劉強+陳怡+滕飛+田川+鄭曉奇++趙旭晨
摘要 《巴黎協(xié)定》開啟了全球氣候治理的新進程,進一步明確了全球應對氣候變化的緊迫性和目標要求。對中國來說,如何盡快推動經(jīng)濟增長和碳排放的脫鉤,不僅是實現(xiàn)應對氣候變化中長期戰(zhàn)略目標的核心任務,更是保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的必然要求。為此,本文基于中國經(jīng)濟、社會、能源和重要的終端能源消費行業(yè)歷史發(fā)展趨勢的分析,通過“自下而上”的模型方法考察了能源、工業(yè)、建筑、交通等行業(yè)和領(lǐng)域的深度碳減排潛力,并基于詳細的技術(shù)分析提出了中國中長期的深度脫碳路徑。研究表明,在深度脫碳路徑下,中國將順利完成國家自主貢獻提出的2030年左右碳排放達峰和碳強度較2005年下降60%—65%的目標;此后非化石能源發(fā)展進一步加速,到2050年非化石能源在一次能源中占比達到44%左右,工業(yè)、建筑、交通等終端耗能行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型進一步加速,2050年碳排放回落至2005年前水平,碳強度較2005年下降90%以上。為實現(xiàn)深度脫碳,本文從強化碳排放總量約束和相關(guān)制度規(guī)范建設(shè)、完善產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展激勵政策、加強相關(guān)市場機制作用、倡導低碳生活和消費等四方面提出了相應的政策建議,以供決策者參考。
關(guān)鍵詞 碳排放;峰值;深度脫碳路徑;政策建議
中圖分類號 X24文獻標識碼 A文章編號 1002-2104(2017)09-0162-09DOI:10.12062/cpre.20170464
作為全球氣候治理體系建設(shè)的一個重要里程碑,《巴黎協(xié)定》重申2℃溫控目標政治共識,要求各締約方在2020年前提交長期溫室氣體低排放發(fā)展戰(zhàn)略,在提升減排力度以推動全球溫室氣體排放量早日達峰的同時,努力實現(xiàn)到本世紀下半葉實現(xiàn)人類排放的CO2與大自然的吸收平衡[1-2]。考慮到中國當前的碳排放量(本文中均指CO2排放量)占全球總量的27%左右[3]并將在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進程中保持持續(xù)增長,全球碳排放峰值的出現(xiàn)以及未來的減排路徑將很大程度上依賴于中國的碳排放路徑,因此有必要從技術(shù)減排的角度考察影響中國減排路徑的關(guān)鍵技術(shù)和最大減排潛力。
目前,已有較多關(guān)于中國碳控排路徑的情景分析研究,提出了碳排放達峰和實現(xiàn)碳排放控制的多種可能情景[4-9]。但由于對經(jīng)濟增長、碳減排目標和政策以及包括CCUS、電動汽車等在內(nèi)的重大低碳技術(shù)發(fā)展等方面的假設(shè)條件不同,研究結(jié)果之間存在巨大的差異。本文在分析中國碳排放的歷史趨勢和驅(qū)動因素的基礎(chǔ)上,根據(jù)經(jīng)濟新常態(tài)下中國經(jīng)濟、社會和能源發(fā)展的最新趨勢,結(jié)合國家自主承諾貢獻(INDC)目標[10]等應對氣候變化相關(guān)目標和政策,采用“自下而上”的模型方法,研究提出了中國中長期能源消費和碳減排路徑,并對主要耗能行業(yè)和領(lǐng)域的深度減排潛力、減排路徑、重點措施等進行了系統(tǒng)分析,提出了推動深度脫碳的政策建議。
1 中國碳排放變動趨勢及驅(qū)動因素分析
