能源经济学课件：能源与气候变化

能源经济学

能源与气候变化1目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排216.1能源利用的环境成本能源利用的环境成本：人类为避免能源利用过程中造成的污染经济损失，或者为了等值补偿污染物造成的污染经济损失所付出的代价。环境成本作为能源利用成本一部分的优势：企业由被动减排变为主动减排：企业为了提高自身的市场竞争力，会想方设法改进技术，降低环境成本；低碳能源和无碳能源得到发展：环境成本低的能源会因此获得相对的比较优势。316.1能源利用的环境成本能源利用环境成本的主要内容：4自然资源消耗占有成本生态资源降级费用维持自然资源基本存量的费用生态资源保护费用16.1能源利用的环境成本自然资源消耗占有成本开采自然资源并形成资源产品的过程中：自然资源改变了形态：矿产资源→煤炭；自然资源是储备的供生产消耗的资产：资产的存量→资产的流量。因此，自然资源具有存货的性质。自然资源消耗占有成本：资源产品生产所耗用自然资源存量的货币表现。如矿产资源、植被、水等数量减少均属于自然资源耗减，其耗减的价值就是自然资源消耗占用成本。516.1能源利用的环境成本生态资源降级费用生态资源降级费用主要反映在国民经济核算体系内，不反映在企业的会计核算中，包括生态环境损害成本和环境影响成本：臭氧层空洞、土壤侵蚀、沙漠化、洪水及干旱、水质退化等的价值表现。耗减和降级经常同时发生，如不合理开采矿产资源：耗减：减少了矿产的储量；降级：破坏了未开发资源的开采条件。616.1能源利用的环境成本生态资源降级费用生态环境价值：固有利用价值：自然要素供人类直接利用、消耗的价值；功能性价值：自然资源对人类生存环境提供服务的价值。生态环境损害成本：对因能源利用活动造成的生态资源破坏和生态环境价值损失进行补偿所需的成本。核算方法：复原法和避免成本法。716.1能源利用的环境成本生态资源降级费用环境影响成本：对能源利用过程导致的环境破坏，进行赔偿发生的成本。废弃物→损害农作物→降低耕地质量→殃及水生物；采空区→搬迁、加固铁路和公路。这部分环境成本，由社会（国家）采取税费的形式集中进行分配。企业定期向国家交纳的排污费、环境保护税以及可能发生的环境损害赔偿费或罚金支出。816.1能源利用的环境成本维持自然资源基本存量的费用可持续发展←自然资源基本存量←人力、物力和财力的耗费（维持自然资源基本存量的费用）。提高煤炭资源效率←寻找替代品、深加工；维持森林、草场等人造自然资源的基本存量←人造费用；适度消耗自然资源←改进生产设备、调整生活方式。特点：提高环境资产持续发挥效用的能力：人造森林；提高现有环境资产的利用效率：改进炼钢设备。916.1能源利用的环境成本生态资源保护费用环境的自净能力可以在一定范围内免费提供对生态资源的保护，超过此能力，则需要有实际的支出，以避免生态资源的降级或消除降级发生后的影响。企业生态资源保护费用：是其在生产经营活动中所耗费资产的价值，一般包括：污物和废物处理、环境卫生的维护和类似的活动。具体的有垃圾的收集、运输、处理和处置；废水的收集和处理；废气的净化；噪音的消除；其他环境保护、维护服务的费用。1016.1能源利用的环境成本生态资源保护费用11维护生态资源现状的支出这时生态资源并未受到危害，但为了维护生态环境，保护既定质量，进行必要维护活动而发生的费用预防污染支出这时生态资源尚未受到危害，但已经预料到污染有可能发生，为避免其发生进行预防活动而发生的支出治理生态资源支出这时破坏生态资源的事件已经发生，要减除已发生的危害，治理活动中发生的支出目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排1216.2气候变化政府间气候变化专门委员会（IPCC）：世界气象组织（WorldMeteorologicalOrganization，WMO）联合国环境规划署（UnitedNationsEnvironmentProgramme，UNEP）1316.2气候变化IPCC(1995)第二次报告指出，自19世纪以来，全球平均地面温度上升了0.3-0.6℃，而北欧、东亚、南非、北美和澳大利亚等地区温度上升更为明显，平均约上升0.8-1℃，在过去的100年中，全球海平面也相应上升了10-25厘米。1416.2气候变化IPCC(2001)的第三次评估报告认为，从1901-2000年全球平均地面温度上升了0.6摄氏度（0.4-0.8℃）。在过去的50年里，全球平均地面温度每10年增长0.13℃，全球变暖速度相当于过去100年的两倍。1516.2气候变化IPCC(2007)的第四次评估报告认为，1995-2006年的全球平均气温是自1850年以来出现的最暖的12年，在1906-2005的一百年里，全球平均地面温度上升了0.74℃，远高于第三次评估报告的0.6℃，其中亚洲平均地面温度上升最快，近年来甚至超过了1℃。