人类发展、气候变化与低碳经济---机遇与发展

徐 鹤南开大学 教授 博士生导师

南开大学循环经济研究中心 副主任

IPCC全球气候变化报告编写组 编审专家

内容提纲

•Part Ⅰ 现实国情&中国发展

•Part Ⅱ 气候变化&中国碳足迹

•Part Ⅲ 低碳经济未雨绸缪

1.1 思考？人口-资源的角度看中国

地大物博？

中国承载能力(中国科学院2000)

资源供给方面:

能源负荷:不应超过11.5亿人

土地负荷:不应超过10亿人

淡水负荷:不应超过4.5亿人

资源 比重（%） 资源 比重（%）

人口(2006年) 20.1 草地面积 9.3

劳动力（2005年） 25.5 石油 1.26

国土面积 7.1 天然气 1.06

耕地（2005） 9.3 煤 13.51

灌溉面积 19 水电(2005) 13.25

水资源 7 国际专利数（2009年） 5.1

森林面积 3.3 国内投资 3.4

二氧化碳（2004年） 17.3 GDP（2007年） 6.00

碳排放（1990年） 16 GDP，PPP（2007年） 10.75

保护地（2007年） 7.3 出口（2007） 8.76

劳动密集产品出口 10.55 进口（2007） 6.73

资料来源：《中国统计年鉴》（2008年）；世界银行年度报告；《中国经济年鉴》（2008）；《世界经济年鉴》（2008）；《国际统计年鉴》;世界银行《世界发展指标》(2008);联合国数据库。

中国主要资源占世界的比例

1.2 思考？从历史发展阶段看中国

工业转移 污染转移

???

从“工业革命”到“世界工厂”

英国美国

日本

中国

中国

中国：

向美国输送的生物生产力: 43万KM2；向日本输送的生物生

产力:25万KM2

大致于江苏、浙江、安徽和山东4省的面积；相当与多养活了6000万人

“世界工厂”的贡献

1.3 思考？从城镇化快速发展看中

国

城镇化快速发展阶段的压力

资源供给方面:

2005年， 全国共有设市城市661个，建制镇19892个，

城镇化率43%。城市的全社会固定资产投资额超过7.5

万亿，约为改革开放初期的100倍。

2008年底，城镇化率45.68%，城市的全社会固定资

产投资额约17.2万亿元。

0.00

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

1949 1953 1957 1961 1965 1969 1973 1977 1981 1985 1989 1993 1997 2001 2005

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

50.00

总人口 市镇总人口 城镇化水平

中国城镇化发展曲线（1949～2007年）

1949～1957年：城镇化正常发展

1958～1978年：城镇化大起大落

改革开放以来：城镇化稳步增长

经济社会发展地区差异巨大

2008年人均GDP分布图

2015年预测人均GDP分布图

Part Ⅱ:

气候变化&中国碳足迹

低碳的相关概念• 低碳概念源于应对全球气候变化

–事实：根据全球地表温度器测资料，近年来气候系统变暖已经成为毋庸置疑的客观事实

–争议：IPCC已经认为气候变暖有90%以上的可能性是由人类活动大量排放温室气体而引起的。

–博弈：气候变化原因在科学上仍然存在明显不确定的情况下，减少温室气体排放已经在国际政治舞台上取得了绝对的政治正确性和话语权。

• 脆弱性较高的岛国，气候变化关乎其生存条件，即使存在不确定性，也尽全力而为之。

• 发达国家通过推行低碳新规则，充分发挥其低碳技术的领先优势重新拉大与发展中国家的国际竞争力，企图通过实施碳关税等贸易保护措施，限制发展中国家的经济发展。

• 发展中国家的碳排放压力最大，同时也有树立国家形象的政治愿望，以低碳发展为契机，促进经济发展方式转型、缓解国内能源危机和环境污染矛盾。

低碳的相关概念• 低碳相关概念

–排放表征

• 温室气体排放：一般包括二氧化碳(CO2)、甲烷（CH4）、氧化亚氮(N2O)、六氟化硫(SF6)、氢氟烃(HFCs)和全氟烃(PFCs)等六种

• CO2当量排放：将不同的温室气体排放量折算为CO2当量排放，有利于定量对比不同的人类行为潜在的气候影响。

• CO2排放：简单的使用CO2排放来表征人类活动对气候变化的影响程度。

• 碳排放：该术语简单明了，被广泛应用。

–行为表征

• 低碳经济：狭义上的低碳经济是指“达到较低的温室气体排放水平”，是一种后工业化社会出现的经济形态。

• 低碳发展：对于发展中国家，限于技术水平而难以在短期内实现低碳经济转型和碳排放总量的下降，低碳经济在短期内也未必能体现出“经济性”，而低碳发展可以理解为在保证经济总量增加的同时促进碳排放的相对下降，因此“低碳发展”的表述比“低碳经济”更符合我国的政治需求

低碳的相关概念• CO2的污染属性

–CO2在封闭范围内（室内）具备污染物的特征。

• 我国的《室内空气中二氧化碳卫生标准（GB/Tl7094－1997）》规定了室内CO2的环境标准

–从全球范围来看，CO2虽然没有对人体和生态环境的直接伤害性，但是具有相对的伤害阈值、全球范围内的不利影响和累积的破坏性等

• 要确保全球2℃以内的增温，大气CO2浓度必须控制在450ppm以内。

• CO2理应属于环境影响物质，只不过其是在全球尺度上发生累积性的影响，对区域范围而言难以界定其污染属性和影响阈值。

–CO2与污染物的最大区别是发生不利影响的范围尺度不同

• 环境污染物一般都是在区域甚至厂界内发生作用，而对CO2等温室气体的科学评价应基于全球总量控制的视角

中国的碳足迹

中国碳足迹的决定因素

碳足迹与人类发展

碳足迹的国际比较

碳排放的地区差异

中国碳排放的来源

中国低碳模式的发展潜力

中国的碳足迹

中国的碳足迹

中国温室气体排放总量变化趋势（1990-2009）

中国碳排放的来源

中国不同部门CO2 排放量的比较

中国工业部门占GDP 的比重较大，其CO2 排放量占中国碳排放总量中的84%以上，并且工业部门的单位GDP 排放强度要高于农业和服务业。

碳排放的差异性分析• 区域碳排放核算模型

– IPCC模型

• 缺陷：不能科学考虑电力等区域间流动能源消费引起的间接碳排放的责任分担问题。

–模型改进• 将碳排放量分为本地非电力生产的直接排放量和电力间接排放量

• 将电力生产过程中的碳排放责任由电力消费区域承担，既保证了资源禀赋不同的区域拥有相同的发展空间，也促使全国所有区域重视电力消费的间接碳排放，有利于全国碳排放总量的削减和低碳理念的全面落实。

( )i i i i i i i i iC Q Bβ α β α η γ= × × − × × × ×

totalC C C= +直接电力

[( ) ]i i i i i i i i iii

C Q Q Q Bβ α β α η γ= + + × × − × × × ×∑直接终端供热损失

( )C E ε σ= + ×电力 /TC TEσ = i i i ii

TC TQ β α γ= × × ×∑

我国碳排放的差异性分析• 区域碳排放差异性

1.97

1.66

1.49

1.46

1.23

1.20

1.10

1.03

0.94

0.87

0.82

0.78

0.64

0.57

0.55

0.54

0.51

0.47

0.45

0.44

0.43

0.42

0.41

0.40

0.37

0.36

0.34

0.20

0.14

0.08

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

山东

河北

江苏

广东

河南

四川

辽宁

浙江

山西

内蒙

古

湖北

湖南

上海

安徽

福建

黑龙

江

云南

吉林

陕西

广西

贵州

新疆

北京

重庆

天津

江西

甘肃

宁夏

青海

海南

碳排

放总

量（

亿吨

）

2.33

1.79

1.62

1.57

1.34

1.28

1.18

1.17

1.15

1.05

0.93

0.87

0.86

0.84

0.82

0.82

0.79

0.73

0.73

0.72

0.70

0.64

0.62

0.60

0.56

0.55

0.53

0.49

0.45

0.43

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

宁夏

青海

山西

贵州

内蒙

古

甘肃

新疆

河北

四川

云南

辽宁

重庆

湖北

吉林

湖南

陕西

河南

广西

安徽

山东

黑龙

江

天津

江西

海南

福建

江苏

浙江

上海

广东

北京

碳强

度（

吨/万

元）

碳排放的差异性分析• 区域碳排放差异性

– 将经济发展水平和碳强度进行耦合分析和对比，粗略的将我国不同省份的发展分为4种模式:

