我国低碳经济发展框架初步研究，本文主要内容关键词为：框架论文,经济发展论文,我国论文,低碳论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
修订日期：2010-03-31
文章编号：1000-0585(2010)05-778-11
1 引言
在哥本哈根世界气候变化大会上，我国向世界承诺2020年单位国内生产总值(GDP)的二氧化碳排放量比2005年下降40％～45％。这个减排指标将作为约束性指标被纳入我国国民经济和社会发展中长期规划。由于减排途径很多，实现这个碳强度降低目标，需要在科学分析基础上选择合适的途径，即提出一个低碳经济发展的路线图。从根本上讲，社会经济系统的能源消耗取决于三个基本因素：消费、出口和投资。此外，与耗能相关的技术、管理和节约意识等，影响着能源使用效率，从而也影响到能源消耗量。从产生碳排放的角度，一次能源结构(非化石能源比例)决定着单位能源消耗的碳排放强度。根据以上考虑，本文主要从两大领域分析发展低碳经济的途径，即降低能源消耗量和优化一次能源结构，而且主要关注那些在宏观上可以调控的减排途径。前者包括产业结构调整、工业技术节能、建筑节能、道路交通节能等。后者主要是发展非化石能源。在这些方面，国家可以出台硬指标或约束性指标来推动节能减排、实现低碳经济的发展目标。
目前，我国低碳经济研究主要集中在以下三个方面：(1)具体产业的低碳发展途径研究，包括增强碳汇能力、调整产品结构、资源节约、替代高碳原料、提高能源利用率、提高行业标准、引导低碳消费等[1～8]；(2)低碳经济背景下的能源发展策略，包括包括优化能源结构、促进资源整合、发展清洁能源、提高能源利用技术、加大能源利用效率、调整绿色能源定价等[9～15]；(3)低碳经济政策研究，涉及的方面包括法律规范、税收优惠、金融投资、财政补贴、技术创新、贸易约束等[11，16～20]。此外，一些学者对产业结构演化与能源消费及碳排放的关系进行了研究[21～25]。总体上，现有低碳经济研究主要集中在具体的产业、能源政策、低碳政策等方面。从宏观角度特别是发展方式与产业结构的角度系统审视我国低碳经济发展途径的研究还很少。在2009年出版的《中国可持续发展战略报告》中，中国科学院可持续发展战略研究组对我国的低碳道路进行了探索[26]，但侧重长远发展道路和具体节能减排措施，并没有针对2020年我国的减排目标提出一个路线图。因此，本文的研究对于科学选择实现2020年我国减排目标的途径具有重要意义。
2 2005年我国碳排放现状
由于我国政府提出的2020年碳强度降低目标是以2005年为基准的，因而这里有必要先对2005年我国碳排放现状进行分析。2005年我国一次能源消费总量为22.47×
标煤。其中，煤炭占69.1％，石油占21.0％，天然气占2.8％，水电核电占7.1％。长期以来，煤炭占我国一次能源消费总量的比重一直在70％左右，没有大的变化。以煤为主的能源结构，是我国能源消费和碳排放的基本特点。
从部门结构来看，工业特别是冶金、化工、建材等行业是主要耗能行业(图1)。2005年，工业能源消费量为15.95×标煤，占能源消费总量的71.0％。其中，冶金、化工和建材三个行业就占全部能源消费量的46.8％。此外，生活消费、商业与交通运输业也是我国主要的能源消耗部门，分别占能源消费总量的10.4％和9.6％。
图1 2005年我国能源消费的部门结构
Fig.1 Energy consumption of China in 2005 by sector
资料来源：根据《2006年中国能源统计年鉴》计算
2005年我国碳排放总量为14.26×碳，其中第二产业占84.8％。单位GDP碳排放强度为1.8×
碳/亿元(GDP为1990年不变价，下同)。从直接排放来看，电力和冶金两大行业是最大的排放部门，分别占当年我国碳排放总量的46.9％和16.5％。在电力行业的直接排放中，38.0％是由于最终消费引起的，31.0％是由于资本形成引起的，34.3％是由于出口引起的(投入产出表存在误差，因此合计值不等于100％，下同)。冶金行业的直接碳排放则主要是由于投资和出口活动引起的。此外，交通运输和化工也是直接碳排放量较高的部门。