1616.2气候变化全球气候变暖除自然因素外，更大程度是人类活动造成的：IPCC第四次评估报告认为，全球变暖有90%的可能是人类活动造成的，而在第三次评估报告这一数字是66%。自1750年工业革命以来，人类现代化的生产、生活方式造成大量温室气体排放，尤其是二氧化碳排放量急剧增加。IPCC(2007)由于工业革命以后大量化石能源的利用，使得人类生产、生活活动导致的温室气体排放约占全球温室气体排放总量的90%以上。1716.2气候变化化石能源消费是二氧化碳排放的主要排放源约占总排放量的73.79%一些国家正积极开展碳捕获与封存技术的研究该技术能够捕获煤炭等化石能源发电过程中排放的约90%的二氧化碳受减排成本的制约还未实现商业化1816.2气候变化16.2.1气候政策16.2.2全球气候谈判1916.2.1气候政策气候变化通过许多途径影响人类福利。Horowitz(2001)调查了1999年156个国家人均GDP和年平均气温的关系收入-气温存在强相关关系：气温提高一个百分点导致人均收入下降0.9个百分点气温升高3华氏度将导致全球GNP下降4.6个百分点20气候对农业生产和海平面影响气候影响经济发展和经济增长模式气候直接影响人类福利16.2.1气候政策气候变化问题表面上是一个环境问题，其实质是政治问题和经济问题。2116.2.1气候政策22不确定性是全球气候变化唯一的确定性问题。信息不对称是环境政策制定者面临的最大困难。气候变化的影响、减缓和适应气候变化具有利益不均衡性。气候变化的影响具有区域性特点：气候变暖可能给一些地区带来发展机遇给另一些地区带来灭顶之灾16.2.1气候政策在一个确定的世界中，一般认为基于价格（如税和补贴）或总量控制（如排污许可权）的环境政策手段能处理任何要求水平上的产出控制问题。23作者（年份）主要结论Weitzman(1974)如果边际效益曲线比边际成本曲线陡，总量控制手段优于价格手段，反之亦然。Kwerel(1977)发展了一个混合价格—总量工具，诱导竞争性企业向规制当局公开他们的真实削减成本。Benford(1998)当市场处于完全竞争的条件下，Kwerel框架的自然扩展能得到污染随时间削减的最优路径。NewellandPizer(1999)，HoelandKarp(2001)当边际削减成本曲线斜率相对于边际损失曲线斜率较大时，税比排污配额好。16.2.1气候政策24作者（年份）主要结论Baldursson(1999)在一个动态和不确定性模型中，就像价格-总量控制手段比较一样，任何削减决策的不可逆性可能影响政策手段的选择。Moledina等（2003）低成本企业安排排污权价格→排污税手段产生更高福利；高成本企业安排排污权价格→排污许可手段产生更高福利。MckibbinandWilcoxen(2002)由于气候变化包含了太多的不确定性和潜在的巨大分布特征，排污许可系统是没有效率的，排污税在政治上是不现实的。结合两者最优特点的混合政策，可能是有效率的和可行的手段。16.2.1气候政策边际效益和成本不确定的条件下基于价格的政策工具排污税或碳税和基于总量控制的许可权制度是不等价的边际效益和成本曲线的斜率决定了不同政策的优劣25边际效益陡；边际成本平坦排污许可制度优边际成本陡；边际效益平坦征税制度优16.2.1气候政策一种假定的空气污染，只有在高水平的排放条件下才是危险的：日排放量低于100吨，它根本就不会产生损害，但是超过这个量，每排放1吨就产生价值10元的健康问题。目前每天的排放是150吨，因此，对于最初50吨削减的边际效益是每吨10元，超过这个点，边际削减效益将下跌为0，边际效益曲线是陡的。假定污染清理符合规模效用-边际成本曲线是平坦的，清理成本每吨低于10元。在这种情况下，排污许可权政策远远优于排污税。通过发放100吨的排污许可权，政府就能取得有效的结果：对于任何低于10元的边际成本，排污权系统将阻止污染排放量超过阈值。排污税可能是个糟糕的政策。假想政府征收5元的税，而边际削减成本为6元，在这种情况下，企业将选择缴税而不作任何削减，污染排放量将保持在150吨。如果成本变为4吨，情况也不会更好，企业将清理所有污染物，污染排放量将下跌到0。2616.2.1气候政策横坐标表示削减量，削减边际效益MB是平坦的，而边际削减成本在规制的任何时间内是急剧上升的，如图中表示的MC1。在没有规制的条件下，企业不会作任何的削减，横坐标上表示的数值为0。如果政府实行排污许可政策，那么有保证的一个确定的削减水平就为Q1a。但是如果边际成本不确定，Q1a可能就不会是有效的结果。假想边际成本比预期的高（如图中表示为MC2），按最优准则，Q2a将取代Q1a。