我国生态消耗与经济发展的动态比较研究

我国生态消耗与经济发展的动态比较研究

改革开放以来，中国经济增长的速度和幅度空前，经济发展的成就举世瞩目。2005年末我国GDP现价总量为183084.8亿元，按官方汇率折算为22638.25亿美元，占当年全球GDP的7.1%[1]。然而，同大多数发展中国家一样，我国在经济发展过程中也付出了昂贵的资源与环境代价，在经济迅速增长的同时，资源问题、环境问题也变得十分尖锐，整个经济发展越来越受到资源的严重约束。现实中，对贫乏的资源又是一种破坏性的开采与低效率的使用，资源浪费惊人。目前，我国能源利用率仅为30%，而一般工业化国家在50%以上。由于资源利用率低，以及对自然资源的过度开发，造成水、耕地、森林面积等加速消耗，人均占有量逐步下降。部分地区水土流失严重，水、旱、风、沙灾害日益加剧。十七大报告一个新的提法是用“转变经济发展方式”代替过去的“转变经济增长方式”，这是从促进国民经济又好又快发展出发，依据中国经济发展新阶段的基本特征，提出的新论断。由于我国在许多资源禀赋上处于劣势，而工业化发展又需要大规模资源的支撑。面对资源与环境约束的双重压力，中国正在按照科学发展观建立生态文明，构筑和谐社会，走可持续发展的道路，在经济发展和环境保护方面都取得了可喜的成就。但我们也应当清醒地看到，我国环境形势仍然相当严峻，那么，就需要提高社会资源的综合利用效率，转变传统的经济发展方式[2]。因此，为了实现未来经济发展目标，促进国民经济又好又快发展，关键就是要在加快转变经济发展方式上取得重大进展。经济发展方式的本质内容是生产要素的组合和使用方式，转变经济发展方式，即从依靠生产要素的数量扩张而实现的经济发展转变为依靠生产要素的效率提高而实现的经济发展。经济发展方式由粗放型向集约型转变是一个国家或地区经济发展到一定阶段后的必然要求[3-5]。一、生态环境与经济发展的评价正如尼克·巴特勒所说，过去30年中，中国取得了显著的经济成就。目前，中国正面临两个相互关联的挑战——能源与环境问题，这都是经济成功的后果，且同样是能否持续取得成功的决定因素。仅仅15年间，中国的能源需求已翻了一倍。中国不久将成为全球第二大能源消费国，有可能在5年之内超过美国。在主要能源煤炭方面，中国仍然依赖于国内供应，但国内石油供应有限，中国每天进口大约350万桶石油，成为继美国和日本之后的第三大石油进口国。中国人均能源消耗量仅为日本或欧洲人均消耗量的一小部分，但这些数字正在增加，且在近年来中国能源消耗量正随其国内生产总值的增长而增长。据国际能源机构的权威预测，尽管中国在能源生产上取得重大成果，但未来其能源需求将不断增长，进口将日益上升。到2030年，中国可消耗多达38亿吨油当量（2008年消耗约19亿万吨油当量），其中包括24亿吨煤及8亿吨石油，大部分石油将依赖进口（约每天1300万吨）[6]。（一）生态环境与经济发展方式指标的确定经济增长应以效益为中心，但效益不仅包括经济效益，而且包括社会效益和生态效益。经济效益的提高不应以生态效益的损失为代价，破坏资源和环境的经济增长是不可能持久的。经济发展是经济效益、社会效益和生态效益三者的结合，经济发展应有利于资源的节约和环境的保护[7-8]。基于科学性、全面性、可行性、可比性、客观性的设置原则，我们构建一个反映生态环境状况与经济发展的指标：能源消耗强度——能源消耗量与国内生产总值之比。该指标是从整个国民经济投入的角度来反映经济增长的质量，表明生产每单位国内生产总值所需要消耗的能源量，由此可以反映出一个国家或地区经济和社会现代化发达程度，可以反映出经济增长的生态环境代价问题。该指标为逆指标，其数值越小，说明对资源的利用率越高，经济增长的生态代价越小。能源消费是由煤炭、石油、天然气和水电消费构成的，相应的就可以得到煤炭消耗强度、石油消耗强度、天然气消耗强度以及水电消耗强度四个指标，它们可以具体地反映出经济增长对各类能源的消耗情况，从根本上反映的是生态环境与经济发展方式的问题。