科技應對氣候變化:國際經驗與中國對策

趙剛,博士,清華大學博士后,科技部中國科學技術發展戰略研究院研究員。主要研究領域為地緣戰略與國家安全、能源戰略、科技外交、科技與創新政策等。他提出的地緣科技學理論在國內外學術界產生了廣泛的影響。曾主持多項國家級和省部級科研課題。發表文章百余篇,著有《地緣科技學》、《地緣科技學與國家安全》和《科技外交的理論與實踐》等多部著作,譯著有《石油戰爭》、《糧食危機》。

1979年,在瑞士日內瓦,氣候變化問題嶄露頭角,首次成為一個國際議題,受到科學家的重視;2009年,在丹麥哥本哈根,圍繞氣候變化的爭論如火如荼,引得政治家、科學家、企業家等齊齊亮相。短短的三十年里,氣候變化問題愈演愈烈,已上升到一個無與倫比的戰略高度,成為國際社會關注的焦點。作為一個全球性問題,氣候變化的影響無疑是全方位的、深遠的。從空間的角度來看,它幾乎遍及世界的每一個角落;從時間的角度來看,它不僅關乎當代人的發展,還關乎子孫后代的福祉;從范圍的角度來看,它更是滲入人們生產生活的各個方面。應對氣候變化已然是所有國家、所有人的共同責任。

應對氣候變化問題的多維視角

在歷史上,西方曾流行一種悲觀主義觀點,認為人口爆炸性增長而地球資源有限,人類將面臨災難性后果;然而科技進步推動生產力提高,使這一理論最終破產。從這個意義上講,面對氣候變化,科技也將是終極的解決方案。但是,鑒于氣候變化還涉及能源、環境、經濟、政治等領域,僅僅從科技的視角出發是不夠的。事實上,科技作為一條主線,與其他領域也是密不可分的。

能源

時至今日,氣候變化與能源消耗間的關系已被多次加以論證。早在1896年,諾貝爾化學獎獲得者阿累利烏斯就預測,化石燃料燃燒將會增加大氣中二氧化碳的濃度,從而導致全球氣候變暖。2007年,聯合國政府間氣候變化專門委員會發布第四份氣候變化評估報告指出,在過去的100年中,由二氧化碳等氣體造成的溫室效應使全球平均地表氣溫上升了0.3℃～0.6℃,并以90%的可信度認為,近50年來的氣候變化主要是人為活動排放的二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體造成的[1]。如今,能源消耗產生溫室氣體進一步導致氣候變化已幾乎是所有人的共識。因此,人類應對氣候變化,能源是首當其沖的領域。在這其中,一方面是盡量減少對傳統化石能源的依賴,或對其進行技術革新,如煤的清潔高效利用,謂之“堵”;另一方面是加大可再生能源和新能源的開發利用,提高在能源結構中的比重,發展低碳技術,謂之“疏”。節流開源,雙管齊下,以盡量減少溫室氣體的產生和排放。

環境

氣候變化對生態環境的影響很復雜,雖然正面和負面影響并存,但負面影響更受關注。地球上許多地區的自然生態系統已然發生變化,如冰川、珊瑚礁島、紅樹林、熱帶雨林、極地和高山生態系統、草原濕地、殘余天然草地和海岸帶生態系統等,冰川消融、海平面升高、湖泊面積萎縮、凍土融化、河(湖)冰遲凍與早融、中高緯度地區生長季節延長、動植物分布范圍向極區和高海拔區延伸、某些動植物數量減少、一些植物開花期提前等現象隨處可見。需要注意的是,這種影響造成的破壞可能是嚴重的、甚至是不可恢復的。但亡羊補牢,為時未晚,科技的作用不僅在于從源頭上遏制和減緩氣候變化的形成,還在于要消除氣候變化已經對生態環境釀成的惡果。在生態破壞面前,人類必須樹立強烈的環保意識,加強對大氣、水、土壤、動物、植物等的保護技術的研發,唯有如此,才能創造出適宜于人類長期居住的生活環境。

