鄧明翔,李 巍

(北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,水環(huán)境模擬國家重點實驗室,北京 100875)

基于LEAP模型的云南省供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革對產(chǎn)業(yè)碳排放影響情景分析

鄧明翔,李 巍*

(北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院,水環(huán)境模擬國家重點實驗室,北京 100875)

基于LEAP模型,通過設(shè)定經(jīng)濟技術(shù)情景方案,評估了云南省2012～2050年間供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革對產(chǎn)業(yè)碳排放及碳強度的影響.研究結(jié)果表明,與參考情景相比,2050年云南產(chǎn)業(yè)碳排放在供給側(cè)改革情景下將減少4.9億t,但仍不能實現(xiàn)2030年左右達峰的減排目標;云南產(chǎn)業(yè)碳排放在未來將更加集中于電力、金屬壓延加工、非金屬制品、交通運輸和化學(xué)工業(yè)五大高碳產(chǎn)業(yè)部門,其中交通運輸部門的貢獻率呈持續(xù)上升趨勢,而其他部門的貢獻率都呈下降趨勢;七大高碳能源的產(chǎn)業(yè)碳排放貢獻率高達96%,并保持相對穩(wěn)定,其中煤炭類能源的貢獻率將持續(xù)降低,而石油制品和天然氣的貢獻率將持續(xù)升高.為了實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,云南省應(yīng)加大總量控制目標的實施力度,重點加強交通運輸部門的供給側(cè)改革,并在加強可再生能源開發(fā)的同時提高其利用率.

供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革；產(chǎn)業(yè)碳排放；情景分析；LEAP模型；云南省

供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革(以下簡稱“供給側(cè)改革”)是指從生產(chǎn)端出發(fā),通過調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn)業(yè)部門的技術(shù)水平等措施以更好地滿足需求的政策.然而,這些措施將如何影響區(qū)域產(chǎn)業(yè)碳排放和碳減排目標的實現(xiàn)程度？改革措施對區(qū)域產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型的效果如何？如何改進供給側(cè)改革措施,促進區(qū)域低碳轉(zhuǎn)型？解答這些問題,必須構(gòu)建相關(guān)情景,深入分析供給側(cè)改革政策實施情景下區(qū)域產(chǎn)業(yè)碳排放和碳強度的變化趨勢.

為了研究社會、經(jīng)濟和技術(shù)政策措施對全球溫室氣體排放的影響,政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)開發(fā)了一系列影響全球溫室氣體排放變化的社會經(jīng)濟技術(shù)情景[1].利用相關(guān)情景,IPCC第三工作組分析了未來不同政策措施和技術(shù)手段實現(xiàn)減排量的程度,并探討了未來累計排放量和減排量在不同國家和部門的公平分配問題[2].通過IPCC在相關(guān)研究領(lǐng)域的引導(dǎo)下,學(xué)者對不同國家、不同區(qū)域和不同經(jīng)濟部門的能源碳排放進行了情景分析,其中LEAP模型發(fā)揮了重要作用[3-10].關(guān)于云南的研究,則主要停留在對歷史碳排放量的核算[11]和碳排放變化驅(qū)動因子的分析[12].

從目前的相關(guān)研究進展來看,主要存在以下不足:第一,主要關(guān)注國家尺度和東部發(fā)達地區(qū),對西部欠發(fā)達地區(qū)的產(chǎn)業(yè)碳排放未來變化趨勢分析較少;第二,現(xiàn)有研究側(cè)重分析某個經(jīng)濟部門,缺少對整個產(chǎn)業(yè)部門體系的系統(tǒng)分析;第三,就云南來說,缺少長時間尺度產(chǎn)業(yè)碳排放變化的戰(zhàn)略情景分析.因此,本研究構(gòu)建了云南省2012～2050年的經(jīng)濟和技術(shù)發(fā)展情景,利用LEAP模型評估供給側(cè)改革戰(zhàn)略措施的實施對云南產(chǎn)業(yè)碳排放和碳強度的長期影響,為相似區(qū)域探討長期供給側(cè)改革戰(zhàn)略規(guī)劃和低碳政策制定提供參考.

