中美兩國2020年后減排目標比較

王海林　何曉宜　張希良

摘要針對中美氣候變化聯(lián)合聲明中公布的各自2020年后減排目標，本文通過情景分析的方法，測算了中美兩國實現(xiàn)各自目標所需要采取的行動和努力，比較了兩國在GDP碳排放強度下降、新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)模、CO2排放達峰時間及其所處發(fā)展階段、以及電力部門減排四個方面的努力程度和效果。通過比較可以看到，在中美兩國分別實現(xiàn)各自既定目標的情況下，中國單位GDP碳強度年下降率將達4%，其幅度高于美國在2025年減排28%目標下的年下降率（3.59%）；中國的新能源和可再生能源發(fā)展也更為迅速，年均增速高達約8%，2030年非化石能源總供應量可達11.6億tce，約為屆時美國非化石能源總供應量的2倍；在CO2排放達峰值方面，中國實現(xiàn)CO2排放峰值時所處的發(fā)展階段要早于美國達峰值時的經(jīng)濟社會發(fā)展階段，中國在強化低碳發(fā)展情景目標下可在2030年左右實現(xiàn)碳排放達峰值，且峰值時人均CO2排放約8 t水平，低于美國CO2排放峰值時的人均排放19.5 t的水平；在電力部門的減排努力方面，中國在未來比較高的電力需求背景下，2030年可實現(xiàn)比2011年單位千瓦時的CO2強度下降35%，而美國同期則只需下降約20%即可實現(xiàn)其電力部門的減排目標。上述幾項指標的比較更可突顯中國2020年后的減排目標是非常宏偉且極具挑戰(zhàn)的。在實現(xiàn)2030年減排目標的行動中，中國政府還需要進一步強化和細化新能源和可再生能源的發(fā)展目標，進一步分解和落實全國及各省市的減排目標和減排行動，持續(xù)推進節(jié)能與加強新能源技術(shù)的創(chuàng)新，在經(jīng)濟高速發(fā)展的同時協(xié)調(diào)好經(jīng)濟、能源和環(huán)境的問題，早日實現(xiàn)低碳發(fā)展和生態(tài)文明。

關(guān)鍵詞減排目標；中國和美國；碳排放峰值；電力部門減排

中圖分類號F206；X321文獻標識碼A文章編號1002-2104（2015）06-0023-07doi：103969/jissn1002-2104201506005

中國和美國是當今世界上最大的發(fā)展中國家和發(fā)達國家，也是最大的兩個溫室氣體排放國。2014年APEC會議期間，中美發(fā)表氣候變化聯(lián)合聲明[1]，公布了各自2020年后的減排目標，美國計劃于2025年實現(xiàn)在2005年基礎(chǔ)上減排26%-28%的全經(jīng)濟范圍減排目標并將努力減排28%；中國計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰，并計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右，這一聲明的公布引起了世界的廣泛關(guān)注。本文對兩國各自的目標進行比較分析，以便更好理解雙方的減排努力與效果。

1中美兩國減排CO2面臨的形勢

IPCC第五次評估報告[2]進一步肯定了溫室氣體排放以及其他人為驅(qū)動因子已成為自20世紀中期以來氣候變化的主要原因。根據(jù)IEA[3]的統(tǒng)計（部門法），2011年全球總共排放了313.4億t CO2，其中中國和美國分別為80.0億t CO2和52.9億t CO2，總共占全球碳排放份額的42.4%（中國為25.5%，美國為16.9%）。未來隨著全球應對氣候變化進程的持續(xù)推進和全球碳排放空間的日益緊缺，中美兩國在應對氣候變化減緩碳排放方面的行動和措施將越來越受到全世界的關(guān)注。

表1列出了中國和美國主要年份宏觀發(fā)展指標。完成了工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程后高度現(xiàn)代化的美國，經(jīng)濟社會發(fā)展步入了平穩(wěn)時期，人民生活水平也相對較高；而正處在快速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程中的中國，經(jīng)濟保持著高速的增長，人民物質(zhì)生活水平得到持續(xù)性改善。從1971年到2011年，美國GDP總量從4.84萬億美元增長到14.68萬億美元（2010年美元不變價），增長了3.0倍，年均增速為2.8%；同期中國GDP總量從1970年的0.18萬億美元增長到2011年的6.48萬億美元（2010年美元不變價），增長