受投入产出联系的影响，直接排放不能反映最终需求导致的碳排放。通过非竞争型投入产出表，可以计算出各部门的完全碳排放量，即最终使用的碳排放量(表1)。2005年，建筑业和机电行业以及服务业(包括金融保险、房地产、文教体卫、科研机关、公共管理等其他服务业)是主要的完全排放部门，其完全排放量分别占当年我国排放总量的25.1％、25.4％和13.7％。建筑业的完全排放主要是因为国内投资引起的，机电行业的完全排放则主要是由于出口和国内投资活动引起的，服务业的完全排放则主要是由于国内消费引起的。
3 影响我国碳排放的主要因素及其减排潜力
3.1 发展方式与产业结构
从投入—产出的角度看，决定一个地区能源消耗量的基本因素是消费、出口和投资。其中，消费是最终使用，与收入水平密切相关；出口对于生产国而言也是最终使用，与国际竞争力有关；投资既与发展水平相关，也与国民收入的分配结构有关。消费、出口和投资组合在一起，实际上反映了一个国家或地区的发展模式。也就是说，发展模式与碳排放总量和碳排放强度都有着直接关系。这一点是以往思考碳排放问题时通常忽略的重要因素。
图2 我国单位产出能耗的变化
Fig.2 Change in energy consumption per output unit in China(1952-2007)
资料来源：见参考文献[27]
过去20多年，我国走过了一条以出口为主带动高速经济增长的发展道路，已经成为“世界工厂”。2000年以来，总出口对我国GDP增长率的贡献程度一直保持在1/3左右。2009年，在金融危机席卷全球的背景下，我国一跃成为世界第一大出口国。尽管这是举世瞩目的成就，但低端产品“世界工厂”的发展模式在带来高速经济增长的同时，也使我国付出了巨大的资源和环境成本。就碳排放而言，以2007年为例，出口活动产生的增加值仅占我国GDP的27％，但产生的完全碳排放量却占到34％。这表明，由于产品附加值低，我国出口产品的碳强度高于我国单位GDP碳强度26％。
图3 我国单位GDP能耗的多元回归拟合值与实际值的对比图
Fig.3 Result of multiple regression of energy consumption per output unit in China
从碳排放的现状分析可以看到，目前我国的直接碳排放集中在工业部门，其中主要是电力、冶金、建材、化工等部门。这表明，产业结构的变化会影响碳排放总量及排放强度。事实上，能源消费导致的碳排放强度与产业结构(工业化或发展水平)之间存在一条倒U字形曲线[23]。按照一般规律，在工业化初期，工业部门的快速增长导致碳排放(能耗)总量和强度都呈上升趋势；在工业化中期，虽然电力、冶金、化工、建材等原材料部门的快速增长导致碳排放(能耗)总量继续上升，但是由于第三产业比重上升，碳排放(能耗)强度呈现比较稳定状态；工业化后期，原材料工业达到发展高峰，工业在经济活动中比重下降，第三产业比重继续上升，导致碳排放(能耗)强度呈现下降趋势。
虽然半个世纪以来我国的碳排放强度变化基本符合这个规律，但是在2002-2005年我国碳排放强度(能耗强度)出现反弹性上升(图2)。这与加入WTO后我国经历的新一轮重工业化密切相关。2002年以来，受出口高速增长的带动，电力、冶金、化工、建材等部门迅速扩张，占工业总产值的比重由2002年的22.8％迅速上升到2007年的24.6％。而第三产业比重不但没有上升，反而略有下降。
