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| 中国能源与排放峰值控制对策 |
| 时间：2013/1/22 |
中国能源与排放峰值控制对策
——访国家发展改革委能源研究所研究员姜克隽
本刊记者 魏百钧 卫维
核心提示
节能减排，应对气候变化，是全球关注的热点。近年，联合国气候变化大会已确定把本世纪的全球平均气温上升控制在2 摄氏度的目标。作为负责任的大国，中国如何在全球减排中做出贡献？据国家发改委能源研究所的相关研究表明，中国在全球框架下，需要将碳排放在2025年之前达到峰值之后开始明显下降，而且实现这样的减排途径也是可能的，尤其是近期节能减排技术进步、对低碳发展的投资潜力和政策环境，为中国走向低碳发展提供了基础。
最近，联合国环境规划署（UNEP）向全球发布的2012《排放差距报告》显示，目前温室气体排放量比预定的年均标准水平高出约14%，差距比人们所预想的更为严峻。UNEP强调，如果全世界想要把握稍纵即逝的机会，把本世纪的全球平均气温上升控制在2摄氏度（℃）以下的话，就必须刻不容缓地扩大应对气候变化的行动并加速实施。那么，中国在全球框架下的碳排放分担和实现减排途径是怎样的呢？2013年伊始，《能源世界》记者就此专题采访了UNEP2012《排放差距报告》的领衔作者之一、国家发改委能源研究所研究员姜克隽。
对于节能减排和应对气候变化的研究，姜克隽已有多年的建树。从1998年开始，他就参加联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）新的排放情景的开发研究，作为贡献作者参加了IPCC排放情景专门报告和第三次评价报告、全球环境展望2002的编写工作,是IPCC第三工作组第四次评价报告、全球环境展望2006（GEO-4）的领导作家；现在参与了IPCC新的排放情景指导委员会，为IPCC第五次评估报告第三工作组第六章的召集主要作者（CLA），主要研究是以模型应用为主，对未来能源和温室气体排放进行预测和情景分析,对温室气体排放控制对策、区域环境对策进行评价。采访中，姜克隽介绍了最新研究成果：在全球升温控制2℃目标下，中国能源与碳排放情景及控制对策。
中国碳排放需2025年达峰值
如何实现全球到2100年将自工业化以来温度上升控制在2℃的目标，是现在各国研究机构需要答复的问题，也是联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告的重点。近期全球几个研究项目已经着重利用模型分析全球2℃目标排放途径，及世界各国减排分担方式。中国在全球减排中的角色很重要。我们利用模型分析中国在全球框架下实现2℃目标的排放情景的主要因素，同时讨论了其可行性。研究发现，如果支持全球实现升温控制在2℃目标，中国的能源活动的二氧化碳（CO2）排放需要最晚在2025年达到峰值，之后开始明显下降。
碳减排，是全球关注的重要议题，却也面临不少尴尬。2009年意大利G8峰会提出的全球到2100年将自工业化以来温度上升控制在2℃的目标被写入《哥本哈根协议》，但另外一个指标，2050年全球温室气体排放相比1990年减半，未纳入该协议。虽然2℃目标与2050全球减半的目标密切相关，最终需要确定发达国家与发展中国家如何进行责任分担，但由此将要求发达国家在2050年将减排80%的政治呼吁，使得这两个数字并未同时放入协议文本。
值得注意的是，温升控制在2℃之内只是一个全球平均目标，在此水平上一些非洲国家的温升有可能达到3.5℃，可以预期将给非洲大陆带来大面积灾害。哥本哈根会议上，非洲国家和小岛国呼吁全球温升目标控制在1.5℃，希望缓解气候变化对本地区的影响。尽管协议指出将在2015年前对1.5℃进行评估，但文本绝大部分内容还是压倒性地突出了2℃目标，这也是许多非洲国家和小岛国拒绝接受哥本哈根协议的根本原因。基于2℃目标的协议不仅在国家间，也在支持不同温升指标的环境集团之间制造了鸿沟。
