馬 丁 陳文穎

(清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所，北京100084)

上海市低碳發(fā)展?fàn)顩r分析

馬 丁 陳文穎

(清華大學(xué)能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究所，北京100084)

氣候變化已經(jīng)引起了世界的廣泛關(guān)注，各個(gè)國(guó)家都意識(shí)到在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，需要降低能源消費(fèi)所帶來(lái)的CO2排放。很多國(guó)家和地區(qū)通過(guò)采取一系列的措施來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的目標(biāo)。中國(guó)作為一個(gè)負(fù)責(zé)任的發(fā)展中國(guó)家，一直以來(lái)高度重視氣候變化問(wèn)題。上海市作為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，在“節(jié)能減排”方面也處于全國(guó)的前列，但是和發(fā)達(dá)國(guó)家的一些國(guó)際大都市相比，還存在一定的差距。面對(duì)全球低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新潮流，如何處理好能源消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展二者的關(guān)系是值得我們關(guān)注和思考的一個(gè)問(wèn)題。本文基于國(guó)家發(fā)展改革委發(fā)布的《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》，對(duì)2001－2010年間上海市能源消費(fèi)和CO2排放狀況進(jìn)行了測(cè)算，并利用LMDI指數(shù)分解法對(duì)上海市歷年碳排放量差異進(jìn)行了因素分解。另外，選取2008年上海、倫敦和東京三市的CO2排放狀況進(jìn)行了對(duì)比，利用Theil指數(shù)分解法對(duì)城市間的碳強(qiáng)度差異進(jìn)行了分析。最后通過(guò)設(shè)置三種不同的發(fā)展情景，計(jì)算分析了上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的減排潛力。

低碳城市;LMDI分解法;Theil分解法;情景分析

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人民生活水平的不斷提高，上海市能源消費(fèi)總量不斷攀升。“十一五”期間，上海市能源消費(fèi)年均增速為6.4%，比“十五”下降了兩個(gè)百分點(diǎn)。從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，天然氣消費(fèi)增長(zhǎng)最為迅猛，達(dá)到45億 m3，年均增速為 19.2%;全社會(huì)用電量1 296億Kwh，年均增速為6.7%;煤炭消費(fèi)低速增長(zhǎng)，達(dá)到5 875.5萬(wàn) t，年均增長(zhǎng)2.1%。能源消費(fèi)呈現(xiàn)“雙減雙增”的特點(diǎn)［1－2］。從終端能源消費(fèi)來(lái)看，工業(yè)是上海市能源消費(fèi)的主要部門(mén)。盡管近年來(lái)工業(yè)能耗比重有所下降，但是其總量依然處于上升的態(tài)勢(shì)。在各終端部門(mén)中，能源消費(fèi)上升最快的是第三產(chǎn)業(yè)，同時(shí)交通運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)和居民生活方面的能耗上升速度也非?？?。這與這些年來(lái)上海市的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加快以及居民生活、消費(fèi)水平的提高具有非常大的關(guān)系。由于能源消費(fèi)的迅速上升以及煤占一次能源的比重依然很高，使得上海市能源消費(fèi)的碳排放迅速增加。不斷增長(zhǎng)的能源消費(fèi)和CO2排放，促使上海市迫切需要尋找一條既尊重歷史和當(dāng)前現(xiàn)狀，又能使其過(guò)渡到長(zhǎng)三角真正的中心城市乃至國(guó)際大都市的發(fā)展道路，以有限的能源消耗和較低的碳排放來(lái)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1 研究現(xiàn)狀