了36倍，年均增速為9.1%。在一次能源消耗總量和CO2排放總量方面，美國從1971年到2011年間分別增長了1.4倍和1.2倍，而中國同期則分別增加了11.9倍和10.3倍，中美兩國處于不同發(fā)展階段的特征十分明顯。但由于中國人口約為美國的4.3倍，上述發(fā)展指標在人均水平方面存在著比較大的差距：人均GDP中國約為美國的1/10，人均一次能源消費量約為美國的1/4，人均碳排放約為美國的1/3（2011年）。

圖1為美國和中國主要年份一次能源消費總量及結(jié)構(gòu)圖。美國一次能源消費總量從1971年到2011年增長了1.4倍，而中國一次能源消費總量從1970年到2011年增長了11.9倍。能源構(gòu)成方面中美兩國的差異十分明

顯，美國（2011年）是煤炭占21.3%、石油占38.6%，天然

氣占25.3%，其它新能源和可再生能源占14.8%；中國（2011年）是煤炭占68.4%，石油占18.6%，天然氣占5.0%，其它新能源和可再生能源占8%。近年來，中國能源需求持續(xù)快速增長，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)給環(huán)境帶來了一定的影響，包括化石能源開采造成的采空區(qū)塌陷，地下水污染，以及化石能源燃燒產(chǎn)生的霧霾天氣。人們也逐漸意識到，無節(jié)制的消費化石能源為支撐的工業(yè)化發(fā)展道路是不可持續(xù)的，減少CO2為代表的溫室氣體排放是人類社會走向生態(tài)文明、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然之路。

在UNFCCC和京都議定書框架下，中美雙方在哥本哈根氣候大會前后提出了各自2020年的減排目標。美國提出的目標是到2020年比2005年減少溫室氣體排放17%；中國提出了符合我國發(fā)展階段的自主減排目標，即到2020年單位GDP的CO2排放比2005年減少40%-45%。美國提出的減排目標是絕對減排目標，中國提出的減排目標是相對減排目標，兩國減排目標的差異體現(xiàn)了《氣候變化框架公約》中“共同但有區(qū)別的責任”原則。當前，兩國在進一步確認完成2020年減排目標的基礎(chǔ)上，提出了2020年后進一步加大減排力度的目標，這對于促進“德班平臺”談判在2015年巴黎氣候大會上最終達成全球協(xié)議將起到積極的推動作用。

2中美兩國2020年后減排目標情景比較

2.1美國減排目標情景分析

2009年美國提出2020年比2005年實現(xiàn)減排17%的目標時，其參照的基準情景是美國2020年溫室氣體排放將比2005年增長5%，屆時為實現(xiàn)17%的減排目標，實際上美國應做出比基準情景減排22%的努力。但是由于經(jīng)濟衰退的原因，實際上2011年溫室氣體排放比2005年已減少了近10%；當前以2011年的實際情況推測，到2020年美國的溫室氣體排放基準情景將比2005年的排放水平減少3%，實現(xiàn)該目標應比當初預想容易得多，屆時需要實現(xiàn)的減排量約為8.59億t CO2e。為了實現(xiàn)2020年的減排目標，美國在2012年既有政策的基礎(chǔ)上，又提出了新的政策措施，包括：實施清潔電力計劃可減排3.83億t CO2，制定新的家電能效標準可減排2.19億t CO2，制定新的汽車能效標準可減排1.07億t CO2，其它非CO2溫室氣體減排措施可減排1.5億t CO2e，這幾項措施的效果即可保證17%減排目標的實現(xiàn)，對實現(xiàn)2020年減排目標的貢獻率分別達44.5%，25.5%，12.5%和17.5%。如再考慮終端能源替代等因素，美國有可能到2020年實現(xiàn)比2005年減排20%，超額完成17%的減排目標，為其實現(xiàn)2020年后的減排目標奠定良好基礎(chǔ)。

