文/王錚 劉曉 黃蕊 劉慧雅 翟石艷

1中國(guó)科學(xué)院科技政策與管理科學(xué)研究所北京100190

2華東師范大學(xué)上海200241

3湖南社會(huì)科學(xué)院長(zhǎng)沙410003

平穩(wěn)增長(zhǎng)條件下中國(guó)各省市自治區(qū)的排放需求估算*

文/王錚1，2劉曉3黃蕊2劉慧雅2翟石艷2

1中國(guó)科學(xué)院科技政策與管理科學(xué)研究所北京100190

2華東師范大學(xué)上海200241

3湖南社會(huì)科學(xué)院長(zhǎng)沙410003

文章運(yùn)用碳排放經(jīng)濟(jì)動(dòng)力學(xué)模型，分析了中國(guó)各省市自治區(qū)2009—2050年的能源碳排放需求量和減排可能性。結(jié)果表明：（1）我國(guó)大多數(shù)地區(qū)節(jié)能減排處在良性發(fā)展階段，我國(guó)的哥本哈根承諾在發(fā)展低碳技術(shù)的前提下可以滿足；（2）2020年以前，按照平穩(wěn)增長(zhǎng)要求，我國(guó)西部地區(qū)不可能達(dá)到減排40%—45%的平均減排目標(biāo)，因此東部地區(qū)在未來的減排過程中需要承擔(dān)更多責(zé)任；（3）以上海為代表的傳統(tǒng)工業(yè)省區(qū)，以及經(jīng)濟(jì)正在起飛的中部省區(qū)，不宜大規(guī)模降低能源消費(fèi)，因此需加大對(duì)這些地區(qū)的產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)進(jìn)步投資和能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，以降低碳排放；（4）經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部省區(qū)內(nèi)蒙古、寧夏、青海、貴州及云南地區(qū)，節(jié)能減排壓力大，需重點(diǎn)加快技術(shù)進(jìn)步投資和改進(jìn)生產(chǎn)模式，以保障實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的平穩(wěn)增長(zhǎng)。

碳排放需求量，碳排放配額，能源強(qiáng)度，碳排放高峰，中國(guó)大陸

DOI 10.3969/j.issn.1000-3045.2013.01.010

1 引言

2009年哥本哈根全球氣候變化大會(huì)上，中國(guó)政府向世界承諾，到2020年，中國(guó)碳排放強(qiáng)度將比2005年降低40%—45%，實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)需要根據(jù)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)際需要。然而，受各省市自治區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、技術(shù)條件和能源結(jié)構(gòu)差異影響，各省市自治區(qū)可以實(shí)現(xiàn)的減排能力和實(shí)際需要也存在差異，到2020年中國(guó)能否實(shí)現(xiàn)哥本哈根承諾？

針對(duì)此問題，國(guó)內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了研究。梁朝暉（2009）利用上海市1995—2005年的歷史數(shù)據(jù)，構(gòu)建上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)總量、人口和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系式，測(cè)算出上海市各主要年份的碳排放總量，分析上海碳排放總量、人均碳排放和碳排放強(qiáng)度的演變趨勢(shì)[1]。王錚、翟石艷等人（2010）研究了河南省碳排放的歷史特征與趨勢(shì)[2]，劉繼森、顏雯晶（2010），翟石艷、王錚等人（2011），研究了廣東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的關(guān)系[3,4]，劉慧雅、王錚等人（2011）研究了云南的排放趨勢(shì)和減排能力[5]，劉曉、熊文等人研究了湖南省在平穩(wěn)增長(zhǎng)條件下的碳排放需求[6]。

