中国高耗能行业碳排放因素分解与达峰路径研究

促进高耗能行业碳减排是实现我国二氧化碳排放总量于2030年之前达峰的必经之路.通过将能源增强型技术进步和二氧化碳(CO_2)排放共同纳入传统的经济增长分析框架,构建了碳排放影响因素的理论分析模型,将我国六大高耗能行业碳排放增长率的变动分解为规模效应、能源结构效应、要素替代效应和能源技术进步效应四个部分;并以此为基础,采用情景分析方法对2030年之前高耗能行业碳排放达峰路径进行探索.结果显示:1)对所有行业而言,规模效应是促进碳排放持续增加的主要因素,且该作用在"十五"时期表现得最为突出;相反,能源技术进步效应和要素替代效应对行业碳排放的增加均形成了一定程度的抑制;能源结构效应对碳减排的影响较为微弱且在方向上存在着行业差异.2)对于化学原料及制品、非金属制品、黑色金属加工、有色金属加工四个行业而言,能源技术进步效应对碳排放的抑制作用最为显著,尽管该效应的作用强度在时序维度上总体呈现下降趋势;与之相比,石油加工、电力生产供应两行业的碳减排主要依赖要素替代效应.3)在高排放情景下,高耗能行业碳排放总量持续快速增长,难以在2030年之前达峰;而在中排放和低排放情景下,六大行业的碳排放将分别于2023年、2017年前后达峰.     

中国与日本能源消耗和CO_2排放差异的空间结构分解

中国是世界上的能源消费大国,其能源消耗总量和CO_2排放总量远高于邻国日本.为分析该现象发生的原因,本文利用结构分解技术(SDA)分别量化分析了两国能耗强度、CO_2排放强度、生产投入结构和最终需求的差异对中日两国能耗和CO_2排放差距的贡献.研究发现,中国高能耗强度、高CO_2排放强度和能源密集型的中间消耗结构是导致中国能耗和CO_2排放远大于日本的主要原因.同时,中国投资和出口拉动型的经济增长方式,使得中国的最终需求结构更倾向于消耗能源密集型产品,这也进一步加剧了中日两国的能耗和CO_2排放差异.本文同时量化分析了各个行业对两国能耗和CO_2排放的影响,分部门来看,钢铁、化学制品、非金属矿物制品、建筑、电力、热力供应等行业是引起中日两国能耗和排放差异的主要行业,也是未来我国节能减排工作所应重点关注的行业.     

全球排放情景实现路径及国别影响研究

IPCC第五次评估报告采用典型浓度路径(representative concentration pathways,RCP)情景对全球温室气体浓度与气候影响作出分析,但当前研究对于排放路径实施的具体方案讨论较少.本文采用反应发展中国家诉求的"收缩与趋同"方案对RCP情景描述的CO_2排放空间进行分配,应用全球多区域动态一般均衡模型对全球各区域的减排路径及能源经济影响进行分析.研究表明,由于各国发展阶段与特征不同,减排成本的国别差异较大,中国经济损失(5.3%~14.2%之间)明显高于欧盟与美国,且中国在2030年以前实现严格减排的经济冲击比2030年以后实现更大.中国一方面需要谨慎做出国际减排承诺,一方面也应该寻求国际社会更多的支持与帮助.同时,全球碳排放配额交易机制的建立可以大幅降低国际减排成本.研究结果为中国在国际谈判中争取合理发展空间,设计国际合作制度等提供研究支持.     

我国可再生能源配额制中长期目标的最优实现路径及对电力行业的影响分析

可再生能源配额政策是我国实现能源转型的重要举措.结合可再生能源配额政策的中长期目标,建立了电力行业多区域优化模型,模拟了不同政策目标的最优实现路径及对电力行业的影响.结果表明,风电应集中建设在西北、东北和华北地区,而光伏发电主要集中在西北地区,陕甘宁青区域是未来非水电可再生能源的主要产区.随着可再生能源目标的提高,跨区输电需显著增加,进而降低区域间的煤炭运输量.在设置可再生能源长期目标时,要充分考虑区域资源的发展潜力和发电技术的锁定效应,兼顾减排效果与减排成本,2030年非水电可再生能源占比不宜超过17%.     

