈利生[3]从节省能耗的角度测算了中国2002—2005年对外贸易对能源消费的影响，得出中国外贸结构的变化不利于降低能耗的结论，但因假设同一部门的进口省能强度与其出口耗能强度相等，测算所得结果事实上并非对外贸易内涵能源的净值。齐晔等[4]发现在乐观估计下，中国在1997—2006期间是能源净出口国，而在保守估计下则进出口基本平衡。姚愉芳等[5]利用非竞争型投入产出表，测算出中国2005年出口能耗超过通过进口所节约的能耗，且两者之差为2 197亿吨标煤。陈迎等[6]发现中国的净出口内涵能源占当年一次能源消费的比重2002年的16%增长到2006年的257%，印证了外贸出口是拉动中国能源和能耗快速增长的重要因素。顾阿伦等[7]利用2002年、2005年和2007年的投入产出表测算了这些年份中国出口产品的内涵能源和二氧化碳排放。与中国相关的双边贸易内涵能源的研究文献并不多见。尹显萍等[8]研究了中日贸易内涵能源问题，认为中国对日本内涵能源净出口的主要原因是两国能耗强度的差异，而在其数量的决定中，贸易结构比贸易规模起到了更大的作用。 内涵能源实证测算的难度主要体现在，即使数据可得，也不可能得到绝对精确的结果。这主要基于两个原因：一是各国统计体系、部门划分和统计口径等存在差异，使得出口数据和进口数据之间的匹配性难以得到保证；二是转口贸易大量存在，使追踪单个产品生产周期每个环节的内涵能源几乎是不可能的。换言之，在内涵能源实证测算中要达到零误差是不可能的，因此，对于测算准确性的评估主要看所使用的测算方法可能导致怎样的误差以及误差程度的大小。现有部分文献采用的测算方法在以下两方面可能导致较大误差：一是中国进口商品的内涵能源应采用出口国的能耗系数进行测算，但大多文献采用的是中国的或一个“代表性国家”的能耗系数来测算，由于中国与发达国家的能源使用效率存在差距，而发达国家是中国的主要贸易伙伴，这就会大大高估进口商品的内涵能源量；二是部门层次的分析均基于投入产出模型，而部门的中间投入中应包括进口品的投入，部分文献或完全忽视了进口品作为中间投入的影响，或不适当地对其进行处理，或在计算内涵能源净流出中出现推算失误，这些都可能导致很大误差。为明确判断误差的来源及其解决方案的合理性，有必要首先进行理论推导。 且考虑到对双边贸易的测算所需要的数据较少且较易获得，其测算方法也相对简单，本文仅研究双边贸易的情况，在实证测算中则以中美贸易为对象。从理论分析角度来说，尽管现实中国的贸易对象众多，但内涵能源的理论问题并不因此而复杂化，所以本文的理论推导具有普遍意义；从实证测算角度来说，一国的进出口总额是与其所有贸易对象的进出口数额的加权平均和，在测算了两国间贸易之后，在数据可得的情况下向所有贸易对象进行推广亦可行且合理。 与其他文献类似，对于复杂的转口贸易部分，鉴于数据获取的难度很高，本文不予考虑。 按此思路，本文的结构安排如下：第二部分从理论层面对双边贸易的内涵能源计算进行推导；第三部分对中美贸易内涵能源的实证测算方法和数据来源及其处理加以说明；第四部分给出部门层次的实证测算结果并对其进行分析；第五部分采用指数均值分解方法分析中美贸易内涵能源变化的影响因素；最后是本文的结论。 二、基于投入产出模型的国际贸易内涵能源推算 假设经济体可划分为n个产业部门，则投入产出基本模型为X=AX+Y，其中，X为总产出，Y为最终使用，两者均为n×1的列向量，A为n×n的直接消耗系数矩阵。为追踪各项最终需求究竟消耗了多少各个部门的投入，将X=AX+Y移项后可得X=（I-A）-1Y，其中，（I-A）-1为Leontief逆矩阵，其元素为完全消耗系数。最终使用的构成为Y=C+G+I+EX-IM，其中，C为居民最终消费，G为政府消费，I为资本形成，EX为出口，IM为进口。本文并不分析国内最终使用结构问题，故记国内最终使用YD=C+G+I，则Y=C+G+I+EX-IM可简化为Y=YD+EX-IM。本文站在中国立场上进行推导，并假设不存在第三国贸易 。 考虑最简单的情况，即贸易双方均未在生产过程中使用任何进口产品，所有进口产品均被直接投入最终使用。