改革開放以來,中國能源消費總量持續(xù)快速增長,從1980年的6.0億tce增長到2015年的43.0億tce[11](見圖1),年均增長約13.9%。碳排放量變化趨勢與能源消費量基本趨同,1980—2015年間碳排放量從14.4億t上升至93.1億t,年均增長約13.3%[11](由于中國未對每年的碳排放量進行統(tǒng)計核算,本文所用的全國碳排放數(shù)據(jù)為筆者參考IPCC國家溫室氣體清單編制指南中的方法得到,即活動水平乘以排放因子?;顒铀綌?shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局出版的中國統(tǒng)計摘要2016版,排放因子來自于省級溫室氣體清單編制指南)。1980—2015年間中國單位GDP能耗和碳排放年均下降率分別達到3.6%和3.9%,下降速度之快和持續(xù)時間之長超過主要發(fā)達國家歷史最好水平。
為分析不同時期影響碳排放量增長的主要因素,本文參考修正后的KAYA公式,采用對數(shù)平均迪式指數(shù)法(LMDI)將碳排放分解為GDP、單位GDP能耗和單位能耗碳排放三個貢獻因素[12-14]。
修正后KAYA公式的具體表述為:
式中:CO2表示能源活動CO2排放量,E表示一次能源消費,GDP表示國內(nèi)生產(chǎn)總值。為表述方便,用CI表示CO2E,即單位能源碳排放強度;用EI表示EGDP,即單位GDP能源消費強度;用G表示GDP。所以,CO2的排放水平由單位能源碳排放量強度、單位GDP能源消費強度和GDP三個因素共同決定。
根據(jù)公式1,碳排放量的變化值可以分解為三個因素的變化值的總和,即:
式中:ΔCO2表示從基準0年起到t年的碳排放量的變化值,ΔCI、ΔEI、ΔG分別表示單位能源碳強度對碳排放變化的貢獻、單位GDP能源強度對碳排放變化的貢獻和GDP對碳排放變化的貢獻。
根據(jù)加和分解式的LMDI分解方法,令
那么:
按照上述公式,本文計算得到中國GDP、單位GDP能源強度、單位能源碳強度等三個因素對碳排放量變化的貢獻度(見圖2)。
首先,GDP增長是驅(qū)動中國碳排放量增長的主導因素。1980—2010年間GDP增長貢獻的碳排放增量保持較為平穩(wěn)的增長態(tài)勢,碳排放增量貢獻從1980—1985年間的7.4億t增長至2005—2010年間的38.0億t。僅“十二五”期間GDP增長效應較“十一五”期間有所下降,碳排放增量32.8億t,較“十一五”期間下降5.2億t,反映出中國經(jīng)濟步入新常態(tài)后經(jīng)濟增長對碳排放增長貢獻有所弱化。
其次,單位GDP能耗是中國碳減排的主要貢獻因素。從歷史數(shù)據(jù)來看,中國單位GDP能耗總體呈持續(xù)下降趨勢,單位GDP能耗從1980年的2.63 tce/萬元(2010年價格,下同)下降至2015年的0.72 tce/萬元,但在2000—2005年期間不降反升,其中一度從2000年的0.97 tce/萬元回升至2005年的1.09 tce/萬元,這主要是因為2003年中國加入WTO后,高耗能行業(yè)受政策刺激不斷增產(chǎn)擴能所致。單位GDP能耗下降來自于兩方面影響,一是技術(shù)進步帶來的行業(yè)能效提升,二是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化調(diào)整。未來看,隨著中國主要耗能行業(yè)的能效水平不斷提升,部分高耗能行業(yè)的單位產(chǎn)品能耗甚至已接近世界先進水平[15],行業(yè)能效提升的空間將不斷收窄,對單位GDP能耗下降的驅(qū)動力將逐步下降。但與此同時,中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍偏“重”,二產(chǎn)占比仍顯著高于主要發(fā)達國家,未來調(diào)整優(yōu)化空間仍十分巨大,將成為驅(qū)動單位GDP能耗下降的主導因素,這既是經(jīng)濟新常態(tài)下提質(zhì)增效的客觀要求,也endprint
是應對氣候變化的重點任務。
