擁抱碳中和之二：碳中和的技術性討論

張樹偉

經(jīng)濟學博士、高級工程師、德國洪堡學者，卓爾德環(huán)境研究（北京）中心主任兼德國能源轉型智庫高級顧問。具有電力、交通、可再生能源部門與德國、法國、中國等地區(qū)工作經(jīng)驗。

對于目前大多數(shù)國家有關碳中和的公共辯論，筆者有一個最大的印象——所有的討論都是充滿非社會環(huán)境下減排的技術性討論。

技術上如何實現(xiàn)的措施，對應著一個個目標。當一個短期目標沒有完成的時候（類似德國2020年減排40%的目標），提出一個更加激進的長期目標，無疑在政治上具有吸引力。

什么樣的目標與如何實現(xiàn)目標，前者更多是必要性問題，而后者則是可行性與方式問題。如果把二者摻合在一起，最終的結果很可能是什么都談不攏。這似乎有合理的政治邏輯——一步一步的建立共識。

技術性討論對于“如何實現(xiàn)減排”是必要的。那么，它是不是意味著著實現(xiàn)碳中和的“技術”還處于一個大家并不理解的階段？或者說它是一種專門的知識？還是存在我們現(xiàn)在沒有概念的“黑科技”？可能是，也可能不是。

美國氣候特使John Kerry在2021年表示：50%的減排仍舊依賴于現(xiàn)在還不存在的技術。事實上，早在2004年，普林斯頓大學的Pacala等人就發(fā)文：依賴目前可得（實驗室/處于示范階段）的多種技術組合，就可以實現(xiàn)50年內的深度減排。

但是，這些技術性討論未涉及不同主體如何實現(xiàn)合作的討論。這些討論，都沒有脫離一個數(shù)學等式的范疇——Kaya 等式。

每一個論斷（claim）以及主張（argument），都構成了一個社會集體性的目標。但對于如何實現(xiàn)這些集體目標的工具卻往往語焉不詳。對于“碳中和”這樣一個綜合性系統(tǒng)工程來說，是遠遠不夠的。

當下技術討論的框架

Kaya等式表現(xiàn)了碳排放變化（增長）的四大驅動因素：人口，人均收入（GDP），GDP能源強度，以及能源碳強度。

從名字可以看出它首先來自于一個日本人，叫做Yo i c h i K a y a。盡管它僅僅是核算目的（所謂“恒等”），無法從因果上做嚴格解讀（比如這些因子之間往往并不獨立），但是無疑在政策屆得到了廣泛的采用，比如IPCC排放情景分析。這些情景或者為這些因素的未來發(fā)展設定了一系列的初始條件，或者內生模擬其可能變化，最終得出未來的可能排放軌跡。

碳排放變化的四大因素分解：Kaya等式

從數(shù)學上，這四個因子的乘積等于碳排放，等價于碳排放的年度變化率（%）等于各因素變化率的“和”（sum）。這為分析未來碳排放是否增加，增加程度多大提供了一個簡明的框架。目前大部分的關于如何減排的技術性討論沒有超過這一框架的范疇。

人口增速下降可以有效地減少排放，盡管人口變化趨勢很難通過外部力量控制，除了我國的計劃生育以及放松計劃生育。事實上，在很多年前，我國曾經(jīng)有人做過測算，以假想的“不進行計劃生育”為反事實（counter-factual）基準線，少生了多少人口，意味著多大的減排。這些研究是爭議巨大的，因為這種基準線永遠是無法觀測的，從而不具有足夠的可信性。

GDP的下降當然意味著排放的下降，如同前蘇聯(lián)國家“休克”療法后展現(xiàn)的情況。但是，這種經(jīng)濟減速（de-growth）在大部分國家是不受歡迎的，也從來沒有進入我國討論的視野。不過國際上，討論通過降低經(jīng)濟增速來實現(xiàn)環(huán)境目標的聲音一直存在，并且有一大批環(huán)境生態(tài)學的擁躉。其主張一方面是立于環(huán)境資源的內在價值，一方面是GDP追求跟真正的人的福利與幸福感并無密切關系。比如，世界的最大富國——美國，盡管其人均GDP一直在增長，其個人幸福感卻在上世紀70年代以后就沒有明顯提升了。幸福感與人均GDP脫鉤了。在這個問題上，持不同觀點的雙方注定無法靠近。

GDP能源強度的下降是技術性討論重點關注的因素。從解析視角，降低GDP能源強度，可以通過結構與效率變量。前者比如產(chǎn)業(yè)結構，GDP如果更多的體現(xiàn)在服務業(yè)與低能源富集的產(chǎn)業(yè)增長，那么自然能源強度就下降了。后者比如節(jié)能，如果同樣的GDP使用了更少的能源，那么能源強度也會下降。

