诸大建主任谈中国低碳城市发展关键:只改进技术还不够
发布人:可持续发展  发布时间:2015-02-23   浏览次数:244



迎财神的日子里,我们换个角度,谈谈绿色和低碳。因为,可持续本身,既是城市发展内在的要求,也是未来的商业着眼点所在。

但中国要做到总量减排,不能光寄望于技术进步。同济大学教授诸大建,在日前的一次讲座里,系统梳理了中国低碳城市发展的关键问题,内中有不少启发。

国内不少城市在做生态规划,我们之前也有一篇谈温哥华生态城市规划的文章,可回复“温哥华”取阅。

201411月,在中美双方发布的《中美气候变化联合声明》中,我国首次正式提出2030年左右中国碳排放争取达到峰值, 并计划到2030年非化石能源在一次能源中的比重提高到20%左右。2030年的峰值,应该是多少?目前还在探讨。

对中国而言,低碳城市的发展战略,已迫在眉睫。特别是欲打造全球城市的上海,碳排放峰值肯定不能等到2030年,因此,上海市城市总体规划(2040)战略,就要思考2025-2030年的峰值,算一算,只有10年时间了。

碳排放的配额与指标

放在世界上看,关于到2050年的碳排放规模,联合国有三个相关说法。首先是温度目标:温度上升不要超过摄氏2度。其二,温度目标对应的是二氧化碳浓度目标,即浓度上升不要超过450ppm。其三,世界排放目标是,碳排放总量比1990年的360亿吨减少50%,相当于180亿吨;世界人口现在是70亿,到2050年,有90亿人口,即人均排放2吨;以发达国家减少80%计,欧洲正好达到人均2吨,而美国仍高达人均4吨,远超过2吨;发展中国家届时也要比现在减少20%

世界减排目标,是以1990年为基准,规划到2050年。在这60年中,每年人均多少,至2015年,已累计用了多少份额?2015-2050年还剩多少?各国家在动脑筋想方案,怎么分配才体现公平。

1997年《京都议定书》建立了旨在减排温室气体的三个灵活合作机制:国际排放贸易机制、清洁发展机制和联合履行机制。以清洁发展机制为例,它允许工业化国家的投资者从其在发展中国家实施的、有利于发展中国家可持续发展的减排项目中获取“经证明的减少排放量”。

在碳交易市场中,现在国际倡导降低碳排放量,各个国家有各自的碳排放量,就是允许排放碳的数量,相当于配额。比如,设定到2050年的总量,如果在2050年之前配额用完了,还想发展,就得到碳交易市场以市场价购买。如果通过紧凑城市发展把余额省下来,就可以把额度拿出来出售,买卖价格随着供求关系而跌涨。这是世界正在谈论的低碳经济。低碳不只是环保,还是经济,是可以赚钱的,曼谷等城市已经在做低碳金融。

低碳指标,是低碳城市规划、建设、管理、评估要做的基本问题。而遗憾的是,我国之前有那么多低碳城市规划、低碳城市指标,从没有谈过峰值。上海2040城市总体规划战略,提出了上海碳排放的峰值和实现年限问题,这是好的。我比较关注的是,上海碳排放不能到2030年才变峰值,而是要提前。上海要当全球城市,就要做示范。

看看其他全球城市怎么做的,纽约2030年规划目标是“a greener and greater New York”. 它主要内容就是低碳。伦敦更是想做低碳世界的首都,计划到2025年要相对1990年减少60%

之前我国拿出来的都是强度指标,但强度指标已不够用了。2014年我国政府表态,2030年碳排放达到峰值,这有积极意义。但在2030年到来之前,我认为,应该有三个不同的碳排放指标,并逐步出现三个峰值,实现三个方面的脱钩。

中国低碳城市发展的三个脱钩



第一个指标,是碳排放强度,指单位GDP的碳强度与产业、技术的效率挂钩。目前,我国的重化工业强度仍非常高,即每单位工业产值的能源消耗带来高度的二氧化碳排放。换句话说,重化工业的产能应控制总量,到峰值后,产业结构转型过来,强度就变轻了。不过,要注意,控制总量才是全世界城市减排的目标。强度往下走,只是一个变量。单位GDP的碳排放强度是初级阶段的,尽管强度在降低,但GDP总量在上升,两个因子一相乘,碳排放总量还在增加。

第二个指标,是人均碳排,主要包括吃穿用住行的消耗情况。发达国家的城市大部分碳排用来改善生活,而我国消费性碳排放没有满足基本需求,还正在增长,因此,中国城市还需要让生产性碳排放给消费性碳排放腾出比重。

中国城市的生产性排放与国外城市的消费性排放



第三个指标是碳排总量,与人均碳排放、人口总数挂钩。现在中国总人口还在增加,如果2030年中国人口还没有到峰值,那么届时把人口数与人均碳排放相乘,碳排总量还会增长。因此,到2030年,仅靠技术改进是不够的,很大程度上需要调节我国GDP的增长速度。这也是为什么新常态把增长控制在6.5-7.2%左右的道理。