第三,單位能耗碳排放對碳減排的貢獻雖遠小于單位GDP能耗,但近年來其減排貢獻持續(xù)提升。2000年以來,受強化扶持政策、技術(shù)進步和成本下降的共同影響,可再生能源發(fā)展迅速。截至2015年,非化石能源裝機5.37億kW,相比2010年翻了一番,非化石能源裝機占比從2010年的27%提高到2015年的35%[16],推動能源結(jié)構(gòu)持續(xù)低碳化,單位能耗碳排放呈穩(wěn)定下降趨勢。中國當前已經(jīng)明確設(shè)定了2020年煤炭消費控制在42億t左右和2020、2030年非化石能源占一次能源消費比重分別達到15%和20%的目標??梢灶A見,未來能源消費結(jié)構(gòu)將進一步優(yōu)化,單位能耗碳排放對碳減排將發(fā)揮越來越大的作用。
2 模型方法論
為深入分析2050年中國深度脫碳路徑,國家應對氣候變化戰(zhàn)略研究和國際合作中心開發(fā)了中國低碳戰(zhàn)略分析模型(SACC)。SACC模型以2010年為基準年,涵蓋電力、工業(yè)、建筑、交通等多個能源生產(chǎn)和消費部門和行業(yè)(模型構(gòu)架見圖3)。模型數(shù)據(jù)主要來自中國電力企業(yè)聯(lián)合會、歷年《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》等公開出版數(shù)據(jù)。利用該模型,在充分考慮未來經(jīng)濟增長和消費需求變化的基礎(chǔ)上,結(jié)合對碳排放相關(guān)技術(shù)發(fā)展變化的分析和國際對比,計算得出主要部門和行業(yè)在技術(shù)上可實現(xiàn)的最大碳減排潛力,進而得出2050年中國深度脫碳路徑。需要指出的是,本文盡管在分析中也考慮了技術(shù)的比較成本,但研究得出的深度脫碳路徑并非經(jīng)濟最優(yōu)路徑,更關(guān)注的是在合理假設(shè)條件下中國長期可實現(xiàn)的最強碳減排情景。
本文的主要研究思路為:首先,在經(jīng)濟社會發(fā)展歷史趨勢分析的基礎(chǔ)上,參考國內(nèi)外主要研究機構(gòu)的相關(guān)預測分析數(shù)據(jù),提出至2050年人口、GDP和城鎮(zhèn)化率等在內(nèi)的宏觀經(jīng)濟社會參數(shù)[4-9](見表1),并將能源、建筑、交通、工業(yè)等主要部門的歷史發(fā)展趨勢作為設(shè)定未來行業(yè)參數(shù)的重要依據(jù)。其次,在專家評議和文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上,以“自下而上”的方式對深度脫碳路徑下工業(yè)、建筑、交通三個終端部門能源活動水平、結(jié)構(gòu)、效率、技術(shù)創(chuàng)新等的變化趨勢進行分析,并著重考慮中長期時間尺度內(nèi)主要部門行業(yè)重大減排技術(shù)的最大應用水平和碳減排潛力,得出中國終端能源消費需求。第三,根據(jù)分析得出的終端能源消費需求,按照優(yōu)先發(fā)展非化石電力和深挖CCUS發(fā)展?jié)摿Φ脑瓌t提出非化石和火電的分品種裝機規(guī)模和發(fā)電量。第四,基于對能源生產(chǎn)和消費部門的減排潛力、減排技術(shù)、減排路徑的研究分析,提出2050年前中國經(jīng)濟社會低碳轉(zhuǎn)型的政策建議。
3 研究結(jié)果分析
3.1 行業(yè)深度脫碳發(fā)展路徑分析
重點部門和行業(yè)是碳排放的主要來源,通過識別主要耗能行業(yè)和領(lǐng)域的重大減排技術(shù)和減排潛力,推動這些行業(yè)和領(lǐng)域碳排放達峰并進入下行區(qū)間,是逐步推動全國碳排放達峰和實現(xiàn)深度脫碳的主要抓手。