能源消耗强度反映了经济发展方式与生态环境的关系，数值越小，说明经济发展方式越趋于集中，而且生态环境的代价越小。（二）生态消耗与经济发展方式基本状况全国及西部地区的能源消耗强度对比。从能源消耗强度来看（表1、表2），西部能源消耗强度呈递减趋势，1999年每亿元国内生产总值需要消耗2.123万吨标准煤，至2007年下降为1.737万吨标准煤。但是与全国整体水平相比，西部地区还是存在一定的差距，1999年我国每亿元国内生产总值消耗的能源量是1.492万吨标准煤，至2007年已经下降到1.064万吨标准煤，2007年的西部能源消耗强度远高于1999年时的全国水平。西部地区的能源消耗强度高于全国能源消耗强度，说明西部地区资源利用的效率比较低，经济增长的生态代价相当高。具体到能源构成来看，西部地区的煤炭消耗强度、石油消耗强度、天然气消耗强度以及水电消耗强度基本呈下降趋势，煤炭消耗强度、天然气消耗强度、水电消耗强度均大于全国水平，而石油消耗强度略低于全国水平。（三）能源消耗量与地区生产总值的灰色关联度分析1.灰色关联度分析方法。关联度分析，是对一个发展变化着的系统，进行发展态势的量化比较分析，发展态势的量化比较，就是对各时间序列几何关系的比较。依据空间理论这一数学基础，按照规范性、对称性、整体性和接近性这4条原则，再作平均处理，得到比较数列与参考数列的关联度。灰色关联度有灰色绝对关联度、灰色相对关联度和灰色综合关联度之分。其中灰色相对关联度反映了相对于始点的变化速率的关联程度，用于表征序列间的动态相似度。本文根据研究工作需要，计算序列的灰色相对关联度。2.数据来源及测算结果。本文中所采用灰色关联分析法的数据为《新中国五十五年统计数据汇编》和《中国统计年鉴》(2000-2008)中的全国及西部地区的煤炭、石油、天然气、水电的消耗量及地区生产总值。运用该方法测算了我国及西部地区生产总值与能源消耗量的关联系数，全国为0.573，西部地区为0.57。从测算结果可以看出，地区生产总值对能源消耗量有着重要影响，它们之间关联度较高，两者的关联系数都超过0.5，并且地区生产总值对能源消耗的影响大小不同，说明随着时间的增长，地区生产总值与能源消耗的变化趋势有较大的趋同性，并且不同地区的趋同性有着不同，全国的趋同性较大。（四）单位GDP能源消耗量的对比研究单位GDP能源消耗量反映了一个地区经济发展对能源消耗的贡献程度，从理论上来说，单位GDP能源消耗量越小越好，因为它说明随着经济的发展，相同数量GDP的增加带来的能源消耗的增量越少，从侧面反映了经济结构的合理性和经济发展中的科学技术水平[9-10]。表1和表2所表述的1999-2007年全国及西部地区单位GDP能源消耗量可表示为图1。图11999-2007年全国及西部能源消耗强度对比从图1可以看出，在单位GDP能源消耗的数值上，全国比西部地区小，说明对比西部地区而言，全国经济发展和环境的协调性较好；在单位GDP能源消耗量的递减速度上，全国比西部地区略快，但是明显看出，近年来，西部地区单位GDP能源消耗量的递减速度逐渐加快，这说明西部地区经济发展的潜力较好，随着经济的发展，单位GDP增量带来的能源消耗增量越小。从能源消耗强度来看，西部能源消耗强度呈递减趋势，说明对资源的利用率正在提高，经济增长的生态代价正在减小。其中煤炭消耗强度、石油消耗强度、天然气消耗强度以及水电消耗强度基本呈下降趋势，说明能源构成的各类项目利用率都在提高。但是与全国平均水平相比，西部地区的资源利用的总体效率比较低，其中煤炭、天然气、水电利用率均低于全国水平，而石油略高于全国平均水平。以上分析表明，西部地区的经济发展方式仍属于一种能源消耗型的经济发展方式。