不过，国际推动减排的合作已经在不断推进中，而且进程将越来越快。2010年的坎昆气候变化大会和2011年的德班气候变化大会都再次确认了全球2℃的气候变化控制目标。在2012年12月的多哈气候变化大会上，联合国秘书长潘基文呼吁世界各国政府采取行动，弥补自己在减缓气候变化方面所做承诺和哥本哈根气候变化大会上提出的将本世纪内全球气温升高幅度控制在2℃以内的目标之间所存在的差距。
根据全球减排情景，以及世界银行的人口预测，我们对人均排放趋同进行分析后得出，发达国家必须尽早深度减排，以为发展中国家提供排放空间。
倘若其他发展中国家在可持续发展下，仍坚持通过国际合作做出减排的努力，那么，在这种情况下，中国CO2排放将在2025年左右达到峰值，约为85.6亿吨CO2。但是这样的分析是建立在要求发达国家到2020年比1990年减排30%到35%左右，以及其他发展中国家也进行强有力的减排行动基础之上的。这个前提的可能性存在，但似乎也很困难。这就是说，如果要实现全球2℃升温的控制目标，中国碳排放有可能要在2025年之前达到峰值。此结论比IPAC强化低碳情景更为严峻。基于对GDP的不同假设，2005年到2020年碳强度的降幅为49%～59%，高于政府公布的行动目标。
政策设计 资金投入 能源总量控制
目前中国的能源增长已经不再是中国自己的事情，而是全球问题，需要我们充分关注。依据我们应用中国能源环境政策综合评价模型（IPAC）研究表明，中国可以做到在强化低碳情景下，在2025年之前达到二氧化碳排放峰值之后开始明显下降，而且实现这样减排途径也是可能的。但前提是要有很好的政策设计、资金投入和能源总量控制。
在政策环境上，中国发展低碳经济已经有了很好的社会环境和政策导向。中国政府要求大幅度降低单位国内生产总值(GDP）二氧化碳排放，宣布了2020年单位GDP二氧化碳排放相比2005年下降40%至45%的国内行动目标。当然，中国可以做得更好，这一方面需要在今后两个五年计划内继续推行现有节能、可再生能源和核电政策，并努力推进低碳发展，提倡低碳交通和生活方式；另一方面，可以通过技术、碳金融、碳市场等方面的国际合作，获得更多的外部支持。
近几年可再生能源快速发展，为实现中国在2℃情景下的碳减排提供了强有力的支持。目前，中国的风能、太阳能等可再生能源发展速度和规模均高于发达国家，在全球处于领先水平。考虑可再生能源和化石燃料发电技术的成本下降的学习曲线效应，到2020年之前，随着化石能源成本不断上升，以及对环境外部性的内部化，可再生能源已经全面对化石能源发电具有成本竞争性。根据目前风力发电的发展格局，中国2020年可再生能源发展的目标不断提高，如2020年风电装机目标，从2006年计划3000万千瓦，到2008年8000万千瓦、2010年1.5亿千瓦，到目前在讨论2亿千瓦以上的装机，甚至有可能发展到2.5亿到3亿千瓦。对于太阳能发电来说也是同样，近期中国已将2020年太阳能发电装机提高到5000万千瓦的目标，也有可能实现8000万千瓦装机。
能源结构的调整，将使中国的化石能源需求和能源供应在未来十年出现明显的变革，我们需要采取各种措施为这种变革提供环境。研究表明，在全球2℃升温控制情景下，中国要逐步减少以煤炭为主的化石能源需求。到2020年，中国煤炭控制在22.24亿吨标煤，能源总量控制在40.87亿吨标煤。到2025年达到碳排放峰值后，煤炭需求量开始明显下降， 2030年、2040年、2050年，分别下降到18.64亿吨、17亿吨、15.27亿吨标煤。一次能源需求总量控制，2020年、2030年、2040年、2050年，分别为40.87亿吨、44.97亿吨、48.51亿吨、51.25亿吨标煤。这其中的能源缺口，将由可再生能源和清洁能源担起补充能源供应的重任，目前中国正在考虑到2050年，将可再生能源占一次能源比重提升到50%左右。
