題記：2021年10月24日，北大國發(fā)院舉辦中國經(jīng)濟觀察報告會第58期，嘉賓們就雙碳目標、能源變革等話題進行研討。本文根據(jù)北大國發(fā)院副教授（長聘）、助理院長、北大環(huán)境與能源經(jīng)濟研究中心副主任王敏的演講整理。

我們主要研究基于中國經(jīng)濟展望和發(fā)展規(guī)律下的碳排放和市場化應對政策。今天首先給大家介紹一些關于全球氣候變化的事實。

2021年8月，IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）第六次氣候變化評估報告第一工作組報告發(fā)布。有些內(nèi)容很值得大家關注。比如，目前全球大氣中的二氧化碳濃度達到200萬年內(nèi)的最高水平，地表溫度也達到12萬年內(nèi)的最高水平。如果各國均采取中度積極的減碳措施從而在2050年實現(xiàn)全球“碳達峰”，那么本世紀末全球氣溫將上升2.1-3.5攝氏度。2019年全球二氧化碳排放總量為344億噸，位居前六的經(jīng)濟體分別是中國（98億噸）、美國（50億噸）、歐盟（29億噸）、印度（25億噸）、俄羅斯（16億噸）和日本（11億噸）。中國2019年度的碳排放量約為二三四名碳排放量的總和。從累計數(shù)據(jù)看，1965-2020年中國二氧化碳排放2210億噸，占同期全球累計總排放的17%，僅次于美國同期的2777億噸。上述事實正是習主席2020年提出“雙碳”目標（2030年實現(xiàn)“碳達峰”，2060年實現(xiàn)“碳中和”）的重要背景。

這些數(shù)據(jù)對我們理解“雙碳”目標和了解全球氣候變化問題非常重要。今年是中國雙碳目標的元年，全球經(jīng)濟復蘇再一次帶動能源需求大增，但不少地區(qū)通過暫?！皟筛摺保ǜ吆哪堋⒏吲欧牛╉椖繉徟屠l限電的行政干預方式控制轄區(qū)內(nèi)能源需求和碳排放增長。

為實現(xiàn)雙碳目標，我們首先要對我國未來的經(jīng)濟增長和二氧化碳排放總量趨勢做個判斷。從全球情況來看，與碳排放密切相關的國家，其經(jīng)濟發(fā)展、城市化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化等都有規(guī)律可言。

從理論上講，經(jīng)濟總量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)水平和能源結(jié)構(gòu)這四個因素決定了二氧化碳的排放總量。其中前三個因素是影響能源總需求的主要變量，其關系分別為：經(jīng)濟總量越高，碳排放總量越高；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中工業(yè)GDP占比越高，碳排放總量越高；技術(shù)水平?jīng)Q定了單位產(chǎn)出能耗。最后一個因素，即能源結(jié)構(gòu)決定了滿足能源總量需求時的高碳（黑色）能源與低碳（綠色）能源的比例。

經(jīng)濟總量增長

北大國發(fā)院《中國2049》課題組曾基于增長收斂理論，對我國未來長期經(jīng)濟增長趨勢做過預測研究。

2021-2030年，我國潛在實際GDP年均增長率將為5%，GDP總量至2030年將達到170萬億，約為2020年的1.67倍。

2021-2060年，我國潛在實際GDP年均增長率將為3.5%，GDP總量至2060年將達到420萬億，約為2020年的4.12倍。

過去10年間，由于環(huán)境整治的協(xié)同效應，我國每新增1萬億GDP帶來的二氧化碳排放總量增長從2011年的約0.9億噸左右，下降并穩(wěn)定在近幾年的0.22億噸左右。這也意味著，如果給定其它三個因素不變，只考慮經(jīng)濟總量增長，那么二氧化碳排放總量將從2020年的99億噸大概增長至2030年的114億噸和2060年的169億噸，分別增長15億噸和70億噸。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷

