一、引  言

 

  中國的一次能源結構以煤炭為主。① 近年來, 雖然對水電及其他可再生能源的利用有所增加, 但是煤炭消費在能源結構中的比重依然過高。2007 年, 在中國一次能源結構中, 煤炭消費所占比重高達69.46 %, 石油消費比重為20.12 %, 天然氣消費比重為3.34 %, 核電所占比重僅為0.76 %。② 印度的能源結構同樣以煤炭為主, 但煤炭消費所占比重較中國低, 為51.43 %, 美國和日本的比例都還不到25 %。③在能源結構上, 發展中國家的選擇極為有限。提高經濟競爭力和促進經濟增長需要廉價能源作為支撐, 減輕社會負擔也需要廉價能源。政府對能源的價格管制就很說明問題, 盡管價格管制產生了許多問題。① 中國經濟快速發展需要大量廉價能源, 煤炭的資源和價格優勢使其成為首選, 以煤為主是中國能源結構的主要特征。煤炭相對來講最便宜, 但是, 它的二氧化碳排放也最多。以發電為例, 單位發電燃燒煤炭產生的二氧化碳是石油的1.3 倍。

 

  中國未來的經濟發展與能源結構戰略, 除了要符合自身經濟發展的階段性特征外, 還將受到氣候變暖和溫室氣體減排的約束。荷蘭環境評估局(Ne therlands Envi ronmental AssessmentAgency)二氧化碳排放評估報告表明:2007 年, 中國的二氧化碳排放總量達到67.2 億噸, 占世界排放總量的24.3 %, 超過美國, 成為全球最大的二氧化碳排放國。③ 中國的二氧化碳排放不僅是總量大, 增量也很大。2007 年中國的二氧化碳排放總量是2000 年的兩倍, 占同期世界排放增量的64 %。④ 盡管2008 年的金融危機對短期經濟產生了很大影響, 但中國經濟發展勢頭良好, 能源需求與排放將繼續增長。在應對氣候變化問題上, 中國的國際壓力將日益增大。即使中國不對外承諾減排, 也必須進行自我約束。在未來的經濟增長過程中, 中國的能源消費將受到二氧化碳排放約束。

 

  盡管世界各國對控制全球排放總量進行了多輪對話, 但目前的國際減排合作仍然無法解決問題, 其根本原因就在于對各國的排放權利與減排責任無法達成共識, 為解決誰來減排和減排多少而相互指責, 爭論不休。從技術的可行性看, 除了發展清潔能源, “碳捕獲” 和“碳儲存”技術(Carbo n Capture and S to rag e , 簡稱CCS) 是目前比較可行的解決辦法。⑤ 但是, 目前的“碳捕獲” 技術至少存在三個問題:成本高昂;耗能量大;儲存空間大。高昂的成本, 即使發達國家可以承受, 發展中國家也無法容忍。除了技術本身風險高、成本大, “碳捕獲” 還將加速能源短缺, 進一步推高能源價格和成本。發展中國家之所以選擇以煤為主的能源結構, 就是因為煤炭價格便宜。因此, 除非有實質性的技術突破, 降低“碳捕獲” 成本, 否則, “碳捕獲” 就不具備可行性。而且, 需要指出的是, 解決二氧化碳排放問題, 重點應當是在經濟發展中減少能耗, 而不是耗能之后再去解決減排問題。

 

  中國政府一直在積極對待二氧化碳減排問題, 批準加入了包括《京都議定書》在內的多個國際公約。2007 年, 正式公布第一部應對氣候變化的科學評估報告———《氣候變化國家評估報告》。

 

  該報告提出, 在未來經濟發展過程中, 要使國內生產總值的碳排放強度較大幅度地持續下降;①到本世紀中葉, 爭取實現碳排放量的“零增長乃至負增長” 。② 同年, 國家發展和改革委員會公布了《可再生能源中長期發展規劃》。③ 2009 年6 月, 國家能源局公布了新能源規劃的基本框架, 內容涉及中國新能源的現狀與面臨的形勢、新能源規劃的目標及政策保障措施等。這些都表明, 中國政府決心進一步推進能源結構轉變。通過核電、水電和其他可再生能源的進一步開發利用, 降低能源資源(指化石能源)壓力, 提高能源利用效率, 減輕環境壓力。林伯強和蔣竺均研究發現, 通過調整一次能源結構, 減少二氧化碳排放是有效的。④ 即使中國要保持適度的經濟增長速度, 也可以通過制定和執行積極的能源政策, 減緩二氧化碳排放的增長速度。積極推進能源結構改變, 實際就是排放的自我約束, 就是選擇一個現階段經濟發展可以接受的能源結構和能源成本。

 