LMDI指數(shù)分解法在能源消費(fèi)和CO2排放等研究領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。針對(duì)城市的CO2排放分解方法主要用于分析城市人口、人均收入、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源利用效率等因素對(duì)碳排放的影響。隨著研究?jī)?nèi)容不斷深入和研究技術(shù)不斷發(fā)展，低碳城市研究方法取得了顯著進(jìn)展。我國(guó)學(xué)者史安娜運(yùn)用LMDI方法構(gòu)建了南京市工業(yè)經(jīng)濟(jì)能耗碳排放因素分解模型，定量分析了2000－2009年間南京市產(chǎn)業(yè)規(guī)模、能源強(qiáng)度、能源結(jié)構(gòu)和能源排放強(qiáng)度等因素對(duì)CO2排放的影響［3］。王俊松等利用LMDI方法對(duì)1990－2007年我國(guó)碳排放增量進(jìn)行分解，認(rèn)為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和能源強(qiáng)度效應(yīng)是影響碳排放主要因素，人口和結(jié)構(gòu)效應(yīng)影響不大，并分地區(qū)研究了效應(yīng)的貢獻(xiàn)差異［4］。姚永玲采用 LMDI方法將能源消費(fèi)分解為經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人均能耗、單位產(chǎn)值能耗、人口密度和能源空間支持系數(shù)等五項(xiàng)指標(biāo)，分析了各因素對(duì)城市能源消耗的貢獻(xiàn)［5］。

Theil指數(shù)分解法最初是用于分析不同國(guó)家之間的收入差距，也能通過(guò)一定的變形用于其它方面的差異測(cè)度，例如對(duì)區(qū)域間能源消耗強(qiáng)度差異的衡量，人均CO2排放的不平等指標(biāo)的差異測(cè)度。潘家華等利用Theil指數(shù)方法研究我國(guó)三大區(qū)域的碳生產(chǎn)率，并通過(guò)比較分析找出了差異的根本原因［6］。Padilla和Serrano利用Theil指數(shù)分析不同收入水平下各地區(qū)的人均CO2排放差異及其與收入差異之間的關(guān)系［7］。

情景分析法可用于對(duì)既定減排目標(biāo)下的社會(huì)發(fā)展情境進(jìn)行定量預(yù)測(cè)，有利于分析未來(lái)在不同的政策措施下，不同的情景產(chǎn)生的結(jié)果和影響。Christoph Weder用情景分析模型研究了能源需求和溫室氣體排放影響因素問(wèn)題［8］。鄭博福等采用情景分析法對(duì)我國(guó)未來(lái)能源消費(fèi)狀況及可能帶來(lái)的環(huán)境影響進(jìn)行了預(yù)測(cè)和分析［9］。梁巧梅等應(yīng)用投入產(chǎn)出法和情景分析法進(jìn)行了能源需求和能源強(qiáng)度的情景預(yù)測(cè)［10］。

本文利用LMDI指數(shù)法將CO2排放的增量變化分解為四個(gè)因素:能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及人口增長(zhǎng);采用比較分析法總結(jié)了上海、倫敦和東京三個(gè)城市在CO2排放總量、部門(mén)構(gòu)成、人均排放方面的差異，并應(yīng)用Theil指數(shù)法對(duì)三市的碳排放強(qiáng)度差異進(jìn)行了分解;利用情景分析法對(duì)上海市的“節(jié)能減排”潛力進(jìn)行了評(píng)估，并基于分析結(jié)果提出了上海市低碳發(fā)展的可行性建議。

2 研究方法

2.1 CO2排放量計(jì)算

本文選取2001－2010年間，上海市三大產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量、各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)來(lái)分析三大產(chǎn)業(yè)終端能源消費(fèi)的變化情況。其中2001－2010年各產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)來(lái)源于《上海工業(yè)交通能源統(tǒng)計(jì)年鑒》［11］和《上海市統(tǒng)計(jì)年鑒》［12］。

國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布的《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》將化石燃料燃燒活動(dòng)的分部門(mén)排放源分為:農(nóng)業(yè)部門(mén)、工業(yè)和建筑部門(mén)、交通運(yùn)輸部門(mén)、服務(wù)部門(mén)以及居民生活部門(mén)。本文均依照以上部門(mén)的劃分，根據(jù)上海市能源平衡表中的能源數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。各種化石能源的含碳量及燃料燃燒過(guò)程中的氧化率來(lái)源于《省級(jí)溫室氣體清單編制指南》。省級(jí)能源活動(dòng)擬采用詳細(xì)技術(shù)為基礎(chǔ)的部門(mén)方法(即IPCC方法2)，基于分部門(mén)、分燃料品種、分設(shè)備的人類消費(fèi)量等活動(dòng)水平數(shù)據(jù)，及相應(yīng)的排放因子，通過(guò)逐層累加綜合計(jì)算得到排放總量。計(jì)算公式如下:

式中:EF代表CO2排放因子(kg/TJ);Activity代表燃料消費(fèi)量(TJ);i代表燃料類型;j代表部門(mén)活動(dòng)水平;k代表技術(shù)類型。

2.2 LMDI指數(shù)分解法

根據(jù)日本學(xué)者Kaya研究的CO2排放量恒等式，設(shè)C為CO2排放量，則有:

式中:E、GDP、P分別代表能源消費(fèi)量、上海市國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值和上海市人口總量。我們令d=C/E，e=E/GDP，f=GDP/P，p=P，其中d代表能源結(jié)構(gòu)，e為能源強(qiáng)度，f為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，p為人口增長(zhǎng)。具體的指數(shù)分解過(guò)程參見(jiàn)Zhang F Q 和 Ang B W 的論文［13］。

2.3 Theil指數(shù)分解法

采用Theil指數(shù)法對(duì)上海、倫敦和東京三個(gè)城市碳排放強(qiáng)度的空間差異進(jìn)行量化測(cè)度分析。Theil指數(shù)的計(jì)算公式為:

其中I代表進(jìn)行測(cè)度的指標(biāo)，本文中則分別指能源消費(fèi)水平、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)及能源消耗效率，Ii代表i城市相應(yīng)指標(biāo)代表指標(biāo)平均值，yi代表i城市GDP占全部城市GDP之和的比重，T(I)即各指標(biāo)的Theil指數(shù)值，它的值越大，就表示各城市之間能源消費(fèi)狀況差異越大。

假設(shè)Eij表示第j個(gè)城市第i產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)量，Gij表示第j個(gè)城市第i個(gè)產(chǎn)業(yè)的GDP，Ei表示三個(gè)城市第i產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)總量，Gi表示三個(gè)城市第i產(chǎn)業(yè)的GDP總和，Ej表示三個(gè)城市的能源消費(fèi)總量，Gj表示第j個(gè)城市三大產(chǎn)業(yè)GDP;E表示三個(gè)城市的能源消費(fèi)總量，G表示三個(gè)城市的總GDP。TA為三大產(chǎn)業(yè)內(nèi)能源強(qiáng)度差異，TB表示三大產(chǎn)業(yè)間單位GDP能耗差異。

3 上海市低碳發(fā)展現(xiàn)狀:基于LMDI分析

3.1 人口與經(jīng)濟(jì)發(fā)展

近年來(lái)上海市常住人口數(shù)有了較快的增長(zhǎng)，從2000年的1 608萬(wàn)人增長(zhǎng)到2010年的2 303萬(wàn)人，年均增長(zhǎng)率達(dá)到了3.66%，遠(yuǎn)高于全國(guó)的平均水平。上海市的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值也呈現(xiàn)了較快的增長(zhǎng)，其中第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的增幅遠(yuǎn)大于第一產(chǎn)業(yè)。三大產(chǎn)業(yè)的比例從2000年的1.6∶46.3∶52.1 變化到 2010 年的 0.7∶42.0∶57.3，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得了階段性的成果［14］。

3.2 能源消費(fèi)與CO2排放

2001－2010年間，上海市的能源消費(fèi)和CO2排放量有了大幅度增長(zhǎng)，其中終端能源消費(fèi)量從2001年的5 550萬(wàn)tce增加到2010年的10 802萬(wàn)tce，2010年的能源消費(fèi)當(dāng)量是2001年的2.21倍。CO2的排放量從2001年的13 871萬(wàn)t增加到2010年的26 364萬(wàn)t，增長(zhǎng)了近一倍［15］。CO2排放增長(zhǎng)比例最大的是第三產(chǎn)業(yè)，增長(zhǎng)幅度最大的是第二產(chǎn)業(yè)。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和能源利用效率的提高，第一產(chǎn)業(yè)的能耗有所下降，第二產(chǎn)業(yè)是能源消費(fèi)和碳排放的主要部門(mén)。在第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部，能源消費(fèi)主要集中在三個(gè)重化工部門(mén)，分別是黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)，化學(xué)原料及化學(xué)制品制造業(yè)。

