中国低碳经济影响因素分析与情景预测，本文主要内容关键词为：中国论文,情景论文,因素论文,经济论文,低碳论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1007-7588(2011)05-0844-07
1 引言
在全球越来越重视气候变暖的背景下，以低排放、低能耗、低污染为核心理念的低碳经济成为改变这种局面的重要途径。低碳经济最早出现在2003年英国政府发布的能源白皮书：《我们能源的未来：创建低碳经济》，它强调气候变化的影响日趋恶劣，国家能源安全和气候环境受到严重威胁。2006年，《斯特恩报告》指出全球以每年1%的GDP投入，可以避免将来每年5%～20%的GDP损失，以此呼吁全球应向低碳经济转型。近几次联合国气候大会虽然在减排数量上没有达成一致，但就通过减少
排放和发展低碳经济来避免全球温度上升形成共识。中国政府也高度重视能源与环境问题，并采取了一系列措施，并承诺“到2020年，单位GDP的二氧化碳排放比2005年降低40%～45%”，实现这一目标的关键在于发展低碳经济，改变中国长久以来资源消耗型经济的特点。毋庸置疑，发展低碳经济涉及如政策、经济、环境、技术、管理等诸多领域，对政府的决策能力是一个重大考验。换言之，明确和理顺阻碍低碳经济发展的影响因素，对于中国经济持续增长和节能减排具有重要意义。
2 研究综述与方法
许多学者和机构已经研究了多个国家与地区低碳经济发展的影响因素。Johnston，D et al.[1]分析英国降低碳排放量的技术困难与挑战，并研究了英国到2050年排放量降低60%的可行性；Koji Shimada et al.[2]认为土地利用方式、新能源提升和生活方式在发展低碳经济中扮演越来越重要的作用，并设计情景分析方法来模拟Shiga Prefecture到2030年的碳排放和能源消耗情况；庄贵阳[3]从节能减排难度和技术转让、创新与应用障碍入手，详细列举了中国发展低碳经济面临的困难，认为中国必须建立发展低碳经济的长效机制，加速行政手段向市场化机制转变；姜克隽[4]等利用能源环境综合政策评价模型(IPAC模型)，从基础情景和政策情景对中国未来中长期的能源需求与排放情景进行了分析；付加峰[5]等认为中国发展低碳经济应该更多关注可持续发展、能源安全和能源技术、经济竞争力，并借用CGE模型对整个社会经济部门约束来实现情景的数量描述与分析；周元春，邹骥[6]采用对数平均因素分解法定量分析能源结构、能源效率、经济发展水平、人口和排放强度这几类影响碳排放的因素对发展低碳经济的影响程度，认为要想发展低碳经济，必须进行技术革新、提高能效、和改善能源结构；华贲[7]提出能源碳强度参数，对中国政府2020年节能和减排目标进行了解读，估算到2020年中国能源消耗为41亿t标煤；Wang，GH[8]分析了影响中国能源消耗的各种阻碍因素，认为能源结构、产业发展不平衡、能源环境政策不健全是造成能耗大碳排放量多的主要原因；综上所述可以看出，影响低碳经济发展的因素有很多，如何系统地阐明中国低碳经济发展的影响因素，并理顺各因素间层次结构关系和制定相应的情景分析是本文的研究重点。
本文系统地论述了影响中国低碳经济发展的15个因素，应用解释结构模型(Interpretive Structural Modeling，ISM)理顺各因素间结构关系，得出影响因素层级结构图，找出关键阻碍因素(Critical Barrier Factors，CBF)。最后根据CBF制定情景参数，设定基础情景、低碳情景和受挫情景，构建LEAP模型定量模拟中国2050年能源消耗和碳排放量等指标。
3 低碳经济影响因素分析
低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，实质是能源高效利用、清洁能源开发以及低碳生活模式建立等。中国处于工业化阶段，发展低碳经济意味着产业结构的转型、众多行业的技术创新与应用、土地利用模式改变和居民低碳意识的增强等等，涉及政府、企业、机构与个人，它的复杂性和系统性迫切需求一个高效框架阐明低碳经济影响因素间结构关系与制约作用。本文采用文献检索、专家咨询与头脑风暴相结合的方法，列举了15个影响中国低碳经济发展的因素，见表1。
4 ISM方法及模型应用
系统解释结构模型(ISM)，是美国Warfield教授[19]于1973年作为分析复杂社会经济系统问题而开发出的一种系统分析方法，该方法的主要依据是有向图模型和布尔矩阵。影响中国低碳经济发展的15种因素有些相互交叉、互为关联，更多的则表现出因素之间互相驱动与依赖，形成十分复杂的递阶因素链，构建中国低碳经济影响因素ISM模型就能很好地解决此问题。
