低碳发展 Low-Carbon Development

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排放达峰与能源转型:中国低碳发展的逻辑

  2014年11月11日,中国国家主席习近平与来京参加APEC峰会并进行国事访问的美国总统奥巴马瀛台夜话,共话中美在一系列全球和双边关系重大问题的合作领域与前景。次日,中美两国发布了关于气候变化合作的联合声明。该声明一经发布,举世瞩目,原因之一在于当今全球最大的碳排放国首次明确了达峰时间表:在2030年左右中国的二氧化碳排放将达到峰值。在此声明发布之前的15年,中国的碳排放在以年均约8%的速度增长。达峰,意味着在接下来的15年,要把增速逐渐降到0。显而易见,中国政府的这项声明无论对国内的低碳发展,还是全球应对气候变化,特别是对次年将要召开的被赋予众望的联合国巴黎气候大会都有着特别重大的意义。当世界为此兴高采烈欢呼雀跃之时,一些冷静的头脑却在思索着另一个问题:这个雄心勃勃的目标有可能实现吗?更有人担忧,这是否意味着中国将不得不自缚手脚,甚至于自废武功,影响经济增长呢?

  仅仅两年过去,今天,似乎很少有人仍抱有当时的疑问。是的,当年设定的碳排放目标完全可以实现。现在的问题是,中国的碳排放峰值到底能够提前几年实现?

  最为有趣的是,该目标宣布一年之后,中国的碳排放应声下降。按照我们《中国低碳发展报告》团队的估计,2015年中国能源相关的碳排放下降0.6%。国际能源署和美国能源部也做出类似结论。2016年,中国的碳排放进一步下降0.35%。此时,一些激进的头脑中可能会盘旋着这样一个疑问:中国的碳排放峰值会不会已经到来?

  提出这样的问题并非偶然,亦非异想天开。毕竟在过去几年中发生在经济、能源和技术领域的许多现象,似乎都在暗示中国的低碳发展正孕育着重大转折和突破。一年前的《中国低碳发展报告》以”中国低碳发展深刻变革新阶段”为题开篇,我们当时的判断反映在开头的第一句话:“十二五”以来,中国经济进入新常态,中国低碳发展迎来深刻变革新阶段。过去一年的发展为这一判断提供了新的佐证。

  首先,煤炭消费达峰。我们的研究团队与英国伦敦政经学院斯特恩勋爵的研究团队一起,于2016年7月以“中国的后煤炭增长”为题在《自然·地球科学》发文,宣称中国煤炭消费峰值已经出现。按照实物量计算2013年中国煤炭消费量为42亿吨,其后逐年下降。按照热值计算,2014年中国煤炭消费亦已达峰。如果说一年前,煤炭消费达峰这一问题在学界、政界和商界仍是一个仁者见仁、智者见智的问题,那么,今天看来,共识已经远远多于分歧。上文刚刚发表之时,国家能源局原局长张国宝先生即撰文表示支持该文的基本判断和结论。他进一步提出政府应在专家科学研究基础上公开宣布煤炭消费已经达峰。2016年底,国际能源署调整了其延续多年的判断,转而支持中国煤炭消费达峰的结论。即便是最不情愿看到煤炭消费达峰的煤炭行业也慢慢接受这一现实,并以此安排行业和企业发展战略和行动。

  从发达国家的经历来看,煤炭消费达峰是碳排放达峰的基本前提。这是因为煤炭不仅是世界上最早开发利用的化石能源,同时也是碳密度和污染物含量最高的化石能源。这注定其会最早被更为清洁、更为低碳的能源所替代。英国是世界工业革命的策源地,也是世界能源革命的肇始国,正是以煤炭为基础推动了其工业化和现代化过程。上世纪中叶英国的煤炭消耗达到顶峰,其后逐渐下降。能源的需求由快速增加的石油和天然气提供。法国及德国的煤炭消费也分别在在上世纪五十年代和六十年代达到峰值。美国的煤炭消费也在2005年达峰。