对1995年以来我国单位GDP能耗进行的数学拟合分析表明(图3)，第三产业比重和高耗能部门比重(火电、冶金、化工和建材)可以很好地解释我国过去15年单位产出能耗的变化趋势(误差只有0.93％)。假定一次能源结构不变，则这两个变量也解释了碳排放强度的变化。根据这个拟合函数，若2020年我国第三产业比重达到47％(每年提高0.6个百分点)、高耗能工业比重下降到22％(每年下降0.2个百分点)，则GDP的碳排放强度将下降为1.34×碳/亿元，比2005年下降25.6％。若2020年第三产业比重达到50％(接近1990年日本的结构水平，上升速度恢复到20世纪90年代水平)，而且高耗能工业比重下降到20％，则GDP的碳排放强度将下降为1.19×碳/亿元，比2005年下降33.9％。
因此，发展方式的转变和产业结构的调整是我国发展低碳经济的主要路径。加快结构调整对实现2020年碳强度降低40％～45％目标的贡献程度在75％以上。可以说，没有实质性结构调整就无法完成2020年的减排目标。
3.2 技术节能
技术进步可以提高能源使用效率，降低单位产出的能耗，从而在能源结构不变的情况下降碳排放强度。尽管我国近年来十分重视节能减排工作，但工业、建筑、交通等部门的能源使用效率、耗能指标等仍与国内外先进水平有一定差距。进一步推广节能技术，是降低我国碳排放强度的重要途径。按照适度的节能技术推广力度，2020年我国工业、建筑和道路交通等三大领域可节能8.13×标煤，减少碳排放5.32×，对实现2020年减排目标的贡献率可达20％左右[27]。
在电力生产方面，我国的发电煤耗、线损率和厂用电率与国外先进水平仍有一定的差距。若2020年发电煤耗下降到325g标煤/Kwh，线损率下降到4.0％，厂用电率下降到4.5％，则可节煤2.86×标煤，减少碳排放1.81×(表2)。通过兼并重组、更新改造和推广新工艺，2020年冶金工业可节能6700×标煤，减少碳排放4252×。若2020年全部落后产能被淘汰，建材工业可节能8280×标煤，减少碳排放5255×。
我国单位建筑面积能耗是发达国家的2至3倍以上。采用国际先进技术水平，可以使相关产品的能耗下降30％～80％。建筑节能的途径很多，主要包括采用复合墙体和隔热窗、推广节能灯和节能家电、利用价格杠杆、树立节能意识等。若新建建筑都采用节能设计和节能材料、2020年现有建筑节能改造率达到60％、现有用电设备的节能更新率达到45％，则可节能2.9×标煤，减少碳排放2.0×。
近年来，交通运输部门的能源消耗增长速度一直高于我国全社会能源消耗增长率。因此，减少该部门的能源消耗，是降低我国碳排放强度的重要途径。道路交通节能的环节很多，主要包括提高公交出行比例、鼓励发展小排量汽车、降低单车百公里油耗、实施更高排放标准等。若2020年我国大中城市的公交出行比重达到40％，小排量汽车市场占有率达到60％，新增机动车单车百公里平均油耗达到6.5L，30％的汽车保有量尾气排放达到欧IV标准，则道路交通领域可节能8746×标煤，减少碳排放5545×。
3.3 非化石能源
碳排放主要由化石能源消费导致。以煤为主的能源结构必然导致同样能源消费量的碳排放量偏高，因而优化能源结构，改变煤炭比例过高的现状，积极发展非化石能源，是降低碳排放强度的重要途径。非化石能源主要包括可再生能源和核能，其中可再生能源又以水电、生物能源、风电、太阳能为主。
根据我国各种非化石能源发展现状和发展趋势的分析，在适度低碳情景下，2020年我国非化石能源规模将达到6.66×标煤(表3)。其中，水电规模达到2.7×
Kw，核电规模达到6210×
Kw，风电规模达到8600×Kw，光伏发电规模达到874×Kw，太阳能热水器达到3.0×
。若2020年我国能源消费总量为45×标煤，则非化石能源的比例达到15.1％，可减少碳排放2.24×(超出7.1％比例以上部分的减排量)。若2020年我国能源消费总量为37×标煤，则非化石能源的比例达到17.9％，可减少碳排放2.54×。
4 我国低碳经济发展的基本框架
本文设定的经济增长情景为：“十二五”期间GDP年均增长速度保持在8％，2015年GDP总量达到18.9×
元(1990年不变价，下同)；“十三五”期间GDP增长速度保持在7％，2020年GDP总量达到26.5×元。在这个增长情景下，实现碳排放强度下降40％～45％的目标，需要的减排总量在20.3×～21.6×之间。
