中国实现碳减排双控目标的可行性及最优路径——能源结构优化的视角

基于能源结构优化视角对中国实现碳强度和碳峰值"双控"目标的可行性及最优路径进行分析.首先构建马尔科夫链和多目标优化模型，分别从自然演进、政策约束和成本约束角度预测能源消费结构；其次，将3种能源消费结构情景与3种经济发展情景结合，共得到9种综合情景下碳强度和碳峰值预测结果，判定各情景实现"双控"目标的可行性；最后，采用多属性决策模型分析"双控"目标的最优路径.结果表明，9种情景下，中国均可实现2020年和2030年的碳强度目标；然而，并非所有情景都能实现2030年碳排放达峰目标，经济发展速度与实现碳排放达峰目标的难易程度成反比.经济中速发展及减排政策约束下的能源结构调整情景是实现"双控"目标的最优路径，减排政策是"双控"目标顺利实现的关键所在.     

我国取消电价补贴的经济影响——基于电价管制及完全竞争市场的分析

通过构建电力部门细分的CGE模型,分别在电价管制和完全竞争市场背景下,评估了取消电价交叉补贴和可再生能源电价补贴,以及引入碳税政策并将碳税收入转移支付给风电及光伏行业的经济影响.研究发现:取消电价交叉补贴对GDP有负面影响,而取消可再生能源电价补贴后GDP有所提升;相比完全竞争市场,电价管制市场背景下取消电价交叉补贴对GDP的负面冲击强度增加了0.003%,而取消可再生能源电价补贴对GDP的促进作用幅度则相对减小0.056%;同时取消两种补贴时,在电价管制市场背景下GDP相比基准情景下降了0.022%,而在完全竞争市场背景下GDP则增加了0.038%.电价管制市场背景下取消电价补贴对电力结构及能源结构影响较小;而在完全竞争市场背景下取消电价补贴将刺激传统电力消费并导致碳排放有所增加.引入碳税政策并将碳税收入转移支付给风电及光伏行业可以有效控制碳排放并促进电力结构和能源结构改善,但会对行业总产出和GDP产生更大的负面冲击.我国未来应适度放开电价管制,并采取诸如适时征收碳税并将其收入转移支付给风电和光伏行业的支持性政策,推动我国能源结构优化和节能减排目标的实现.     

节能减排：关键在完善结构调整保障机制

国际制造业转移和工业化进程的加快,使得我国成为"世界工厂",高耗能的工业,特别是其中的重化工业比重居高不下.2008年前4个月,我国高耗能产业增速虽然有所回落,但仍在继续扩张.这无疑会使节能减排的形势更加严峻.不同产业单位产出的能耗大不相同,据测算,如果服务业增加值占GDP比重提高1个百分点,而工业增加值占GDP比重相应降低1个百分点,单位GDP能耗可降低约1个百分点.由此可见,产业结构调整对节能减排的贡献率极高.因此,节能减排的关键是调整经济结构.而调整经济结构的关键是按照控制增量、调整存量、优化技术和强化责任的思路,完善有利于节能减排的经济结构调整保障机制.     

中国实现碳中和远景目标的市场化减排机制研究

本研究结合中国努力争取2060年前实现碳中和的远景目标,阐述碳中和目标对中国推进碳减排、推动能源与产业变革以及构建全球可持续治理体系的重要意义。研究认为外部性理论表明碳排放带来外部不经济引起市场失灵,庇古和科斯理论分别通过补贴(或税收)与产权交易实现外部性内部化。我国的碳排放权交易制度正从试点地区逐步走向重点行业开展的全国性交易阶段,以可再生能源补贴为主导的补贴政策也在不断优化调整,碳税制度仍处于从研究探索到政策实践的过渡阶段,这三项措施是实现我国碳中和目标的关键市场化政策。应加快构建分阶段、分行业的全国碳市场发展路线图,深化碳税政策研究并尽早推动实施,着力提升可再生能源为主的能源补贴政策效能。     

中国石化和化工行业二氧化碳减排技术及成本研究

石化和化工行业是我国经济发展的支柱性产业,但同时也是高耗能、高排放行业。平衡石化和化工行业发展与碳达峰、碳中和之间的关系,制定科学、合理的减排措施,是实现石化和化工行业低碳绿色发展的重要措施。为此,研究围绕石化和化工重点行业,利用专家型和基于模型的边际成本曲线对我国石化和化工行业的关键减排技术及减排成本进行分析。研究结果显示,我国石化和化工行业平均减排成本为298元/tCO₂,2035年累积碳减排量为4.4亿t,约占行业碳排放总量的30%。与节能减排措施相比,能源替代手段具有较高的减排成本,但也同时具有较高的减排潜力。2035年,能源替代的减排潜力占到总减排潜力的62%。未来,应着力推动传统煤化工行业能源利用向可再生、清洁能源的转变,助推石化和化工行业碳达峰、碳中和目标的实现。     