1 研究方法和數(shù)據(jù)

1.1 LEAP模型

本研究在進行情景分析時采用LEAP模型作為主要的定量分析工具.LEAP模型的中文全稱為長期能源戰(zhàn)略選擇規(guī)劃系統(tǒng)(Long-range Energy Alternatives Planning system),它是20世紀60年代由斯德哥爾摩環(huán)境研究院(StockholmEnvironment Institute,SEI)開發(fā)的能源－環(huán)境模型[13-14].該模型為“自下而上”的模擬模型,可以用于計算能源轉(zhuǎn)換和消費需求及其引起的能源資源消耗和污染物排放[14].過去幾十年,LEAP模型已廣泛應(yīng)用于國家和區(qū)域的能源戰(zhàn)略研究和溫室氣體減排評價[7-9].LEAP模型具有透明的數(shù)據(jù)來源和輸入、相對較小的數(shù)據(jù)需求量、靈活的數(shù)據(jù)輸入要求和強大的情景分析和管理能力等優(yōu)點.如圖1所示,本研究構(gòu)建了“LEAP－云南產(chǎn)業(yè)碳排放”模型,該模型通過預(yù)測不同情景下不同部門和不同能源品種的能源消費總量,并在LEAP模型中內(nèi)嵌RAS方法,用以測算未來不同部門不同能源品種能源消費量矩陣.結(jié)合碳排放因子數(shù)據(jù)測算不同部門不同能源品種碳排放量矩陣,從而評估不同情景下產(chǎn)業(yè)部門碳排放和碳強度變化.

圖1 LEAP模型運行過程Fig. 1 The operation process of LEAP model

通過設(shè)置相關(guān)參數(shù),LEAP模型能夠快速完成計算并直觀呈現(xiàn)各種情景比較的計算結(jié)果.在LEAP模型中,產(chǎn)業(yè)部門碳排放的計算公式如下:

式中:ei表示部門i能源消費排放的CO2的量;nij表示部門i在生產(chǎn)過程中消耗能源j的物理量;NCVj表示單位物理量能源j的凈熱值含量; Cj表示單位熱值能源j的潛在碳含量; Oij表示能源j在部門i被消耗時的碳氧化率;44/12為將碳轉(zhuǎn)換成二氧化碳的轉(zhuǎn)換因子.

1.2 情景設(shè)置

為了對比研究供給側(cè)改革措施對云南產(chǎn)業(yè)碳排放變化的影響,本研究設(shè)置了參考情景和供給側(cè)改革情景兩個情景.為了消除貧困并與全國同步實現(xiàn)“兩個一百年”目標,在參考情景和供給側(cè)改革情景中云南的GDP增速都將保持比全國平均水平快的中高速水平.在參考情景中,云南將大力發(fā)展第二產(chǎn)業(yè),能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)都有所進步但進展相對緩慢.而在供給側(cè)改革情景中,云南將重點發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),并大力調(diào)整能源結(jié)構(gòu),推進產(chǎn)業(yè)部門技術(shù)進步.表1為具體情景描述,參數(shù)定量化設(shè)置依據(jù)及過程見1.2.1～1.2.4.

表1 情景設(shè)置及描述Table 1 Scenario settings and descriptions

1.2.1 經(jīng)濟發(fā)展水平 改革開放以來,云南經(jīng)濟快速增長.1978～2013年,云南GDP以年均10.5%的速度增長,2012年GDP規(guī)模為10309億元.然而,從2014年開始,GDP增速有所放緩,2014年GDP增速下降至8.1%,2015年為8.7%.根據(jù)《云南省國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》,“十三五”期間,云南經(jīng)濟的增速目標為8.5%左右.如果2016～2020年以年均8.5%的增速計算,到2020年云南GDP將達到20419億元(2012年不變價,下同).由于云南人均GDP僅為全國平均水平的60%左右,因此,云南的經(jīng)濟發(fā)展仍然具有后發(fā)優(yōu)勢.隨著“一帶一路”和“長江經(jīng)濟帶”等經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的實施,近幾年云南經(jīng)濟增速快于全國和東部發(fā)達地區(qū).由于缺少對云南2020～2050年經(jīng)濟發(fā)展的情景分析,本研究對2020～2050年云南經(jīng)濟增長速度的設(shè)置參照了全國的相關(guān)研究[4].基于云南的后發(fā)優(yōu)勢,為了和全國同步實現(xiàn)“兩個一百年”目標,本研究假設(shè)2020～2030年間云南GDP將以年均7%左右的速度增長,2030～2050年云南GDP將以年均5%左右的速度增長(這兩個速度都約比全國平均水平快2%左右).從表2可以看出,到2030年和2050年云南GDP將達到40168億元和106578億元.