為使“十二五”期間各省市自治區(qū)能合理負(fù)擔(dān)其減排任務(wù)，需要全面估計(jì)其未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展允許的減排量，以確定合理的減排目標(biāo)。當(dāng)前部分文獻(xiàn)以設(shè)定技術(shù)進(jìn)步率來推算未來的碳排放，該方法既不討論需求，也回避了供應(yīng)。如果僅從實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)看，強(qiáng)制性壓縮耗能產(chǎn)業(yè)就可達(dá)到目標(biāo)，但該行為可能會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不平穩(wěn)，引發(fā)經(jīng)濟(jì)危機(jī)。特別是經(jīng)歷了2008年以來的經(jīng)濟(jì)危機(jī)沖擊，我們必須認(rèn)識(shí)到碳減排不能在經(jīng)濟(jì)危機(jī)中“火上澆油”，因此，必須考慮經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)條件下的減排。對(duì)于該問題，王錚、朱永彬等人給出一個(gè)保障區(qū)域社會(huì)福利累積最大化的平穩(wěn)增長(zhǎng)路線的計(jì)算模型[7,8]，即在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論中所謂的“黃金增長(zhǎng)”中實(shí)行減排[9]，這是正常經(jīng)濟(jì)追求的過程。把該方法應(yīng)用到省區(qū)碳排放研究中，由保障經(jīng)濟(jì)最優(yōu)的平穩(wěn)增長(zhǎng)的條件，確定其合理的碳減排目標(biāo)，并與我國(guó)的哥本哈根承諾比較。因此，在經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)條件下，分析各省市自治區(qū)的碳排放強(qiáng)度到2020年能否實(shí)現(xiàn)比2005年減少40%—45%是本文的焦點(diǎn)?？赡苡腥速|(zhì)疑，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不可能保持在平穩(wěn)增長(zhǎng)軌道上，所以由此不能估計(jì)未來的碳排放。這個(gè)想法是對(duì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的理解不足。平穩(wěn)增長(zhǎng)作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)路線，是人類追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種期望表現(xiàn)，當(dāng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不平穩(wěn)，經(jīng)濟(jì)過程主導(dǎo)或者被動(dòng)地必然調(diào)節(jié)到平穩(wěn)軌道上，只有在平穩(wěn)軌道的經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，是可能出現(xiàn)的。相反，平穩(wěn)增長(zhǎng)軌道上的碳排放需求，才是我們應(yīng)該實(shí)現(xiàn)和可以實(shí)現(xiàn)的碳減排目標(biāo)。當(dāng)然，平穩(wěn)增長(zhǎng)的路徑很多，國(guó)家、政府的目標(biāo)應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)規(guī)定減排目標(biāo)下的最優(yōu)的平穩(wěn)增長(zhǎng)，即黃金增長(zhǎng)。這里平穩(wěn)是必要的，試想，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)不平穩(wěn)，蘊(yùn)含經(jīng)濟(jì)危機(jī)，我們一定會(huì)首先致力于本國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，減排二氧化碳的努力可能停止。最優(yōu)則是人們的理想追求，這也導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)過程在追蹤黃金增長(zhǎng)。黃金增長(zhǎng)條件下的碳排放趨勢(shì)是最可能出現(xiàn)的趨勢(shì)。

本文采用的模型與方法，基于朱永彬、王錚[7,8]的研究，其模型與方法見附錄，基本路線圖如圖1所示。

圖1碳排放需求量計(jì)算流程圖（據(jù)文獻(xiàn)[11]）

圖1 中，按照經(jīng)濟(jì)動(dòng)力學(xué)原理，給出了計(jì)算區(qū)域能源消耗量和碳排放需求量的路線圖。這首先需要計(jì)算出經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)下的各省市自治區(qū)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)增長(zhǎng)率，繼而得出各年的GDP和能源消費(fèi)量，再根據(jù)未來各年的能源結(jié)構(gòu)和分品種能源碳排放系數(shù)，得到未來若干年的碳排放需求量。具體的模型和計(jì)算結(jié)果，在附錄中給出。

