碳中和目標(biāo)下氣候政策研究的前沿問題①

王 燦，蔡聞佳，鄭馨竺，鄧紅梅，張?jiān)娀?/p>

（1. 清華大學(xué) 環(huán)境學(xué)院，北京 100084；2. 清華大學(xué) 地球系統(tǒng)科學(xué)系，北京 100084；3. 中國(guó)石油大學(xué)(北京)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 102249；4. 交通運(yùn)輸部水運(yùn)科學(xué)研究院 環(huán)保節(jié)能中心，北京 100088）

為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的氣候變化挑戰(zhàn)，全球迄今已有134個(gè)國(guó)家明確提出了碳中和目標(biāo)，覆蓋全球83%的碳排放、91%的GDP和80%的人口②https://zerotracker.net/，檢索于2022年6月28日。。碳中和目標(biāo)之所以被如此多國(guó)家接受，得益于20世紀(jì)60年代以來氣候科學(xué)的不斷突破和政策研究的蓬勃發(fā)展。尤其是2015年《巴黎協(xié)定》簽訂后，氣候政策相關(guān)研究呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。以“氣候政策”為關(guān)鍵詞在Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索發(fā)現(xiàn)，2015—2021年與氣候政策相關(guān)的發(fā)文量是此前該主題下文章數(shù)量總和的兩倍多，且僅2021年一年相關(guān)的發(fā)文量就達(dá)到一萬(wàn)篇左右。然而實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的任務(wù)非常艱巨，其所需參與范圍之廣、行動(dòng)力度之大及其影響之深遠(yuǎn)均前所未有，因此也給氣候政策研究帶來了新的任務(wù)與挑戰(zhàn)，迫切需要結(jié)合更寬闊的學(xué)科視野、更系統(tǒng)的決策機(jī)制分析優(yōu)化碳中和轉(zhuǎn)型力度和節(jié)奏的合理路徑。鑒于此，總結(jié)提煉出碳中和目標(biāo)下氣候政策研究的若干前沿問題，以期為新時(shí)期氣候政策研究的開展提供建議和參考。

一、碳中和目標(biāo)下氣候政策領(lǐng)域若干前沿問題

碳中和目標(biāo)下氣候政策研究的新任務(wù)和新挑戰(zhàn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，碳中和目標(biāo)要求的減排力度前所未有，可能導(dǎo)致跨系統(tǒng)、多維度的風(fēng)險(xiǎn)非線性增加。盡管這一過程伴隨著顯著的減排效益和氣候變化風(fēng)險(xiǎn)改善，但不同減排路徑間風(fēng)險(xiǎn)和效益差異的可預(yù)見性較低，且時(shí)空分布格局不清，亟需對(duì)風(fēng)險(xiǎn)和效益及其時(shí)空分布進(jìn)行科學(xué)預(yù)判，指導(dǎo)減排路徑設(shè)計(jì)；第二，碳中和背景下，氣候行動(dòng)不再局限于少數(shù)行業(yè)、地區(qū)和供給側(cè)，而是需要全行業(yè)、全地區(qū)、供給和需求側(cè)的共同參與。當(dāng)前對(duì)行業(yè)、地區(qū)和供給側(cè)的轉(zhuǎn)型決策機(jī)制研究相對(duì)較多，亟需開展對(duì)需求側(cè)多主體響應(yīng)機(jī)制和行為干預(yù)措施的研究，從而保證碳中和目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)；第三，碳中和目標(biāo)確定后，趨利避害地優(yōu)化設(shè)計(jì)碳中和目標(biāo)施工圖就成為迫切需要回答的政策問題，亟需結(jié)合上述多維風(fēng)險(xiǎn)、效益及其時(shí)空分布以及多主體的行為決策機(jī)制開展多目標(biāo)優(yōu)化，確保經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的相互協(xié)調(diào)和產(chǎn)業(yè)鏈間的相互匹配、增強(qiáng)不同主體間的公平。為應(yīng)對(duì)上述新任務(wù)和新挑戰(zhàn)，碳中和目標(biāo)下氣候政策研究亟需回答以下三個(gè)科學(xué)問題：（1） 不同減排技術(shù)路徑的多維風(fēng)險(xiǎn)和效益總量及時(shí)空分布格局如何？（2） 面向深度減排需求的多主體行為響應(yīng)機(jī)制會(huì)發(fā)生怎樣的變化？（3） 如何結(jié)合風(fēng)險(xiǎn)和效益以及行為響應(yīng)機(jī)制給出優(yōu)化的碳中和轉(zhuǎn)型路徑建議？

