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| 姜克雋：中國能源與排放峰值控制對策 |
| 時間：2013/1/28 |
中國能源與排放峰值控制對策
——訪國家發展改革委能源研究所研究員姜克雋
本刊記者 魏百鈞 衛維
核心提示
節能減排，應對氣候變化，是全球關注的熱點。近年，聯合國氣候變化大會已確定把本世紀的全球平均氣溫上升控制在2 攝氏度的目標。作為負責任的大國，中國如何在全球減排中做出貢獻？據國家發改委能源研究所的相關研究表明，中國在全球框架下，需要將碳排放在2025年之前達到峰值之后開始明顯下降，而且實現這樣的減排途徑也是可能的，尤其是近期節能減排技術進步、對低碳發展的投資潛力和政策環境，為中國走向低碳發展提供了基礎。
人物簡介
姜克雋 國家發展改革委能源研究所研究員， 1990年畢業于大連理工大學計算機系，獲碩士學位，同年分配到能源研究所工作；1996年在日本東京工業大學攻讀社會工程博士學位，于1999年獲得博士學位；2004年獲得研究員資格。在能源環境政策評價、能源利用與轉換技術評價方面，采用綜合評價模型為工具進行了十多年的研究，先后承擔和主持主要科研項目39項，在25個項目中擔任課題組長或副組長，參與了美國斯坦福大學主持的世界能源模型論壇的研究活動。
最近，聯合國環境規劃署（UNEP）向全球發布的2012《排放差距報告》顯示，目前溫室氣體排放量比預定的年均標準水平高出約14%，差距比人們所預想的更為嚴峻。UNEP強調，如果全世界想要把握稍縱即逝的機會，把本世紀的全球平均氣溫上升控制在2攝氏度（℃）以下的話，就必須刻不容緩地擴大應對氣候變化的行動并加速實施。那么，中國在全球框架下的碳排放分擔和實現減排途徑是怎樣的呢？2013年伊始，《能源世界》記者就此專題采訪了UNEP2012《排放差距報告》的領銜作者之一、國家發改委能源研究所研究員姜克雋。
對于節能減排和應對氣候變化的研究，姜克雋已有多年的建樹。從1998年開始，他就參加聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）新的排放情景的開發研究，作為貢獻作者參加了IPCC排放情景專門報告和第三次評價報告、全球環境展望2002的編寫工作,是IPCC第三工作組第四次評價報告、全球環境展望2006（GEO-4）的領導作家；現在參與了IPCC新的排放情景指導委員會，為IPCC第五次評估報告第三工作組第六章的召集主要作者（CLA），主要研究是以模型應用為主，對未來能源和溫室氣體排放進行預測和情景分析,對溫室氣體排放控制對策、區域環境對策進行評價。采訪中，姜克雋介紹了最新研究成果：在全球升溫控制2℃目標下，中國能源與碳排放情景及控制對策。
中國碳排放需2025年達峰值
如何實現全球到2100年將自工業化以來溫度上升控制在2℃的目標，是現在各國研究機構需要答復的問題，也是聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告的重點。近期全球幾個研究項目已經著重利用模型分析全球2℃目標排放途徑，及世界各國減排分擔方式。中國在全球減排中的角色很重要。我們利用模型分析中國在全球框架下實現2℃目標的排放情景的主要因素，同時討論了其可行性。研究發現，如果支持全球實現升溫控制在2℃目標，中國的能源活動的二氧化碳（CO2）排放需要最晚在2025年達到峰值，之后開始明顯下降。
碳減排，是全球關注的重要議題，卻也面臨不少尷尬。2009年意大利G8峰會提出的全球到2100年將自工業化以來溫度上升控制在2℃的目標被寫入《哥本哈根協議》，但另外一個指標，2050年全球溫室氣體排放相比1990年減半，未納入該協議。雖然2℃目標與2050全球減半的目標密切相關，最終需要確定發達國家與發展中國家如何進行責任分擔，但由此將要求發達國家在2050年將減排80%的政治呼吁，使得這兩個數字并未同時放入協議文本。
