对我国2020年CO2减排目标的粗略分析

对我国2020年CO2减排目标的粗略分析——兼与《中国会不会走向“半个”工业化？》一文作者何祚庥院士商榷□丁仲礼段晓男2月24日，《科学时报》发表何祚庥院士《中国会不会走向“半个”工业化？》文章后，不少朋友和领导想听听我对何院士担忧的看法，可见何院士提出了一个十分严峻并不得不予以深入分析的重大问题。我拜读他的文章后的初步判断是：何院士的基本结论值得重视，计算方法则尚可完善，但碍于当时自己没有做过计算，故只能模糊作答。3月9日，《科学时报》又刊登了陈俊武院士《就〈中国会不会走向“半个”工业化？〉与何祚庥院士商榷》的文章。陈院士是基本同意何院士观点的，即在2020年单位GDP碳排放比2005年下降40%～45%的目标下，我国必须较快地降低单位GDP能耗，但完成此目标的难度颇大。同时，陈院士同何院士在计算过去几年减排强度上，所得结果有较大不同，尤其是陈院士的计算表明：我国2005～2009年的累积节能幅度只有7.4%，显然难以完成“十一五”期间单位GDP能耗降低20%的目标。与此同时，何院士建议《科学时报》拿出一定的篇幅，来深入讨论与此相关的一些重大问题。为呼应何院士的建议，我们从CO2排放这个角度出发，对今后我国能源消费总量、能源消费弹性系数等作了分析与计算。首先特别要说明的是，我们的计算起点是国家确定的CO2减排目标这一“硬约束”。2020年我国可以排放多少CO2?我国政府作出到2020年单位GDP的CO2排放量比2005年降低40%～45%的承诺。根据我们的理解，对这个承诺首先需要明确两点：一是此排放特指化石能源利用和水泥生产的排放，不包括土地利用的排放，亦不包括生态建设的（固碳）负排放；二是GDP计量必须是2005年的不变价格，不能是名义GDP（即要排除通胀因素），并只能以人民币为单位，不能以美元计（即要排除汇率变动因素）。在这样的前提下，我们即可计算出2020年我国总共可以排放多少CO2。我国2005年的GDP总量是18.39万亿元，根据GDP逐年的增长率，2008年的不变价GDP为18.39×1.116×1.13×1.096=25.42万亿元（该年的名义GDP为31.40万亿元）。假定到2020年，我国GDP的平均增长率分别为8%、9%、10%，则2020年相对2005年的不变GDP将分别为64.01万亿元、71.50万亿元、79.78万亿元。根据美国橡树岭国家实验室的数据，2005年我国通过化石能源利用和水泥生产排放的CO2总共为56.26亿吨，碳排放强度则为56.26/18.39=3.06吨CO2/万元（RMB）。以2005年的排放强度为基准，我国2020年的碳排放强度将分别降低到1.683（3.06×0.55）至1.836（3.06×0.6）吨CO2/万元（RMB），可排放的CO2总量则增加到107.73（1.683×64.01）至146.48（1.836×79.78）亿吨，以联合国公布的预测人口计算，该年我国的人均碳排放量将从2005年的4.28吨CO2，增加到7.58（107.73/14.21）至10.31（146.48/14.21）吨CO2。为便于验证，我们将有关数据列于表一、表二。温总理在去年哥本哈根气候大会上曾明确承诺：“我们将坚定不移地为实现、甚至超过这个目标而努力。”这就可以理解为45%的相对减排是我国的最低目标。因此从表二可知，如果我国能保持年均GDP增长率达10%，到2020年可排放的CO2总量为134.27亿吨，比2008年增加90%，人均排放量为9.45吨CO2。我们可以先记住这组数据。2020年我国的一次能源消费量可达多少？在总量为107.73亿～146.48亿吨的CO2排放空间约束下，我们可以倒推出2020年我国的一次能源消费总量。它主要取决于三个因素，分别是化石能源在总能源中的比例、化石能源本身的结构（即煤、油、气的比例）、水泥生产量。我国2020年的非碳能源目标比例是达到15%，因此化石能源的比例应为85%；今后化石能源中煤、油、气的相对比例如何调整，我国有关部门尚未提出明确目标。