沈維萍 夏克郁 陳迎
關鍵詞:碳中和目標;負排放技術;N?DSGE模型;生態(tài)價值;福利效應
全球氣候變化已達“氣候緊急狀態(tài)”,包括中國在內(nèi)的諸多國家和地區(qū)先后宣布碳中和目標和凈零排放承諾。在氣候變化減緩和傳統(tǒng)的適應措施外,探討運用負排放技術(也稱碳移除)實現(xiàn)氣候目標的研究也越來越多。特別是當源頭減排達到門檻值后,需要進行碳移除來實現(xiàn)凈零碳排放乃至凈負碳排放。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IntergovernmentalPanelonClimateChange,IPCC)第六次評估報告(AR6),2100年,多種情景下負排放技術極大可能成為減排的關鍵選擇,要實現(xiàn)《巴黎協(xié)定》2℃目標乃至更高的目標,即使多個關鍵部門和高碳排放地區(qū)實現(xiàn)了直接排放大幅減少,在降碳路徑中部署負排放技術仍有其必要性。負排放技術是指通過人為活動將CO2從大氣中清除,并將其持久地存儲在地質(zhì)、陸地、海洋儲層中或產(chǎn)品中,具體技術方案原理存在很大差異。根據(jù)主要是依托自然還是技術,可將負排放技術分為基于自然生態(tài)系統(tǒng)的方案(如造林/再造林、土壤固碳、沿海藍碳等),基于技術的方案(如DACCS、增強風化、海洋堿化),以及混合型的技術方案(如BECCS、生物炭、海洋施肥等)[1-5]。近年來,美國、英國、加拿大和瑞士等國家紛紛啟動負排放技術的研究,相關研究主要集中在影響模擬、風險評估、成本收益等技術和經(jīng)濟可行性研究[6-30]。但是,從可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟學的視角,有關負排放技術所產(chǎn)生的氣候效應、生態(tài)效應、經(jīng)濟效應和福利效應缺乏系統(tǒng)、綜合評估。因此,本研究通過構建包含自然生態(tài)系統(tǒng)部門的動態(tài)隨機一般均衡(N?DSGE)模型,對負排放技術的實施效應進行綜合評估,以期促進氣候、生態(tài)和經(jīng)濟等可持續(xù)發(fā)展目標的協(xié)同。
1文獻綜述
關于負排放技術的綜合評估,目前最常見的是將其引入綜合評估模型(IAM)進行應對氣候變化策略的評估或優(yōu)化,主要涉及成本收益分析(CBA)和成本有效性分析(CEA)[7]。具體來看,IAM主要分為政策優(yōu)化模型(POM)和政策評估模型(PEM)[8],兩種模型都可以用于分析包含負排放技術的氣候政策。
政策評估模型已納入負排放技術的相關假設,但由于技術相關知識的分散,目前絕大多數(shù)IAM情景中只是將負排放技術中特定的一種或兩種技術情景納入評估[5]。例如,Kriegler等[9]、Luderer等[10]和Azar等[11]將BECCS視為唯一的負排放技術,有些還包括造林和再造林[12-13],還有研究對多種負排放技術進行綜合評估,如DAC和BECCS的組合[14-16],DAC?CCS,BECCS和造林/再造林[17-18]的組合。其中,段宏波等[14]基于中國能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)集成模型(CE3METL),納入BECCS和DAC兩種負排放技術進行綜合評估。Fuhrman等[17]通過建立全球變化評估模型(GCAM)評估了植樹造林、BECCS和DAC3種不同類型的負排放技術組合的影響。
政策優(yōu)化模型一般將負排放技術與減緩、適應作為策略組合一起納入模型,來求解社會福利最優(yōu)化問題。目前看,溫室效應政策分析模型(PAGE)和氣候問題的不確定性、談判和分配框架模型(FUND)還沒有納入負排放技術。由Nordhaus[19]開發(fā)的氣候與經(jīng)濟的動態(tài)綜合模型(DICE)最新版本允許凈負排放(在2150年之后),暗含某種形式的負排放技術,但沒有明確說明,而是用單個成本曲線代表傳統(tǒng)的減緩措施和負排放技術。此外,Rickels等[20]將DICE擴展為包括負排放技術的通用版本,不同負排放技術的成本函數(shù)不會隨時間變化。Belaia等[7]考慮了減緩與負排放技術之間的緊密聯(lián)系來擴展DICE,認為負排放只是將減緩曲線延長到超過零排放。