值得注意的是，溫升控制在2℃之內只是一個全球平均目標，在此水平上一些非洲國家的溫升有可能達到3.5℃，可以預期將給非洲大陸帶來大面積災害。哥本哈根會議上，非洲國家和小島國呼吁全球溫升目標控制在1.5℃，希望緩解氣候變化對本地區的影響。盡管協議指出將在2015年前對1.5℃進行評估，但文本絕大部分內容還是壓倒性地突出了2℃目標，這也是許多非洲國家和小島國拒絕接受哥本哈根協議的根本原因。基于2℃目標的協議不僅在國家間，也在支持不同溫升指標的環境集團之間制造了鴻溝。
不過，國際推動減排的合作已經在不斷推進中，而且進程將越來越快。2010年的坎昆氣候變化大會和2011年的德班氣候變化大會都再次確認了全球2℃的氣候變化控制目標。在2012年12月的多哈氣候變化大會上，聯合國秘書長潘基文呼吁世界各國政府采取行動，彌補自己在減緩氣候變化方面所做承諾和哥本哈根氣候變化大會上提出的將本世紀內全球氣溫升高幅度控制在2℃以內的目標之間所存在的差距。
根據全球減排情景，以及世界銀行的人口預測，我們對人均排放趨同進行分析后得出，發達國家必須盡早深度減排，以為發展中國家提供排放空間。
倘若其他發展中國家在可持續發展下，仍堅持通過國際合作做出減排的努力，那么，在這種情況下，中國CO2排放將在2025年左右達到峰值，約為85.6億噸CO2。但是這樣的分析是建立在要求發達國家到2020年比1990年減排30%到35%左右，以及其他發展中國家也進行強有力的減排行動基礎之上的。這個前提的可能性存在，但似乎也很困難。這就是說，如果要實現全球2℃升溫的控制目標，中國碳排放有可能要在2025年之前達到峰值。此結論比IPAC強化低碳情景更為嚴峻。基于對GDP的不同假設，2005年到2020年碳強度的降幅為49%～59%，高于政府公布的行動目標。
政策設計 資金投入 能源總量控制
目前中國的能源增長已經不再是中國自己的事情，而是全球問題，需要我們充分關注。依據我們應用中國能源環境政策綜合評價模型（IPAC）研究表明，中國可以做到在強化低碳情景下，在2025年之前達到二氧化碳排放峰值之后開始明顯下降，而且實現這樣減排途徑也是可能的。但前提是要有很好的政策設計、資金投入和能源總量控制。
在政策環境上，中國發展低碳經濟已經有了很好的社會環境和政策導向。中國政府要求大幅度降低單位國內生產總值(GDP）二氧化碳排放，宣布了2020年單位GDP二氧化碳排放相比2005年下降40%至45%的國內行動目標。當然，中國可以做得更好，這一方面需要在今后兩個五年計劃內繼續推行現有節能、可再生能源和核電政策，并努力推進低碳發展，提倡低碳交通和生活方式；另一方面，可以通過技術、碳金融、碳市場等方面的國際合作，獲得更多的外部支持。
近幾年可再生能源快速發展，為實現中國在2℃情景下的碳減排提供了強有力的支持。目前，中國的風能、太陽能等可再生能源發展速度和規模均高于發達國家，在全球處于領先水平。考慮可再生能源和化石燃料發電技術的成本下降的學習曲線效應，到2020年之前，隨著化石能源成本不斷上升，以及對環境外部性的內部化，可再生能源已經全面對化石能源發電具有成本競爭性。根據目前風力發電的發展格局，中國2020年可再生能源發展的目標不斷提高，如2020年風電裝機目標，從2006年計劃3000萬千瓦，到2008年8000萬千瓦、2010年1.5億千瓦，到目前在討論2億千瓦以上的裝機，甚至有可能發展到2.5億到3億千瓦。對于太陽能發電來說也是同樣，近期中國已將2020年太陽能發電裝機提高到5000萬千瓦的目標，也有可能實現8000萬千瓦裝機。
能源結構的調整，將使中國的化石能源需求和能源供應在未來十年出現明顯的變革，我們需要采取各種措施為這種變革提供環境。研究表明，在全球2℃升溫控制情景下，中國要逐步減少以煤炭為主的化石能源需求。到2020年，中國煤炭控制在22.24億噸標煤，能源總量控制在40.87億噸標煤。到2025年達到碳排放峰值后，煤炭需求量開始明顯下降， 2030年、2040年、2050年，分別下降到18.64億噸、17億噸、15.27億噸標煤。一次能源需求總量控制，2020年、2030年、2040年、2050年，分別為40.87億噸、44.97億噸、48.51億噸、51.25億噸標煤。這其中的能源缺口，將由可再生能源和清潔能源擔起補充能源供應的重任，目前中國正在考慮到2050年，將可再生能源占一次能源比重提升到50%左右。
