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张玉台 刘世锦等:二氧化碳排放变化的一般规律

作者:国务院发展研究中心“应对气候变化研究”课题组  时间:2011-08-12   浏览次数:0

  内容摘要:实证研究表明,世界主要发达经济体二氧化碳排放一般会依次出现排放强度、人均排放量和排放总量三个倒U型曲线。从排放强度峰值到人均排放量峰值的时间平均为55年。碳排放增长的影响因素主要有人口增长、经济增长和技术进步等。温室气体减排将影响经济的增长速度,需要巨大的投资,也会带来新的机遇,需要我们迎接挑战,化压力为动力,培育战略性新兴产业,形成新的竞争优势。

  关键词:经济发展,二氧化碳排放,变化规律

  对不同国家和地区碳排放随时间变化的规律研究发现,碳排放强度、人均排放量和碳排放总量一般会出现倒U型曲线关系。本研究采用国际能源署、世界资源所等单位的历史数据研究发现,三种倒U型曲线不仅各自存在,且峰值是依次出现的(王毅,2009)。探讨和分析碳排放与经济发展的演化规律,可以为包括中国在内的发展中国家制定碳减排目标和相关政策提供借鉴。

  一、碳排放的不同曲线峰值及其变化

  1.碳排放强度随时间的变化呈倒U型曲线规律。对英国、法国、德国、美国、日本、意大利等国工业化以来碳排放强度的研究发现,碳排放强度随时间变化呈倒U型曲线关系(图1)。

  由图1可知,各国碳排放强度峰值出现的时间不同。英国的碳强度峰值出现于1883年,法国是1930年,德国和美国同为1917年,日本1914年,意大利1973年。碳排放强度峰值为92.9~835.8公斤/千美元(1990年价),后发国家的碳排放强度峰值低于早期发达国家的碳排放强度峰值。碳排放强度变化实质上也反映了一国产业结构从能源密集型的重工业为主向服务业为主的转变,产品结构从低附加值向高附加值的转变,从物质生产向知识生产和服务的转变。

  图1 6个发达国家碳排放强度随时间的变化

  2.人均碳排放量随时间的变化规律。上述6国人均碳排放量随时间变化也出现类似规律,但拐点出现时间及人均碳排放量不等,与各国工业化进程和产业结构有关。一般地,工业化开始时间越早,拐点出现时人均碳排放量越大。由图2可知,意大利出现拐点时人均碳排放量最低,日本次之,美国的人均碳排放量比其他国家均高,与人均能源消费水平高呈正比。

  图2 6个主要发达国家人均碳排放随时间的变化

  3.碳排放总量随时间的变化。6个主要发达国家碳排放总量随时间的变化见图3。由图中可见,英国、德国、法国出现了碳排放总量的下降趋势,即碳排放总量随时间变化也呈现倒U型曲线关系。但是,美国碳排放总量一直呈上升趋势。能否实现2020年比2005年下降17%的目标,出现碳排放总量拐点,将取决于美国能否通过相关法律,并切实付诸实施。

  4.人均碳排放与人均GDP的关系。图4反映了6个主要发达国家人均碳排放量与人均GDP之间的关系。同样可以看出,除日本和意大利外,其它4个国家经济发展与人均碳排放量之间均出现倒U型曲线关系。

  图3 6个主要发达国家碳排放总量的历史演变趋势

  图4 6个主要发达国家人均碳排放量与人均GDP的关系

  进一步研究表明,上述6国碳排放强度峰值对应的人均GDP在2000~6000美元。澳大利亚、比利时、加拿大、丹麦、法国、德国、中国香港、爱尔兰、以色列、荷兰、新西兰、新加坡、瑞典、瑞士、英国、美国等经济体人均GDP在10942~23201美元(1990年价)时,出现人均碳排放峰值(在1601.1~5933.3公斤/人之间),碳排放强度峰值在80.5~355.5公斤/千美元之间。芬兰、希腊、韩国、葡萄牙等尚没有出现明显的人均碳排放量峰值。发展中国家几乎均未越过人均碳排放量峰值,更不用说碳排放总量峰值了。

  5.三个碳排放峰值依次出现。一般地,从碳排放强度峰值到人均排放峰值所需时间较长,从人均排放峰值到排放总量峰值的时间较短。主要发达经济体从碳排放强度峰值到人均排放峰值的时间在24~91年之间,平均为55年。其中,英国88年、德国62年、美国56年、荷兰66年、新西兰91年、加拿大58年、比利时44年、丹麦53年、法国43年、香港和新加坡均为24年、瑞典33年、瑞士60年。一般而言,后发地区跨越不同峰值的时间较短。如果不考虑香港和新加坡这两个新兴经济体,其它国家或地区跨越这两个峰值的时间平均为61年。澳大利亚、爱尔兰、以色列出现多个碳排放强度峰值。比利时、丹麦、德国、荷兰、新西兰、新加坡、瑞典、瑞士、英国等9个经济体同时越过了人均排放峰值和排放总量峰值。

  图5 三个碳排放倒U型曲线及其相互关系示意图

  二、碳排放增长的驱动因素

  1.不同阶段碳排放增长的驱动因素不同。在碳排放强度高峰之前阶段(图5中S1),虽然经济增长和人口增长均是碳排放增长的主要因素,高碳能源及相关技术的使用也起到了重要作用。