中国省际差异化能源转型背景下的CO_2排放预测

为促进中国能源消费转型,减少CO_2排放,本文首先利用俱乐部收敛检验等方法对不同类型化石能源消费的省际差异演变及原因进行实证研究.其次,基于收敛聚类结果利用分层(组)预测方法对不同消费层级未来中短期内的CO_2排放进行预测.研究发现:由于经济发展对煤炭消费的依赖程度不同,各省煤炭消费分别向3个不同水平收敛;在能源强度及结构效应的驱动下,各省石油和天然气消费整体向上收敛.在未来,Clubs2省份将主导全国总的煤炭消费CO_2排放趋势,进而对化石能源总CO_2排放产生显著影响;同时,未来的原油消费将增加总CO_2排放量,而天然气消费具有减排优势;另外,各省CO_2排放量及增速仍将存在较大差异.以上发现对建立特定的区域能源消费及排放政策具有重要启示:Clubs2中的省份是控制煤炭消费,减少CO_2排放的重点区域;严控高收入、重工业省份的原油消费将会进一步降低总CO_2排放量.     

京津冀交通部门CO_2排放的时空差异及影响因素

研究京津冀地区交通部门CO_2排放的时空特性和影响因素,对推动京津冀交通部门绿色发展以及实现协同减排具有重要的理论和实践意义。针对2000～2015年京津冀CO_2排放的时空特进行了分析,运用LMDI分解方法对京津冀CO_2排放时间变化因素进行总体分析,然后利用B-R空间分解方法对京津冀CO_2排放空间差异进行分析。研究发现:(1)在研究期内,京津冀交通部门CO_2排放增长较快,从1360万吨增长到4660万吨,其中,北京对经京津冀CO_2排放贡献最大,达到42.56%;河北省和天津贡献较小,分别为31.20%和26.24%.(2)收入效应的增加是导致京津冀交通部门CO_2排放增长的主要原因,累计贡献度为107.15%.能源强度和运输强度效应是抑制京津冀CO_2排放的主要因素。累计贡献度为分别为-42.62%和-21.95%.(3)京津冀各地区CO_2排放差异不断扩大,主要原因是收入效应、能源结构、能源利用效率和交通强度差距不断增加。人均收入和交通强度高是北京高于京津冀平均水平的主要原因,交通结构是天津市和河北省的CO_2排放低于京津冀的平均水平的主要原因。     

核电项目暂停审批与我国减排目标的实现:基于CGE模型分析

受日本核泄漏事件影响,国务院提出在核安全规划批准前,暂停审批核电项目.作为我国重要的清洁能源之一,核电项目的暂停审批将对我国2020年减排目标的实现造成怎样的影响,同时如何调整其他清洁能源的发展规划,才能保证减排目标的实现?为研究这一问题,构建了我国清洁能源发展的递归动态可计算一般均衡模型,该模型将核电,水电,以及其他清洁能源发电作为重要的能源要素包含于生产模块中,并基于2007年数据动态至2020年,对核电项目暂停审批下不同的清洁能源发展情景进行模拟研究.模拟结果表明:在核电项目暂停审批的情景下,我国能否实现2020年的减排目标与诸多因素密切相关,特别是能源消费弹性;而加快其他非核电清洁能源的发展,将有助于我国减排目标的实现.     

长江经济带物流业CO_2减排效率测度与根源分解

提高物流业的CO_2减排效率是实现长江经济带生态优先绿色低碳发展的重要途径。本文运用非参数松弛测度与共同前沿方法,测算了2004-2016年长江经济带物流业CO_2减排效率和上中下游段间的CO_2减排技术差距,分析经济带上中下游段间的差异性与演变趋势,并对CO_2减排无效率进行分解,以探寻长江经济带各省市物流业CO_2排放无效率的根源。结果显示:考察期内长江经济带物流业CO_2减排效率不高,且呈下降趋势,带内差异明显,下游物流业的CO_2减排效率与减排技术水平均高于中上游;减排技术差距存在及扩大是大部分省市物流业CO_2减排无效率的主要因素,少数省市管理无效率阻碍了CO_2减排效率提升。不同省份应根据省情应因地制宜地实施重点发展策略。     

基于系统动力学的道路运输节能减排路径模拟

通过深入分析道路运输、经济、能源及环境之间的相互联系与制约关系,建立了道路运输节能减排系统动力学模型,并进行了节能减排路径模拟分析。结果表明,第一,相比于补贴纯电动客车消费者,补贴其生产方取得的节能减排效果更好,且提高生产方中核心零部件企业的补贴占比,资金能够发挥更大作用,更有助于新能源汽车的顺利推广及能源结构的调整。第二,与"提高新能源车补贴"相比,"提高道路运输二氧化碳治理投资"的节能减排效果更好,但此途径长期效果不佳。第三,从技术角度来说,降低汽柴油车的单位能耗和汽柴油的排放系数,节能减排效果非常显著,应加大研发力度,着力提升汽车性能和燃油品质。     

基于CGE模型的煤炭资源税改革影响研究

本文将可计算一般均衡(CGE)方法应用于研究煤炭资源税改革的影响,在模型中增加资源税模块,构建了测算中国煤炭资源税改革影响的40个部门的动态递归CGE模型,其中包含6个化石能源生产部门和4个电力生产部门.基于2007年的社会核算矩阵,应用该模型模拟了煤炭资源税由从量计征改为从价计征后,在不同改革情景下,从2014年到2020年对我国国内生产总值(GDP)、能源结构和碳排放的动态影响.结果表明,煤炭资源税由从量计征改为从价计征会对我国国内生产总值产生一定的负面冲击,但是,会对我国能源结构调整以及节能减排起到积极的推动作用,有利于中国减排承诺的实现.     