1.2.2 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu) 改革開放以來,云南第一產(chǎn)業(yè)占比呈持續(xù)下降趨勢,但下降速度有所減緩.第三產(chǎn)業(yè)占比呈上升趨勢,但是2000～2012年間上升速度緩慢,這也使云南“十五”和“十一五”規(guī)劃中第三產(chǎn)業(yè)占比提升目標未能實現(xiàn).從2013年開始云南第三產(chǎn)業(yè)占比超過第二產(chǎn)業(yè)占比,并呈現(xiàn)加速上升的趨勢.云南第二產(chǎn)業(yè)占比呈波動上升趨勢,并在2010年達到峰值,為44.6%.然而,從圖2可以看出,2010年后云南第二產(chǎn)業(yè)占比呈持續(xù)下降趨勢,到2015年第二產(chǎn)業(yè)占比僅為40%.

調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級是云南供給側(cè)改革的重要內(nèi)容.云南產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點是大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)和高原特色農(nóng)業(yè).在本研究設(shè)置的參考情景中,云南將延續(xù)傳統(tǒng)工業(yè)化路徑,2030年以前第二產(chǎn)業(yè)占比將持續(xù)上升,2030年以后將有所下降;第三產(chǎn)業(yè)占比也會有所上升,但上升速度較慢.在供給側(cè)改革情景中,由于第二產(chǎn)業(yè)去產(chǎn)能而服務(wù)業(yè)得到了大力發(fā)展,云南第三產(chǎn)業(yè)占比將大幅上升;第一產(chǎn)業(yè)占比的下降速度也有所放緩,而第二產(chǎn)業(yè)占比將持續(xù)下降.表2展示了不同情景下云南三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變化趨勢.對于各產(chǎn)業(yè)內(nèi)分行業(yè)部門的結(jié)構(gòu),本研究假設(shè)與2012年相同.

1.2.3 產(chǎn)業(yè)部門能源強度 在以前的研究中核算了2002年不變價的云南不同產(chǎn)業(yè)部門的能源強度數(shù)據(jù)[12].1997～2012年,云南五大高耗能部門中電力、非金屬制品和化學(xué)工業(yè)部門的能源強度有所降低,金屬壓延加工部門的能源強度有所升高,而交通運輸部門的能源強度則持續(xù)升高.

本研究假設(shè)云南已經(jīng)采取的和將要采取的技術(shù)提升措施將有效降低產(chǎn)業(yè)部門的能源強度,但是由于措施落實力度不同,不同部門能源強度的降低率也不同.在設(shè)置不同部門能源強度降低率時,本研究參考了Wang等[17]的研究,結(jié)合云南采取的部門供給側(cè)改革措施,形成了不同情景下不同部門能源強度的降低率.在供給側(cè)改革情景中,云南2012～2020年不同部門能源強度年均降低率為Wang等[17]的研究中設(shè)置的中國2007～ 2020年不同部門能源強度年均降低率.而2020～ 2030年和2030～2050年分別比前一時期部門能源強度降低率降低1個百分點.在參考情景中,云南2012～2020年不同部門能源強度年均降低率為供給側(cè)改革情景中2020～ 2030年的部門能源強度年均降低率,2020～2030年和2030～2050年分別比前一時期部門能源強度年均降低率降低1個百分點.不同情景下五大高耗能部門能源強度的變化趨勢,如表2所示.在參考情景中,電力、非金屬制品、交通運輸和化學(xué)工業(yè)部門的能源強度到2020年有所下降,2020年后將保持穩(wěn)定;而金屬壓延加工部門的能源強度將保持穩(wěn)定.在供給側(cè)改革情景中,電力、非金屬制品、交通運輸和化學(xué)工業(yè)部門的能源強度將持續(xù)降低至2030年,2030年后保持穩(wěn)定;金屬壓延加工部門的能源強度到2020年有所下降,2020年后保持穩(wěn)定.