– 高经济水平的高碳发展模式（第I象限）

– 低经济水平的高碳发展模式（第II象限）

– 低经济水平的低碳发展模式（第III象限）

– 高经济水平的低碳发展模式（第IV象限）

碳排放的差异性分析• 区域碳排放差异性分析

–分析方法

• 相关性分析：碳强度与人均GDP、人均化石能源产量、资源禀赋指数、煤炭比重、高耗能产业比重、GDP能耗和单位工业增加值能耗等7种因素存在相关性。

• 逐步回归分析：资源禀赋指数、高耗能产业比重和人均GDP等3个指标是影响我国区域碳排放差异性的主要因素，并且对区域碳排放差异性贡献最大的是资源禀赋。

• 系统聚类分析：将全国30个省市划分为四种低碳发展类型。

碳排放的差异性分析• 区域碳排放差异性分析

–四种低碳发展类型的雷达图

0

1

2

3

4碳强度

人均GDP

资源禀赋指数

高耗能产业占工业比重

全国平均

北京

天津

上海

0

0.5

1

1.5

2碳强度

人均GDP

资源禀赋指数

高耗能产业占工业比重

全国平均

江苏

浙江

福建

山东

广东

0

2

4

6

8

10碳强度

人均GDP

资源禀赋指数

高耗能产业占工业比重

全国平均

山西

内蒙古

辽宁

贵州

陕西

青海

宁夏

新疆

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

碳强度

人均GDP

资源禀赋指数

高耗能产业占工业比重

全国平均

河北

吉林

黑龙江

安徽

江西

河南

湖北

湖南

广西

海南

重庆

四川

云南

甘肃

碳排放的差异性分析• 区域碳排放差异性分析

–低碳发展类型序号 类型 区域 关注重点

第一类

发达型低发展区域

北京、天津、上海低碳发展（碳强度指标）、能源结构（可再生能源利用）、工业产业结构（技术密集型产业发展）

第二类

均衡型低发展区域

江苏、浙江、福建、山东、广东低碳发展（碳强度指标）、经济发展（人均GDP）、能源结构（可再生能源利用）

第三类

资源型高发展区域

山西、内蒙古、辽宁、贵州、陕西、青海、新疆

经济发展（人均GDP）、碳排放削减绩效

（过程性指标）、低碳发展（碳强度指标）、）能源效率（单位GDP能耗）

第四类

发展型高发展区域

河北、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南、广西、海南、重庆、四川、云南、甘肃

经济发展（人均GDP）、低碳发展（碳强度

指标）、发展基础（资源禀赋和区域特色指标）、工业产业结构（高耗能产业控制）、能源效率（单位GDP能耗）

Part Ⅲ

未雨绸缪：推行低碳发展

但不能冒进

从中国目前的产业结构来看，产值所占份额大小依次是：

第二产业>第三产业>第一产业

三大产业对中国GDP贡献百分比（1990-2008）

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

年份

%

Primary Industry Secondary Industry Industry Tertiary Industry

2008年三大产业GDP贡献所占百分比

Secondary

Industry, 51%

Primary

Industry, 6%Tertiary

Industry, 43%

中国的产业结构现状

数据来源：历年《中国统计年鉴》

温室气体排放也从高到低遵循同样的产业顺序

• 首份按行业估算的二氧化碳排放量名单日前由中国科学院公布。

• 中科院有关人士表示，估算2010年中国分行业各类能源消费量和由此产生的二氧化碳排放量，对于执行哥本哈根协议，制定分行业节能减排的政策措施具有重要参考价值。

• 中科院为此提交的报告建议：“着重加强各类能源在某些重点行业的节能减排工作。”

数据来源：首份按行业估算的二氧化碳排放量名单曝光[EB/OL].

http://www.enicn.com/article/2010-03-08/030V15062010.shtml.