在2014年發(fā)布的《中美氣候變化聯(lián)合聲明中》，美國提出其在2020年后的減排目標是：到2025年實現(xiàn)在2005年基礎(chǔ)上減排26%-28%的全經(jīng)濟范圍減排目標并努力減排28%[1]。根據(jù)美國這一減排目標以及其對未來的發(fā)展預測，測算其2020年后的減排情景如表2所示。

表2給出了美國2025年減排26%和減排28%的努力目標情景。美國2005-2011年GHG排放年下降率為1.11%，2020年實現(xiàn)比2005年減排17%目標下，2011-2020年GHG排放的年均下降率也只為1.32%。如果美國實現(xiàn)2025年比2005年下降26%的減排目標，即比2020年的減排幅度增加9個百分點，那么2020-2025年均減排率將達2.27%，高于2011-2020年間溫室氣體排放年下降率水平。如果美國采取措施在2025年實現(xiàn)了比2005年減排28%的方案目標，即比2020年的減排幅度增加11個百分點，那么2020-2025年間的年減排率將達2.80%。也就是說，美國提出2025年的兩個減排努力目標需要比實現(xiàn)2020年減排目標付出更大的努力，未來幾年內(nèi)還必須陸續(xù)推出進一步加強可作用于2025年減排目標的政策措施。

2.2中國減排目標情景分析

中國在哥本哈根氣候大會上提出的到2020年單位GDP的CO2排放比2005年減少40%-45%的自主減排目標，是相對的減排目標。其中單位GDP的CO2強度的計算方法是當年能源消費的CO2排放量與當年國內(nèi)生產(chǎn)總值的比值，反應了實現(xiàn)單位國內(nèi)生產(chǎn)總值所需要的CO2排放量[7]。從1990年到2011年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的CO2強度下降了54%，由于國內(nèi)生產(chǎn)總值增長8.0倍，CO2排放總量也增長3.7倍，快速的經(jīng)濟增長抵銷了節(jié)能減排的效果，使CO2排放仍呈上升趨勢。

我國提出到2020年非化石能源在一次能源構(gòu)成中的比重從2005年的7%上升到15%，非化石能源屆時需要達到7億tce，單位能源消費的CO2排放因子可比2005年下降10%以上，也就是說，中國實現(xiàn)了非化石能源的發(fā)展目標，國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源強度只要下降40%左右，即年下降率為3.3%，就可以實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)總值碳強度下降45%的目標。中國減排目標的下降速度和幅度取決于國內(nèi)生產(chǎn)總值能源強度下降速度和單位能源消費的CO2排放因子下降速度的疊加[7]。

在2014年發(fā)布的《中美氣候變化聯(lián)合聲明中》[1]，中國也進一步提出在2030年左右實現(xiàn)CO2排放達峰值，并努力早日達峰，同時也計劃到2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%左右。根據(jù)2020年和2030年減排目標和新能源發(fā)展目標，測算我國未來可能的強化低碳發(fā)展情景如表3所示。

從表3的低碳發(fā)展情景中可以看出，我國為實現(xiàn)2020年自主減排目標，從2005年起，每年的GDP能源強度年下降率都要在3%左右，需要做出很大努力。不僅需要加大力度轉(zhuǎn)變經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，同時也需要不斷的提高能源利用效率和倡導節(jié)能。如果2030年中國實現(xiàn)了非化石能源比例達20%的目標，其非化石能源供應量即達約11.60億tce，比2011年的2.68億tce增長4.3倍，凈增8.92億tce，年均增速為8.0%。非化石能源這一持續(xù)高速的年增速是史上絕無僅有的，充分體現(xiàn)出我國在應對氣候變化領(lǐng)域的決心和努力。