如果企业被迫削减到Q1a，排污许可权价格将提高到P3，超额的削减成本将超过带来的效益，其差值在图中表示为三角形D.27排污许可政策实施后，如果成本高于预期的情况McKibbinandWilcoxen,2002在这种情况下，采用征税政策可能是一种更理智的选择。假设一开始的税价为P1，一旦企业发现实际的边际成本高于预期的情况，削减量就会降到Q3a，但是福利损失（如图中的三角形T）远远低于排污许可权制度。16.2.1气候政策从气候变化存量外部性分析和有关的证据显示，温室气体减排的边际成本曲线是非常陡的，同时，边际效益曲线是非常平坦的。但是，征税有一个重要的政治倾向，它可能诱导大量的收入从企业流向政府。假定一家企业最初的二氧化碳有效削减量（边际效益等于边际成本时）为总排放量（Q）的20%，在一种有效的税赋（T）情况下，企业将用不超过0.2QT的成本来削减20%的排放，然而，企业将支付剩余部分的税，其值为0.8QT，至少是它花在削减上的4倍。一家愿意支付100万元来减排20%排放量的企业绝对不支持要求支付100万附加400万税的政策。这可能对气候变化而言不是唯一的但可能是最重要的原因，庇古税基本上不能用于解决环境控制问题。2816.2.1气候政策混合政策：将一个固定的可交易的长期排放许可和一个具有供给弹性的短期排放许可结合起来。优势：它能像排污税一样激励企业以低成本削减排放，而当成本升高时，允许总减排量有一定弹性；它要避免不必要的大范围的转让并有许可权分配弹性，使它在政治上有一定的生存空间。2916.2.1气候政策在任何设定的年份排污许可供给是有效的，每个国家有一个“永久许可”排放非弹性供给QT（如垂线SP），同时在价格PT时来自政府的有效年度许可是一种弹性的供给（如水平线SA），所有的许可供给就是SP和SA的水平累加（向右转90°的供给曲线）。许可需求将通过削减边际成本来确定。30低成本和高成本情况下的市场均衡McKibbinandWilcoxen,2002如果削减成本相对较低，许可需求为曲线D1，市场均衡的许可权价格就是P1，它低于年度许可权价格PT。在这种情况下，仅仅长期许可（永久许可）将被供给，而且排放将降至QT；如果削减成本相对较高，许可需求就变为曲线D2，市场均衡的许可权价格就是P2，许可权价格将被拖至PT，年度许可将被卖掉，整个许可需求为Q2。16.2.1气候政策混合政策集中了税制和许可制度的优点。像税制一样，它定位于一种边际削减成本的上限，企业的支付将不会超过PT（减排一单位污染的一个年度许可价格）。没有国家害怕该政策会抑制经济发展，为了达到所不期望的昂贵污染目标而徒劳无望。因为整个排污许可供给不是固定的，政策不会提供精确的减排量。然而，它却能确保一个特定国家以最低的成本进行减排，此外，边际削减成本将越过所有国家达到相等，许可价格升至PT。同时，它也将避免许多有关排污税的配置发放，兼有监督和执行激励。3116.2气候变化16.2.1气候政策16.2.2全球气候谈判3216.2.2全球气候谈判全球气候变化政策的国际谈判的开始：1992《联合国气候变化框架公约》（UnitedNationsFrameworkConventiononClimateChange，UNFCCC）。3316.2.2全球气候谈判UNFCC的目的：通过成员国的自愿行动使2000年温室气体的排放稳定在1990年的水平。UNFCCC的要求：发达国家采取措施限制温室气体排放，将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。发达国家要向发展中国家提供新的额外资金以支付发展中国家履行UNFCC所需增加的费用，并采取一切可行的措施促进和方便有关技术转让的进行。3416.2.2全球气候谈判《公约》建立了一种谈判机制，决定定期举行缔约方大会（COP）。在1995至2002年期间，缔约方会议一共举办了8次，国际社会围绕如何落实公约规定的目标、原则和缔约方义务等问题，经过艰苦的谈判和妥协，不断推动着公约发展演化的进程。3516.2.2全球气候谈判在1995年召开的缔约方会议形成的主要共识是：除非成员国“在指定的时间框架内量化削减目标”，UNFCCC在温室气体排放方面不会产生任何影响。随后所有的COP会议都围绕这样一种国际条约的设计来展开，就参与国同意在给定的时期达到确定的温室气体排放目标问题进行谈判。3616.2.2全球气候谈判《京都议定书》1997年第三次COP会议上形成这是全球第一个带有法律约束力的、限时、定量减排温室气体的国际公约，其宗旨是通过国际社会的密切合作，减缓大气中的温室气体含量的增长。3716.2.2全球气候谈判《京都议定书》的关键特征是“附件B”。