40.10%

15.70%

7.30%

6.70%6.00%

电力、热力的生产和供应

业

石油加工、炼焦及和燃料

加工业

黑色金属冶炼及压延加工

业

非金属矿物制品业

化学原料及化学制品制造

业

比例依次减小——

61%22%

7%5% 5%

石油加工、炼焦及核燃料加工业 交通运输、仓储和邮政业

化学原料及化学制品制造业 农业

其他服务业

2010年，来源于天然气消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因天然气消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：

2010年，来源于煤炭消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因煤炭消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：

48.70%8.90%

8.70%

7.70%6%

电力、热力的生产和供应业 黑色金属冶炼及压延加工业

石油加工、炼焦及核燃料加工业 非金属矿物制品业

煤炭开采和冼选业

2010年，来源于石油消费的二氧化碳排放量中，排在前五位的产业部门及其占因石油消费而排放二氧化碳总量的比例分别是：

51.70%18.90%

5.90%4% 4%

石油加工、炼焦及核燃料加工业 交通运输、仓储和邮政业

化学原料及化学制品制造业 农业

其他服务业

中国暂不适合冒进式的减排

原因有二——• 软硬件缺失

• 低碳经济成本昂贵

软件的缺失人才

例如：风力发电机组人才等冷门专业人才的一窝蜂招聘——计划经济式冒进？！会导致人才市场混乱~

技术就钢铁厂来说，西方发达国家每产一吨钢铁消耗的能量和排出

的废气就比中国少的多。韦保仁等曾研究了得出结论：

国外吨材CO2排放量均小于2000kg,而我国吨材CO2排放量均大于2000 kg,平均为2539kg,高出国外35%左右,其主要原因是我国吨钢能耗比国外高30%左右。

数据来源：韦保仁,八木田浩史.中国钢铁生产量及其能源需求和CO2排放量情景分析[J].冶金能源,2005,24(6):3-6

政策淘汰掉排污过多设备陈旧的工厂，工人如何安置？职缺如何

填补？把裁掉的工人培训为可以在新技术工厂工作的工人，职业培训如何安排？某一环节的缺陷都可能引发社会问题。

低碳经济成本昂贵Economy or environment？！

风力和太阳能发电电量太低，维护成本太高。

火电是最见效的发电方式，前期投资少，发电功率高，科技含量低。可以迅速的建起以支援发展用电。

核电需要高技术和高资金的投

入并有泄露危险。

突然取缔所有的火电换成风力发电和核电等清洁能源，必然导致电价的飙升和工业成本的暴涨

减排重在节约

• 减排政策强推不得，政策应当是市场的看不见的手（invisible hand）。

在“节约”上寻找市场

垃圾 农业废料

（如秸秆）

针对城镇 针对农村

需要注意避免二噁英的排放

气体收集利用

HOWHUNGRY

垃圾分类收集也是节约的办法之一

实行低碳经济的最佳时机

根据自由经济的经济学理论

当火电的单价贵到（例如）和风力发电一样时，会产生边际效应，风力发电就开始有市场了，

这时才是风力发电公司扩展的好时机。

根据国营经济的经济学理论

当“火电的单价+火电污染的成本=风力发电”时，

决策者就开始考虑转型风力发电了。

根据自由经济&国营经济理论

当煤作为火电的主要燃料越烧越少时，价格就会越来越贵，

那么火电产生的电单价就越来越贵。

国家评估治理污染

所需的花费

实现有中国特色和地方特色的低碳发展包括经济现状、地理，人文，历史现状等等。

例：冰岛地热资源丰富

地热发电是他们的“特色”