按照汇率而不是购买力平价,中国经济到2020年才能超过美国,但中国的碳排总量早在2007年就超过美国,跃居世界第一。在过去十年,我国GDP大幅增长,产业结构调整严重不足,经济仍是粗放型增长,能耗和二氧化碳是高斜率上升的。


上海二氧化碳排放的三个指标(2010



2010年,上海二氧化碳强度指标,是伦敦的15.6倍,东京的22.8倍,甚至高于北京。北京略低,是因为在2008年举办奥运会前,首钢搬迁出去了。而上海驻有宝钢等一拨重化工业央企。

2010年,上海人均二氧化碳12.56吨,是全国的2.6倍,是世界人均的2.7倍,可见上海减排的任务很艰巨。在上海未来建设全球城市和创新城市的过程中,上海的碳减排大小对中国其他城市有着重要的典范作用。

来看其他全球城市。伦敦到2025年减排目标是比1990年减60%。纽约到2030年的目标是比2005年减少30%,经济增加27%,两者相加净减少57%,分布在年度目标中,分25年减完,平均每年减少两个多百分点。而上海到20202030年,是否基本实现人均碳排放零增长,尚无目标。

低碳与增长:相对减排

目前我国搞低碳尚没有总目标,各城市也没有具体的峰值目标和年度目标,之前做的是项目示范,比如楼顶上安装太阳能,上海世博会三平方公里做低碳区,推新能源汽车上路等等。这些都是微观的单点项目。而低碳城市是指整个城市总体的、宏观的战略。理念不纠正,低碳成效是出不来的。

现状是,世界人均碳排放不到5吨,中国现在人均6吨,上海更高达人均10吨。如果我们还不以为然,某种程度上,是对中国和世界其他地区的不公平。

对此,低碳城市的目标应该是:城市的碳排放零增长。去年消耗的碳,今年同比排放增值为零,但GDP增加了。碳排放的时间曲线表现为水平线,就是触到峰值了。

过去三十年,包括上海在内,中国城市都是高增长的。今后要达到的峰值不是一个点,而是一个阶段,五年、十年之间平缓下来,后面就要负增长,碳排放和能耗减少。在GDP增长的同时,人口素质提高。这就是低碳城市所要求的:经济社会发展与能源、二氧化碳脱钩。

中国城市低碳发展的脱钩要求



2001年开始,我国的计划是,用翻一番的能源消耗换翻两番的经济增长。实际上,到2010年,中国的GDP2000年的4-5倍,而能源消费飙升得厉害,大大超过预期目标。由此,在“十一五”时,政府就提出目标,要控制万元GDP的能耗。到现在,单位GDP的能源强度或碳强度已下降。这为建设低碳城市打下了基础条件,但要充分向低碳城市转型,仍面临重大挑战。

2000年来的能源消费与经济增长



数据来源:中国国家统计局,中国统计年鉴(各年),中国统计摘要(2006),2005年增长数据是居于2005年年中生产数量通过插值方法得到的,目标基于国家发展与改革委员会公布的数据。

前面提到,到2050年,世界碳排放总量是180吨,人均2吨。联合国对发达国家的要求是减少80%。欧洲从人均10吨减80%正好是2吨,欧洲对此接受,欧盟按此制定减排战略和计划。但是,美国现状人均20吨减80%,到时人均4吨仍是世界水平的2倍,因此有人提出,美国应该减少90%

虽然这个标准在发展中国家有争议,但今后我国也必须承担减排义务。现在中国也已达成协议,峰值年定在2030年,但人均水平要争取不按当年人均而按累计人均计算。

世界上对发展中国家的峰值年本来是在2020年。对中国而言,考虑到现代化、城市化的实现还有一段距离,定在2030年。但时间也已经非常迫切。为此,我对经济增长与人均碳排放的关系进行了三种情景分析。

中国人均意义上的脱钩



情景一(惯性情景),中国根本不理睬世界减排目标,延续当前发展趋势,任其能耗冲到顶峰,这种高碳式的发展,不利于提升城市竞争力和生活质量,也会遭遇世界的指责。而且,到峰值后,受三大门槛的制约,GDP发展肯定要降下来:一是生态门槛,在地球极限情况下,无止境增长是不可能的;二是福利门槛,经济增长达到阈值,福利贡献递减,持续高增长是无意义的;三是治理门槛,单一的政府与市场,都是无助的,可持续发展需要合作治理。

情景二(绝对减排情景),向低碳世界人均目标靠齐,假设从现在起,碳排放年均增长为零,而在保持经济增速的条件下,能源效率每年还得提高。这种目标设定,将导致有低碳、无经济的结果,它不适合中国当前发展阶段,目前正是中国工业发展和城市发展最重要的时候。

平衡下来,我们主张情景三(相对减排情景),即一种跳跃式的发展。要求相对经济增长,碳排放有增量强度的控制与减少,即先爬高后下降,但每时每刻我国总量都比发达国家的低。