能源碳強度同前者類似，系于能源結構性因素。碳強度是能源結構變化的結果。我國2020年12月更新的巴黎協(xié)定氣候自主貢獻目標中，到2030年非化石能源占一次能源消費比重（25%左右）、風電、太陽能發(fā)電總裝機容量（12億千瓦以上）等。2021年3月5日，國務院總理李克強在做政府工作報告時提及，2025年單位國內生產(chǎn)總值能耗和二氧化碳排放強度分別比2020年降低13.5%與18%。按照普遍預期的非化石能比例從目前的16%左右上升到5年后的20%，就能單獨貢獻整體能源的碳強度下降4%。年均下降1%，從而實現(xiàn)大部分13.5%能源強度與18%碳強度之間的比例差別。當然，如果能夠有效的實現(xiàn)碳的回收，無論是森林方式還是地球工程方式，也可以降低碳排放。

國家發(fā)改委對碳達峰碳中和工作的解讀，也遵從這個框架。我們可以將國家發(fā)改委提到了各項舉措與Kaya的框架一一對應。

一是推動產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，不斷提高產(chǎn)業(yè)綠色低碳發(fā)展水平?！狦DP能源強度

二是大力調整能源結構，實施可再生能源替代行動?！茉刺紡姸?/p>

三是堅持和完善能耗雙控制度，狠抓重點領域節(jié)能。——產(chǎn)業(yè)GDP能源強度

四是加大科技攻關力度，推動綠色低碳技術實現(xiàn)重大突破?！g接貢獻能源碳強度

五是堅持政府和市場兩手發(fā)力，完善綠色低碳政策體系和市場化機制?！獧C制保障

六是加強生態(tài)保護修復，提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯能力?！紖R吸收

七是推動全民節(jié)約，營造綠色低碳生活新風尚。——社會規(guī)范助力能耗下降

八是加強國際交流合作，推進綠色絲綢之路建設，參與和引領全球氣候和環(huán)境治理?！w制機制保障

警惕化石能源反彈

讓我們從未來為起點，進行歷史回顧。我的問題是：假如某年實現(xiàn)了碳中和，你如何防止化石能源消費反彈，比如避免人們再一次挖出煤炭取暖用？請花一點時間思考這個問題，因為它并沒有想象中的那么顯然。

這不是個不存在的問題。大氣資源比富集在地殼中的礦產(chǎn)資源要稀缺的多。本世界中葉如果所有國家都實現(xiàn)了碳中和（這是氣候安全目標需要的），大部分的煤炭（超過70%存量）以及相當部分的石油、天然氣都需要永久的保存在地殼中。

這也并不是個瑣碎的問題。煤炭“惡劣”的地方只是排放強度大，但是它的熱量與能量密度無疑是令人贊嘆的。它是可以拿來取暖的，并且能源質量不錯。在筆者的老家環(huán)北京貧困帶的農(nóng)村地區(qū)，上世紀80年代，一家人只需要一板車煤炭就能滿足冬天3-4個月的需求，還不貴。這也是上世紀80-90年代我國農(nóng)村生物質快速退出的部分原因。

這不僅僅是碳中和完成之后的問題，事實上，它貫穿整個減排進程。給定其他因素不變，減排的過程就是化石能源變得不再稀缺，而是越來越過剩的過程；從而意味著給定其他條件不變，其相對價格會越來越低。如果價格充分反映人們偏好的話，那么用煤來取暖的經(jīng)濟激勵是越來越大的。所以，隨著減排進程的推進，人們的偏好在分化，朝向同一個目標的取向會愈加困難。

讀者可能會評價：這是太狹窄（narrow）的視角了。的確是這樣——這是局部經(jīng)濟視角，所謂的碳泄漏問題（carbon leakage）。比如江蘇、上海通過額外努力（相比某個參照基準線）實現(xiàn)碳中和了，浙江無疑面臨著一個更加寬松的能源市場環(huán)境。那么，浙江多用能源將是經(jīng)濟上更加理性的選擇，甚至可能會因此欲罷不能。與此同時，浙江的消費者會有從眾心理，所謂遵循社會規(guī)范（social norm），而決策者無疑還會有政治動機。他們都有動力，發(fā)出某種行動信號，以顯示自己屬于某個群體，具有群體的歸屬感。最終結果如何，政治邏輯主導經(jīng)濟邏輯還是反過來，我們只能等等看看。

這個問題也涉及到我們如何理解人類發(fā)展的進程。亞里士多德等古希臘哲學家往往認為：歷史是循環(huán)的。馬克思學說表示：歷史是螺旋式上升的。我國的“碳達峰”討論中，已經(jīng)出現(xiàn)了對這些偉大思想者的背叛。