2 各省市自治區(qū)的能源強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率

據(jù)圖1，需獲得黃金增長(zhǎng)率（最優(yōu)平穩(wěn)增長(zhǎng)率）、能源強(qiáng)度才能計(jì)算各省市自治區(qū)的碳排放需求量，根據(jù)能源強(qiáng)度的下降速率計(jì)算得到能源強(qiáng)度，根據(jù)附錄中式（1）計(jì)算獲得最優(yōu)平穩(wěn)增長(zhǎng)率。根據(jù)式（1）和式（3）計(jì)算得到中國(guó)各省市自治區(qū)至2050年的最優(yōu)平穩(wěn)增長(zhǎng)率和相應(yīng)技術(shù)進(jìn)步可實(shí)現(xiàn)的能源強(qiáng)度，如表1所示。

從表1可以看出，目前，我國(guó)直轄市以及東部大部分省份能源強(qiáng)度都較小，其中海南省的能源強(qiáng)度最??；河北省、遼寧省能源強(qiáng)度相對(duì)較大；中部地區(qū)除了能源強(qiáng)度較大的山西省、吉林省外，大部分省份的能源強(qiáng)度都比較接近；而西部地區(qū)的能源強(qiáng)度除了甘肅省、廣西自治區(qū)，四川省相對(duì)較小外，其他省份相對(duì)直轄市以及東部地區(qū)來說其值都普遍偏大。其中貴州省、青海省、內(nèi)蒙古自治區(qū)的能源強(qiáng)度排在全國(guó)前三位。因此，未來需進(jìn)一步加大對(duì)西部地區(qū)節(jié)能減排技術(shù)的投入，降低其能源強(qiáng)度。

從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率看，一方面，全國(guó)各地區(qū)黃金增長(zhǎng)率均有下降，這符合經(jīng)濟(jì)學(xué)原理，也意味著我國(guó)碳排放不可能持續(xù)增長(zhǎng)。另一方面，至2030年直轄市和西部地區(qū)黃金增長(zhǎng)率下降到6%，而東部和中部地區(qū)則保持較高增長(zhǎng)率，這意味著中東部各省市自治區(qū)在未來20年間絕不可忽視減排問題。待2030年后增長(zhǎng)率普遍下降后，減排壓力才有所趨緩。

值得注意的是西部地區(qū)能源強(qiáng)度較大，單位GDP能耗大，發(fā)展需求也很強(qiáng)烈。在國(guó)家層面上需警惕由于耗能企業(yè)向西部地區(qū)遷移而帶來西部省區(qū)減排任務(wù)的額外壓力。

表1 2010—2050年中國(guó)各省市自治區(qū)能源強(qiáng)度與黃金增長(zhǎng)率

3 2020年前碳排放需求分析

對(duì)于中國(guó)承諾在2020年前實(shí)現(xiàn)碳排放強(qiáng)度下降40%—45%的減排目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)，中國(guó)各省市自治區(qū)在2020年前的碳排放需求是否能夠滿足，成為一個(gè)突出的問題。表2給出碳排放總量及在黃金增長(zhǎng)準(zhǔn)則下，以2005年的能源強(qiáng)度、碳排放強(qiáng)度為基準(zhǔn)，至2015、2020年各省市自治區(qū)能源強(qiáng)度、碳排放強(qiáng)度的可下降水平（未包括我國(guó)各省市自治區(qū)可能增加的碳匯能力）。其中，能源強(qiáng)度是經(jīng)濟(jì)總量與能源消費(fèi)量的比值，碳排放強(qiáng)度是經(jīng)濟(jì)總量與碳排放需求量的比值。

通過對(duì)碳排放需求強(qiáng)度的計(jì)算，到“十二五”結(jié)束，中國(guó)的碳排放強(qiáng)度可以比2005年降低約41.57%，到2020年，中國(guó)碳排放強(qiáng)度可以降低52.75%，但這僅是最優(yōu)增長(zhǎng)軌道上的理論數(shù)據(jù)，實(shí)際情況可能比這個(gè)值低。同時(shí)可以看到，我國(guó)西部省區(qū)將面臨較大的減排壓力，其中，青海、貴州、云南和廣西均達(dá)不到減排40%的目標(biāo)，內(nèi)蒙古、新疆、寧夏達(dá)不到減排45%的目標(biāo)。在表2給出的數(shù)據(jù)中，從能源強(qiáng)度下降幅度看，至2020年，能源強(qiáng)度下降幅度最大的省區(qū)將是江蘇（下降76.52%），其次為海南（下降70.88%）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，至2020年，中國(guó)各直轄市、東部以及中部各省區(qū)的能源強(qiáng)度下降幅度均可達(dá)45%以上，而西部除重慶、四川、陜西以外，其余省區(qū)的能源強(qiáng)度下降幅度均小于45%，其中青海下降幅度最小，為17.76%，而陜西能源強(qiáng)度下降幅度也僅在45%左右。從能源消耗降低看，中國(guó)西部地區(qū)面臨著巨大壓力。