3.3 CO2排放的LMDI指數(shù)分解

根據(jù)前面的介紹，我們首先將上海市CO2排放量的變化量逐年分解為四個(gè)因素:能源結(jié)構(gòu)、能源強(qiáng)度、人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，結(jié)果見(jiàn)圖1。通過(guò)四種因素的分解，可以看出CO2排放量的增加最主要的正驅(qū)動(dòng)因素是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，其次是人口增長(zhǎng);能源強(qiáng)度主要起著反方向的驅(qū)動(dòng)作用，能源結(jié)構(gòu)的影響比較小，沒(méi)有充分地體現(xiàn)出來(lái)。

3.3.1 能源結(jié)構(gòu)

能源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放整體呈負(fù)面影響，但在個(gè)別年份(2004、2006、2009)呈正面影響，說(shuō)明上海市的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)整體有所改善，但是在個(gè)別年份不甚合理。2000－2010年間，上海市的能源結(jié)構(gòu)的整體貢獻(xiàn)為－1 139.40萬(wàn)t，占比為－8.70%。在我們考慮的能源品種中，煤炭類能源的碳排放因子最大，其次是石油類能源，天然氣的碳排放因子最小，在其它因素不變的情況下，能源結(jié)構(gòu)中煤炭類能源的比重下降，碳排放量會(huì)相應(yīng)減少。上海市在“十二五”期間增加了對(duì)新能源的投資力度，預(yù)計(jì)未來(lái)能源結(jié)構(gòu)將會(huì)得到進(jìn)一步改善，能源結(jié)構(gòu)的影響也會(huì)進(jìn)一步得到提高。

3.3.2 能源強(qiáng)度

能源強(qiáng)度指標(biāo)是以單位GDP的能耗來(lái)衡量能源系統(tǒng)的投入和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的關(guān)系，反映了能源經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的整體效率。2000－2010年間，上海市的能源強(qiáng)度的整體貢獻(xiàn)為－6 624.11萬(wàn) t，占比為 －50.56%。理論上講，能源強(qiáng)度的下降意味著能源利用效率的提高。一般認(rèn)為，能源效率的提高主要來(lái)源于能源利用技術(shù)的進(jìn)步和落后產(chǎn)能的淘汰，其對(duì)CO2排放的貢獻(xiàn)必然為負(fù)。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)

圖1 上海市CO2變化量的LMDI分解(2001－2010)Fig.1 The decomposition result of CO2in Shanghai between 2001 and 2010

能源作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本生產(chǎn)要素，支撐了上海市經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。以工業(yè)化和城鎮(zhèn)化為代表的經(jīng)濟(jì)發(fā)展又反過(guò)來(lái)帶動(dòng)了能源的大量消費(fèi)和CO2的排放。因此，CO2排放的增長(zhǎng)是上海市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的必然結(jié)果。從分解結(jié)果來(lái)看，2000－2010年間，經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效應(yīng)的累計(jì)貢獻(xiàn)為14 013.79萬(wàn)t，占比為106.97%。通過(guò)比較可以看出，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)CO2排放增加的正面影響最大，說(shuō)明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的能源消費(fèi)是碳排放量增加的主要原因。2001－2008年上海市經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響一直為正值，這表明經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)直接導(dǎo)致碳排放的增加。2009年和2010年的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出影響為負(fù)值，主要是這兩年上海市常住人口的增加，使得人均GDP增長(zhǎng)速度為負(fù)值，分別是－1.08%和－1.10%。

3.3.4 人口增長(zhǎng)

從圖1可以看出，常住人口的增長(zhǎng)對(duì)CO2的排放一直起著正面的作用，表明常住人口規(guī)模的增加會(huì)導(dǎo)致CO2排放的增加。2000－2010年間，人口效應(yīng)的貢獻(xiàn)為6 850.11萬(wàn)t，占比為52.29%。主要原因在于人口規(guī)模的擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化的步伐也在加快，帶動(dòng)了基礎(chǔ)設(shè)施和高耗能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而增加能源的消費(fèi)和CO2的排放。其中2009年和2010年人口增長(zhǎng)因素的影響遠(yuǎn)高于其它年份，這主要是因?yàn)檫@兩年的常住人口增長(zhǎng)率分別是9.4%和11.5%，遠(yuǎn)高于上海市2000－2010年的平均增長(zhǎng)率3.7%。