在这一极端假设下，Dc为n×1的中国部门能源直接消耗系数向量，其元素dci=EiXi表示第i部门生产单位产值所需的能源直接消耗量，则可得到中国出口美国商品的内涵能源总量EEcu=Dτc（I-Ac）-1EX，其中，Ac为中国的投入产出直接消耗矩阵，Dτc为中国部门能源直接消耗系数向量Dc转置后的行向量。完全对称地，可以得到美国出口中国商品的内涵能源总量EEuc=Dτu（I-Au）-1IM，其中，Au为美国的投入产出直接消耗矩阵，Dτu为美国部门能源直接消耗系数向量Du转置后的行向量。但在现实中，双方出口的商品均应区分为中间产品和最终使用产品两个部分，前者进入对方的生产过程，后者进入对方的国内最终使用环节，因此上述假设不能反映国际贸易内涵能源的真实情况。为此需采用非竞争型投入产出模型进行推导。 以下标I和F分别表示中间产品和最终使用产品，则有EX=EXI+EXF及IM=IMI+IMF。以上标d和m分别表示国产商品与进口商品，且假设所有进口商品不会直接用于出口，则所有出口商品至少有一个或多个生产环节是在国内完成的，而无论是中间投入还是国内最终使用均可能来自国内生产，也可能来自进口。因此有Ac=Adc+Amc，其中，Adc和Amc分别为中国的国产商品投入系数和进口商品投入系数；以及YD=YdD+YmD，其中，YdD和YmD分别为中国国内最终使用中的国产商品部分和进口商品部分。则投入产出基本模型为X=（Adc+Amc）X+YdD+YmD+EX-IMI-IMF。由此可得国产商品和进口商品各自的平衡关系为X=AdcX+YdD+EX；IMI=AmcX；IMF=YmD。由投入产出基本模型可得国产商品的完全消耗平衡关系为X=（I-Adc）-1（YdD+EX）=（I-Adc）-1YdD+（I-Adc）-1EX，其中，（I-Adc）-1YdD为国内最终使用所完全消耗的国产商品，（I-Adc）-1EX为出口商品中所完全消耗的国产商品（这里包括了加工贸易范畴内的出口商品在国内生产环节所完全消耗的国产商品），分别记为YdDT和EXdT，则有YdDT=（I-Adc）-1YdD；EXdT=（I-Adc）-1EX。由此可得出口EX中的内涵能源总量为EEcu=DτcEXdT=Dτc（I-Adc）-1EX。站在中国立场上，至此可以得到中国对外贸易内涵能源的净输出为 EEcu-EEuc=DτcEXdT-DτuIM=Dτc（I-Adc）-1EX-DτuIM。 基于经济全球化背景下对于垂直专门化问题的兴趣[9-10]，为分析进口商品在中国加工贸易中的地位和作用，有必要进一步对进口商品的流向进行推导。由IMF=YmD可知，进口商品中一部分直接被用于最终使用，因此关键在于推导进口的中间产品部分的流向。将X=（I-Adc）-1Ydc+（I-Adc）-1EX代入IMI=AmcX可得IMI=Amc[（I-Adc）-1YdD+（I-Adc）-1EX]=Amc（I-Adc）-1YdD+Amc（I-Adc）-1EX。由此可见，进口的中间产品在纳入国内生产流程之后，一部分被用于国内的使用，另一部分最终被转而用于出口，两者分别由Amc（I-Adc）-1YdD和Amc（I-Adc）-1EX来反映，后项出口中所完全消耗的进口商品为EXmT，即有EXmT=Amc（I-Adc）-1EX。 在此基础上，进一步推导出与进口商品流向所对应的其内涵能源流向，此时将上述各项分别乘以美国部门能源直接消耗系数转置后的行向量即可。 顺便指出，出口的完全消耗应等于出口商品中所完全消耗的国产商品部分EXdT与出口中所完全消耗的进口商品EXmT之和，即EXdT+EXmT=[Amc（I-Adc）-1+（I-Adc）-1]EX=（1+Amc）（I-Adc）-1EX。 三、中美贸易内涵能源实证测算方法与数据处理 上文的理论推导建立在只有双边贸易的假设基础上，对于实证测算，需注意中美两国与其他所有贸易伙伴的国际贸易均不纳入测算范围。考虑到对外出口的国别数据较易获得且较为可靠，本文采用美国对中国的出口数据来测算中国从美国进口产品的内涵能源。 使用EEcu-EEuc=Dτc（I-Adc）-1EX-DτuIM进行测算的数据困难主要来自两个方面：一是国产商品投入系数矩阵Adc；二是美国的部门能源直接消耗系数向量Du。两者分别影响中国对美国出口内涵能源和美国对中国出口内涵能源的测算。