我國碳排放量情景預(yù)測研究

我國碳排放量情景預(yù)測研究

一、引言我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源消耗和環(huán)境問題日益重要，特別是碳排放問題已經(jīng)成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)。環(huán)境問題，尤其是碳排放問題已經(jīng)成為2009年哥本哈根、2010年坎昆，以及2011年德班世界氣候大會的主要議題，減排目標(biāo)設(shè)定、資金落實和技術(shù)安排是會議的爭論焦點(diǎn)所在。據(jù)統(tǒng)計，從1990年到2003年的14年間，我國的能源消耗增長占世界的25%，溫室氣體排放量增長占世界的比重為34%。預(yù)計到2015年，我國排放量將占世界總排放量的20%，超過美國成為世界排名第一的溫室氣體大國，低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式成為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。目前有關(guān)碳排放預(yù)測的研究主要可以劃分為兩類，一是綜合能源經(jīng)濟(jì)模型預(yù)測，即在綜合考慮碳排放與能源消費(fèi)、相關(guān)產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)增長等因素關(guān)系的基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)測。例如，陳文穎等(2004)[1]、宋杰鯤，張宇(2011)[2]運(yùn)用MARKAL-MACRO模型、BP模型對我國碳排放量進(jìn)行預(yù)測。劉曉等(2011)[3]通過馬爾科夫預(yù)測模型預(yù)測能源消費(fèi)品種比例，計算各能源品種的碳排放量。二是構(gòu)建碳排放與影響因素之間的關(guān)系模型，設(shè)置不同的情景對碳排放進(jìn)行預(yù)測。例如，Lester等(2009)[4]基于Kaya等式，結(jié)合WaxmanMarkey和奧巴馬政策目標(biāo)設(shè)置了3種情景對美國碳排放進(jìn)行預(yù)測。渠慎寧，郭朝先(2010)[5]通過設(shè)置不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景，利用STIRPAT模型對未來中國碳排放峰值進(jìn)行相關(guān)預(yù)測。本文在上述研究的基礎(chǔ)上，將兩種分析方法結(jié)合，在不同情景的基礎(chǔ)上，從環(huán)境規(guī)制的視角預(yù)測了我國2010-2020年的碳排放量，提出有利于我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的政策建議。二、環(huán)境規(guī)制與我國碳排放量測算(一)環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度選用環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度指標(biāo)衡量政府的環(huán)境規(guī)制水平。研究角度的不同對環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度指標(biāo)的選取也不同，例如，如傅京燕[6]和Sonia[7]用能源強(qiáng)度(GDP/Energy)來衡量環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度，用以度量政府針對環(huán)境的一系列規(guī)則和條款的影響效果；有的學(xué)者采用污染物排放達(dá)標(biāo)率來反映各行業(yè)的環(huán)境規(guī)制水平；有的則采用執(zhí)行和落實環(huán)境規(guī)制(進(jìn)行污染治理)的支出和成本作為指標(biāo)；有的學(xué)者(王國印[8]等)使用工業(yè)污染治理投資額，工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率，環(huán)境污染治理投資額，這些指標(biāo)都是從治理的角度對環(huán)境規(guī)制進(jìn)行度量。本文采用環(huán)境污染治理投資作為指標(biāo)。政府加大環(huán)境規(guī)制的力度，相關(guān)方會花費(fèi)較多的支出在污染治理上，污染治理投資會隨著環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度的提高而增加，因此，用污染治理的投資能夠較好地反映相關(guān)方面的環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度。不同的經(jīng)濟(jì)規(guī)模下，相同的污染治理投資的意義往往不同，在這種情況下很難比較污染治理投資帶來的影響。為了能使不同時期和經(jīng)濟(jì)規(guī)模下的環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度具有可比性，本文將污染治理投資除以國內(nèi)生產(chǎn)總值以消除這種差異，即每百元國內(nèi)生產(chǎn)總值的污染治理投資作為衡量環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度的指標(biāo)，計算公式為：(二)碳排放量碳排放量是指燃燒化石能源釋放出的熱量所對應(yīng)的碳量。