吳力波 復(fù)旦大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院

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新常態(tài)下上海市綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑與2015～2030情景研究

吳力波 復(fù)旦大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院

摘要：分析比較了國(guó)際性大都市的能源消費(fèi)、溫室氣體排放演化路徑，為上海市2015至2030轉(zhuǎn)型路徑的情景設(shè)計(jì)提供借鑒。在此基礎(chǔ)上，利用動(dòng)態(tài)一般均衡模型模擬了上海市在基礎(chǔ)增長(zhǎng)情景（經(jīng)濟(jì)新常態(tài)）和高增長(zhǎng)情景（自貿(mào)區(qū)加速建設(shè)）下，實(shí)現(xiàn)2030年前溫室氣體排放達(dá)峰所需要的碳稅水平。以各條排放路徑下的最終能源需求為輸入變量，本項(xiàng)目利用自下而上的上海能源系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)化模型（Times）模擬了2015至2030年上海市綠色轉(zhuǎn)型的技術(shù)路徑、成本收益以及各部門的能源消費(fèi)、碳排放變化情況。

關(guān)鍵詞：上海；綠色發(fā)展；能源消費(fèi)；溫室氣體排放

“十三五”是上海經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新常態(tài)后產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵階段。綠色低碳發(fā)展將成為上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要內(nèi)核、推動(dòng)上海市能源消費(fèi)總量和溫室氣體、環(huán)境污染物排放總量的有效控制。隨著國(guó)家2030年溫室氣體排放達(dá)峰目標(biāo)的提出、全國(guó)性碳市場(chǎng)的逐步建立和環(huán)保領(lǐng)域大氣污染、水污染治理行動(dòng)計(jì)劃的執(zhí)行，上海市需要進(jìn)一步著眼于將“十三五”期間的綠色低碳發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)與2020年到2030年的轉(zhuǎn)型路徑設(shè)計(jì)相結(jié)合，確保率先實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)峰、控制峰值的合理水平。

在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，上海市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力進(jìn)一步加大。綠色低碳規(guī)劃要發(fā)揮更強(qiáng)的戰(zhàn)略引導(dǎo)作用、不與實(shí)際發(fā)展路徑相背離，就需要深入研判“十二五”以來(lái)上海能源消費(fèi)減速和結(jié)構(gòu)調(diào)整的深度和廣度，把握未來(lái)發(fā)展的基本趨勢(shì)。同時(shí)也需要研究上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和社會(huì)發(fā)展的合理排放空間。在政策機(jī)制設(shè)計(jì)上，既要考慮到各項(xiàng)政策措施的長(zhǎng)期引導(dǎo)效應(yīng)、也要兼顧短期調(diào)控效應(yīng)、還要考慮最終退出機(jī)制。

1 新常態(tài)下上海市綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展面臨的主要問題

在經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，上海市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力進(jìn)一步加大。綠色低碳規(guī)劃要發(fā)揮更強(qiáng)的戰(zhàn)略引導(dǎo)作用、不與實(shí)際發(fā)展路徑相背離，就需要深入研究“十二五”以來(lái)上海能源消費(fèi)減速和結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要問題，把握未來(lái)發(fā)展的基本趨勢(shì)。

（1）“十二五”以來(lái)，上海市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度明顯放緩、結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)一步深化

2011年至2014年，上海市GDP平均年增速回落至7.4%，較“十一五”下降3.8個(gè)百分點(diǎn)。工業(yè)總產(chǎn)值占GDP的比重從“十一五”末38.0%下降至2014年31.2%，服務(wù)業(yè)占比則從“十一五”57.3%上升至2014年64.8%。隨著經(jīng)濟(jì)增速放緩和各項(xiàng)支出成本的上升，上海市的城市人口導(dǎo)入速度出現(xiàn)了減速， “十一五”期間戶籍人口凈流入速度為8.1%，而“十二五”期間則回落至4.6%。

（2）社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“換擋”導(dǎo)致上海市能源消費(fèi)增速隨之放緩，溫室氣體和環(huán)境污染物排放均呈現(xiàn)新的特征

“十二五”期間上海市彈性系數(shù)回落至0.4以下水平。電力消費(fèi)增速回落更為明顯。工業(yè)能耗和溫室氣體排放增速進(jìn)一步放緩，交通、商業(yè)和居民部門增速則維持在十個(gè)百分點(diǎn)以上。伴隨上海市社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，能源消費(fèi)與區(qū)域性環(huán)境問題從生產(chǎn)推動(dòng)型向消費(fèi)推動(dòng)型過(guò)渡，從煤煙型污染主導(dǎo)向石油型污染主導(dǎo)過(guò)渡，從集中排放源主導(dǎo)向分散排放源主導(dǎo)過(guò)渡，從本地排放占主導(dǎo)向本地排放與跨區(qū)轉(zhuǎn)移相混合過(guò)渡。上述各種情況加深了上海市綠色低碳轉(zhuǎn)型問題的復(fù)雜程度。