本文将分别进行讨论。 1中国对美国出口内涵能源的测算 对于国内产品投入系数矩阵Adc，因国家统计局未正式编制中国的非竞争型投入产出表，一些学者通过不同的数据来源自行编制了数据表并用于与国际贸易有关的分析。齐舒畅等[11]以投入产出专项调查资料和其他调查数据为基础，试编了中国2002年非竞争型投入产出表并分析了中国经济结构及国际贸易与经济增长的关系；刘遵义等[12]从反映中国加工贸易特点的角度出发，编制了中国1995年、2000年和中美两国2002年的非竞争型投入占用产出表，据此测算了两国出口对各自国内增加值和就业的影响；Koopman等[13]编制了体现加工贸易特点的非竞争型投入产出表；张芳[14]编制了2002年和2007年的中国非竞争型投入产出表，并分析了加工出口和非加工出口对中国经济的影响。但上述文献并未提供其编制的非竞争型投入产出表数据，也未利用其数据进行国际贸易内涵能源的研究，因此现有研究内涵能源的文献大多基于竞争型投入产出数据并采用构建简化假设的方法来做实证测算。 需要指出的是，表面上看来，基于非竞争型投入产出数据的实证测算在精确性上存在明显优势，但事实上，自行编制投入产出表并非通过全面调查来获得数据，因而只可能通过构建简化假设来对数据进行估算和处理，其结果的精确性同样依赖于关键假设和估算方法的合理性 。就此而言，这两类方法孰优孰劣难以一概而论，关键在于是否能够尽可能构建合理的假设，并对由此可能导致的偏差进行判断和估计。目前被普遍采用的方法均基于由Hummels等[9]提出的“产业内贸易”或“垂直专门化率”的概念和计算方式，所谓垂直专门化率等于进口商品用于出口的价值与出口额的比率。按此定义并使用本文符号，在部门层次，部门i的垂直专门化率VSi=（IMIiXi）EXi=（EXiXi）IMIi，其中，IMIi为i部门进口商品中用于中间投入的产品。但只有部门进口总额IMi数据的情况下，不做简化假设无法估算IMIi，而由IMI=AmcX可知，更无法推算出Amc中的所有直接消耗系数，因此需要采用双重的简化假设来进行估算。秉承普遍使用的“按比例进口假设”[10]，则部门i的进口商品在国内使用中所占比例ki=IMi（Xi+IMi-EXi） （i=1，2，…，n）。 本文做如下假设： 假设1：对部门i（i=1，2，…，n），其产品被用于国内使用中所包括的最终使用和中间投入这两部分具有相同的进口商品比例。 假设2：对所有部门j（j=1，2，…，n），其所使用的来自部门i（i=1，2，…，n）的中间投入品中的进口商品比例是相同的。 在上述假设下，可构造对角矩阵K，其元素满足kii=ki（i=1，2，…，n）；kij=0（i≠j），由此可得Adc=（I-K）Ac。进而，利用EEcu=Dτc（I-Adc）EX即可测算出中国对美国出口商品中的内涵能源。由于这一测算方法扣除了中国所有进口商品对中间投入的影响，既包括了美国也包括了所有其他贸易伙伴，因此公式本身并不因由两国贸易扩展到多国贸易而改变。但由此获得的测算结果将存在误差，其误差来源于上述两个假设。在部门层次，本文可以对其误差做出大概的判断。一个部门的国内使用中有多少来自于进口与该部门产品特性直接相关，也取决于中国在国际贸易中的比较优势，在本项测算中则取决于中国相对于美国的比较优势。因此，对于以中间产品为主要产出的部门，如钢铁、水泥等， 国产商品直接消耗系数可能被低估；对于以最终使用产品为主要产出的部门，如服装、食品等，则恰好相反，其国产商品直接消耗系数可能被高估。 2美国对中国出口内涵能源的测算 在数据可得的条件下，美国对中国出口内涵能源的测算十分简单，但尽管美国对中国出口IM的数据相对容易获得，但美国部门能源直接消耗系数向量Du却很难得到。 考虑到美国卡耐基—梅隆大学绿色设计研究院 所提供的开放式投入产出—生命周期评价软件（Economic Input-Output Life Cycle Assessment，EIO-LCA）相当符合本文测算的要求，本文从美国视角来测算其对中国出口的内涵能源。EIO-LCA 以美国2002年投入产出表为基础，恰好与本文测算的起始年份契合。