中国能源转型低碳发展之路

中国能源转型低碳发展之路TaoWang博士和JimWatson博士英国Sussex大学科技政策研究所(SPRU)Sussex能源小组与廷德尔气候变化研究中心第四稿（终稿）,2009年4月22日致谢本研究的情景是中英两国间组织一系列广泛对话的成果。为了本次研究，利益相关方共举行了两次会谈。第一次于2007年9月在北京召开，会谈帮助确定了情景的参量，比如累积排放预算、中国排放的可能转折点以及工业、发电、房屋和交通等关键领域的发展趋势。第二次会谈规模较小，于2008年5月在伦敦召开，测试了情景所采用的方法，审阅了情景故事的草本。我们在此向所有参加了两次会谈并将其宝贵时间和经验贡献给我们的人士，以及所有在不同会议场合向我们提供宝贵意见的同行致谢。此外，还要感谢全体支持我们研究的廷德尔曼彻斯特中心的同事，尤其是AliceBowsandKevinAnderson。感谢MariMartiskainen为我们的最终草本校稿。11.执行摘要过去的三十年间中国经济的持续增长是一项伟大的成就，显著地改善了十亿多人民的生活条件。在1980年到2000年间中国有四亿多人口摆脱了贫困，为消除贫困的全球发展目标做出了巨大贡献。与此同时人均GDP自1981年增加了五倍多（世界银行2004）。伴随着经济高速增长，尽管在1980年到2000年期间中国的能源强度持续下降，中国的能源需求仍然取得了大幅增长。随着2000年以来中国经济的重工业化以及城市化进程的深化，中国能源需求急剧增加，与此同时能源强度的持续下降趋势也在2003年到2005年间出现了逆转。由于能源需求的大幅度增加以及煤炭在其中所占的巨大比重，自2006年起中国已成为世界上最大的二氧化碳排放国。国际上已取得了广泛的共识，那便是：一个没有中国和美国参与的后京都国际气候变化协议框架将不会取得任何实质效果。但这样一个国际气候变化协议框架必须充分保障中国和其他发展中国家的发展权利。除了国际上要求中国削减二氧化碳排放的呼声之外，中国近年能源需求的增长也导致了其在在能源供应，环境污染和社会稳定问题上日益加重的压力。这带出了一个根本的问题：中国的发展道路究竟能否摆脱碳排放的增加？换句话说，中国能否在当前气候科学认为所必需的严格的全球排放限制下实现发展？作为英国廷德尔气候变化研究中心资助的一个三年研究项目的结果，这份报告对上述问题的答案进行了探索。这项情景分析研究探索了中国为实现特定气候变化目标可能采取的潜在的碳排放路径–以及中国如何减缓碳排放的增加，并最终实现碳排放的下降。研究也详细分析了实现这种排放路径中国所需要的经济和社会变化，以及需要什么样的政策和技术来改变中国的能源体系。报告中为中国设定的目标是一个中国在21世纪的累计碳排放预算，源自将二氧化碳浓度水平维持在450ppm的全球目标。根据政府间气候变化专门委员会最新的评估，这个目标意味着世界将有很大的可能避免最恶劣的气候变化影响。这份报告分析了基于两种不同的分配方法的四个情景，即相同的人均排放和相同的GDP能源强度.。全球在21世纪的累计碳排放总预算为4900亿吨碳，其中中国在21世纪的累计排放预算在第一种分配方法下为700亿吨碳，第二种方法下为1110亿吨碳。当与不同的碳排放中期路径相结合后，这些预算意味着中国需要在2020到2030年之间达到碳排放峰值，然后开始下降。我们的研究显示尽早开始减缓排放增加并在2020年前后到达峰值会更好，因为这将留下更多的碳排放预算给剩下的时间以实现比较平缓的减排。但其不利条件在于中国将需要更快的在经济与能源体系中推进具有深远影响的改革。报告分析的四个情景各自不同，但大致区别于它们在两个关键问题上的不同特征：鼓励创新与如何对待社会不平等。这项报告并不试图为中国选择特定的碳预算–或各种可能的发展道路。报告分析的情景是用来指出一些发展的可能，以及要将他们付诸实践会对投资，经济结构和中国的政策可能产生的影响。因此，这项报告并没有决定哪个是更让人期待的情景。