全球温室气体减排目标及其分配，本文主要内容关键词为：温室论文,气体论文,分配论文,目标论文,全球论文，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。
一、研究动机
从京都模式到哥本哈根模式，温室气体排放目标一直是气候政策的基础，世界上绝大多数国家都愿意为限制温室气体排放作贡献。该目标能够将全球气候变暖限制在2℃之内，而且还有很多有关如何将该目标转换为排放目标的提议。梅绍森等(Meinshausen et al.)2009年时曾预测，即便在2050年之前将全球排放量降到1990年水平的一半，实际温度上升超过2℃的概率仍将达到12%～45%。联合国环境规划署(UNEP)2011年认为排放量将在2020年达到峰值。随后，为了争取实现2℃目标，排放量必须以每年超过2%的速度下降。在一份2050年路线图中，欧洲委员会提出了2011年3月欧盟将排放量降低80%～95%的目标建议。本文中我们将利用全球化分析工具对排放减半所需的能源体系的根本性变化进行研究。
我们将建立一个包括社会、经济、能源和排放数据在内的综合数据库，通过将世界划分为占全球排放总量2/3的6个国家和地区以及剩余排放总量的1个地区，我们对分析性框架中能源体系的关键驱动因素和参数进行了研究，包括人口动态、经济活动以及能源和碳强度等，基于对这些关键参数分散和收敛的假设，推导出长期减排目标的涵义。
二、全球能源体系的结构和动态
不言而喻，全球能源体系正在发生着快速的变化，我们将在全球和地区范围内收集有关这些变化的证据。除此以外，我们还希望捕捉这些变化驱动因素的基本特征。人口以及用GDP衡量的经济活动被认为是与能源需求最具因果关系的因素，这两个因素通过能源构成中的碳强度决定了二氧化碳的排放量。
1.全球视角
在GDP(按照2000年的固定价格和购买力平价计算)、能源总供给量(TES)、二氧化碳排放量以及人口这些关键要素方面，1990年以来不同地区均出现了不同形态的增长，尤其是人口数量呈线性增长、全球GDP(经过显著的指数性增长后趋于平稳)几乎翻番，能源方面的变化情况与GDP基本相同。二氧化碳排放量的变化路径与能源总供给量的变化路径基本相同，这是过去20年碳强度几乎没有发生变化的原因。
在全球能源总供给量方面，2000年以来煤炭供给量的快速增加超过了石油供给量的稳步下降，近年来天然气以及可再生能源的供给略有增加，而核能的供给略有下降。
2.地区视角
通过将世界划分为7个国家和地区(欧盟27国、美国、日本、中国、印度、俄罗斯以及世界其他国家)，我们从人口、经济活动、能源供给和二氧化碳排放的地区性差异中获得了有价值的发现。如美国拥有全球人口的5%，而GDP、能源供给和二氧化碳排放量均为全球总量的18%。与之相对应的是欧盟人口占比为7%，GDP占比为19%，能源占比为14%，排放量占比为12%。与美国相比，欧盟的人均GDP较低，能源和排放强度更低。
在过去的20年中，上述因素都出现了新的变化。
(1)中国的GDP增加了530%，随之而来的是能源增加了160%，排放量增加了210%，而人口仅增加了17%。
(2)印度的GDP增加了两倍，随之而来的是能源增加了110%，排放量增加了170%，人口增加了36%。
(3)美国的GDP增加了大约60%，能源增加了13%，排放量增加了7%，人口增加了23%。
(4)欧盟的GDP增加了大约40%，能源未增加，排放量下降了12%，人口增加了6%。
(5)日本的GDP只增加了17%，能源增加了7%，排放量增加了3%。
(6)相对于1990年，俄罗斯的GDP和人口都下降了大约4%，能源和排放量分别大幅下降了26%和30%。
(7)世界其他国家的GDP增加了90%，能源增加了57%，排放量增加了53%，人口增加了40%。
三、温室气体减排目标的单一标准指标及多标准指标体系
有关减排目标的建议经常建立在人均排放量、人均GDP或人均能源使用量等单一标准指标基础之上，在给这些单一标准指标设定不同权重后，便得到了多标准指标体系。
对单一标准指标和多标准指标体系的使用进行对比，并通过界定一套基于能源体系的供给和需求结构以及相关排放量的结构性指标，我们提出了一个更为综合性的方法。
1.单一标准指标
由于单一标准的减排指标能够传达非常明显的信息，如人均排放量或单位GDP排放量等，这些指标广为人们所接受。
人均温室气体排放量存在着明显的地区性差异。美国的人均排放量是欧盟的两倍多，但正在快速下降。与之相反，过去10年中，中国的这个指标正在显著上升，印度则稍逊于此。
另外一个广为人们所接受的单一指标是单位GDP排放量，该指标也以与人均排放量同样的方式进行了标准化。从这个与经济活动相关的排放强度指标中，我们发现了非常不同的情况，所有地区在这个指标方面都有所改善。但是中国，尤其是俄罗斯，其经济活动仍然伴随着非常高的排放强度。美国与世界其他国家和地区则稍逊于此，欧盟的单位GDP排放量最低。