我们这里假定保持2008年的比例不变，即煤占75%，油占21%，气占4%；我国水泥生产排放在过去几年中，保持在总排放量的10%多一点。但我国水泥生产量已占全球一半，预期不会有大的增长，这里假定2020年的水泥生产排放同2008年相当，即总共7.23亿吨CO2。在上述假定下，根据表二，在GDP增长８%、９%、10%的情景下，除水泥生产之外的一次能源消费产生的CO2排放总量就分别变为100.50亿～110.29亿吨、113.10亿～124.04亿吨、127.04亿～139.25亿吨。由此，我们可直接计算出2020年一次能源消费总量（见表三）。比如，在GDP增长8%的情景下，达到2020年减排45%的目标，以煤炭、石油、天然气的CO2排放系数分别为2.66、2.02、1.47吨CO2/吨（标煤）计算，则给出以下的计算式100.50=（2.66×0.75+2.02×0.21+1.47×0.04）×ET（ET为化石能源总量）。该ET=40.56亿吨标准煤，此值再除以0.85，那么2020年的一次能源消费量为47.72亿吨标准煤。同样，在GDP增长8%的情景下，单位GDP如减排40%，2020年一次能源消费总量则增加到52.36亿吨标准煤。在保持GDP9%和10%平均增长率的情景下，给出的2020年的一次能源总消费量分别为53.69亿～58.89亿吨、60.32亿～66.11亿吨标准煤（见表三）。这里有一个问题：在CO2排放总量的刚性约束下，如果化石能源结构发生变化，一次能源总消费量会如何变化？从理论上讲，随着我国汽车保有量的快速增加，以及国内天然气产量和进口量的增加，我国降低煤炭在总化石能源中的比例是有较大可能的，但2020年“近在眼前”，此比例变化不会太大。在这里，我们假定石油和天然气各增加3个百分点，煤炭减少6个百分点，则在GDP平均增长率达到8%、9%、10%情景下，一次能源的总消费量分别可达48.80亿～53.55亿吨、54.92亿～60.22亿吨、61.68亿～67.61亿吨标煤，比假定化石能源结构不变情景下增长了2%强。可见，化石能源本身的结构调整对排放量的影响还是很大的。到这里，我们可以记住第二组数据：如果GDP平均增长10%，相对减排为45%，2020年水泥生产的排放量与2008年相同，并且化石能源的内部结构保持不变，非碳能源在总能源消费中占15%，那么，我国2020年的一次能源消费量应在60亿吨标准煤左右，比2008年增长约107%=（60.32/29.1－1）×100%。能源消费弹性系数可达多大?何院士在他的文章中，特别强调能源消费弹性系数的问题。为此，我们根据“相对减排”承诺，对不同GDP增长速率下，2009～2020年的能源平均增长率和能源消费弹性系数做了计算，结果列于表四。可以看出，这两个数据都同GDP增长速率相关，增长越快，它们的数值亦越高。我们可以大致给出这样的结论：在GDP增长9%到10%的情景下，到2020年，能源消费弹性系数应调整到0.6左右。根据有关数据，2000～2008年的平均能源消费系数为0.9。需要说明的是：何祚庥院士的“担忧”一部分来自国家发改委副主任解振华先生的“预测”：到2020年，中国的一次能源消费仍将高达44亿吨标煤左右。如以44亿吨标煤为基数，在GDP增长8%～9%的情景下，能源消费弹性系数只能在0.39～0.44之间。在何院士看来，要达到如此节能的程度，可能性很小。但从我们前面的计算可知，44亿吨标煤非为“硬约束”，不应作为“担忧”的理由。至于弹性系数届时能否调整到0.6，则又是另外一个问题。如何评价CO2排放控制目标完成情况？2009年9月22日，胡锦涛主席在联合国气候变化峰会开幕式上代表我国作的承诺其实是一个“组合式”承诺，主要数据有：到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年有显著下降（后来定为40％～45％），到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15％左右，到2020年森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。