2014年11月11日,中國國家主席習近平與來京參加APEC峰會并進行國事訪問的美國總統奧巴馬瀛臺夜話,共話中美在一系列全球和雙邊關系重大問題的合作領域與前景。次日,中美兩國發布了關于氣候變化合作的聯合聲明。該聲明一經發布,舉世矚目,原因之一在于當今全球最大的碳排放國首次明確了達峰時間表:在2030年左右中國的二氧化碳排放將達到峰值。在此聲明發布之前的15年,中國的碳排放在以年均約8%的速度增長。達峰,意味著在接下來的15年,要把增速逐漸降到0。顯而易見,中國政府的這項聲明無論對國內的低碳發展,還是全球應對氣候變化,特別是對次年將要召開的被賦予眾望的聯合國巴黎氣候大會都有著特別重大的意義。當世界為此興高采烈歡呼雀躍之時,一些冷靜的頭腦卻在思索著另一個問題:這個雄心勃勃的目標有可能實現嗎?更有人擔憂,這是否意味著中國將不得不自縛手腳,甚至于自廢武功,影響經濟增長呢?
僅僅兩年過去,今天,似乎很少有人仍抱有當時的疑問。是的,當年設定的碳排放目標完全可以實現。現在的問題是,中國的碳排放峰值到底能夠提前幾年實現?
最為有趣的是,該目標宣布一年之后,中國的碳排放應聲下降。按照我們《中國低碳發展報告》團隊的估計,2015年中國能源相關的碳排放下降0.6%。國際能源署和美國能源部也做出類似結論。2016年,中國的碳排放進一步下降0.35%。此時,一些激進的頭腦中可能會盤旋著這樣一個疑問:中國的碳排放峰值會不會已經到來?
提出這樣的問題并非偶然,亦非異想天開。畢竟在過去幾年中發生在經濟、能源和技術領域的許多現象,似乎都在暗示中國的低碳發展正孕育著重大轉折和突破。一年前的《中國低碳發展報告》以”中國低碳發展深刻變革新階段”為題開篇,我們當時的判斷反映在開頭的第一句話:“十二五”以來,中國經濟進入新常態,中國低碳發展迎來深刻變革新階段。過去一年的發展為這一判斷提供了新的佐證。
首先,煤炭消費達峰。我們的研究團隊與英國倫敦政經學院斯特恩勛爵的研究團隊一起,于2016年7月以“中國的后煤炭增長”為題在《自然·地球科學》發文,宣稱中國煤炭消費峰值已經出現。按照實物量計算2013年中國煤炭消費量為42億噸,其后逐年下降。按照熱值計算,2014年中國煤炭消費亦已達峰。如果說一年前,煤炭消費達峰這一問題在學界、政界和商界仍是一個仁者見仁、智者見智的問題,那么,今天看來,共識已經遠遠多于分歧。上文剛剛發表之時,國家能源局原局長張國寶先生即撰文表示支持該文的基本判斷和結論。他進一步提出政府應在專家科學研究基礎上公開宣布煤炭消費已經達峰。2016年底,國際能源署調整了其延續多年的判斷,轉而支持中國煤炭消費達峰的結論。即便是最不情愿看到煤炭消費達峰的煤炭行業也慢慢接受這一現實,并以此安排行業和企業發展戰略和行動。
從發達國家的經歷來看,煤炭消費達峰是碳排放達峰的基本前提。這是因為煤炭不僅是世界上最早開發利用的化石能源,同時也是碳密度和污染物含量最高的化石能源。這注定其會最早被更為清潔、更為低碳的能源所替代。英國是世界工業革命的策源地,也是世界能源革命的肇始國,正是以煤炭為基礎推動了其工業化和現代化過程。上世紀中葉英國的煤炭消耗達到頂峰,其后逐漸下降。能源的需求由快速增加的石油和天然氣提供。法國及德國的煤炭消費也分別在在上世紀五十年代和六十年代達到峰值。美國的煤炭消費也在2005年達峰。
中國的經濟發展嚴重依賴煤炭。長期以來,煤炭消耗在全部能源中占比達70%以上。進入新世紀以來,能源多元化趨勢明顯。非煤能源比重逐漸提高。即便如此,目前中國能源消費中,煤炭比重仍然高達61.7%。“十二五”時期,中國每年的煤炭消費均占全球的50%左右。可以說,中國煤炭達峰不僅是中國碳排放達峰的前提,也是世界碳排放達峰的前提。
