我国碳排放量情景预测研究

我国碳排放量情景预测研究

一、引言我国国民经济的迅速发展，能源消耗和环境问题日益重要，特别是碳排放问题已经成为社会关注的焦点。环境问题，尤其是碳排放问题已经成为2009年哥本哈根、2010年坎昆，以及2011年德班世界气候大会的主要议题，减排目标设定、资金落实和技术安排是会议的争论焦点所在。据统计，从1990年到2003年的14年间，我国的能源消耗增长占世界的25%，温室气体排放量增长占世界的比重为34%。预计到2015年，我国排放量将占世界总排放量的20%，超过美国成为世界排名第一的温室气体大国，低碳经济发展模式成为实现可持续发展的重要途径。目前有关碳排放预测的研究主要可以划分为两类，一是综合能源经济模型预测，即在综合考虑碳排放与能源消费、相关产业和经济增长等因素关系的基础上进行预测。例如，陈文颖等(2004)[1]、宋杰鲲，张宇(2011)[2]运用MARKAL-MACRO模型、BP模型对我国碳排放量进行预测。刘晓等(2011)[3]通过马尔科夫预测模型预测能源消费品种比例，计算各能源品种的碳排放量。二是构建碳排放与影响因素之间的关系模型，设置不同的情景对碳排放进行预测。例如，Lester等(2009)[4]基于Kaya等式，结合WaxmanMarkey和奥巴马政策目标设置了3种情景对美国碳排放进行预测。渠慎宁，郭朝先(2010)[5]通过设置不同经济发展情景，利用STIRPAT模型对未来中国碳排放峰值进行相关预测。本文在上述研究的基础上，将两种分析方法结合，在不同情景的基础上，从环境规制的视角预测了我国2010-2020年的碳排放量，提出有利于我国低碳经济发展的政策建议。二、环境规制与我国碳排放量测算(一)环境规制强度选用环境规制强度指标衡量政府的环境规制水平。研究角度的不同对环境规制强度指标的选取也不同，例如，如傅京燕[6]和Sonia[7]用能源强度(GDP/Energy)来衡量环境规制强度，用以度量政府针对环境的一系列规则和条款的影响效果；有的学者采用污染物排放达标率来反映各行业的环境规制水平；有的则采用执行和落实环境规制(进行污染治理)的支出和成本作为指标；有的学者(王国印[8]等)使用工业污染治理投资额，工业废水排放达标率，环境污染治理投资额，这些指标都是从治理的角度对环境规制进行度量。本文采用环境污染治理投资作为指标。政府加大环境规制的力度，相关方会花费较多的支出在污染治理上，污染治理投资会随着环境规制强度的提高而增加，因此，用污染治理的投资能够较好地反映相关方面的环境规制强度。不同的经济规模下，相同的污染治理投资的意义往往不同，在这种情况下很难比较污染治理投资带来的影响。为了能使不同时期和经济规模下的环境规制强度具有可比性，本文将污染治理投资除以国内生产总值以消除这种差异，即每百元国内生产总值的污染治理投资作为衡量环境规制强度的指标，计算公式为：(二)碳排放量碳排放量是指燃烧化石能源释放出的热量所对应的碳量。其中，电力、热能等二次能源消费的碳排放均来自于其生产过程中化石能源的能量转换与能量损失。因此，能源消费碳排放总量即为各类化石能源的终端消费(不包括作为原料的化石能源)、能源转换及能源损失所产生的相应碳排放量。[9]由于后续研究需要预测不同情景下的我国碳排放量，考虑到能源消费统计指标的一致性和可得性，在计算我国碳排放量时，利用各年份煤炭、四种油品(汽油、煤油、柴油和燃料油)、天然气的消费量进行估算，但这些能源指标都是实物量，需要将这些能源根据折算系数(见表1)换算成以标准煤为计量基础的能源消费量，然后根据以下公式估算：本文选取的样本区间为1994-2009年。上述各项数据来源于1994-2009年的《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》和《中国能源统计年鉴》。根据公式(1)和(2)计算的1994-2009年碳排放量和环境规制变量数值见表3。(三)描述性统计分析从图1可见，中国碳排放量总体呈上升的趋势。1994-2002年期间，碳排放量以1.6%的速度呈缓慢上升趋势，年均碳排放量7.9亿吨。2003年以来，碳排放量增加迅速，年均碳排放量13.9亿吨，平均增长率为11.1%。造成中国碳排放量快速增长的主要因素是中国经济在近几年的快速发展，1994-2002年GDP的年均增长率为8.9%，2003-2009年GDP的年均增长率上升为11.1%。1994-2009年间，我国煤炭消费占能源消费总量的71%，石油消费占19%。经济增长与能源消费相互促进，共同发展，经济的快速增长离不开能源的支持，而能源消费的增长也得益于经济增长，最终导致近几年我国碳排放量的不断增加。但从折线图1中也可以看见，2009年的碳排放量呈现平缓的趋势，表明碳排放量显著增加的脚步有所放缓。我国经济增长面临着巨大的资源环境约束和压力，主要污染物的排放超过了环境承载能力，环境污染问题日趋恶化。