值得一提的是，近期關于大氣污染物PM2.5的討論，也將對化石能源消費產生明顯影響。北京在2012年初明確將PM2.5作為大氣污染物的控制目標以后，很快出臺了多項政策，最為核心的就是節能和能源結構調整政策。這些政策其實已經改變了北京的“十二五”能源規劃，將北京能源結構調整的步伐大大加快。“十二五”期間北京會大幅度減少煤炭消費，長期來看北京也將成為中國首個無煤的城市，因而很可能在2015年實現本地碳排放峰值，到2020年2030年期間成為全球的低碳城市。
近兩年，中國的煤炭消費出現一些重大的變化。目前需要注意的是，應制定嚴格的政策，進一步控制燃煤電站的建設，加快淘汰落后機組，為未來燃煤發電進入下行期做準備。同時，國家盡快出臺財稅政策，進一步促使煤炭利用成本加大，遏制煤炭消費增長。
對于未來中國低碳發展的建設，將由于國家經濟實力的快速發展而得以全面實現。按照現價計算，到2020年、2030年和2050年，我國GDP總量會從2011年47.15萬億元，上升到130萬億元、290萬億元和520萬億元。當然，由于技術成本的下降，即使按照現價計算也會下降明顯。因此，未來用于低碳發展的投入可以遠遠大于目前國內研究機構研究預計的對低碳投入的需求。充足的資金投入可以在低碳交通、建筑方面全面實現低碳發展的需求，實現更低的二氧化碳排放量。
高耗能產業峰值與經濟結構調整
產業結構不合理是造成中國碳排放量不斷增加的主要原因之一。研究表明，中國原有高耗能產業快速發展支撐經濟的模式已經無法持續，大部分高耗能工業產品將在2020年左右達到峰值。“十二五”是中國經濟結構調整、節能減排的關鍵時期。如何實現？國家政策需要明確和落實，以及強有力的促進經濟結構調整。
過去的幾十年，中國處于工業化的初期，經濟發展基本上以工業為主要驅動因素。2011年，中國固定資產投資從2006年接近11萬億元上升到30.19萬億元，其中增長最快的是采礦業、制造業等第二產業的投資。這樣快速增長的投資，將中國帶入一個大規模基礎建設階段，“十一五”期間中國能源和電力增長的70%用于六大高耗能工業，致中國的高耗能工業發展速度快的驚人。同時，許多經濟發展研究表明，中國的經濟快速發展還會持續一段時間。如此，中國經濟發展模式的調整也變得十分重要。
中國高耗能工業快速發展的主要驅動因素是國內制造業生產需求、國內基礎建設需求，以及出口需求。2011年，中國生產粗鋼6.83億噸，占全球份額的44.7%；鋼材8.81億噸，占全球份額的47%；水泥20.9億噸,占全球份額的59%；生產電解鋁1806萬噸,產量居世界之首；在基礎設施建設方面， 2011年,中國電力總裝機容量達10.56 億千瓦，躍居世界第一；高速公路總里程達到8.5萬公里,居世界第二；鐵路營業里程達到9.3萬多公里，居世界前例；汽車產量由2005年的570.49萬輛增至2011年的1841.9萬輛。可以看出，中國主要耗能產品產量占全球份額已經很大，大幅度提升增長速度的空間已經非常有限。
研究顯示，“十一五”以來高耗能產品快速發展，加速了中國基礎建設達到最終需求目標的時間，就是說原來需要30年到50年建設的時間，現在僅需要15年到30年就可以實現。特別是每年基礎設施建設量的峰值，原來我們分析有可能在2020年到2025年之間實現，現在看來，很有可能在“十二五”末就能實現。為避免這些行業產品市場萎縮過快致產能大幅度過剩而造成的經濟波動，我們在原來的IPAC情景中考慮了經濟結構的變化，設置了高耗能工業發展的趨勢，提出中國大部分高耗能工業產品將在2020年左右達到峰值，并設定了主要耗能產品產量變化數據。2011年、2012年，我們又進一步利用IPAC模型分析中國的高耗能產品產量，使這一數據更加符合中國社會經濟發展需求。
目前，中國需要主動的實現經濟結構轉變，通過控制高耗能工業的投資、提高出口稅率、引入碳稅或者能源稅來提高高耗能工業的成本，促其轉變；同時，完善鋼鐵、有色、水泥等高耗能行業發展規劃、政策，提高行業準入標準，淘汰落后產能，促進產業升級；還要促進經濟發達地區認識到未來的經濟發展的重心和經濟競爭力，已經不在于工業發展，而是有競爭力的服務業。中國需要大力發展第三產業，提高其在國民經濟中的比重，尤其是發展資源消耗低、增加值較高的商務、信息服務等現代服務業。