（3）上海市人均能源消費(fèi)水平始終居高不下，生產(chǎn)推動(dòng)與消費(fèi)推動(dòng)均有一定關(guān)系

數(shù)據(jù)表明，美國(guó)、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的城市人均能源消費(fèi)量略低于國(guó)家平均水平；而中國(guó)的城市人均能源消費(fèi)量幾乎是全國(guó)平均水平的二倍，越發(fā)達(dá)的城市、現(xiàn)代能源服務(wù)利用率越高，人均能源消費(fèi)量也越高。目前，上海市人均能源消費(fèi)量達(dá)到全國(guó)的3.3倍左右，已接近紐約州水平，較東京高144%，較倫敦高98%。

（4）上海的能源消費(fèi)高度依賴化石能源、外來(lái)電力的大量調(diào)入造成本地清潔電源發(fā)展出現(xiàn)困難

目前，上海市能源消費(fèi)中有90%以上為化石能源，2013年煤炭消費(fèi)占一次能源總量的41.4%，原油占36.6%，天然氣占9.3%，外來(lái)電及本地可再生能源占12.7%。截至2014年底，上海電網(wǎng)共有發(fā)電廠42座，總裝機(jī)容量約2 179萬(wàn)kW，其中火電2 128萬(wàn)kW，占98.5%；風(fēng)電約31.7萬(wàn)kW，占1.5%。在低碳轉(zhuǎn)型過(guò)程中，能夠促進(jìn)上海溫室氣體減排的天然氣、可再生能源等氣機(jī)組缺乏競(jìng)爭(zhēng)力、發(fā)展后勁不足。煤價(jià)走低致使天然氣機(jī)組的競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步減弱、而氣價(jià)與電價(jià)聯(lián)動(dòng)機(jī)制的缺失又使天然氣發(fā)電缺乏靈活的市場(chǎng)調(diào)控能力。

（5）區(qū)外來(lái)電增加，導(dǎo)致上海市環(huán)保設(shè)施投運(yùn)難度加大

上海是一次能源資源極度匱乏的城市，能源對(duì)外依存度高達(dá)90%以上，同時(shí)上海自身的能源供應(yīng)及儲(chǔ)備等抗風(fēng)險(xiǎn)能力不足。上海的能源供需矛盾非常突出，能源的對(duì)外依賴性對(duì)上海能源安全造成潛在的威脅。隨著區(qū)外來(lái)電增多，本地機(jī)組頻繁啟停和長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行，造成環(huán)保設(shè)施投運(yùn)難度進(jìn)一步增大。盡管目前國(guó)家政策已對(duì)脫硫、脫硝從電價(jià)上予以一定補(bǔ)償，但是這種固定電價(jià)補(bǔ)償機(jī)制并沒有考慮電廠的實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)和相應(yīng)的成本變化情況，仍然無(wú)法有效平衡環(huán)保成本。

（6）2015至2030年是上海市低碳轉(zhuǎn)型發(fā)展培育內(nèi)生動(dòng)力和構(gòu)建市場(chǎng)化機(jī)制的關(guān)鍵時(shí)期

國(guó)家的溫室氣體的控排將從強(qiáng)度約束向總量約束過(guò)渡，減排機(jī)制從區(qū)域性試點(diǎn)向全國(guó)性行動(dòng)過(guò)渡，減排路徑從提升效率向調(diào)整結(jié)構(gòu)過(guò)渡。上海市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演進(jìn)是否存在階段性跨越的可能性，自貿(mào)區(qū)建設(shè)的全面深化會(huì)帶動(dòng)一系列投資，會(huì)對(duì)能源經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生怎樣的影響。有必要進(jìn)行深入研究，模擬分析上海市是否有可能利用通道效應(yīng)跨越能源消費(fèi)的頂峰，實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型。

2 上海與國(guó)際大都市能源消費(fèi)特征比較

（1）能源消費(fèi)總量達(dá)到峰值后基本趨于穩(wěn)定態(tài)勢(shì)

從世界城市發(fā)展經(jīng)驗(yàn)看，能源消費(fèi)基本經(jīng)歷了低緩增長(zhǎng)、快速增長(zhǎng)和平穩(wěn)增長(zhǎng)3個(gè)階段。主要有人口規(guī)模、基礎(chǔ)設(shè)施（建筑、交通）與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)三大要素影響，當(dāng)產(chǎn)業(yè)部門趨向高端、人口規(guī)模趨于穩(wěn)定、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)平穩(wěn)時(shí)，一般會(huì)出現(xiàn)能耗總量與經(jīng)濟(jì)發(fā)展脫鉤的現(xiàn)象。

紐約、東京、倫敦在城市建設(shè)發(fā)展到世界城市階段時(shí)，能源消費(fèi)總量已基本趨于穩(wěn)定。1960～2012年，紐約州能源消費(fèi)總量趨勢(shì)比較平穩(wěn)。在上世紀(jì)70年代達(dá)到頂峰后，紐約的能源消費(fèi)總量出現(xiàn)了明顯的下降趨勢(shì)，2000年后有了緩慢的增長(zhǎng)，2004年后又再次出現(xiàn)下降趨勢(shì)。在能源消費(fèi)趨于平穩(wěn)后，紐約、東京、倫敦的CO2排放量出現(xiàn)下降。從2000～2012年，紐約的CO2排放總量下降25%，倫敦的人均CO2排放量下降29%；上海的CO2排放總量增長(zhǎng)了114%，人均CO2排放量增長(zhǎng)了42%。