總體來看,已有研究對負排放技術的經(jīng)濟評估問題做了大量探索,但這些研究在內(nèi)容和方法上還存在諸多不足之處。
從研究內(nèi)容看,雖然負排放策略具有正向的氣候效應,但其實施不僅需要付出技術成本,還會產(chǎn)生一系列復雜廣泛的外部性,直接或間接地影響可持續(xù)發(fā)展的諸多方面,給自然生態(tài)系統(tǒng)帶來損害成本,并通過氣候系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)對經(jīng)濟系統(tǒng)指標產(chǎn)生間接影響。而且這些影響在IAM中并沒有體現(xiàn),從而導致低估氣候變化的經(jīng)濟損失和福利損害。IAM中鏈接氣候系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)的一個關鍵環(huán)節(jié)是損害函數(shù),一般用大氣中溫室氣體濃度上升和溫度升高的函數(shù)來衡量氣候變化引起的經(jīng)濟損失,進而評估CO2排放的社會成本[8]。但是,氣候變化對勞動力、自然資本存量以及生物多樣性等造成的不利影響,會直接或間接涉及可持續(xù)發(fā)展的諸多方面,現(xiàn)實中很難通過實證研究去估計完整的氣候損害函數(shù)[7]。因此,傳統(tǒng)的IAM很少考慮氣候變化對自然資本存量的損害,若考慮自然資本,氣候變化對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響所產(chǎn)生的成本將是長期累積的[21]。因此,對自然資本以及自然價值的忽視,導致IAM遠遠低估了氣候變化的經(jīng)濟損失和福利損害。此外,傳統(tǒng)的IAM主要用于減緩氣候變化的評估,而對于氣候適應的評估相對受限。一部分模型選擇忽略適應的作用,一部分模型將適應隱含地作為氣候損失估計的一部分,以便于專注研究減緩氣候變化等其他問題[22]。DICE模型中雖然加入了負排放技術,但沒有考慮大規(guī)模負排放技術的損害成本,還忽視了其對生態(tài)環(huán)境和自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。雖然也有研究開始嘗試在綜合評估模型中引入自然資本[23-24],但總體上IAM在測度氣候變化損害時對自然生態(tài)系統(tǒng)存在價值和福祉的重視不夠。尤其是負排放技術涉及更多的是對自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性的潛在影響,只從傳統(tǒng)的經(jīng)濟效益出發(fā)評估并不符合可持續(xù)發(fā)展的自然生態(tài)價值觀,從而不能給予政策制定者切實的指導和參考。
從研究方法看,一方面,將負排放技術引入IAM,使得求解困難,降低了數(shù)值模擬結果的可信度;另一方面,現(xiàn)有的氣候政策優(yōu)化研究所運用的定性分析模型,雖然可以清楚呈現(xiàn)不同技術的特性和作用并運用情景分析不同策略組合的效果,但無法進行數(shù)值模擬和定量評估。而以往研究表明,宏觀經(jīng)濟學的動態(tài)隨機一般均衡(DSGE)模型可以拓展或發(fā)展傳統(tǒng)的氣候變化綜合評估模型[25-27],包括納入完整的氣候模塊(包括碳循環(huán)和溫度動態(tài)變化過程等),引入隨機持久的沖擊和貝葉斯學習過程,對于貼現(xiàn)率水平、碳匯以及氣候參數(shù)敏感性等不確定性問題也可以進行相應處理[28-30]。由此,要在結構模型中引入負排放技術并評估其綜合影響,單純運用動態(tài)一般均衡的IAM或者定性分析模型都很難實現(xiàn),而動態(tài)隨機一般均衡(DSGE)模型可以將兩者的優(yōu)勢結合。