  中國經濟正處于以資源密集開采和快速消耗為特征的城市化和工業化加速進程中, 能源資源的有限性與經濟增長的可持續性之間的矛盾日趨尖銳。⑤ 在2009 年9 月的聯合國氣候變化峰會上, 中國政府提出, 爭取到2020 年, 單位國內生產總值二氧化碳排放量, 即國內生產總值的碳排放強度, 比2005 年有顯著下降。相對于能源強度而言, ⑥ 碳排放強度也受能源效率影響,但主要受能源結構的影響, 因此, 是一個能源質量, 即清潔能源在能源結構中的比例問題。與能源強度一樣, 碳排放強度還受宏觀因素的影響, 包括經濟發展階段、產業結構、技術水平、能源和環境政策, 等等。⑦ 從能源強度到碳排放強度的目標約束變化, 體現了中國能源政策將面臨一個戰略性轉變, 即從“十一五” 時期以提高能源利用效率為主, 轉變為將氣候變化因素作為約束目標, 引入能源結構戰略規劃。

 

  任何積極的能源和環境政策都將有助于降低碳排放強度, 但是, 對于中國現階段來講, 如果清潔煤技術不能大規模商業化推廣, 降低碳排放強度的關鍵, 就是改變以煤為主的能源結構。

 

  降低能源強度, 強調的是在一定的經濟生產總量基礎上, 減少能源使用總量。但是, 能源強度的降低, 并不必然意味著碳排放強度的降低。原因在于, 各種能源資源的碳排放系數不盡相同,即使能源利用效率提高, 但如果更多、更集中地采用高排放的化石能源, 如煤炭, 帶來的依舊是單位國內生產總值碳排放量的增加, 而非降低。中國政府提出, “如果能在`十一五' 期間實現節能20 %, 就相當于實現15 億噸二氧化碳減排” , 也是相對于某個假定能源結構而言的, 如果該假定能源結構中煤炭比例增加了, 隨著其所帶來的碳排放量增加, 其所帶來的能源強度降低對于二氧化碳減排的影響就會大打折扣。

 

  能源戰略調整最終體現在對一次能源結構的選擇。在國際學界關于一次能源結構的研究中,Nordhaus , Houthakker 和Solow 的文章首先建立了分部門研究能源消費的框架, 隨后的文章都是在這個基礎上發展而來的。① Mar 和Bakken 將經典控制論的思想引入能源—經濟模型, 分析了一次能源結構的變化。② Symo ns , Proops 和Gay 模擬了英國不同碳稅和消費者需求下的二氧化碳排放, 同時得到不同的能源消費組合。③ Chakravo rty , Roumasse t 和Tse 分析美國能源替代問題時引入了氣候變化的概念, 但其相關新能源僅考慮了太陽能;Gabriel , Kydes 和Whi tman 在美國能源部的N EMS 模型基礎上利用Gauss-Seidel 方法得出更精確的美國一次能源結構。④ 隨后Azar , Lindg ren 和Andersson 基于單個交通部門討論了二氧化碳排放約束下的燃料替代;Lu , Lew is 和Lin 預測了中國臺灣地區未來公路交通部門的能源消費組合。⑤ To l 建立了一個宏觀模型, 討論IPCC 各種情形下美國的碳排放以及相應的能源結構。⑥ 而Chandle r 則從可持續能源組合標準的概念出發, 研究了美國電力部門消費能源多樣化的問題。⑦國內相關研究起步相對較晚, 陳文穎和吳宗鑫從能源系統工程的角度, 利用MA RKA L 模型進行了分析, 從技術角度預測了一次能源結構。⑧ 管衛華等與林伯強和蔣竺均分別基于系統動力學和馬爾科夫鏈方法對能源結構進行了預測。⑨國內外的相關研究主要存在以下兩個問題:一是, 沒有充分考慮節能以及二氧化碳排放對能源結構的影響和約束;二是, 即使考慮了排放約束, 也僅從能源工程技術角度進行分析, 未考慮具體的約束對宏觀經濟的影響, 以及對社會經濟承受能力的考驗。林伯強、牟敦國利用CGE 模型研究發現, 中國煤炭價格上漲對宏觀經濟的沖擊很大, 這是由于煤炭在一次能源消費中比重很大。 10 未來中國一次能源結構的變化, 必然要受到氣候變暖和溫室氣體減排的制約, 煤炭在一次能源中的比例將會逐步降低, 但這一變化必然增加能源成本, 從而對宏觀經濟產生影響。基于以上考慮, 本文擬對排放約束下的最優一次能源結構及其宏觀經濟影響展開研究, 希望能得出對今后中國能源和環境決策相關的建設性結論和意見。

 

  本文其余部分結構安排如下:第二部分, 提出能源戰略調整問題, 建立調整優化模型, 確定模型的參數以及約束條件。第三部分, 討論能源戰略調整的能源結構選擇, 根據模型求得不同排放約束情形下的最優一次能源結構。第四部分, 應用可計算一般均衡模型估計能源結構變化的宏觀經濟影響。第五部分, 是結論和政策建議。