表2 中國(guó)各省市自治區(qū)碳排放需求量可能的能源強(qiáng)度下降程度

從表2可以看出，碳排放需求強(qiáng)度下降最大的仍然是江蘇，而能源強(qiáng)度下降較少的上海、河南的碳排放幅度下降較多，這是因?yàn)槠洚a(chǎn)業(yè)慣性大的結(jié)果。相比碳排放強(qiáng)度與能源強(qiáng)度下降水平，有19省區(qū)的碳排放強(qiáng)度可下降水平比能源強(qiáng)度可下降水平要大，這是能源替代使能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化的結(jié)果。此數(shù)據(jù)大多呈現(xiàn)于中西部地區(qū)，這說明中國(guó)中西部正在發(fā)生能源替代。盡管東部、中部地區(qū)下降較快，但是中部與東部同樣存在一些減排能力低的省市自治區(qū)。如，東部的浙江、福建等地，中部的湖南、湖北等地，由于缺少能源替代條件，減少碳排放幾乎全靠能源強(qiáng)度下降。因此，這些省區(qū)要更加注重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，以及新能源的利用。

盡管中國(guó)能源強(qiáng)度趨于下降，但由于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率較高，各個(gè)省市自治區(qū)在2020年前碳排放需求量仍然持續(xù)增長(zhǎng)。其中山西、河北、浙江碳排放需求量增長(zhǎng)最多，增長(zhǎng)率最大，其次遼寧、山東、廣東的增長(zhǎng)量也較多。計(jì)算表明，在保障能源需求和節(jié)能減排的壓力下，這些地區(qū)任務(wù)更重。在所有省市自治區(qū)中，碳排放增長(zhǎng)率出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的是江蘇，與2005年相比，到2020年江蘇省的能源碳排放需求量降低了12.02MtC，作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快的地區(qū)，江蘇的經(jīng)驗(yàn)值得總結(jié)推廣。

為了宏觀觀測(cè)各個(gè)省市自治區(qū)在“十二五”期間碳排量與能源強(qiáng)度的變化及差距，我們對(duì)2015年、2020年各省市自治區(qū)的碳排放需求量、能源強(qiáng)度做了對(duì)比分析，如圖2所示。

圖2中國(guó)各省2015、2020年碳排放需求量及能源強(qiáng)度

圖2 表明，2020年能源碳排放強(qiáng)度居于首位的是寧夏，其值達(dá)到2.3 toe/萬元，其次為貴州1.8 toe/萬元，青海1.7 toe/萬元等，這些地區(qū)主要位于經(jīng)濟(jì)總量較小、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，因此適當(dāng)降低其減排標(biāo)準(zhǔn)，是可行的，因而能源強(qiáng)度排名最后的江蘇僅為0.177 toe/萬元，幾乎是寧夏的1/12，其次是海南（0.196 toe/萬元）、福建（0.23 toe/萬元）等省，西部地區(qū)大力推廣經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的東部地區(qū)技術(shù)，減排量將較大。是否會(huì)對(duì)未來投資方向有所影響，有待進(jìn)一步研究，但技術(shù)上投資這種地區(qū)，可能引起區(qū)域公平的雙贏。