4.1 因素间影响关系分析
建立ISM模型，首先要弄清各影响因素之间的逻辑关系。逻辑关系的确定主要由相关领域专家组判断各影响因素间的两两关系，然后需要转化成一个布尔矩阵，形成可达矩阵，见表2。可达矩阵不但表明了影响因素间的直接关系，也清楚地反映出各因素之间的间接关系。如数字1表示有有直接或间接影。同时，也得到了各因素的影响性和相依性，它从数量的角度上说明了因素间的影响关系。例如因素7的影响性是10，说明因素7对10个因素(包括自身)有直接或间接的影响关系。
4.2 影响因素层级分区
利用可达矩阵，把15个因素分布在不同的层级分区，如图1。图1反映了有一定逻辑关系的影响因素链，15个影响中国低碳经济发展的因素被分配在5个层级内，表层原因主要体现在层级Ⅰ，即LETM、OSII、LEE，而中层原因则主要体现在层级Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ上，深层原因则集中反映在层级Ⅴ，也就是中国低碳经济发展的关键阻碍因素(Critical Barrier Factors，CBF)，即RTED、PLLA、LRTP、LCPF四个主要影响因素。CBF对其余11个因素直接或间接产生影响，也就是说CBF的改善对中国低碳经济的发展具有重要意义，影响着中国节能减排的效果和政策措施的执行效率。
图1 影响因素层次结构
Fig.1 Hierarchical chart of influencing factor
5 基于LEAP中国2050年低碳经济发展水平的情景分析
ISM模型理顺中国低碳经济发展影响因素的层级结构，针对CBF制定政策措施就能较好地推进中国低碳经济的发展。本文依据CBF制定情景参数，利用LEAP模拟中国2050年低碳经济发展水平。
5.1 情景分析与LEAP模型
情景分析是一种多因素分析方法，结合设定的各种可能情景的发生概率，研究多种因素同时作用时可能产生的影响。在情景分析过程中要注意考虑各种因素的相关关系和相互作用[20]。LEAP(Long-range Energy Alternative Planning System)是由斯德哥尔摩环境协会与美国波士顿大学共同开发的计量经济学模型，作为一个基于情景分析的能源—环境模型工具，可以用来做能源的需求分析及其相应的环境影响分析和成本效益分析。
5.2 低碳经济发展水平评价指标选取
低碳经济发展水平评价指标的选取是一个复杂且存有争议的问题，本文在参考文献[21,22]的基础上，考虑数据获得难易程度，选取了人均GDP、能源消耗量、能源结构、排放量等4个指标。
5.3 情景设置
本文主要依据CBF因素对能源供求和环境保护的影响，考虑未来几十年可能出现的产业结构调整、能源政策变化等不确定因素可能对能源需求产生的影响，根据不同专家对不同领域的展望和未来40多年中国社会经济发展趋势，结合中国的发展现状，设置了3种方案。
(1)基础情景(Base Scenario，BS)。中国不考虑采取低碳减排措施，始终将单纯的经济增长指标作为发展的主要驱动因素，按政府规划目标能够基本实现的发展趋势进行预测；
(2)低碳情景(Low Carbon Scenario，LCS)。在考虑国家能源安全、自然环境压力和低碳发展要求的因素下，国家政策鼓励节能减排并出台相应法律法规促进所能够实现的低碳排放情景。这种情景要求不以单纯的经济增长为核心目标，而是同时考虑到国内社会、经济、环境各方面的发展需求，转变经济粗放式发展(RTED)、完善的低碳政策框架(LCPF)、控制人口数量且加强居民低碳意识(PLLA)、缺乏低碳领域专业人才(LRTP)4个主要驱动因素依据国内自身努力，转变经济粗放式发展、完善低碳政策框架，倡导低碳生活，通过强化技术进步，采取低能耗低温室气体排放政策，来实现一种低碳的能源与排放目标；
(3)受挫低碳情景(Frustrated Low Carbon Scenario，FLCS)。节能减排政策执行不太顺利，同时产业结构调整也不称心，导致能源效率未达到理想程度，能源技术进步的推广和利用受到各种因素的限制，阻碍中国低碳经济发展。
5.4 参数设定与分析方法