其中，電力、熱能等二次能源消費(fèi)的碳排放均來自于其生產(chǎn)過程中化石能源的能量轉(zhuǎn)換與能量損失。因此，能源消費(fèi)碳排放總量即為各類化石能源的終端消費(fèi)(不包括作為原料的化石能源)、能源轉(zhuǎn)換及能源損失所產(chǎn)生的相應(yīng)碳排放量。[9]由于后續(xù)研究需要預(yù)測不同情景下的我國碳排放量，考慮到能源消費(fèi)統(tǒng)計指標(biāo)的一致性和可得性，在計算我國碳排放量時，利用各年份煤炭、四種油品(汽油、煤油、柴油和燃料油)、天然氣的消費(fèi)量進(jìn)行估算，但這些能源指標(biāo)都是實物量，需要將這些能源根據(jù)折算系數(shù)(見表1)換算成以標(biāo)準(zhǔn)煤為計量基礎(chǔ)的能源消費(fèi)量，然后根據(jù)以下公式估算：本文選取的樣本區(qū)間為1994-2009年。上述各項數(shù)據(jù)來源于1994-2009年的《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》。根據(jù)公式(1)和(2)計算的1994-2009年碳排放量和環(huán)境規(guī)制變量數(shù)值見表3。(三)描述性統(tǒng)計分析從圖1可見，中國碳排放量總體呈上升的趨勢。1994-2002年期間，碳排放量以1.6%的速度呈緩慢上升趨勢，年均碳排放量7.9億噸。2003年以來，碳排放量增加迅速，年均碳排放量13.9億噸，平均增長率為11.1%。造成中國碳排放量快速增長的主要因素是中國經(jīng)濟(jì)在近幾年的快速發(fā)展，1994-2002年GDP的年均增長率為8.9%，2003-2009年GDP的年均增長率上升為11.1%。1994-2009年間，我國煤炭消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的71%，石油消費(fèi)占19%。經(jīng)濟(jì)增長與能源消費(fèi)相互促進(jìn)，共同發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的快速增長離不開能源的支持，而能源消費(fèi)的增長也得益于經(jīng)濟(jì)增長，最終導(dǎo)致近幾年我國碳排放量的不斷增加。但從折線圖1中也可以看見，2009年的碳排放量呈現(xiàn)平緩的趨勢，表明碳排放量顯著增加的腳步有所放緩。我國經(jīng)濟(jì)增長面臨著巨大的資源環(huán)境約束和壓力，主要污染物的排放超過了環(huán)境承載能力，環(huán)境污染問題日趨惡化。在眾多的污染問題中，空氣質(zhì)量問題尤為突出：工廠生產(chǎn)廢氣、人們?nèi)粘Ｉ钆欧艔U氣、汽車尾氣的無限制排放，都給我們賴以生存的空氣帶來了沉重的負(fù)荷。另一方面，城市綠化面積不斷減少，而玻璃建筑、空調(diào)等的增加，都使得我們生活環(huán)境的氣溫逐年升高，空氣中有毒成分的含量明顯超標(biāo)。隨著政府對環(huán)境問題認(rèn)識程度的不斷深入，逐漸加大了環(huán)境規(guī)制的強(qiáng)度，反映在圖2中就是我國環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度的曲線不斷上升，年均為1.07元/百元，年均增長率為5.7%。但由于環(huán)境規(guī)制與經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、政治、文化等因素之間存在復(fù)雜的關(guān)聯(lián)關(guān)系，各年環(huán)境規(guī)制力度的強(qiáng)弱往往是政府在綜合考慮各影響因素的基礎(chǔ)上做出的決策，因此，我國環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度是一條“波浪型”上升的折線。圖11994-2009年我國碳排放量單位：億噸圖21994-2009年我國環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度單位：千元/元三、環(huán)境規(guī)制視角下我國碳排放量情景預(yù)測(一)碳排放量情景預(yù)測模型相關(guān)研究表明，碳排放量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有著密切的聯(lián)系。日本學(xué)者茅陽一提出的人均碳排放量分解Kaya公式為：其中，TP為碳排放量，CAP為當(dāng)年人數(shù)，TP/CAP為人均碳排放量；GDP為國內(nèi)生產(chǎn)總值，GDP/CAP為人均GDP；ES為能源消費(fèi)量，ES/GDP為單位GDP能耗；TP/ES為單位能耗的碳排放量。本文將環(huán)境規(guī)制因素納入到式(3)中，得到式(4)。其中，ER為環(huán)境污染治理投資，ER/GDP為環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度；ES/ER為單位污染治理投資的能耗。(二)變量情景值1.總?cè)丝??！秶胰丝诎l(fā)展戰(zhàn)略研究報告》指出：20世紀(jì)90年代中后期，我國生育率已經(jīng)降到1.8左右，并穩(wěn)定至今。