煤炭達峰標志著中國煤炭驅動型經濟增長的終結。煤炭達峰后,每年經濟總量仍在持續增長,但煤炭消費量卻不再增加,甚至有所下降。長期以來經濟增長依賴煤炭消費增長的局面被打破,兩個增長完成脫鉤。從此,中國步入后煤炭增長時代。這是中國經濟與能源體系轉型的重要節點,其意義不可低估。
需要說明,后煤炭增長時代并非不再利用煤炭,而僅僅是經濟的增量不再依賴煤炭的增量來實現。事實上,中國每年的煤炭消費仍在維持在高位,接近40億噸(2016年消費量為近五年來最低,約38億噸;2015年39.7億噸)。這種情形仍將持續較長時間。我們預期,到本世紀中葉(2050年前后),煤炭消費量減半,煤炭占一次能源消費比重將顯著低于50%(參見本報告第3章)。
從發達國家的情況來看,進入后煤炭增長時代,能源消費總量仍可能持續增長,甚至化石能源消費的增長仍不停滯;所不同的是較為清潔低碳的能源增長替代了煤炭的增長。一般情況是,當石油和天然氣供給達到一定程度時,就開始發生對煤炭的替代。英國的煤炭替代發生在六十年前。而美國大規模的煤炭替代僅有十年歷史。2006年以來由于頁巖氣革命帶來的天然氣成本下降,以氣代煤迅速普及,煤炭消費在一次能源中的比重從2006年的23%下降到2015年的16%。與此同時,天然氣比重提高了7個百分點。
中國的情形似乎有其特殊性。煤炭消費比重的下降并未伴隨石油和天然氣比重的明顯的升高,而是非化石能源比重的迅速上升。2010年,中國的煤炭比重為70%,非化石能源比重不到8%。2016年,煤炭比重下降到61.7%,而非化石能源比重上升到13.3%。這一消一長反映了中國能源替代和轉型的特征,即以非化石能源,特別是風能和太陽能直接替代煤炭為主。有趣的是中國的能源替代歷程似乎能夠迅速跨越發達國家普遍出現的以油氣替代煤炭的歷史階段。
中國能源替代和轉型的特殊性反映其資源稟賦特征和經濟技術特征。從資源稟賦來看,中國的化石能源資源特征是多煤、貧油、少氣。煤炭資源占能源資源儲量的絕大多數(97%),而石油和天然氣資源總計約3%。盡管近年來,探明的頁巖氣資源豐富,但開采難度遠遠大于美國的情形。資源稟賦決定了用石油天然氣替代煤炭的難度,除非有廉價油氣輸入。在另一方面,我國的非化石能源資源豐富。
非化石能源對煤炭的替代在發電領域最為顯著。2013年以來,全社會用電量持續增長,但燃煤發電比重持續下降。甚至在2014和2015兩年燃煤發電的總量也在減少,而減少了的煤電和新增的電力需求由非化石能源發電來滿足。
非化石能源的發展,特別是風能和太陽能發電,是近十年來中國能源系統最引人注目的變化,也是世界能源轉型中的大事。對比2006和2016兩個時間點,以煤為主的火力發電十年間增長了0.8倍。然而在此期間,非化石能源發電卻增加了2.6倍。其中,水電增長1.8倍,核電2.9倍,而風能和太陽能更是接近110倍,從2006年的28億千瓦時增長到2016年的3072億千瓦時,成為整個電力系統中舉足輕重的關鍵組成部分(這其中尚不包括由于各種原因而棄置不用的約1300億千瓦時的清潔電力)。過去十年間,非化石能源發電量占比以每年超過一個百分點的速度提高,如今接近30%。非化石能源發電裝機容量占全國總裝機容量從十年前的不足1/4增加到如今超過1/3;僅風能和太陽能裝機就占到總裝機的大約1/7,并且仍在高速增長。
清潔能源的高速發展得益于技術引進、消化、吸收和創新。但更重要的原因可能在于成套設備和組件的大規模生產和裝配利用。規模效應輔之以技術進步有效降低了清潔能源生產成本,進一步催生了風能和太陽能的更大規模化利用,從而形成一個正反饋良性循環。這個良性的正反饋循環正是能源轉型和革命的核心特征和必經階段。