也就是说，西部地区在经济发展过程中，资源消耗不断地增加，地质灾害、洪涝灾害、水土流失、大气污染、水质污染等严重影响到了经济增长的质量，这正是由传统的粗放型经济发展方式所导致的。经济发展方式的转变是西部生态环境重建的必然要求，在西部今后的经济发展中要由过去的数量、速度型发展向质量效益型发展转变，由过去的资源耗费型和环境污染型的发展，向资源节约型和环境友好型的发展来转变，由经济主导型的发展向经济社会协调发展来转变[11-13]。二、对我国碳排放的测算（一）碳排放的测算方法排放可分为自然排放和人工排放，人工排放是由于人类活动引起的排放，主要包括化石燃料消耗、生物质燃烧等，其中化石燃料消耗所排放的占95%以上。由于本研究主要是工业行业的碳排放，所以以化石燃料消耗为主要碳源，工业行业碳排放估算公式为：Et=δfEf+δmEm+δnEn其中：Et为碳排放量；Ef为煤炭消耗量；δf为煤炭消耗的碳排放转换系数；Em为石油消耗量，δm为石油消耗的碳排放转换系数；En为天然气消耗量，δn为天然气消耗的碳排放转换系数。这里采用的计算公式主要参考了徐国泉等人提出并改进的碳排放量分解模型中的算法，由于该公式的算法已经得到认可，因此采用该公式计算得到的碳排放量是可靠的[14]。通过查阅有关文献，收集有关能源消耗的碳排放系数并进行比较计算，最终取平均值确定为各能源消耗碳排放系数[15]（表3）。（二）碳排放测算数据来源及结果根据《新中国五十五年统计数据汇编》《中国能源年鉴》《中国统计年鉴》(1989-2008)数据测算我国近20年来碳排放量（表4）。从时间层面来看，我国碳排放量呈现出逐年上升的趋势。其中，全国的年均增长率为6.35%，西部地区年均增长率为6.54%。此外，我国碳排放呈现出明显的三阶段性特征：1988-1996年为较快增长阶段，此段时间里，全国及西部地区的碳排放量有较大幅度地提高；1997-2002年为平稳增长阶段，这六年间全国及西部地区的碳排放增长波动不大，年均增长率分别为0.5%、0.4%；2003-2007年为快速增长阶段，全国及西部地区的年均增长率达到了13.81%、14.52%。三、西部地区生态环境的改善与重建（一）以产业结构的调整，推进西部地区经济发展方式的转变当前，西部地区的经济增长是以各种资源的浪费和生态环境的破坏为代价所换取的，需要通过产业结构的优化来推进经济发展方式的转变。西部地区必须制定现实可行的经济发展战略和规划，尽快改变高消耗高污染的经济发展方式，发展节水型、节地型的工业，做大做强有资源优势的支柱产业，发展深加工，延长产业链，提高附加值，将资源优势转化为产业优势和经济优势，努力提高发展的质量和效益。西部地区要转变经济发展方式、推进产业结构调整，关键是要利用和发挥好西部地区的比较优势，比如西部地区能源资源富集，重要矿产资源比较丰富，具有旅游资源及区位优势等，着重发展规模化清洁能源工业、资源型加工业、旅游业等优势产业，并利用区位优势把扩大对外开放和结构调整更好地结合起来。西部地区要走符合西部地区经济发展实际的工业化道路，统筹规划西部地区重大产业布局，促进产业合理集聚和集约发展，加快西部地区科技教育发展步伐，提高西部地区国民素质，加强开发和推广应用农业优良品种、旱作和节水农业、资源综合利用、新材料、新能源和生态环境保护等方面的先进适用技术，加强技术创新，推动实现产业化。（二）大力发展低碳经济，建立西部地区生态与经济协调发展的良性互动机制2003年，“低碳经济”概念首先由英国学者在《我们未来的能源——创建低碳经济》(OurEnergyFuture-creatingaLowCarbonEconomy)提出。书中指出，低碳经济是通过更少的自然资源消耗和更少的环境污染，获得更多的经济产出；低碳经济是创造更高的生活标准和更好的生活质量的途径和机会，也为发展、应用和输出先进技术创造了机会，同时也能创造新的商机和更多的就业机会[16]。