采用美国视角测算其对中国出口的内涵能源，就其测算基础的理论推导来说与测算中国对美国出口的内涵能源是完全对称的，而实证测算则可使用EIO-LCA软件的基本模型通过输入美国对中国出口商品的按部门分类数据来直接得到其完全消耗的内涵能源。 数据来源的不统一导致部门分类不匹配，为此首先需对部门分类作归整处理。目前中国采用的是中国工业标准分类（CICC），而美国则采用北美产业分类体系（NAICS）。世贸组织提供的数据主要依据国际海关组织的HS代码基准以及联合国国际贸易标准分类（SITC），其国民经济统计和能源统计则基于各国的工业标准分类。 为剔除价格变动的影响，还需将数据按照不变价进行折算。2007年的中美商品贸易额数据分别按2002年可比价格进行了平减，中国数据平减参照的是中国工业品出厂价格指数，美国数据平减依据来源于美国统计局网站的美国出口商品价格指数。 本文测算的能源消耗总量以标准煤为单位，因此各类能源的消耗量均换算为标准煤。在电能的折算中，中国采用了发电煤法和电热当量法两种方法，本文采用发电煤法进行测算，相关数据可从《中国统计年鉴》获得。该方法的折算系数比电热当量法高，由于中国的火电在发电中占据主导地位，这应能反映我国当前发电能耗较高的现实状况。美国的能源单位采用标准油，本文采用热当量法将该数据折算为标准煤，这符合国际惯例。 四、部门层次中美贸易内涵能源实证测算及结构分析 1中美贸易内涵能源测算的总量结果 本文以中国工业标准分类为基础，结合北美的NAICS分类体系，并参考盛斌[15]的专著附录III中贸易商品的分类方法， 对数据的部门口径进行统一梳理和集结。最后所有数据统一为23个部门，而中美商品贸易涉及了其中的18个部门。 数据显示，除农林牧渔业外所有其他部门都表现为中国内涵能源的净流出，其中扮演了主要角色的部门包括通信设备、计算机及其他电子设备制造业、金属压延与制品业、化学工业、纺织业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业等行业，而矿物采选业、石油和天然气开采业、石油加工、炼焦及核燃料加工业等行业则因贸易额本身较低而处于较不重要的位置。总体而言，中美商品贸易导致中国净出口内涵能源在2002年净流出5 885万吨标煤，在2007年净流出12.714万吨标煤，五年之间增长了116.04%。相比之下，中国对美国贸易顺差五年间增长了271%，其中对美国出口总额五年间的增长幅度为234.56%，均高于内涵能源出口增长幅度，这反映了中国对美国出口的内涵能源强度在不断下降。事实上，2002年和2007年中国对美国每百万美元出口商品的内涵能源分别为0.10万吨标煤和007万吨标煤，五年间下降了30%，这一趋势对中国的节能减排来说是十分有利的。 此外，根据《中国统计年鉴2011》，中国2002年和2007年能源消费总量分别为159.431万吨标煤和280 508万吨标煤，因此，其中仅对美国一个国家的出口商品内涵能源就分别占了这两年中国能源消耗总量的4.46%和5.57%，增长了1.11%。 2中美贸易内涵能源的结构特性 总体说来，贸易结构特性决定贸易内涵能源的结构特性。本文 定义部门的内涵能源强度为该部门出口商品的内涵能源与其出口额的比值，即该部门每百万美元出口所内涵的能源量。 为揭示内涵能源结构、贸易结构和内涵能源强度之间的联系，表1列出了占比最高的8个部门的 相关数据。
摘 要：相比于内涵能源数量，国际贸易内涵能源结构具有更重要的政策含义。本文梳理了双边商品贸易中部门层次的内涵能源推算理论和实证测算方法，并据此分析了中美贸易中内涵能源结构特性，及2002—2007年中美贸易内涵能源变化的主要影响因素。分析表明，中国对美国出口内涵能源净流出的增加主要源于贸易规模的扩大，而商品出口结构的优化和能源强度的减低在一定程度上缓解了这种压力。本文采用内涵能源相对比重系数，分析发现高能耗部门的出口对于中国对美国内涵能源净流出产生重要影响，需通过外贸结构政策的调整来加以抑制。 关键词：内涵能源结构；国际贸易；结构政策；中美贸易 中图分类号：F752 文献标识码：A 文章编号：1000176X（2012）11000307 一、引 言 自20世纪90年代以来，国际贸易中的内涵能源成为一大研究热点，产生了大量文献[1]，但从研究目标、研究框架、研究方法及相关政策含义等方面来看，还存在较大改进空间。