表2 2012～2050年云南省經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展情景參數(shù)設(shè)置Table 2 Scenario parameters of Yunnan’s economic and technological development from2012 to 2050

圖2 云南省1978～2015年三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化趨勢Fig.2 The trends of industrial structure change in Yunnan from1978 to 2015

1.2.4 產(chǎn)業(yè)一次能源消費結(jié)構(gòu) 由于產(chǎn)業(yè)一次能源消費結(jié)構(gòu)未作為一項指標在統(tǒng)計年鑒中列出,本研究利用文獻Peters等[18]中的方法估算了云南1997～2014年間產(chǎn)業(yè)一次能源消費結(jié)構(gòu),估算結(jié)果如圖3所示.1997年以來,云南產(chǎn)業(yè)一次能源消費中煤炭占比呈先升后降的趨勢.2009年后煤炭占比開始加速下降,5年內(nèi)由2009年的71.5%下降至2014年的55.6%.與煤炭占比相對應(yīng)的是非化石能源占比,呈先降后升的趨勢,且2009年后加速上升,到2014年達到歷史最高的31.4%.說明云南可再生能源的開發(fā)和應(yīng)用極大地替代了煤炭需求.石油制品占比則相對穩(wěn)定,近年來一直保持在12%左右.由于云南缺少天然氣資源,天然氣占比一直較低.

供給側(cè)改革的另一重要內(nèi)容是提升產(chǎn)業(yè)部門清潔能源的利用水平.在估算的2012年云南產(chǎn)業(yè)一次能源消費結(jié)構(gòu)中,煤炭依然是主導(dǎo)能源,占比達59.5%,石油制品則占13%.相比整體能源消費結(jié)構(gòu),云南產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)中清潔能源的占比較低,如2012年天然氣和非化石能源占產(chǎn)業(yè)能源消費的比重僅分別為0.1%和27.5%(表2), 而云南整體能源消費結(jié)構(gòu)中,2012年天然氣和非化石能源占比分別為0.4%和29.9%.

圖3 云南1997～2014年產(chǎn)業(yè)一次能源消費結(jié)構(gòu)變化趨勢Fig.3 The trends of industrial primary energy consumption structure change in Yunnan from1997 to 2014

就云南未來的產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)的變化趨勢而言,最突出的變化為天然氣占比將大幅提升.隨著中緬天然氣管道的建成,云南擴大了工業(yè)利用天然氣的相關(guān)投資.在2014年發(fā)布的《云南省人民政府關(guān)于加快天然氣利用發(fā)展的意見》中,政府提出2015年天然氣占能源消費總量的比重達到3.5%,到2020年達到6.5%.這將是云南在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整領(lǐng)域供給側(cè)改革的重大措施.但是由于種種原因,天然氣應(yīng)用步伐進展較慢.因此,在設(shè)置情景時,本研究考慮了天然氣應(yīng)用的快慢程度.在參考情景中,產(chǎn)業(yè)能源消費中天然氣占比到2020年達到3.5%,2030年達到6.5%,以后保持穩(wěn)定.在供給側(cè)改革情景中,云南加快了天然氣應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)部門的步伐,到2020年天然氣占比即達到6.5%,此后保持穩(wěn)定.云南控制煤炭消費總量和發(fā)展非化石能源等供給側(cè)改革措施將繼續(xù)實施,在參考情景中,由于控制煤炭消費總量政策執(zhí)行力度較輕,煤炭占比將緩慢下降至2020年的46.5%,2030年的39.5%和2050年的35.5%.而在供給側(cè)改革情景中,政府加大煤炭消費總量控制力度,煤炭占比將持續(xù)下降至2020年的38.5%, 2030年的34.5%和 2050年的30.5%.在參考情景中,由于云南水電開發(fā)已經(jīng)逐步達到瓶頸,短期內(nèi)提升難度較大,非化石能源占比將緩慢上升至2020年的35%,2030年的40%和2050年的45%.而在供給側(cè)改革情景中,云南在大力發(fā)展水電的基礎(chǔ)上加強風(fēng)電、光電和生物質(zhì)能源等非化石能源的開發(fā)和應(yīng)用,從而非化石能源占比將持續(xù)上升至2020年的40%,2030年的45%和2050年的50%.兩個情景下,云南石油制品占比都將保持相對穩(wěn)定.表2展示了不同情景下云南產(chǎn)業(yè)能源消費結(jié)構(gòu)的變化趨勢.對于煤炭、石油制品和可再生能源內(nèi)部細分能源結(jié)構(gòu),本研究假設(shè)與2012年相同.