庄贵阳认为，低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。即依靠技术创新和政策措施，实施一场能源革命，建立一种较少排放温室气体的经济发展模式，减缓气候变化[17-20]。游雪晴等认为“低碳经济”就是以低能耗、低污染为基础的经济[21]。自英国提出低碳经济的概念后，国内外学者对低碳经济的概念、实现的可能性、市场价值等方面给予了自己的理解和探析。尽管他们研究的角度不同，所提出的概念也有所差异，但都是为了表达同样的内涵：在不影响经济和社会发展的前提下，通过技术创新和制度创新，尽可能最大限度地减少温室气体排放，从而减缓全球气候变化，实现经济和社会的清洁发展与可持续发展。在西部地区生态环境重建的经济发展方式转变过程中，要大力发展低碳经济，建立西部地区生态与经济协调发展的互动机制。低碳经济，要求以“减量化、再利用、再循环”为准则，按“资源—产品—再生资源”的循环途径组织生产，并将生产过程中产生的废弃物变成再生资源重复、循环使用。低碳经济是对传统发展模式的彻底否定和扬弃。传统经济是一种线性增长模式，它一端投入资源从事生产性消费，另一端则在产出的同时对环境产生直接的污染，诸如废水、废气、废渣。而低碳经济则是一种全新的经济增长模式，它立足于最大限度地减少投入和节约消耗，并在生产和再生产过程中将有害物和无用物变为无害物、有用物。西部地区低碳经济的发展应有三个层次：一是在企业大力推行清洁生产，从生产的源头和全过程充分利用资源，使每个生产企业在生产过程中废物最小化、资源化、无害化；二是在工业集中地区、经济开发区积极发展生态工业，在企业清洁生产的基础上，使上游企业的废物成为下游企业的原料，不断延长生产链条，实现区域或企业群的资源最有效利用，废物产生量最小，甚至零排放；三是在一定区域内，用生态链条把工业与农业、生产与消费、城区与郊区、行业与行业有机结合起来，大力发展资源循环利用产业，实行可持续生产和消费，全面提高资源利用率，逐步建成循环型社会。1.西部地区选择低碳经济发展模式的潜在优势。(1)从产业结构角度看，减排空间大。由于西部地区产业结构、消费结构处于高能耗阶段，加上节能技术水平较低，能源管理漏洞较多，使得西部地区的能耗强度偏高和能源效率偏低。西部地区矿产资源十分丰富，据统计仅西北地区，其矿产资源储量的经济价值约33.7万亿元。在西部很多地区，矿产资源的开发和高耗能产业一直以来都是地方经济的主要支柱。近年来，随着我国能源供应紧张，高回报低投入的巨大反差，使高耗能产业一时间成为暴利行业，外来投资者蜂拥而至，西部能源富集区成了高耗能工业发展的乐园。在一些招商引资快速膨胀的贫困地区，高耗能工业已成为当地经济发展的支柱。高耗能产品成为西部一些地区出口创汇的主要支柱，以宁夏为例，2004年宁夏外贸出口总额为6.5亿美元，其中仅硅铁出口最大为1.5亿美元，以金属镁等为代表的12种高耗能冶矿产品生产能力和产值都居全国同行业前列，出口总值高达3.7亿美元，占到宁夏外贸出口总额的56.9%。我国现有技术水平下的高耗能产业生产，在能源利用、污染物排放、环境破坏等方面还存在许多问题，而在西部较低的环境标准要求下，由其带来的能源、环境压力对生态本就脆弱的西部地区将更加突出。因此，通过结构调整、技术革新和改善管理等途径，实现节能减排的余地较大。(2)从经济效益角度看，减排成本低。相对于发达国家，中国的减排成本比较低。从国际上看，框架公约规定每吨成本超过30美元，中国的成本大体在15美元。西部地区的成本略高于全国成本。加上中国能源需求增长、符合减排条件的项目多、规模经济效应明显的特点，都有利于开展国际碳排放交易，从而吸引国际资金进入减排项目。2006年，全球碳交易和清洁生产机制(CDM)碳交易市场达到300亿美元[22]。目前，全球已有50多家金融机构加入全球气候变化投资网络，投资额达到了13万亿美元。