清潔能源的大規模、高速度發展也得益于其他幾項關鍵因素。首先是需求。改革開放以來中國經濟的高速發展導致能源需求的快速增長,其資源稟賦決定了化石能源供給的速度和規模難以滿足經濟社會對能源需求的增加。其次是能源安全、環境健康和氣候變化等因素促進了政府和社會對清潔能源的偏好。地方政府在經濟績效和晉升考核的壓力下,大力招商引資,甚至以高額的稅收優惠、并在土地、資源、環保和勞動力上給企業以支持,從而調動企業的投資沖動。特別是,清潔能源投資項目往往與相關的土地或其他資源的占用緊密掛鉤,更可以獲得大量額外的企業利益。例如,有的地方將清潔能源投資與煤炭資源開發相掛鉤,投資清潔能源項目的同時可以獲得煤炭項目的開發權。其結果,在過去十多年間,中國清潔能源投資之旺盛無任何其他國家和地區所能比擬。十年前,中國在清潔能源上的投資為112億美元,占全球10%。2009年,中國超過歐洲和美國,清潔能源投資達到388億美元,成為全球最大的投資國。如今在全球清潔能源投資相對疲軟的大背景下,中國的投資額仍達878億美元,占比高達30%,成為名副其實的清潔能源投資引擎。
近年來,一方面是投資高速增長,產能不斷提高,裝機日益增多;而另一方面是經濟新常態以來經濟增速放緩,影響到電力需求增長疲軟。在其他因素不變的情況下,棄風限電嚴重了,但同時能源替代也出現了!在霧霾漫天、氣候變暖、健康備受重視的大背景下,以清潔能源替代高碳、低效、不清潔的煤炭成為順理成章的選擇。而這種替代正是能源轉型和能源革命的重要目標。
中國的能源轉型和能源生產和消費革命要同時解決高效、低碳、清潔三個問題。能源強度、碳排放強度和清潔能源比重是檢驗能源轉型的關鍵指標。李克強總理在今年“兩會”的政府工作報告中指出,2016年,中國的能源強度下降5%,清潔能源比重提高了1.7%個百分點。計算表明,碳排放強度更是下降7%。中國能效和碳生產率提高的速度以及清潔能源比重上升速度,在中外歷史上都是罕見的。“十二五”期間,中國超額完成能源強度和碳排放強度的規劃目標,同時,清潔能源比重也大幅超過規劃目標。“十三五”開局之年延續了能源加速轉型的勢頭,在節能、低碳和清潔化三方面都取得了明顯進展。可喜的是煤炭消費無論數量還是比重進一步顯著下降,使中國經濟穩步跨入后煤炭增長時代。在應對全球氣候變化上,中國不僅將超額實現《哥本哈根協議》目標,更為實現《巴黎協定》目標打下良好的基礎。
《中國低碳發展報告(2017)》繼續關注低碳發展熱點,從巴黎協定對中國的啟示到全球氣候治理新機制與我國經濟低碳轉型,從中國碳市場設計到低碳試點的案例分析。本報告重點總結了“十二五”期間中國低碳發展特征,探討了“十三五”能源轉型新趨勢。自2010年出版以來,本報告的低碳指標篇廣受關注和好評。本次報告,在國家能源數據調整基礎上對全部指標進行了重新計算和整理,希望成為從事中國低碳發展研究的重要數據源。
本報告繼續由清華大學能源環境經濟研究所和清華-布魯金斯公共政策研究中心聯合研究并撰寫出版。在何建坤教授為主席的編委會的指導下,由張希良教授與本人共同主編,董文娟研究員任副主編。這份報告是整個研究團隊共同努力的結果。報告編輯委員會一如既往地予以支持,何建坤教授始終如一地在百忙中為報告撰稿并作序。在此一并致謝。
6月29日,清華-布魯金斯公共政策研究中心將與清華大學能源環境經濟研究所共同舉辦《中國低碳發展報告(2017)》發布會暨第六屆中國低碳發展論壇。
本次活動語言為中文,與會者將有機會獲得最新版《中國低碳發展報告(2017)》。
(齊曄:清華大學公共管理學院教授、清華-布魯金斯公共政策研究中心主任 )
責任編輯: 曹吉生