但国际上只关心这个“组合承诺”中的CO2排放量（由化石能源利用和水泥生产产生）。在去年底的哥本哈根气候大会的谈判中，发达国家十分强调透明度问题，即要求发展中国家在“相对减排”上也要做到“可测量、可报告、可核实”，这个要求是不符合“巴厘岛路线图”的，因此没有被写入《哥本哈根协议》，但我国为了凝聚国际共识，主动作了一定程度的妥协，同意在自主申报排放清单后，可以在不损害国家主权的前提下，接受一定形式的国际讨论和分析。既然可以公开分析，就必定会涉及到如何证明“相对减排”目标完成情况这一敏感问题。从前面的计算可以看出，我国在2020年前，并不需要确定排放总量控制目标，即可以排多少CO2，完全取决于GDP的增长速率。GDP增长得越快，可排放的CO2总量也就越大。我们预计，在应对国际讨论与分析过程中，歧见是很容易产生的，它将主要表现在以下两个方面。一是GDP的统计数据。这本不应是问题，因为我们每年都公布GDP的增长率，数据是现成的。但细究起来，可能会产生三方面问题。一是我国政府公布的GDP数据往往小于各地政府公布数据的加和值，即中央政府要挤“水分”。但现在我国政府提出将减排作为约束性指标，显然需要将任务分解到各个地区或行业。如此一来，有可能产生这样的情况：地方政府根据其自己统计的GDP数值与能源消费量数值，认为它们已完成了减排目标，而中央政府一挤“水分”，从国家整体评价，变得目标没有完成。二是我们国家经常对GDP数据作出调整，一般是调高过去的数据，今后这样的调高作业是否会在国际上引起非议，将成未知之数。三是我国现有GDP是根据“生产侧”统计的，即将一产、二产、三产的增加值相加而得，这同国际上用“消费侧”统计的通行做法不同。以2009年为例，总理作的政府工作报告中的GDP数据是33.5万亿元，如果将发改委的报告中的商品零售总量、固定资产投资、净出口这“三驾马车”相加，GDP总量应在36.5万亿元左右，差别有3万亿元之巨。我们认为，有很大的可能，今后中国统计部门为了同国际接轨，也用“消费侧”作为GDP统计基础，这就可能调高GDP总量，使“相对减排”目标变得更易完成。如果我国统计部门真的这样做了，在国际上引起一些歧见似乎是难以避免的。二是CO2排放的统计数据。其实，统计一个国家的CO2排放总量是件难事。目前，国际上公布的各国CO2排放主要是根据政府公布的统计数据做简单计算而得的，它只需三套数据，一是一国化石能源消费总量，二是化石能源内部煤、油、气的比例，三是水泥生产量。在计算时，都用国际统一的排放系数加权获得。深究起来，这样的“统一计算”会使发展中国家的CO2排放高于实际排放。比如同样一吨标准煤用于锅炉燃烧，由于设备先进程度不同，燃烧效率也不同，这一吨标煤的“燃尽程度”也将不同。发展中国家由于设备相对落后，燃料并没有充分燃烧，故一部分“该排的CO2”并没有排进大气中。我国目前的煤炭消费量约为30亿吨，不同地区的煤炭质量不同，折合成标煤时就会有很大的统计误差；再加上这30亿吨煤炭被各种方式所利用，不同方式的燃烧效率差别也很大。因此，如何得到“相对精确”的排放量，就变成一个十分具有挑战性的问题。本文提出这两个问题，并非要说明在证明减排目标完成情况时，存在着一定程度的“统计方式”上的可操作性，而是要说明对与减排有关的问题作深入研究的重要性，获得有公信力的统计数据的重要性。唯其如此，才能避免一些可以避免的国际争议。如何正确理解何院士的“担忧”何祚庥院士认同江泽民同志的观点，即处在工业化前期和中期的国家，能源消费弹性系数一般会大于1，而我国在“相对减排”目标确定以后，此系数将大大小于1（0.6），因此引起他对中国会不会走向“半个”工业化的担忧。笔者认为，对这样的担心，我们应予以充分重视。首先，中国能源消耗的快速增长以及由此带来的碳排放快速增长是由我国正处在“压缩式”发展这一特殊阶段所驱动的，这是一种内在驱