特别是面对中国经济结构调整的重大任务，对于内涵能源结构特性及其政策含义的研究具有非常重要的意义，为此有必要进行更深入的理论分析和更细致的实证测算。所谓内涵能源是指产品生产的一个完整周期中所消耗的全部能源，而完整生产周期则包括产品从上游的原材料和零部件生产到产品本身的加工制造、运输等每个环节直至最终到达消费者手中的全部过程。内涵能源中不包括产品消费和最终使用中所消耗的能源。经济全球化使得同一种产品生产周期的各个环节可能分布在不同国家，导致生产和消费在空间上分离，这是国际贸易内涵能源成为研究热点的主要动因之一。 与中国相关的内涵能源文献主要集中于对外贸易内涵能源的全面测算。王娜等[2]基于1997年投入产出表考察了中国36个部门国际贸易商品的能耗密集度，计算和比较了各类商品的进出口能源消耗量。沈利生[3]从节省能耗的角度测算了中国2002—2005年对外贸易对能源消费的影响，得出中国外贸结构的变化不利于降低能耗的结论，但因假设同一部门的进口省能强度与其出口耗能强度相等，测算所得结果事实上并非对外贸易内涵能源的净值。齐晔等[4]发现在乐观估计下，中国在1997—2006期间是能源净出口国，而在保守估计下则进出口基本平衡。姚愉芳等[5]利用非竞争型投入产出表，测算出中国2005年出口能耗超过通过进口所节约的能耗，且两者之差为2 197亿吨标煤。陈迎等[6]发现中国的净出口内涵能源占当年一次能源消费的比重2002年的16%增长到2006年的257%，印证了外贸出口是拉动中国能源和能耗快速增长的重要因素。顾阿伦等[7]利用2002年、2005年和2007年的投入产出表测算了这些年份中国出口产品的内涵能源和二氧化碳排放。与中国相关的双边贸易内涵能源的研究文献并不多见。尹显萍等[8]研究了中日贸易内涵能源问题，认为中国对日本内涵能源净出口的主要原因是两国能耗强度的差异，而在其数量的决定中，贸易结构比贸易规模起到了更大的作用。 内涵能源实证测算的难度主要体现在，即使数据可得，也不可能得到绝对精确的结果。这主要基于两个原因：一是各国统计体系、部门划分和统计口径等存在差异，使得出口数据和进口数据之间的匹配性难以得到保证；二是转口贸易大量存在，使追踪单个产品生产周期每个环节的内涵能源几乎是不可能的。换言之，在内涵能源实证测算中要达到零误差是不可能的，因此，对于测算准确性的评估主要看所使用的测算方法可能导致怎样的误差以及误差程度的大小。现有部分文献采用的测算方法在以下两方面可能导致较大误差：一是中国进口商品的内涵能源应采用出口国的能耗系数进行测算，但大多文献采用的是中国的或一个“代表性国家”的能耗系数来测算，由于中国与发达国家的能源使用效率存在差距，而发达国家是中国的主要贸易伙伴，这就会大大高估进口商品的内涵能源量；二是部门层次的分析均基于投入产出模型，而部门的中间投入中应包括进口品的投入，部分文献或完全忽视了进口品作为中间投入的影响，或不适当地对其进行处理，或在计算内涵能源净流出中出现推算失误，这些都可能导致很大误差。为明确判断误差的来源及其解决方案的合理性，有必要首先进行理论推导。 且考虑到对双边贸易的测算所需要的数据较少且较易获得，其测算方法也相对简单，本文仅研究双边贸易的情况，在实证测算中则以中美贸易为对象。从理论分析角度来说，尽管现实中国的贸易对象众多，但内涵能源的理论问题并不因此而复杂化，所以本文的理论推导具有普遍意义；从实证测算角度来说，一国的进出口总额是与其所有贸易对象的进出口数额的加权平均和，在测算了两国间贸易之后，在数据可得的情况下向所有贸易对象进行推广亦可行且合理。 与其他文献类似，对于复杂的转口贸易部分，鉴于数据获取的难度很高，本文不予考虑。 按此思路，本文的结构安排如下：第二部分从理论层面对双边贸易的内涵能源计算进行推导；第三部分对中美贸易内涵能源的实证测算方法和数据来源及其处理加以说明；第四部分给出部门层次的实证测算结果并对其进行分析；第五部分采用指数均值分解方法分析中美贸易内涵能源变化的影响因素；最后是本文的结论。 