經濟

氣候變化對經濟的影響是深入且多方面的。首先,農業可能是對氣候變化反應最為敏感的領域之一。氣候變化對農業產生的不利影響主要有:改變農作物的發育周期,推動農作物適宜生長地區的轉移,影響土壤的肥力,草原地區可能沙漠化,沿海區域的土地可能鹽漬化和沼澤化,降水趨于極端化,異常氣候出現的概率大大增加[2]。這些變化不止于減少農作物的產量,導致經濟損失,甚至可能造成災難性的打擊,直接威脅一些地區居民的生存。其次,雖然氣候變化本身對工業產生的直接影響較少,但是由于工業生產需要消耗大量的能源,工業部門作為節能減排的大戶,與氣候變化的關聯也就極為密切。工業部門要轉變生產方式,就必須提高技術水平,從而減少碳排放,而這也影響到地方經濟的發展。另外,氣候變化影響比較大的是貿易業,體現在兩個方面:一個是商品貿易,碳排放標準有可能成為新的綠色貿易壁壘,“碳關稅”早已正式進入美國、法國等國的政策層面;一個是技術貿易,發達國家已準備好把相關技術和設備推向全球,特別是發展中國家,以謀求下一輪經濟增長的制高點。著名經濟學家斯蒂格利茨說:“在下一個10年,我們(美國)要做的就是利用一切機會,將減緩全球變暖產生的

需求轉化為市場。”發達國家正利用氣候變化,奮力爭奪經濟發展和對外貿易的主導權。

政治

近年來,氣候變化附帶的政治色彩越來越濃,在這一問題的舞臺上最為活躍的已不是科學家,而是政治家。在國際社會,發達國家在整個格局中處在一個有利位置,他們率先進行了工業化,在這一過程中無約束地排放二氧化碳,導致大氣中溫室氣體濃度增加,然而如今他們卻不想承擔歷史責任,不僅提出的減排目標與科學的要求和國際社會的期望有相當大的距離,還憑借強大的技術和資金優勢打壓發展中國家,對后者提出很高的減排要求,使其發展的權利受到了威脅,兩者之間存在激烈的沖突。然而,氣候變化畢竟是全球性問題,涉及全人類的切身命運,盡管存在利益之爭,合作共贏應是一個基本原則。全球已成立了許多關于氣候變化的國際組織,借助于這些國際組織,世界各國不斷進行外交談判和斡旋,尋求問題的解決之道。在發展中國家的強大壓力下,發達國家已勉強同意建立一個技術機制,但極力將其弱化為只有信息交流和咨詢的功能,無法使技術轉讓實實在在地發生,與發展中國家用得起、用得上的希望相去甚遠。因此,未來圍繞氣候變化的政治斗爭仍將難以趨向緩和。

科技應對氣候變化的國際經驗

科技作為應對氣候變化的最根本的手段,對于氣候變化的研究、緩解、適應發揮著重要作用,在世界各國均受到高度重視。無論是已經走完工業化的發達國家,還是仍在工業化道路上前進的發展中國家,都堅持不斷向氣候變化相關領域投入資金,采取各種方式,尋求技術的突破,或占領技術的制高點,或實現技術的跨越式發展。然而,由于各國的國情不同,應對氣候變化的科技對策呈現出一些不同的特點。