（一）不同減排技術(shù)路線的多維風(fēng)險(xiǎn)和效益的總量及時(shí)空分布格局

面向碳中和目標(biāo)的低碳轉(zhuǎn)型，將對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和自然系統(tǒng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。一方面，低碳、零碳和負(fù)碳技術(shù)的大規(guī)模部署可能帶來潛在的跨系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。例如，高比例可再生能源可能引發(fā)化石能源資產(chǎn)擱淺和供電穩(wěn)定性等問題；部分資源依賴型低碳技術(shù)高速發(fā)展可能引發(fā)新的全球資源競(jìng)爭(zhēng)問題等。另一方面，零碳轉(zhuǎn)型過程中的產(chǎn)業(yè)升級(jí)、技術(shù)進(jìn)步以及環(huán)境健康影響，有望帶來經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的非線性變化，從而使碳減排由短期內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的增量成本轉(zhuǎn)變?yōu)橹虚L(zhǎng)期促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)能。此外，上述風(fēng)險(xiǎn)和效益往往兼具非線性和空間異質(zhì)性等特征，不同技術(shù)路徑帶來的風(fēng)險(xiǎn)或/和效益在時(shí)空疊加下還有可能產(chǎn)生新的風(fēng)險(xiǎn)和效益（又稱級(jí)聯(lián)效應(yīng)）。因此，碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)力度之大、風(fēng)險(xiǎn)和效益作用機(jī)制之復(fù)雜、可預(yù)見性之低，對(duì)生產(chǎn)側(cè)的技術(shù)路徑部署提出更高的政策研究需求，亟需解決以下子問題：（1）碳中和技術(shù)的大規(guī)模部署在短期和長(zhǎng)期可能產(chǎn)生哪些跨系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)？規(guī)模多大？（2）新舊技術(shù)的更迭中可能通過何種機(jī)制產(chǎn)生多大規(guī)模的潛在影響？形成低碳轉(zhuǎn)型正向促進(jìn)效益的社會(huì)經(jīng)濟(jì)臨界點(diǎn)在哪里？（3）不同技術(shù)路徑風(fēng)險(xiǎn)和效益的時(shí)空分布特征是怎樣的？疊加以后在什么情況下可能會(huì)觸發(fā)級(jí)聯(lián)效應(yīng)，帶來哪些新的風(fēng)險(xiǎn)和效益？

1.碳中和技術(shù)大規(guī)模部署的跨系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)

盡早實(shí)現(xiàn)碳中和技術(shù)的創(chuàng)新和大規(guī)模部署是實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)的核心支撐，而技術(shù)路徑的選擇，很有可能在短期內(nèi)引發(fā)自然系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的跨系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)。例如，許多低碳、零碳和負(fù)碳關(guān)鍵技術(shù)裝備的生產(chǎn)需要使用關(guān)鍵金屬和礦產(chǎn)資源[1]。因此，這些技術(shù)的大規(guī)模部署會(huì)導(dǎo)致對(duì)關(guān)鍵金屬和礦產(chǎn)資源的需求上升，并最終導(dǎo)致相關(guān)金屬資源行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)加劇。這種競(jìng)爭(zhēng)將產(chǎn)生跨系統(tǒng)的影響?大幅增加其開采與利用過程中的環(huán)境影響，而對(duì)于大量進(jìn)口這些資源的國(guó)家而言，則會(huì)面臨更加激烈的金屬資源競(jìng)爭(zhēng)及更大的供應(yīng)鏈安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。此外，碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)還將面臨大量現(xiàn)有高碳基礎(chǔ)設(shè)施的退出問題。而大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家現(xiàn)有的高碳基礎(chǔ)設(shè)施尚存在較強(qiáng)的“碳鎖定”效應(yīng)[3]，強(qiáng)制淘汰它們可能導(dǎo)致大規(guī)模的擱淺資產(chǎn)，使基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的變革傳導(dǎo)至金融系統(tǒng)，帶來銀行壞賬和金融風(fēng)險(xiǎn)[4]。以占中國(guó)二氧化碳排放量超四成的煤電機(jī)組為例，其平均運(yùn)營(yíng)年限為14.8年，而1 000兆瓦以上的大型機(jī)組平均運(yùn)營(yíng)年限僅為6.5年[5]，提前關(guān)停煤電造成的累積資產(chǎn)擱淺規(guī)?？赡芨哌_(dá)萬(wàn)億級(jí)別[4]。因此，提前識(shí)別各類碳中和技術(shù)路徑的短期和長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)，包括金融和經(jīng)濟(jì)、能源安全、產(chǎn)業(yè)鏈、糧食安全、地緣政治和環(huán)境生態(tài)等各方面的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于盡早制定和落實(shí)碳中和技術(shù)部署戰(zhàn)略、避免鎖定效應(yīng)、走可持續(xù)碳中和發(fā)展路徑至關(guān)重要。