3中美兩國2020年后減排努力和效果比較

3.1單位GDP碳排放強度比較

美國到2025年在其減排目標分別為26%或28%情景下單位GDP的GHGs排放強度比2005年下降幅度分別為50.5%和51.8%，年下降率分別為3.45%和3.59%。而我國未來可能的強化低碳發(fā)展情景，單位GDP的CO2排放強度到2030年比2005年下降64%，年下降率為4%。以單位GDP排放強度下降幅度衡量，我國未來單位GDP的減排目標將高于美國。

3.2新能源和可再生能源發(fā)展比較

美國清潔電力計劃是其實現(xiàn)2020年減排目標的最主要措施，但其新能源和可再生能源的發(fā)展速度和規(guī)模則遠不及中國。中國2030年非化石能源比例將達20%，屆時非化石能源供應量約為11.60億tce，比2011年凈增8.92億tce，年均增速達8.0%。美國2011年非化石能源供應量為4.38億tce，到2030年將達5.5-6.0億tce，凈增長量不足2億tce，年均增速僅為1.2%-1.7%。非化石能源供應量2011年美國是中國的1.6倍，而到2030年中國將是美國的2倍。中國2011年到2030年新增非化石能源裝機將超過8億kWh，約為美國4倍。美國未來能源替代的速度和規(guī)模遠低于中國的水平。

3.3CO2排放峰值比較

美國能源消費及相應CO2排放均在2005年已達到峰值[8]，2005年美國人均GDP為4.72萬美元（2010年不變價），一次能源消費為33.31億tce，人均11.2 tce，相應CO2排放量為57.7億tCO2，人均19.5 t。2005-2011年GDP年均增速為0.86%，其單位GDP碳排放強度下降率在只有2.05%情況下就實現(xiàn)了絕對減排。中國如在2030年前后實現(xiàn)CO2排放達峰值目標，由于峰值時所處發(fā)展階段遠早于美國峰值時所處的發(fā)展階段，屆時GDP潛在年增長率仍將達4%-5%，達峰值后即使處于排放的平臺期，單位GDP的CO2強度年下降率也必需達4.5%左右，才能使CO2排放不再增長。屆時GDP的碳強度年下降率要遠大于美國峰值時和今后的下降水平。

我國CO2排放峰值時人均排放約8 t，也遠低于美國的人均排放水平。美國2005-2011年能源消費量已下降5.5%，即使按基準情景預測，到2020年能源需求量也基本與2005年持平，其節(jié)能和能源結(jié)構(gòu)改善的效果即可實現(xiàn)CO2的絕對減排。而中國2030年后能源需求仍將持續(xù)上升，年均增速仍將維持1.5%左右，需要非化石能源的快速增長以滿足總能源需求的增加，而使化石能源消費不再增長，因此2030年前后每年需新增的非化石能源供應量即達約1億tce。美國從2005-2011年新增非化石能源供應量僅0.54億tce，年均不足0.1億tce，到2030年也只比2011年新增不到2億tce，年均也只增加約0.1億tce。我國2030年前后為實現(xiàn)CO2排放峰值時每年新增加的非化石能源的供應量將達美國峰值時和其后相當長階段內(nèi)每年新增非化石能源供應量的10倍左右。因此，中國CO2排放達到峰值需比美國付出更大努力。

3.4電力部門減排目標和效果比較

中美兩國電力部門CO2排放相關(guān)指標比較如表4所示，2030年中美兩國新增裝機和單位千瓦時的CO2強度比2011年的下降水平見圖2。

2014年6月2日美國環(huán)保局發(fā)布了“清潔電力計劃”（草案），提出對現(xiàn)有電廠減排CO2的目標和措施：即到2030年全國電力部門的CO2排放比2005年減少30%，并將由州與聯(lián)邦合作實施，各州可以通過改善能源構(gòu)成、提高能效和需求側(cè)管理來實現(xiàn)各自的目標和需求。

