王利寧　陳文穎

摘要

鑒于全球溫升目標到各國減排承諾轉換過程中面臨的各種不確定性，本文以IPCC第五次評估報告中2℃溫升目標對應的排放空間為基礎，探討了不同排放路徑、基準情景、分配方案及方案關鍵參數(shù)的選擇對各國碳配額的影響。研究得出：較發(fā)展中國家，分配方案的不同會給發(fā)達國家碳配額帶來更大不確定性，且當前排放水平與全球平均值差異越大的國家，不確定性越大；分配方案中關鍵參數(shù)的不同也會對結果有一定影響，如趨同類方案中的趨同時間、歷史責任方案的累積起始年和逐步參與方案的參與閾值等，且累計起始年越早、參與閾值越高對發(fā)展中國家越為有利；全球允許碳排放空間對各國碳配額有較大影響，發(fā)達國家的碳配額（多方案的均值）呈現(xiàn)隨全球排放空間增大，增幅更大的特征，而發(fā)展中國家的此變化趨勢則相反；除部分有參與閾值的方案外，基準情景引起的不確定性相對較小。盡管存在各種不確定性，但可以確定的是在全球2℃溫升目標下，各國未來的碳配額是非常有限的，我國也不例外，故我們應著眼未來、長遠規(guī)劃，同時當前應做好低碳能源布局，為應對氣候變化夯實基礎。

關鍵詞氣候變化；分配方案；不確定性；溫升目標；IPCC第五次評估報告

中圖分類號D820；X24文獻標識碼A文章編號1002-2104（2015）06-0030-07doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2015.06.006

全球氣候變化是人類面臨的最大危險[1-2]，日益加速的氣候變化已帶來嚴重災難性影響。為應對氣候變化，各國政府或國際組織積極行動，如《聯(lián)合國氣候變化框架公約》和《京都議定書》的簽訂，以及坎昆會議、德班會議、多哈會議和華沙會議的召開等，無一不為全球合作減排而努力。但每次大會的結果總不盡人意，其核心原因就是各國對如何分配有限的碳排放空間或各國未來獲得多大的碳配額難以達成一致意見。而未來各國碳分配額的確定是具有較大不確定性的。因為從全球溫升目標到各國具體減排目標，需經(jīng)過關鍵兩步：溫升目標轉換為全球排放空間；全球排放空間依據(jù)分配方案落實為各國具體減排目標。而這兩步包含著科學上的不確定性和價值取向上的差異[3-4]。具體而言，此類不確定性包括未來全球減排路徑的不確定性、分配準則的多樣性、分配方案參數(shù)選取的人為性以及未來全球人口、經(jīng)濟和基準排放的難以預知性等。已有研究對各國碳配額不確定性的分析或是基于已發(fā)表文獻的成果匯總后作出比較[5-8]；或基于統(tǒng)一的基準情景和排放路徑測算不同分配方案下各國的碳分配額[9-11]。如Den Elzen等[6]匯總了19種不同文獻的研究成果，給出了各國或區(qū)域在2020年時的碳配額值；Pan等[10]基于碳排放權分配平臺計算了不同分配方案下未來各國的碳配額和減排成本；Hhne等[7]則對40種不同的研究成果進行了匯總，但由于各研究所用數(shù)據(jù)不統(tǒng)一，如全球碳排放限額、區(qū)域定義、時間尺度、溫室氣體種類等的差異，其對各研究的結果進行調整后做出比較。不難發(fā)現(xiàn)，此類文獻主要側重于測算各區(qū)域未來碳配額的大小，而未深入探討引起碳分配額不確定性的因素以及量化此不確定性。

為對影響各國碳分配額的不確定性因素給出一個系統(tǒng)和定量的描述，本文將以IPCC第五次評估報告中2℃溫升目標對應的排放空間為基礎，分析不同典型碳排放權分配方案、全球排放路徑、基準情景及方案關鍵參數(shù)的選擇對各國碳配額的影響，與已有研究的區(qū)別在于：探討不同分配方案尤其是方案中關鍵參數(shù)的變化對各國配額的影響，方案和參數(shù)的選擇體現(xiàn)了氣候變化領域公平原則的多樣性；研究多基準情景下各國分配額的變化，其中本文中各國或區(qū)域的基準情景通過綜合評價模型構建；基于IPCC第五次評估報告，分析全球排放空間的不確定性對各國碳配額的影響；對不同因素引起的不確定性進行了量化比較，通過比較和分析不同因素引起分配額變化的大小，最后給出可能減少不確定性的建議。

1典型碳排放權分配方案

截止到目前，各國學者和機構基于不同視角和出發(fā)點提出了一系列分配方案[5-14]，表1對其中的代表性方案給出了簡單描述。為分析方案中參數(shù)選取對分配結果的影響，部分方案的關鍵參數(shù)選取了不同值，如AP3000表示支付能力方案的參與閾值為3 000美元 （2005年不變價）；CC2050表示緊縮趨同方案的趨同截止年為2050年，各方案的詳細說明見表1第四列的補充說明。另文中各分配方案的分配起始年均為2011年。