作為清潔、高效、便利的終端能源載體,電力將逐步成為未來終端用能的主要方式,因此電力行業(yè)的低碳化對于實現(xiàn)深度脫碳路徑起著至關(guān)重要的作用。電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,是要實現(xiàn)從火電主導向非化石電力主導的轉(zhuǎn)變和推動CCUS在火電領(lǐng)域的廣泛應用。通過穩(wěn)步推進傳統(tǒng)小火電的淘汰退出和高效火電技術(shù)的替代,以及加強電網(wǎng)建設(shè)、解決可再生能源消納等措施,非化石電力在總發(fā)電量中占比可大幅提升,到2020、2030和2050年非化石電力在發(fā)電量中占比分別達到34%、45%和78%。通過積極推進CCUS技術(shù)的商業(yè)化利用,并通過推行電力行業(yè)碳排放標準等方式強化CCUS在火電設(shè)施上的應用,到2050年,加裝CCUS的火電裝機在火電總裝機中占比可達到約75%,年度減排能力達到13億tCO2。綜合這兩方面措施,電力排放因子將從2010年的741 gCO2/kW·h下降至2050年的56 gCO2/kW·h,降幅超過90%。
2050年前工業(yè)部門仍是中國最大的能源消費和碳排放行業(yè),因此工業(yè)行業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型對于深度脫碳路徑的實現(xiàn)也至關(guān)重要??傮w來看,工業(yè)部門的低碳化主要圍繞產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能效提升、燃料轉(zhuǎn)換和加裝CCUS等方式進行。一方面,通過加快傳統(tǒng)工業(yè)升級轉(zhuǎn)型、依法依規(guī)淘汰落后產(chǎn)能、大力培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)等措施,積極推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型后,三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)將由2010年的9.6%∶46.2%∶44.2%優(yōu)化至2050年的2.2%∶32.5%∶65.3%。另一方面,通過工業(yè)設(shè)備的改造升級、高效技術(shù)的創(chuàng)新應用、資源綜合利用和高效管理等方式,工業(yè)能效水平將大幅提升。在兩方面政策的共同作用下,到2050年,工業(yè)的單位增加值能耗可在2010年基礎(chǔ)上降低77%,達到當前歐盟平均水平,這將使2010—2050年工業(yè)增加值增長4.3倍的條件下工業(yè)部門能耗僅上升26%。通過煤改氣、煤改電等措施,天然氣和電力占工業(yè)部門能耗的比重分別從2010年的3%和21%上升至2050年的27%和39%,而同期煤炭占比從61%下降至22%。通過推動CCUS在水泥、鋼鐵、化工等能源密集型行業(yè)的商業(yè)化應用,到2050年工業(yè)部門的碳捕集率達到約20%。綜合上述措施,到2050年,工業(yè)部門的碳排放量將降至24億tCO2,較2010年下降約58%(此處工業(yè)行業(yè)碳排放量包含了其電力消費的間接碳排放量,下文的建筑和交通領(lǐng)域碳排放量亦同)。
控制服務量的合理增長、提升能效、強化低碳能源的利用和嚴格控制“大拆大建”等將成為建筑領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型的主要內(nèi)容。首先,通過提高多套住房持有成本等政策調(diào)控手段和加強低碳消費的宣傳引導等方式,使2050年人均公共建筑面積和人均居住面積分別控制在
約13 m2和37 m2,較2010年分別上升約9 m2和7 m2,相當于當前主要歐盟國家(德國、法國)等的水平。其次,大力提升建筑能效,包括推廣高效照明、制冷等節(jié)能技術(shù)產(chǎn)品,提升綠色、低碳建筑在新建建筑中占比,強化既有建筑節(jié)能低碳改造等措施,使2050年北方地區(qū)供暖能耗較2010年下降50%以上。第三,通過引導優(yōu)化居民用能結(jié)構(gòu),使相對清潔、低碳的電力、天然氣占比分別從2010年的24%和8%上升至2050年的47%和27%,而同期煤炭占比則從42%下降至13%。綜合上述措施,由于建筑面積上升和單位建筑面積用能需求的上升將超過單位建筑面積能耗下降的影響,到2050年我國建筑部門能耗將比2010年上升13%,而受到天然氣和非化石等低碳能源占比提升和電力碳排放強度大幅下降的影響,建筑部門碳排放量在2030年達到26.2億tCO2的峰值后快速下降至2050年的10.6億tCO2。endprint