4 低碳城市發(fā)展對(duì)比:基于Theil指數(shù)分析

4.1 上海、倫敦和東京三市能源結(jié)構(gòu)的對(duì)比

歐洲、北美等很多發(fā)達(dá)國(guó)家大城市CO2排放總量從2005年左右開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而一些發(fā)展中國(guó)家城市CO2排放總量則繼續(xù)保持上升趨勢(shì)。通過(guò)前面的LMDI分解結(jié)果可以看出，城市碳排放量與人口、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等因素高度相關(guān)。上海市正處在工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的進(jìn)程中，人口規(guī)模和GDP正處于增長(zhǎng)階段，能源需求具有一定的剛性，碳排放量隨著城市人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)進(jìn)一步上升。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面，由于倫敦和東京已經(jīng)處于后工業(yè)化階段，所以排放總量相對(duì)比較穩(wěn)定，而工業(yè)是上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一個(gè)重要組成部門(mén)，能源消費(fèi)還會(huì)大幅度增加。在能源結(jié)構(gòu)方面，倫敦和東京的能源構(gòu)成更為低碳，電力、天然氣等低碳排放能源所占比例均超過(guò)70%，煤炭使用的碳排放所占比例很?。?6－17］。上海市的電力、天然氣等低碳排放能源所占比例偏低，而高排放的煤炭使用比例接近20%，遠(yuǎn)高于其它兩個(gè)城市。

4.2 上海、倫敦和東京三市CO2排放的對(duì)比

我們采用2008年當(dāng)年價(jià)計(jì)算三個(gè)城市的國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值，并對(duì)上海、倫敦和東京三個(gè)城市的碳排放強(qiáng)度進(jìn)行對(duì)比?？梢园l(fā)現(xiàn):上海市的CO2排放量為23 714萬(wàn)t，倫敦和東京分別為4 673、5 462萬(wàn)t。碳強(qiáng)度方面，上海市大約是倫敦市的15.6倍，東京市的22.8倍。人均碳排放方面，上海市是12.56 t CO2/人，大概是倫敦的2倍，東京的3倍。碳排放強(qiáng)度和人均碳排放的差異主要在于三個(gè)城市間產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同。因?yàn)閭惗睾蜄|京主要以低能耗和高附加值的第三產(chǎn)業(yè)為主，工業(yè)部門(mén)的比重相對(duì)較小。而上海市的工業(yè)部門(mén)比重偏大，能源消費(fèi)和CO2排放量自然就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于倫敦和東京。在居民生活和交通方面，三個(gè)城市的差距相對(duì)較?。?8－19］。

4.3 上海、倫敦和東京三市碳排放強(qiáng)度的Theil指數(shù)分解

采用Theil指數(shù)法來(lái)對(duì)上海、倫敦和東京的碳排放強(qiáng)度的空間差異進(jìn)行測(cè)度分析，見(jiàn)表1?？梢钥闯?，產(chǎn)業(yè)強(qiáng)度差異和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異都是三個(gè)城市碳排放強(qiáng)度差異的主要原因，其中第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度差異的影響最為明顯，另外，三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異也是導(dǎo)致三個(gè)城市碳排放強(qiáng)度差異的重要原因。

由分解結(jié)果來(lái)看，上海市的碳排放強(qiáng)度降低的主要任務(wù)在于降低第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度和調(diào)整三大產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)。第二產(chǎn)業(yè)碳排放強(qiáng)度的降低主要在于淘汰落后的高耗能企業(yè)和重化工行業(yè)的重新定位，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整在于加快發(fā)展低能耗和高附加值的第三產(chǎn)業(yè)，努力提高第三產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)在上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重。

表1 2008年上海、倫敦和東京市碳排放強(qiáng)度差異分解Tab.1 Theil index decomposition of carbon intensity between three regions in 2008

5 上海市未來(lái)減排潛力:基于多種情景分析

5.1 未來(lái)能源消費(fèi)和需求預(yù)測(cè)

