題記：2021年10月24日，北大國發院舉辦中國經濟觀察報告會第58期，嘉賓們就雙碳目标、能源變革等話題進行研讨。本文根據北大國發院副教授（長聘）、助理院長、北大環境與能源經濟研究中心副主任王敏的演講整理。
我們主要研究基于中國經濟展望和發展規律下的碳排放和市場化應對政策。今天首先給大家介紹一些關于全球氣候變化的事實。
2021年8月，IPCC（聯合國政府間氣候變化專門委員會）第六次氣候變化評估報告第一工作組報告釋出。有些内容很值得大家關注。比如，目前全球大氣中的二氧化碳濃度達到200萬年内的最高水準，地表溫度也達到12萬年内的最高水準。如果各國均采取中度積極的減碳措施進而在2050年實作全球“碳達峰”，那麼本世紀末全球氣溫将上升2.1-3.5攝氏度。2019年全球二氧化碳排放總量為344億噸，位居前六的經濟體分别是中國（98億噸）、美國（50億噸）、歐盟（29億噸）、印度（25億噸）、俄羅斯（16億噸）和日本（11億噸）。中國2019年度的碳排放量約為二三四名碳排放量的總和。從累計資料看，1965-2020年中國二氧化碳排放2210億噸，占同期全球累計總排放的17%，僅次于美國同期的2777億噸。上述事實正是習主席2020年提出“雙碳”目标（2030年實作“碳達峰”，2060年實作“碳中和”）的重要背景。
這些資料對我們了解“雙碳”目标和了解全球氣候變化問題非常重要。今年是中國雙碳目标的元年，全球經濟複蘇再一次帶動能源需求大增，但不少地區通過暫停“兩高”（高耗能、高排放）項目審批和拉閘限電的行政幹預方式控制轄區内能源需求和碳排放增長。
為實作雙碳目标，我們首先要對我國未來的經濟增長和二氧化碳排放總量趨勢做個判斷。從全球情況來看，與碳排放密切相關的國家，其經濟發展、城市化和産業結構變化等都有規律可言。
從理論上講，經濟總量、産業結構、技術水準和能源結構這四個因素決定了二氧化碳的排放總量。其中前三個因素是影響能源總需求的主要變量，其關系分别為：經濟總量越高，碳排放總量越高；産業結構中工業GDP占比越高，碳排放總量越高；技術水準決定了機關産出能耗。最後一個因素，即能源結構決定了滿足能源總量需求時的高碳（黑色）能源與低碳（綠色）能源的比例。
<h1 toutiao-origin="h6">經濟總量增長</h1>
北大國發院《中國2049》課題組曾基于增長收斂理論，對我國未來長期經濟增長趨勢做過預測研究。
2021-2030年，我國潛在實際GDP年均增長率将為5%，GDP總量至2030年将達到170萬億，約為2020年的1.67倍。
2021-2060年，我國潛在實際GDP年均增長率将為3.5%，GDP總量至2060年将達到420萬億，約為2020年的4.12倍。
過去10年間，由于環境整治的協同效應，我國每新增1萬億GDP帶來的二氧化碳排放總量增長從2011年的約0.9億噸左右，下降并穩定在近幾年的0.22億噸左右。這也意味着，如果給定其它三個因素不變，隻考慮經濟總量增長，那麼二氧化碳排放總量将從2020年的99億噸大概增長至2030年的114億噸和2060年的169億噸，分别增長15億噸和70億噸。
<h1 toutiao-origin="h6">産業結構變遷</h1>
全球産業結構變遷有其自身發展規律。
從曆史資料來看，當人均GDP達到1.5-2萬PPP（購買力平價）國際美元時，工業GDP占比将達到40%左右的峰值。美國在上世紀50年代中期、歐盟國家在上世紀60年代中期均達到這一峰值，但在随後的50年裡，這些發達國家的工業GDP占比就從40%左右降到15-20%或者25-30%兩個區間。如日本、德國等工業強國的工業GDP占比降至25-30%，而美國、英國、法國等則降至15-20%。因為碳排放主要源于工業生産，是以分析産業結構的變遷規律對我們研究碳排放至關重要。
過去10年，我國的産業結構經曆了劇烈調整，工業GDP占比呈斷崖式下降。2011年，我國人均GDP為1萬PPP國際美元，當時的工業GDP占比為46.5%；到了2020年，我國的人均GDP為1.6萬PPP國際美元，工業GDP占比下降至37.8%，即我國的工業GDP占比在過去10年下降了9個百分點。從其它國家情況來看，美國和歐盟國家的工業GDP占比從峰值下降同等9個百分點幅度大約經過30年，而新晉高收入國家南韓從達到峰值的1991年至今僅下降了5個百分點。