2.碳中和技術(shù)的效益產(chǎn)生機(jī)制和正反饋臨界點(diǎn)

碳中和轉(zhuǎn)型的過程將產(chǎn)生顯著的減排效益。在短期內(nèi)，碳中和技術(shù)的應(yīng)用能夠減少化石能源消費(fèi)相關(guān)的環(huán)境污染，進(jìn)而改善公眾健康；零碳能源的部署也能夠降低化石能源進(jìn)口國(guó)的對(duì)外能源依存度，提高能源安全。以中國(guó)為例，多份研究指出，中國(guó)實(shí)現(xiàn)深度碳減排或碳中和目標(biāo)所產(chǎn)生的與空氣污染相關(guān)的健康協(xié)同效益，在貨幣化之后能夠覆蓋減排成本[6-10]。中長(zhǎng)期來看，零碳轉(zhuǎn)型有望推動(dòng)產(chǎn)業(yè)和技術(shù)升級(jí)，提高國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展。以英國(guó)可再生能源發(fā)電的技術(shù)發(fā)展為例，早期這類技術(shù)不得不依靠大量的政府補(bǔ)貼獲得價(jià)格優(yōu)勢(shì)，才度過了最艱難的初步擴(kuò)散階段，并由此堅(jiān)定了了投資者和社會(huì)的信心，逐步實(shí)現(xiàn)“政策信號(hào)—投資信心—價(jià)格優(yōu)勢(shì)”的正向反饋，最終其成本在無(wú)補(bǔ)貼情況下也具備與現(xiàn)存煤電的競(jìng)爭(zhēng)力，形成了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)動(dòng)力[11]。類似的現(xiàn)象在中國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)中也有所體現(xiàn)[12]。這種正反饋機(jī)制的產(chǎn)生得益于政策信號(hào)、投資者行為和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)之間的動(dòng)態(tài)相互作用，通過政策的早期“輸血”，幫助新生技術(shù)越過技術(shù)擴(kuò)散的臨界點(diǎn)，自身產(chǎn)生“造血”能力，最終形成新的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。這種“輸血”和“造血”的臨界點(diǎn)，取決于新舊技術(shù)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)成本變化、市場(chǎng)環(huán)境、投融資渠道和政策工具等復(fù)雜因素。針對(duì)碳中和技術(shù)擴(kuò)散的非線性特點(diǎn)，識(shí)別其效益的產(chǎn)生機(jī)制和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的臨界點(diǎn)，對(duì)于設(shè)計(jì)有效的政策工具，促進(jìn)碳中和經(jīng)濟(jì)，有著重要的意義。