基于以上分析,本研究提出運用生態(tài)價值理論改進綜合評估模型(IAM),構建包含自然生態(tài)系統(tǒng)部門和拓展型生產(chǎn)、效用函數(shù)的N?DSGE模型,在整個氣候系統(tǒng)-自然生態(tài)系統(tǒng)-經(jīng)濟系統(tǒng)中評估負排放技術的影響。
2機制分析與模型構建
在氣候系統(tǒng)-自然生態(tài)-經(jīng)濟系統(tǒng)中,負排放技術的實施將通過兩個途徑影響綜合福利(圖1)。第一,負排放技術增加了應對氣候變化的相應成本,從而影響產(chǎn)出,并通過影響消費來影響整體社會福利。第二,實施負排放技術,將減少CO2存量,降低CO2濃度,減少溫度升高帶來的整體損害成本,而損害成本變化則通過預算約束(即生產(chǎn)渠道)影響產(chǎn)出和消費影響福利。另外,負排放技術作用于CO2的同時會直接或間接影響自然生態(tài)系統(tǒng)的其他功能(正向負向均有),直接影響整體社會福利,同時通過影響自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量影響產(chǎn)出(即生產(chǎn)渠道)和消費進而影響綜合福利。
基于此,本研究以諾德豪斯開發(fā)的氣候-經(jīng)濟綜合評估模型DICE?2016R2版本為基礎,結合包含負排放技術的數(shù)理分析模型和數(shù)值模型,對DICE的生產(chǎn)函數(shù)、效用函數(shù)以及損害函數(shù)等設定進行了拓展,并納入自然生態(tài)系統(tǒng)部門來鏈接氣候和經(jīng)濟系統(tǒng),構建包含自然生態(tài)系統(tǒng)(N)部門的N?DSGE模型。模型主體包括代表性家庭、企業(yè)部門、自然生態(tài)系統(tǒng)部門和政府部門,其基本邏輯結構為:代表性家庭提供勞動,購買用于消費的商品,并享受自然生態(tài)系統(tǒng)提供的公共外部環(huán)境;企業(yè)在自然生態(tài)系統(tǒng)提供的穩(wěn)定環(huán)境中進行生產(chǎn),并向政府交稅;自然生態(tài)系統(tǒng)部門包含氣候系統(tǒng),其主要組成要素CO2、溫度的變化以及負排放技術產(chǎn)生的損害影響著自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量;政府向企業(yè)征稅并將稅收的一部分用于自然生態(tài)系統(tǒng)的維護,同時給居民提供轉(zhuǎn)移支付。
2.1代表性家庭
模型中假設存在代表性家庭,家庭部門既是最終消費者,也是勞動的供給方。家庭部門的目標是通過選擇商品消費、勞動供給以及高質(zhì)量的公共生活和生存環(huán)境,從而實現(xiàn)一生效用最大化?;诖?,本研究構建拓展型效用函數(shù),見公式(1)。除了納入DICE模型效用函數(shù)所包含的消費和勞動要素外,還將消費者從自然生態(tài)系統(tǒng)獲得的外部公共環(huán)境的質(zhì)量納入效用函數(shù)。
其中:ESt表示家庭居民在t時期享受到的公共外部環(huán)境質(zhì)量;ξ為常數(shù),衡量人們對未來公共外部環(huán)境效用的偏好程度;E0表示期望算子。β表示貼現(xiàn)因子,Ct表示家庭部門的商品消費,η為家庭居民的消費慣性系數(shù),Ct-Ct-1體現(xiàn)除慣性之外的新增消費對效用的影響;Lt表示家庭居民在t時期的勞動供給量,ψ為常數(shù)。θL表示Frisch勞動供給彈性的倒數(shù)[31]。
2.2企業(yè)
在DICE生產(chǎn)函數(shù)設定的基礎上進行拓展,仍假設生產(chǎn)函數(shù)為柯布-道格拉斯形式,并在其中納入自然生態(tài)系統(tǒng)要素,見公式(2)。自然生態(tài)系統(tǒng)通過其自身的勞動進行生態(tài)修復和更新來保持自身的存在性、質(zhì)量和功能的完整性、穩(wěn)定性。此外,自然生態(tài)系統(tǒng)在不同類型生產(chǎn)活動中的生產(chǎn)性貢獻并不完全相同,而是在更依賴自然資源和穩(wěn)定自然環(huán)境的生產(chǎn)中作用更大。參考郭長林[32]關于公共資本投資基礎設施產(chǎn)生生產(chǎn)性這一問題的設定,引入了自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)ESt這一內(nèi)生變量,體現(xiàn)其生產(chǎn)價值。Kt為傳統(tǒng)的資本要素投入,資本積累方程與DICE中的設定一致;Lt為勞動要素投入;At為全要素生產(chǎn)率(TFP),一般用來衡量綜合技術水平,遵循AR(1)過程。