  中国的经济发展严重依赖煤炭。长期以来,煤炭消耗在全部能源中占比达70%以上。进入新世纪以来,能源多元化趋势明显。非煤能源比重逐渐提高。即便如此,目前中国能源消费中,煤炭比重仍然高达61.7%。“十二五”时期,中国每年的煤炭消费均占全球的50%左右。可以说,中国煤炭达峰不仅是中国碳排放达峰的前提,也是世界碳排放达峰的前提。

  煤炭达峰标志着中国煤炭驱动型经济增长的终结。煤炭达峰后,每年经济总量仍在持续增长,但煤炭消费量却不再增加,甚至有所下降。长期以来经济增长依赖煤炭消费增长的局面被打破,两个增长完成脱钩。从此,中国步入后煤炭增长时代。这是中国经济与能源体系转型的重要节点,其意义不可低估。

  需要说明,后煤炭增长时代并非不再利用煤炭,而仅仅是经济的增量不再依赖煤炭的增量来实现。事实上,中国每年的煤炭消费仍在维持在高位,接近40亿吨(2016年消费量为近五年来最低,约38亿吨;2015年39.7亿吨)。这种情形仍将持续较长时间。我们预期,到本世纪中叶(2050年前后),煤炭消费量减半,煤炭占一次能源消费比重将显著低于50%(参见本报告第3章)。

  从发达国家的情况来看,进入后煤炭增长时代,能源消费总量仍可能持续增长,甚至化石能源消费的增长仍不停滞;所不同的是较为清洁低碳的能源增长替代了煤炭的增长。一般情况是,当石油和天然气供给达到一定程度时,就开始发生对煤炭的替代。英国的煤炭替代发生在六十年前。而美国大规模的煤炭替代仅有十年历史。2006年以来由于页岩气革命带来的天然气成本下降,以气代煤迅速普及,煤炭消费在一次能源中的比重从2006年的23%下降到2015年的16%。与此同时,天然气比重提高了7个百分点。

  中国的情形似乎有其特殊性。煤炭消费比重的下降并未伴随石油和天然气比重的明显的升高,而是非化石能源比重的迅速上升。2010年,中国的煤炭比重为70%,非化石能源比重不到8%。2016年,煤炭比重下降到61.7%,而非化石能源比重上升到13.3%。这一消一长反映了中国能源替代和转型的特征,即以非化石能源,特别是风能和太阳能直接替代煤炭为主。有趣的是中国的能源替代历程似乎能够迅速跨越发达国家普遍出现的以油气替代煤炭的历史阶段。

  中国能源替代和转型的特殊性反映其资源禀赋特征和经济技术特征。从资源禀赋来看,中国的化石能源资源特征是多煤、贫油、少气。煤炭资源占能源资源储量的绝大多数(97%),而石油和天然气资源总计约3%。尽管近年来,探明的页岩气资源丰富,但开采难度远远大于美国的情形。资源禀赋决定了用石油天然气替代煤炭的难度,除非有廉价油气输入。在另一方面,我国的非化石能源资源丰富。

  非化石能源对煤炭的替代在发电领域最为显著。2013年以来,全社会用电量持续增长,但燃煤发电比重持续下降。甚至在2014和2015两年燃煤发电的总量也在减少,而减少了的煤电和新增的电力需求由非化石能源发电来满足。

  非化石能源的发展,特别是风能和太阳能发电,是近十年来中国能源系统最引人注目的变化,也是世界能源转型中的大事。对比2006和2016两个时间点,以煤为主的火力发电十年间增长了0.8倍。然而在此期间,非化石能源发电却增加了2.6倍。其中,水电增长1.8倍,核电2.9倍,而风能和太阳能更是接近110倍,从2006年的28亿千瓦时增长到2016年的3072亿千瓦时,成为整个电力系统中举足轻重的关键组成部分(这其中尚不包括由于各种原因而弃置不用的约1300亿千瓦时的清洁电力)。过去十年间,非化石能源发电量占比以每年超过一个百分点的速度提高,如今接近30%。非化石能源发电装机容量占全国总装机容量从十年前的不足1/4增加到如今超过1/3;仅风能和太阳能装机就占到总装机的大约1/7,并且仍在高速增长。