3.不同碳中和技術(shù)路線風(fēng)險(xiǎn)/效益的時(shí)空分布和相互作用

由于碳中和轉(zhuǎn)型技術(shù)路線力度和節(jié)奏的不同、以及區(qū)域間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口構(gòu)成、自然條件和資源稟賦的差異，碳中和技術(shù)革新產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)和效益的分布也存在較大的時(shí)空和人群差異。如前文所述，清潔能源技術(shù)對(duì)化石能源的替代，可能導(dǎo)致與化石能源資產(chǎn)擱淺相關(guān)的金融風(fēng)險(xiǎn)和失業(yè)問題，同時(shí)也會(huì)創(chuàng)造與清潔能源產(chǎn)業(yè)相關(guān)的投資與就業(yè)機(jī)會(huì)。然而，碳中和轉(zhuǎn)型的風(fēng)險(xiǎn)與收益經(jīng)常存在一定的時(shí)空錯(cuò)配，即有些地區(qū)/人群受益、有些受損，或者短期風(fēng)險(xiǎn)超過收益、而長(zhǎng)期收益超過風(fēng)險(xiǎn)，如果沒有把握好降碳和產(chǎn)業(yè)更迭的力度和節(jié)奏，可能會(huì)影響社會(huì)安定；反之，也有可能成為盤活區(qū)域資源、平衡區(qū)域發(fā)展的機(jī)會(huì)。例如，在碳中和技術(shù)的區(qū)域部署上，如果能發(fā)揮鄉(xiāng)村在碳匯和生態(tài)安全等方面的保障性作用，將減排與當(dāng)?shù)氐臏p貧、就業(yè)、基建、教育等領(lǐng)域的實(shí)際發(fā)展需求相結(jié)合，往往能產(chǎn)生協(xié)同推進(jìn)碳中和與城鄉(xiāng)可持續(xù)發(fā)展的效果。此外，不同技術(shù)路徑面臨的往往不是單一的風(fēng)險(xiǎn)和效益，而是時(shí)空交疊下的多重復(fù)合風(fēng)險(xiǎn)/效益。以2021年初美國(guó)德州暴雪導(dǎo)致的斷水?dāng)嚯娗闆r為例，高比例的可再生能源發(fā)電，雖然一定程度上降低了對(duì)化石能源進(jìn)口的依賴，但同時(shí)也降低了電網(wǎng)在極端天氣下的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響水、電、氣、熱和交通等多條城市生命線的穩(wěn)定運(yùn)行[13]。這種多重因素相互作用的級(jí)聯(lián)式風(fēng)險(xiǎn)往往難以預(yù)見，雖然概率較小但后果嚴(yán)重[14-15]，在選擇碳中和技術(shù)路徑時(shí)需要加以重視，積極預(yù)防。

（二）面向深度減排需求的多主體行為響應(yīng)機(jī)制

實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)不僅需要技術(shù)的大規(guī)模部署，還依賴于需求側(cè)人類行為和生活方式的轉(zhuǎn)變。凈零排放路徑中，超過一半的減排量與人們的行為選擇有關(guān)，其中8%的減排量與行為改變和減少材料使用直接相關(guān)，55%的減排量與公眾和消費(fèi)者參與間接相關(guān)[16]。這意味著，需求側(cè)減排不但是供給側(cè)減排的有力補(bǔ)充，也是驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的重要引擎。然而，與供給側(cè)減排相關(guān)的文獻(xiàn)相比，需求側(cè)減排的研究力度相對(duì)不足，相關(guān)研究近十年才呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)[17]。在深度減排需求下，需求側(cè)行為響應(yīng)機(jī)制面臨的新任務(wù)和挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）哪些規(guī)范、價(jià)值觀、偏好和結(jié)構(gòu)性因素決定了需求側(cè)的溫室氣體排放，這些因素之間有何交互關(guān)系？（2）哪些措施可以深度減少需求方的溫室氣體排放，采取這些措施的條件是什么？（3）需求側(cè)減排如何兼顧公平福祉和其他的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)？