2.3自然生態(tài)系統(tǒng)
自然生態(tài)系統(tǒng)部門的變量主要有自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、損害方程和CO2存量。其中,自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)ESt的積累方程見公式(4)。
其中:τs表示社會總產(chǎn)出的一定比例,自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)作為純公共物品需要政府專門支出其稅收的一部分來進行維護。δES表示t-1期自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)的損耗程度,包括正常情況下自然生態(tài)系統(tǒng)自然退化和人為干擾造成的退化(不包括氣候系統(tǒng))。Dt表示由氣候系統(tǒng)因素引起的自然生態(tài)系統(tǒng)變化以及負排放技術帶來的自然生態(tài)系統(tǒng)變化。由于納入了自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)ESt這一變量來鏈接氣候和經(jīng)濟系統(tǒng),且自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量(存量)參與到了生產(chǎn)中,所以損害函數(shù)與DICE的設定不同,直接刻畫自然生態(tài)系統(tǒng)受到的損害,見公式(5)。
其中:Dt包括自然生態(tài)系統(tǒng)受到的由氣候系統(tǒng)引起的兩部分影響。一是溫度和CO2存量直接和間接影響自然生態(tài)系統(tǒng)。二是負排放技術對氣候系統(tǒng)和整個自然生態(tài)系統(tǒng)的影響。具體來看,氣候系統(tǒng)的溫度和CO2存量的損害設定參考Moreno?Cruz等[33]的做法,Dt與溫度Tt和CO2存量St直接相關,即自然生態(tài)系統(tǒng)受到氣候系統(tǒng)的影響既包括溫度變化的影響,也包括CO2存量變化的影響(如海洋酸化)。根據(jù)DSGE的思想進行設定,用Tt偏離溫度穩(wěn)態(tài)T(不產(chǎn)生損害的適宜溫度區(qū)間)的程度來刻畫溫度變化對Dt的影響,CO2存量變化對Dt的影響也是如此。負排放技術對自然生態(tài)系統(tǒng)的外部性則用移除CO2的強度μt偏離減排穩(wěn)態(tài)(減排強度達到穩(wěn)定的最大限度區(qū)間)μ的程度來刻畫,參數(shù)?μ表示相應的影響程度。
將CO2存量St積累方程設定為公(6)。參考Belaia等[7]的設定,當μt小于1時,代表減排;而當μt大于1時,Et變?yōu)樨撝?,從而使St下降,由此刻畫出負排放技術的特性和效果。其中,Et為CO2流量,表達式參照DICE模型進行設定。δS為CO2的自然消耗程度,σ為總出的CO2排放強度。
2.4政府
政府部門行為的表達見公式(8)
該設定中,政府部門的行為主要由三部分構成,即從企業(yè)征稅,向家庭部門進行轉(zhuǎn)移支付和維護自然生態(tài)系統(tǒng)基本功能而進行轉(zhuǎn)移支付。其中:τ表示政府部門從企業(yè)得到的總稅收比率,F(xiàn)t表示政府給家庭部門的轉(zhuǎn)移支付,τs表示政府專門用于自然生態(tài)系統(tǒng)維護的支出水平。
2.5一般均衡
