温室气体的累积与人类的经济生产活动密不可分，减排温室气体的措施也必然离不开对市场机制的利用，而国际市场又是由大大小小的国内市场经由国际贸易规则连接在一起的，所以对市场机制的利用，不可避免地会引起国际贸易规则的相应调整。相对于人类可持续发展的目标，贸易只是一个手段，从这个角度上讲，贸易必须服务于可持续发展所必须应对的气候变化。后者将在多大程度上影响贸易规则取决于国际社会在政治上所能达成的一致程度。如果在2012年之前，国际社会能够就减排温室气体达成普遍一致和广泛参加的新协议，应对气候变化的措施与国际贸易规则也可望达成一种互相支持的关系。反之，就会出现采取减排措施的国家运用贸易措施对不减排的国家进行竞争力调整的局面。
1．碳壁垒的含义
在全球国际贸易中，存在着多种多样的贸易壁垒（trade barrier），如技术壁垒、服务壁垒和绿色壁垒等。在目前拟议中的减排温室气体的国际策略和国内策略中，贸易措施都被当做重要的减排工具。可以预见，这些涉及贸易措施的减排安排将对国际贸易构成一种新的壁垒——碳壁垒。
碳壁垒是指针对产品在生产、运输、消费和处置环节中产生的碳而设计和实施的碳税、边境碳税调整、碳标志和碳标准等影响产品贸易的规章和标准88。如果国际社会在将来能够达成一项各国广泛参与的减排温室气体的协议，就减排温室气体的义务、履行义务的保障措施，以及该减排协议与现行国际贸易协议的关系做出安排，那么各国的贸易条件如果发生变化时也会是一种统一的变化。在这种贸易条件经协商一致发生改变的情况下，即使改变后的结果有差异(如对发展中国家的特殊待遇)也是大家都同意的，基本不会产生不公平竞争问题，也就不需要针对竞争的调整措施，但这只是一种理想状态。2009年12月在丹麦哥本哈根召开的气候大会虽然达成了《哥本哈根协议》，但《哥本哈根协议》并不具有法律约束力，未解决各方所期待解决的所有问题。在这种情况下，如何解决一些国家参加减排、而另一些国家不参加减排，或者采取的减排措施与其他国家不可比而产生的竞争问题，就成了各国关注的核心问题之一。某些国家，已经开始设计矫正这些竞争问题的单边措施，虽然这些单边措施在将来不一定真的实施，但对这些单边措施的设计和讨论仍然具有现实意义。因为它们能够使其他国家预见到，如果它们不参加减排温室气体的全球安排，也未必能够轻松地“免费搭车”，反而有可能使自己陷入更加复杂的贸易环境中。
2．碳壁垒的分类
有关研究认为，未来碳税和边境税调整、碳减排证明、碳标志和碳标准、补贴、政府采购等5种国内措施，可能构成与减排温室气体相关的壁垒措施89。
（1）碳税和边境税调整
碳税和边境税调整是欧盟和美国热议的碳壁垒措施之一。“碳税”是指对高耗能的产品进口征收特别的二氧化碳排放税。主要针对进口产品中的碳排放密集型产品，如铝、钢铁、水泥、玻璃制品等产品而进行的关税税收。征收碳税能够提高能源使用成本，从而迫使使用者选择能效更高的生产方法、技术、工艺和产品，降低排放。2009年7月4日，美国众议院以219票对212票的微弱多数通过了一个《限量及贸易(Cap-and-Trade)法案》。该法案要求美国的制造业到2012年将其排放的温室气体在2005年的基础上削减17%，到2050年削减83%。同时，对于来自没有采取与美国可比的减排措施的国家的进口，将征收碳税。该法案是否能够实施还要看参议院的表决结果。这种对进口征收碳税的一个重要目的，就是抵消没有承担减排义务的与美国的生产者竞争的外国生产者或者产品获得的一种竞争优势。欧盟也有类似计划。
边境税调整措施通常会产生一定的域外效果，或者改善本国产品参与国际竞争的能力，或者降低外国产品在本国市场的竞争能力。也就是说，如果美国对中国出口到美国的产品采取了边境税调整措施，那么理论上讲，那些向美国出口产品的中国生产者所负担的减排温室气体的义务和美国的生产者是相同的，至少是可比的。但实际上，边境税调整的幅度是非常难以计算的，特别是考虑到很多产品的生产跨越了国境。中国出口的一个产品可能包含着在日本或者欧盟等采取了减排措施国家制造的零部件，对于这样的进口产品，要算出一个合理的收税幅度绝非易事，进口国如果采取这样的贸易措施，其管理成本也是非常高昂的。此外，边境税调整措施与WTO规则的相符性也是一个很复杂的问题，这类措施并不能轻而易举地通过WTO规则的检验。