上海與國(guó)外巨型城市處于不同的建設(shè)時(shí)期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還將進(jìn)一步優(yōu)化，人口及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模仍將繼續(xù)擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的能源消費(fèi)剛性增長(zhǎng)依然較快。相比而言，上海市在人口規(guī)模、生活水平、基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)代化程度、工業(yè)領(lǐng)域能耗狀況方面都比當(dāng)時(shí)那些世界城市建設(shè)時(shí)期有較大幅度的提升。

（2）能源結(jié)構(gòu)高度優(yōu)質(zhì)化

國(guó)際超大型城市在能源消費(fèi)總量趨于穩(wěn)定的同時(shí)，能源結(jié)構(gòu)呈清潔化、優(yōu)質(zhì)化特點(diǎn)。城市能源消費(fèi)均以燃?xì)?、電力和油品等?yōu)質(zhì)能源為主，東京、倫敦優(yōu)質(zhì)能源占比接近100%。紐約僅使用少量煤炭，占2%，天然氣比重最大，占一次能源37%，并有少量可再生能源?？蓸?biāo)明能源清潔化利用已是城市發(fā)展的大趨勢(shì)，提高天然氣、電力等清潔能源比重，減少或消除煤炭消費(fèi)成為世界城市能源政策的主導(dǎo)方向。

上海能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)以化石能源為主，煤炭仍占主要地位，油、氣、電消費(fèi)快速升高。在一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭的消費(fèi)總量雖仍在上升，但所占比重逐年下降，2002年至2012年，降幅達(dá)20個(gè)百分點(diǎn)，平均年下降2個(gè)百分點(diǎn)，且下降幅度在加大。

（3）能源消費(fèi)特性服務(wù)化，以商業(yè)、交通和居民能耗為主

世界城市是國(guó)際金融中心、國(guó)際活動(dòng)聚集地和信息發(fā)布中心，經(jīng)濟(jì)高度服務(wù)化、交通發(fā)達(dá)、居民生活條件優(yōu)越，第三產(chǎn)業(yè)比重均在85%以上。世界城市的這些功能和特征決定了其能源消費(fèi)的高端化和服務(wù)化特性，能源消耗主要集中在商業(yè)、交通等服務(wù)業(yè)及居民生活領(lǐng)域。東京、倫敦近90%的能耗用于服務(wù)業(yè)及居民生活領(lǐng)域；紐約除發(fā)電耗用40%的能源外，其他城市約56%的能源也消費(fèi)在服務(wù)業(yè)和居民生活領(lǐng)域。

根據(jù)IPCC的估計(jì)，2004年全球溫室氣體排放中（包括能源消耗和其他排放源），25.9%來(lái)自能源供應(yīng)部門，交通部門占13.1%，住宅與商業(yè)建筑占7.9%，19%來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)，17%來(lái)自森林或濕地減少等地表變化。從末端使用角度來(lái)看，全球溫室氣體排放的主要部門為工業(yè)、交通和建筑；其中工業(yè)碳排放比重逐步下降，而交通成為溫室氣體排放增長(zhǎng)最快的部門[1]。全球因能源消耗產(chǎn)生的CO2排放中，交通部門占23%左右，且該比例將在2030年和2050年分別達(dá)到50% 和80%[2]。以美國(guó)為例，1990年工業(yè)、交通和住宅在全國(guó)溫室氣體排放中的比重分別為32.2%、31.6%和19.7%；而到2007年，工業(yè)溫室氣體排放比重已下降到27.1%，交通和住宅排放比重分別為33.0% 和20.9% 。從城市的尺度看，住宅和交通部門是最主要的溫室氣體排放來(lái)源。一般而言，城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展必然帶來(lái)個(gè)人收入的增加、住房面積的擴(kuò)大、小汽車擁有量以及使用率的提高；人口的迅速增加以及城區(qū)的大規(guī)模擴(kuò)張也會(huì)導(dǎo)致出行距離的增長(zhǎng)，且人們的出行更加依賴于汽車。

目前，第二產(chǎn)業(yè)仍是上海主要的能源消耗和碳排放來(lái)源主體，并將在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間保持這一趨勢(shì)，但比重呈現(xiàn)了較明顯的下降趨勢(shì)。從2002年到2012年，上海第二產(chǎn)業(yè)比重下降10個(gè)百分點(diǎn)，年均下降1個(gè)百分點(diǎn)。第三產(chǎn)業(yè)和生活消費(fèi)占比在逐年增加。雖然上海工業(yè)能耗增速低于GDP能耗增速，但工業(yè)能耗在總能耗中仍占據(jù)絕對(duì)地位，工業(yè)能源消費(fèi)行業(yè)集中度高，強(qiáng)度逐年下降。

