低碳经济52037013

关于中国未来低碳发展路径和技术选择的情景研究邹骥, 傅莎, 王克中国人民大学能源与气候经济学项目内部资料，请勿转载引用2主要内容y中国发展低碳经济的挑战与机遇：对中国基本国情的理解y主要分析框架、方程和应用范围y主要的数据来源和假设y模型的初步结果y未来一次能源情景y未来CO2排放情景y相应的技术需求y增量投资和成本y对中国政府所公布的控排目标的分析和解读y初步结论3中国发展低碳经济的挑战与机遇：对中国基本国情的理解44考虑人类发展的低碳经济定义y“低碳经济”应当是在充分考虑一个经济体的社会经济发展阶段、自然资源禀赋和地理条件、科技发展水平与创新能力、社会意识与能力水平等背景因素的前提下，昀大限度提高碳生产力，提升人类发展水平，兼顾代际公平和代内公平，使社会经济沿着可持续发展的路径前进的一种经济形态。5中国发展低碳经济面临的挑战y经济发展阶段处于城市化和工业化背景下相对较高碳密度的重化工业主导阶段y能源禀赋以高碳的煤为主y未来低碳技术战略储备不足、自主创新能力仍然薄弱y低碳转型过程中的社会成本巨大（例如：就业）y全民普遍的低碳意识水平、心理准备、政策体制支持、各利益相关者能力等方面薄弱6中国发展低碳经济的机遇y带来新的经济增长点y创造新的就业机会y促进自主创新能力的提高y促进国内能源、环保目标的实现，并有助于资源节约型、环境友好型社会的建设y发挥后发优势，走跨越式发展道路，提高未来国际竞争力，改变目前在国际上处于产业链低端的不利地位77中国需要什么样的低碳未来？y发展低碳经济涉及到国家经济社会发展的长期战略空间和长期国际竞争力，涉及到中国未来发展模式的选择，涉及到中国在世界政治、经济、能源、环境和科技体系中的战略地位，涉及到全球环境问题的前景。从长期看，中国发展低碳经济是促进人类发展的必然选择。但是同时，中国的人类发展又面临着发展低碳经济的各种挑战，如短期内可能推迟中国的发展进程，影响国家所确定的提高人民收入、解决贫困问题的目标的实现和产生大量的失业，进一步加重弱势群体的负担等。y关键的问题是：如何把从现在高碳经济状态过渡到未来低碳经济模式的代价控制在不逆转发展方向，有利于人类发展和可持续发展的范围内，如何协调长远利益和眼前利益，如何保持这一过渡平稳有序实现？88发展低碳经济的目标y低碳发展的昀终目标，是促进人类发展和可持续发展。因此，中国的低碳未来首先需要满足以下人类发展和可持续发展目标的约束：y保障经济持续发展，满足“三步走”的战略目标，到2020年建成小康社会，到本世纪中叶，使中国迈入中等发达国家的行列；y人口基本保持稳定，城市化水平显著提高，4.5亿农民进入城市；y消灭贫苦，人民的生活状况得到很大改善，其居住面积、食物消费、交通出行和公共服务等需求得到充分满足；y经济增长从过去“高投入、高能耗、高污染、低产出”的模式向“低投入、低能耗、低污染、高产出”的模式转变，局地环境污染得到明显改善；模型分析框架、核心方程和应用范围10研究分析框架改善一次能源使用效率和结构，引入更多低碳技术的技术选择与变动社会经济发展情景•人口•城市化工业化进程•经济总量与结构•消费模式能源服务基本需求•食物与衣着•交通服务•建筑服务•主要高耗能产品改善终端能源使用效率和结构的技术选择与变动终端能源需求温室气体与局地污染物排放排放因子（需减去末端治理减少的排放）一次能源需求•煤炭•石油天然气•水能（电）•核能•可再生能源能源资源禀赋理念、战略与体制•理念、发展观•战略目标、路径•体制模式与改革•政策选择：•标准、许可、准入等•税收和补贴；•碳市场等改善一次能源使用效率和结构，引入更多低碳技术的技术选择与变动社会经济发展情景•人口•城市化工业化进程•经济总量与结构•消费模式能源服务基本需求•食物与衣着•交通服务•建筑服务•主要高耗能产品改善终端能源使用效率和结构的技术选择与变动终端能源需求温室气体与局地污染物排放排放因子（需减去末端治理减少的排放）一次能源需求•煤炭•石油天然气•水能（电）•核能•可再生能源能源资源禀赋理念、战略与体制•理念、发展观•战略目标、路径•体制模式与改革•政策选择：•标准、许可、准入等•税收和补贴；•碳市场等社会经济发展情景•人口•城市化工业化进程•经济总量与结构•消费模式能源服务基本需求•食物与衣着•交通服务•建筑服务•主要高耗能产品改善终端能源使用效率和结构的技术选择与变动终端能源需求温室气体与局地污染物排放排放因子（需减去末端治理减少的排放）一次能源需求•煤炭•石油天然气•水能（电）•核能•可再生能源能源资源禀赋理念、战略与体制•理念、发展观•战略目标、路径•体制模式与改革•政策选择：•标准、许可、准入等•税收和补贴；•碳市场等11优化方法y模型优化: 自底向上的非线性技术选择模型，计算在一系列限定条件（如能源服务需求量，能源供给限制，技术可能性限制等）下的满足成本昀小的技术选择；y模型中计算的成本包括技术固定投资，运行成本，能源成本，税费和补贴等；12主要方程Stockofdevicedwithremovalprocessp''1,,,,,,,,,,,1(1)()tttttdpidpidpidppidppidiSSNSMMT−→→=−++−s.t.'1,,,,,1(1)ttdpidppidiSMT−→−≥,,,,,,,,1ttjidittdpididjitpjiDSAθψ⋅⋅∂⋅≤+∑Gapbetweenservicedemandandservicesupplyofremainingstock1,,,,,,,,,1((1))(1)tttttjijidpididjijidpdiDDSATψ−=−−⋅∂⋅⋅+∑∑+Maximumshareratioofdeviced1,,,,,,,,',,,1((1))(1)(,)ttttjidpididjijipdittdiditjiDSATMinDψθθ−+−⋅∂⋅⋅+=∑+Annualizedinvestmentcost,',,,,,,,,,,