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)主要有分部門能源消費數(shù)據(jù)和能源碳排放因子數(shù)據(jù).基準年2012年的分部門能源消費數(shù)據(jù)來源于《中國能源統(tǒng)計年鑒2013》[19]和《云南能源統(tǒng)計年鑒2013》[20].排放因子數(shù)據(jù)來源于Peters等[18]和蘇偉[21]的相關(guān)研究.由于分部門能源強度計算時需要利用部門總產(chǎn)出數(shù)據(jù),基準年2012年的分部門增加值和總產(chǎn)出數(shù)據(jù)來源于《云南省投入產(chǎn)出表2012》.為了獲得不同情景下不同年份的分部門總產(chǎn)出數(shù)據(jù),假設(shè)不同年份分部門增加值和總產(chǎn)出的比例與2012年相同.為了使能獲得能源數(shù)據(jù)的部門分類與能獲得總產(chǎn)出數(shù)據(jù)的部門分類保持一致,參照國民經(jīng)濟行業(yè)分類標準及相關(guān)文獻[12],本研究將產(chǎn)業(yè)部門劃分為29個.本研究只估算了不同情景下的產(chǎn)業(yè)碳排放量,但是在計算云南碳強度時需要計算碳排放總量.為了得到云南碳排放總量數(shù)據(jù),參照Wang等[17]的研究,假設(shè)產(chǎn)業(yè)碳排放量占碳排放總量的比例保持在96.75%的水平.為了對比不同年份的碳強度相對于2005年的變化,需要得到2005年不變價的碳強度數(shù)據(jù).因此,需要通過GDP指數(shù)對不同年份的GDP進行價格轉(zhuǎn)換,云南各年GDP指數(shù)數(shù)據(jù)來源于《云南統(tǒng)計年鑒2015》[15].

2 結(jié)果

2.1 云南省產(chǎn)業(yè)碳排放和碳強度變化趨勢

從圖4可以看出,無論是在參考情景還是在供給側(cè)改革情景下,云南產(chǎn)業(yè)碳排放都呈持續(xù)上升趨勢.參考情景下,產(chǎn)業(yè)碳排放將由2012年的1.9億t上升至2050年的13.4億t,增長了6倍多.供給側(cè)改革情景下,產(chǎn)業(yè)碳排放2050年將達到8.5億t,增長了3.5倍.與參考情景相比,供給側(cè)改革情景下,云南2020,2030,2050年的產(chǎn)業(yè)碳排放將分別減少0.7,2.1,4.9億t.

從圖4還可以看出,參考情景和供給側(cè)改革情景下,云南碳強度都呈下降趨勢.參考情景下,云南碳強度將由2005年的3.7t/萬元(2005年不變價,下同),下降至2050年的1.7t/萬元,2020, 2030,2050年碳強度分別比2005年降低了41%,42.4%,53.3%.供給側(cè)改革情景下,云南碳強度2050年將降低至1.1t/萬元,2020,2030,2050年碳強度分別比2005年降低了54.8%,61.9%, 70.4%.