隨著近年來(lái)上海產(chǎn)業(yè)發(fā)展日益高端化，都市型能源消費(fèi)特征日趨明顯，服務(wù)業(yè)和居民生活用能增長(zhǎng)迅速，2012年，上海能源終端消費(fèi)構(gòu)成中，工業(yè)占53.1%，服務(wù)業(yè)和居民生活消費(fèi)近40%。上海的人均電力消費(fèi)水平已接近發(fā)達(dá)國(guó)家大城市人均電力消費(fèi)水平。在未來(lái)世界城市建設(shè)過(guò)程中，上海市基礎(chǔ)設(shè)施能耗需求還將繼續(xù)增長(zhǎng)，人口遷入規(guī)模將繼續(xù)擴(kuò)大，第三產(chǎn)業(yè)及生活能耗仍將保持較快增長(zhǎng)，占全市能源消費(fèi)總量的比重也將相應(yīng)上升。

（4）能源利用效率高端化，萬(wàn)元GDP 能耗極低

2007年，紐約、東京、倫敦能源消費(fèi)總量分別為17 161、2 832、2 007萬(wàn)t標(biāo)煤，萬(wàn)元GDP能耗分別為0.239、0.034、0.071 t標(biāo)煤。上海2012年能源消費(fèi)總量為11 362.15萬(wàn)t標(biāo)煤，萬(wàn)元GDP能耗為0.570 t標(biāo)煤，與東京、倫敦等世界城市相比，差距十分顯著。主要原因，一方面在于這些世界城市第三產(chǎn)業(yè)比重基本達(dá)到85% 左右，且主要以高端產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，能源利用效率較高；另一方面，上海市建筑、交通、居民生活等領(lǐng)域的能源效率水平仍不高。

在交通領(lǐng)域，2012年，上海市公交出行比例為49.9%，到2015年，上海市中心城區(qū)公共交通出行比例將達(dá)到50%。但與紐約、倫敦、東京等城市公交出行比例基本在70%以上相比，仍存在巨大差距。此外，從交通運(yùn)輸單位能耗看，在私人汽車、航空、道路貨運(yùn)等方面落后于世界先進(jìn)水平，上海需要進(jìn)一步努力提高城市綠色出行比例，另一方面要加快先進(jìn)交通技術(shù)的研發(fā)，提高交通運(yùn)輸效率。

在居民生活領(lǐng)域，上海市人均生活能耗呈現(xiàn)逐年遞增趨勢(shì)，2012年達(dá)到4.81 t標(biāo)煤?？紤]到目前上海市所處的發(fā)展階段及世界城市建設(shè)要求，未來(lái)隨著居民的生活水平的不斷提高，人均生活能耗仍將保持較快增長(zhǎng)，與日本人均生活能耗僅為0.58 t標(biāo)煤相比，存在較大的節(jié)約空間。

3 2015至2030年上海市能源碳排放的總體目標(biāo)和分行業(yè)目標(biāo)的模擬分析

從上海實(shí)際情況出發(fā)，走一條符合上海發(fā)展規(guī)律的綠色轉(zhuǎn)型路徑。為此，我們需要采用一定的數(shù)量分析手段，來(lái)針對(duì)上?？赡苊媾R的綠色轉(zhuǎn)型路徑進(jìn)行系統(tǒng)的、全面的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響評(píng)估。

模擬分析以上海需要提出明確的CO2提前達(dá)峰的排放路徑，并在此排放約束下進(jìn)行綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型；CO2的減排目標(biāo)需要根據(jù)不同部門的發(fā)展情況進(jìn)行適當(dāng)分配，考慮減排的成本有效性；城市綠色發(fā)展轉(zhuǎn)型往往從能源生產(chǎn)、能源供給和能源需求這三個(gè)角度入手，因此需要從整體經(jīng)濟(jì)的視角來(lái)研究。這3方面為研究重點(diǎn)。

3.1模型基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及校準(zhǔn)數(shù)據(jù)

上海CGE（一般均衡分析）模型以2007年上海市144部門投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)構(gòu)建社會(huì)核算矩陣。其中對(duì)增加值部分的固定資產(chǎn)折舊與營(yíng)業(yè)盈余兩部分進(jìn)行合并，表示為資本要素的收入。在最終消費(fèi)部分，將農(nóng)村居民消費(fèi)與城鎮(zhèn)居民消費(fèi)進(jìn)行合并，表示為居民部門的最終消費(fèi)，另外將固定資本形成與存貨增加進(jìn)行合并，表示為資本形成總額。

在能源消費(fèi)與CO2排放方面，以2007年上海能源平衡表中的終端能源消費(fèi)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，計(jì)算出投入產(chǎn)出表中6大類能源部門對(duì)應(yīng)的實(shí)物消費(fèi)量與總排放量，進(jìn)而得到與投入產(chǎn)出表中對(duì)應(yīng)的價(jià)值量折算系數(shù)，2007年基年的實(shí)物消費(fèi)量折算系數(shù)與CO2排放系數(shù)。

3.2上海市能源消費(fèi)低碳情景設(shè)定

（1）上海市2030基準(zhǔn)情景（BAU）

在BAU情景中，主要的動(dòng)態(tài)模塊由自由參數(shù)——?jiǎng)趧?dòng)稟賦的動(dòng)態(tài)變化決定，而勞動(dòng)稟賦資源量則直接受到人口數(shù)量影響，因此假定人力資本保持不變，我們采用上海市人口數(shù)量變化來(lái)表示勞動(dòng)稟賦的變化路徑。由《中國(guó)人口統(tǒng)計(jì)年鑒》中我們得到上海市自2000年至2013年的人口數(shù)量歷史數(shù)據(jù)，采用指數(shù)擬合法對(duì)2014年至2030年的人口數(shù)量路徑進(jìn)行預(yù)測(cè)。