2030年前碳達峰的語義學精確含義是：目標年份之后的排放水平要不高于之前。也就是說，它不僅關系到目標年之前的能源系統(tǒng)的動態(tài)，還關系到之后；現(xiàn)實發(fā)展顯然不是連續(xù)與直線式的。這種目標是否實現(xiàn)，只有在目標年后很多年才能100%確認。2030年比之前年份低了，不代表其之后就不會再漲上去。

因此，2030年前的任何行動，往往都只是必要條件，而不是充分條件。所以，諸多“確保2030年前實現(xiàn)碳達峰”的說法為何如此篤定？達峰目標屬于非常規(guī)目標，很難講其程度是松還是緊。國家發(fā)改委能源研究所所長王仲穎強調：實現(xiàn)碳達峰之后還有碳中和目標，峰值太高后續(xù)的壓力會更大。這一點必須正視，目標的實現(xiàn)是一個過程的兩個階段。但是也必須意識到：目前的達峰目標并不提供“絕對性”明確的約束。

正確理解模型的作用

小世界的模型對于實現(xiàn)碳中和是重要的，但是不能“宗教式”的理解未來。情景（Scenario）是理解未來可能性用的一種“假設——結果”的方法。它的意義往往在于評估技術與政策的結果，特別是長期目標的短期含義，以及短期行動的長期影響，而不是預測未來。

國際能源署2017年在其旗艦出版物《世界能源展望WEO》第二章專門用了一個章節(jié)說明自己的三種情景為何不是預測練習。它解讀自己的結果，通常開頭就是“正如我們總是指出的，我們的結果不是預測”。情景要有用，必須揭示短期、能動性的額外政策作為建議。

但在我國，很多情景很多時候成為了“宗教式”的理解：2050年什么樣？我們不知道啊，但是它已經(jīng)在那里了，需要先知或者權威揭開蓋子，消除神秘感。所以有諸如“經(jīng)過復雜的研究抑或多模型比較，2050年零碳證明是可行的！”一說。

這種對仍處于隨機狀態(tài)未來的簡單論斷，對于我們討論如何實現(xiàn)一個期望中的未來是沒有幫助的。它混淆了小世界模型的功能與復雜大世界的現(xiàn)實。模型的功能應該是提供洞見，而不是現(xiàn)實中的結論。

第十三屆全國人大常委會委員、中國科學院科技戰(zhàn)略咨詢研究院副院長王毅特別強調：碳中和路徑不是模型曲線，而是一系列目標、政策、行動的組合，是理論與實踐互動的結果，也是一個漸進調整和不斷創(chuàng)新的過程。

我們應該訴諸什么？

回到前面的問題：如果要抑制化石能源需求在碳中和之后再次反彈的動力，我們可以訴諸什么呢？

訴諸技術進步或者企業(yè)家創(chuàng)新，消滅人們的“作案”動機或者工具。比如技術進步使得人們的用能變得極其便宜易得，使得煤炭采暖變得不再具有吸引力——又貴又臟。或者企業(yè)家創(chuàng)新了新的商業(yè)模式與產(chǎn)業(yè)鏈條，而煤炭在這種體系中被排除了出去。盡管煤炭本身成本可能還是低的，但是它的物流體系變得極其昂貴或者缺乏，使得人們的“作案”工具不再可得。

訴諸經(jīng)濟成本，讓它保持比既有的取暖用能范式更貴。這恰恰是碳動態(tài)定價的邏輯——隨著時間推移，要持續(xù)的實現(xiàn)減排，必須對應于邊際減排成本的提升，不斷的提高碳價格水平。有學者2021年表示：關于碳交易市場，由于交易成本過高、企業(yè)數(shù)量較少、易形成寡頭，碳排放長期趨于歸零，碳交易市場不可能做大做強。從碳排放數(shù)量而言，這可能是對的——整個排放基數(shù)在縮小，但是從整個市場的“市值”，由于需要越來越高的碳價格，這并不一定是這樣的。即使排放為零了，一個較高的碳價仍舊需要保持在哪里，為地下的化石能源設定了一個高價格，防止需求的再次反彈。正如美國環(huán)保協(xié)會張建宇強調的：（要）在全社會范圍內形成碳價信號。清華大學張希良教授特別強調：應該讓排放權交易體系的價格信號作為主要的激勵來驅動二氧化碳減排。