  在排放强度峰值到人均排放峰值阶段(图5中S2),人口增长和经济增长对碳排放起主导作用。虽然科技进步对碳排放增加起不同程度的减缓作用,但不能抵消人口增长和经济增长带来的碳排放总量增长。在人均碳排放峰值到碳排放总量峰值阶段,技术进步的作用增强,并逐步抵消人口增长和经济增长带来的碳排放增长,碳排放增长速度趋缓,直至实现零增长。

  在碳排放总量峰值之后阶段(图5中S4),低碳技术进步持久地占据主导地位,碳排放总量逐步下降,从而实现经济增长与碳排放的完全“脱钩”。

  2.不同阶段碳排放增长驱动因子的变化特征。随着经济增长,从排放强度峰值以前阶段(图5中S1)与排放强度峰值到人均排放峰值阶段前后(见表1),驱动因子的变化呈现如下特征。

  表1 主要发达经济体不同阶段碳排放及其变化(%)

                                                                                                                                                                                                                              
      

   

      
      

  排放强度峰值之前阶段

      
      

  强度峰值到人均峰值阶段

      
      

  碳排放总量年均变化率

      
      

  8.97

      
      

  2.95

      
      

  人口年均变化率

      
      

  1.68

      
      

  1.02

      
      

  人均 GDP 年均变化率

      
      

  2.09

      
      

  3.05

      
      

  碳排放强度年均变化率

      
      

  4.90

      
      

  -1.11

      
      

  GDP 年均变化率

      
      

  3.82

      
      

  4.11

      
      

  人均碳排放量年均变化

      
      

  7.11

      
      

  1.90

      

  

  注:表中的变化率系指主要发达经济体相应项目变化率的算术平均值。

  (1)碳排放总量增长速度明显减缓。后一阶段碳排放增长速度不到前一阶段的一半甚至更低,中国香港、荷兰、爱尔兰、葡萄牙、瑞典不足前一阶段的一半。

  (2)人口增速趋缓。除加拿大、法国、荷兰、爱尔兰、瑞典、瑞士之外,其它国家或地区后一阶段人口增长速度低于前一阶段。

  (3)排放强度由增加转变为逐渐减小,下降幅度相对前一阶段的上升幅度要小得多。除巴西外,其他经济体均呈下降趋势。比利时和英国的碳排放强度下降幅度超过前一阶段的上升幅度。

  (4)经济增长速度明显加快。除英国经济增长速度低于前一阶段外,其它国家或地区经济增长速度均为上一阶段的1~2倍,葡萄牙是前一阶段经济增长速度的4倍以上。

  (5)人均碳排放量增长速度显著放缓。除中国香港、爱尔兰、荷兰、葡萄牙人均碳排放增长速度略高于前一阶段的50%,其它国家或地区的增幅均显著降低。

  3.国际公约对发达经济体碳排放总量的影响。《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》生效后,主要发达经济体碳排放增长速度显著降低(见表2),说明制度对碳排放峰值影响的重要性。

  从1970年到2004年,不少国家或地区处于碳排放强度峰值向人均排放峰值的过渡阶段。比利时、丹麦、法国、德国、瑞典、英国等6国出现碳排放负增长。

  表2 不同国家及其不同阶段的碳排放总量变化(%)

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        
      

  国家 / 地区

      
      

  强度峰值到人均峰值阶段

      

  碳排放总量年均变化率

      
      

  1990 2005 年碳排放总量

      

  年均变化率

      
      

  澳大利亚

      
      

  2.54/3.37

      
      

  1.54

      
      

  奥地利

      
      

   

      
      

  1.65

      
      

  比利时

      
      

  0.82

      
      

  0.23

      
      

  加拿大

      
      

  2.91

      
      

  1.52

      
      

  丹麦

      
      

  2.23

      
      

  -0.51

      
      

  芬兰

      
      

  1.12

      
      

  0.34

      
      

  法国

      
      

  1.62

      
      

  0.26

      
      

  德国

      
      

  1.2

      
      

  -1.48

      
      

  希腊

      
      

  2.69

      
      

  1.87

      
      

  中国香港

      
      

  6.46

      
      

  0.03

      
      

  爱尔兰

      
      

  2.18/2.31

      
      

  2.18

      
      

  以色列

      
      

  5.84/4.5

      
      

  4.45

      
      

  意大利

      
      

  0.95

      
      

  0.89

      
      

  日本

      
      

  3.47/1.02

      
      

  0.87

      
      

  韩国

      
      

  6.7/5.67

      
      

  4.27

      
      

  荷兰

      
      

  2.65

      
      

  -0.7

      
      

  新西兰

      
      

  2.09

      
      

  1.94

      
      

  挪威

      
      

   

      
      

  3.79

      
      

  葡萄牙

      
      

  3.17

      
      

  2.62

      
      

  新加坡

      
      

  5.19

      
      

  1.98

      
      

  西班牙

      
      

   

      
      

  3.28

      
      

  瑞典

      
      

  3.57

      
      

  -0.13

      
      

  瑞士

      
      

  2.69

      
      

  -0.24

      
      

  英国

      
      

  0.78

      
      

  -0.27

      
      

  美国

      
      

  1.83

      
      

  1.25

      
      

  中国

      
      

   

      
      

  5.75

      
      

  印度

      
      

   

      
      

  4.95

      
      

  巴西

      
      

  4.51/2.63

      
      

  3.21

      

  

  注:“/”表示采用次级峰值导致计算结果不同。

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