（2）上海市建立自貿(mào)區(qū)情景（FTZ）

根據(jù)2014年上海市商務(wù)委員會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，上海自貿(mào)區(qū)新增資本占全社會(huì)固定資產(chǎn)投資的比重約為8%，在自貿(mào)區(qū)成立的第一年便展現(xiàn)出了強(qiáng)勁的外資拉動(dòng)效應(yīng)。在此基礎(chǔ)之上，我們?cè)贔TZ情景中假設(shè)自貿(mào)區(qū)新增資本占比逐年增加，至2030年自貿(mào)區(qū)新增資本將占全社會(huì)固定資產(chǎn)投資40%。

（3）高耗能行業(yè)發(fā)展限制情景

根據(jù)國(guó)家節(jié)能減排發(fā)展目標(biāo)，上海市印發(fā)了《上海市部分行業(yè)限制類和淘汰類生產(chǎn)工藝、裝備、產(chǎn)品指導(dǎo)目錄（第一批）》（以下簡(jiǎn)稱“限制目錄”）和《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）（修正）》（以下簡(jiǎn)稱“調(diào)整目錄”），這兩個(gè)目錄中詳細(xì)列明了上海市在未來(lái)發(fā)展過(guò)程中進(jìn)行限制和淘汰的工藝及行業(yè)。根據(jù)這兩份目錄，我們整理出了模型中對(duì)應(yīng)的細(xì)分行業(yè)，并且以政策限制強(qiáng)度為基礎(chǔ)，對(duì)這些行業(yè)征收不同程度的生產(chǎn)稅率及電價(jià)附加費(fèi)用，來(lái)達(dá)到限制和淘汰部分行業(yè)的目的。

（4）BAU情景下的上海CGE模型校準(zhǔn)

根據(jù)研究目標(biāo)，上海CGE模型以上海地區(qū)碳強(qiáng)度歷史水平為基準(zhǔn)進(jìn)行模型校準(zhǔn)。模型中，我們針對(duì)上海第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)分別設(shè)定不同的能源生產(chǎn)效率，碳強(qiáng)度的校準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)為2007年與2012年的歷史水平值。為此，我們從國(guó)家統(tǒng)計(jì)局獲取上海3個(gè)產(chǎn)業(yè)的增加值，從《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中計(jì)算出基于終端能源消費(fèi)的CO2排放量，計(jì)算得到相應(yīng)的碳強(qiáng)度水平，如表1所示。

表1　上海分產(chǎn)業(yè)碳強(qiáng)度水平t·元-1

3.3上海市低碳情景政策路徑設(shè)定

（1）低碳情景說(shuō)明——碳定價(jià)與碳稅

在低碳情景中，所有的碳排放行為將被施加一個(gè)額外的“碳成本”來(lái)進(jìn)行約束。該“碳成本”可以通過(guò)不同的途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)，目前現(xiàn)實(shí)生活中最常見的兩種方法分別是建立碳排放權(quán)交易市場(chǎng)和征收碳稅。由于這兩種碳定價(jià)方式在理論上具有等價(jià)性，因此我們所有的低碳情景將以征收碳稅的形式來(lái)實(shí)施。

（2）碳稅全部門覆蓋情景

根據(jù)全國(guó)碳試點(diǎn)運(yùn)行情況，我們選擇2015年全國(guó)試點(diǎn)市場(chǎng)的平均交易價(jià)格作為低碳稅情景下的碳稅起始稅率，約為30元/t，而中碳稅和高碳稅情景的起始稅率分別為40元/t、50元/t。

表2　碳稅稅率變化趨勢(shì)

由此，我們各得到BAU情景和FTZ情景及其對(duì)應(yīng)的3個(gè)碳稅情景（表2），分別為：BAU低碳稅情景（BAU_L）、BAU中碳稅情景（BAU_M）、BAU高碳稅情景（BAU_H）、FTZ低碳稅情景（FTZ_ L）、FTZ中碳稅情景（FTZ_M）和FTZ高碳稅情景（FTZ_H）。

（3）碳稅有限部門覆蓋情景

考慮到碳稅政策在現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際可操作性，我們重新設(shè)計(jì)了碳稅覆蓋不同部門范圍時(shí)的低碳情景。以BAU高碳稅情景下的CO2排放量為基準(zhǔn)，我們計(jì)算得到了同等排放效果的不同碳稅覆蓋范圍所對(duì)應(yīng)的碳稅路徑，如表3所示。