交通部門的低碳轉(zhuǎn)型重點包括控制交通服務量合理增長、優(yōu)化交通運輸結(jié)構(gòu)、提高交通運輸工具效率和提升低碳能源的利用水平等。首先,通過積極建設(shè)公共交通優(yōu)先的城市交通系統(tǒng),制定合理的價格政策引導居民出行傾向慢行系統(tǒng)和公共交通,可以合理控制城市私人交通出行需求。到2050年,萬人公交車擁有量達到12輛,相比2010年增加至少3倍以上,千人汽車擁有量控制在300輛以內(nèi)。其次,通過建設(shè)現(xiàn)代綜合交通運輸體系、合理配置運輸資源,推動貨運重載依托鐵路和水運方式、散貨運輸依托公路的貨運運輸模式,長途客運以鐵路、民航為主,短途客運以城鐵、公路協(xié)同的低碳化運輸組織模式,2050年鐵路在貨運周轉(zhuǎn)量和客運周轉(zhuǎn)量中占比可達到25%和46%。第三,通過大力推廣智慧交通運輸技術(shù),加強節(jié)能低碳技術(shù)產(chǎn)品應用,能有效提高交通運輸工具的燃料經(jīng)濟性,到2050年,單位貨運、客運周轉(zhuǎn)量能耗相比2010年降低38.7%和55.5%。第四,通過推動交通工具的技術(shù)創(chuàng)新和應用,大規(guī)模推廣先進的電動汽車、氫能汽車、燃料電池汽車以及生物液體燃料汽車等清潔能源技術(shù),2050年新能源汽車在客運汽車中占比將達到60%以上。綜合上述措施,交通部門的碳排放量在2030年達到17.8億tCO2的峰值后將逐步下降至2050年的13.4億tCO2。
深度脫碳路徑下重點部門和行業(yè)的低碳發(fā)展關(guān)鍵指標變化見表2。
3.2 中國能源消費和碳排放變化趨勢
深度脫碳路徑下,中國的一次能源消費需求仍將在較長時間內(nèi)保持上升趨勢,在2040年左右達到62.5億tce的峰值后逐步下降至2050年的57.8億tce,經(jīng)濟增長和能源消費逐步脫鉤(見圖4)。相對應的,中國終端能源消費將在2040年達到約44.3億tce的峰值,之后逐步回落至2050年的40.1億tce。2050年前工業(yè)部門仍然是最大的終端能源消費行業(yè),但在終端能源消費中占比從2010年的67.2%下降到2050年的55.2%。建筑和交通作為與城鎮(zhèn)化密切相關(guān)的兩個行業(yè),盡管采取了多項措施抑制用能需求的快速增長,但生活服務需求提升仍抵消了能效提升等因素對能源消費需求的抑制作用,2050年的能源消費需求較2010年的漲幅達到130%和92%,在終端能源消費中占比分別由2010年的17.9%和14.9%上升至2050年的22.5%和22.3%。上述終端能源消費的行業(yè)結(jié)構(gòu)變化表明,隨著工業(yè)化步入中后期,城鎮(zhèn)化將取代工業(yè)化成為中國能源需求和碳排放增長的主要驅(qū)動力。
在深度脫碳路徑下,能源清潔化和低碳化的趨勢十分顯著。電力作為最清潔的終端能源品種將迎來巨大的發(fā)展,電力消費量將從2010年的3.9×1012kW·h上升至2030年和2050年的8.6×1012kW·h和10.8×1012kW·h,帶動電氣化水平從2010年的18%上升至2030年的24%和2050年的34%,到2050年人均用電量將達到約8 000 kW·h,接近發(fā)達國家的人均水平[17]。在電氣化提升過程中,非化石能源發(fā)展迅速,核電和水電仍將保持穩(wěn)步上升的發(fā)展態(tài)勢,而在技術(shù)效率提升和成本下降的共同作用下,風電、太陽能等非化石電力將蓬勃發(fā)展并在經(jīng)濟性上完全實現(xiàn)與傳統(tǒng)能源的競爭。非化石電力在總發(fā)電量中占比將上升至2030年的45%和2050年78%,非化石能源在一次能源消費中占比將上升至2030年的21%和2050年的44%,超額完成國家自主貢獻承諾的20%左右的非化石能源占比目標。此外,天然氣利用量將保持較快增長勢頭,2050年天然氣消費量達到約7500億m3,占一次能源消費比重達到17%,較2010年提高約13個百分點。煤炭消費在2020年左右達到約41億t的消費峰值,此后在約40億t的高位消費水平上保持約10年后逐步下降,2050年煤炭消費量在一次能源消費中占比下降至23%,與美國、德國2010年水平相當[18]。