圖4 不同情景下云南產(chǎn)業(yè)碳排放和碳強度變化趨勢Fig. 4 The trends of industrial carbon emission and intensity change in Yunnan under different scenarios

2.2 云南省重點部門產(chǎn)業(yè)碳排放貢獻率

如表3所示,云南產(chǎn)業(yè)碳排放主要集中在電力、金屬壓延加工、非金屬制品、交通運輸和化學(xué)工業(yè)五大高碳部門,五大高碳部門對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率達到88%以上.而且參考和供給側(cè)改革情景下其貢獻率都呈持續(xù)上升趨勢.參考情景下,2050年五大高碳部門對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率達到90.4%,供給側(cè)改革情景下貢獻率為90.9%.在五大高碳部門中,電力部門對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率最大,2012年為32.6%.參考情景下其貢獻率將小幅上升,供給側(cè)改革情景下其貢獻率則先上升后下降,但波動幅度較小.金屬壓延加工部門和非金屬制品部門的貢獻率都呈持續(xù)下降趨勢,且供給側(cè)改革情景下降幅更大.化學(xué)工業(yè)部門的貢獻率呈現(xiàn)穩(wěn)中有升的趨勢,變動幅度不大.與其他高碳部門不同,交通運輸部門的貢獻率將持續(xù)上升.參考情景下,其貢獻率將由2012年的10.5%上升至2050年的17%.供給側(cè)改革情景下,其貢獻率2050年將達到23.1%.

表3 不同情景下云南不同部門碳排放貢獻率(%)Table 3 Carbon emission contributions of different sectors in Yunnan under different scenarios (%)

2.3 云南省五大高碳部門碳強度變化趨勢

表4 不同情景下云南不同部門碳強度(tCO2/萬元,2012年不變價)Table 4 Sectoral carbon intensity in Yunnan under different scenarios (ton CO2/104yuan in 2012 constant price)

通過2.2節(jié)的分析可以看到,五大高碳部門貢獻了絕大部分產(chǎn)業(yè)碳排放,因此分析這些高碳部門碳強度的變化趨勢能為有效控制產(chǎn)業(yè)碳排放起到至關(guān)重要的作用.如表4所示,高碳部門的碳強度都呈持續(xù)下降趨勢,但是降低的幅度差異較大.其中,電力部門不但貢獻了大部分碳排放,也是碳強度最高的部門.盡管電力部門碳強度呈下降趨勢,但是即使在供給側(cè)改革情景下,到2050年的降低率也只有39.7%.與電力部門相同,交通運輸部門和化學(xué)工業(yè)部門的碳強度也僅分別降低了34.5%和39.8%.而相同的情況下,金屬壓延加工和非金屬制品部門的碳強度則分別降低了50.7%和57.5%.

2.4 云南省不同能源品種產(chǎn)業(yè)碳排放貢獻率

從表5可以看出,七大高碳能源對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率達到96%以上.而且無論是在參考情景還是供給側(cè)改革情景下,不同年份七大高碳能源對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率都相對穩(wěn)定.其中,原煤是貢獻產(chǎn)業(yè)碳排放的首要能源,2012年的貢獻率高達55%.參考和供給側(cè)改革情景下,原煤的貢獻率都呈下降趨勢,并且供給側(cè)改革情景下其貢獻率更低.其他煤炭類能源的貢獻率,如焦炭、其他煤氣和焦爐煤氣,也呈下降趨勢.與煤炭類能源不同的是,柴油、汽油和天然氣的貢獻率都將不斷上升,且供給側(cè)改革情景下貢獻率更高.

表5 不同情景下云南不同能源種類碳排放貢獻率(%)Table 5 Carbon emission contributions of different energy types in Yunnan under different scenarios (%)