表3　不同碳稅覆蓋范圍下的等同碳稅水平t·元-1

3.4上海市低碳情景模擬結(jié)果與分析

3.4.1上海市低碳情景的減排效應(yīng)分析

（1）BAU情景下，上海市CO2排放路徑相對(duì)平穩(wěn)，而在FTZ情景下，隨著自貿(mào)區(qū)的成立，上海市CO2量將產(chǎn)生明顯的增速。當(dāng)不實(shí)行碳稅政策時(shí)，BAU情景在2018年能夠達(dá)到峰值水平，而FTZ情景難以達(dá)到CO2排放峰值。在考慮上海成立自貿(mào)區(qū)的情境之下，為了實(shí)現(xiàn)提前達(dá)峰的目標(biāo)，須實(shí)行相對(duì)更高的碳稅稅率。

從2014年起，由于自貿(mào)區(qū)的成立使得上海資本積累速度快速增加，由此帶來(lái)明顯的產(chǎn)出增長(zhǎng)與收入增加，在沒有碳稅的情況下，推動(dòng)了對(duì)能源產(chǎn)品的需求，從而加快了CO2排放量的增長(zhǎng)。到2030年，在沒有碳稅政策的情景下，BAU情景的CO2排放量將于2018年達(dá)峰，峰值水平約為2.48 億t，F(xiàn)TZ情景的CO2排放量將于2030年達(dá)到2.93 億t，比基期增長(zhǎng)了26%。

（2）在高碳稅情景下，上海的CO2排放峰值將比全國(guó)峰值目標(biāo)提前達(dá)到，BAU情景和FTZ情景將分別在2015年和2020年達(dá)到峰值。中碳稅情景下，BAU情景和FTZ情景將分別在2015年和2024年達(dá)到峰值。而在低碳稅情景下，BAU情景在2015年也已經(jīng)處于峰值水平，F(xiàn)TZ情景雖然也能夠產(chǎn)生顯著的CO2減排效應(yīng)，但是難以在2030年之前實(shí)現(xiàn)達(dá)峰目標(biāo)（見圖1）。

圖1　BAU情景及FTZ情景下不同碳稅情景CO2排放路徑

（3）上海CO2排放由生產(chǎn)型排放向消費(fèi)型排放轉(zhuǎn)變，成立自貿(mào)區(qū)后資本積累速度增加將顯著增加工業(yè)部門與居民部門的CO2排放量，新增排放主要來(lái)自于工業(yè)部門的投資效應(yīng)和居民部門的收入效應(yīng)，因此在政策制定時(shí)，需要防止新增資本進(jìn)入高排放部門，與此同時(shí)，需要引導(dǎo)居民部門轉(zhuǎn)向更為低碳的消費(fèi)模式。

加入自由貿(mào)易區(qū)后，快速積累的資本為工業(yè)部門帶來(lái)的更多的投資，引起更多的能源消費(fèi)。而資本要素的增加，也為居民部門帶來(lái)了更多的收入，增加了能源消費(fèi)。

3.4.2上海市低碳情景的增長(zhǎng)效應(yīng)分析

（1）征收碳稅將減少總產(chǎn)出水平，但影響程度較小，在BAU情景和FTZ情景下，低碳稅將降低總產(chǎn)出水平0.18%，中碳稅和高碳稅將分別降低總產(chǎn)出水平0.43%和0.93%。

征收碳稅對(duì)生產(chǎn)的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，替代效應(yīng)和產(chǎn)出效應(yīng)。和生產(chǎn)稅相比，替代效應(yīng)將會(huì)承擔(dān)部分碳稅所產(chǎn)生的負(fù)面效應(yīng)，因此產(chǎn)出水平受影響程度較?。ㄒ妶D2）。

（2）產(chǎn)出水平下降最多的行業(yè)主要分布在第二產(chǎn)業(yè)的高耗能部門以及第三產(chǎn)業(yè)的交通運(yùn)輸部門，但和這些部門的CO2減排量相比，產(chǎn)出損失率相對(duì)較小，說(shuō)明了實(shí)行碳稅政策的減排有效性。

（3）碳稅收入通過(guò)稅收循環(huán)機(jī)制對(duì)消費(fèi)側(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)移支付，隨著碳價(jià)格的升高，對(duì)生產(chǎn)側(cè)的負(fù)面影響超過(guò)消費(fèi)側(cè)帶來(lái)的正面影響，GDP損失率逐漸增大。

（4）能源密集型部門在面對(duì)碳稅時(shí)，其產(chǎn)出下降幅度相較其他部門更大，成為碳減排政策中的主要成本承擔(dān)者。

（5）能源密集型部門在第二產(chǎn)業(yè)中的比重相對(duì)下降，工業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，但改變幅度不大。

3.4.3上海市低碳情景的福利效應(yīng)分析

（1）征收碳稅將會(huì)降低上海地區(qū)總效用水平，但是下降水平較小，若將CO2減排帶來(lái)的環(huán)境效用考慮在內(nèi)，則會(huì)提升總福利水平?？傂в盟降南陆抵饕獊?lái)自于產(chǎn)出效應(yīng)帶來(lái)的要素收入水平下降，進(jìn)而導(dǎo)致總消費(fèi)水平即效用水平下降（見圖3）。