加速能源转型与产业结构调整的环境健康协同效益评估：以京津冀鲁地区为例

京津冀鲁地区是我国温室气体减排与大气污染治理的重心,随着末端控制措施减排空间的缩紧,通过能源转型和产业结构优化等源头治理方式实现减污降碳协同增效的需求日益迫切.基于开发的REACH综合评估模型,通过情景模拟分析,评估了京津冀鲁地区进一步加强末端控制的减排潜力,以及加速能源转型与产业结构调整的环境和健康协同效益.结果表明,未来在京津冀鲁地区快速推行最佳可行的末端控制技术,2035年能够带来约3.3μg·m^-3的PM_2.5浓度削减,但仅依靠此措施不足以实现区域PM_2.5浓度控制目标;加速能源转型和产业结构调整是京津冀鲁地区实现空气质量达标的必要条件,2035年,能源经济系统的加快转型对大气PM_2.5污染改善的贡献可达6.3μg·m^-3;相比于当前的政策力度,4省市虽然需要额外付出相当于地区GDP 0.9%～2.5%的社会经济成本以实现PM_2.5浓度控制目标,但加速转型带来的环境健康协同效益能够部分或全部覆盖该成本.     

碳减排背景下我国与世界主要能源消费国能源消费结构与模式对比

选取2020年世界能源消费量累积占比达80%的前23个国家作为研究对象,通过从一次能源清洁化率、化石能源清洁利用率和电能占终端能源消费率角度对其能源消费结构进行对比研究,从单位GDP能耗、人均能耗和单位国土面积能耗角度,结合产业结构和分部门能源消费构成,对其能源消费强度进行深入分析,探讨各国在社会经济运行与生产生活中的能源消费模式,提出能源消费自然碳汇承载负荷比概念,指出我国在碳达峰与碳中和目标下能源消费模式转型面临的优势与挑战.结果表明,我国一次能源清洁化率、发电用能占比、化石能源清洁化利用率和电能占终端能耗比分别达到15.90%、53.48%、37.51%和26.54%,均在世界主要能源消费国家中处于前列,已经架构起良好的能源集约化和清洁化利用结构基础;非工农业能源消费占比尤其是仅为14.09%的交通能源占比在主要能源消费国中最低,已经形成了具有相对优势的绿色低碳能源消费模式;基于产业结构优化潜在的总体能源生产率还有较大提升空间;但相对较短的碳达峰与碳中和目标期对清洁能源发展速度与规模提出了巨大挑战,碳排放约束下的国际形势对我国通过优化调整产业结构实现降碳目标也增加了难度.     

基于Lasso-BP神经网络模型的河南省碳达峰路径研究

为探索河南省碳达峰路径,满足河南省碳达峰战略需求,选取河南省2001—2020年社会、经济、能耗、资源4个维度的12个指标,使用Lasso-BP神经网络方法,建立河南省碳排放量预测模型。基于12个指标数据的回归分析,设计了6条发展路径,对河南省2021—2035年的碳排放量进行预测。结果表明:1)12个维度的因素中,影响碳达峰的6大关键因素为煤炭消费占比、单位GDP能耗、森林覆盖率、能源消费总量、第二产业GDP比重和私人汽车拥有量;2)追求单因素发展的路径1—4均无法在2030年实现碳达峰;在路径5、6下,河南省将于2029年碳达峰,相较于路径5,路径6的峰值排放量低2.53 Mt,峰值为510.91 Mt CO₂;3)为实现碳达峰,在"十四五"和"十五五"阶段,应分别将煤炭消费占比、单位GDP能耗、森林覆盖率、能源消费总量、第二产业GDP比重、私人汽车拥有量的年均增长率控制在-4.0%和-5.0%、-3.5%和-4.0%、2.0%和3.0%、0.5%和0.4%、-1.5%和-2.0%、7.5%和7.0%。     

解振华：我国可再生能源比重有望达10%

国家发改委副主任解振华5月8日在绿色经济与应对气候变化国际合作会议上表示,2010年年底我国有望实现单位GDP能耗在2005年的基础上降低20%,可再生能源的比重达到10%的目标,在保持经济发展的同时,     

