楊鸝

多位學者提醒,“碳達峰”不是“攀高峰”。
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數據來源:BP,世界銀行
梁淑怡 ? 制圖
★總體看來,歐美發達工業化國家的碳排放變化軌跡基本符合環境庫茨涅茲曲線假說,也就是碳排放量隨著經濟增長先上升,達到拐點后,經濟繼續增長但是碳排放量下降。碳達峰是遵循其經濟發展規律的自然結果,人口、能效和能源結構等因素可以加速或減緩這一過程。
中國不同地區人口規模、經濟發展和能源資源條件不同,參考國際經驗,總體來看,有三類地區可以率先實現碳達峰。此外還有一些地區,短期內實現碳達峰還有比較大的不確定性。先行者和困難戶是誰?
作為全球碳排放第一大國,中國已經承諾力爭2030年前實現碳達峰,2060年前實現碳中和。距離2030年只有不到十年的時間,在碳的話題不斷出圈時,近期有多位學者提醒,“碳達峰”不是“攀高峰”,不能在這十年間大上高碳項目,達到碳排放的“新高峰”后再考慮下降。
要實現碳中和,需要盡可能早達峰。有些地區已公開承諾率先達峰。如北京市提出“十四五”期間碳排放要穩中有降;上海明確提出2025年前實現碳達峰;江蘇、福建、廣東、天津、海南、青海和西藏也都提出了率先達峰。
全球目前有近50個國家已經實現碳達峰,絕大多數是發達國家,也有發展中國家,這對經濟發展狀況和資源條件差異大的中國各省份來說,具有很大的借鑒意義。
歐盟:1979年達峰,美國:2007年達峰
碳達峰是指在特定范圍內,如全球、國家、地區、行業、企業等在某一年的人為碳排放量達到歷史最高點,未來年份的排放也不會超過這個點。
怎樣才算碳達峰?沒有嚴格意義的官方要求,一些國際組織提出了可操作的判斷標準。聯合國《2018排放差距報告》提出了兩個條件:首先,至少5年沒有超過這一最高值;第二,這個國家無條件承諾未來排放不超過這個最高值。C40城市氣候領導聯盟提出的判斷標準更加具體:城市的年碳排放達到峰值后,5年或者更長一段時間內碳排放持續下降,并且各年相對于其峰值至少下降10%。
美國和歐盟是全球碳排放的歷史大戶,不過歐盟達到排放峰值比美國早得多,出現在1979年,峰值排放水平占當年全球排放量的25%,這一年美國、中國排放占比分別是27%和8%。美國2007年才達峰,峰值排放水平占當年全球排放水平的20%,這一年歐盟、中國排放占比則分別是14%和24%。
某一年的排放量是否為歷史最高值,還需觀察未來較長的時間內排放量的變化,尤其是峰值之后的平臺期。
歐盟達峰早,但平臺期較長。在1979年達峰后的第5年,相對于峰值水平,碳排放量曾一度下降到了10%以上。但隨后不斷震蕩調整,直到1992年之后,每年排放水平相對于峰值年的水平下降幅度才都穩定于10%以上。
美國的峰值年份晚,但平臺期短,碳排放下降速度快。達峰前,1990-2007年美國碳排放年均增長1%。2007年達峰后,年均下降1.3%。達峰5年后,其碳排放量相對于峰值水平下降到了10%以上,到2019年排放水平相對于峰值下降了16%。
歐美達峰的驅動力差異
歐美達峰軌跡差異性大,是因為背后的驅動力的不同。
可以用卡亞恒等式來理解碳排放驅動力,一個國家或地區的年碳排放量取決于四個指標:1)人口;2)經濟水平,通常用人均GDP表示;3)能源強度,也就是單位GDP的能源消費量;4)碳強度,單位能源消費的碳排放量。這四個指標的數據相乘是年碳排放總量。