（2）碳减排证明
征收碳税虽然是经济学家很推崇的市场化减排措施，但它产生的竞争问题却不易解决，针对这种竞争难题的边境税调整措施在实践中将遇到非常复杂的技术问题。国际电力工人兄弟会(International Brotherhood of Electrical Workers)和美国电力(American Electric Power)组织，在2007年提出了一个建议(IBEW-AEP praposal)：针对美国的能源密集企业在遵守了美国的碳减排要求后可能遇到的国际竞争问题，美国应该要求进口的货物必须来自已经采取与美国的限制和贸易机制(Cap-and-Trade)相当的减排制度的国家，或者生产者必须获得“碳补助”(Carbon Allowance)，并且产品在进口时附随这种碳补助证明，碳补助可以从排放权交易的国际市场购入。生产企业自愿购买碳补助，以表明它承担了与美国的同类生产者可比的减排温室气体的义务，以此表明取得了相应的证明，即碳减排证明，才能将产品出口到美国。这个建议提出后在美国受到极大的好评，现在已经被美国吸收到它的2007年《美国气候安全法案》（America"s Climate Security Act of 2007）中，只是尚未正式生效。该项法案的上述规定仅适用于能源密集企业，如钢铁、铝、水泥、玻璃和造纸业等。
（3）碳标志
碳标志披露产品在生产和消费过程中产生和将产生的温室气体排放要求，通过消使者的选择和非政府组织的监督机制影响生产者的行为，迫使生产者提供低排放的产品和服务。碳标志和碳标准作为碳壁垒措施都可以有自愿性和强制性两类。自愿性的标志和标准通常并不影响产品和服务的市场准入，但通常会影响其销售；强制性的标志和标准一般都影响产品和服务的市场准入。二者都需符合WTO《技术性贸易壁垒协议》的规则。目前英国正酝酿披露碳排放的产品标识，其项目的目标是覆盖所有的产品。美国尚无这方面的联邦立法，但已经有一些州开始要求某些产品（如汽车）碳排放量。研究表明，在肯尼亚的天然条件下生产的鲜花，在空运到荷兰之后，还比荷兰暖棚里的鲜花少排放1/3的二氧化碳。这说明碳标志可以使消费者更清楚地了解肯尼亚鲜花是比荷兰鲜花更加“气候友好”的产品。但是也很难推论出发展中国家的农产品在空运到欧美后仍然都是低碳的产品，这个问题必须在个案的基础上来讨论。
（4）气候友好型补贴
国家为了实施自己的减排温室气体的义务可以采取补贴措施，例如，英国打算补贴可再生能源的生产和公共交通，这类补贴具有专向性，但仍然可以是符合WTO补贴协议第8条第2款(c)项规定的不可诉补贴，因为这可以促进现有的设备和设施符合新的环境标准。
（5）气候友好的政府采购政策
由于政府采购是一个巨大的市场，国家可以利用政府采购政策来引导企业的生产。如果国家决定只采用能效高、能耗低的产品，或者加大对可再生能源的采购力度，这些政策都将有利于引导企业采纳更加清洁的生产技术和工艺，产出碳排放更低的产品。WTO的《政府采购协议》并不禁止政府采纳这样的采购政策。所以，国家为应对气候变化而增加对气候友好产品的采购并不会导致违反WTO的政府采购规则。
3．最重要的碳壁垒——碳关税
近年来，随着经济一体化和贸易全球化进程的推进，全球自由贸易的程度不断提高，贸易保护主义越来越不得人心。然而与此同时，一种打着“绿色”幌子的新保护主义兴起了，“碳关税”就是其中之一。
碳关税是指对高耗能的产品进口征收特别的二氧化碳排放关税，主要针对进口产品中的碳排放密集型产品，如对铝、钢铁、水泥、玻璃制品等产品而进行的关税税收。一些专家认为，碳关税并不是关税的一种，从严格意义上说，碳关税应该叫做“边境碳税”。这个概念最早由法国前总统希拉克提出，本意是希望欧盟国家针对未遵守《京都议定书》的国家课征商品进口税，以避免在欧盟碳排放交易机制运行后，欧盟国家所生产的商品将遭受不公平的竞争。但实际情况是，发达国家多数没有切实遵守《京都议定书》，发展中国家又暂时不承担减排份额，这使得碳关税征收缺少了现实的支撑。而美国这个温室气体的头号排放大国甚至拒绝签署《京都议定书》，不愿意承担减少排放额度的义务，现在却突然热衷于对别国产品征收碳关税，这除了借气候保护之名行贸易保护之实之外，实在找不出更合理的解释。