这两个常用单一标准指标说明，由于每个指标都能够提供互补的信息，所以仅仅依靠某一个指标的信息是不够的。因此，经常通过给各个指标设定不同的权重得到一个综合指标体系。由于设定权重的过程具有一定的主观性，因此，我们建议建立一套基于能源体系结构性模型的指标体系。
2.结构性模型的指标体系
建立结构性综合指标体系的起点是一个基本模型，该模型通过以下参数说明能源体系的供给和需求结构，这些参数包括人口数量、经济活动(人均GDP)、能源强度(单位GDP的TES值)以及碳强度(单位TES的二氧化碳量)等。
上述参数来源于可再生能源、核能和化石的碳强度(单位化石的二氧化碳含量)在TES中的占比。
此综合指标方法的分析性框架是一个含有以下变量的能源体系的基本结构模型，包括二氧化碳排放量(C)、人口(P)、GDP(Q)和TES(E)。
以下等式代表的是排放需求：
在这个分析性框架中，可根据公式(1)通过人口、经济活动、能源强度以及碳强度的影响对二氧化碳排放进行跟踪。总碳强度可以通过由化石的碳强度、TES中可再生能源占比、TES中核能占比以及TES中其他能源占比等因素决定的公式(3)进行追踪。
四、仿真排放目标及分配
我们在对分析性框架及一些仿真结果进行解释的基础上，提出建立一个基于公式(1)解释过的结构性模型寻找减排目标及其在各个国家和地区间分配的程序。
1.仿真程序的假设
我们在结构性指标框架中基于一些假设对全球二氧化碳排放变化进行仿真分析。
(1)碳排放量C取决于一系列相关指标，如人口(P)、经济活动(人均GDP)(Q/P)、能源强度(单位GDP的TES值)(E/Q)、碳强度(单位TES的二氧化碳量)(C/E)。
(2)将起始期与结束期进行对比。起始期为2009年(能够得到数据的最近时间)，结束期暂定为20年后。
(3)借助联合国对2030年人口数量的预测对结束期的人口进行预测。
(4)对于其他结构性参数假设了一个对和谐的全球经济结构进行调整的程序。
这个调整程序是建立在公式(4)中因子d对目标价值C的前兆性变化和各国家、地区值进行调整的基础之上的。
2.仿真结果
通过对7个国家和地区的仿真，说明了这个决定全球排放目标及其在各国家和地区间分配的程序的适用性。
我们想得到关于(假设结束期)2030年全球减排目标的建议以及其在所考虑的7个国家和地区间适当的分配结果。
仿真的起点是欧盟对2030年的人口预测，所有数据都被转化为以1990年值为100的指标。因此，在2030年人口增加57%这个预测基础上，2009年世界人口比1990年高28%。
在将调整机制应用于模型框架中的结构性参数时，需要为所有参数界定前兆性目标和调整因子。假设所有参数全球和个体目标值的调整值均为0.3或者说是30%。
对定义为人均GDP的经济活动来说，假设未来20年前兆性增长值为20%，从程序结果可以看出，所有国家都呈现出未来经济增长的趋势，其中贫穷国家的增长值更高。
对于定义为单位GDP的TES的能源强度来说，假设前兆性降低比率为30%，所有参数都被标准化为2005年欧盟27国值为100的指标，这意味着欧盟27国在2009年前将其能源强度改善10个指标点，变为90，并预期将在结束期2030年前使此参数下降至65%。
对于定义为单位TES二氧化碳排放量的碳强度，仍然假设前兆性降低比率为30%，结果显示出中国极高的碳强度。
对全球二氧化碳减排目标及其在7个国家、地区间的分配的最终仿真结果以及对能源和碳强度大幅下降特别是贫困国家更为频繁经济活动的假设，我们意识到，只有到2030年左右，全球排放量才能达到峰值。工业化国家和中国需要大幅降低其排放量，但这些将被印度和世界其他国家仍在增长的排放量所抵消。
因此，在我们所预测的结束期，全球排放量相对于2005年降低1.2%的变化是以下变化的结果，即截至2009年实现排放量增加6.7%、人口增加14.9%、经济活动增加97.3%、能源强度降低75.3%以及碳强度降低44.7%。
五、结论
我们从界定全球排放目标及其在各个国家和地区间分配的程序中所得到的各方面结果似乎令人吃惊且严峻。
第一，尽管有关能源和碳强度下降的设想很强烈，但只有到2030年左右(而非全球气温上升2℃左右的目标所建议的2020年之前)，全球二氧化碳排放才能下降。
第二，未来二氧化碳排放的变化性非常强。世界其他地区，尤其是印度还会大量增加排放量。中国的排放量马上就要开始下降，而且，为了使排放量稳定在一定水平，大量工业化国家都需要大幅降低其排放量。
第三，二氧化碳排放量增加的主要驱动因素还是印度和其他国家的人口增长以及世界贫困地区经济活动的增加。
第四，这些结果的获得是建立在对能源强度和碳强度等方面巨大的技术进步基础上的，这说明我们需要加快对相应技术的传播和采用。
本文的英文原稿篇幅较长，原文有大量的图表和参考文献，在翻译和编辑过程时，对原文略作删节，发表时未经作者审阅。