一般均衡要求最終品市場、中間品市場、勞動力市場和資本市場同時出清[31]。模型涉及最終品市場的勞動力市場出清即可,得到的均衡條件可表示為公式(9)。其中,It為投資。
3參數(shù)校準
模型涉及的家庭部門、企業(yè)部門以及自然生態(tài)系統(tǒng)部門的參數(shù)均采用中國宏觀經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進行校準或參考相關研究進行適用性選擇(表1)。家庭部門中,在貼現(xiàn)因子的基礎上,增加未來公共外部環(huán)境效用的偏好系數(shù)ξ并設置為大于1且小于φ,以體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展理論對子孫后代福祉的重視。企業(yè)部門中,自然生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)性程度γ沒有對應的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行校準或估計,存在很大的爭議性。在基準情景中參照汪勇等[31]和郭長林[32]對政府支出(用于公共基礎設施)產(chǎn)出彈性進行設定。負排放技術的成本系數(shù)θ1和邊際成本參數(shù)θ2參考Belaia等[7]的取值。自然生態(tài)系統(tǒng)部門中,總產(chǎn)出的CO2排放強度系數(shù)σ通過穩(wěn)態(tài)公式E=σ(1-μ)Y進行校準。根據(jù)中國的氣候目標(到2030年,中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值CO2排放將比2005年下降65%以上),假設μ的穩(wěn)態(tài)值為0.65,由此得到CO2排放強度系數(shù)σ的穩(wěn)態(tài)值。自然生態(tài)系統(tǒng)維護的支出水平τs,參考潘家華[35]提出的“將國內(nèi)生產(chǎn)總值的2%或5%作為生態(tài)修復專項資金”,英國學者斯特恩(Stern)研究提出的“需要拿出1%~5%的GDP用以保護氣候”,以及“到2020年中國環(huán)保投資占GDP的比例不低于3.5%”,同時考慮適應氣候變化的資金投入,設置為5%。對于自然生態(tài)系統(tǒng)存量的基礎損耗程度δES,當沒有Dt中包含的損害時,自然生態(tài)系統(tǒng)也會因人類生存所需的基本消費和生產(chǎn)活動或自然因素而產(chǎn)生相應的損耗,如固定資產(chǎn)一樣會折舊,但這個比例相對于整體存量來說非常小,參照資本折舊率進行設定。此外,對于無法直接估計或校準的參數(shù),如自然生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)性程度γ、負排放技術損害程度系數(shù)Φμ,將在基準設定基礎上作進一步的敏感性分析。
4評估方案設計與脈沖結果分析
中國要實現(xiàn)2060年碳中和目標,需要2050年后進一步全方位加大減排力度,推進零排放或負排放技術突破,加強碳匯吸收和負排放技術應用。評估方案不僅考慮負排放技術實施對自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)主要指標以及綜合社會福利的影響,而且進一步探討負排放技術實施強度增加至系統(tǒng)達到凈零碳排放和凈負碳排放狀態(tài)時的綜合效應。此外,通過敏感性分析,探討負排放技術實施效應與傳統(tǒng)減排、碳排放峰值以及自然生態(tài)系統(tǒng)自然碳匯能力之間的潛在關系,以期為中國提供一定的參考和啟示。具體數(shù)值模擬思路和方案見表2。
4.1基準情景結果分析