德國是歐盟的第一排放大國,其碳排放峰值出現在1973年,之后經歷近16年的調整,在1990年左右排放水平穩步下降,根據以上四個指標,從1973和1990年這兩個重要時間節點,可以看出,碳達峰是人口規模穩定、產業結構轉型、能效提升和減少煤炭消費的共同結果。德國達峰前后呈現如下特征:
1)人口增長趨勢放緩。1950-1970年的20年間,聯邦德國人口增加了大約1100萬人,持續增長到1975年,達到峰值6200萬人,之后基本維持穩定狀態。1990年柏林墻倒塌、東西德合并之后,德國人口總量保持在8000萬人上下。
2)經濟增長速度由高轉低。1950年代末,聯邦德國承接美國鋼鐵、紡織等大規模的產業轉移,經濟平均增速約為7%。1973年,第一次石油危機爆發,布雷頓森林體系瓦解——1944年7月至1973年間,世界上大部分國家加入以美元作為國際貨幣中心的貨幣體系,這個體系在1973年瓦解。德國經濟增速從1973年的6%下降到1979年的4%,同時產業結構調整升級,重點發展服務業和高端制造業。
3)能效提升,煤炭消費占比下降。1960-1970年的環保運動和1970年代的兩次石油危機促使德國很早就注重能效和能源結構優化,五十多年來,在經濟持續增長的情況下,德國一次能源消費總量保持在穩定水平。煤炭消費占比持續下降,1965年是63%,1973年為40.8%,1990年下降到37%,2019年為18%。
最初替代煤炭的是石油,石油消費占比增速很快,從1965年的34%上升到1973年的48%。兩次石油危機后德國采取“棄油”政策,1990年石油占比下降到37%。相應地,天然氣和核能占比快速增長,2011年德國棄核政策推動下,可再生能源占比升高。
美國達峰年份晚于歐盟國家但下降得快,主要得益于頁巖氣消費比重快速增加和持續數十年的能效政策。
1)頁巖氣革命,煤電占比快速下降。1990-2005年,美國煤電比重維持在50%左右。隨著美國領先世界實現水平鉆井與水力壓裂聯合技術的商業化應用,頁巖氣產量2005年開始快速增加,燃氣發電大量替代煤電。煤電比重持續下降,2019年為23%。
2)能源強度持續下降。美國1978年頒布《國家節能政策法案》,1980年代開始實施需求側管理,減少能源消費。此外,美國制造業比重下降,服務業特別是金融、房地產和生產性服務業比重上升。近30年來,美國能源強度年均下降在2%上下,單位GDP能源強度下降基本抵消人均GDP增長對碳排放影響。
3)人口增速放緩,碳強度快速下降。2010年前,美國碳排放增長速度基本與人口增長步調一致。但2010-2020年,美國人口增速放緩,2020年為3.3億,累計增速7.4%,是大蕭條時代以來的最低值。此外,頁巖氣革命以及風電光伏大規模利用,使得美國碳排放變化趨勢與人口增長和經濟增長脫鉤。
波蘭:1987年達峰后快速下降
波蘭作為歐盟成員國,是中等收入國家,2019年人均GDP是15693美元(2010年不變價)。波蘭能源相關二氧化碳排放占全球排放的1%。
波蘭達峰年份是1987年,平臺期很短,1990年排放水平相對于峰值下降了23%,此時人均GDP在6000美元(2010年不變價),2019年排放相當于1970年的水平。波蘭碳排放達峰主要得益于能效提升和可再生能源發展。
1990年波蘭經濟轉型,能效水平大幅度提升,實現一次能源消費與經濟增長的脫鉤。1990-2019年,波蘭GDP總量(按2010年不變價)增長了3倍多,但一次能源消費總量沒有增長而是略有下降。1990-2017年,波蘭能源強度年均下降率在3.5%,超過了絕大多數歐盟成員國。