為了分析和測(cè)算上海市未來(lái)能源消費(fèi)和CO2排放，本文采用國(guó)際上通用的情景分析方法，主要包括三個(gè)發(fā)展情景:基準(zhǔn)情景(Base)、高碳發(fā)展情景(High)以及低碳發(fā)展情景(Low)。

基準(zhǔn)情景(Base)是不采取任何的政策措施，上海市能源與經(jīng)濟(jì)自然發(fā)展的狀況;高碳情景(High)是基于當(dāng)前的發(fā)展?fàn)顩r，繼續(xù)加大第二產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大生產(chǎn)，而不進(jìn)行限制，通過(guò)該情景的假定，我們可以對(duì)CO2排放上限有一個(gè)定量的把握;低碳情景(Low)綜合考慮了上海市低碳發(fā)展的相關(guān)法律法規(guī)和發(fā)展規(guī)劃，可以對(duì)上海市未來(lái)低碳發(fā)展有一個(gè)展望［2，20］。具體的情景假設(shè)見(jiàn)表 2。

5.2 能源需求、CO2排放預(yù)測(cè)以及減排潛力分析

首先根據(jù)上海市歷史GDP增長(zhǎng)水平和三大產(chǎn)業(yè)的比例，給定未來(lái)三產(chǎn)結(jié)構(gòu)和常住人口的發(fā)展趨勢(shì);再基于當(dāng)前的能源強(qiáng)度和上海市的發(fā)展規(guī)劃，對(duì)未來(lái)的能源強(qiáng)度發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，從而得到三個(gè)產(chǎn)業(yè)的能源需求和居民部門(mén)的能源需求;最后基于未來(lái)能源結(jié)構(gòu)(分能源品種)的預(yù)測(cè)和各能源的CO2排放系數(shù)，得到終端部門(mén)的CO2排放。綜合計(jì)算結(jié)果，我們可以發(fā)現(xiàn):

在基準(zhǔn)發(fā)展情景(Base)下，上海市2015年的能源消費(fèi)需求為14 964萬(wàn)tce，2020年的能源消費(fèi)需求為19 584萬(wàn)tce。2015年各行業(yè)CO2總排放量為39 079萬(wàn)t，2020年總排放量為52 131萬(wàn)t，約為2010年的2倍。

表2 上海市3種發(fā)展情景下基本指標(biāo)的設(shè)定Tab.2 Definition of three scenarios about Shanghai’s development

圖2 上海市未來(lái)能源需求和CO2排放預(yù)測(cè)框架Fig.2 Framework of predictions about energy consumption and CO2emission in Shanghai

在高碳發(fā)展情景(High)下，上海市2015年的能源消費(fèi)需求為17 062萬(wàn)tce，2020年的能源消費(fèi)需求為25 186萬(wàn)tce。2015年的各行業(yè) CO2總排放量為45 163萬(wàn) t，2020年總排放量為68 282萬(wàn)t，約為2010年的2.59倍。

在低碳發(fā)展情景(Low)下，上海市2015年的能源消費(fèi)需求為12 945萬(wàn)tce，2020年的能源消費(fèi)需求為14 759萬(wàn)tce。2015年各行業(yè)CO2總排放量為33 293萬(wàn)t，2020年總排放量為38 421萬(wàn)t，約為2010年的1.46倍。

通過(guò)三種發(fā)展情景的比較，可以看出，上海市未來(lái)減排的潛力還是非常大的，其中工業(yè)部門(mén)蘊(yùn)含的節(jié)能潛力最大。2015年上海市的減排潛力約為2 019萬(wàn)t，2020年減排潛力大約為4 826萬(wàn)t。節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)，主要得益于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源供應(yīng)體系的優(yōu)化。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在于第三產(chǎn)業(yè)的大幅增長(zhǎng)，間接減少了高耗能產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)和CO2的排放;能源系統(tǒng)的優(yōu)化在于新能源與可再生能源的使用，減少了化石能源的需求，從而減少了CO2的排放。