在深度脫碳路徑下,中國能源相關(guān)碳排放在2030年左右達峰,峰值水平約為115億tCO2,之后逐步降至2050年的48億tCO2,相當于2005年前的碳排放水平。單位GDP碳排放到2030年降至0.89 tCO2/萬元(2010年價格,下同),到2050年降至0.21 tCO2/萬元,比2005年水平分別下降64.8%和91.7%,完成國家自主貢獻承諾的下降60%—65%目標的高限值。2030年后,單位GDP碳排放年均下降6.9%,遠高于2030年前年均3.9%的下降速率,表明2030年后在經(jīng)濟增長與碳排放脫鉤的同時,減排速率進一步加快。從碳排放的行業(yè)分布看(見圖5,按照電力消費量將電力碳排放分攤至各終端消費行業(yè)),雖然2050年工業(yè)行業(yè)碳排放較2010年下降超過50%,但屆時仍是中國最大的碳排放行業(yè),建筑行業(yè)和交通行業(yè)受電氣化水平提升和非化石電力大力發(fā)展的共同影響,碳排放比2010年分別下降約33%和上升66%,碳排放和能源消費增長呈現(xiàn)出脫鉤趨勢。
對碳排放變化的驅(qū)動因素分析表明(見圖6),與2010年相比,2050單位GDP能耗和單位能耗碳排放分別下降74%和64%,抵消了GDP的6.4倍的增長。比較而言,單位GDP能耗下降的減排貢獻在2020年后將逐漸減小,而單位能耗碳排放下降的減排貢獻則在2030年之后開始顯著顯現(xiàn),這主要歸因于2030年之后可再生能源利用規(guī)模的快速提升和CO2捕集、利用與封存技術(shù)(CCUS)的大幅應用。2050年,CCUS埋存量總計達到約21億tCO2,其中電力行業(yè)和工業(yè)分別貢獻13億tCO2和8億tCO2,較未采取CCUS技術(shù)條件下的碳排放量下降了約28%。
3.3 深度脫碳路徑研究的影響因素分析
深度脫碳路徑僅僅是描繪了在較好預期下中國經(jīng)濟社會深度低碳轉(zhuǎn)型的一種可能路徑,但該路徑的實現(xiàn)還會受到各種復雜因素的影響,主要的影響因素包括以下幾個方面。
一是中國未來GDP增速的影響。GDP增長是中國能源消費和碳排放增長的主要驅(qū)動因素,考慮到經(jīng)濟新常態(tài)下中國經(jīng)濟增長將進入深度調(diào)整期,未來的經(jīng)濟增長速率endprint
和經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)型都存在較大的不確定性,這也為給中國深度脫碳的實現(xiàn)帶來了較大不確定性。
二是能源效率提升的影響。能源效率提升會受到包括產(chǎn)業(yè)模式轉(zhuǎn)型、技術(shù)進步、政策導向、市場環(huán)境等多種因素的影響。過去十幾年中國在節(jié)能方面取得了顯著成效,但也還存在諸多問題,一些主要耗能行業(yè)的平均能耗強度仍遠高于發(fā)達國家,很多先進節(jié)能技術(shù)的應用規(guī)模也差強人意。因此,盡管目前主要行業(yè)和領(lǐng)域的節(jié)能潛力仍然巨大,但未來要想進一步提升能效水平,面臨的難度更高、投入更大,需要對相關(guān)制度和體制機制進行根本性變革,既要能實現(xiàn)對存量的深度節(jié)能改造,又要以較低能耗滿足增量需求,這對中國復雜的產(chǎn)業(yè)體系來說將是一個不小挑戰(zhàn)。