1.需求側(cè)減排行為的多元驅(qū)動(dòng)因素及其交互作用

從行為的驅(qū)動(dòng)機(jī)制來看，減排行為既與基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)選擇等“硬”條件密切相關(guān)，也受到社會(huì)規(guī)范、文化價(jià)值觀等“軟”環(huán)境的影響。例如，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命不僅需要改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，還需要在社會(huì)面倡導(dǎo)勤儉節(jié)約的文化風(fēng)氣；推行緊湊型住房可減少住宅能耗，但這不僅需要城市規(guī)劃環(huán)節(jié)建設(shè)配套的基礎(chǔ)設(shè)施，還需要在文化價(jià)值觀層面倡導(dǎo)適度消費(fèi)，轉(zhuǎn)變?cè)酱笤胶玫淖》坑^念；使用人工培育的人造肉替代動(dòng)物肉雖然能夠在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)口感與動(dòng)物肉完全一樣，也需要人們?cè)谛睦砩险嬲亟蛹{等。與基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)選擇相比，傳統(tǒng)氣候政策研究對(duì)個(gè)人偏好、價(jià)值觀和社會(huì)文化的關(guān)注相對(duì)較少[18]，但其在向低碳經(jīng)濟(jì)過渡過程中發(fā)生的轉(zhuǎn)變，可在全球?qū)用嫣峁┦畠|噸級(jí)的碳減排潛力，也可能成為引爆點(diǎn)觸發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的快速變革?！败洝杯h(huán)境和“硬”條件的共同作用還可能產(chǎn)生非線性的疊加效應(yīng)，改變?nèi)藗儗?duì)最佳技術(shù)或政策實(shí)踐的認(rèn)識(shí)。因此，需求側(cè)的系統(tǒng)性變革需要兩方面高度配合，“軟硬兼施”、協(xié)調(diào)一致地推進(jìn)減排工作。從研究的層面，則迫切需要探索需求側(cè)減排行為的多元驅(qū)動(dòng)因素及其交互作用，以便更好地支撐需求側(cè)減排政策的制定。

2.需求側(cè)減排的多主體響應(yīng)機(jī)制和行為干預(yù)措施

需求側(cè)減排措施涉及的范圍較廣且相對(duì)瑣碎龐雜，覆蓋飲食、住宅、出行等多個(gè)方面。盡管單一措施的減排貢獻(xiàn)可能相對(duì)有限，但這些舉措加總起來的人均減排量可達(dá)9噸[19]。多措并舉條件下的低能源需求情景不但可以減輕供給側(cè)的減排壓力，還可以降低總體的減排成本。根據(jù)國(guó)際能源署對(duì)低能源需求情景的設(shè)置，減少能源和資源使用的行為變化相比于部署低碳電力和氫能，可在2021—2050年累計(jì)節(jié)省4萬(wàn)億美元的減排成本[20]。雖然減排效益可觀，但推動(dòng)和落實(shí)這些舉措任重道遠(yuǎn)，需要多個(gè)社會(huì)角色的共同參與。例如，低碳出行的行為盡管由家庭或個(gè)人直接做出選擇，但其同樣受榜樣和新的社會(huì)規(guī)范推動(dòng)，需要城市空間規(guī)劃者、出行服務(wù)提供者以及政策制定者提供適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施和技術(shù)選擇支持。因此，為從需求側(cè)發(fā)力推動(dòng)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，亟需研究多個(gè)角色在減排中發(fā)揮的作用，提出促進(jìn)角色間協(xié)調(diào)配合的機(jī)制建議；建立產(chǎn)品級(jí)的碳排放數(shù)據(jù)清單，在更高分辨率和更全生命周期系統(tǒng)邊界上算清需求側(cè)的“碳賬”；研究依托大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將產(chǎn)品級(jí)碳排放清單與微觀個(gè)體的消費(fèi)行為和各行為主體的減排責(zé)任相匹配的技術(shù)裝備，在此基礎(chǔ)上研究制定針對(duì)性的管理策略以激勵(lì)更有效的減排行為。