目前碳关税仍在讨论当中，尚未付诸实施，但一些发达国家已经开始酝酿。2009年3月17日，刚上任的美国华裔能源部长朱棣文在众议院科学小组会议上称，如果其他国家没有实施温室气体强制减排措施，那么美国将征收碳关税，这将有助于公平竞争。美国国会众议院2009年6月26日投票通过的《美国清洁能源安全法案》第一次提出了碳关税相关条款。由于美国没有加入相关国际多边协议，自2020年起，美国总统将获权对来自未采取措施减排温室气体国家的钢铁、水泥、玻璃和纸张等进口产品采取“边境税调节”措施，即可以对这些产品征收的碳关税。作为美国最大的贸易伙伴，中国显然将是美国重点“关照”的对象。
法国议会2009年10月份通过了从2010年起征收碳税的议案，从2010年1月1日起对化石能源的使用按照每排放一吨二氧化碳付费17欧元的标准征税，这主要针对法国国内企业和家族。随后法国单方面提出，将从2010年1月1日开始，对那些在环保立法方面不及欧盟严格的国家的进口产品征收碳关税，税率为17欧元/吨二氧化碳排放，此后还将逐步递增。
“如果法国征收碳关税，只能是搬起石头砸了自己的脚，”知名气候变化问题专家、中国社会科学院可持续发展研究中心主任潘家华说，“征收碳关税后，法国可能会自己生产这些生活必需品，而法国人均碳排放量超过中国50%，自己生产等于增加其本国的碳排放量。”
《美国清洁能源安全法案》的出台引起了民众的广泛争论，支持者认为，该法案有利于美国发展低碳产业和绿色经济，将带动美国产业结构的调整升级，并创造更多的就业岗位，是美国经济走出危机的重要引擎；而反对者则认为，美国当下推行这一法案不合时宜，法案的实施将在短期内急剧增加电力、能源等基础产业的负担，并由此抬升国内各类能源消耗型产业的运行成本，其效应相当于美国政府向这些产业大规模开征能源税，因此，这一举措非但不能促进就业，相反可能使业已萧条的美国经济雪上加霜。更何况，碳关税的征收将限制物美价廉的中国产品的进口，对美国消费者的福利也是一个重大损害。从长远来看，征收碳关税——这种气候保护掩盖下的贸易保护行为，不仅会严重损害贸易状况，而且不利于全球的环境治理。面对日益加剧的气候变化，开放市场特别是农业市场对于未来世界将越来越重要，保持贸易往来将有助于各国适应气候变化。
奥巴马政府推行碳关税，也是为了制衡包括中国在内的发展中国家，减排法案中规定对未达到美国碳排放标准的外国产品征收高额惩罚性关税，堂而皇之地将别国财富纳入自己国库的同时，还要让别国背负污染环境的恶名。美国在碳减排议题上日益主动的态度，将给中国等发展中国家制造越来越大的压力。
同时，由于80%的全球气候变化是由工业化国家上百年来过度排放造成的，但他们目前基本度过了高消耗资源、高污染排放阶段，进入了后工业化社会。中国、俄罗斯、印度等新兴工业化国家正处在以重化工为主的工业化初中期阶段。西方国家往往以减排、生态保护为借口限制别国发展，通过技术壁垒推行贸易保护主义，限制本国进口发展中国家产品。发达国家尤其是美国征收碳关税，不仅要借气候变化来“拯救人类共同家园”这一道德高地，使其成为全球致力于解决气候变化问题的领袖，还要掌握新的国际规则制定权。
4．碳关税对中国的影响
有学者认为，中国没有必要在碳关税问题上持完全否定的态度，而完全忽略自身的主动性90。碳关税固然有打压中国贸易空间的额外含义，但从人口、资源票赋到环境容量，这个世界已不允许我们再模仿发达国家，走高耗低效的粗放式发展旧路，建设资源节约型和环境友好型社会是我国实现可持续发展的唯一出路。因此，碳关税将成为我国及相关发展中国家经济转型、升级的外部压力。
碳关税既是新的贸易壁垒“压力”，也是中国促进产业构升级的外部“动力”。据国家统计数据，中国现在每百万美元GDP所消耗的能源数量是美国的3倍，德国的5倍，日本的近6倍。中国1吨煤产生的效率仅相当美国的28.6%，欧盟的16.%，日本的10.3%。2006年中国GDP总量占世界总量的5.5%左右，但为此消耗的标准煤、钢材和水泥，分别约占全世界消耗量的15%、30%和54%。高投入、高消耗必然带来高污染和低效益，中国现在经济增长成本高于世界平均水平25%。