從圖2可以看出，能源強(qiáng)度低的省區(qū)，其能源碳排放需求量普遍偏低，寧夏2015年碳排放需求量?jī)H為24.92MtC，2020年為32.02MtC，而青海在全國(guó)所有省區(qū)中僅次于碳排放需求量最低的海南。但在經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的一些省區(qū)，能源強(qiáng)度相對(duì)較低，能源碳排放需求量卻較高。如山東2015、2020年的能源強(qiáng)度分別低于全國(guó)平均能源強(qiáng)度水平0.82 toe/萬元、0.68toe/萬元，碳排放需求量卻居全國(guó)各省份之首。這是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡的結(jié)果。通過兩端對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，雖然能源碳排放需求量與經(jīng)濟(jì)以及工業(yè)化程度相關(guān)，但能源碳排放強(qiáng)度卻與碳排放需求量，與經(jīng)濟(jì)總量關(guān)系不大。經(jīng)濟(jì)發(fā)展好，工業(yè)程度高的省區(qū)其能源碳排放需求量也相對(duì)較高，但能源碳排放強(qiáng)度反而低，這與經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)能源技術(shù)水平較高有關(guān)系。因此排除政策等其他因素外，在同樣的擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的條件下，對(duì)東、西兩地進(jìn)行投資，投資東部的收益要高于西部地區(qū)。在技術(shù)進(jìn)步問題上，減排關(guān)鍵在于低碳技術(shù)的突破。這也就意味著中國(guó)可以實(shí)行區(qū)域碳配額，通過碳配額，讓發(fā)達(dá)地區(qū)向落后地區(qū)購(gòu)買碳指標(biāo)，保障經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也讓落后地區(qū)得到實(shí)惠。

4 各省市自治區(qū)的人均碳排放需求

以表1的計(jì)算為基礎(chǔ)，我們通過碳排放動(dòng)力模型獲得全國(guó)各省市自治區(qū)碳排放需求量，通過邏輯斯蒂模型獲得全國(guó)各省市自治區(qū)人口數(shù)量，最終獲得全國(guó)人均碳排放需求量。進(jìn)而計(jì)算出各省市自治區(qū)碳排放需求量的高峰和人均碳排放高峰。在圖3中我們給出了各省市自治區(qū)人均碳排放高峰出現(xiàn)的年份和出現(xiàn)碳排放高峰年時(shí)相應(yīng)省市自治區(qū)的人均碳排放值。從圖3容易看出我國(guó)大多數(shù)省區(qū)在2030年前出現(xiàn)人均碳排放高峰，但是作為工業(yè)化基地的上海、天津、遼寧以及我國(guó)的能源基地寧夏、內(nèi)蒙古、山西等地卻出現(xiàn)得較晚。

圖3 人均碳排放最高年份及其人均碳排放需求量

人均碳排放高于全國(guó)其他省份的是內(nèi)蒙古、山西和寧夏，這三個(gè)省區(qū)作為能源基地地區(qū)，能源供應(yīng)充分，從表1可以看出，其能源強(qiáng)度較高，這可能是不注意節(jié)能引起的。因此，它們的能源使用技術(shù)水平有待改變，附錄表A1計(jì)算表明，內(nèi)蒙古、寧夏的技術(shù)進(jìn)步速度較低，如果提高技術(shù)進(jìn)步水平，是可能改變它們的碳排放強(qiáng)度的。山西的能源技術(shù)進(jìn)步速度并不落后，這意味著山西需要更多地改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。而上海，天津和遼寧三個(gè)工業(yè)化基地的人均碳排放需求量都較大，反映出，作為我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)的區(qū)域，需要一定的人均碳排放。注意到這三個(gè)地區(qū)技術(shù)進(jìn)步速度并不明顯低，人們可能認(rèn)為，轉(zhuǎn)變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有助于這三個(gè)省市的碳排放降低，其實(shí)不然，作為工業(yè)基地，這些地區(qū)必須保持必要的制造業(yè)成分。因此這些地區(qū)的關(guān)鍵問題是加快能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