列入39个工业化国家的年度温室气体排放限度如果所有附件B的国家履行公约，温室气体的整体排放将比1990年降低5%38大多数欧共体国家为92%美国为93%加拿大和日本为94%俄罗斯为100%其他为110%16.2.2全球气候谈判清洁开发机制（CDM）发达国家通过提供资金和技术的形式，与发展中国家开展项目级的合作，在发展中国家进行项目投资由此换取投资项目所产生的部分或全部减排额度，作为其履行减排义务的组成部分联合实施（JI）附件一国家之间就温室气体排放权进行的交易。附件一国家可以通过在另一个附件一国家的领土内建设减排项目，并计算该项目的减排量单位来达到自己的《京都议定书》减排目标。排放量贸易（ET）指发达国家相互转让它们的部分“允许的排放量”，达到自己的《京都议定书》减排目标。39《京都议定书》“三个灵活机制”：16.2.2全球气候谈判《京都议定书》的生效条件：需要至少55个缔约方批准，同时其中附件B缔约方的二氧化碳排放量之和至少占附件B所列缔约方1990年二氧化碳排放量的55%。402002年3月欧盟批准2002年6月日本批准2002年12月加拿大批准2002年9月中国批准2003年3月批准国家超过55个16.2.2全球气候谈判《京都议定书》的有效性值得推敲：首先，《京都议定书》规定排放目标要低于1990年的水平，并且是不考虑成本和收益的。议定书仅仅只能轻微降低大气变暖的速度，而不能完全阻止。议定书对温度的影响是未来的事，而它的成本则立即体现出来。NordhausandBoyer(1999)：如果《京都议定书》有效地实施，现值成本可能达到8000亿至15000亿美元，而收益现值估计为1200亿美元。Tol(1999)的研究得出了相似的结论。4116.2.2全球气候谈判其次，《京都议定书》中基本的国际政策手段是一个国际贸易排放许可系统在边际削减成本存在不确定性的情况下，它的运行面临很高的无效率风险国际排放许可贸易存在一个严重的政治缺陷，它可能在国家之间产生很大的财富转移，这种财富的转移可能使条约无法得到有效执行4216.2.2全球气候谈判同时，《京都议定书》的生效会给不同国家带来不同的影响。BohringerandRutherford(2002)基于一个大尺度可计算全球贸易和能源利用一般均衡模型，认为：在实行减排的OECD国家之间，欧共体和日本从国际溢出中将获得实质利益，而美国、加拿大与新西兰、澳大利亚一样将遭受负的溢出影响；决定不同国家溢出影响的一个主导性因素是国际原油和煤炭市场上国家所处的贸易地位；与单边碳税政策相比，就非减排区域而言，协议如《京都议定书》下的排放贸易将大大降低国际溢出的程度；美国对《京都议定书》的拒绝，将降低欧共体与日本的正溢出效应和非减排发展中国家的利益。4316.2.2全球气候谈判气候公约：本质是提供一种制度安排，更重要的是将全球变化与社会经济因素联系起来。主要涉及：公平与效率、成本高低与减排路径。由于市场失灵和信息不对称以及人文发展的差异，致使资源的配置很难实现最优，人文发展潜力的实现也受到一定的影响。全球减缓气候变化的国际谈判遇到的一系列波折就是它的集中反映。4416.2.2全球气候谈判从新制度经济学的角度来讲，气候公约的主要功能就在于降低国家间的交易费用，促进国际合作的实现，使国家获得因合作带来的潜在收益。如何进一步促进国际合作，深化以市场为基础的经济手段的作用，可能是全球气候变化政策演化的动力源泉。45目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排4616.3二氧化碳排放特征16.3.1二氧化碳排放总体状况16.3.2一次能源消费的碳排放16.3.3碳密集部门的碳排放47碳排放总量持续增加全球经济总体上保持了一个较高增速工业和交通运输业占经济比重持续上升化石能源消费增加很快16.3.1二氧化碳排放总体状况481751-2018年全球二氧化碳排放1850年0.54亿吨2018年92.43亿吨16.3.1二氧化碳排放总体状况电力、交通运输业、制造业和建筑业的碳排放量约占排放总量的84%化石能源的消费集中在电力、交通运输业和制造业电力和热力生产的二氧化碳排放呈快速增长的趋势交通业、制造业和建筑业的二氧化碳排放增长也很快491960-2014年全球不同部门的二氧化碳排放量来源：WorldBank(2019)16.3.1二氧化碳排放总体状况工业发达国家正逐步减少化石能源利用转变能源消费结构：化石能源→清洁能源促进减排技术的研发与应用：二氧化碳捕获和封存技术发展中国家排放现状近中期难以改变由于资源禀赋和技术水平的制约，发展中国家电气化水平的提高和经济发展，近中期电力、工业和交通运输业仍将是主要的二氧化碳排放部门。