从外推扩张到回溯倒逼

2030年中国峰值应该是多少?我的看法是,要控制在人均不超过10吨的水平,不要超过美国人均水平。然后争取不超过欧洲,例如在人均8吨以下或人均低于6吨。在此基础上,再拿以人均8吨或6吨乘上人口总量,分布到发电、工业、交通、建筑等各行业中。

定了峰值以后,低碳城市发展由外推扩张(Forecasting)向回溯倒逼(Backcasting)转变。Forecasting,以现在为自变量,未来是因变量,从现在的发展趋向推向未来的需求;Backcasting,则以未来为自变量,现在是因变量。

2030峰值年回溯倒逼,碳的总量应该可以守住。影响碳总量的因素,有四个自变量,即依据卡亚等式,一个城市的碳排放量取决于人口数量、人均GDP、单位GDP能源强度、单位能源的二氧化碳强度的变化。依据这四个影响因子,分析哪个因子对碳排贡献最大,哪个因子现在减不了碳,就知道现在政策怎么做。

依此,可以用城市每年的经济规模对未来城市碳排放量进行测算,总体明确城市发展低碳城市的目标。以上海为例,对上海市低碳城市发展做回溯性规划,可用可持续发展经济学家Daly的规模•分配•效率三原则:先设定上海可以有的二氧化碳排放总量规模,然后分配到电力、产业、交通、建筑四个部门,再依据各部门规模,确定需要的碳强度或者碳生产率。

能源结构上,不要希望新能源在2030年以前,能替代传统能源,成为低碳发展的主力。无论中国还是世界,在相当长时间内,可再生能源难以决定性地替代传统能源的比重,这被称为当前的能源转换鸿沟。

根据世界化石能源的产出统计,至2030年,70-80%仍然是化石能源,新能源要到2050年以后,占比才可能接近50%。欧盟现在比较积极推进新能源,计划2020年比重达到20%2050年到50%左右。



预计2030年世界能源消费仍然是化石能源占主流。


现在,让中国痛苦的就是,煤的消费占了中国能源的70%,这与中国的能源禀赋相关。中国经济发展主要使用煤、油、天然气,其中煤的占比很高,远高于发达国家,比印度也多。一吨煤的燃烧,就排出2.5吨二氧化碳。



煤在中国能源结构中占主要部分


当前我国低碳城市发展的重点,是提高传统能源利用效率,强调高碳能源的低碳化使用。如果能提高碳基能源的使用效率或碳生产率,就等于减少二氧化碳排放。但到现在为止,我国GDP依然靠70%的煤支撑。按照计划,如果到2030年煤的消费量能控制在60%左右,就很好了。

目前我国一次能源有效利用率不足40%,超过60%的比例,被浪费掉,变成二氧化碳排放出来。这就是我们的效率问题,中国许多城市,在能源和物质方面非常低效。其中有经济过程的低效率、空间过程的低效率,空间低效率遭批评最多。城市摊大饼发展,就是极端低效率的表现。摊大饼可以说是城市发展的自变量,换句话说,城市碳排放量的高低是空间形态的函数。

能源利用效率需要依赖技术提高。技术层面,分高生态技术和低生态技术,而且高技术多是高成本。中国搞低碳城市建设,需要把减排成本的梯级结构搞清楚。但我们的政策在这方面非常不够。



本曲线给出的是,成本低于每吨二氧化碳当量60欧元的所有技术性温室气体减排措施的最大潜力估计值(如果每种措施都被积极实施的话),它并不是对不同的减排措施和技术将发挥何种作用的一种预测。来源:全球温室气体减排成本曲线2.0版。

正视反弹效应

最后要注意的是,以为只要技术改进就能够达到减排目标,这是一种很大的误解。这要引入一个重要的概念,反弹效应。目前还没有人研究中国的反弹效应,但这个概念在国际上很热。一个明显的例子是,小汽车效率提高之后,价格便宜了,购买量多了,更多人买得起小排量汽车;因此,虽然大家用的都是低排放的小汽车,结果车辆规模有了反弹,碳排总量反而上去了。

在发达国家,物质上的基本需求已经满足,如果加大技术改进,反弹效应影响较小。而在中国,基本需要还没有满足,效率改进时常赶不上总量扩张,反弹效应更大。“用”方面,节省材料以及减少污染的每一小步努力,都被尾随而来的数量扩展所淹没:“行”方面,汽车效率的改进被汽车的消费扩展所抵消;“住”方面,住房效率的改进被住房的消费扩张所抵消;“家电”方面,家电效率的改进被家电数量的扩张所抵消。

城市低碳发展的根本问题就是:控制城市二氧化碳总排放。技术进步没有带来能耗的降低,反而能耗更多,尤其要防止技术崇拜主义。技术进步,其实是微观的效率改进,跟宏观的总量经济背道而驰,我把它叫做低碳发展的X悖论。