二、基于投入产出模型的国际贸易内涵能源推算 假设经济体可划分为n个产业部门，则投入产出基本模型为X=AX+Y，其中，X为总产出，Y为最终使用，两者均为n×1的列向量，A为n×n的直接消耗系数矩阵。为追踪各项最终需求究竟消耗了多少各个部门的投入，将X=AX+Y移项后可得X=（I-A）-1Y，其中，（I-A）-1为Leontief逆矩阵，其元素为完全消耗系数。最终使用的构成为Y=C+G+I+EX-IM，其中，C为居民最终消费，G为政府消费，I为资本形成，EX为出口，IM为进口。本文并不分析国内最终使用结构问题，故记国内最终使用YD=C+G+I，则Y=C+G+I+EX-IM可简化为Y=YD+EX-IM。本文站在中国立场上进行推导，并假设不存在第三国贸易 。 考虑最简单的情况，即贸易双方均未在生产过程中使用任何进口产品，所有进口产品均被直接投入最终使用。在这一极端假设下，Dc为n×1的中国部门能源直接消耗系数向量，其元素dci=EiXi表示第i部门生产单位产值所需的能源直接消耗量，则可得到中国出口美国商品的内涵能源总量EEcu=Dτc（I-Ac）-1EX，其中，Ac为中国的投入产出直接消耗矩阵，Dτc为中国部门能源直接消耗系数向量Dc转置后的行向量。完全对称地，可以得到美国出口中国商品的内涵能源总量EEuc=Dτu（I-Au）-1IM，其中，Au为美国的投入产出直接消耗矩阵，Dτu为美国部门能源直接消耗系数向量Du转置后的行向量。但在现实中，双方出口的商品均应区分为中间产品和最终使用产品两个部分，前者进入对方的生产过程，后者进入对方的国内最终使用环节，因此上述假设不能反映国际贸易内涵能源的真实情况。为此需采用非竞争型投入产出模型进行推导。 以下标I和F分别表示中间产品和最终使用产品，则有EX=EXI+EXF及IM=IMI+IMF。以上标d和m分别表示国产商品与进口商品，且假设所有进口商品不会直接用于出口，则所有出口商品至少有一个或多个生产环节是在国内完成的，而无论是中间投入还是国内最终使用均可能来自国内生产，也可能来自进口。因此有Ac=Adc+Amc，其中，Adc和Amc分别为中国的国产商品投入系数和进口商品投入系数；以及YD=YdD+YmD，其中，YdD和YmD分别为中国国内最终使用中的国产商品部分和进口商品部分。则投入产出基本模型为X=（Adc+Amc）X+YdD+YmD+EX-IMI-IMF。由此可得国产商品和进口商品各自的平衡关系为X=AdcX+YdD+EX；IMI=AmcX；IMF=YmD。由投入产出基本模型可得国产商品的完全消耗平衡关系为X=（I-Adc）-1（YdD+EX）=（I-Adc）-1YdD+（I-Adc）-1EX，其中，（I-Adc）-1YdD为国内最终使用所完全消耗的国产商品，（I-Adc）-1EX为出口商品中所完全消耗的国产商品（这里包括了加工贸易范畴内的出口商品在国内生产环节所完全消耗的国产商品），分别记为YdDT和EXdT，则有YdDT=（I-Adc）-1YdD；EXdT=（I-Adc）-1EX。由此可得出口EX中的内涵能源总量为EEcu=DτcEXdT=Dτc（I-Adc）-1EX。站在中国立场上，至此可以得到中国对外贸易内涵能源的净输出为 EEcu-EEuc=DτcEXdT-DτuIM=Dτc（I-Adc）-1EX-DτuIM。 基于经济全球化背景下对于垂直专门化问题的兴趣[9-10]，为分析进口商品在中国加工贸易中的地位和作用，有必要进一步对进口商品的流向进行推导。由IMF=YmD可知，进口商品中一部分直接被用于最终使用，因此关键在于推导进口的中间产品部分的流向。将X=（I-Adc）-1Ydc+（I-Adc）-1EX代入IMI=AmcX可得IMI=Amc[（I-Adc）-1YdD+（I-Adc）-1EX]=Amc（I-Adc）-1YdD+Amc（I-Adc）-1EX。由此可见，进口的中间产品在纳入国内生产流程之后，一部分被用于国内的使用，另一部分最终被转而用于出口，两者分别由Amc（I-Adc）-1YdD和Amc（I-Adc）-1EX来反映，后项出口中所完全消耗的进口商品为EXmT，即有EXmT=Amc（I-Adc）-1EX。 在此基础上，进一步推导出与进口商品流向所对应的其内涵能源流向，此时将上述各项分别乘以美国部门能源直接消耗系数转置后的行向量即可。 