歐盟

歐盟很早就開始關注氣候變化問題,率先進行了相關的基礎研究和技術開發工作,因此早于其他發達國家形成了自己的氣候政策與減排戰略目標。歐盟主要通過“歐盟研究和技術開發框架計劃”從事氣候變化方面的科研活動,該領域的預算在整體中所占的比重非常大,例如在目前執行的第七框架計劃中,計劃投資727億歐元,與氣候變化相關的研發項目的預算金額高達100億歐元左右,而且隨著情況的變化還有可能繼續追加。這個計劃不僅對歐盟的科學家開放,還對國際氣候合作項目提供資金支持,其優先研究方向集中在環境、能源、交通和全球環境與安全檢測系統等幾個方面,對各成員國的科研機構乃至私人部門的研發工作都起到很強的導向作用。此外,歐盟發達的公民社會也起到了重要作用,一些研究項目的主持者既有官方、半官方的機構,也有純粹民間性質的非政府組織[3]。除了重視研發,歐盟還非常重視新技術的轉化和吸收,通過排放交易機制(ETS)、能效標簽、綠色證書等工具,鼓勵高耗能企業使用減排技術。歐盟各成員國也個個不甘示后,英國大力推廣高效的低碳技術,德國出臺了氣候保護高技術戰略等。縱觀歐盟科技應對氣候變化的舉措,可以發現它已制訂出詳細的技術研發路線圖,投入大量資金將其付諸于實踐,并與經濟發展結合在一起,走在了世界各國的前列。

美國

美國是世界上最發達的國家,碳排放量上也占據前列,其應對氣候變化的舉措備受關注。盡管美國在布什政府期間退出了《京都議定書》,不愿承擔溫室氣體減排的義務,但實際上卻非常重視氣候變化的相關研究。2002年,美國設立“氣候變化科學計劃”和“氣候變化技術計劃”,前者旨在提升氣候變化預測水平,降低管理風險,為相關研究提供科學依據;后者則主要研究應對氣候變化的有關技術,重點是清潔能源技術和碳吸收技術。2009年,奧巴馬政府上臺,開始大張旗鼓地發展清潔能源產業,加大了應對氣候變化的力度,此時一個顯著的特點是借助于種子資金,撬動民間資本投向氣候變化相關的研發,如鼓勵組建公私合營企業探索清潔煤技術的商業化模式。此外,美國非常重視國際合作,美國與歐盟、日本、英國、加拿大、中美洲等國家和地區就氣候變化的研究簽訂了合作協議,合作領域涉及全球和地區氣候模式、溫室氣體減排技術、碳循環研究、降低碳技術研究、能源的合理利用、環境立法、可持續發展等。

日本

日本作為一個島國,受到氣候變化的損害也明顯增加。應對氣候變化的一個特點是將科技建立在促進經濟、保護環境、保障能源的基礎之上,集中體現在2008年的政策和技術戰略中,如該年3月的《涼爽地球能源創新技術計劃》、5月的《環境能源技術創新計劃》、7月的《低碳社會行動計劃》、9月的《新經濟成長戰略》、11月的《為擴大利用太陽能發電的行動計劃》等。日本還特別重視環境立法的作用,為科技的發展提供了有力的保障。而且,日本也把氣候變化的相關研究作為國際科技合作的重點領域,2007年底日本與中國兩國政府發表“關于進一步加強氣候變化科學技術合作的聯合聲明”,日本學術振興機構(JST)與中國科學技術部就聯合開展氣候變化領域的研究合作與交流簽訂了協議。

澳大利亞

氣候變化對澳大利亞的生物多樣性和島嶼將造成巨大威脅,但迫于國內政治和經濟壓力,澳大利亞在應對氣候變化方躑躅不前,曾一度拒絕簽署《京都議定書》。2006年,澳大利亞出現了重大旱情,一些科學家在研究后對政府提出了若干政策建議,如對氣象變化應堅持長期的、更廣泛的科學研究,應更廣泛深入地進行對古氣象及古地理的研究等[4]。這些科學家的意見得到了政府的重視。到2007年,新任總理陸克文剛上任即簽署《京都議定書》,反映了對氣候變化問題的深刻認識。在技術方面,澳大利亞作為煤炭第一大出口國,在清潔煤技術上有其獨到之處。

