我國碳排放量情景預測研究

一、引言我國國民經(jīng)濟的迅速發(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)成為社會關注的焦點。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，減排目標設定、資金落實和技術安排是會議的爭論焦點所在。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。目前有關碳排放預測的研究主要可以劃分為兩類，一是綜合能源經(jīng)濟模型預測，即在綜合考慮碳排放與能源消費、相關產業(yè)和經(jīng)濟增長等因素關系的基礎上進行預測。例如，陳文穎等(2004)[1]、宋杰鯤，張宇(2011)[2]運用MARKAL-MACRO模型、BP模型對我國碳排放量進行預測。劉曉等(2011)[3]通過馬爾科夫預測模型預測能源消費品種比例，計算各能源品種的碳排放量。二是構建碳排放與影響因素之間的關系模型，設置不同的情景對碳排放進行預測。例如，Lester等(2009)[4]基于Kaya等式，結合WaxmanMarkey和奧巴馬政策目標設置了3種情景對美國碳排放進行預測。渠慎寧，郭朝先(2010)[5]通過設置不同經(jīng)濟發(fā)展情景，利用STIRPAT模型對未來中國碳排放峰值進行相關預測。本文在上述研究的基礎上，將兩種分析方法結合，在不同情景的基礎上，從環(huán)境規(guī)制的視角預測了我國2010-2020年的碳排放量，提出有利于我國低碳經(jīng)濟發(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)制強度選用環(huán)境規(guī)制強度指標衡量政府的環(huán)境規(guī)制水平。研究角度的不同對環(huán)境規(guī)制強度指標的選取也不同，例如，如傅京燕[6]和Sonia[7]用能源強度(GDP/Energy)來衡量環(huán)境規(guī)制強度，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；有的學者采用污染物排放達標率來反映各行業(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(進行污染治理)的支出和成本作為指標；有的學者(王國印[8]等)使用工業(yè)污染治理投資額，工業(yè)廢水排放達標率，環(huán)境污染治理投資額，這些指標都是從治理的角度對環(huán)境規(guī)制進行度量。本文采用環(huán)境污染治理投資作為指標。政府加大環(huán)境規(guī)制的力度，相關方會花費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方面的環(huán)境規(guī)制強度。不同的經(jīng)濟規(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)濟規(guī)模下的環(huán)境規(guī)制強度具有可比性，本文將污染治理投資除以國內生產總值以消除這種差異，即每百元國內生產總值的污染治理投資作為衡量環(huán)境規(guī)制強度的指標，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的碳量。其中，電力、熱能等二次能源消費的碳排放均來自于其生產過程中化石能源的能量轉換與能量損失。因此，能源消費碳排放總量即為各類化石能源的終端消費(不包括作為原料的化石能源)、能源轉換及能源損失所產生的相應碳排放量。[9]由于后續(xù)研究需要預測不同情景下的我國碳排放量，考慮到能源消費統(tǒng)計指標的一致性和可得性，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)、天然氣的消費量進行估算，但這些能源指標都是實物量，需要將這些能源根據(jù)折算系數(shù)(見表1)換算成以標準煤為計量基礎的能源消費量，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，我國煤炭消費占能源消費總量的71%，石油消費占19%。經(jīng)濟增長與能源消費相互促進，共同發(fā)展，經(jīng)濟的快速增長離不開能源的支持，而能源消費的增長也得益于經(jīng)濟增長，最終導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，空氣質量問題尤為突出：工廠生產廢氣、人們日常生活排放廢氣、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荷。另一方面，城市綠化面積不斷減少，而玻璃建筑、空調等的增加，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。隨著政府對環(huán)境問題認識程度的不斷深入，逐漸加大了環(huán)境規(guī)制的強度，反映在圖2中就是我國環(huán)境規(guī)制強度的曲線不斷上升，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、技術、政治、文化等因素之間存在復雜的關聯(lián)關系，各年環(huán)境規(guī)制力度的強弱往往是政府在綜合考慮各影響因素的基礎上做出的決策，因此，我國環(huán)境規(guī)制強度是一條“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測(一)碳排放量情景預測模型相關研究表明，碳排放量與經(jīng)濟發(fā)展、人口增長、能源結構和產業(yè)結構有著密切的聯(lián)系。日本學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為當年人數(shù)，TP/CAP為人均碳排放量；GDP為國內生產總值，GDP/CAP為人均GDP；ES為能源消費量，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)制強度；ES/ER為單位污染治理投資的能耗。(二)變量情景值1.總人口?！秶胰丝诎l(fā)展戰(zhàn)略研究報告》指出：20世紀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。按此預測，總人口將于2010年、2020年分別達到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“以科學發(fā)展為主題、以加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式為主線”，調低年均增長目標，與“十一五”規(guī)劃相比降低半個百分點，將7%作為國內生產總值的預期年均增長目標。為充分考慮各種可能情況發(fā)生，本文在預測中設定低、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)制強度和單位污染治理投資能耗。2004-2009年我國環(huán)境規(guī)制強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，我國的產業(yè)結構和能源結構得到優(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對氣候變化工作的國務院常務會議，會議決定到2020年我國單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，將作為約束性指標納入國民經(jīng)濟和社會發(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。具體指標數(shù)值見表5。(三)碳排放情景預測分析本文以2009年我國的人均GDP、環(huán)境規(guī)制強度、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增長率值為情景，估算歷年各項指標值，進而模擬2010-2020年我國人均碳排放量。各項指標值和人均碳排放量預測值見表6。圖3不同情境下我國人均碳排放量預測趨勢圖(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)濟社會與人口資源環(huán)境可持續(xù)協(xié)調發(fā)展，經(jīng)濟增長方式的轉變、合理調整GDP增長目標，則成為未來我國經(jīng)濟發(fā)展的主題。四、結論和建議本文估算了1994-2009年中國碳排放量和環(huán)境規(guī)制強度數(shù)據(jù)，將環(huán)境規(guī)制因素納入到Kaya公式中，構建了改進的人均碳排放量分解計算公式，以指標的不同增長率為情景，預測了2010-2020年中國人均碳排放量，得到以下結論：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注重以下幾點：第一，把建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會作為加快轉變經(jīng)濟發(fā)展方式的重要著力點。轉變經(jīng)濟發(fā)展方式，構建由高碳經(jīng)濟向低碳經(jīng)濟轉變、由投資拉動型向技術進步型、由技術引進型