顺便指出，出口的完全消耗应等于出口商品中所完全消耗的国产商品部分EXdT与出口中所完全消耗的进口商品EXmT之和，即EXdT+EXmT=[Amc（I-Adc）-1+（I-Adc）-1]EX=（1+Amc）（I-Adc）-1EX。 三、中美贸易内涵能源实证测算方法与数据处理 上文的理论推导建立在只有双边贸易的假设基础上，对于实证测算，需注意中美两国与其他所有贸易伙伴的国际贸易均不纳入测算范围。考虑到对外出口的国别数据较易获得且较为可靠，本文采用美国对中国的出口数据来测算中国从美国进口产品的内涵能源。 使用EEcu-EEuc=Dτc（I-Adc）-1EX-DτuIM进行测算的数据困难主要来自两个方面：一是国产商品投入系数矩阵Adc；二是美国的部门能源直接消耗系数向量Du。两者分别影响中国对美国出口内涵能源和美国对中国出口内涵能源的测算。本文将分别进行讨论。 1中国对美国出口内涵能源的测算 对于国内产品投入系数矩阵Adc，因国家统计局未正式编制中国的非竞争型投入产出表，一些学者通过不同的数据来源自行编制了数据表并用于与国际贸易有关的分析。齐舒畅等[11]以投入产出专项调查资料和其他调查数据为基础，试编了中国2002年非竞争型投入产出表并分析了中国经济结构及国际贸易与经济增长的关系；刘遵义等[12]从反映中国加工贸易特点的角度出发，编制了中国1995年、2000年和中美两国2002年的非竞争型投入占用产出表，据此测算了两国出口对各自国内增加值和就业的影响；Koopman等[13]编制了体现加工贸易特点的非竞争型投入产出表；张芳[14]编制了2002年和2007年的中国非竞争型投入产出表，并分析了加工出口和非加工出口对中国经济的影响。但上述文献并未提供其编制的非竞争型投入产出表数据，也未利用其数据进行国际贸易内涵能源的研究，因此现有研究内涵能源的文献大多基于竞争型投入产出数据并采用构建简化假设的方法来做实证测算。 需要指出的是，表面上看来，基于非竞争型投入产出数据的实证测算在精确性上存在明显优势，但事实上，自行编制投入产出表并非通过全面调查来获得数据，因而只可能通过构建简化假设来对数据进行估算和处理，其结果的精确性同样依赖于关键假设和估算方法的合理性 。就此而言，这两类方法孰优孰劣难以一概而论，关键在于是否能够尽可能构建合理的假设，并对由此可能导致的偏差进行判断和估计。目前被普遍采用的方法均基于由Hummels等[9]提出的“产业内贸易”或“垂直专门化率”的概念和计算方式，所谓垂直专门化率等于进口商品用于出口的价值与出口额的比率。按此定义并使用本文符号，在部门层次，部门i的垂直专门化率VSi=（IMIiXi）EXi=（EXiXi）IMIi，其中，IMIi为i部门进口商品中用于中间投入的产品。但只有部门进口总额IMi数据的情况下，不做简化假设无法估算IMIi，而由IMI=AmcX可知，更无法推算出Amc中的所有直接消耗系数，因此需要采用双重的简化假设来进行估算。秉承普遍使用的“按比例进口假设”[10]，则部门i的进口商品在国内使用中所占比例ki=IMi（Xi+IMi-EXi） （i=1，2，…，n）。 本文做如下假设： 假设1：对部门i（i=1，2，…，n），其产品被用于国内使用中所包括的最终使用和中间投入这两部分具有相同的进口商品比例。 假设2：对所有部门j（j=1，2，…，n），其所使用的来自部门i（i=1，2，…，n）的中间投入品中的进口商品比例是相同的。 在上述假设下，可构造对角矩阵K，其元素满足kii=ki（i=1，2，…，n）；kij=0（i≠j），由此可得Adc=（I-K）Ac。进而，利用EEcu=Dτc（I-Adc）EX即可测算出中国对美国出口商品中的内涵能源。由于这一测算方法扣除了中国所有进口商品对中间投入的影响，既包括了美国也包括了所有其他贸易伙伴，因此公式本身并不因由两国贸易扩展到多国贸易而改变。但由此获得的测算结果将存在误差，其误差来源于上述两个假设。在部门层次，本文可以对其误差做出大概的判断。一个部门的国内使用中有多少来自于进口与该部门产品特性直接相关，也取决于中国在国际贸易中的比较优势，在本项测算中则取决于中国相对于美国的比较优势。