5016.3.1二氧化碳排放总体状况工业化国家碳排放量约占全球累计总量的近70%蒸汽机→煤炭替代薪柴内燃机→石油登上能源消费的舞台511971-2004年世界及主要工业化国家的能源消费和二氧化碳排放16.3.1二氧化碳排放总体状况化石能源消费和二氧化碳排放主要集中在工业化国家1900-2014年：工业化国家(70%)、美国、西欧和德国(43.83%)、美国(25.57%)、非洲(2.76%)2014年：中国（28.48%）、美国(14.54%)521900-2014年世界主要地区和国家的二氧化碳排放量和累计份额2014年全球主要国家和地区的二氧化碳排放份额16.3.1二氧化碳排放总体状况发展中国家累计二氧化碳排放量远低于发达国家1900-2014年：发展中国家(30%)发展中国家碳排放快速增长是工业化发展的必然发展中国家的二氧化碳排放属于生存型排放在工业化进程的初期，未来发展中国家的能源消费和二氧化碳排放势必呈快速增长的趋势5316.3二氧化碳排放特征16.3.1二氧化碳排放总体状况16.3.2一次能源消费的碳排放16.3.3碳密集部门的碳排放5416.3.2一次能源消费的碳排放理论分析分解分析方法很多每种方法的假设直接影响其分解结果Laspeyres分解方法容易理解，而Divisia分解方法更为科学（Ang,2004）本节介绍迪氏对数指数分解（简称LMDI）方法5516.3.2一次能源消费的碳排放一次能源利用的碳排放强度分解模型分解为能源消费结构、能源强度、不同能源的碳排放系数56Gt：一次能源利用的二氧化碳强度；Yt：为经济活动水平，一般用GDP表示；Et：一次能源消费量；Eit：第i种一次能源消费量；eit：第i种一次能源消费的份额；Rit：第i种一次能源消费的碳排放系数；It：能源强度；∆G：一次能源利用的二氧化碳强度变化量；∆GI

，∆Ge

，∆GR

：分别为能源强度，一次能源消费结构和一次能源消费的碳排放系数变化导致的碳排放强度变化量；T,0分别表示研究期和基期。16.3.2一次能源消费的碳排放一次能源利用的二氧化碳排放量分解模型分解为人口、人均GDP，能源强度和能源消费结构Ct：一次能源利用的二氧化碳排放量；Pt：人口；Cit：第i种一次能源消费的二氧化碳排放量。人口，人均GDP，能源强度和能源消费结构四个因素变化导致CO2排放量的变化量可仿照上页公式。5716.3.2一次能源消费的碳排放案例分析：中国一次能源消费的碳排放特征对1980-2005年中国一次能源消费的碳排放特征进行实证分解分析一次能源仅包括煤炭、石油和天然气5816.3.2一次能源消费的碳排放碳排放强度变化的结构分解分析我国能源利用效率的不断提高和一次能源消费结构向低碳能源方向发展，都不同程度地减缓二氧化碳排放的增长速度。591980-2005年能源结构和能源强度对一次能源消费的碳排放强度的影响16.3.2一次能源消费的碳排放一次能源强度和一次能源消费结构变化并不一定促进碳排放强度的下降1980-2005：能源强度变化起主要作用1980-1988、1989-2002、2004-2005：能源强度起下降作用1988-1989、2002-2003、2003-2004：能源强度起上升作用601980-2005年能源结构和能源强度对一次能源消费的碳排放强度的影响16.3.2一次能源消费的碳排放未来我国一次能源利用的碳排放强度的下降潜力，需要进一步降低能源强度和调整能源消费结构中煤炭的消费比例来实现如果仅强调降低能源强度而不重视调整一次能源消费结构，一次能源消费结构对碳排放强度的影响就有可能部分地抵消能源强度对碳排放强度下降所起的作用依据发达国家经验，我国能源强度下降和能源结构调整的空间还很大6116.3.2一次能源消费的碳排放碳排放量变化的结构分解分析碳排放总量：+10.37亿吨碳正向作用：人口、人均GDP反向作用：能源强度、能源结构62人口、人均GDP、能源强度和能源消费结构对二氧化碳排放的影响16.3.2一次能源消费的碳排放排放增加的主要因素：人均GDP增长、人口增长排放减缓的主要因素：能源强度变化能源消费结构的影响较小，且没有明显的变化规律63中国人口、人均GDP、能源结构和能源强度对二氧化碳排放量的影响16.3二氧化碳排放特征16.3.1二氧化碳排放总体状况16.3.2一次能源消费的碳排放16.3.3碳密集部门的碳排放6416.3.3碳密集部门的碳排放工业部门：工业部门能源消费占全球能源利用的40%中国工业部门的终端能源消费占全球终端能源消费的5.60%1980-2005年中国工业部门的终端能源消费占全部终端能源消费的60%以上，全部终端煤炭消费的50%以上和全部电力消费的70%以上，然而其增加值仅占GDP的36-53%。