3 討論與政策建議

從上述計算結(jié)果可以看到,為了消除貧困并與全國同步實現(xiàn)“兩個一百年”目標,即使在供給側(cè)改革情景下,云南的產(chǎn)業(yè)碳排放到2030年也無法達到峰值.這與全國平均水平在2030年前達到峰值的目標相矛盾,說明在面對嚴峻的總量控制和峰值目標時,云南必須進一步加強供給側(cè)改革措施的實施力度.但是,全國總體2030年前達到峰值的目標,在不同地區(qū)的實現(xiàn)時間可以不同.相關(guān)研究提出,東部發(fā)達地區(qū)例如北京和廣東應(yīng)該在2020年前達峰,因為這些地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)已經(jīng)高度服務(wù)業(yè)化了[22-24].而對于中西部落后地區(qū),理應(yīng)給它們的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一些發(fā)展空間,達峰時間可以晚于2030年[22,25].然而即使這樣,根據(jù)產(chǎn)業(yè)碳排放增幅的測算結(jié)果來看,云南面臨的總量控制和達峰目標依然十分嚴峻.從碳強度降低目標的實現(xiàn)情況來看,全國平均水平設(shè)置了碳強度2020年比2005年降低40%～ 45%的目標.從本研究情景分析的結(jié)果來看,即使在參考情景下,2020年云南也能實現(xiàn)40%以上的碳強度降低目標.但是對于碳強度2030年比2005年降低60%～65%的全國平均水平目標,云南只有在供給側(cè)改革情景下才能實現(xiàn)60%的低目標.這說明實現(xiàn)碳強度降低目標相比于實現(xiàn)碳排放總量控制和達峰目標相對容易.但是即使達到2030年的碳強度降低目標,云南也必須實施強有力的供給側(cè)改革措施.

從不同部門碳排放貢獻率來看,五大高碳部門貢獻了約90%的產(chǎn)業(yè)碳排放,且貢獻率呈持續(xù)上升趨勢.因此,這些部門的生產(chǎn)技術(shù)水平將決定未來云南產(chǎn)業(yè)碳排放的走勢.在五大高碳部門中,電力、金屬壓延加工、非金屬制品和化學(xué)工業(yè)都是云南節(jié)能減排的重點關(guān)注部門,這些部門所采取的節(jié)能減碳措施將持續(xù)降低其對碳排放的貢獻率.但是交通運輸部門則相對被忽視了,從現(xiàn)狀來看,云南90%以上的交通運輸量是由高碳的公路運輸來完成的,且大部分都是低等級公路[15].從世界范圍來看,經(jīng)濟發(fā)展到一定階段之后,交通運輸部門對碳排放的貢獻率在各國都呈現(xiàn)上升趨勢[2],本研究對云南的情景分析也驗證了這一趨勢.因此,有必要加大交通領(lǐng)域節(jié)能減碳措施的實施力度,并提前規(guī)劃各種應(yīng)對未來交通領(lǐng)域碳排放增長的供給側(cè)改革政策措施[26].從不同部門碳強度的變化趨勢來看,電力、交通運輸和化學(xué)工業(yè)部門供給側(cè)改革措施的實施力度還不夠.尤其是交通運輸部門,在需求量和對碳排放貢獻率持續(xù)上升的趨勢下,降低其碳強度就變得更加重要.

從不同能源品種的貢獻率來看,云南現(xiàn)在的供給側(cè)改革措施主要將重點放在了對煤炭的替代,這些措施將大大降低云南經(jīng)濟的碳強度.但是為了滿足經(jīng)濟發(fā)展對能源的需求,未來相當一部分煤炭還是用碳強度相對較低的石油和天然氣來替代.因此,石油和天然氣對產(chǎn)業(yè)碳排放的貢獻率將大幅上升.“十二五”時期,云南可再生能源發(fā)展取得了巨大的進步,這也為降低云南的碳強度做出了很大的貢獻[12].但是未來云南可再生能源的繼續(xù)發(fā)展將面臨更多的生態(tài)環(huán)境保護制約,如大型水電開發(fā)面臨破壞生態(tài)環(huán)境的指責(zé)而被推遲或者停建[27].同時,可再生能源的應(yīng)用難問題也會影響可再生能源對化石能源的替代.可再生能源重建設(shè)輕利用的情況在云南有所加劇,2015年云南棄水、棄風(fēng)、棄光電量達到153億kWh[28].