6 結(jié)論與政策啟示

上海市CO2排放的主要驅(qū)動(dòng)因素是經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，其次是人口規(guī)模;主要的抑制因素是能源強(qiáng)度，其次是能源結(jié)構(gòu)。上海市目前正處在城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的進(jìn)程之中，人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值還會(huì)在一定的時(shí)期內(nèi)保持持續(xù)增長(zhǎng)。人口規(guī)模的擴(kuò)大和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)能源消費(fèi)和CO2排放的增長(zhǎng)。因此，上海市低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展在于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和能源供應(yīng)體系的優(yōu)化。

上海市的碳排放強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于東京和倫敦兩個(gè)城市，未來(lái)的發(fā)展還存在很大的下降空間。上海市的碳排放強(qiáng)度與另外兩個(gè)城市碳排放強(qiáng)度的差別，主要集中于第二產(chǎn)業(yè)的碳排放強(qiáng)度差異和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異。第二產(chǎn)業(yè)作為上海市主要的能源消費(fèi)部門(mén)，其內(nèi)部的能耗主要集中在三個(gè)重化工部門(mén)。因此，上海市降低能源強(qiáng)度和碳排放強(qiáng)度的根本在于優(yōu)化三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和第二產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。三大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整在于加快發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，努力提高低能耗和高附加值的服務(wù)業(yè)在GDP中的比重，逐步向倫敦和東京兩個(gè)大都市看齊。第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化在于淘汰落后的高耗能產(chǎn)業(yè)，對(duì)重化工行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行重新定位，并大力發(fā)展知識(shí)密集型工業(yè)。

上海市在“十二五”和“十三五”期間的“節(jié)能減排”潛力巨大。上海市應(yīng)該在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期緊緊抓住能源系統(tǒng)優(yōu)化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主線，建立與低碳要求相適應(yīng)的政策法規(guī)體系，大力發(fā)展金融業(yè)和航運(yùn)業(yè)等高附加值、低能耗、低排放的服務(wù)業(yè)，從而達(dá)到優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化第二產(chǎn)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。同時(shí)，上海市要不斷優(yōu)化能源供應(yīng)體系，提高天然氣和可再生能源的比重，逐步使經(jīng)濟(jì)發(fā)展擺脫對(duì)化石能源的依賴，最終實(shí)現(xiàn)“能源—環(huán)境—經(jīng)濟(jì)”的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。

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Development Status of Low-carbon in Shanghai

MA Ding CHEN Wen-ying
(Institute of Energy，Environment and Economy，Tsinghua University，Beijing 100084，China)

Climate change has caught worldwide attention.It is widely realized that the energy consumption and CO2emissions should be reduced with the growth of economy.Many countries and regions have taken measures to solve climate change problem and develop low-carbon economy.As a responsible developing country，Chinese government pays much attention to the climate change problem.Shanghai is the bellwether of China economy，their work on energy-saving and emission reduction are impressive in China，but the gap still exists between Shanghai and other international cities.With the new trend of low-carbon development，how to handle the relationship between energy consumption and economy development is the one that deserves attention.Shanghai’s energy consumption and CO2emissions from 2001 to 2010 were calculated in this study using the method of‘Guidelines of Provincial Greenhouse Gas List’.Shanghai’s carbon emissions changing trend was analyzed in this paper with the application of LMDI index decomposition method.Shanghai’s CO2emissions，composition and per capita carbon emissions of 2008 were selected to compare with London and Tokyo.Then we used Theil index method to analyze the factors that causing the gap among these three cities’carbon emissions intensity.Finally，according to three different scenarios，Shanghai’s potential of energy-saving and emissions reduction with the adjustment of industrial structure and energy varieties structure were calculated.

low-carbon city;LMDI index;Theil index;scenario analysis

F42;F299

A

1002－2104(2013)08－0026－07

10.3969/j.issn.1002－2104.2013.08.005

2013－04－08

馬丁，博士生，主要研究方向?yàn)槟茉喘h(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)與低碳經(jīng)濟(jì)。

陳文穎，博士，教授，博導(dǎo)，主要研究方向?yàn)槟茉喘h(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)與能源系統(tǒng)建模。

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“應(yīng)對(duì)氣候變化關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號(hào):2012BAC20B01)。

(編輯:劉照勝)