核电项目暂停审批与我国减排目标的实现：基于CGE模型分析

受日本核泄漏事件影响,国务院提出在核安全规划批准前,暂停审批核电项目.作为我国重要的清洁能源 之一,核电项目的暂停审批将对我国2020年减排目标的实现造成怎样的影响,同时如何调整其他清洁能源的发展 规划,才能保证减排目标的实现?为研究这一问题,构建了我国清洁能源发展的递归动态可计算一般均衡模型,该模型将核电,水电,以及其他清洁能源发电作为重要的能源要素包含于生产模块中,并基于2007年数据动态至 2020年,对核电项目暂停审批下不同的清洁能源发展情景进行模拟研究.模拟结果表明：在核电项目暂停审批的情 景下,我国能否实现2020年的减排目标与诸多因素密切相关,特别是能源消费弹性;而加快其他非核电清洁能 源的发展,将有助于我国减排目标的实现.     

基于双层嵌套SDA的中国减污降碳驱动因素研究

减污降碳协同增效是打好防污攻坚战的关键途径和重要抓手,然而促使以PM_2.5和CO₂为代表的空气污染物和温室气体协同减排的驱动因素还尚未得到定量评估.本研究通过将中国省际多区域投入产出模型与全球多区域投入产出模型相嵌套,从整体、最终需求、地区和部门等视角对各驱动因素的减污降碳贡献度和协同效应进行核算.结果表明,生产结构在不同层面均表现出减污降碳正向协同效应,其中国内消费需求的协同度最大,而其他驱动因素在不同视角的协同效应具有异质性.最终需求视角下,排放强度和最终需求结构对国际出口隐含的PM_2.5和CO₂协同减排效果显著;部门视角下,消费结构对电力、热力生产和供应业的减排协同效应最强;地区视角下,山东、北京和福建等地的排放强度、能源强度和过程效率具有减污降碳正向协同效应.因此,助力打赢污染防治攻坚战,不仅需要大力发挥生产结构等协同型因素在多层面的减排作用,还要因地制宜,充分挖掘其他非协同因素的减排潜力.     

中国产业CO2排放的因素分解: 基于LMDI模型

将LMDI方法与投入产出结构分解技术相结合, 建立了中国产业CO₂ 变动的结构分解模型, 并 通过中国1997、2002、2007年不变价投入产出表, 分析了1997-2007年全周期以及1997-2002 年与2002-2007年两个子阶段中国产业 CO₂ 排放变动的主要影响因素. 分析结果表明, 最 终需求总量变化是驱动中国产业 CO₂ 排放增加的最主要因素, 其中出口、投资要比国内最终消费的 影响力更大; 各产业能耗强度的下降是中国产业 CO₂ 减排的最主要的影响因素. 从产业视角看, 能源工业与重制造业是中国产业 CO₂ 排放的'大户'. 长期看, 中国世界工厂的地位不转变, 能 耗继续上升与 CO₂ 排放增加的趋势则很难改变. 中短期内, 适度增加进口、抑制出口, 改 变进出口结构, 同时继续降低各产业、尤其是能源工业与重制造业的能耗强度, 是抑制中国产业CO₂ 排放过快增长的主要途径.     

基于系统动力学的国家低碳发展战略情景仿真分析

以中国低碳能源发展战略的"十二五"方针为建模目标,建立能源消耗视角下低碳经济发展系统模型并进行情景仿真分析。结果发现,按照中国现阶段的发展模式,CO2排放量将随着经济发展进一步增加,单位GDP的CO2排放强度比呈现缓慢下降的趋势,其到2020年下降33.4%,难以达到战略要求;由于经济发展需要,石化能源的消耗量日趋上升,占总能源消耗结构的比例无法降到规划中的预期目标,同时,石化能源需求压力也导致进口量不断增加。因此,如不转变现有发展模式无法达到中国"十二五"方针政策的要求。     