印度和巴西

近年來,發展中國家也非常重視利用科技來應對氣候變化。印度在2008年頒布的《氣候變化國家行動計劃》中強調了科技的作用,重點實施8項全國性的計劃:太陽能計劃、提高能源效率計劃、可持續生活環境計劃、水資源保持計劃、喜馬拉雅生態保護計劃、綠色印度計劃、農業可持續發展計劃、建立氣候變化戰略知識平臺計劃[5]。此外,印度還強調技術轉讓是應對氣候變化關鍵,氣候友好型技術應被視為全球公共產品,應找到適合的機制激勵有關新技術的研發,推動新技術以可負擔的價格在發展中國家應用。巴西的《2007-2010年科學、技術和創新行動計劃》包含的四大優先領域之一就是應對氣候變化,并主要通過生物燃料的研發提供清潔能源。總體來看,發展中國家應對氣候變化的技術一般都比較落后,與發達國家之間還有很大的差距,對于通過國際科技合作提高技術水平非常重視。

中國科技應對氣候變化的處境

氣候變化是一個全球性問題,每個國家都有義務為解決這一問題貢獻力量。但是,由于各國所處的經濟發展階段不同,技術水平不同,地理位置不同,資源稟賦不同,受氣候變化的影響程度不同,因此在面對這一問題時所處的立場不同,關注的重點不同,采取的策略也就有所不同。中國要找到適合國情的科技應對策略,必須對自身的處境進行全面分析。

經濟發展階段

從經濟發展階段的角度來看,歐盟、美國、日本等發達國家已完成了工業化,三次產業結構與以往相比發生了很大的改變。一般來講,第一、第二產業部門的碳排放較第三產業部門要大,而在目前發達國家的GDP構成中,第一產業所占比重一般不超過5%,第二產業一般不超過30%,第三產業所占比重卻達到65%以上,因此發達國家的碳排放主要不在生產領域,而是集中在消費領域。而且,在工業化的過程中,發達國家積累了大量的物質財富,保證了他們可以投入更多的資金到當前的應對氣候變化中。經過改革開放三十年的快速發展,中國經濟已得到突飛猛進的發展,具備了一定的整體實力,但本質上卻仍是一個發展中國家,還處于工業化的進程中,在中國的三次產業結構中,第一、第二產業部門仍占據相當大的比重,這也就意味著中國仍不得不面臨巨大的排放壓力。在這種情況下,中國需要清楚認識到,盡管當前的總排放量大,但人均排放量低,因此雖然道義上需要承擔減排的責任,但自己仍擁有發展的權利,不能一味地受發達國家的擺布,必須堅持“共同但有區別的責任”。

技術水平

從國際上來看,發達國家具有明顯的技術優勢,幾乎90%以上應對氣候變化技術都掌握在發達國家的手里。近年來,中國加大了氣候變化技術的科研,例如,2007年中國公布了《中國應對氣候變化科技專項行動》,重點研究節能和提高能效技術、可再生能源和新能源技術、先進核能技術、二氧化碳捕集與封存技術、生物固碳技術和固碳工程技術、農業和土地利用方式控制溫室氣體排放技術等,并發布《應對氣候變化國家方案》,提出加強技術研發和制度創新,建立有利于減緩溫室氣體排放的能源技術發展和創新體系。通過努力,中國的技術水平已經有了很大的提高,綠色能源技術方面已經領跑全球,在清潔能源技術的許多方面,如風力發電、太陽能、電動汽車和燃料電池等都超過了美國。但是總體來看,中國作為一個發展中國家,技術水平與發達國家還是存在一定差距,例如,在鋼鐵、有色金屬、建材、化工、電力和輕工等行業,先進技術嚴重缺乏,落后工藝技術大量并存,存在著許多設備陳舊、技術落后、污染嚴重的企業,由此造成了嚴重的環境污染,還有待于進一步整頓和進行技術改造。