65工业在终端能源消费、煤炭消费、电力消费及GDP的份额变化16.3.3碳密集部门的碳排放中国工业终端能源利用及其碳排放增长很快2002-2005年：增长52%、60%661998-2005年工业终端能源消费及其碳排放16.3.3碳密集部门的碳排放工业部门二氧化碳排放影响因素分解Q：工业部门的增加值；C：工业部门终端能源利用的碳排放；Cij：第i部门第j种能源消费的碳排放；Eij：第i部门的第j种能源消费；Ei：第i部门的终端能源消费；Qi：第i部门的增加值；Ii：第i部门的能源强度；eij：第i部门的终端能源消费中第种能源的比例；Rij：第i部门第j种能源消费的碳排放系数；Si：第i部门的增加值比例。6716.3.3碳密集部门的碳排放电力生产部门68少数国家电源结构以清洁能源为主法国以核电为主丹麦、德国风电占比较高绝大多数国家电力生产以化石能源为主电力是终端能源利用的主要形式为满足终端部门对电力的需求，电力生产部门要消耗大量的化石燃料16.3.3碳密集部门的碳排放1980-2005年我国电力生产部门的碳排放增长迅速：增加5.57倍;占全部化石能源利用碳排放的比例在逐年增高：由21.07%增加到38.73%；煤炭发电的碳排放占发电碳排放的比例也逐年升高：由79%增加到97%。69中国电力生产部门的碳排放16.3.3碳密集部门的碳排放电力生产的角度：分解为不同发电燃料的碳排放系数、不同电力构成的能源消耗、以及电力构成Et：t年电力生产的碳排放；Qt：t年的发电量，包括火电、水电和核电；Eit：t年燃料i发电过程中的碳排放；Qit：燃料i的发电量；cit：t年燃料i的碳排放系数；Fit：用于发电的燃料；git：电力构成。7016.3.3碳密集部门的碳排放电力消费的角度Et：发电过程中的碳排放；Ct：电力消费；Gthermal,t：全部的火力发电；Gpower,t：全部发电量；Gnet,t：净发电量，全部发电量-发电过程中的电力消费；Ci,t：燃料的碳排放系数。7116.3.3碳密集部门的碳排放

，表示电力的碳排放系数；

，表示火力发电能耗的影响；

，表示发电厂自用电的消费影响；

，表示发电燃料构成影响；

，表示火电份额影响；

，表示输配电损失的影响。72目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排7316.4二氧化碳排放影响因素74经济发展居民消费行为出口贸易技术进步政策措施16.4二氧化碳排放影响因素16.4.1经济发展16.4.2居民消费行为 16.4.3出口贸易16.4.4主要减排技术16.4.5主要减排政策 7516.4.1经济发展经济发展水平是决定能源碳排放的最主要因素。二氧化碳排放普遍呈现随人均实际GDP增长而增长的趋势。76世界二氧化碳排放与人均实际GDP的对比16.4二氧化碳排放影响因素16.4.1经济发展16.4.2居民消费行为 16.4.3出口贸易16.4.4主要减排技术16.4.5主要减排政策 7716.4.2居民消费行为居民消费行为影响国民经济各部门的产品及服务生产水平，居民的能源消费对环境产生重要影响。城市与农村居民用能需求差异大农村主要能源消费：非商业能源→商业能源居民消费理念：绿色消费、节约消费居民消费行为：出行工具的选择、低碳生活方式居民对能源消费和二氧化碳排放的研究方法投入-产出基本表投入-产出消费支出投入-产出过程分析方法7816.4二氧化碳排放影响因素16.4.1经济发展16.4.2居民消费行为 16.4.3出口贸易16.4.4主要减排技术16.4.5主要减排政策 7916.4.3出口贸易开放型经济使对外贸易的影响力增大，其对能源消费和污染物排放的影响不容忽视。国际贸易对环境的影响：三种观点80负面论将环境作为独立要素考虑（Tobey，1990；Grossman,Kmeger，1995)正面论环境标准的提高有助于生产国污染物的减少（BirdcallandWheeler，2001；Frankch，2003）兼容论多种效应共同作用，最终结果与环境和贸易政策等要素有关（叶继革，余道先，2007）16.4二氧化碳排放影响因素16.4.1经济发展16.4.2居民消费行为 16.4.3出口贸易16.4.4主要减排技术16.4.5主要减排政策 8116.4.4主要减排技术技术进步是解决环境问题的重要途径之一。在解决未来温室气体减排和气候变化的问题上，技术进步是最重要的决定因素，其作用超过其它所有驱动因素之和（IPCC，2000；2001）。IEA在2006年的能源技术展望中通过情景分析指出“到2050年，在关键能源技术的作用下，届时全球碳排放量可以回到目前的水平，石油需求的增长将会减半。通过可再生能源技术、二氧化碳的捕获和封存技术、核能技术（在可以接受的国家中），减少电厂的碳排放，将是基本的要求”。