圖2　BAU情景和FTZ情景下產(chǎn)出增長(zhǎng)路徑與產(chǎn)出損失

圖3　BAU情景和FTZ情景下福利增長(zhǎng)路徑與福利損失

3.4.4上海市低碳情景的碳稅覆蓋范圍選擇分析

（1）碳稅征收范圍決定了碳稅稅率的高低，征收范圍越小，則稅率將快速上升，帶來(lái)較高的成本沖擊效應(yīng)。若只對(duì)能源密集部門征收碳稅來(lái)達(dá)到CO2減排目標(biāo)，至2030年需要征收高達(dá)4876元/t的碳稅稅率，是高碳稅情景下稅率的13.8倍。當(dāng)把交通部門與服務(wù)業(yè)部門也逐漸納入進(jìn)來(lái)時(shí)，至2030年的稅率水平也將分別達(dá)到2272元/t和1525元/t，顯著高于高碳稅情景下的稅率水平。

（2）采用有限覆蓋范圍的碳稅征收方式，至2030年3種碳稅覆蓋方式將分別增加增加能源密集型部門10%的稅負(fù)水平、交通部門105%的稅負(fù)水平、服務(wù)業(yè)部門15%的稅負(fù)水平。有限的碳稅覆蓋范圍將大大增加被覆蓋行業(yè)的成本，從結(jié)果可以看到，交通部門將受到較大的影響，能源密集型部門的稅負(fù)水平也將有較大程度的上升。若將覆蓋范圍擴(kuò)大到整個(gè)服務(wù)業(yè)部門，則被覆蓋部門的稅負(fù)水平將得到有效分擔(dān)。

（3）在不同的碳稅覆蓋情況下，受約束部門的排放量將顯著下降，且下降幅度顯著大于其產(chǎn)出的下降幅度。

4 基于上海市2015～2030能源轉(zhuǎn)型的Times模型技術(shù)選擇

要實(shí)現(xiàn)上海市的能源轉(zhuǎn)型，除了確定上海市能源碳排放的總體目標(biāo)和分行業(yè)目標(biāo)，還需要研究在排放目標(biāo)的約束下，上海市各個(gè)部門的能源消費(fèi)和技術(shù)選擇。研究這個(gè)問題的工具主要有MARKAL模型以及從MARKAL基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的TIMES模型，它們既可以針對(duì)CO2減排、能源政策效果等問題進(jìn)行專項(xiàng)研究，也可以對(duì)單個(gè)能源部門（如發(fā)電、供熱部門）進(jìn)行考察，還可以對(duì)地區(qū)、國(guó)家、甚至全球范圍能源系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

本項(xiàng)目采用TIMES模型的基本框架，利用前面CGE模型模擬出的能源需求和情景設(shè)置，對(duì)上海市各個(gè)部門的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬。

4.1發(fā)電部門 火力發(fā)電仍占據(jù)主導(dǎo)地位，新能源發(fā)電比例不斷增加

圖4為BAU情景和FTZ情景的基準(zhǔn)情景下發(fā)電部門的能源消費(fèi)趨勢(shì)。可以看出，在兩種情境下，發(fā)電部門的能源消費(fèi)都隨時(shí)間增加，這說(shuō)明，隨著時(shí)間的推進(jìn)和技術(shù)的進(jìn)步，終端部門對(duì)于電力的需求的增加是必然的。在BAU情景下，發(fā)電部門能源消費(fèi)的增加速度較FTZ情景緩慢，這恰恰驗(yàn)證了FTZ情景下資本積累的高速對(duì)于電力能源需求的增加效應(yīng)。

BAU情景下發(fā)電部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，從左至右依次是低碳稅情景、中碳稅情景和高碳稅情景。總體趨勢(shì)上來(lái)看，隨著碳稅的增加，發(fā)電部門的整體能源消費(fèi)是減少的，能源消費(fèi)的增速也趨于緩慢。然而，對(duì)于單個(gè)情景來(lái)說(shuō)，能源消費(fèi)量隨著時(shí)間的推移是增加的。結(jié)構(gòu)上過(guò)來(lái)看，天然氣逐漸成為發(fā)電主體，而風(fēng)能發(fā)電的比例也在不斷上升。2020年以后，IGCC發(fā)電占比也穩(wěn)步增加?？稍偕茉窗l(fā)電中，太陽(yáng)能發(fā)電比例遠(yuǎn)大于風(fēng)能比例，這是由于太陽(yáng)能發(fā)電所受自然條件較少造成的。

圖4　發(fā)電部門能源消費(fèi)趨勢(shì)2013～2030

圖5　工業(yè)部門能源消費(fèi)趨勢(shì)2013～2030

FTZ情境下，總體能源消耗要比BAU情景高。而總體趨勢(shì)和結(jié)構(gòu)變化與BAU相差不大，可再生能源發(fā)電的占比相較于BAU情景低，其中由于2030年總體能耗有所上升，并且IGCC發(fā)電完全替代了傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)，成為火力發(fā)電的主體。

4.2工業(yè)部門 能耗下降趨勢(shì)

可以看出，在兩種情境下，工業(yè)部門的能源消費(fèi)隨著時(shí)間的推移不斷下降。這說(shuō)明，隨著時(shí)間的推進(jìn)和技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)部門的能源消費(fèi)后開始收斂。在BAU情景下，工業(yè)部門能源消費(fèi)的增加速度較FTZ情景緩慢，下降速度與FTZ相似。