因此，对于以中间产品为主要产出的部门，如钢铁、水泥等， 国产商品直接消耗系数可能被低估；对于以最终使用产品为主要产出的部门，如服装、食品等，则恰好相反，其国产商品直接消耗系数可能被高估。 2美国对中国出口内涵能源的测算 在数据可得的条件下，美国对中国出口内涵能源的测算十分简单，但尽管美国对中国出口IM的数据相对容易获得，但美国部门能源直接消耗系数向量Du却很难得到。 考虑到美国卡耐基—梅隆大学绿色设计研究院 所提供的开放式投入产出—生命周期评价软件（Economic Input-Output Life Cycle Assessment，EIO-LCA）相当符合本文测算的要求，本文从美国视角来测算其对中国出口的内涵能源。EIO-LCA 以美国2002年投入产出表为基础，恰好与本文测算的起始年份契合。采用美国视角测算其对中国出口的内涵能源，就其测算基础的理论推导来说与测算中国对美国出口的内涵能源是完全对称的，而实证测算则可使用EIO-LCA软件的基本模型通过输入美国对中国出口商品的按部门分类数据来直接得到其完全消耗的内涵能源。 数据来源的不统一导致部门分类不匹配，为此首先需对部门分类作归整处理。目前中国采用的是中国工业标准分类（CICC），而美国则采用北美产业分类体系（NAICS）。世贸组织提供的数据主要依据国际海关组织的HS代码基准以及联合国国际贸易标准分类（SITC），其国民经济统计和能源统计则基于各国的工业标准分类。 为剔除价格变动的影响，还需将数据按照不变价进行折算。2007年的中美商品贸易额数据分别按2002年可比价格进行了平减，中国数据平减参照的是中国工业品出厂价格指数，美国数据平减依据来源于美国统计局网站的美国出口商品价格指数。 本文测算的能源消耗总量以标准煤为单位，因此各类能源的消耗量均换算为标准煤。在电能的折算中，中国采用了发电煤法和电热当量法两种方法，本文采用发电煤法进行测算，相关数据可从《中国统计年鉴》获得。该方法的折算系数比电热当量法高，由于中国的火电在发电中占据主导地位，这应能反映我国当前发电能耗较高的现实状况。美国的能源单位采用标准油，本文采用热当量法将该数据折算为标准煤，这符合国际惯例。 四、部门层次中美贸易内涵能源实证测算及结构分析 1中美贸易内涵能源测算的总量结果 本文以中国工业标准分类为基础，结合北美的NAICS分类体系，并参考盛斌[15]的专著附录III中贸易商品的分类方法， 对数据的部门口径进行统一梳理和集结。最后所有数据统一为23个部门，而中美商品贸易涉及了其中的18个部门。 数据显示，除农林牧渔业外所有其他部门都表现为中国内涵能源的净流出，其中扮演了主要角色的部门包括通信设备、计算机及其他电子设备制造业、金属压延与制品业、化学工业、纺织业、纺织服装鞋帽皮革羽绒及其制品业等行业，而矿物采选业、石油和天然气开采业、石油加工、炼焦及核燃料加工业等行业则因贸易额本身较低而处于较不重要的位置。总体而言，中美商品贸易导致中国净出口内涵能源在2002年净流出5 885万吨标煤，在2007年净流出12.714万吨标煤，五年之间增长了116.04%。相比之下，中国对美国贸易顺差五年间增长了271%，其中对美国出口总额五年间的增长幅度为234.56%，均高于内涵能源出口增长幅度，这反映了中国对美国出口的内涵能源强度在不断下降。事实上，2002年和2007年中国对美国每百万美元出口商品的内涵能源分别为0.10万吨标煤和007万吨标煤，五年间下降了30%，这一趋势对中国的节能减排来说是十分有利的。 此外，根据《中国统计年鉴2011》，中国2002年和2007年能源消费总量分别为159.431万吨标煤和280 508万吨标煤，因此，其中仅对美国一个国家的出口商品内涵能源就分别占了这两年中国能源消耗总量的4.46%和5.57%，增长了1.11%。 2中美贸易内涵能源的结构特性 总体说来，贸易结构特性决定贸易内涵能源的结构特性。本文 定义部门的内涵能源强度为该部门出口商品的内涵能源与其出口额的比值，即该部门每百万美元出口所内涵的能源量。 为揭示内涵能源结构、贸易结构和内涵能源强度之间的联系，表1列出了占比最高的8个部门的 相关数据。