情景分析的结果显示，到2050年中国的经济规模将是现在的8-13倍。在所有情景中经济都将以服务业为主导，与现在的发达国家类似。工业规模与结构在各个情景中有所不同。2050年的初级能源需求总量在各个情景中有较大区别，从比2005仅高15%到2翻一倍不等。因此，中国经济的能源强度到2050年将比现在显著减少76-87%左右，而碳排放强度更是需要削减至只有2005年水平的4-7%。中国的碳排放到2020年将比2005年高24%到72%。但在碳排放随后将在2050年削减到比2005年低15%到70%。交通部门将是所有部门中能源需求增长最快的。而生活和工业部门的能源需求是中国在未来几十年内实现转型的关键。报告对不同情景下实现转型的道路以及不同的未来勾划都有详细的阐述。摘要总结了情景分析的一些主要成果以及由此对中国和国际决策者所提出的一些政策建议。主要结论有：1.在中国将经济发展与碳排放增长脱钩具有挑战性，但也是可以实现的，并且有不只一种道路来实现。本研究的四个情景演示了在碳排放约束下实现中国可持续发展的不同道路。但不同的选择体现了在政府决策、基础建设和社会偏好的不同优先度。2.四个情景都证明了尽可能早地进行减排和达到碳排放峰值至关重要。开始越晚，遵守碳排放预算的难度就越大，而峰值之后中国所必需的减排也越急剧。并且，较晚的峰值通常伴随着更陡峭的减排曲线，因而比较平缓的减排更难以实现。即使如情景S4中，中国拥有将近全球累计碳排放四分之一的预算，较晚的排放峰值和到2030年前的高排放轨迹使遵守碳预算成为了一项艰巨的任务。我们的分析清楚地显示了2040年达到排放峰值将太晚，而2010年又不太现实。因此中国的碳排放在2020年至2030年间达到峰值并随后下降将是中国全力支持稳定气候全球行动的最现实的贡献。3.中国的低碳发展关键在于经济与产业结构迅速而成功地实现向更加均衡的服务经济和高科技高附加值产业的转变。中国决策者希望能让中国摆脱最近的能源密集型的发展道路，因此这种转变也符合他们最近宣布的一系列政策。在情景S2中这种转变比在情景S4中更成功而且更迅速，经济增长也更快、更可持续和更抗风险。而情景四则描述了一个这种转变相对不成功且缓慢的经济，尽管其能源需求与碳预算与情景S2一样。4.能源效率是另一个在所有四个情景中都重要的因素，尽管情景之间的具体挑战有所不同。虽然目前最显著的能效提高潜力在工业部门，但要实现情景中的能效水平，则需要尽早注重对正快速发展的生活和交通部门的能效提高。我们现在还来得及来预防这两个部门中可能会广泛出现的碳锁定效应。5.可再生能源在替代化石能源和满足未来能源需求增长方面拥有巨大的潜力。如果能有合适的政策支持以实现可再生能源的快速发展和大规模应用，可再生能源可以满足中国2050年总能源需求的40%及电力需求的60%以上。届时，中国的风力和太阳能发电装机容量将分别超过现在中国火力发电装机量和总发电装机量。大规模的可再生能源组合将显著的增强能源安全，如避免化石燃料价格的大幅波动。包括大量可再生能源的能源系统的稳定性是一个严重的问题，但可以通过更智能的电网来管理。数量庞大的电动汽车在一些情景中也可以用来帮助调节电力供需平衡。36.在所有四个情景中，碳捕捉与储存技术（CCS）对其中的三个情景遵守碳预算起到了不同程度的重要作用。我们假设CCS在2030年以后才开始在中国得到大规模的应用，并在某些情景中快速的应用以实现电力系统的去碳化。到2050年，CCS在情景S3和S4中将必须被应用到80-90%的火力发电装机中。这意味着中国的CCS示范项目必须得到国际范围内的帮助。7.核能将在中国的低碳未来中将占有一席之地，但在我们的情景中不及可再生能源那样至关重要。但是在一个拥有宏伟的核电发展计划的情景中，中国将以法国核电历史上最快速度的三倍修建核电站。在这个情景中，中国的核电装机将在2050年达到法国现在核电装机总量的7倍。即便如此，核电也只能贡献上网发电量的30%和总能源需求的12%。核电安全和核燃料供应将会限制其进一步的发展。