2000-2016年期間,波蘭可再生能源(生物質能和風能)和天然氣發電量滿足了電力增量需求,其占比增加了5倍。但是,波蘭仍面臨煤炭消費過高、空氣污染嚴重的嚴峻挑戰。2016年波蘭煤炭的一次能源消費占比和煤電占電力結構比重分別是50%和80%,遠遠高于其他歐盟成員國。
總體看來,歐美發達工業化國家的碳排放變化軌跡基本符合環境庫茨涅茲曲線假說,也就是碳排放量隨著經濟增長先上升,達到拐點后,經濟繼續增長但是碳排放量下降。碳達峰是遵循其經濟發展規律的自然結果,人口、能效和能源結構等因素可以加速或減緩這一過程。
另一個經驗是,發達國家推動其產業不斷升級過程中,將高排放行業轉移到其他國家或地區。全球碳排放約束下,中國率先進入后工業化階段的地區可采用類似路徑提前達峰,但對于整個中國以及其他經濟欠發達的地區來說,需要借鑒發展中國家達峰的經驗,加大節能和能源結構調整的工作力度,爭取在較低經濟水平下就實現碳達峰,盡早實現經濟增長與碳排放的脫鉤。
中國:三類地區有望先達峰
中國不同地區人口規模、經濟發展和能源資源條件不同,參考國際經驗,總體來看,有三類地區可以率先實現達峰。
第一類是經濟發達、產業結構與西方發達國家逐漸接軌的地區。北京、上海、江蘇、福建、廣東和天津等地區的人均GDP都超過1.4萬美元(現價),相當于歐美國家1980年代初期水平。這些地區基本進入后工業化時期,先進制造業和服務業占比高,應通過能效提升和嚴格控制煤炭消費,推動碳達峰后快速下降。
第二類地區是經濟仍處于發展階段,但擁有豐富的清潔能源資源和得天獨厚的生態環境,可以加速清潔能源的開發和利用,未來經濟將依靠第三產業驅動。如提出率先達峰的海南、西藏和青海屬于這類地區。
這三個地區的人均GDP在8000美元上下(現價),低于國家平均水平,但同時也是我國碳排放總量最低的三個地區。青海的水能、太陽能和風能資源非常豐富,新能源裝機量目前在全國排第一,2020年以光伏、水電和風電為主的新能源裝機占全網總裝機規模的60%。海南生態環境優越,森林覆蓋率在全國居前列。海南提出大幅度提高可再生能源比重,建設清潔能源島以及2030年開始禁售燃油汽車。
第三類地區是以鋼鐵、建材等重化工制造業為主的地區,如山東、遼寧等。在全國2016年啟動的去產能工作持續推進下,鋼鐵、水泥和電解鋁等高耗能行業的產量短期內會達到峰值,并且工藝設備改造升級大幅提高了能源利用效率。這類地區可以率先達峰,但是達峰后需要加快非化石能源利用和產業優化升級,才能縮短峰值的平臺期,推動碳排放的快速下降。
此外還有一些地區,短期內實現碳達峰還有比較大的不確定性。
一類地區是煤炭產區,如山西、內蒙古和陜西等。這些省份本身并不是經濟發達地區,大量就業人口和地方財政收入依賴于煤炭相關行業,簡單粗暴的控制煤炭消費會引發一系列經濟社會問題。這些地區的碳達峰的時間和水平,以及達峰后的碳排放趨勢也具有不確定性。
另一類地區是承接重化工產業轉移的中西部地區。這些地區遵循工業化發展規律,正進入重化工階段。在重大低碳工藝和技術短期很難商業化應用以及非化石能源無法滿足能源增量需求的現實背景下,這些地區發展重化工業可能存在碳排放增加的風險。對于這些地區,如何在控制碳排放和推動經濟增長之間尋找平衡點是一個挑戰。
因此,我國碳達峰需要充分考慮不同地區的特點,在保證區域經濟可持續發展的條件下,可以率先達峰的地區應該以碳中和目標為導向,盡早低水平達峰并快速下降;其他地區應加大能效提升力度,同時,加快能源結構的清潔低碳轉型,推動中國2030年前盡早達峰。
(作者為綠色創新發展中心研究總監/高級分析師)