值得一提的是，近期关于大气污染物PM2.5的讨论，也将对化石能源消费产生明显影响。北京在2012年初明确将PM2.5作为大气污染物的控制目标以后，很快出台了多项政策，最为核心的就是节能和能源结构调整政策。这些政策其实已经改变了北京的“十二五”能源规划，将北京能源结构调整的步伐大大加快。“十二五”期间北京会大幅度减少煤炭消费，长期来看北京也将成为中国首个无煤的城市，因而很可能在2015年实现本地碳排放峰值，到2020年2030年期间成为全球的低碳城市。
近两年，中国的煤炭消费出现一些重大的变化。目前需要注意的是，应制定严格的政策，进一步控制燃煤电站的建设，加快淘汰落后机组，为未来燃煤发电进入下行期做准备。同时，国家尽快出台财税政策，进一步促使煤炭利用成本加大，遏制煤炭消费增长。
对于未来中国低碳发展的建设，将由于国家经济实力的快速发展而得以全面实现。按照现价计算，到2020年、2030年和2050年，我国GDP总量会从2011年47.15万亿元，上升到130万亿元、290万亿元和520万亿元。当然，由于技术成本的下降，即使按照现价计算也会下降明显。因此，未来用于低碳发展的投入可以远远大于目前国内研究机构研究预计的对低碳投入的需求。充足的资金投入可以在低碳交通、建筑方面全面实现低碳发展的需求，实现更低的二氧化碳排放量。
高耗能产业峰值与经济结构调整
产业结构不合理是造成中国碳排放量不断增加的主要原因之一。研究表明，中国原有高耗能产业快速发展支撑经济的模式已经无法持续，大部分高耗能工业产品将在2020年左右达到峰值。“十二五”是中国经济结构调整、节能减排的关键时期。如何实现？国家政策需要明确和落实，以及强有力的促进经济结构调整。
过去的几十年，中国处于工业化的初期，经济发展基本上以工业为主要驱动因素。2011年，中国固定资产投资从2006年接近11万亿元上升到30.19万亿元，其中增长最快的是采矿业、制造业等第二产业的投资。这样快速增长的投资，将中国带入一个大规模基础建设阶段，“十一五”期间中国能源和电力增长的70%用于六大高耗能工业，致中国的高耗能工业发展速度快的惊人。同时，许多经济发展研究表明，中国的经济快速发展还会持续一段时间。如此，中国经济发展模式的调整也变得十分重要。
中国高耗能工业快速发展的主要驱动因素是国内制造业生产需求、国内基础建设需求，以及出口需求。2011年，中国生产粗钢6.83亿吨，占全球份额的44.7%；钢材8.81亿吨，占全球份额的47%；水泥20.9亿吨,占全球份额的59%；生产电解铝1806万吨,产量居世界之首；在基础设施建设方面， 2011年,中国电力总装机容量达10.56 亿千瓦，跃居世界第一；高速公路总里程达到8.5万公里,居世界第二；铁路营业里程达到9.3万多公里，居世界前例；汽车产量由2005年的570.49万辆增至2011年的1841.9万辆。可以看出，中国主要耗能产品产量占全球份额已经很大，大幅度提升增长速度的空间已经非常有限。
研究显示，“十一五”以来高耗能产品快速发展，加速了中国基础建设达到最终需求目标的时间，就是说原来需要30年到50年建设的时间，现在仅需要15年到30年就可以实现。特别是每年基础设施建设量的峰值，原来我们分析有可能在2020年到2025年之间实现，现在看来，很有可能在“十二五”末就能实现。为避免这些行业产品市场萎缩过快致产能大幅度过剩而造成的经济波动，我们在原来的IPAC情景中考虑了经济结构的变化，设置了高耗能工业发展的趋势，提出中国大部分高耗能工业产品将在2020年左右达到峰值，并设定了主要耗能产品产量变化数据。2011年、2012年，我们又进一步利用IPAC模型分析中国的高耗能产品产量，使这一数据更加符合中国社会经济发展需求。
目前，中国需要主动的实现经济结构转变，通过控制高耗能工业的投资、提高出口税率、引入碳税或者能源税来提高高耗能工业的成本，促其转变；同时，完善钢铁、有色、水泥等高耗能行业发展规划、政策，提高行业准入标准，淘汰落后产能，促进产业升级；还要促进经济发达地区认识到未来的经济发展的重心和经济竞争力，已经不在于工业发展，而是有竞争力的服务业。中国需要大力发展第三产业，提高其在国民经济中的比重，尤其是发展资源消耗低、增加值较高的商务、信息服务等现代服务业。