8.实现向低碳发展的转型并不只是技术上的选择。和其他国家一样，社会选择和生活方式与行为模式上潜在的碳锁定效应将对未来的低碳发展道路产生显著的影响。对于中国这样一个正在形成庞大且有影响力的新兴中产阶级的国家来说，鼓励绿色的生活方式和低碳的消费行为将对更多沿着这条发展道路前行的人们起到很好的榜样作用。这是中国未来发展非常重要的一个方面，需要与低碳投资，制度改革和政策激励一起受到关注。尽管这个情景分析的重点在于中国将来的碳排放路径，这些情景中的经济与社会转型的影响却远远不止于碳排放。这份报告的后部分从能源和其他资源的可利用性、对水和土地资源的影响、以及对能源安全的影响等方面讨论了这些转型的效果。报告指出了如果没有仔细考虑，有些影响将可能产生非常严重的影响。比如，中国交通领域的生物燃料需求将不可能通过现有的第一代技术实现。这需要通过对土地要求小得多并更可持续的第二代或第三代生物燃料才能实现。最后，报告讨论了该情景分析所描绘的中国低碳发展之路的政策涵义。所有的四个低碳发展情景都是很有挑战性的宏伟蓝图，因而需要全面的气候变化和能源战略来实现。这些战略也必须将中国正在进行的关于重新平衡经济发展结构的政策讨论纳入其中。通过这样的战略，中国将能够抓住现在经济危机下广泛讨论的“绿色机遇”。低碳发展不止是应用低碳技术与措施。这也是中国在最近比较成功的风电和电动汽车案例上认识到的一个机遇：即通过建立低碳产业与新制度来促进所需要的低碳创新。国际间技术与资金的合作也将扮演重要的角色，同时也是后京都国际气候变化框架协议的重要内容。在这个框架协议下，发达国家必须履行他们一再承诺过的对像中国这样的发展中国家提供技术与资金支持。没有这些支持，中国将很可能难以像所需要的那样迅速的实现向低碳发展道路转型。2．介绍中国经济在过去二十年间正以将近10%的GDP增长率飞速发展，与此同时，尽管中国政府在1980年到2000年间采取了一系列降低能耗的措施，经济发展还是造成了能源需求的迅猛增长。2000年以来钢铁等重工业的发展更是导致中国的能源需求和能源强度在2003年到2005年间大幅飙升。目前煤炭在中国能源结构中的比重略有下降，但仍4占主导地位，支持着中国大部分电力。2008年中国的发电能力达8000亿瓦，其中四分之三来自于煤炭发电。石油进口量也激增，自2000年国内石油开发日趋成熟以来，进口石油占全部石油消耗的比重已自当年的29%涨至50%以上。天然气需求不断增长，远远超过其供应能力。以上趋势带来了一系列紧迫挑战。保证能源安全支持可持续发展是中国政府工作的重中之重。此外，经济发展和能源消耗造成的环境影响也越来越受到关注，包括严重的沙漠化、空气污染、水污染和中国在气候变化等全球性环境问题中日益上升的比重等。中国目前是全球最大的二氧化碳（二氧化碳）排放国。二氧化碳作为温室气体（GHG）1的主要组成部分，中国的排放量在2000年到2005年间增长了50%。同时，面对气候变化影响,中国也显得异常脆弱。中国政府意识到面对的众多挑战，已采取多种措施、制定各项目标，希望可以降低中国对化石燃料尤其是煤炭的依赖性，减缓经济快速发展造成的影响。但是目前还未真正看见这些措施所带来的成果，而且它们最多也只是解决中国环境问题和全球气候变化应对过程的起步。在此背景下，本报告展示了英国廷德尔气候变化研究中心（TyndallCentreforClimateChangeResearch）历时三年研究所取得的项目成果。该研究项目旨在评估中国替代能源的前景和不影响增长前提下二氧化碳的可能减排量。研究的关键问题之一在于中国能否避免出现目前绝大多数发达国家正面对的“碳锁定”问题，比如难以改变的碳密集性电力系统、基础设施和社会经济结构。该项目对中国未来能源趋势和碳减排情况的各种情景进行分析，为中国和英国的政策制定提供依据。报告接下来一部分（第三部分）就中国的能源系统、其近期发展和当前政策进行了相关背景介绍。第四部分和第五部分介绍了21世纪中国在全球碳