政策对发电企业能源决策的影响及最优化模型

论文考虑由可再生能源发电企业和传统化石燃料发电企业组成的电力供应市场,分析可再生能源电价补贴政策、可再生能源技术研发投入补贴政策、不可再生能源碳排放价格政策的影响,建立了两类电力企业以自身利润最大为目标的决策模型,给出了最优解的表达形式.论文结合我国生物质能源政策,分析得出:提高可再生能源技术研发投入补贴率是刺激企业增加技术研发投入的有效措施;为优化我国能源结构同时增加社会总发电量,不能将碳排放价格制定过高,而应重点降低可再生能源的发电成本.最后,论文引入由消费者剩余、电力部门总收入、补贴或者税收收入转移、环境损害组成的社会福利函数模型,构建了基于社会福利最大的可再生能源政策决策模型,得出我国应加大生物质能源研发投入补贴率、提高碳排放价格实现社会福利最大化.论文的研究工作和得到的结论对相关部门制定有效的可再生能源政策具有积极的指导意义.     

中国煤炭产能系统动力学预测与调控潜力分析

基于中国煤炭产能及其影响因素之间的反馈机制,开展了中国煤炭产能系统动力学预测与调控潜力的研究.研究认为:1)十三.五期间中国煤炭产能仍将持续增长,政策情景下中国煤炭产能2020年将达到46.35亿吨,较之于基准情景减少5.09亿吨;2)政策情景下中国煤炭供过于求的压力显著大于基准情景,2020年供需缺口达到6.46亿吨,其根源在于政策情景下煤炭需求得到了有效控制,而基准情景下煤炭供需缺口的相对减小则是煤炭供需过度增长的结果;3)调控情景下我国煤炭产能在2020年达到44.20亿吨,较之基准情景降低7.23亿吨,落后产能淘汰、煤炭进口限额、煤炭价格管制以及煤炭投资约束是煤炭产能调控的关键.     

基于可再生能源替代的经济持续发展模型

以可再生能源在总能源消费中所占比例作为替代率,讨论了可再生能源替代问题在整体经济系统中的作用.基于经济发展、能源需求、温室气体(GHG)排放、替代率等要素,建立了可再生能源替代的动态系统的数学模型.运用最优控制理论,在期望替代路径给定的条件下 ,求解再生替代能源产业理论上的最优发展策略.最后,根据实际数据,得出我国实现2020 年可再生能源发展规划的动态优化路径,使之在满足经济持续发展对能源需求的前提下,系统要素配置最优、化石能源使用量和GHG排放最少.     

基于系统动力学的区域绿色发展多情景仿真及实证研究

参考DPSIR分析框架,采用系统动力学建模技术,构建了区域绿色发展多情景仿真模型,模型由经济人口、资源能源、环境评估3个子系统构成。以湖南省为研究案例运行仿真模型,有效性分析显示模型对大部分关键指标的历史和现状数据的仿真误差在10%以内。设计了粗放-调整、经济转型优先、污染治理优先3类情景方案,对湖南省3类情景2016~2030年的仿真运行结果表明:(1)经济总量增长和城镇化方面,长期上经济转型优先情景最优、其次是污染治理优先情景,但粗放-调整情景在2020年前仍能维持较高经济增速;(2)能源供应是湖南省未来主要的资源瓶颈,各类情景中远景一次能源自给率均将下降至30%以下,此外粗放-调整情景将有20%~25%用水缺口;(3)大气污染控制上污染治理情景优于经济转型情景,碳排放和水污染控制上偏重源头预防的经济转型情景效果更佳。文末根据仿真结果提出了相应的政策建议。     

中国工业能耗变动原因分析

通过对数平均D氏分解法(LMDI)将1997年和2002年中国工业能源消费及煤炭消费、石油消费分别分解为产量效应、结构效应和强度效应.研究结果表明,1997～2002年中国工业能耗的增长主要是高耗能重化工业投入产出规模的扩大引起的,工业结构的调整也对其起到了一定的促进作用,而工业各部门实际能源强度的降低则大大减缓了能耗总量的增长幅度.根据测算结果,笔者提出重化工业不应该是中国工业发展的方向.     

西安市工业绿色距离与生态化实现度分析

建设生态西安是"十一·五"规划的重要目标,而工业生产的绿色距离及生态化实现度测评可为其提供科学依据.从资源和环境双调控出发,选取1985～2005年万元产值能耗、水资源消耗、SO2排放量和COD排放量4个指标,依据国家制定的生态市建设标准,对西安市工业绿色距离及生态化实现度进行了分析测评,结果显示:工业生产水资源消耗在2003年达到生态化标准,而能源消耗、SO2和COD排放量尚未达到生态化目标.针对其绿色距离和生态化实现度,从微观角度对西安市28个工业部门污染物的排放及绿色距离进行了分析,揭示了不同工业行业之间的差异,为建设资源节约型和环境友好型城市提供了依据.图4,表1,参7.