冰岛的奈斯亚伟里尔地热发电站

经济政策要依据国情而定

清洁能源的优缺点和可行性（全球视角）

清洁能源 优点 缺点 全球范围内的可行性

1、清洁煤技术

（中美优先研究课题，

南非煤气化技术世界领先）

•储量最丰富和分布广泛的燃料

•能够维持现有工业，利用已有的基础设施。

•单位发电量消耗燃煤更多

•产生重金属等污染物

•煤炭为有限资源。

•正在进行小规模试验，2050年前需要巨额投资(3万亿)。

•预计成本为5至13美分/千瓦时(正常燃煤的2倍)。

2、地热技术

（冰岛地热发电传输到欧洲大陆，中国最大的地热实验

基地在西藏）

•在某些地区为常年可再生能源

•家居采暖的高效方式

•硬件设备使用寿命长。

•只在特定地区适用

•有可能在数年后枯竭

•某些地区可能释放有毒气体

•目前全球总能力开发不足1%

•美国和澳大利亚正投资开发新技术。

•预计成本为5至11美分/千瓦时。

3、核能技术

（中国成核电再建规模最大国家;

日本启动首座钚热核电站)

•丰富的历史经验和较发达的技术水平

•可提供热量和电能

•充足的燃料供应

•被认为存在风险，遭到环保主义者强烈反对

•产生放射性废物，燃料存在被用于武器生产的风险。

•沉寂多年后正重新恢复

•许多新反应堆计划滞后。

•成本存在争议，有预计为4至8美分/千瓦时

4、海洋利用

（浙江沿海蕴藏中国四成潮汐能，

韩国建世界最大潮汐电站）

•取之不竭的可再生资源

•潮汐能源有规律可循

•开发规模大小均可

•获取能量的最佳手段尚无共识

•大型项目可能会破坏自然水流、潮汐和生态系统

•2030年前希望较小

•技术还有不确定性

•成本过高，15至30美分/千瓦时(燃煤的2至3倍)。

清洁能源的优缺点和可行性（全球视角）

清洁能源 优点 缺点 全球范围内的可行性

5、风能利用

（内蒙古风力发电破200万千瓦；

阿根廷建世界最大风力发电网）

•使用经验丰富，产业和基础设施发展较成熟

•无限可再生资源

•项目规模灵活

•间歇性资源，并非所有地区都有效

•干扰雷达信号，噪音大，外观不佳。

•目前风力发电约占全球电量供应的1%

•陆地发电成本低于海

•能量存储成本较高是一大障碍

•成本较低，7至14美分/千瓦时。

6、太阳能

（中国2020太阳能抵1.5个三峡；美企建世界最大太阳能发电站）

•无限可再生和零排放能源

•无噪音，对当地环境没有影响。

•和风力一样存在间歇性特点

•目前的光电转换设计复杂

•广泛使用需要大量化学药品。

•美国投入巨资，欧盟计划在非洲设厂。

•成本仍然很高(13至35美分/千瓦时)，预计将会下降。

7、水电

（挪威和美国水资源开发达80%）

•公认的大规模能量来源，

•可用作能量储存

•水坝破坏生态系统

•且带来公共安全风险

•拦截水流导致腐烂物质淤积造成环境污染

•最廉价的发电形式之一

•发展重点在小型水电设施。

•预计成本为2至6美分/千瓦时

结语：

推行未来低碳发展---问题与建议

向低碳经济迈进的基本框架

人口

城市

技术

市场

迈向低碳经济的核心要素

城市化进程中的重要主题

实现排放和转向低碳发展道路的关键 低碳技术扩

展和取得商业化的重要场所

现有政策存在的问题

部门利益和管理行政分割

地方利益和中央意志矛盾

多重标准以及执行能力不足

过于依赖行政手段

监测和监督薄弱

节能减碳意识仍然薄弱

信息不畅和公共参与不足

配套政策不足

政策建议

• 减缓政策；

• 增强碳汇政策；

• 增强共生效益以及减缓负面影响的政策；

• 增强创新及技术发展的政策；

• 各区域的优先政策领域；

• 能力建设；

• 促进国际合作以及技术转让方面的政策；

• 生活方式转变及提升公众意识方面的政策。

十字路口的中国

• 向低碳发展路线转变势在必行；

• 气候变化有可能轻易逆转中国发展成果；

• 低碳政策和选择，将使中国经济增长更具可持续性，提高包容性和人类发展；

• 庞大且不断增长的人口所带来的挑战为坚持低碳和人类发 展的双重收益提供了动力；

• 执行机制和执行不力仍然是中国需要应对的挑战之一；

• 中国的创新和技术平台需要极大加强。

The End & Thanks