3.需求側(cè)減排與公平福祉的聯(lián)動(dòng)關(guān)系和協(xié)同實(shí)現(xiàn)路徑

需求側(cè)減排以人為行動(dòng)和決策的主體，與人的發(fā)展息息相關(guān)。需求側(cè)減排方案的設(shè)計(jì)需以不折損人們的幸福感和生活質(zhì)量為前提，在兼顧公平福祉等可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的同時(shí)，提升公眾對(duì)氣候政策接納程度。事實(shí)上，近80%的需求側(cè)減排措施有利于改善民生福祉[21]。相較于生物質(zhì)能和碳捕獲與封存（BECCS）等負(fù)碳關(guān)鍵技術(shù)，需求側(cè)解決方案帶來的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)也更小[22]。IPCC第六次評(píng)估報(bào)告[19]提出，應(yīng)通過讓所有人達(dá)到體面生活標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)公平、福祉和減排目標(biāo)的協(xié)同，但推動(dòng)該目標(biāo)的具體落實(shí)還面臨著多重瓶頸。在未來的研究中亟待解決的問題包括：如何建立可比的、同時(shí)體現(xiàn)共性需求和個(gè)體差異的量化指標(biāo)來度量福祉和幸福感；如何凸出幸福感和基本需求的社會(huì)屬性[23]，在特定的社會(huì)環(huán)境中動(dòng)態(tài)改進(jìn)對(duì)基本需求的認(rèn)識(shí)；如何因地制宜地構(gòu)建福祉驅(qū)動(dòng)而非傳統(tǒng)GDP增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的可持續(xù)發(fā)展范式等。

（三）考慮多重影響的碳中和轉(zhuǎn)型路線優(yōu)化

正因?yàn)樘贾泻湍繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)會(huì)帶來廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革，碳中和轉(zhuǎn)型路徑的選擇不僅僅是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，更是一個(gè)綜合系統(tǒng)優(yōu)化問題，需要充分考慮會(huì)對(duì)碳排放和碳中和進(jìn)程產(chǎn)生影響的顯著性因素，需要權(quán)衡碳中和技術(shù)的多維風(fēng)險(xiǎn)和效益，需要利用需求側(cè)多重主體的響應(yīng)機(jī)制，最終追求效率和公平的雙重優(yōu)化。傳統(tǒng)的“就碳論碳”、單向評(píng)估有限減排路徑綜合影響的研究范式已難以滿足上述需求。此外，碳中和轉(zhuǎn)型施工圖的研究還需要突破傳統(tǒng)以行政區(qū)劃為最小決策單元的能源經(jīng)濟(jì)模型的局限。為尋找優(yōu)化的碳中和轉(zhuǎn)型路徑，需要至少回答下列關(guān)鍵問題：（1）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境新局勢(shì)（如人口、疫情、戰(zhàn)爭(zhēng)、國(guó)際關(guān)系、氣候變化等）會(huì)對(duì)碳排放、碳中和進(jìn)程和轉(zhuǎn)型路線選擇產(chǎn)生何種影響？（2）支撐碳中和關(guān)鍵技術(shù)部署需要何種格局的產(chǎn)業(yè)配套和社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)關(guān)系？（3）通過哪些創(chuàng)新方法可以動(dòng)態(tài)得到考慮多重政策目標(biāo)的碳中和技術(shù)路線優(yōu)選和高時(shí)空精度技術(shù)部署施工圖？

1.社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境新局勢(shì)后會(huì)對(duì)碳排放和碳中和進(jìn)程產(chǎn)生的影響

碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境的緩慢變化趨勢(shì)（如人口和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、意識(shí)形態(tài)變化、氣候變化等）或短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)烈沖擊（如疫情、經(jīng)濟(jì)危機(jī)和戰(zhàn)爭(zhēng)等）緊密聯(lián)系在一起。將這些社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境新局勢(shì)考慮在內(nèi)，可以以更寬闊的學(xué)科視野把握影響溫室氣體排放的諸多因素，修正對(duì)溫室氣體排放、減排成本和潛力的認(rèn)識(shí)，最終抓住促進(jìn)碳中和轉(zhuǎn)型的契機(jī)，為提前部署趨利避害的轉(zhuǎn)型路徑方案提供支撐。由于正向影響、負(fù)向作用和反彈效應(yīng)的共同存在，當(dāng)前老齡化、數(shù)字革命、共享經(jīng)濟(jì)、新冠疫情、俄烏沖突和氣候變化等局勢(shì)最終會(huì)如何影響減排潛力并不明晰。有研究表明，發(fā)達(dá)國(guó)家老年人的碳足跡更高，因此其老齡化進(jìn)程會(huì)加大需求側(cè)減排的挑戰(zhàn)[24]，但這一結(jié)論是否適用于中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家還需要進(jìn)一步論證。短期內(nèi)暴發(fā)的新冠疫情為重塑人類行為，形成新的社會(huì)經(jīng)濟(jì)范式帶來了契機(jī)[25]，但疫情之后人們的排放會(huì)呈現(xiàn)何種走勢(shì)依然難以預(yù)判。數(shù)字變革雖然能夠通過遠(yuǎn)程辦公、自動(dòng)駕駛等生活方式的轉(zhuǎn)變顯著減少碳排放，但在線的電子文化娛樂或者3D打印材料等數(shù)字化技術(shù)也會(huì)帶來碳排放增加，同時(shí)數(shù)據(jù)中心的高能耗或?qū)Ψ?wù)需求增加的反彈效應(yīng)可能會(huì)進(jìn)一步強(qiáng)化這一負(fù)面影響[26]考慮到各國(guó)碳減排避免的氣候變化損失后，各國(guó)最優(yōu)碳中和進(jìn)程會(huì)調(diào)整，但這種影響反饋機(jī)制受到氣候變化影響不確定性、國(guó)家責(zé)任分擔(dān)和合作策略等因素影響，氣候變化如何納入各國(guó)碳中和目標(biāo)設(shè)計(jì)中仍需論證[27]。為了厘清這些新局勢(shì)對(duì)碳排放、碳中和進(jìn)程和轉(zhuǎn)型路線選擇產(chǎn)生的影響，需要加大對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的收集并開展供給和需求響應(yīng)機(jī)制的研究，構(gòu)建考慮新發(fā)展局勢(shì)的溫室氣體排放和減排綜合評(píng)估模型，以指導(dǎo)技術(shù)和政策投資決策。

2.支撐碳中和關(guān)鍵技術(shù)部署的產(chǎn)業(yè)配套需求和社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)關(guān)系

關(guān)鍵碳中和技術(shù)的部署需要技術(shù)之間的配合、產(chǎn)業(yè)之間的配套與互補(bǔ)。以風(fēng)能和太陽(yáng)能的發(fā)展為例，這兩項(xiàng)技術(shù)的部署規(guī)模很大程度上受到儲(chǔ)能設(shè)施的發(fā)展影響。儲(chǔ)能能力越強(qiáng)，風(fēng)光系統(tǒng)的穩(wěn)定性越高。有研究顯示，配備12小時(shí)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可將發(fā)電系統(tǒng)的可靠性提升至83%～94%。儲(chǔ)能能力越強(qiáng)，光伏占比越高。無(wú)儲(chǔ)能條件下，最優(yōu)風(fēng)電占比在65%～85%，而配備12小時(shí)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)可將光伏發(fā)電占比提升至70%左右[28]。關(guān)鍵碳中和技術(shù)的部署還需要識(shí)別新的投入產(chǎn)出關(guān)聯(lián)、新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。以氫能為例，氫能的大規(guī)模發(fā)展需要上游可再生能源大規(guī)模部署和下游終端用能部門高電氣化的支撐[29]。因此，為了使產(chǎn)業(yè)鏈跟上碳中和轉(zhuǎn)型的步伐，亟需盡早研究碳中和關(guān)鍵技術(shù)部署所需要的配套產(chǎn)業(yè)、以及碳中和變革可能帶來的更為廣泛和深遠(yuǎn)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)動(dòng)關(guān)系，以確保碳中和目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。