5 結(jié)論

本文通過建模分析，得到了中國(guó)各省市自治區(qū)未來碳排放趨勢(shì)的估計(jì)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）我國(guó)大多數(shù)地區(qū)節(jié)能減排處在良性發(fā)展階段，我國(guó)節(jié)能減排在發(fā)展低碳技術(shù)的條件下形勢(shì)是良好的；

（2）2020年前，中國(guó)西部地區(qū)因經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，不宜要求其達(dá)到減排40%—45%的平均減排目標(biāo)，東部地區(qū)在未來的減排過程中需承擔(dān)更多的責(zé)任；

（3）以上海、遼寧為代表的工業(yè)基地省區(qū)，以及經(jīng)濟(jì)正在起飛的中部地區(qū)，碳排放需求高，其節(jié)能減排形勢(shì)不容樂觀，下一階段應(yīng)加大這些地區(qū)的技術(shù)進(jìn)步投資和非碳能源發(fā)展；

（4）需要特別強(qiáng)調(diào)的是，在特定的技術(shù)進(jìn)步條件下，如果保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)，并且能源強(qiáng)度下降速率保持不變，那么明顯偏離本文計(jì)算所得的減排計(jì)劃目標(biāo)數(shù)據(jù)，在經(jīng)濟(jì)上是不安全的。有關(guān)部門應(yīng)該重視。

1梁朝暉.上海市碳排放的歷史特征與遠(yuǎn)期趨勢(shì)分析.上海經(jīng)濟(jì)研究，2009(7)：79-87.

2王錚，翟石艷，馬曉哲.河南省能源消費(fèi)碳排放的歷史特征及趨勢(shì)預(yù)測(cè).地域研究與開發(fā)，2010，29（6）：69-74.

3劉繼森，顏雯晶.廣東省經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳排放的關(guān)系研究.廣東對(duì)外語外經(jīng)大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，（2）：19-21.

4翟石艷，王錚等.區(qū)域碳排放量的計(jì)算：以廣東省為例.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，22(6):1 543-1 551.

5劉慧雅，王錚，馬曉哲.排放與森林碳匯作用下云南省碳凈排放量估計(jì).生態(tài)學(xué)報(bào)，2011，31（5）:4 405-4 414．

6劉曉，熊文等.經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)下的湖南省能源消費(fèi)量碳排放量預(yù)測(cè).熱帶地理，31（3）：310-315.

7朱永彬,王錚.基于經(jīng)濟(jì)模擬的中國(guó)能源消費(fèi)與碳排放高峰預(yù)測(cè).地理學(xué)報(bào).2009,64(8):935-944.

8王錚,朱永彬等.最優(yōu)增長(zhǎng)路徑下的中國(guó)碳排放估計(jì).地理學(xué)報(bào),2010,65(12):1 559-1 568.

9 Barro R J,Sala I Martin.Econonimc Growth.Cambridge:MIT Press,2004.

10 Auffhammer M,Carson R T.Forecasting the path of China's CO2emissions using province-level information. J.Environ.Econom.Management,2008,55:229-247.

11 Goldsmith R W.APerpetual Inventory of National Wealth.In:Goldsmith R W.Studies in Income and Wealth.New York:National Bureau of Economic Research,1951.

12張軍，吳桂英等.中國(guó)省際物質(zhì)資本存量估算:1952-2000.經(jīng)濟(jì)研究,2004,(10):35-44.