三是能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響。中國深度脫碳路徑的實現(xiàn)必須建立在非化石能源高速發(fā)展的基礎(chǔ)上,但維持高速的非化石能源發(fā)展并實現(xiàn)深度脫碳路徑下的發(fā)展水平并非易事。深度脫碳路徑下,中國2030年非化石能源裝機較2015年上升8.4億kW,略低于2015年煤電裝機水平(9.0億kW),遠高于美國實現(xiàn)2014年6月提出的《清潔發(fā)電計劃》提案的相關(guān)目標條件下非化石能源新增裝機量(1.0—2.0億kW)。而2030—2050年間非化石裝機上升10.9億kW,相當于每年增長0.53億kW,意味著該期間非化石能源裝機年均增速仍需基本維持在2015—2030年間的高速發(fā)展水平??紤]到當前中國可開發(fā)利用的水電資源已經(jīng)較為有限,未來非化石能源增長主要依靠風能、太陽能和核能。風能和太陽能雖然具有較大潛力,但受制于穩(wěn)定性和長距離運輸消納等問題,而核電也由于安全問題目前仍面臨著發(fā)展前景的不確定性,這些都將會給中國深度低碳轉(zhuǎn)型帶來了不確定性。
四是城鎮(zhèn)化進度和模式的影響。一方面,當前中國人均用能是美國的1/3和歐日水平的60%,明顯低于發(fā)達國家水平;另一方面,中國農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟和能源消費水平和城鎮(zhèn)還存在很大差距,如何合理控制和滿足城鎮(zhèn)化過程中由于農(nóng)村人口轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)人口、農(nóng)村生活水平向城鎮(zhèn)靠近和中國城鎮(zhèn)生活服務需求水平的進一步提升所帶來的能源消費需求增長,將成為控制中國能源消費和碳排放量增長的關(guān)鍵因素之一[19]。深度脫碳路徑下,中國必須在接近甚至遠低于發(fā)達國家服務量水平的基礎(chǔ)上完成現(xiàn)代化,若不能從制度、政策、市場等方面對低碳生活消費方式加以合理引導,上述與城鎮(zhèn)化低碳發(fā)展的相關(guān)指標將難以滿足,中國碳排放量達峰的目標也將難以完成。
五是CCUS技術(shù)發(fā)展的影響。CCUS是中國在遠期實現(xiàn)深度脫碳的關(guān)鍵性技術(shù)之一。深度脫碳路徑下2050年CCUS共將實現(xiàn)約21億tCO2的埋存量,較未采取CCUS技術(shù)條件下的碳排放量下降了約28%。但根據(jù)目前技術(shù)發(fā)展情況,碳捕集的額外能耗和成本仍然過高,電力行業(yè)和工業(yè)行業(yè)每噸CO2的捕集成本分別約為100—550及150—400元人民幣,且需額外耗能20%—30%[20]。在尚未實現(xiàn)技術(shù)突破,以及暫不具備合理碳定價機制的情況下,大規(guī)模發(fā)展CCUS面臨較大困難。
4 研究結(jié)論與政策建議
本文基于對現(xiàn)有技術(shù)發(fā)展的認識和經(jīng)濟發(fā)展形勢的分析,從技術(shù)角度分析了電力、工業(yè)、建筑、交通四個重點行業(yè)領(lǐng)域到2050年的最大碳減排潛力,提出了這些行業(yè)和領(lǐng)域的深度脫碳路徑。按照這一思路,中國一次能源消費在2040年左右達到62.5億tce的峰值并逐步回落至2050年的57.8億tce,碳排放將在2030年達峰,峰值水平約115億t,碳排放強度較2005年下降約64.8%,順利實現(xiàn)2030年國家自主承諾目標,此后逐步下降并在2050年回落至2005年前水平,碳強度較2005年下降約91.7%,實現(xiàn)碳排放與經(jīng)濟增長的深度脫鉤。該路徑下,中國低碳能源對傳統(tǒng)化石能源的替代進程加快,到2050年非化石能源在一次能源中占比達到44%,非化石電力在總發(fā)電量中占比達到78%。
實現(xiàn)深度脫碳需要長期不懈地努力,未來10—15年將是實現(xiàn)中國碳排放達峰目標和長期低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期,需要從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能效提升、強化低碳能源利用水平等方面整體推進,同時還要從制度、體制機制、政策等多方面進行強化,為低碳轉(zhuǎn)型創(chuàng)造良好的基礎(chǔ)條件和政策環(huán)境。