3.考慮多重政策目標(biāo)的碳中和技術(shù)路線優(yōu)選和高時(shí)空精度技術(shù)部署施工圖

如何把跨系統(tǒng)的多維風(fēng)險(xiǎn)和效益考慮在內(nèi)，實(shí)現(xiàn)碳中和技術(shù)路線的優(yōu)選，是確定碳中和技術(shù)路線圖過程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。有研究綜合考慮了多種碳中和路線的經(jīng)濟(jì)成本和健康協(xié)同效益，將后者融入碳中和路線的綜合成本核算中并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，從而給出了碳中和技術(shù)路線的優(yōu)選方案。更進(jìn)一步地，碳中和技術(shù)的落地需要高時(shí)空精度的施工圖，傳統(tǒng)以行政區(qū)劃為最小模擬單元的能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)模型已無(wú)法滿足這一需求。以燃煤電廠的退役為例，普林斯頓大學(xué)以廠級(jí)電廠技術(shù)參數(shù)、網(wǎng)格級(jí)的碳封存潛力、冷卻水資源、土地利用類型和管道運(yùn)輸能力等數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，綜合了技術(shù)成本、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和就業(yè)影響等因素，模擬美國(guó)廠級(jí)電力系統(tǒng)碳中和轉(zhuǎn)型施工圖，給出了近5年的廠級(jí)退役和新增選址方案：2035年以前，淘汰全部現(xiàn)存燃煤電廠，并實(shí)施東西海岸和中部部分地區(qū)的燃?xì)怆姀S的大規(guī)模改造；2035—2050年，在中西部地區(qū)新建大量高能效低排放的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，并在西南部和加州的碳儲(chǔ)存盆地和傳輸管道附近新建具有碳捕集與利用技術(shù)的燃?xì)怆姀S[30]。實(shí)現(xiàn)上述多目標(biāo)優(yōu)化的高精度施工圖模擬，需要開發(fā)新一代綜合評(píng)估模型，在模型中考慮風(fēng)險(xiǎn)感知、技術(shù)擴(kuò)散、氣候投融資、消費(fèi)者行為和政策影響與反饋等動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)型機(jī)制[31]，并在必要時(shí)對(duì)接高精度的排放源和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫(kù)，解決微觀數(shù)據(jù)不確定性模擬與宏觀綜合評(píng)估模型的耦合問題，從而滿足模型對(duì)高時(shí)空分辨率和多政策目標(biāo)協(xié)同的模擬需求。

二、對(duì)中國(guó)推進(jìn)相關(guān)研究的啟示

考慮到氣候政策研究的前沿需求，中國(guó)應(yīng)積極開展以下幾方面的工作：

1. 厘清碳中和轉(zhuǎn)型中技術(shù)演進(jìn)和減排行為的動(dòng)態(tài)機(jī)制，識(shí)別其非線性變化特征、系統(tǒng)躍遷臨界點(diǎn)和跨系統(tǒng)反饋，并基于上述研究結(jié)果豐富未來氣候情景設(shè)置；

2. 融合多源數(shù)據(jù)，依托來自社交媒體、移動(dòng)電話、衛(wèi)星遙感和傳感器等的新數(shù)據(jù)類型和來源，發(fā)展集成自然要素和人為要素的觀測(cè)系統(tǒng)（例如全球地球觀測(cè)系統(tǒng)）和數(shù)據(jù)集，提高數(shù)據(jù)精度與規(guī)模，為低碳轉(zhuǎn)型過程中系統(tǒng)非線性變化的驅(qū)動(dòng)因素和影響機(jī)制識(shí)別提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；

3. 強(qiáng)化供給側(cè)廠級(jí)/機(jī)組級(jí)、需求側(cè)產(chǎn)品級(jí)的碳排放清單編制與數(shù)據(jù)共享機(jī)制建設(shè)，建立多元主體排放責(zé)任分擔(dān)機(jī)制；

4. 通過耦合自上而下的宏觀范式與自下而上的微觀個(gè)體特征，開發(fā)細(xì)化需求側(cè)行為特征的綜合評(píng)估模型，考慮老齡化、數(shù)字革命和經(jīng)濟(jì)沖擊等新發(fā)展趨勢(shì)提前部署趨利避害的投資決策與政策；

5. 提高碳中和路徑模擬的時(shí)空精度，基于微觀機(jī)制識(shí)別、高精度數(shù)據(jù)庫(kù)、宏觀模型降尺度和模型耦合等手段，提高宏觀模型的模擬精度；

6. 增強(qiáng)碳中和政策的優(yōu)化與反饋，充分考慮來自多重風(fēng)險(xiǎn)與效益的不確定性，并考慮多個(gè)政策目標(biāo)之間的協(xié)同實(shí)現(xiàn)可能性。