首先模擬了在穩(wěn)態(tài)(傳統(tǒng)減排措施的最大減排潛力達到65%,且未實施負排放技術)基礎上實施1%的負排放技術對CO2存量、溫度、損害成本、自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、產(chǎn)出、投資和當期效用等變量的影響。負排放技術的沖擊通過給予外生變量μt沖擊,遵循μt=(1-ρμ)μ+ρμμt-1+εut(實施一個百分點的負排放技術即εμ的值增加1%)。結果如圖2所示,適當實施負排放技術,在產(chǎn)生正向的氣候效應之外,還有利于提高自然生態(tài)系統(tǒng)的整體福祉,也能更好地滿足人們對安全、穩(wěn)定、美麗、清潔的自然生存環(huán)境的需求,提高社會整體福祉。而經(jīng)濟系統(tǒng)的產(chǎn)出、消費和投資雖然開始會下降,但逐漸會因自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的改善而獲益,實現(xiàn)人與自然生態(tài)系統(tǒng)和諧的可持續(xù)經(jīng)濟增長。
4.2不同技術實施強度情景的數(shù)值結果分析
進一步考慮將μt在穩(wěn)態(tài)值(μ=0.65)基礎上提高到0.8、1.0和1.2三個情景,分別對應的實際CO2總減排效果為凈正碳排放、凈零碳排放(碳中和)和凈負碳排放,考察三個不同強度的負排放技術實施力度對CO2存量、溫度、損害成本、自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、產(chǎn)出、投資和當期效用等變量的影響。結果如圖3所示,負排放技術的實施強度不同所產(chǎn)生的綜合效應差異很大。一方面,負排放技術實施強度越大,氣候效應越好,但經(jīng)濟效應越差。雖然自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量提高,但由于技術成本導致的經(jīng)濟效應下降使當期效用下降。另一方面,由于負排放技術的負外部性,凈負碳排放的氣候效應和生態(tài)效應要優(yōu)于凈零碳排放。雖然凈負碳排放所需的技術成本更高,但最終的綜合效用影響優(yōu)于凈零碳排放。
4.3敏感性分析
自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)出彈性的敏感性分析。創(chuàng)新性地將自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量要素引入生產(chǎn)函數(shù),但其生產(chǎn)性程度存在較大的不確定性和爭議,取值大小可能對數(shù)值結果產(chǎn)生較大影響,而可參考的已有研究也十分有限。鑒于此,為了使數(shù)值模擬結果更具有穩(wěn)健性和準確性,進一步考慮三種情況(0<γ<0.1、γ=0.1和γ>0.1),進行敏感性分析。結果顯示,γ的不同取值不影響各變量變化的方向,只是數(shù)值上有變化。
負排放技術損害程度的敏感性和異質(zhì)性分析。負排放技術的損害系數(shù)Φμ可能受到負排放技術實施規(guī)模和具體技術選擇以及實施方式的影響,具有很大的不確定性。在負排放技術基準情景的基礎上,考慮Φμ取值分別為0.1、0.6和1的三種情況,進行敏感性分析。結果顯示,不同取值不影響各變量整體變化的方向,只是數(shù)值上有變化。進一步,若不考慮具體技術成本的異質(zhì)性,三種情景的結果可分別對應單獨實施損害程度不同的具體負排放技術使μt增加1%所產(chǎn)生的綜合效應,Φμ取值0.1、0.6和1分別對應損害程度相對最小的NbS類負排放技術、CCS相關的BECCS和DACCS類技術,以及海洋施肥等損害程度相對較大的負排放技術。結果表明,僅實施NbS類負排放技術雖然氣候效應有限,但產(chǎn)生的損害成本最小,產(chǎn)出、消費、投資和勞動在期初的下降幅度也最?。粌H實施CCS相關的負排放技術,氣候效應明顯優(yōu)于NbS類負排放技術,但損害成本更大,產(chǎn)出、消費、投資和勞動在期初的下降幅度也大;僅實施海洋施肥等損害程度相對較大的負排放技術,氣候效應最佳,但損害成本也最大,產(chǎn)出、消費、投資和勞動在期初的下降幅度也最大。