首先,加強碳排放總量約束和相關(guān)制度規(guī)范的建設(shè)??紤]到中國未來GDP增長仍有一定的不確定性,為有效提高碳排放控制的強制約束力,有必要在當前(單位GDP能耗)能源強度和(單位GDP碳排放)碳強度兩大強度控制的基礎(chǔ)上,盡快轉(zhuǎn)向到碳強度和碳排放總量雙控機制。與此同時,應從法律層面提升碳排放控制目標的約束力,修改完善建筑、交通、能源、電力、鋼鐵、建材、化工等領(lǐng)域的法律法規(guī)和標準,充分體現(xiàn)部門和行業(yè)主動控制碳排放、有效進行碳排放總量管理的思想,為碳減排提供足夠的法律支撐。
其次,依照低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段制訂并完善相關(guān)激勵政策。針對包括CCUS等處于研發(fā)、示范階段的低碳技術(shù)和產(chǎn)業(yè),由于前期資金投入較高且項目發(fā)展具有較大不確定性,應當提高財政資金支持的力度和穩(wěn)定性,完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),推動技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新和示范項目的落地;針對處于推廣應用階段的低碳產(chǎn)業(yè),已具備生產(chǎn)銷售經(jīng)驗且產(chǎn)品具備一定的經(jīng)濟性,應推動出臺與碳排放相關(guān)的國家標準,并將政策優(yōu)惠與碳排放達標情況掛鉤,提高行業(yè)企業(yè)提升技術(shù)水平、降低碳排放的動力。
第三,強化相關(guān)市場機制在引導經(jīng)濟低碳轉(zhuǎn)型方面的作用。① 構(gòu)建具有低碳發(fā)展導向的能源價格體系,加快推進能源價格的市場化,完善水電、核電及可再生能源電價定價機制,理順天然氣與可替代能源比價關(guān)系和煤電價格關(guān)系,逐步提升低碳能源的經(jīng)濟性。②要穩(wěn)步推進全國碳排放交易市場的建設(shè),在完善法律法規(guī)、健全管理制度、提高監(jiān)管能力、強化支撐體系等工作的基礎(chǔ)上,逐步建成覆蓋主要行業(yè)領(lǐng)域、規(guī)則明確、交易活躍的全國性碳排放權(quán)交易市場,用市場手段實現(xiàn)碳排放外部成本的內(nèi)部化。③要加強低碳投融資機制和金融產(chǎn)品創(chuàng)新,降低低碳產(chǎn)業(yè)和技術(shù)發(fā)展融資成本,提升對低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)應用的資金支持力度。endprint
最后,倡導全民踐行低碳生活和消費。一方面,要采取多種措施控制城鎮(zhèn)化進程中能耗的快速增長。① 加強低碳生活和消費方式的宣傳,鼓勵更多個人采取包括低碳交通出行、更多依靠自然采光和間歇供熱等低碳生活和消費方式,逐步引導從面子消費、奢侈性消費轉(zhuǎn)向節(jié)約型消費、理性消費、綠色低碳消費。②要通過完善低碳標準標識、出臺激勵措施等方式,引導和鼓勵居民購買節(jié)能低碳產(chǎn)品和使用節(jié)能低碳技術(shù)。另一方面,要加強對企業(yè)社會責任履行意識的引導與培養(yǎng),鼓勵企業(yè)研制生產(chǎn)低碳設(shè)備和產(chǎn)品,滿足市場對低碳節(jié)能產(chǎn)品不斷增長的消費需求,同時加強對企業(yè)碳排放的監(jiān)督,鼓勵企業(yè)披露碳排放信息,引導更多企業(yè)向低碳轉(zhuǎn)型。
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