附錄

A.1模型

從圖1可以看出，本文選擇了從宏觀角度估測(cè)碳排放需求，這與從產(chǎn)業(yè)部門開始，自下而上對(duì)碳排放的估計(jì)互相補(bǔ)充。在自下而上的方法中，人們可以估計(jì)各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的碳排放，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度分析減排。本文采用的模型中，碳排放需求是從宏觀經(jīng)濟(jì)角度估計(jì)，主要從經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、人口增長(zhǎng)率等宏觀經(jīng)濟(jì)變量和經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的角度認(rèn)識(shí)問題。這種經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)宏觀路線的選取，可以保障在確定減排目標(biāo)時(shí)，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)運(yùn)行在平穩(wěn)增長(zhǎng)軌道上，而技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析由于避開了宏觀經(jīng)濟(jì)問題，不能保證平穩(wěn)增長(zhǎng)。換言之，本文試圖發(fā)現(xiàn)中國(guó)各省市自治區(qū)在經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)的情景下的減排路徑，給出了總體的控制路線，然后可以有具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析落實(shí)。誠(chéng)然，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)總是會(huì)偏離平穩(wěn)軌道，本文計(jì)算得到的碳排放需求量不可能與未來實(shí)際需求量完全一致。然而，人類總是力圖保持經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)，而且追求在平穩(wěn)上的最優(yōu)增長(zhǎng)，因此本文采用“黃金增長(zhǎng)”是最可取（最可能）的。

根據(jù)經(jīng)濟(jì)動(dòng)力學(xué)和最優(yōu)控制理論，朱永彬、王錚等人（2009）得出能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)保持平穩(wěn)持續(xù)增長(zhǎng)的最優(yōu)增長(zhǎng)率為[8]：

（1）

其中，為能源強(qiáng)度；、、分別為基年的人口數(shù)據(jù)、人口增長(zhǎng)率以及勞動(dòng)參與率；,為效用函數(shù)中的參數(shù)；為折舊后剩余比例；為能源綜合成本；和為初始全要素生產(chǎn)率水平及其增長(zhǎng)率；與分別為資本與勞動(dòng)力的產(chǎn)出彈性。在這個(gè)模型中，最優(yōu)是指社會(huì)成員的目標(biāo)是未來消費(fèi)所帶來效用的現(xiàn)值最大，它定義為

（2）

其中，為社會(huì)消費(fèi)總量，是風(fēng)險(xiǎn)厭惡系數(shù)（也即消費(fèi)的跨時(shí)替代彈性），為時(shí)間偏好率。通過該模型可以得到，本文對(duì)中國(guó)未來碳排放需求的估計(jì)，也是中國(guó)未來在最優(yōu)平穩(wěn)增長(zhǎng)條件下的預(yù)測(cè)，該計(jì)算是動(dòng)力學(xué)分析的結(jié)果，其關(guān)注的是未來的保障平穩(wěn)增長(zhǎng)發(fā)展需求，而不是趨勢(shì)數(shù)據(jù)，這與Auffhammer,Carson（2008）用統(tǒng)計(jì)方法得到中國(guó)未來的碳排放預(yù)測(cè)[10]在方法和思想上均不同，這種統(tǒng)計(jì)依賴歷史數(shù)據(jù)建模，沒有經(jīng)濟(jì)前瞻性，對(duì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)不合理。

A.2參數(shù)估計(jì)

根據(jù)圖1的流程圖，要獲得未來經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)增長(zhǎng)路徑下各省市自治區(qū)的能源消費(fèi)量和碳排放需求量，首先需對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行估計(jì)。其中，初始全要素生產(chǎn)率水平及其增長(zhǎng)率，以及資本與勞動(dòng)力的產(chǎn)出彈性系數(shù)可以通過生產(chǎn)函數(shù)的估計(jì)得到。經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)采用國(guó)家統(tǒng)計(jì)局公布的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值作為經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出數(shù)據(jù)；其中關(guān)于資本存量的核算，由于沒有直接數(shù)據(jù)，故采用GoldSmith（1951）開創(chuàng)的永續(xù)盤存法[20]，沿用張軍等人[21]對(duì)各變量意義的解釋和對(duì)相關(guān)參數(shù)的測(cè)算。最終將GDP和資本投入換算為2000年可比價(jià)格。勞動(dòng)力采用《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》（1995—2008）中的年底從業(yè)人員數(shù)，能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)來自各年的《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》。對(duì)于（1）式中的參數(shù),，本文根據(jù)各省市的增長(zhǎng)數(shù)據(jù)與理論上的最優(yōu)增長(zhǎng)率比較得到。對(duì)于，需要首先確定折舊率，朱永彬、王錚等人[8]（2009）采用張軍[12]（2004）等人對(duì)固定資本折舊率的測(cè)算值9.6%，從而，=0.904本文中各省市自治區(qū)沿用該折舊率，統(tǒng)一為0.904。A.3能源強(qiáng)度