8216.4.4主要减排技术三种主要二氧化碳减排技术：83提高能源利用率和转换率——节能和高效率的用能技术采用燃料替代——新能源技术分离和回收二氧化碳并加以封存——碳捕获与封存技术16.4.4主要减排技术可再生能源包括水能、风能、生物质能、太阳能、地热能和海洋能等，资源潜力大，环境污染低，温室气体排放远低于一般的化石能源，甚至可以实现零排放，并且可以永续利用，既有利于减少碳排放、减缓全球变化，又有利于实现能源的可持续利用。8416.4.4主要减排技术A）水电的碳减排潜力巨大我国水能资源丰富：水力资源理论蕴藏量为6.08万亿千瓦时/年，平均功率为6.94亿千瓦，约占世界总量的1/6。我国水电开发程度较低：发达国家平均开发程度在60%以上，而我国水电开发程度仅有22%。85年份水电装机容量（亿千瓦）大中型水电装机容量（亿千瓦）小水电装机容量（亿千瓦）小水电减排量（万吨）20101.91.40.54000202032.250.756000我国水电发展规划16.4.4主要减排技术B）风电技术基本成熟，减排潜力可观86技术上离网运行的小型风力发电机组大型并网风力发电机组减排潜力上单机容量为1兆瓦的风能发电机，平均每年可以减排2000吨二氧化碳风电项目投资大，发电成本高，非常适合于作为CDM项目到2020年我国风电的二氧化碳减排量将达到1100万吨16.4.4主要减排技术C）生物质发电技术不太成熟物质能资源丰富，但技术不成熟，发电成本高，还处于示范性发展阶段生物质能碳减排潜力广阔，应当加强发展87不同生物质能的发电经济参数技术种类废弃物发电秸秆发电沼气发电蔗渣直燃谷壳气化固定床气化直燃硫化床气化小型养殖场大型养殖场工业废水发电规模(KW)12000200400024000400020010002000单位固定资产(元/KW)46116400828613339188343792098718150燃料价格(元/吨)500300280280000运行时间(h)32403000650065006500700070007000发电成本(元/KWh)0.32660.54770.5390.5080.5180.9170.6120.535上网电价(元/kWh)0.51950.69630.7060.7760.7151.0180.5780.48616.4.4主要减排技术整体联合气化循环发电技术（IGCC）将碳化物（如煤炭、石油焦、渣油、生物质燃料等）气化后产生的低热值合成气，经净化后送入燃气-蒸汽联合循环发电或生产其它化学物质的技术我国IGCC技术的发展：烟台IGCC示范电站、上海400MW级IGCC项目、河北超化120MW级IGCC电厂、辽宁阜新IGCC三联供项目天然气联合循环发电技术（NGCC）利用天然气燃烧产生的高温烟气在燃气轮机中做功发电后，排放出的废气能在余热回收锅炉中产生蒸汽，蒸汽继续推动蒸汽轮机做功发电，燃气-蒸汽两者结合便形成了天然气联合循环发电在工业发达国家，NGCC新增容量已超过常规火力发电我国NGCC项目：杭州半山电厂、张家港华兴电厂、上海化学工区热电、北京京丰等电厂8816.4.4主要减排技术89IGCCIGCC发电厂的初始造价偏高，建设工期长我国IGCC核心技术还不成熟IGCC发电厂的运行可靠性有待提高IGCC发电厂的整体可用率未达到预期NGCC发电成本的不确定NGCC设备价格高，国内技术还未成熟国内NGCC电价竞争力低国内天然气资源相对不太丰富发展障碍16.4.4主要减排技术二氧化碳捕获和封存是指将二氧化碳从工业或相关能源的排放源中分离出来，输送到封存地点，并且长期与大气隔绝，从而减少碳排放。碳捕获与封存（CCS）技术三个特点：90CCS技术起步晚，发展迅速，规模化和商业化应用有待推进CCS技术目前成本较高，与其它减排技术相比具有竞争力CCS技术要大规模发展主要依赖于技术的成熟和成本的下降16.4.4主要减排技术91图CCS可能的系统示意图捕获运输封存

亚洲澳洲欧洲北美其它总计二氧化碳捕获示范项目4146116二氧化碳捕获研究项目111523-40二氧化碳地质封存示范项目1244213二氧化碳地质封存研究项目521631-54二氧化碳深海封存研究项目1-

25-8总计12641693131碳捕获与封存项目统计16.4.4主要减排技术技术类型煤炭相关的减排成本（美元/吨碳）天然气相关的减排成本（美元/吨碳）海上风电-63-125-61-291陆上风电11-287265-592生物燃料108-200240-447核能44-8089-164潮汐能277-597572-1168IGCC+CCS24-45101-188新IGCC+CCS54-101151-282煤电厂+CCS66-122195-362新煤电厂+CCS92-221243-566化石能源、可再生能源和核电技术的碳减排成本比较9216.4.4主要减排技术技术成本及市场障碍目前CCS技术成本太高，缺乏市场竞争力法律障碍目前的国际公约没有涉及二氧化碳的封存机制障碍CCS技术作为CDM项目方法学、核算等问题还有待于进一步研究，激励机制不足9316.4.4主要减排技术A）降低供电煤耗和线损率是电力工业节能关键如果我国现有的小机组被大机组完全替代，一年可以节约9000万吨标准煤，减少碳排放2.2亿吨9416.4.4主要减排技术B）钢铁工业节能是节能减排潜力最大的行业之一目前中国钢铁工业共消耗近4.8亿吨标准煤，占全国能源消耗的17%左右，仅次于电力工业，其中重点大中型钢铁企业总能耗为1.98亿吨标准煤。