顯然，在過去10年間，除了居民需求、要素價格、生産比較優勢等因素變化對産業結構變化的影響，去産能、環境管制等政府強制性行政幹預也起了較大作用。10年間工業GDP比重下降9個百分點這一資料，警示我們中國經濟可能出現過早去工業化的傾向。是以未來要謹防繼續通過強制性行政幹預來實作“雙碳”目标。
目前我國的人均GDP水準較低，按名義匯率計算僅為1萬美元。按照我的同僚王勳的測算結果，到2060年我國的人均GDP大概也隻能達到美國60%的水準。是以，我們在未來應對“雙碳”目标時，還是要以較低的成本實作經濟發展跟低碳目标的有機結合。
2030年，我國的工業GDP占比大概會下降5個百分點至33%左右，與目前南韓的水準差不多。這一下降幅度已經接近上限，否則會導緻過早去工業化情況發生。根據過去幾年的資料，我的大概測算是，工業GDP占比每下降1個百分點能帶動二氧化碳排放下降約0.5億噸，是以到2030年工業GDP占比下降能帶動的二氧化碳排放下降約為2.5億噸。
再看工業細分行業的碳排放情況。2020年，我國碳排放最多的三大行業是火電、鋼鐵和水泥業，分别占到全國碳排放量的44%、18%和14%。我國的鋼鐵和水泥産量十分驚人，占全球總量的57%左右，且主要是滿足我們國内的需求。其中，鋼鐵産量的64.7%用在了建築業，水泥産量則全部用在了建築業。是以我國大量的碳排放是源自建築需求。
建築需求，顯然是超高速城市化所緻。我國人口體量巨大，自改革開放以來城市化率達到人類曆史上前所未有的增長速度。上世紀90年代初，我國的城市化率為26%，而2020年的第七次人口普查資料顯示已達到63.8%。我國的城市化率在過去20年增長最快，平均每10年增長14個百分點。基于我國龐大的人口基數，14個百分點涉及到近2億人口的城市化程序，其對應的建築需求也自然激增。資料顯示，全國房屋施工面積從2000年的6.6億平方米增加至2020年的93億平方米，20年間增加了近15倍，且這還是每年流量而非存量資料。是以，我們過去經曆的碳排放高速增長，與工業化、超高速城市化發展等關系密切。
然而，城市化發展有其自身規律。從全球城市化發展規律來看，成功實作工業化的經濟體都曆過快速城市化的發展階段，但是城市化率一旦到達70%~75%的區間就會進入緩慢增長階段，直至穩定在80%左右的水準。給定我國目前的城市化率為63.8%，預測到2030年進入70-75%峰值後，城市化率增速将面臨拐點并下降。這将導緻我國屆時對鋼鐵和水泥的整體需求将顯著下降。
鑒于此，我們對2030年實作“碳達峰”應該充滿信心。
<h1 toutiao-origin="h6">技術更新與替代</h1>
我國基于煤炭投入的生産技術已居國際先進水準。
過去15年，我們每個“五年計劃”都對節能減排提出了具體目标。到2020年底，全國實作超低排放的燃煤機組已達9.5億千瓦，占煤電總裝機容量的88%。我國重點統計的鋼鐵企業噸鋼綜合能耗也從2006年的640千克标煤下降到2020年的545千克标煤，不但低于噸鋼678千克标煤的世界平均水準，而且與日本等發達國家接近。在目前以使用煤炭能源煉鋼的技術下，大幅度下降能耗的空間已十分有限。我國水泥行業基本采用的新型幹法生産技術，也達到全球領先水準，減排同樣面臨空間有限。
這意味着，要繼續擴大能耗下降的空間，隻有通過能源投入品的清潔替代。目前，我國能源投入品的替代技術都有長足發展。煤電可由天然氣、核電、水電、風電和光伏替代，高爐轉爐冶煉鋼可由電爐煉鋼、氫能煉鋼進行一定程度替代，水泥生産過程中的燃料可由工業垃圾、生物燃料和電力替代。能源替代本質上是能源結構轉型問題。但需要注意的是，受制于替代能源的成本和供給限制，煤炭燃料的清潔替代空間是有上限的。作為儲量豐富、供給可靠、低成本的能源投入品，煤炭不可能、也沒有必要被完全替代。
<h1 toutiao-origin="h6">能源結構調整</h1>