基于GD_CGE模型的广东省碳排放权交易政策评估

为了评估广东省碳排放权交易制度设计对控制二氧化碳排放及经济发展可能发挥的作用,本文建立GD_CGE模型研究了在碳强度约束目标下碳交易政策的实施效果.首先分析了无减排约束和有减排约束情景下广东宏观经济(GDP)、能源消费总量和碳排放总量的发展趋势;进一步扩展减排约束情景,考察了在全省碳强度减排目标约束下,把电力、水泥、石化、钢铁、造纸、纺织六大部门纳入碳交易体系,并分别按照历史法和潜力法确定行业碳排放约束上限时,实施碳交易政策对宏观经济和能源消费量的影响,模拟了碳市场的交易情况和碳价格.结果表明:在碳强度目标控制下,实施碳交易政策可显著降低部门的减排成本,减小控制碳排放可能对全省GDP的影响,起到了促进广东省低成本节能减排的作用.     

中国铝冶炼行业二氧化碳排放达峰路径研究

铝冶炼行业是高耗能、高排放行业,也是有色金属行业中CO₂排放量最大的领域,在全国2030年碳达峰背景下,铝冶炼行业将面临巨大的减排压力. 统筹考虑社会经济发展、能源结构、工艺结构、技术进步、进出口影响等因素,采用回归分析和情景分析等方法,对2021—2035年我国铝冶炼行业碳排放趋势及影响因素进行分析,识别碳减排的主要驱动因素,提出推动碳达峰的关键举措,为制定碳达峰目标背景下的铝冶炼行业碳排放控制路径提供参考. 结果表明:①实现铝冶炼行业碳达峰任务艰巨,在严格落实电解铝产能总量控制以及多项措施实施的前提下,预计可实现铝冶炼行业“十四五”末期至“十五五”初期达峰,峰值在5.3×108~6.4×108 t之间,达峰后保持2年左右平台期,产能控制是削峰的关键. ②提高再生铝利用水平是决定铝冶炼行业能否快速达峰的关键,到2030年其对行业碳减排的贡献率为77.3%. ③推进清洁能源替代,鼓励电解铝产能向可再生电力富集地区转移是铝冶炼行业碳减排的重要手段,到2030年其对行业碳减排的贡献率为21.5%. ④提高短流程比例也是铝冶炼行业碳减排的重要方向,到2030年其对行业碳减排的贡献率为1.2%. 研究显示,铝冶炼行业碳减排工作重点聚焦于推进严控产能总量、调整优化产业结构、加强清洁能源替代、强化技术降碳等方面.      

基于函数极值条件下的中国碳达峰碳中和情景分析

基于函数极值条件提出了碳达峰出现时间和需要满足的理论条件,并对主要发达国家作了验证,同时对中国现状做了分析,最后采用了基准和强化两种情景分析了中国实现2030年碳达峰后进入2060年碳中和时期的二氧化碳排放量。研究结果显示：（1）根据IPAT恒等式将碳排放函数分解成人口、人均GDP和碳强度三个因素时,碳峰值出现时间为三个因素年增长率之和由正转负的正数值年度,发达国家的历史数据证实了这一条件。（2）中国三个因素年增长率之和自2003年起已经开始降低,最近几年一直在0.01~0.02徘徊,表明总体上朝着有利于碳达峰的方向发展,同时按照三个因素的预期发展目标计算得出中国2030年碳排放峰值的上限为112.2亿t,若2021—2035年保持相同的人均GDP年均复合增长率,碳强度年均复合增长率的绝对值需要比人均GDP年均复合增长率高0.14个百分点。（3）在能源消费总量逐渐回落的前提条件下,2060年基准情景下非化石能源占比约为65%,产生的二氧化碳量约为31.4亿t,强化情景下非化石能源占比约为70%,二氧化碳排放约为26.6亿t,而碳汇和CCUS等固碳技术还存在不确定性,碳中和任务依然艰巨。实现碳达峰碳中和最终需要控制能源消费,践行低碳消费行为。     