分配方案需要的數(shù)據(jù)包括：人口、GDP、基準排放和全球排放路徑。其中化石燃料的歷史CO2排放、GDP和人口數(shù)據(jù)分別來自世界資源研究所的氣候分析指標工具[15]、世界銀行[16]和聯(lián)合國世界人口展望[17]。而未來基準情景和全球排放路徑有較大不確定性，故下面著重闡述。

2基準情景及全球排放路徑

2.1基準情景

本文共構建了4種具有不同社會經(jīng)濟發(fā)展特征的基準情景，其中未來人口依據(jù)聯(lián)合國人口展望（2012）設定了高、中和低速增長的三種發(fā)展模式[17]；GDP基于ROSE項目設定了未來各國經(jīng)濟差距加大或趨同兩種發(fā)展模式[18]；而基準排放是基于選取的人口和GDP，通過綜合評價模型—全球改變評價模型（GCAMChina）模型模擬而得。GCAM是由聯(lián)合全球變化研究所（Joint Global Change Research Institute） 發(fā)展的，廣泛用于能源模型論壇（EMF）和氣候變化評估報告（IPCC）中。模型包含具體的經(jīng)濟假設、能源系統(tǒng)、農業(yè)和土地系統(tǒng)、氣候系統(tǒng)和求解算法[19-20]。

本文構建的四種基準情景分別為：BMPMC、BLPMC、BHPMC和BMPMD，分別代表中等人口增長中等經(jīng)濟增速且各國經(jīng)濟趨同、低速人口增長中等經(jīng)濟增速各國經(jīng)濟趨同、高速人口增長中等經(jīng)濟增速各國經(jīng)濟趨同和中速人口增長中等經(jīng)濟增速各國經(jīng)濟差距加大。圖1為四種基準情景下附件I和非附件I國家整體的基準排放。顯然，基準排放受經(jīng)濟發(fā)展和人口變化水平的影響。由圖可見非附件I國家的基準排放將快速增長，尤其是在高人口情境下；而附件I國家整體的基準排放則相對穩(wěn)定。

2.2全球排放路徑

全球排放路徑是基于全球總碳排放空間構建的。IPCC第五次評估報告第三工作組的政策建議[21]中給出了幾種不同可能性下限制本世紀末全球地表溫升相對于工業(yè)化前不超過2℃的二氧化碳排放總量（見表2）。這里假設從當前到本世紀末土地利用相關的CO2排放量為0。圖2中全球排放路徑P66、P50和P33分別對應表中可能（66%-100%）、或許可能（50%-100%）和多半不可能（0-50%）下使得2100年全球地表面溫升控制在2℃以內，且相應的2011-2100年累計總量分別取為1 180，1 550和2 100 Gt CO2。

3結果分析

3.1不同分配方案下的碳配額

圖3為以BMPMC為基準情景，P50為全球排放路徑，部分分配方案下各區(qū)域2011-2100年間的累計分配額。不難發(fā)現(xiàn)，各區(qū)域在不同分配方案下的結果相差較大。但整體來看，基于歷史責任原則的方案對發(fā)展中國家更為有利，如人均歷史累計相等方案（ECPC）、類巴西提案（SBP）和兩個趨同（C2C）等；那些基于人均排放相等原則的方案（EPC），則對目前人均排放較低的國家更為有利；而考慮排放現(xiàn)狀（GF）和排放強度原則（EIC）的方案則對發(fā)達國家有利。表3為不同分配方案下各區(qū)域2011-2100年累計分配額的平均值、標準差、標準差與平均值之比、最大值和最小值。較發(fā)展中國家而言，分配方案的不同會給發(fā)達國家?guī)砀蟮牟淮_定性，表現(xiàn)為發(fā)達國家分配額的標準差接近甚至大于平均值水平，如美國的累計分配額的標準差為平均值的2倍之多。而發(fā)展中國家在不同分配方案下分配額的不確定性相對較小，如中國累計分配額的標準差不到平均值的1/5。同樣，從配額的分布廣度（最大與最小值之差）和平均值的比值可看出，發(fā)達國家的配額分布更廣，而發(fā)展中國家的配額分布相對較窄。

各區(qū)域配額的不確定性除因不同分配方案本身的差別（主要指基于的公平性原則）外，同一種分配方案，不同關鍵參數(shù)也會對分配結果有較大影響。下面以幾種不同類型的分配方案為例，分析關鍵參數(shù)選取對分配結果的影響。