全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷有其自身發(fā)展規(guī)律。

從歷史數(shù)據(jù)來看，當人均GDP達到1.5-2萬PPP（購買力平價）國際美元時，工業(yè)GDP占比將達到40%左右的峰值。美國在上世紀50年代中期、歐盟國家在上世紀60年代中期均達到這一峰值，但在隨后的50年里，這些發(fā)達國家的工業(yè)GDP占比就從40%左右降到15-20%或者25-30%兩個區(qū)間。如日本、德國等工業(yè)強國的工業(yè)GDP占比降至25-30%，而美國、英國、法國等則降至15-20%。因為碳排放主要源于工業(yè)生產(chǎn)，所以分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷規(guī)律對我們研究碳排放至關重要。

過去10年，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了劇烈調(diào)整，工業(yè)GDP占比呈斷崖式下降。2011年，我國人均GDP為1萬PPP國際美元，當時的工業(yè)GDP占比為46.5%；到了2020年，我國的人均GDP為1.6萬PPP國際美元，工業(yè)GDP占比下降至37.8%，即我國的工業(yè)GDP占比在過去10年下降了9個百分點。從其它國家情況來看，美國和歐盟國家的工業(yè)GDP占比從峰值下降同等9個百分點幅度大約經(jīng)過30年，而新晉高收入國家韓國從達到峰值的1991年至今僅下降了5個百分點。

顯然，在過去10年間，除了居民需求、要素價格、生產(chǎn)比較優(yōu)勢等因素變化對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化的影響，去產(chǎn)能、環(huán)境管制等政府強制性行政干預也起了較大作用。10年間工業(yè)GDP比重下降9個百分點這一數(shù)據(jù)，警示我們中國經(jīng)濟可能出現(xiàn)過早去工業(yè)化的傾向。因此未來要謹防繼續(xù)通過強制性行政干預來實現(xiàn)“雙碳”目標。

目前我國的人均GDP水平較低，按名義匯率計算僅為1萬美元。按照我的同事王勛的測算結(jié)果，到2060年我國的人均GDP大概也只能達到美國60%的水平。因此，我們在未來應對“雙碳”目標時，還是要以較低的成本實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展跟低碳目標的有機結(jié)合。

2030年，我國的工業(yè)GDP占比大概會下降5個百分點至33%左右，與當前韓國的水平差不多。這一下降幅度已經(jīng)接近上限，否則會導致過早去工業(yè)化情況發(fā)生。根據(jù)過去幾年的數(shù)據(jù)，我的大概測算是，工業(yè)GDP占比每下降1個百分點能帶動二氧化碳排放下降約0.5億噸，因此到2030年工業(yè)GDP占比下降能帶動的二氧化碳排放下降約為2.5億噸。

再看工業(yè)細分行業(yè)的碳排放情況。2020年，我國碳排放最多的三大行業(yè)是火電、鋼鐵和水泥業(yè)，分別占到全國碳排放量的44%、18%和14%。我國的鋼鐵和水泥產(chǎn)量十分驚人，占全球總量的57%左右，且主要是滿足我們國內(nèi)的需求。其中，鋼鐵產(chǎn)量的64.7%用在了建筑業(yè)，水泥產(chǎn)量則全部用在了建筑業(yè)。因此我國大量的碳排放是源自建筑需求。

建筑需求，顯然是超高速城市化所致。我國人口體量巨大，自改革開放以來城市化率達到人類歷史上前所未有的增長速度。上世紀90年代初，我國的城市化率為26%，而2020年的第七次人口普查數(shù)據(jù)顯示已達到63.8%。我國的城市化率在過去20年增長最快，平均每10年增長14個百分點。基于我國龐大的人口基數(shù)，14個百分點涉及到近2億人口的城市化進程，其對應的建筑需求也自然激增。數(shù)據(jù)顯示，全國房屋施工面積從2000年的6.6億平方米增加至2020年的93億平方米，20年間增加了近15倍，且這還是每年流量而非存量數(shù)據(jù)。因此，我們過去經(jīng)歷的碳排放高速增長，與工業(yè)化、超高速城市化發(fā)展等關系密切。