美國2005年發(fā)電量4.29萬億kWh，電力部門CO2排放量為24.5億t CO2，CO2排放強度為574 g CO2/kWh。到2011年，發(fā)電量達4.35萬億kWh，比2005年增加3.3%。由于天然氣和可再生能源發(fā)電比例增加，燃煤發(fā)電比重由2005年的50.2%下降為43.1%[9]，每度電的CO2排放強度降低為503 g CO2/kWh，下降12.4%，超過發(fā)電量增長速度。因此，2005-2011年電力部門CO2排

放量下降到21.88億t CO2，下降10.7%。美國2030年實

現(xiàn)比2005年下降30%目標，實際上只需比2011年下降21.6%（見圖2）。

美國電力部門CO2排放到2030年比2005年減排30%，需減排7.35億t CO2，2011年已比2005年減排2.62億t CO2，因此從2012年開始只需再減4.73億t CO2。其途徑主要有：①節(jié)能和需求管理，降低電力需求，減少煤電供應量；②進一步用天然氣和可再生能源電力替代煤電，降低發(fā)電部門的CO2強度。因此都將通過減少燃煤發(fā)電來實現(xiàn)。

2005-2011年美國能源總需求下降5.5%，但電力需求則上升3.3%。該計劃中也提到將通過電力系統(tǒng)提高能效和減少需求可減少8%的電費，因此2030年電力總需求應低于2011年，發(fā)電量下降應該能夠為實現(xiàn)減排做出貢獻。為分析未來新能源發(fā)展需求，假設2030年發(fā)電量與2011年相當，那么必須用天然氣和非化石能源替代煤電。美國2011年燃煤發(fā)電1.875萬億kWh，比2005年2.154萬億kWh已下降13.0%。如果2011-2030年煤電減少量由天然氣和非化石能源各自承擔50%的替代比例，那么到2030年天然氣和非化石能源的發(fā)電量分別要增加0.336萬億kWh，減少煤電裝機約1.5億kW，煤電發(fā)電量要比2011年下降35.8%，煤電在發(fā)電量中比例也將下降到28%，天然氣和非化石能源發(fā)電裝機分別需增加0.5-1.0億kW。如果全部用非化石能源替代煤電，則新能源和可再生能源裝機則需增加1.5-2.0億kW，減少煤電裝機約1.2億kW，燃煤發(fā)電量比2011年下降28.1%，煤電在發(fā)電量中的比例也將下降到31%。

中國2005年發(fā)電量2.50萬億kWh，電力部門CO2排放量為21.7億t CO2，CO2排放強度為869 g CO2/kWh。到2011年，發(fā)電量達4.72萬億kWh，比2005年增加近90%。燃煤發(fā)電比重由2005年的81.8%上升到82.5%，由于大型發(fā)電機組的推廣和節(jié)能減排技術(shù)的實施，每度電的CO2排放強度降低為764 g CO2/kWh，下降了12.4%，遠低于發(fā)電量增長速度。因此，2005-2011年電力部門CO2排放量從21.7億t CO2升高到36.1億t CO2，增加了66%。

2030年中國發(fā)電量需求將達8-10萬億kWh，為中國2011年發(fā)電量的2倍，年均電力需求增加量為2.8%-4%的水平，分別由煤電和非化石能源發(fā)電來共同實現(xiàn)。其中煤電在發(fā)電中的比重將下降到約60%左右的份額，這意味著非化石能源供應量將保持更高的發(fā)展速度，年均增速達到約8%的水平。屆時中國單位電量的碳強度將低于500 g CO2/kWh，但由于煤電比例仍然很高，其單位電量的碳強度高于美國。

從上述分析可見，美國所制定的目標對能源替代的速度是較緩慢的。與2011年相比，中國2030年非化石能源供應量將增加約9億tce，年均增速將達8%左右；水電、核電、風電、太陽能發(fā)電等裝機將增加8-10億kW；每度電的CO2排放強度將下降約35%（見圖2），年下降率達2.2%，均遠高于美國的設想。盡管我國新能源和可再生能源發(fā)展的速度和規(guī)模遠大于美國，但由于2030年電力需求將約為2011年2倍，今后相當長時期內(nèi)非化石能源新增供應量尚不能滿足電力總需求的增長，且又無充足