BAU情景中工業(yè)部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，從左至右依次是高碳稅情景、中碳稅情景、低碳稅情景?？傮w趨勢(shì)上來(lái)看，隨著碳稅的增加，工業(yè)部門的整體能源消費(fèi)是減少的，能源消費(fèi)的增速也趨于緩慢，并且由于成本原因，中低碳稅下側(cè)重于使用電力的生產(chǎn)部門會(huì)逐漸萎縮。單個(gè)情景上來(lái)看，能源消費(fèi)量隨著時(shí)間的推移均在不斷下降。結(jié)構(gòu)上來(lái)看，工業(yè)部門能源消費(fèi)主要由硬煤、焦炭、電以及熱力組成。這四種能源的使用在實(shí)際過(guò)程中都在不斷減少，這是由于能源需求減少造成的。

BAU情景中工業(yè)部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，從左至右依次是高碳稅情景、中碳稅情景、低碳稅情景。FTZ情境下，總體能源消耗要比BAU情景高。各個(gè)能源的時(shí)間變化上看，F(xiàn)TZ情景比BAU情景的變化速度快。結(jié)構(gòu)上來(lái)看，基本變化與BAU情景一致 。

4.3居民部門 能源消費(fèi)不斷上升，電力占據(jù)主導(dǎo)地位，可再生能源比例增加

BAU情景和FTZ情景的基準(zhǔn)情景中居民部門的能源消費(fèi)趨勢(shì)?？梢钥闯?，在兩種情境下，居民部門的能源消費(fèi)都是增加的。其中BAU情景的增速比較緩慢，在2030年趨于平緩。而FTZ情景的增長(zhǎng)在2025年開始加速。這說(shuō)明在FTZ情景中，資本積累的增加和人口的增長(zhǎng)加劇了居民部門對(duì)于能源的需求。

BAU情景中居民部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，從左至右依次是低碳稅情景、中碳稅情景和高碳稅情景?？傮w趨勢(shì)上來(lái)看，隨著碳稅的增加，居民部門的整體能源消費(fèi)是減少的，能源消費(fèi)的增速也趨于緩慢。單個(gè)情景上來(lái)看，能源消費(fèi)量隨著時(shí)間的推移均呈現(xiàn)不斷增加的情況。結(jié)構(gòu)上來(lái)看，居民部門能源消費(fèi)主要由電力、天然氣和太陽(yáng)能組成。比例上三個(gè)情景的差距不是很大，主要是電力占據(jù)主導(dǎo)地位，其次是天然氣。然而隨著時(shí)間的推移，太陽(yáng)能在居民部門能源消費(fèi)中的增速是最大的。這說(shuō)明居民部門的制熱需求將越來(lái)越多地由太陽(yáng)能進(jìn)行供給。

BAU情景中居民部門能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變化，從左至右依次是基準(zhǔn)情景、低碳稅情景、中碳稅情景和高碳稅情景。FTZ情境下，總體能源消耗要比BAU情景高。然而在高碳稅情景中，能源消費(fèi)的總量出現(xiàn)了大幅度的減少，這說(shuō)明在FTZ情境下實(shí)行高碳稅的效果要比BAU情景好。單個(gè)情景來(lái)看，各個(gè)能源都經(jīng)歷了一個(gè)增長(zhǎng)的過(guò)程。結(jié)構(gòu)上來(lái)看，主要的能源消費(fèi)依然是電力，然而天然氣消費(fèi)和太陽(yáng)能消費(fèi)都有了絕對(duì)值上大幅度的提高，相比較BAU情景而言，提高的幅度也大。

圖6　居民部門能源消費(fèi)趨勢(shì)2013～2030

參考文獻(xiàn)

[1]The World Bank.Cities and Climate Change: An Urgent Agenda, 2010

[2]The World Bank.Cities and Climate Change: An Urgent Agenda, 2010

[3]US Environmental Protection Agency (EPA).Inventory of U.S.Greenhouse Gas Emissions and Sinks: 1990-2007

Development Path of Green Transition in Shanghai and Scenarios Research from 2015 to 2030 under New Normality

Wu Libo Fudan University College of Economics

Abstract:The article analyzes and compares evolution path of energy consumption and green gas emission in cosmopolitan cities.It provides reference to scene design of transition path in Shanghai from 2015 to 2030.Based on it, it uses dynamic general equilibrium model to analyze basic growth scenario (economical new normality) and high growth scenario (accelerated construction of free trade zone) in Shanghai to realize greenhouse gas emission up to required peak carbon tax level before 2030.According to final energy demand from each emission paths as input variables, this project uses bottom-up Shanghai energy system economicbook=118,ebook=6technological optimization model TIMES (the integrated MARKAL EFOM system) to simulate technology path, cost benefit, energy consumption and carbon emission changes in various departments of Shanghai green transition from 2015 to 2030.

Key words:Shanghai, Green Development, Energy Consumption, Greenhouse Gas Emission

[作者簡(jiǎn)介]

DOI:10.13770/j.cnki.issn2095-705x.2016.03.001

吳力波：（1974-）女，教授，能源經(jīng)濟(jì)與戰(zhàn)略研究中心主任，主要從事能源經(jīng)濟(jì)研究。