能源稟賦

由于擁有的資源的不同,各國的能源稟賦不同,加上技術重點各異,各國的能源生產和消費結構有很大的不同。例如,丹麥是靠風“驅動”的國家,已成為風能占發電量比例最高的國家,2006年達到23%,到2030年將達到75%,其風電設備占了世界市場的40%以上,是世界第一。而巴西是世界上少數幾個具備發展能源農業條件的國家之一,具有為生物能源提供原料保障的潛在優勢,已成為全球第二大乙醇燃料生產國和第一大出口國。這兩個國家的能源稟賦對于自身的應對氣候變化比較有利。就中國而言,能源結構以煤為主是當前和未來應對氣候變化的一個突出問題。目前煤炭在我國一次能源消費中占比高達70%,遠高于29%的世界平均水平。因此,中國應對氣候變化,就需要克服自身的能源稟賦缺陷,應從過度依靠煤炭的傳統能源體系轉向建立清潔、低碳、高效、多元的現代能源體系。

受影響程度

2009年11月,世界銀行發布《2010年世界發展報告:發展與氣候變化》指出,由于發展中國家的許多人居住在易受災地區,因此將承受氣候變化潛在影響的75%～80%;而中國將是受氣候變化影響最大的國家之一,整個東海都將出現海平面上升,北方地區缺水現象日趨嚴重,南方地區極端天氣事件日益頻繁,為其主要河流補水的青藏高原冰川加速融化[6]。德國非政府組織“德國觀察”(German watch)根據慕尼黑再保險公司提供的數據,統計了1990～2008年的暴雨、洪水等氣象災害導致的年平均死亡人數、損失金額等4項數據,在哥本哈根氣候大會上公布了近20年來受氣候異常變化影響最大的10個國家,這些國家主要集中在發展中國家,中國排名第10。另外,非洲國家、最不發達國家和小島國被認為是氣候變化的最大受害者。在這一背景下,中國作為最大的發展中國家,必須廣泛聯合所有受氣候變化影響嚴重的國家,以嚴正的立場與發達國家進行談判,爭取其技術和資金援助。

科技應對氣候變化的中國對策

2009年,中國國家主席胡錦濤在聯合國氣候變化峰會上提出了量化的減排目標,即到了2020年,爭取單位國內生產總值二氧化碳排放比2005年有顯著下降,非化石能源占一次能源消費比重達到15%左右[7],一舉加入了應對氣候變化的“主流陣營”。然而,中國要實現這一莊嚴的承諾,必須加強科技創新,需要將目標具化為實踐行動,技術創新和技術轉讓是關鍵。為此,中國要最大限度地整合國際、國內的科技資源,推動本國科技發展,并推動先進適用技術在需要的國家能夠獲得廣泛的傳播。

樹立系統觀念

從前面的分析中可以看出,氣候變化是一個十分復雜的問題,涉及很多主權國家、專業領域和產業部門,因此在應對的時候必須具有系統觀念。首先,需要明確這是一個全球性問題,成敗關乎全人類的切身利益,任何國家、組織和個人都需要承擔相應的責任,盡管發達國家和發展中國家存在很大的利益沖突,也必須通過各種途徑凝聚在一起,如果國際社會是一盤散沙,永遠不可能真正解決氣候變化問題,在這其中,中國需要發揮自身的凝聚力和影響力,積極推動和參與產生的后果,在此基礎上再向氣候變化問題上聚攏,因此也就不能僅靠科技一股力量,避免“科技萬能論”的誤區,科技固然是重要,但還需要綜合考慮能源、環境、經濟、政治等其他方面的視角;第三,應對氣候變化不是單一部門的事,需要工業、農業、林業、環保業、貿易業等多個部門聯合行動,全國一盤棋,聚集資金,集成政策,技術推廣,各部門既要正確處理份內的相關工作,也要加強彼此間的互動。