（3）

能源強(qiáng)度等于能源投入（能源消費(fèi)）與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的比，如式（3）所示。

其中，為能源強(qiáng)度，分別代表能源投入和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出。通過對(duì)全國(guó)歷年的能源強(qiáng)度進(jìn)行擬合，發(fā)現(xiàn)所有省市自治區(qū)的能源強(qiáng)度呈指數(shù)形式下降，故可以用。

（4）

其中，為常數(shù)，為能源強(qiáng)度下降速率，為時(shí)間序列。按照經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論[2]，GDP的增長(zhǎng)主要為下列形式

（5）

其中為資本，為勞動(dòng)力，是全要素生產(chǎn)力中的技術(shù)進(jìn)步。注意到能源強(qiáng)度的定義結(jié)合公式（3），則有：

（6）

由于（6）式中的存在，可以認(rèn)為能源強(qiáng)度隨技術(shù)進(jìn)步是呈指數(shù)下降。但是式（4）嚴(yán)格成立的條件是保持穩(wěn)定，即資本、人口、能源形成一種規(guī)模不變體系，這就保持了總體的平穩(wěn)增長(zhǎng)，能源的穩(wěn)定使用幫助了單位資本及相應(yīng)的勞動(dòng)力使用的穩(wěn)定。表A1表明，我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)該關(guān)系接近成立。海南省該關(guān)系僅近似成立，因?yàn)楹Ｄ鲜‘a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)能源依賴不大，山東、吉林、甘肅和青海近年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定，所以這種不變體系也是近似成立。

關(guān)于能源結(jié)構(gòu)變化的的預(yù)測(cè)，我們采用的是馬爾柯夫鏈預(yù)測(cè)方式，參見文獻(xiàn)[8]。

Estimation of Carbon Emission Requirements under Balance Growth in the Chinese Provinces

Wang Zheng1,2,Liu Xiao3,Huang Rui2,Liu Huiya2,Zhai Shiyan2
（1 Institute of Policy and Management,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China；2 East China Normal University,Shanghai 200241,China；3 Hunan Academy of Social Sciences,Changsha 410003,China）

In this paper,a carbon dynamic model is used to analyze the requirement of energy carbon emissions of each province between 2009-2050 in China mainland.The following four major results are achieved.Firstly, the most regions of China mainland enter into a healthy development stage for the energy conservation and carbon emissions reduction.Secondly,the west of China mainland cannot achieve the target that carbon intensity reduces 40%-50%by 2020 comparing with 2005,therefore,the east of China mainland needs to take more responsibilities on energy conservation and carbon emissions reduction in the future.Thirdly,industrial base represented by Shanghai and the central region of China mainland whose economies are taking off,should not cut too much energy consumption,because they need energy to support their economic development in the future. Thus increasing the technical transformation investment and reshaping the energy structure should be considered in these regions.Finally,the underdeveloped western provinces,such as Inner Mongolia,Ningxia,Qinghai,and Guizhou,suffer the high-pressure of the energy conservation and carbon emission reductions,and the key measure is changing industrial structure and production mode to ensure the optimized balance growth.

carbon emission requirements，quota of carbon emission，energy intensity，emission peak，china mainland

表A1中國(guó)各省市能源強(qiáng)度下降速率

2012年11月15日

國(guó)家自然科學(xué)基金（41071089）；國(guó)家重點(diǎn)

基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（“973”）項(xiàng)目（2012CB955803）

王錚中科院科技政策與管理科學(xué)所二級(jí)研究員，“973”項(xiàng)目“氣候變化經(jīng)濟(jì)過程復(fù)雜性首席科學(xué)家。1954年出生，博士。主要從事氣候變化的人文維和區(qū)域科學(xué)與管理研究。E-mail:wangzheng@casipm.ac.cn