两种模式下中国未来发电行业发展情景及其环境效益分析

为了研究“双碳”目标模式下我国发电行业发展前景及带来的环境效益,建立了饱和“S”状灰色模型计算了按照旧有发电模式——非“双碳”模式下2021～2060年发电行业装机容量和发电量,并基于“中国2030年能源电力发展规划研究及2060年展望报告”计算获得了“双碳”模式下2021～2060年发电行业装机容量和发电量,对比研究了两种模式下中国未来发电行业的发展情景.通过物料衡算法和火电行业排放绩效构建了CO₂、 SO₂、 NO_x、 PM、 PM₁₀和PM_2.5的排放因子以及减排因子,定义了用于衡量污染物减排量的4种环境效益A₁～A₄.结果表明,在“双碳”模式下,火电机组将于2026年实现碳达峰,之后年均降低0.28亿kW,同时要求可再生能源发电机组于2020年后年均增加1.54亿kW以实现碳中和.与非“双碳”模式相比,“双碳”模式下火力发电装机容量将大幅度减少,可再生能源发电装机容量将大量增加,由此产生巨大的环境效益A₁...     

节能减排:严峻形势与应对方略

节能减排面临的严峻形势 经济发展中能耗过高 我国粗放式的经济增长导致单位GDP能耗远远高于发达国家.我国综合能源利用效率约为33%,比发达国家低10个百分点;单位产值能耗是世界平均水平的2倍多;主要产品单位能耗平均比国外先进水平高40%.     

利用ETP模型预测CCS技术对全球能源市场的影响

利用ETP模型对比了BASE和GLO两种能源方案,分析了碳捕获与封存(CCS)技术对煤炭市场、天然气市场、石油市场和可再生能源市场的影响。结果表明:CCS技术可以有效减少CO_2排放量,降低环境政策成本,并对能源优化、环境保护和清洁能源的使用产生积极作用; CCS技术对煤炭市场的影响最为显著,对石油、天然气及可再生能源市场的影响依次减弱;对于煤炭市场,在不同的罚款政策背景下,2025年之前的使用量无明显变化,但CCS技术的应用将大幅提升煤炭清洁高效的使用量,煤炭使用量在GLO100和Base情景下约分别增加150 EJ/Yr和400 EJ/Yr;在不同罚款政策背景下,CCS技术对石油、天然气及可再生能源市场均有积极的影响,可使能源使用率增加1%～45%。     

北京市产业结构调整及技术进步与节能的动态关系

为了建立环境友好的能源结构与健全节能的保障机制,运用指数分解法对北京市1996—2010年的节能量进行了计算与静态分解,在此基础上以单位GDP能耗作为北京市能源消费水平和节能降耗状况的主要指标,通过建立产业结构调整-技术进步-单位GDP能耗的VAR(vector autoregression,向量自回归)模型,以及脉冲响应和方差分解,论述三者间的动态关系;利用北京市2011─2013年实际单位GDP能耗对VAR模型进行校验,模型计算误差在5%以下. 结果表明:北京市在“九五”期间产业结构调整节能贡献大,占总节能量的55.60%,其主要依托第二、三产业间的结构调整;而在“十五”和“十一五”期间,技术进步节能量分别占同期总节能量的81.35%、85.41%. 单位GDP能耗、产业结构节能、技术进步节能对单位GDP能耗的方差贡献率分别为13%、39%和48%. 产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗均产生周期性的影响,每个周期为5.0 a,影响逐渐减弱,2个周期后趋于零. 其中,产业结构调整后的前2.5 a对单位GDP能耗的影响较显著,其中尤以第2年最为明显;技术进步后的3.0～5.0 a对单位GDP能耗的影响显著,尤以第3年最为明显,具有2.0 a的滞后期. 因此,应结合产业结构调整和技术进步对单位GDP能耗影响的特征,对其节能效果做出科学评价,并应用于实际政策制订.      

上海市排污费征收标准调整的环境经济影响评估

通过建立上海市环境经济CGE模型,模拟了上海市排污费征收标准调整政策出台后对经济和主要大气污染物减排的影响以及与其它相关政策的协同效应。结果表明,不同的排污费调整政策情景均对GDP有一定的负面效应,2020年GDP损失约0.054%~0.095%,收费标准越高,负面影响越大,其中,受影响最大的为高耗能高排放的行业,但对电厂来说,在一系列补贴政策的激励下脱硫脱硝取得了重大进展,企业所负担的成本得到了有效缓解,降低了排污费调整带来的负面影响。排污收费标准提高产生的减排效果非常显著,如果所有的工业行业排放均按新的排放标准进行阶梯收费,2020年SO_2相对基准情景的减排率可达27.0%~36.2%,NO_x的减排率可达20.1%~29.6%,将会对实现"十三五"减排目标发挥非常重要的作用。结合实证研究结论,进一步围绕如何更好地发挥排污收费政策的作用提出了相关政策建议。     