改善體系結構

總體來看,中國當前的能源結構和產業結構都不利于應對氣候變化,需要對此進行改善。在能源結構方面,從世界能源發展趨勢來看,各種新能源和可再生能源的開發利用引人矚目,其中以水電、核電、太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物質能等新能源和可再生能源的發展研究最為迅速,因此中國要大力發展新能源和可再生能源,建立一套完整的新能源和可再生能源技術發展路線圖,快速提高在這些領域的技術水平。在產業結構方面,中國也要積極推動優化升級,促進服務業加快發展,加快培育符合節能減排要求的新興產業,如信息、生物、航空航天、新能源、新材料、海洋等,同時加快淘汰落后產能,遏制高耗能、高排放行業過快增長,抑制“兩高一資”(高耗能、高排放、資源型)產品出口,努力形成“低投入、低消耗、低排放、高效率”的經濟發展方式[8]。

增加科研投入

從世界各國政府對氣候變化相關研發預算的增加來看,各國對氣候變化相關研究非常重視。2009年,美國氣候變化科學計劃的預算為20億美元,比2008年增加10%,氣候變化技術計劃的預算為44億美元,比2008財年增加了1.14億美元。英國政府在2008~2009年度科學預算中,決定為自然環境研究委員會撥款3.92億英鎊,比上一個年度增長5.38%。2008年,日本政府在氣候變化領域投入經費128.89億日元,約占環境領域的50%。韓國政府決定撥款340億韓元進行溫室氣體減排相關研究,并投資3906億韓元用于實施《應對氣候變化公約研發綜合對策(2006—2010)》計劃[9]。中國已建立了相對穩定的政府資金渠道,“十五”期間,通過攻關計劃、863計劃和973計劃等國家科技計劃投入應對氣候變化科技經費逾25億元;截至2007年底,“十一五”國家科技計劃(2006—2010年)已安排節能減排和氣候變化科技經費逾70億元。從歐盟和美國的經驗來看,中國還需要在此基礎上多渠道籌措資金,更多地吸引社會資金投入氣候變化的科技研發領域。

重視自主創新

盡管1992年聯合國環境與發展大會通過的《21世紀議程》和《聯合國氣候變化框架公約》明確規定,發達國家有義務促進、資助環境技術或其他專有技術轉移到發展中國家;1994年結束的烏拉圭回合談判達成《與貿易有關的知識產權協定》,其中也列有環境例外條款。但到目前為止,發達國家對發展中國家的技術轉讓一直進展十分緩慢。究其原因,主要是專利制度、商業利益和經濟競爭力使得發達國家推動技術轉讓的動力不足。面對這種情況,中國唯有重視科技的自主創新,提高其戰略地位,把應對氣候變化的核心技術作為國家自主創新體系的重要內容,提前部署,著力研究、發展和推廣先進能源等低碳技術,加強前沿技術的研發與原始創新。在這其中,政府要加大對企業自主創新活動的支持,使其成為創新低碳技術的主體,強化法律制度的建設,加強配套措施的實施,提高企業自主創新的積極性,從而為參與新一輪國際競爭奠定技術基礎。

加強國際合作

目前,世界各國均在加強應對氣候變化的科技研究,形成了一股熱潮,各國也非常重視國際科技合作。中國需要靈活運用這些國際科技資源,盡快提高自身的科技實力。在多邊方面,中國需要借助于碳收集領導人論壇、甲烷市場化伙伴計劃、亞太清潔發展和氣候伙伴計劃等,努力推動氣候變化領域中國際社會的交流與互信,促進形成公平、有效的全球應對氣候變化機制;在雙邊方面,中國需要繼續加強和鞏固與歐盟、印度、巴西、南非、日本、美國、加拿大、英國、澳大利亞等國家和地區的氣候變化對話與合作機制,將科技作為其中的重要內容。此外,中國還應積極參與相關國際科技合作計劃,如地球科學系統聯盟(ESSP)框架下的世界氣候研究計劃(WCRP)、國際地圈—生物圈計劃(IGBP)、國際全球變化人文因素計劃(IHDP)、全球對地觀測政府間協調組織(GEO)、全球氣候系統觀測計劃(GCOS)、全球海洋觀測系統(GOOS)、國際地轉海洋學實時觀測陣計劃(ARGO)、國際極地年計劃(IPY)等[10],并加強與相關國際組織和機構的信息溝通與資源共享。