按此預(yù)測，總?cè)丝趯⒂?010年、2020年分別達(dá)到13.6億人和14.5億人，我國人口每年凈增800萬～1000萬人。在估算2010-2020年人口總量時，以每年凈增800萬人為基數(shù)進(jìn)行計算。2.GDP和人均GDP。1994年至2009年，我國的GDP年平均增長率為9.78%左右。我國的“十二五”規(guī)劃綱要“以科學(xué)發(fā)展為主題、以加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式為主線”，調(diào)低年均增長目標(biāo)，與“十一五”規(guī)劃相比降低半個百分點(diǎn)，將7%作為國內(nèi)生產(chǎn)總值的預(yù)期年均增長目標(biāo)。為充分考慮各種可能情況發(fā)生，本文在預(yù)測中設(shè)定低、中、中高和高四種GDP增長率情景，以此估算四種狀態(tài)下的人均GDP見表4。3.環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度和單位污染治理投資能耗。2004-2009年我國環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度的年平均增長率為5.7%，本文以此作為估算2010-2020年環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度。2004-2009年我國單位污染治理投資能耗的年平均增長率為-7.6%，充分表明隨著環(huán)境污染治理力度的增大，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，提高了能源綜合利用效率。本文以年平均增長率為-7.6%作為估算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。4.單位能耗碳排放量。2009年11月溫家寶總理主持召開了應(yīng)對氣候變化工作的國務(wù)院常務(wù)會議，會議決定到2020年我國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，將作為約束性指標(biāo)納入國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中長期規(guī)劃。到2020年，我國單位能耗碳排放量年均下降4%左右。具體指標(biāo)數(shù)值見表5。(三)碳排放情景預(yù)測分析本文以2009年我國的人均GDP、環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度、單位污染治理投資能耗單位能耗碳排放量為基值，以前述確定的各項指標(biāo)增長率值為情景，估算歷年各項指標(biāo)值，進(jìn)而模擬2010-2020年我國人均碳排放量。各項指標(biāo)值和人均碳排放量預(yù)測值見表6。圖3不同情境下我國人均碳排放量預(yù)測趨勢圖(2010-2020年)從表6和圖3可以看出，若我國人口每年凈增800萬左右，GDP保持7.5%～10.5%的增幅，我國碳排放量仍將持續(xù)增加，且GDP增速越快，碳排放量增加越大。當(dāng)GDP增速為7.5%，碳排放量增加較為緩和，年平均增幅僅為0.22%。若GDP增速超過8.5%，碳排放量年平均增長幅度超過1%的水平，分別為1.16%、2.09%和3.03%。充分說明碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間存在著密切聯(lián)系，單純追求GDP絕對數(shù)值的增長，難以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會與人口資源環(huán)境可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變、合理調(diào)整GDP增長目標(biāo)，則成為未來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主題。四、結(jié)論和建議本文估算了1994-2009年中國碳排放量和環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度數(shù)據(jù)，將環(huán)境規(guī)制因素納入到Kaya公式中，構(gòu)建了改進(jìn)的人均碳排放量分解計算公式，以指標(biāo)的不同增長率為情景，預(yù)測了2010-2020年中國人均碳排放量，得到以下結(jié)論：第一，1994-2009年我國碳排放量不斷增加，但增加幅度放緩；環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度是一條“波浪型”上升的折線。第二，不同情境下，我國人均碳排放量增幅有較大差異，碳排放量與經(jīng)濟(jì)增長之間存在著密切聯(lián)系。鑒于此，我國在制定碳排放增長控制政策時應(yīng)注重以下幾點(diǎn)：第一，把建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要著力點(diǎn)。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，構(gòu)建由高碳經(jīng)濟(jì)向低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變、由投資拉動型向技術(shù)進(jìn)步型、由技術(shù)引進(jìn)型