然而，城市化發(fā)展有其自身規(guī)律。從全球城市化發(fā)展規(guī)律來看，成功實現(xiàn)工業(yè)化的經(jīng)濟體都歷過快速城市化的發(fā)展階段，但是城市化率一旦到達70%~75%的區(qū)間就會進入緩慢增長階段，直至穩(wěn)定在80%左右的水平。給定我國當前的城市化率為63.8%，預測到2030年進入70-75%峰值后，城市化率增速將面臨拐點并下降。這將導致我國屆時對鋼鐵和水泥的整體需求將顯著下降。

鑒于此，我們對2030年實現(xiàn)“碳達峰”應該充滿信心。

技術(shù)升級與替代

我國基于煤炭投入的生產(chǎn)技術(shù)已居國際先進水平。

過去15年，我們每個“五年計劃”都對節(jié)能減排提出了具體目標。到2020年底，全國實現(xiàn)超低排放的燃煤機組已達9.5億千瓦，占煤電總裝機容量的88%。我國重點統(tǒng)計的鋼鐵企業(yè)噸鋼綜合能耗也從2006年的640千克標煤下降到2020年的545千克標煤，不但低于噸鋼678千克標煤的世界平均水平，而且與日本等發(fā)達國家接近。在目前以使用煤炭能源煉鋼的技術(shù)下，大幅度下降能耗的空間已十分有限。我國水泥行業(yè)基本采用的新型干法生產(chǎn)技術(shù)，也達到全球領先水平，減排同樣面臨空間有限。

這意味著，要繼續(xù)擴大能耗下降的空間，只有通過能源投入品的清潔替代。目前，我國能源投入品的替代技術(shù)都有長足發(fā)展。煤電可由天然氣、核電、水電、風電和光伏替代，高爐轉(zhuǎn)爐冶煉鋼可由電爐煉鋼、氫能煉鋼進行一定程度替代，水泥生產(chǎn)過程中的燃料可由工業(yè)垃圾、生物燃料和電力替代。能源替代本質(zhì)上是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型問題。但需要注意的是，受制于替代能源的成本和供給約束，煤炭燃料的清潔替代空間是有上限的。作為儲量豐富、供給可靠、低成本的能源投入品，煤炭不可能、也沒有必要被完全替代。

能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

從2020年我國的能源結(jié)構(gòu)來看，煤炭、石油、天然氣、核電、水電、風電和光伏占一次能源消費總量的56.6%、19.6%、8.2%、2.2%、8.1%、2.8%和1.6%，占總發(fā)電量的63.2%、0.1%、3.2%、4.7%、17%、6%和3.3%?？傮w而言，相比于全球主要經(jīng)濟體，在一次能源消費中，煤炭占比過高，天然氣和核電占比過低。相對低碳的非化石能源約占一次能源總消費的15.7%，這一比例仍有提升空間。

不同能源之間存在可替代性和競爭性。給定能源總需求，不同能源的相對價格決定一國能源結(jié)構(gòu)。而能源價格則由一個國家的資源稟賦和國際供需決定。我國的資源現(xiàn)狀是“缺油少氣”、煤炭儲量極大豐富的，因此煤炭一家獨大的能源結(jié)構(gòu)也是自然規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律發(fā)展的結(jié)果?！半p碳”主要是要減少對煤炭的使用。從美國和歐盟國家經(jīng)驗來看，能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型在短期內(nèi)還需依賴天然氣和核電發(fā)展。目前，我國的核電技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是關于核電技術(shù)一直存在大量非市場或者非安全因素的討論，發(fā)展緩慢。