LEAP模型并不是针对某一特定能源系统建模，而是能够创建不同能源系统模型的一个工具，而每一种模型都需要有其各自的数据结构。本文从需求的角度入手，方法涉及了从自下而上的会计核算方法到自上而下的宏观经济模型，主要包括能源需求模块、能源转换模块和关键参数设定。基本的能源模型架构包括农业、工业、服务业、运输业、民用和非能源使用部门。关键参数设置采用的是专家评估的方法，虽有一定依据，但数据本身合理性与现实情景差别并未得到进一步检验，略显主观，这也是下一步需要完善和调整的地方。为了便于分析，将基年选定为2005年，末年为2050年。2005年-2010年数据主要参考中国统计年鉴，中国能源统计年鉴，中国交通年鉴，中国投入产出表等；其他参数的设定如表3。
5.5预测结果与分析
通过影响因素分析与LEAP模型的计算，得到了中国从2005年到2050年各时期能源需求和碳排放的不同计算结果，表4给出了3种情景的终端能源需求、排放量和人均GDP。
由表4可以看到，2050年3种情景(BS、LCS、FLCS)的终端能源总需求分别为60.95亿t标准煤、52.36亿t标准煤和62.39亿t标准煤。由于意识到ISM分析中第Ⅴ层级影响因素，即RTED、LCPF、PLLA和LRTP4个影响因素，终端部门实施有效的节能措施，低碳情景比基础情景在能源总需求方面下降了8.5亿t标准煤。2050年3种情景(BS、LCS、FLCS)的排放量分别为31.93亿t碳当量、25.92亿t碳当量和36.08亿t碳当量。低碳情景的排放量和基础情景相比，在2030年之后显著下降，并于2030年-2040年之间达到峰值，2040年-2050年趋于稳定并有下降的趋势，到2050年总量相比下降了20%。受挫情景由于能源结构比例调节受阻，碳排放量比基础情景增加4.2亿t碳当量，在2050年前并没有出现峰值，无疑大大增加了中国节能减排的成本和经济转型的困难。
低碳情景下煤炭需求从2005年的11.57亿t标准煤快速上升，在2020年-2030年间达到峰值24.95亿t标准煤，由于低碳策略执行得力，煤炭需求开始回落，并且速度较快。石油需求得到了较好的控制，保持低速增长，并于2040年-2050年间达到峰值。水能和天然气由于自然条件限制，在前期较大幅度提高后，在2030年-2050年间增速放缓，趋于饱和。到2050年，煤炭占一次能源需求量的34%，石油占22%，天然气占13%，核能占13%，水能占9%，其他新能源占9%。基础情景下，到2050年煤炭占一次能源需求量的42%，石油占32%，天然气占9%，核能占6%，水能占7%，其他新能源占4%。受挫情景下，低碳策略执行不力，导致结果还不如基础情景理想，煤炭和石油仍然是中国能源结构主要部分，在2050年，煤炭占一次能源需求量的47%，石油占34%，天然气占7%，核能占5%，水能占5%，其他新能源占2%。
6 结论
本文通过分析中国低碳经济发展进程中15个影响因素，利用ISM模型明确各因素之间层次结构关系，得出影响中国低碳经济发展的关键阻碍因素是经济粗放式发展(RTED)、完善的低碳政策框架(LCPF)、控制人口数量且加强居民低碳意识(PLLA)、缺乏低碳领域专业人才(LRTP)，针对影响因素制定了不同的情景参数，预测至2050年的人均GDP、能源消耗量、能源结构和碳排放量。得到如下结论：
(1)理清影响因素之间的层次结构关系，对于制定中国低碳经济发展策略具有重要的意义。ISM模型的分析给出各影响因素间相互作用关系，同时有助于决策者采取优先顺序处理阻碍低碳经济发展的各项障碍。
(2)从情景分析方案中可以看出，能源结构的优化如水电开发利用，开发新能源，大力发展核能和风能等进行了乐观的设想。但由于自然资源供应条件和能源转换技术的限制，要保证这些清洁能源的充足供应是有很大压力和困难的。因此，结合中国能源结构特点，充分开展清洁煤和煤利用技术，提高能源利用效率，是对实现低碳经济目标更加有效的保证。
(3)寻求节能减排与经济增长双赢的突破点是发展低碳经济的关键问题之一。由情景预测中各行业能源消费量可知：低耗能的服务业不仅是经济增长的新亮点，还能解决大量人口的就业，是未来几十年中国发展的重要领域。与此相反，工业尤其是高耗能产业比重要逐渐降低，重点在于提高节能技术；随着居民生活水平的提高，生活消费能源量不断提高，居民低碳意识的增加对于这部分能耗的降低起着至关重要的作用。
最后，ISM模型中求得关键阻碍因素与情景参数之间关系的定量分析值得下一步研究。在情景分析中加入导致全球变暖的其他温室气体(除)和三种情景的成本信息，能更有助于科学、准确的预测能源消耗与碳排放量，为低碳经济发展策略提供合理的成本预测与分析。