根据上面的分析，在所有减排途径中，产业结构调整起着主导作用。即使是按过去15年的趋势延伸下去，产业结构变化对2020年碳排放强度下降40％～45％的贡献程度也将在63.9％～56.8％之间。事实上，我国能否实现2020年单位GDP碳排放下降40％～45％，关键取决于能否切实转变经济增长方式，加快产业结构调整。这里本文把这个主导减排因素设为两种情景：
产业结构基准情景，即2015年第三产业比重上升到44％(“十二五”期间每年上升0.6个百分点)、高耗能产业比重下降到23％(“十二五”期间每年下降0.2个百分点)，2020年第三产业比重和高耗能产业比重分别为47％和22％。
加快产业结构调整情景，即2015年第三产业比重上升到45％(“十二五”期间每年上升0.8个百分点)、高耗能产业比重下降到22％(“十二五”期间每年下降0.4个百分点)，2020年第三产业比重和高耗能产业比重分别为50％和20％。
基于这两种结构变化情景的低碳经济发展基本框架见表4和表5。
产业结构基准情景(表4)：2015年亿元GDP碳排放下降到1.235×(比2005年下降31.28％)，2020年下降到1.054×(比2005年降41.43％)。在2020年的减排总量中，结构调整贡献61.5％，工业技术节能贡献14.3％，建筑节能贡献10.1％，增加非化石能源贡献11.3％，道路交通节能贡献2.8％。在此情景下，2020年我国一次能源总消费总量为44.2×标煤，其中非化石能源6.66×标煤，占一次能源消费的比例达到15.1％。
产业结构加快调整情景(表5)：2015年亿元GDP碳排放下降到1.187×(比2005年下降34.04％)，2020年下降到0.891×(比2005年降50.52％)。在2020年的减排总量中，结构调整贡献67.2％，工业技术节能贡献11.8％，建筑节能贡献8.3％，增加非化石能源贡献10.5％，道路交通节能贡献2.2％。在此情景下，2020年我国一次能源总消费总量为37.2×标煤，其中非化石能源6.66×，占一次能源消费的比例达到17.9％。
5 结论
节能减排、发展低碳经济，不仅仅是应对围绕全球气候变化的政府间谈判的需要，也是我国必须要走的一条可持续发展之路。降低社会经济发展的能源消耗强度，可以减少发展对环境的损害，增强可持续发展能力，而且也可以提高国家安全的程度。无论围绕全球气候变化的国际政治角逐如何进行下去，低碳经济都应成为我国今后发展的战略性任务。
2020年碳排放强度降低40％～45％的目标可以实现，但其前提是发展模式转变和产业结构调整取得实质性成效。碳排放强度与产业结构演化之间存在一条倒U字形曲线，进入工业化中期后第三产业比重上升和高耗能产业比重下降是碳排放强度降低的主要原因。没有发展模式的根本性转变和产业结构的实质性调整，我国无法完成2020年的减排目标。尽管“十五”以来我国已经大力推行了工业技术节能，但仍有很大潜力。在不同情景下，工业技术节能对实现2020年减排目标的贡献程度在12％～14％之间；建筑节能和增加非化石能源规模分别可以起到10％左右的贡献；道路交通节能的贡献率在2～3％之间。
与一些人认为只要保持经济高速增长就可以实现碳排放强度降低40％～45％的目标恰恰相反，只有保持适度快速增长才能实现这个目标。过去20年的经验表明，我国实现两位数的经济增长主要是依靠出口的高速增长带动的，没有出口的增长我国的GDP增长速度只能维持在7％～8％左右。而出口带动的高速增长会导致“结构畸型”，即第二产业比重和高耗能产业比重偏高、第三产业比重偏低，2002-2008年我国的经济增长就是这样的结果。本文认为，这种“结构畸型”是导致碳排放难以下降的主要原因。可以说，不切实转变经济增长方式、继续依赖出口带动高速经济增长，我国很难实现2020年单位GDP碳排放下降40％～45％的目标！
标签：碳排放论文; 化石能源论文; 低碳经济论文; 能源结构论文; 能源消费论文; 经济论文; 能源强度论文; 产业结构优化论文; 单位gdp能耗论文;