,,(1)(())(1)(1)1didpidiTtttttttiidpidipidpidpdppiTiaaICNSIINSMSBa→+=⋅++−+−Operationcost,,,,,,,,,,,,(())dpitttttdpikikikdpididpikOCOPESε=++⋅⋅∂⋅∑Technologylearning,,0,,0,,itdpipttdiditdpipSIISα−⎛⎞⎜⎟=⋅⎜⎟⎜⎟⎝⎠∑∑Energysupplyconstraints,ttkikiEEE≤∑ObjectiveFunction,,,,,(())minttttdpidpiiiidpTCICOCQ=++⋅→∑∑minttiiTQQ=→∑13主要特点和功能y模型能够反映不同驱动因子假设的情景研究结果；y模型可以提供优化的减排方案（昀小费用法）；y模型可以给出与一定排放量（目标情景）对应的、优化意义上的技术需求、减控排投资、减控排单位与总量成本等。同时可以藉此给出技术路线图；y模型可以从国家层面上扩展到地方层面和地区层面；y模型还可以将不同的政策变量综合反映到其中。如模型可以反映不同水平的碳税和能源税对减排成本和投资的影响等。同时，模型给出的减控排成本信息还会为确定碳税或能源税的税率水平提供参考基准，并为评价碳市场价格水平提供了参考。基本数据来源和假设15基本定义和假设y基年: 2005y目标年: 2020, 2030, 2050y部门划分:GHGSectorServicesPowergenerationCoalpowerplant,Oilpowerplant,Gaspowerplant,Hypropowerplant,Nuclearpowerplant,otherpowergeneration(wind,biomass,PV)IndustryIronandsteel,Cement,Petrochemicals,OtherChemicalsOtherindustriesTransportationPassengervehicle,truck，bus，ship,aircraft，passengertrain，freighttrain(exceptforpipelinetransportandinternationaltransport)Buidlings&ResidentialCooling,heating,hot-water，cooking，lighting，refrigerator,TVCO216基本定义和假设2020203020501.0%1.5%2.0%Coal1.21.31.6Crude oil1.11.21.3Natural gas33.54Electricity1.21.31.5All prices in this study are in 2005Price in this study12%US$1=7.8 Yuan RMBFuel price index(price of2005 is 1)Whole energy efficiency improvement ratioper annumExchange rateDiscount rate17GDP×××二氧化碳排放能源消费二氧化碳排放=人口能源消费GDP人口影响能源使用相关的二氧化碳排放的因素1818决定中国低碳未来的驱动因素y人口：普遍认为中国人口将继续缓慢上升，直至在2030‐2040年之间达到人口峰值15亿，然后缓慢下降。y城市化：目前中国正处在城市化加速发展阶段。对未来城市化的设定一般如下：2020年中国城市化水平在55%—58%之间，2030年在60%—65%之间，2050年在68%—80%之间。yGDP增长：考虑到提高人类发展的需求和千年发展目标的实现，中国经济在可预期的将来仍需要保持较快增长，但增速会逐渐放缓。y经济结构：一次产业的比重将不断下降，第二产业的比重将在2010—2015年间达到峰值（50%左右）并陆续下降，第三产业的比重将不断上升，直至在2050年达到60%左右。y能源服务需求：众多高耗能产品将在2020—2030年间达到峰值，对建筑和交通的需求将持续大幅增加。19社会经济发展情景设定200520102020203020402050GDP(亿美元,2005年不变价)236013715470400120253186750263429一次产业%12108654二次产业%484948464238三次产业%404144485358人口百万人130813601450152015401500城市化率%43%48%56%62%66%70%城市人口百万人56265381294210161050农村人口百万人745707638578524450人均GDP(美元，2005年不变价)1805273248557911121271756220能源服务需求设定200520102020203020402050钢铁产量亿吨3.55.68.69.69.18.0水泥产量亿吨10.714.317.917.215.112.9乙烯产量万吨75611621893219623552432合成氨产量万吨459650755717622266397013客运量10万人‐公里344650638856140852084928019铁路%17.616.514.012.611.010.0公路%76.377.178.075.873.371.7航空%5.96.37.911.515.618.3航运%0.20.20.10.10.10.0货运量10亿吨‐公里93941445424686383375539872660铁路%22.022.823.522.620.318.3公路%24.024.325.025.826.727.6航空%0.10.10.20.30.40.6航运%53.051.649.548.748.047.5管道%1.01.21.82.64.66.0机动车拥有量辆/千人2470190300356400人均住宅