CO2存量自然消耗程度的敏感性分析。CO2存量的自然消耗程度δS鮮有文獻資料依據(jù),也難校準。根據(jù)自然碳匯吸收CO2的年度核算數(shù)據(jù),僅能得到CO2的自然消耗程度,如全球碳預算數(shù)據(jù)庫(GlobalCarbonBudget,GCB)披露的“陸地和海洋的碳匯吸收排放到大氣中一半以上的CO2(2020年為54%)”。雖然自然對CO2的消耗比例如此之高,但自然陸地碳匯的年際變化可能非常大,且自然陸地碳匯的絕對量相對于CO2存量來說依然很小。鑒于此,首先參照資本折舊率的選取方式將CO2存量的自然消耗程度δS設定為2%,然后在基準情景基礎上將其數(shù)值調(diào)整為5%,進行敏感性分析。結果表明,一方面基準情景結果的基本結論不受CO2存量自然消耗程度這一參數(shù)的影響;另一方面,自然的不受人工干預影響的碳匯水平越高,再實施負排放技術產(chǎn)生的氣候、生態(tài)和經(jīng)濟社會、福利效應均越佳。由此,即使實施負排放技術,也要繼續(xù)加強適應氣候變化、NbS等措施對自然生態(tài)系統(tǒng)的保護和維護,盡可能加強其自然碳匯能力。
傳統(tǒng)減排水平最大潛力值的敏感性分析。考慮到2030年后甚至2050年后中國的減排水平都需要進一步提升,將傳統(tǒng)減排峰值穩(wěn)態(tài)在65%的基礎上進一步提高。一方面,說明了基準情景結果的穩(wěn)健性。另一方面,傳統(tǒng)減排水平達到的最大值越高,再實施負排放技術的經(jīng)濟和福利效應則越好??梢?,傳統(tǒng)減排仍然是應對氣候變化最重要且根本的措施,影響著包含負排放策略在內(nèi)的氣候策略組合的整體效果。此外,傳統(tǒng)減排并不能進一步減少CO2存量。所以,如何以及何時在傳統(tǒng)減排基礎上納入負排放策略,納入何種負排放技術以達到更佳的氣候效應,且兼顧生態(tài)效應和經(jīng)濟社會效應,是一個值得進一步深入探討的問題。
貼現(xiàn)因子的敏感性分析。在氣候變化的成本收益評估中,貼現(xiàn)率的選擇一直存在爭議(諾德豪斯在DICE模型中選擇5.5%左右的市場貼現(xiàn)率,以斯特恩為代表的倫理派經(jīng)濟學家認為在氣候政策分析中應使用社會貼現(xiàn)率,2006年《斯特恩報告》采用1.4%的貼現(xiàn)率),不同取值影響著評估的結果和政策指向[45]。而從可持續(xù)發(fā)展代際公平的視角,不僅要重視當下生態(tài)環(huán)境的價值,還要考慮子孫后代享受穩(wěn)定、高質(zhì)量生態(tài)環(huán)境的能力和需求,對商品的消費也是如此?;诖?,在基準情景基礎上,根據(jù)社會貼現(xiàn)率(參考《斯特恩報告》選擇1.4%)將貼現(xiàn)因子取值提高到0.99,進行敏感性分析。結果表明,貼現(xiàn)因子的不同取值不影響各變量變化的方向,對基準情景結果影響較小,證明了基準情景評估結果的穩(wěn)健性。
4.4福利分析
規(guī)范經(jīng)濟學的福利分析一般包括消費者勞動/閑暇的選擇和跨期消費的決策。本研究的負排放技術涉及對自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性的廣泛影響,不僅直接影響人們的生存和生活環(huán)境,還會通過影響經(jīng)濟系統(tǒng)來影響社會福利。因此,借鑒郭長林[32]和Yu[46]的研究思路,社會福利函數(shù)采用條件福利函數(shù)形式,將整個社會的總福利擴充為由居民福利和自然生態(tài)系統(tǒng)福利構成,具體形式見公式(10)。其中:βt表示貼現(xiàn)因子,ξ表示對未來自然生態(tài)系統(tǒng)福利的偏好或重視程度。最終社會總福利的變化由各期效用變化值折現(xiàn)后加總而來(表3)。
基準情景下的社會總福利具體值為2.3097。當負排放技術的實施強度分別增加到15%(減排水平達到80%的凈正碳排放狀態(tài))、35%(減排水平達到100%的凈零碳排放狀態(tài))和55%(相當于達到凈負碳排放狀態(tài)),社會總福利明顯下降。由此,負排放技術實施強度的增加明顯削弱社會總福利,且相比從凈正碳排放過渡到凈零碳排放階段,從凈零碳排放到凈負碳排放狀態(tài),負排放技術對社會總福利的削弱強度有所增加。在基準情景的基礎上,負排放技術的損害系數(shù)?μ和自然生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)出彈性γ的敏感性分析表明,負排放技術實施對社會總福利影響的分析結果是穩(wěn)健的。