通過上述分析,在未來30年里云南要實現(xiàn)碳排放總量控制和達峰目標及產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型,必須從以下幾個方面加強政策措施的實施力度:第一,加強對碳排放總量控制和達峰目標的重視程度,加強對中長期碳排放總量控制和達峰目標任務(wù)實施的規(guī)劃和引導(dǎo).第二,對重點高碳部門要加強低碳轉(zhuǎn)型規(guī)劃,細化節(jié)能減碳責(zé)任.對交通運輸部門未來碳排放大幅增長的趨勢,要提前構(gòu)建部門供給側(cè)改革政策工具庫,提早介入低碳交通運輸模式的建設(shè).對于其他高碳部門尤其是電力和化學(xué)工業(yè)部門,要大力推進節(jié)能減碳技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,適時在火電行業(yè)試點應(yīng)用碳捕捉和儲存技術(shù)[29].第三,在可再生能源方面,要開發(fā)建設(shè)和推廣應(yīng)用并重.并將可再生能源開發(fā)規(guī)劃與產(chǎn)業(yè)規(guī)劃對接起來,形成高耗能產(chǎn)業(yè)的可再生能源支撐體系.逐步加大可再生零碳能源對煤炭的替代,實施相關(guān)補貼政策對煤炭替代進行經(jīng)濟補償.

4 結(jié)論

4.1 在供給側(cè)改革措施發(fā)力的情景下,云南仍然無法實現(xiàn)2030年達到碳排放峰值的目標,但是能夠?qū)崿F(xiàn)碳強度降低60%～65%的目標.

4.2 云南產(chǎn)業(yè)碳排放將更加集中于電力、金屬壓延加工、非金屬制品、交通運輸和化學(xué)工業(yè)五大高碳部門,只有交通運輸部門的貢獻率持續(xù)上升,其他4個高碳部門的貢獻率都呈持續(xù)下降趨勢.

4.3 金屬壓延加工和非金屬制品部門的碳強度將有效降低,但是其他3個高碳部門的碳強度降低程度有限.

4.4 云南七大高碳能源貢獻了絕大部分碳排放,煤炭類能源的貢獻率呈降低趨勢而石油制品和天然氣的貢獻率將不斷上升.

4.5 為了實現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型,云南應(yīng)更加重視碳排放總量控制目標的規(guī)劃和可實現(xiàn)性分析,詳細規(guī)劃促進低碳交通運輸體系建設(shè)的相關(guān)政策措施,在繼續(xù)大力開發(fā)可再生能源的同時,構(gòu)建相關(guān)配套政策措施以提高其利用率.

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Scenario analysis of the supply-side structural reforminfluences on industrial carbon emissions based on LEAP model in Yunnan province.

DENG Ming-xiang, LI Wei*
(State Key Laboratory of Water Environment Simulation, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing 100875, China). China Environmental Science, 2017,37(2)：786～794

LEAP model was applied to evaluate the supply-side structural reforms’ impacts on industrial carbon emissions and intensity by setting economic and technological scenarios in Yunnan province from2012 to 2050. The results demonstrated that the industrial carbon emissions would reduce 0.49billion tons in the supply-side reformscenario in 2050 compared to the reference scenario. However, carbon emissions in Yunnan would rise steadily which led to missing the target of achieving a peak in 2030. Most of the carbon emissions were contributed by five carbon intensive sectors as electricity, metal processing, non-metal production, transportation and chemistry. In these five sectors, only carbon emissions in transportation sector would increase substantially while carbon emissions in other 4sectors would all decrease. Seven carbon intensive energies would contribute over 96% of industrial carbon emissions and this proportion would keep stable during 2012～2050. In these carbon intensive energies, coals’ contribution would decrease stably but oils and nature gas would contribute more carbon emissions. In order to realize low-carbon transformation, the government of Yunnan province should make more efforts on achieving the target to control the volume of carbon emissions. Measures on supply-side reforms should be strengthened to deal with the sharp increase of carbon emissions in the transportation sector in the future. Meanwhile, more measures should be applied on renewable energy exploit and its utility efficiency improvement.

supply-side structural reforms；industrial carbon emissions；scenario analysis；LEAP model；Yunnan province

X32

A

1000-6923(2017)02-0786-09

鄧明翔(1985-),男,湖南耒陽人,北京師范大學(xué)博士研究生,主要從事能源和低碳經(jīng)濟研究.

2016-06-05

中國清潔發(fā)展機制基金贈款項目(1213075)

* 責(zé)任作者, 教授, weili@bnu.edu.cn