第一類為趨同類方案，包括緊縮趨同（CC）、共同但有區(qū)別的趨同（CDC）和強度趨同（EIC）等。此類方案中的關鍵參數(shù)之一為趨同截至年或趨同時間跨度。本文分配起始年均為2010年，則分配截至年越往后，意味著趨同時間跨度就越長。由圖4（a）可見，對于人口趨同類方案，如緊縮趨同（CC）和共同但有區(qū)別的趨同方案（CDC），非附件I國家的分配額會隨著時間跨度的延長而變小。如在緊縮趨同方案中，非附件I國家的累計排放額（2011-2100年間）由CC2050方案的1115 Gt減少到CC2100方案下的985 Gt；而附件I國家的配額則相應會增大。對于排放強度類趨同方案（EIC），隨著時間跨度的延長，非附件I國家則能獲得更大的分配額。

第二類為基于歷史責任原則的方案，此類方案的關鍵參數(shù)為歷史責任累計起始年。由圖4（b）可見，選擇不同歷史責任累計起始年，配額結果也完全不同，且累計排放起始年越往前，附件I國家的累計分配額就越小，而非附件I國家則越大。如在歷史累積人均相等的方案下（ECPC），當歷史累計起始年由1990年往前到1850年時，非附件I國家整體的分配額將增長34%；而附件I國家的分配額則由正變負，且下降5倍之多。

第三類為逐步參與方案或有參與閾值的方案，包括按能力支付（AP）和祖父原則（GF）等。由圖4（c）可見，隨著參與閾值的提高，如按能力支付方案（AP）中的閾值由3 000提高到5 000$時，非附件I整體的分配額將增加186 Gt。當祖父原則（GF）的參與閾值（人均GDP）由0上升到5 000$時，非附件I國家2011-2100年的累積配額將由839增長到1 213 Gt。這說明，逐步參與類分配方案中參與閾值的設定會對分配結果帶來很大的不確定性。實際上，若把參與閾值設置過低，則體現(xiàn)不出共同但有區(qū)別的責任和能力原則；而把閾值設置過高，則發(fā)達國家會承擔較大的減排壓力。故對于此類方案，最終參與閾值的確定要充分體現(xiàn)公平性與可行性。

3.2不同全球路徑下的碳配額

圖5為以BMPMC為基準情景，在三種不同全球排放路徑下各區(qū)域在多分配方案下2011-2100年間的累計分配額。由圖可見，全球約束總量對各區(qū)域分配額有較大影響。以平均值為例，當2011-2100年間的全球約束總量從1 180（P66）增長到1 550（P50），再到2 100 GtCO2 （P33）時，各區(qū)域的分配額也相應增長。如中國在2011-2100年間累計分配額的平均值在全球排放路徑P66下時，僅為250.7 Gt，但在P33時增長到427.5 Gt。但各區(qū)域的分配額會隨著全球約束總量的增長成比例增長嗎？表4給出了答案。當全球約束總量從P66變化到P50和P33時，全球排放空間分別增長了31%和76%時，但發(fā)展中國家的增長率會低于全球平均值，而發(fā)達國家的增長率則超過了全球平均值。如印度累計配額的平均值僅增加了27%和63%，而美國則增加了101%和238%。

3.3不同基準情景下的碳配額

表5為以P50為全球排放路徑，四種不同基準情景下2011-2100年間多方案的累計配額的平均值。與全球排放路徑對配額的影響比較而言，基準情景對配額的影響要小。但對于逐步參與類的方案，也即有參與閾值的分配方案而言，其分配結果受基準情景的影響較大。以中國為例，按能力支付（AP5000），共同但有區(qū)別的方案（CDC）和溫室氣體發(fā)展權（GDR）等方案測算的四種基準情景下累計配額的標準差和平均值之比超過了10%。

3.4中國在2020和2030年的碳配額

根據(jù)2014年11月中美聯(lián)合發(fā)布的《中美氣候變化聯(lián)合聲明》，我國承諾在2030年左右實現(xiàn)碳排放達峰。以BMPMC為基準情景，P50為全球排放路徑，通過匯總本文選取方案的碳排放權分配結果，得出：2020年，我國碳配額在各方配方案下的均值約為10 Gt，配額區(qū)間為7到14 Gt，而到2030年，均值略有下降，為9 Gt，但配額范圍擴大到5到14.8 Gt。不過本文計算中只考慮了化石燃料相關的CO2排放，若考慮其他溫室氣體排放，2030年的配額區(qū)間將低于5到14.8 Gt。這表明中國未來排放空間有限，減排壓力較大。整體上看，配額區(qū)間的上限值對應于考慮歷史責任和按能力支付原則的方案，而傳統(tǒng)意義上的按人均趨同和等人均方案則對我國不利，因為當前我國人均排放已經(jīng)高于世界平均水平。故在未來全球性的氣候談判中，中國應堅持按歷史責任和按能力支付原則設計的分擔方案。