從2020年我國的能源結構來看，煤炭、石油、天然氣、核電、水電、風電和光伏占一次能源消費總量的56.6%、19.6%、8.2%、2.2%、8.1%、2.8%和1.6%，占總發電量的63.2%、0.1%、3.2%、4.7%、17%、6%和3.3%。總體而言，相比于全球主要經濟體，在一次能源消費中，煤炭占比過高，天然氣和核電占比過低。相對低碳的非化石能源約占一次能源總消費的15.7%，這一比例仍有提升空間。
不同能源之間存在可替代性和競争性。給定能源總需求，不同能源的相對價格決定一國能源結構。而能源價格則由一個國家的資源禀賦和國際供需決定。我國的資源現狀是“缺油少氣”、煤炭儲量極大豐富的，是以煤炭一家獨大的能源結構也是自然規律和經濟規律發展的結果。“雙碳”主要是要減少對煤炭的使用。從美國和歐盟國家經驗來看，能源結構轉型在短期内還需依賴天然氣和核電發展。目前，我國的核電技術已經非常成熟，但是關于核電技術一直存在大量非市場或者非安全因素的讨論，發展緩慢。
目前，煤電、天然氣、核電、水電的成本相對固定，尤其是核電的成本随着安全要求的提升而難以下降。但新能源具有非常強的規模經濟優勢，即新能源裝機規模越大，成本越低。2010-2020年，全球光伏電站、陸上風電、海上風電和光熱發電平準化電力成本分别下降85%、56%、48%和68%，且未來十年還将繼續下降。今年國家已經取消了對光伏電站和陸上風電的補貼。預計未來10年，風電和光伏發電的成本将極有可能低于每度電2毛錢，在發電端也将具備競争優勢。根據市場規律，一旦哪類能源的價格低，這類能源就能在能源結構中占據重要地位。
習主席在去年提出“雙碳”目标時，也提出了2030年非化石能源要占比25%的目标，即在目前基礎上增加9.3個百分點。但要實作這一目标有不少挑戰。2010-2020年，我國非化石能源占比共上升約7個百分點，其中核電、水電和風光電分别貢獻了1.56、1.67和4個百分點。要實作增加9.3個百分點的目标，意味着風電和光電要再發揮更大作用。然而，過去10年，我國的風光電發展是從零開始，現在的裝機容量已經達到很高水準。要在未來10年提高9.3個百分點的非化石能源占比面臨一定挑戰。
<h1 toutiao-origin="h6">2030、2060碳排放展望</h1>
基于以上分析，對中國2030年的二氧化碳排放情況，我們的預測如下：
第一，經濟總量的增長将增加15億噸二氧化碳排放；
第二，工業GDP占比下降将減少2.5億噸二氧化碳排放；
第三，非化石能源占比提高到20%或25%後将減少4.8億噸或10.4億噸的二氧化碳排放；
第四，我國2030年的二氧化碳排放總量将為107億噸或101億噸。
再考慮到2016年以來，我國新生人口從1790萬斷崖式下降到2020年的1200萬。2021年新生人口大機率低于1000萬。這就意味着自2021或之後若幹年内，我國人口總量将進入長期負增長階段。至2030年前後，随着我國人口總量下降以及城市化率增速下降并趨于零，鋼鐵和水泥行業産出和二氧化碳排放将顯著下降，能源總需求也将進入緩慢增長階段。
事實上，随着城市化率增速的發展變化，歐盟和美國等發達經濟體的能源總消費都經曆了從快速增長到緩慢增長、最後負增長的發展趨勢。歐盟和美國一次能源總消費在1966~1979年間經曆年均4.14%和2.94%的高速增長後，随後分别進入年均0.52%和0.83%的緩慢增長階段，直至在2006年和2007年到達峰值。
中國的能源需求增速在2001-2011年達到9.4%，這期間主要是加入WTO紅利帶來的經濟高速增長所緻；之後在2012-2020年間下降至2.9%。考慮到城市化增速與人口總量的下降，我國在2030後的能源需求增速不會高于1%。是以，我國在2030年實作“碳達峰”的外部環境相對寬松，沒必要運動式地應對“碳達峰”。
在2030年後，在能源總需求低速甚至負增長的趨勢下，依靠風電、光伏、氫能和儲能成本持續下降所形成的對化石能源的高比例替代、2050年前後碳捕獲、利用與封存技術的大規模應用以及農林碳彙這三方面的作用，實作2060年“碳中和”目标也是大機率事件。
綜上所述，我們認為，不宜也沒有必要将通過行政幹預方式控制能源總需求作為實作“雙碳”目标的手段。事實上，在充分尊重經濟發展和碳排放發展規律的前提下，利用市場和價格機制來解決能耗和二氧化碳排放過快增長的問題，是實作“雙碳”目标的更優政策。
整理：何又夕| 編輯：王賢青 白堯