中国近期还需要做的是将加强城市绿色可持续发展的投入，以弥补长期以来发展经济而弱化可持续发展的建设。最近国家发改委公布的大量新的政策走到了这个方向。地铁、污水处理、排水系统、垃圾处理、城市绿化、城市森林公园、水系系统建设和恢复等。而地铁等的建设将会大大促进城市交通能源增长控制。
以低碳技术进步促绿色发展
“技术进步在减缓气候变化特别是长期碳减排过程中扮演非常重要的角色。”这是我们在低碳情景研究中获得的发现。近期技术进步、对低碳发展的投资潜力，对中国节能减排的作用越来越大。未来中国的技术进步将不仅能起到温室气体减排和促进增长的双重作用，而且有可能创造新的经济增长点和竞争优势。因此，技术策略必须与能源与环境政策结合起来，才能有效降低成本，实现低碳发展的各项目标。
在中国未来行业发展过程中，许多目前已有的技术不仅对节能减排有很大贡献，而且可以降低温室气体排放，这些技术可以也应该在2020年之前得到完全普及。
我们列出了2020年具有减排潜力的减排技术，在钢铁工业有先进大型设备 (焦炉、高炉、氧气转炉等)，先进烧结、负能转炉炼钢、先进电炉冶炼、热装热送、连续铸造，直接轧制，干熄焦，焦炉气、高炉煤气和转炉煤气，大型直接电弧炉，回收气联合循环发电、先进熔融还原、新型还原剂炼铁、电解炼铁等技术。由于技术进步，使中国生产每吨钢消耗的能源已从1990年的1.5吨标煤下降至目前的0.6吨标煤左右，达世界先进水平。
在建材工业，目前有水泥新型干法回转窑、余热发电、玻璃浮法生产、中空窑和隧道窑、废弃物利用、窑炉可再生能源利用、水泥生物质替代燃料、建筑废弃物制水泥、农作物废弃物墙体材料等节能减排技术。
在交通运输业，有大型先进柴油卡车、低燃油轿车、电动汽车、混合动力汽车、天然气汽车、先进电力机车、节能轮船；轮船生物柴油利用、航空生物柴油利用、铁路内燃机车生物柴油利用、高速铁路技术等。
在电力工业，有天然气联合循环发电技术，先进核电相关技术，大型先进水电技术，小型水电先进径流发电技术，先进超临界和超超临界技术，燃煤联合循环发电技术（IGCC），新能源发电技术碳捕获和储存相关技术（CCS）。由于采用了先进的技术，减少煤电消耗，目前中国每度电煤耗已经降至300克以内，优于多数发达国家水平。
在居民生活节能方面，有先进节能燃气和LPG灶，集中供热系统，先进节能电器，LED高效照明、近零排放建筑，先进太阳能热水器、太阳能采暖技术等。
尤其是可再生能源技术进步喜人，有先进大型风力发电技术、低成本高效太阳能发电技术等。2011年，中国风机技术已经世界领先，使风机成本下降到了3200-3500元/千瓦，风力发电成本已下降到0.4元以下，进入大规模发展阶段。光伏发电装机成本下降到了16000元/千瓦，一些光伏发电成本也已经具有成本竞争性， 预计未来几年光伏发电成本可以下降到每度电0.6-0.9元，基本上达到大规模商业化应用阶段。
因此，我们在2℃情景设计中，进一步提高了2050年可再生能源的利用目标。考虑未来可再生能源和化石燃料发电技术的成本下降的学习曲线效应，到2020年之前，随着化石能源成本不断上升，以及对环境外部性的内部化，可再生能源已经全面对化石能源发电具有成本竞争性。这样，到2050年，风力发电装机达到8.6亿千瓦，光伏发电装机达到10.4亿千瓦。同时，模型研究中还进一步加大了太阳能热水、采暖的应用，也考虑了大量分布式可再生能源利用技术，如太阳能空调、光伏发电采暖等技术，将二氧化碳捕获和封存的CCS技术。由于非化石能源的进一步发展，在2度情景中燃煤发电装机从强化低碳情景2020年的7.6亿千瓦和2050年6.3亿千瓦分别下降到7.1亿千瓦和5.7亿千瓦。到2050年有4.1亿千瓦的煤电使用CCS技术，那时燃煤发电已经以燃煤联合循环发电（IGCC）为主。
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