在众多的污染问题中，空气质量问题尤为突出：工厂生产废气、人们日常生活排放废气、汽车尾气的无限制排放，都给我们赖以生存的空气带来了沉重的负荷。另一方面，城市绿化面积不断减少，而玻璃建筑、空调等的增加，都使得我们生活环境的气温逐年升高，空气中有毒成分的含量明显超标。随着政府对环境问题认识程度的不断深入，逐渐加大了环境规制的强度，反映在图2中就是我国环境规制强度的曲线不断上升，年均为1.07元/百元，年均增长率为5.7%。但由于环境规制与经济、技术、政治、文化等因素之间存在复杂的关联关系，各年环境规制力度的强弱往往是政府在综合考虑各影响因素的基础上做出的决策，因此，我国环境规制强度是一条“波浪型”上升的折线。图11994-2009年我国碳排放量单位：亿吨图21994-2009年我国环境规制强度单位：千元/元三、环境规制视角下我国碳排放量情景预测(一)碳排放量情景预测模型相关研究表明，碳排放量与经济发展、人口增长、能源结构和产业结构有着密切的联系。日本学者茅阳一提出的人均碳排放量分解Kaya公式为：其中，TP为碳排放量，CAP为当年人数，TP/CAP为人均碳排放量；GDP为国内生产总值，GDP/CAP为人均GDP；ES为能源消费量，ES/GDP为单位GDP能耗；TP/ES为单位能耗的碳排放量。本文将环境规制因素纳入到式(3)中，得到式(4)。其中，ER为环境污染治理投资，ER/GDP为环境规制强度；ES/ER为单位污染治理投资的能耗。(二)变量情景值1.总人口。《国家人口发展战略研究报告》指出：20世纪90年代中后期，我国生育率已经降到1.8左右，并稳定至今。按此预测，总人口将于2010年、2020年分别达到13.6亿人和14.5亿人，我国人口每年净增800万～1000万人。在估算2010-2020年人口总量时，以每年净增800万人为基数进行计算。2.GDP和人均GDP。1994年至2009年，我国的GDP年平均增长率为9.78%左右。我国的“十二五”规划纲要“以科学发展为主题、以加快转变经济发展方式为主线”，调低年均增长目标，与“十一五”规划相比降低半个百分点，将7%作为国内生产总值的预期年均增长目标。为充分考虑各种可能情况发生，本文在预测中设定低、中、中高和高四种GDP增长率情景，以此估算四种状态下的人均GDP见表4。3.环境规制强度和单位污染治理投资能耗。2004-2009年我国环境规制强度的年平均增长率为5.7%，本文以此作为估算2010-2020年环境规制强度。2004-2009年我国单位污染治理投资能耗的年平均增长率为-7.6%，充分表明随着环境污染治理力度的增大，我国的产业结构和能源结构得到优化，提高了能源综合利用效率。本文以年平均增长率为-7.6%作为估算的基础数据。4.单位能耗碳排放量。2009年11月温家宝总理主持召开了应对气候变化工作的国务院常务会议，会议决定到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，将作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。到2020年，我国单位能耗碳排放量年均下降4%左右。具体指标数值见表5。(三)碳排放情景预测分析本文以2009年我国的人均GDP、环境规制强度、单位污染治理投资能耗单位能耗碳排放量为基值，以前述确定的各项指标增长率值为情景，估算历年各项指标值，进而模拟2010-2020年我国人均碳排放量。各项指标值和人均碳排放量预测值见表6。图3不同情境下我国人均碳排放量预测趋势图(2010-2020年)从表6和图3可以看出，若我国人口每年净增800万左右，GDP保持7.5%～10.5%的增幅，我国碳排放量仍将持续增加，且GDP增速越快，碳排放量增加越大。当GDP增速为7.5%，碳排放量增加较为缓和，年平均增幅仅为0.22%。若GDP增速超过8.5%，碳排放量年平均增长幅度超过1%的水平，分别为1.16%、2.09%和3.03%。充分说明碳排放量与经济增长之间存在着密切联系，单纯追求GDP绝对数值的增长，难以实现经济社会与人口资源环境可持续协调发展，经济增长方式的转变、合理调整GDP增长目标，则成为未来我国经济发展的主题。四、结论和建议本文估算了1994-2009年中国碳排放量和环境规制强度数据，将环境规制因素纳入到Kaya公式中，构建了改进的人均碳排放量分解计算公式，以指标的不同增长率为情景，预测了2010-2020年中国人均碳排放量，得到以下结论：第一，1994-2009年我国碳排放量不断增加，但增加幅度放缓；环境规制强度是一条“波浪型”上升的折线。第二，不同情境下，我国人均碳排放量增幅有较大差异，碳排放量与经济增长之间存在着密切联系。鉴于此，我国在制定碳排放增长控制政策时应注重以下几点：第一，把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。转变经济发展方式，构建由高碳经济向低碳经济转变、由投资拉动型向技术进步型、由技术引进型