5結論和政策啟示
通過構建包含自然生態(tài)系統(tǒng)部門的N?DSGE模型,利用中國的宏觀經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)進行選擇或校準,數(shù)值模擬了負排放技術對整個氣候系統(tǒng)、自然生態(tài)系統(tǒng)以及社會經(jīng)濟系統(tǒng)主要變量的影響,考察了不同情景下負排放技術的綜合效應。主要結論如下:
(1)在傳統(tǒng)減排措施達到最大減排潛力后實施負排放技術,在產(chǎn)生正向的氣候效應之外,還有利于提高自然生態(tài)系統(tǒng)福祉以及社會整體福祉。
(2)負排放技術可以幫助中國實現(xiàn)凈零碳排放乃至凈負碳排放,且負排放技術實施強度越大,氣候效應越好,但經(jīng)濟效應越差。在傳統(tǒng)減排措施達到最大減排潛力后實施負排放技術到凈負碳排放狀態(tài),所產(chǎn)生的氣候效應和生態(tài)效應要優(yōu)于凈零碳排放狀態(tài),但凈負碳排放所需的技術成本更高。
(3)負排放技術實施強度的增加明顯削弱社會綜合福利,且由凈零碳排放狀態(tài)到凈負碳排放狀態(tài)這一階段負排放技術削弱福利的強度會增加。
負排放技術作為能源革命和應對氣候變化的未來技術儲備,關乎生態(tài)安全。在“雙碳”目標導向下,中國應以可持續(xù)發(fā)展理念和習近平生態(tài)文明思想為指導,高度重視負排放技術研發(fā),精心部署負排放技術發(fā)展戰(zhàn)略。對此,提出如下建議:
第一,精心部署負排放技術在碳中和目標中的路線圖。一方面,負排放技術可以用于實現(xiàn)凈零碳排放乃至凈負碳排放,但其具體部署涉及氣候、生態(tài)、經(jīng)濟多目標的權衡。若以氣候效應為目標,應當在應用負排放技術實現(xiàn)碳中和后繼續(xù)加大強度以達到凈負碳排放。但也不能忽略負排放技術對自然生態(tài)系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)可能的負面影響。要謹慎擴大實施規(guī)模和實施強度,在可持續(xù)發(fā)展大框架下開展負排放技術綜合影響專題評估,加強負排放技術實施、部署的治理,盡可能避免和最小化其負面影響。另一方面,負排放技術的部署效果會受到傳統(tǒng)減排水平和自然碳匯能力的影響,部署負排放技術也不能放松傳統(tǒng)減排的努力,而且應努力以更低的峰值實現(xiàn)碳達峰。此外,要加強對自然生態(tài)系統(tǒng)的保護和維護(補償),不能破壞其自然碳匯能力,要嚴格進行國土空間規(guī)劃和用途的管控,有效維持并增強森林、草原、濕地、海洋、土壤、凍土的固碳作用,提升生態(tài)系統(tǒng)碳匯增量。
第二,對不同負排放技術采取差異化發(fā)展策略。不同的負排放技術發(fā)展程度、成本收益和外部影響都有差異。基于自然生態(tài)系統(tǒng)的負排放技術損害程度相對最小,而技術型負排放技術損害程度更大,對自然生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量和穩(wěn)定性的潛在威脅更大。在碳中和目標下,越來越多企業(yè)投入資金研發(fā)DAC技術,用來抵消無法用其他方法削減的排放量。中國要加緊尋求商業(yè)合作,積極進行研發(fā)部署。對于沿海“藍碳”、陸地碳去除與封存等關鍵技術的研發(fā)也應增加重視,增加其負排放容量,降低成本,減少負面影響。特別是大規(guī)模BECCS涉及土地和水資源的利用,需要尋求國際合作解決方案。
第三,推動構建聯(lián)合國框架下負排放技術的治理機制。加強負排放技術國際治理相關研究,在聯(lián)合國框架下推動構建負排放策略的多平臺協(xié)同治理機制,堅持多邊主義治理邏輯,推動構建人類命運共同體。