中國近期還需要做的是將加強城市綠色可持續發展的投入，以彌補長期以來發展經濟而弱化可持續發展的建設。最近國家發改委公布的大量新的政策走到了這個方向。地鐵、污水處理、排水系統、垃圾處理、城市綠化、城市森林公園、水系系統建設和恢復等。而地鐵等的建設將會大大促進城市交通能源增長控制。
以低碳技術進步促綠色發展
“技術進步在減緩氣候變化特別是長期碳減排過程中扮演非常重要的角色。”這是我們在低碳情景研究中獲得的發現。近期技術進步、對低碳發展的投資潛力，對中國節能減排的作用越來越大。未來中國的技術進步將不僅能起到溫室氣體減排和促進增長的雙重作用，而且有可能創造新的經濟增長點和競爭優勢。因此，技術策略必須與能源與環境政策結合起來，才能有效降低成本，實現低碳發展的各項目標。
在中國未來行業發展過程中，許多目前已有的技術不僅對節能減排有很大貢獻，而且可以降低溫室氣體排放，這些技術可以也應該在2020年之前得到完全普及。
我們列出了2020年具有減排潛力的減排技術，在鋼鐵工業有先進大型設備 (焦爐、高爐、氧氣轉爐等)，先進燒結、負能轉爐煉鋼、先進電爐冶煉、熱裝熱送、連續鑄造，直接軋制，干熄焦，焦爐氣、高爐煤氣和轉爐煤氣，大型直接電弧爐，回收氣聯合循環發電、先進熔融還原、新型還原劑煉鐵、電解煉鐵等技術。由于技術進步，使中國生產每噸鋼消耗的能源已從1990年的1.5噸標煤下降至目前的0.6噸標煤左右，達世界先進水平。
在建材工業，目前有水泥新型干法回轉窯、余熱發電、玻璃浮法生產、中空窯和隧道窯、廢棄物利用、窯爐可再生能源利用、水泥生物質替代燃料、建筑廢棄物制水泥、農作物廢棄物墻體材料等節能減排技術。
在交通運輸業，有大型先進柴油卡車、低燃油轎車、電動汽車、混合動力汽車、天然氣汽車、先進電力機車、節能輪船；輪船生物柴油利用、航空生物柴油利用、鐵路內燃機車生物柴油利用、高速鐵路技術等。
在電力工業，有天然氣聯合循環發電技術，先進核電相關技術，大型先進水電技術，小型水電先進徑流發電技術，先進超臨界和超超臨界技術，燃煤聯合循環發電技術（IGCC），新能源發電技術碳捕獲和儲存相關技術（CCS）。由于采用了先進的技術，減少煤電消耗，目前中國每度電煤耗已經降至300克以內，優于多數發達國家水平。
在居民生活節能方面，有先進節能燃氣和LPG灶，集中供熱系統，先進節能電器，LED高效照明、近零排放建筑，先進太陽能熱水器、太陽能采暖技術等。
尤其是可再生能源技術進步喜人，有先進大型風力發電技術、低成本高效太陽能發電技術等。2011年，中國風機技術已經世界領先，使風機成本下降到了3200-3500元/千瓦，風力發電成本已下降到0.4元以下，進入大規模發展階段。光伏發電裝機成本下降到了16000元/千瓦，一些光伏發電成本也已經具有成本競爭性， 預計未來幾年光伏發電成本可以下降到每度電0.6-0.9元，基本上達到大規模商業化應用階段。
因此，我們在2℃情景設計中，進一步提高了2050年可再生能源的利用目標。考慮未來可再生能源和化石燃料發電技術的成本下降的學習曲線效應，到2020年之前，隨著化石能源成本不斷上升，以及對環境外部性的內部化，可再生能源已經全面對化石能源發電具有成本競爭性。這樣，到2050年，風力發電裝機達到8.6億千瓦，光伏發電裝機達到10.4億千瓦。同時，模型研究中還進一步加大了太陽能熱水、采暖的應用，也考慮了大量分布式可再生能源利用技術，如太陽能空調、光伏發電采暖等技術，將二氧化碳捕獲和封存的CCS技術。由于非化石能源的進一步發展，在2度情景中燃煤發電裝機從強化低碳情景2020年的7.6億千瓦和2050年6.3億千瓦分別下降到7.1億千瓦和5.7億千瓦。到2050年有4.1億千瓦的煤電使用CCS技術，那時燃煤發電已經以燃煤聯合循環發電（IGCC）為主。
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