截止2008年2月，中国CDM项目获得联合国CDM项目执行理事会签发的核证减排信用(CERs)达到了3637万吨，占联合国目前核定CERs总量的31.33%，首次超过印度，成为最大的CDM碳交易量国家。例：甘肃省张掖市由于近年来当地经济持续发展，电力供需矛盾日益突出，区内电力供应很差，经常断电，严重制约了当地工农业的发展。张掖电网是河西电网的一部分，河西电网是西北电网的组成部分。由于张掖市的装机容量太小不能满足高峰电力需求，大部分电站为小电站。缺电是制约本地区经济发展的主要因素之一。根据加速张掖市经济发展的计划，为给当地的工业提供稳定的电力，增加电网电量，小孤山水电公司在甘肃省肃南裕固族自治县西水藏族自治乡建造并运营9sMw小孤山水电项目。亚洲开发银行已给予该项目资助贷款。在投入到中国的CDM（清洁能源机制）发展资金中，对于小孤山水电项目来说，项目投资者是世界银行的试点碳基金，该项目的总二氧化碳减排量信用额为37.23万吨，因此该项目中投资公司小孤山水电公司将会得到1500万美元投资。发展小孤山水电项目不仅能够增加电力供应，而且还能够提高电源不足或供电得不到保证地区人口的生活质量。扩大供电范围还能够促进城乡经济发展，改善居民的生活条件，减少污染并能减轻燃煤给环境造成的压力。虽然存在不确定性，但CDM毕竟提供了一种可能性，在以成本有效的手段进行减排的同时促进西部的可持续发展。如能得到良好的设计和实施，则CDM可能有利于减缓全球气候变化和全球经济的健康发展[23]。(3)从区域合作角度看，减排技术合作潜力大。一方面，中国与发达国家在低碳技术方面还存在较大落差，那么对于广大的西部地区来说更是如此。比如，在电力行业中煤电的整体煤气化联合循环技术(IGCC)、高参数超临界机组技术、热电多联产技术等，西部地区都尚未涉足；可再生能源和新能源技术方面，大型风力发电设备、高性价比太阳能光伏电池技术、燃料电池技术、氢能技术等也都处于探索阶段。在交通领域，汽车的燃油经济性问题、混合动力汽车的相关技术及冶金、化工、建筑等领域的节能和提高能效技术，也有较大改进余地。另一方面，低碳技术国际合作的机会在增加。《联合国气候变化框架公约》规定发达国家有义务向发展中国家提供技术转让，此外，中欧之间签署的《中欧关于气候变化的共同宣言》，美国发起的《亚太地区清洁发展与气候新伙伴计划》等多边及双边合作都把低碳技术的开发与合作作为基石。在全球高度关注气候变化、发达国家承诺要向发展中国家大规模转让温室气体减排技术的背景下，中国作为能源消费和温室气体排放大国，应抓住时机，积极引进先进技术，加快低碳技术的创新和推广速度[24]。2.西部地区选择低碳经济发展模式的有效途径。(1)降低煤在西部地区能源结构中的比例，提高煤炭净化比重。即使是在资本和科技积累基础非常雄厚的工业化发达国家，也不能摆脱对矿物燃料的依赖。由于石油和天然气的单位热量消耗的碳排放量较煤炭低10%～30%，因此，加速国家能源消费从传统煤炭矿种为主向现代石油和天然气矿种为主的结构转变是必然选择。这不仅是减少西部地区碳排放的有效途径，也是西部地区工业化和城市化发展的正常趋势。虽然国际油价的波动会给西部地区通过扩大进口方式改善能源消费结构带来很大风险，但与其他减排方式相比，这种政策成功的风险成本依然是最小的。作为最大的能源矿种，煤炭在西部地区能源消费的主导地位还将持续相当长的时期，因此，大力实施煤炭净化技术及加强相关基础设施的建设将成为西部地区未来能源消费结构改善的一个基本任务。(2)提高利用能源的效率，重点改善城市的能源消费结构与效率。以较少的能源消耗，创造更多的物质财富，不仅对保障能源供给、推进技术进步、提高经济效益有直接影响，而且也是减少排放的重要手段。世界主要国家都将提高能源效率作为应对气候变化能源战略的核心目标之一。发达国家的能源战略都将各种新能源的采用、低碳燃料的研发、传统化石燃料的清洁以及先进的发电技术等作为实现低碳经济的关键领域。