  清洁能源的高速发展得益于技术引进、消化、吸收和创新。但更重要的原因可能在于成套设备和组件的大规模生产和装配利用。规模效应辅之以技术进步有效降低了清洁能源生产成本,进一步催生了风能和太阳能的更大规模化利用,从而形成一个正反馈良性循环。这个良性的正反馈循环正是能源转型和革命的核心特征和必经阶段。

  清洁能源的大规模、高速度发展也得益于其他几项关键因素。首先是需求。改革开放以来中国经济的高速发展导致能源需求的快速增长,其资源禀赋决定了化石能源供给的速度和规模难以满足经济社会对能源需求的增加。其次是能源安全、环境健康和气候变化等因素促进了政府和社会对清洁能源的偏好。地方政府在经济绩效和晋升考核的压力下,大力招商引资,甚至以高额的税收优惠、并在土地、资源、环保和劳动力上给企业以支持,从而调动企业的投资冲动。特别是,清洁能源投资项目往往与相关的土地或其他资源的占用紧密挂钩,更可以获得大量额外的企业利益。例如,有的地方将清洁能源投资与煤炭资源开发相挂钩,投资清洁能源项目的同时可以获得煤炭项目的开发权。其结果,在过去十多年间,中国清洁能源投资之旺盛无任何其他国家和地区所能比拟。十年前,中国在清洁能源上的投资为112亿美元,占全球10%。2009年,中国超过欧洲和美国,清洁能源投资达到388亿美元,成为全球最大的投资国。如今在全球清洁能源投资相对疲软的大背景下,中国的投资额仍达878亿美元,占比高达30%,成为名副其实的清洁能源投资引擎。

  近年来,一方面是投资高速增长,产能不断提高,装机日益增多;而另一方面是经济新常态以来经济增速放缓,影响到电力需求增长疲软。在其他因素不变的情况下,弃风限电严重了,但同时能源替代也出现了!在雾霾漫天、气候变暖、健康备受重视的大背景下,以清洁能源替代高碳、低效、不清洁的煤炭成为顺理成章的选择。而这种替代正是能源转型和能源革命的重要目标。

  中国的能源转型和能源生产和消费革命要同时解决高效、低碳、清洁三个问题。能源强度、碳排放强度和清洁能源比重是检验能源转型的关键指标。李克强总理在今年“两会”的政府工作报告中指出,2016年,中国的能源强度下降5%,清洁能源比重提高了1.7%个百分点。计算表明,碳排放强度更是下降7%。中国能效和碳生产率提高的速度以及清洁能源比重上升速度,在中外历史上都是罕见的。“十二五”期间,中国超额完成能源强度和碳排放强度的规划目标,同时,清洁能源比重也大幅超过规划目标。“十三五”开局之年延续了能源加速转型的势头,在节能、低碳和清洁化三方面都取得了明显进展。可喜的是煤炭消费无论数量还是比重进一步显著下降,使中国经济稳步跨入后煤炭增长时代。在应对全球气候变化上,中国不仅将超额实现《哥本哈根协议》目标,更为实现《巴黎协定》目标打下良好的基础。

  《中国低碳发展报告(2017)》继续关注低碳发展热点,从巴黎协定对中国的启示到全球气候治理新机制与我国经济低碳转型,从中国碳市场设计到低碳试点的案例分析。本报告重点总结了“十二五”期间中国低碳发展特征,探讨了“十三五”能源转型新趋势。自2010年出版以来,本报告的低碳指标篇广受关注和好评。本次报告,在国家能源数据调整基础上对全部指标进行了重新计算和整理,希望成为从事中国低碳发展研究的重要数据源。

  6月29日,清华-布鲁金斯公共政策研究中心将与清华大学能源环境经济研究所共同举办《中国低碳发展报告(2017)》发布会暨第六届中国低碳发展论坛。

  (齐晔:清华大学公共管理学院教授、清华-布鲁金斯公共政策研究中心主任 )

作者:齐晔
来源:中国网
时间:2017-06-29