规划：到2010年，钢铁行业吨钢综合能耗降到0.73吨标煤、吨钢可比能耗降到0.685吨标煤；2020年分别降到0.70吨标煤、0.64吨标煤。9516.4.4主要减排技术C）水泥工业节能降耗是建材工业节能的核心水泥是建材工业的耗能大户，其能源消耗量占建材工业总能耗的50%左右；目前我国水泥的综合能耗比国际水平高出约26%按淘汰5000万吨落后水泥生产能力测算，可节电45亿度，减少碳排放4000多万吨，节煤700万吨D）交通、建筑、政府和居民节能等节能领域也存在巨大的减排潜力9616.4二氧化碳排放影响因素16.4.1经济发展16.4.2居民消费行为 16.4.3出口贸易16.4.4主要减排技术16.4.5主要减排政策 9716.4.5主要减排政策98管制手段排放限额：欧盟用能/排放标准：日本供电配额：美国、欧盟财政政策税收：丹麦、芬兰、荷兰、瑞典和德国（1990）；法国（1999）；英国（2001）；日本（2007）税收减免、补贴和资助：欧盟、法国、英国排放权交易“限额与交易”（cap-and-trade）制度已建立或试行交易市场：欧盟、美国、日本目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排9916.5碳排放贸易与碳市场16.5.1碳排放贸易与碳市场的产生16.5.2国际碳市场发展状况10016.5.1碳排放贸易与碳市场的产生101发达国家与经济转型国家间的联合履约（JI）发达国家和发展中国家间的清洁发展机制（CDM）发达国家间的国际排放贸易（IET）二氧化碳排放权成为一种稀缺的资源具有了商品的属性CO2$16.5.1碳排放贸易与碳市场的产生京都议定书下的碳交易市场16.5.1碳排放贸易与碳市场的产生边际减排成本和排放额度价格决定了国家或企业是否会参与碳市场的交易:规范化市场下，形成均衡价格：所有企业的边际减排成本都是相等的，保证了碳市场能够以最低的成本实现给定的减排目标。边际减排成本>排放额度价格少减排购买排放额度边际减排成本<排放额度价格多减排出售排放额度16.5碳排放贸易与碳市场16.5.1碳排放贸易与碳市场的产生16.5.2国际碳市场发展状况10416.5.2国际碳市场发展状况市场概况1996~2000年碳交易主要发生在非京都市场，即自愿市场或零售市场2001至今碳交易由非京都市场向京都市场倾斜欧盟排放贸易体系英国排放贸易计划芝加哥气候交易所澳大利亚新南威尔士温室气体削减计划区域温室气体减排行动16.5.2国际碳市场发展状况国际碳市场的交易情况16.5.2国际碳市场发展状况欧盟排放贸易体系与欧盟减排策略《京都议定书》中欧盟的承诺在2008~2012年内相对于其1990年排放水平减排8％。目前世界最大的温室气体排放贸易准许市场,欧盟排放贸易体系于2005年1月正式成立英国碳市场与二氧化碳减排策略2002年英国启动了为期5年，涵盖6种温室气体的排放贸易制度16.5.2国际碳市场发展状况芝加哥气候交易所创建于2004年，2003~2006年期问将温空气体排放每年削减1%。2007~2010年期间将温空气体排放每年削减6％澳大利亚碳市场与二氧化碳减排策略2003年1月正式启动，有效期至2012年。参与者对于额外的排放，可以通过购买削减认证来补偿美国碳市场与二氧化碳减排策略区域温室气体减排行动（RGGI）是第一个减少温室气体排放的区域性项目16.5.2国际碳市场发展状况国际碳价走势天气欧盟55%的EUAs的持有人是热力和电力部门配额分配配额分配过多，碳市场需求方变少，供给方也会增多，碳价下跌。能源价格2006年9月，德国利用天然气发电、天然气和煤电价格差距的缩小，碳价开始缩水特殊事件国际谈判、金融危机、重要公告等16.5.2国际碳市场发展状况注：Dec07为在欧洲气候交易所2007年12月到期合约，Dec09为在欧洲气候交易所2009年12月到期合约。数据来源：欧洲气候交易所碳价波动形势目录16.1能源利用的环境成本16.2气候变化16.3二氧化碳排放特征16.4二氧化碳排放影响因素16.5碳排放贸易与碳市场16.6中国的二氧化碳减排11116.6中国的二氧化碳减排16.6.1结构减排潜力巨大16.6.2生活行为对碳排放影响很大16.6.3出口贸易隐含大量碳排放16.6.4技术进步能有效减少碳排放16.6.5碳税政策