【中国科学报】石敏俊:碳减排约束下的中国能源发展前景

  • 发布于 2014-12-19
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20141112日发布的《中美气候变化联合声明》宣告了2020年后应对气候变化的行动目标。中国计划在2030年左右达到二氧化碳排放峰值,非化石能源占一次能源消费的比例从2020年的15%提高到2030年的20%。这一雄心勃勃的行动目标势将对中国的能源发展带来深远的影响。

中国能源挑战

当前中国的能源问题主要面临以下几个方面的挑战:

第一,经济增长对能源消耗的依赖难以减轻。2000-2013年我国能源消费弹性系数的平均值为0.73,也就是说,每增长1个百分点的GDP,能源消费量需要增加0.73个百分点。2013年的能源消费总量是2000年的2.58倍。为了控制能源消费过快增长,自“十一五”规划起我国将单位GDP能耗纳入约束性指标,“十二五”规划又引入了能源消费总量控制措施,要求2015年全国能源消费总量控制在40亿吨。2013年,全国能源消费总量已经达到37.5亿吨标煤,比2010年增加了5亿吨标煤。实现能源消费总量控制目标实非易事。

第二,能源供给对化石能源特别是煤炭的依赖难以减轻。2013年,煤炭占全国一次能源消费总量的比重仍然达到66%,石油占18.4%,天然气占5.8%,化石能源合计占90.2%,水电、核电和风电等非化石能源仅占9.8%。鉴于我国煤炭资源丰富,油气资源贫乏,非化石能源发展需要一个较长的过程,今后相当一个时期内我国能源供给对化石能源特别是煤炭的依赖仍将难以减轻。

第三,能源消耗对环境的负面影响难以减轻。近年来我国出现了大面积的雾霾污染,源解析的结果表明,化石能源尤其是煤炭在燃烧过程中产生的二氧化硫、氮氧化物等一次污染物排放量过大是导致雾霾污染的元凶。2011年,每平方公里的能源消费量京津冀鲁地区为2181吨标煤,江浙沪地区为2690吨标煤,远高于西欧北欧十八国平均的414吨标煤。2010年,每平方公里的二氧化硫排放量长三角城市群为15吨,珠三角城市群为20吨,是西欧北欧十八国平均水平(0.73吨)的20倍左右。经济增长导致能源消耗快速增加,对环境带来了严重的负面影响。2012年,我国二氧化碳排放量达到92亿吨,已经成为全球最大的温室气体排放国。由于经济增长对能源消耗的依赖难以减轻,能源供给对化石能源特别是煤炭的依赖难以减轻,能源消耗对环境的负面影响短期内也将难以减轻。

第四,油气资源的进口依赖难以减轻。2012年,我国原油消费量4.67亿吨,其中2.71亿吨依赖进口,石油对外依存度已经达到56.6%。天然气消费量为1463亿方,其中421亿方来自进口。2020年我国天然气消费量将达到3000亿方以上,由于国内天然气产量只有1000亿方左右,煤制气产量短期内难以达到1000亿方,至少1000亿方以上的天然气将依赖进口。

未来能源走势

由于中国已经成为全球最大的温室气体排放国,在全球环境治理中面临的压力和承担的责任越来越大,中国政府提出了2020年以及2020年后的减排目标,引起了国际社会的广泛关注。要实现减排目标,同时推进雾霾治理,减轻经济增长对能源消耗的依赖以及能源消费对环境的负面影响,未来中国必须走低碳发展、绿色转型之路。笔者的课题组最近完成了“能源约束对中国经济中长期发展的影响”和“京津冀雾霾治理:从浓度目标走向排放量管理目标”的研究报告,这2份报告认为,在中国经济绿色转型的背景下,未来中国的能源发展态势预期会出现以下几个方面的变化。

1)能效提高和产业转型有望提速,经济增长对能源消耗特别是化石能源的依赖趋于减轻。二氧化碳减排和能源消费总量控制等政策措施将形成倒逼机制,加快提高能源利用效率,加快产业转型升级。第二产业占GDP的比重将趋于下降,第三产业比重快速上升,2020年将达到49.5%2030年将达到56.3%。单位GDP能耗2016-2020年间将降低9.7%2021-2025年间降低11.6%2026-2030年间降低12.4%。能源消费弹性系数将从“十二五”期间的0.653下降到2016-2020年的0.6402021-2025年的0.5172026-2030年的0.366。化石能源消费弹性系数2016-2020年为0.5052021-2025年为0.4012026-2030年为0.158,化石能源消费量将在2030年达到峰值,之后趋于减少。

2)煤炭占一次能源消费总量的比例趋于下降,煤炭产地将面临产业转型。预计煤炭占一次能源消费总量的比例将从目前的66%下降到2020年的60%2025年的56%2030年的51%2035年的47%。随着煤炭占一次能源消费总量的比例下降,国内煤炭产量将在2025年左右达到峰值,之后逐步减少,2045年后回落到2015年的水平。因此我国煤炭产地在2025年后将面临产业转型,需要提前谋划和培育接替产业。

3)新能源产业继续在快车道上行驶,清洁能源的比重不断上升。二氧化碳减排和雾霾治理的压力要求加快能源结构转换,新能源产业将会持续较长的黄金时期。为了加大可再生能源的支持力度,对火电征收每度电1.5分的可再生能源附加政策应进行调整,引入碳税或环境税。如果按每吨二氧化碳征收40元碳税,相当于对火电征收每度电3-4分的碳税,如果将这部分碳税收入用于支持可再生能源发展,相当于每年增加可再生能源投资约4000亿元。随着光伏发电成本大幅度下降,加上光电扶持政策的作用,光伏发电将迎来飞跃发展。风电产业也将在政策激励下继续保持利好。预计非化石能源占一次能源消费总量的比例2020年达到15%2030年达到20%2040年达到30%2050年达到36%。在能效提高、产业转型、能源替代的共同作用下,我国的二氧化碳排放量将在2030年前后达到峰值,之后趋于下降。

4)环境承载力倒逼经济发展的空间结构调整。京津冀区域由于能源消费量过大,二氧化硫、氮氧化物等一次污染物排放量过高,空气质量主要取决于风力对污染物的扩散能力。但保持蓝天白云,不能总是靠天帮忙,更多的是要人努力。在与目前相同的风力条件下,要使得PM2.5日均浓度达到国家二级标准的75微克/立方米,京津冀区域的二氧化硫排放量至少需要减少32%,氮氧化物排放量至少需要减少21%,烟粉尘排放量至少需要减少28%。如果要达到国家一级标准的35微克/立方米或WHO标准的25微克/立方米,则污染物减排力度需要进一步加大。实际上,即便是达到国家二级标准的限值,污染物减排也是一件极其艰巨的任务。仅靠能源替代和能效提高,难以达到污染物减排和雾霾治理的目标,还需要调整经济发展空间结构,推进京津冀协同发展。长三角和珠三角也在不同程度上面临着与京津冀相似的问题,也需要推进经济发展空间结构调整。我国未来的区域发展将走向大分散、小集中,也就是说,宏观尺度上的适度分散,区域尺度上的相对集中。沿海地区的京津冀、长三角、珠三角等区域,需要适当控制经济密度,使得环境负荷总量不得超过环境承载力,推动产业向中西部地区转移。同时中西部地区承接产业转移,应充分发挥集聚经济,相对集中在交通区位条件有利的城市和区域。

 石敏俊

中国科学院虚拟经济与数据科学研究中心副主任,中国科学院大学管理学院教授、博士生导师

(原文发表于“中国科学报”12月16日第六版)