我国也应注重纤维素乙醇和氢燃料等车用燃料生产技术，清洁煤、核能、太阳能和风能等先进发电技术，先进节能技术，碳捕获和贮存，可再生能源等能源新技术的开发。近年来，西部地区能源消耗强度有所下降，但相对于全国平均水平来说，西部地区能源消耗强度的下降仍然有很大的空间。目前西部地区的综合能源效率约43%，比全国平均水平低近10%。电力、钢铁、有色冶金、石化、建材、化工、轻工、纺织8个行业主要产品单位能耗平均比全国水平高40%。西部地区矿产资源总回收率为37%，比全国水平低20%[24]。此外，应根据西部地区现代化进程的发展需求，将能源消费结构的变化与城市燃料供应的改善紧密结合起来。因此，增大石油和天然气消费的目标投向应是最大限度地提高各类城市的气化水平和高质量燃料供应。在城市及区域交通方面应更多地鼓励建立高效和快捷的公用交通运输系统。(3)充分发挥碳汇潜力，加大土地和林业调整力度。将大气温室气体储存于生物碳库，也是一种积极有效的途径。改进森林管理，提高单位面积生物产量，扩大造林面积可增加森林的碳汇潜力，但由于受自然条件的影响，改进森林管理、提高单位面积生物产量、扩大造林面积等措施的成本可能会很高。在过去的半个多世纪里，西部地区每年大量投入资金、劳动力造林，但森林覆盖率仅提高了2.6%，而且这些造林地段的自然条件还是比较好的。研究表明，每增加1%的森林覆盖率，便可以从大气中吸收固定0.6～7.1亿吨碳。考虑到西部地区拥有我国大部分的沙漠和高原土地，未来大幅度提高森林覆盖率的困难非常大。但为了减少我国的碳排放总量，必须有效发挥森林碳汇潜力[24]。(4)积极参与国际减排活动，加强区域国际经济技术合作。碳减排是一项巨大的系统工程，涉及世界各国的切身利益。未来越来越依赖于对于资源的可持续使用和环境技术来进行竞争，同时也不应该低估低碳经济在创造就业机会和经济发展方面的巨大潜力。为了促进全球可持续发展的共同目标，发达国家有义务向发展中国家提供资金援助和技术转让。国际低碳方面的技术交流是发展中国家获取能源新技术的主要途径。西部地区也应积极参与国际能源技术市场和碳交易市场，通过各种激励机制来促进可持续发展，并为低碳技术、低碳产品的出口提供一定的激励措施。3.西部地区实施低碳经济发展模式的政策建议。(1)节能优先，提高能源利用效率。西部地区经济发展速度的不断提高是以资源的大量浪费和生态的巨大破坏为代价的。研究表明，西部地区的能源系统效率比全国平均水平低10个百分点，这说明西部地区能源利用比较浪费，提高能源利用效率的潜力是巨大的。因此，提高经济活动过程中能源利用效率是控制碳排放量的重要战略措施。从生态文明的角度来看，更有效地利用每一度电、每一桶石油和每一方天然气比开采更多的煤、石油和天然气更具经济价值和生态意义。在提高能源利用效率的前提下，必须坚持节能优先的发展战略。一方面，淘汰高耗能的产业和生产工艺，另一方面，在照明设备、家用电器、工业电动机和工业锅炉等领域进行技术改进，提高热的有效利用和能源转换效率。只有不断提高节能水平，才能有利于能源供应安全、环境保护和遏制温室气体排放等多重目标的实现[24]。(2)化石能源低碳化，大力发展可再生能源。西部地区化石能源的“富煤、贫油、少气”的资源结构特征决定了煤炭是能源消费的主体。当前，煤炭在能源消费总量中的比重，比全国平均水平高25个百分点。虽然石油的比重有所上升，但只能以满足基本需求为目标，不可能用来替代煤炭。因此，以煤炭为主的能源消费结构难以在近10年得到根本改变。这就需要碳中和技术，在消费前对煤炭进行低碳化和无碳化处理，减少燃烧过程中碳的排放。在此格局下，加速发展天然气，适当发展核电，积极发展水电，深入开发风能、太阳能、水能、地热能和生物质能等可再生能源，减少煤炭在能源消费结构中的比重，将是发展低碳经济的主要方向。(3)设立碳基金，鼓励低碳技术的研