目前，煤電、天然氣、核電、水電的成本相對固定，尤其是核電的成本隨著安全要求的提升而難以下降。但新能源具有非常強的規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，即新能源裝機規(guī)模越大，成本越低。2010-2020年，全球光伏電站、陸上風電、海上風電和光熱發(fā)電平準化電力成本分別下降85%、56%、48%和68%，且未來十年還將繼續(xù)下降。今年國家已經(jīng)取消了對光伏電站和陸上風電的補貼。預計未來10年，風電和光伏發(fā)電的成本將極有可能低于每度電2毛錢，在發(fā)電端也將具備競爭優(yōu)勢。根據(jù)市場規(guī)律，一旦哪類能源的價格低，這類能源就能在能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)重要地位。

習主席在去年提出“雙碳”目標時，也提出了2030年非化石能源要占比25%的目標，即在當前基礎上增加9.3個百分點。但要實現(xiàn)這一目標有不少挑戰(zhàn)。2010-2020年，我國非化石能源占比共上升約7個百分點，其中核電、水電和風光電分別貢獻了1.56、1.67和4個百分點。要實現(xiàn)增加9.3個百分點的目標，意味著風電和光電要再發(fā)揮更大作用。然而，過去10年，我國的風光電發(fā)展是從零開始，現(xiàn)在的裝機容量已經(jīng)達到很高水平。要在未來10年提高9.3個百分點的非化石能源占比面臨一定挑戰(zhàn)。

2030、2060碳排放展望

基于以上分析，對中國2030年的二氧化碳排放情況，我們的預測如下：

第一，經(jīng)濟總量的增長將增加15億噸二氧化碳排放；

第二，工業(yè)GDP占比下降將減少2.5億噸二氧化碳排放；

第三，非化石能源占比提高到20%或25%后將減少4.8億噸或10.4億噸的二氧化碳排放；

第四，我國2030年的二氧化碳排放總量將為107億噸或101億噸。

再考慮到2016年以來，我國新生人口從1790萬斷崖式下降到2020年的1200萬。2021年新生人口大概率低于1000萬。這就意味著自2021或之后若干年內(nèi)，我國人口總量將進入長期負增長階段。至2030年前后，隨著我國人口總量下降以及城市化率增速下降并趨于零，鋼鐵和水泥行業(yè)產(chǎn)出和二氧化碳排放將顯著下降，能源總需求也將進入緩慢增長階段。

事實上，隨著城市化率增速的發(fā)展變化，歐盟和美國等發(fā)達經(jīng)濟體的能源總消費都經(jīng)歷了從快速增長到緩慢增長、最后負增長的發(fā)展趨勢。歐盟和美國一次能源總消費在1966~1979年間經(jīng)歷年均4.14%和2.94%的高速增長后，隨后分別進入年均0.52%和0.83%的緩慢增長階段，直至在2006年和2007年到達峰值。

中國的能源需求增速在2001-2011年達到9.4%，這期間主要是加入WTO紅利帶來的經(jīng)濟高速增長所致；之后在2012-2020年間下降至2.9%?？紤]到城市化增速與人口總量的下降，我國在2030后的能源需求增速不會高于1%。因此，我國在2030年實現(xiàn)“碳達峰”的外部環(huán)境相對寬松，沒必要運動式地應對“碳達峰”。

在2030年后，在能源總需求低速甚至負增長的趨勢下，依靠風電、光伏、氫能和儲能成本持續(xù)下降所形成的對化石能源的高比例替代、2050年前后碳捕獲、利用與封存技術(shù)的大規(guī)模應用以及農(nóng)林碳匯這三方面的作用，實現(xiàn)2060年“碳中和”目標也是大概率事件。

綜上所述，我們認為，不宜也沒有必要將通過行政干預方式控制能源總需求作為實現(xiàn)“雙碳”目標的手段。事實上，在充分尊重經(jīng)濟發(fā)展和碳排放發(fā)展規(guī)律的前提下，利用市場和價格機制來解決能耗和二氧化碳排放過快增長的問題，是實現(xiàn)“雙碳”目標的更優(yōu)策略。