訴諸嚴格禁止政策，比如像管制毒品一樣杜絕（ban）煤炭的再次使用，在某個時點之后。這方面的爭議是巨大的。傳統(tǒng)上，人們認為“徹底禁止”政策是笨拙的。它的實施執(zhí)行（enforcement）昂貴，需要投入巨大的行政與管制資源，還容易造成“黑市”。但是，就減少化石能源消費的政策而言，需求側的政策在過去往往是不足夠甚至是不奏效的，這使得人們開始關注這些笨拙粗暴政策的優(yōu)越性。斯坦福教授Laurence Goulder在2019年的發(fā)言中表示，理論的最優(yōu)政策——足夠碳稅，如果乘以現(xiàn)實中的可以實施的概率（政治上非常低），那么是否還是最優(yōu)就要打問號了。相比之下，供給側的直接限制“命令—控制”政策有著直接、簡單和效力突出的特點。它無需過于復雜的設計，也減少了負擔沉重的監(jiān)管與行政程序。我們可以將煤炭供給側直接限制政策與常規(guī)政策需要的MRV原則做個比較。MRV(Measurement,Reporting and Verification)，也就是可監(jiān)測、可報告、可核查。這是溫室氣體治理體系中經(jīng)常提及的一個詞。要確定減排指標，必須利用MRV以保證減排的真實性與足夠。即使現(xiàn)在氣候體系完全是一套自愿報告體系，讀者也可以想象，這意味著多大的工作量。但直接限制煤炭完全不需要MRV。關了就是關了，不開了就是不開了。2030年淘汰了就是零。一切都這么簡單。此外，供給側的這種限制，的確有一種“世界公民”的示范效應。如果它切實可行的話，也會給更多的國家跟進提供可行方案提示，具有榜樣的力量。

訴諸社會規(guī)范：比如社會文化的變革，用煤變成了一種“不酷（cool）”、甚至不體面的事情。這里有個可以類比的例子。在依靠“口碑”、面子文化生存的我國農(nóng)村地區(qū)，社會規(guī)范的約束力強于價格信號或者法律規(guī)定。比如為了抑制高昂彩禮與婚喪嫁娶的支出，收一個“奢侈稅”。它最大的作用往往并不會抑制這種消費，而是只是單純增加這些事情的支出成本。因為價格并不反映人們的偏好與決策原則，“合群”才反映。清華大學氣候變化與可持續(xù)發(fā)展研究院常務副院長李政認為，經(jīng)濟發(fā)展要走低碳、綠色、可持續(xù)的道路，這不光是一個經(jīng)濟成本問題，還是一個價值導向問題。如果用煤成為社會規(guī)范意義上“負面”乃至可恥的事情，那么這個問題也就解決了。

訴諸國際贖買或者制裁。比如歐盟把中國的煤礦都買了，用來建煤炭博物館供人參觀用的，不是用來取暖的。它產(chǎn)權上是有主的，并且并不出售也不經(jīng)營?；蛘?，排放CO2變成了一種國際法不容忍的行為。目前正在熱議的“碳邊境調節(jié)稅”就是這樣一種將貿易政策與氣候政策掛鉤的機制。正如筆者在2020年7月27日的《科技日報》提及的：當前，經(jīng)濟層面的全球化遇到前所未有的困難，WTO國際貿易機制受到?jīng)_擊；基于規(guī)則的國際秩序出現(xiàn)退化，各國本地化生產(chǎn)需求進一步強化；通訊、電池、人工智能等關鍵技術和領域的競爭而不是合作的狀態(tài)進一步加劇。這種情況下，發(fā)達國家推出碳關稅政策措施，其面臨的政治約束與考量與幾年前有很大的不同。

聚焦集體行動的邏輯

人們要在碳中和事業(yè)上合作，意愿、能力與合作程度的解決缺一不可。如何激勵合作？如何懲罰不合作？如何讓人知道“如何合作”，合作到何種程度？

這好比足球這一集體運動。取勝的高額薪金解決意愿問題；長期的訓練配合磨合解決能力問題；場上的豐富經(jīng)驗與良好的分工解決合作程度問題——什么時候守門員也得上去當前鋒（比如最后1分鐘還落后一個球），什么時候必須堅守門前位置。這些，都超越碳中和的單純技術性與設定目標的討論。

這些視角代表的政策選擇之間是互相加強、互相削弱，還是完全抵消，是一個需要額外討論的話題。這些視角都涉及技術、市場與治理問題。盡管可能并不完全互斥，但是一個的存在也有可能消減另外一個的效力或者生存土壤。比如，目前大熱的數(shù)字化，是否會實現(xiàn)對能源行業(yè)摧枯拉朽式的改造？這種技術進步可能極大的提高能源效率，使得保持能源的高價格成為一個更加必要還是完全無關緊要的事情？這并不確定。一方面，能源價格的下降與更加便利化使得人們的用能需求可能大幅度增加；另一方面，技術的進步使得人們之間的互相比較，從而形成集體共識更加方便可能。各種因素的互動，需要進一步探討。