东北三省能源消费碳排放测度及影响因素

将扩展的Kaya恒等式与对数平均迪氏指数（LMDI）分解法相结合,以2005~2016年东北三省主要能源消费数据为研究对象,构建优化的碳排放分解模型,测度并分解其碳排放与碳排放强度.通过与中国同期能源消费碳排放的定量对比分析,考察各产业（部门）能源结构效应、能源强度效应、产业结构效应、经济产出效应和人口规模效应对东北三省能源消费碳排放的影响.结果显示：2005~2016年,东北三省碳排放总量占中国碳排放总量的8.84%,碳排放强度普遍高于中国碳排放强度.经济产出效应和人口规模效应对东北三省碳排放增长起拉动作用,其中经济产出效应贡献最大为188%,经济发展和城市化进程的加速不利于碳排放的降低.产业能源强度效应、能源结构效应及产业结构效应对东北三省碳排放增长起抑制作用,能源强度效应的抑制作用最大为59%,产业能源强度的调整空间较大.降低能源消耗强度,调整产业内部结构,完善经济政策体制是今后促进东北三省低碳经济发展的重要手段.     

重点行业/领域碳达峰成本测算及社会经济影响评估

实现重点行业碳减排需要国家、地方乃至企业投入巨大成本,如何核算重点排放行业和领域资金规模以及选取最为经济有效的碳减排措施,是我国碳达峰路径需要考虑的关键因素. 采用自下而上的降碳技术综合成本评估模型,以我国六大行业(电力、钢铁、水泥、铝冶炼、炼油和石化、煤化工)和两大领域的59项降碳措施为对象,测算了2021—2035年投资成本并模拟了上述投资可能带来的潜在宏观经济影响. 结果表明:①2021—2035年全国重点行业/领域实现碳达峰累计投入成本为34.0×1012元,其中,2030年前碳达峰累计投入成本为20.8×1012元,年均投入2.1×1012元,约占全国年均GDP的1.5%. ②实现2030年前碳达峰预计需对电力行业、重点工业行业、交通领域和建筑领域分别投资10.7×1012、1.3×1012、5.2×1012、3.6×1012元. 铝冶炼行业单位减碳成本最低〔624元/t(以CO₂计)〕,交通领域单位减碳成本最高〔47 869元/t(以CO₂计)〕. ③碳达峰将通过促进新能源产业发展、重点工业行业节能、交通领域绿色升级和绿色基础设施建设等刺激经济高质量增长,2030年前碳达峰投资累计带动GDP增长约26.2×1012元,每年新增就业岗位约677×104个. 研究显示,工业是碳减排经济性最高的领域,交通领域实现碳减排需要付出较大的投资成本,碳达峰投资将有效促进产业绿色低碳转型.      

中国煤化工行业二氧化碳排放达峰路径研究

煤化工行业是我国煤炭消费和CO₂排放的主要贡献者之一,在2030年前实现碳达峰目标要求下,煤化工行业高碳排放的发展模式将不可持续且面临巨大挑战,开展煤化工行业CO₂排放达峰路径研究、实现高碳能源的绿色低碳化利用成为亟待解决的问题. 基于煤化工各子行业发展现状分析,综合考虑经济社会发展、节能低碳技术应用、原料和燃料结构调整等因素,采用下游部门需求法和项目法分别预测传统煤化工与现代煤化工各子行业未来发展规模,采用碳排放系数法预测不同情景下2021—2035年行业碳排放量变化趋势,判断行业实现碳达峰的关键措施、达峰时间和峰值. 结果表明:①2019年我国煤化工行业碳排放量为5.4×108 t,占全国碳排放总量的4.8%. 其中,传统煤化工碳排放量为3.6×108 t,现代煤化工碳排放量为1.8×108 t. ②基准情景下,煤化工行业无法在2030年前实现碳达峰;强化控制情景下,通过采取一系列控碳措施,可推动煤化工行业在2025年左右提前达到碳排放峰值. ③控制现代煤化工规模、优化行业用能结构、优化甲醇原料结构等措施是煤化工行业碳减排的三项主要措施,到2030年可分别减少碳排放0.50×108、0.16×108和0.08×108 t. 研究显示,促进煤化工行业碳达峰应尽快实施控制现代煤化工发展规模、从源头减少传统煤化工产品需求、优化甲醇行业原料结构、优化煤化工用能结构、提高行业能效水平和促进产品固碳化等政策措施.