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《湖南工業大學學報》2016年第05期

摘要：本文研究了工業低碳發展的理論、現狀和趨勢，尤其側重工業經濟增長同碳排放的“脫鉤”和峰值問題，研究結論認為我國工業當前正處于從“相對脫鉤”向“絕對脫鉤”的過渡期，工業碳排放可能在2025年左右到達峰值。

關鍵詞：工業；脫鉤；氣候變化；碳排放

引言

2014年我國提出到2030年左右全國碳排放達到峰值的目標和2016年11月《巴黎協定》的正式生效,標志著我國應對氣候變化進入新的階段。我國工業能源消費占全國70%左右，加上工業過程排放后，工業總體碳排放占全國比重在80%左右，要實現全國達峰目標，關鍵在于2030年前盡快讓工業碳排放達峰。另一方面，“十二五”期間，我國經濟進入新的發展階段，經濟增速總體呈下降趨勢，經濟結構出現大的調整，工業占全國經濟的比重出現下降，服務業拉動經濟增長的趨勢更加凸顯。同時隨著人均收入水平持續增長和城鎮化快速發展，經濟的需求結構發生了重大變化，高消耗、高排放、低附加值的低端工業品需求正趨向飽和，低消耗、低排放、高附加值的高端工業品需求在快速增長，這迫使工業供給側進行改革，工業進程由中期向后期發展。應對氣候變化的外在要求和工業發展階段的內在變化，為推進我國工業從高碳發展模式向低碳發展模式轉變提供了必要性和可能性。在這種形勢下，工業低碳發展的一些關鍵問題亟待理清。本文從工業低碳發展的理論、現狀、趨勢三個方面進行了分析，并重點研究了“脫鉤”和“峰值”兩個關鍵問題，以期對推進我國工業低碳發展提供啟示。

一、工業低碳發展的理論

（一）工業低碳發展的目的

工業低碳發展源自氣候變化問題，是從經濟角度應對氣候變化的重要內容，其最終目的是實現工業發展由高碳模式向低碳模式轉變，即改變工業且增長且排放溫室氣體的不可持續模式，為工業且增長且不排放或少排放溫室氣體的可持續模式。工業低碳發展的這一目的，在理論上被稱作工業增長和碳排放的“脫鉤”。“脫鉤”用于表示通過某種方法改變兩個或多個變量原本之間的相關關系，被廣泛應用于多個領域。20世紀末期德國Wuppertal研究所開始用這一概念研究資源利用效率同經濟增長的關系，并提出若在50年內把提高全球和發達國家資源利用效率4倍和10倍，可實現經濟增長資源利用的脫鉤。2000年，OECD開始用脫鉤概念分析農業政策同貿易的關系，很快這一概念開始在交通、能源、資源、環境等多個研究領域應用。

（二）工業低碳發展的特征

工業低碳發展具有三個特征，源于工業對氣候變化問題三個特性的反應。一是氣候變化的累積排放。人類活動導致大氣中溫室氣體增多并影響氣候變化，這不是一蹴而就的，需要一個很長的時間過程。或者說，今天的氣候變化問題，不完全是今天人類活動的碳排放引起，而是因為長期碳排放的積累導致。這種積累尤其在工業革命后，隨著發達國家率先開始工業化，燃燒化石燃料排放碳的規模逐漸增大，經過長時間積累，才導致今天的氣候變化問題顯著，這就是累積排放問題。

因為累積排放，過去人類活動的碳排放影響現在的氣候，同樣現在人類活動的碳排放，也影響未來的氣候。二是氣候變化的外部性。氣候變化從出現就是全球的，即無論在哪個地方有碳排放，都會影響全球的氣候變化，而且這種影響還是長期的。這就是外部性問題，所以要應對氣候變化，單靠任何單個或幾個國家和地區，是不現實的，必須全球各個國家和地區都努力才能產生效果，否則一個國家和地區努力降低碳排放，另一個國家和地區毫無節制地進行碳排放，應對氣候變化的效果就會打折扣。雖然氣候變化具有外部性，但這并不能僵化地就認為，為應對氣候變化，全球每個國家都要承擔相同的責任。這就涉及到氣候變化問題的第三個特點。三是氣候變化的關聯性。氣候變化的關聯性是指氣候變化問題同環境污染、經濟發展等問題緊密關聯，不能割裂，不能把氣候變化問題從這些問題中孤立出來，單純看待。碳排放引起的氣候變化問題，同污染物排放引起的環境問題，很多都有共同根源，如燃煤既排放二氧化碳，同時也排放二氧化硫，所以有時候減少煤炭使用在減少碳排放的同時也減少二氧化硫的排放，氣候變化同環境污染的這種關聯性多數情況下是一種正關聯性，即減少碳排放的同時也減少污染物的排放。

另外，由于化石燃料當前是經濟活動的主要動力，碳排放和經濟增長緊密相關，而且這種關聯更復雜，即碳排放和經濟增長沒有“脫鉤”的情況下，減少碳排放會影響經濟增長，而碳排放和經濟增長“脫鉤”的情況下，減少碳排放不會影響經濟增長，這里涉及到“脫鉤”理論。由于氣候變化具有關聯性，所以控制二氧化碳排放，要考慮不同國家或地區的經濟發展情況，區別對待，不能脫離經濟發展基礎，孤立、空泛地談論應對氣候變化問題，否則就會成為無源之水、無本之木。氣候變化的累積排放、外部性和關聯性，導致工業低碳發展相應具有三個特征:一是可持續性，即低碳發展必須考慮碳排放的累積排放問題，具有可持續性，不能讓當代人的碳排放影響到未來的氣候；二是全球性，即低碳發展不是某一個國家或地區自己的事情，而是全球都應該追求的先進發展模式，需要在一個切實的全球氣候治理體系下實現；三是脫鉤，即低碳發展使經濟增長和碳排放實現了脫鉤。

（三）工業低碳發展的模式

從發達國家發展的經驗看，工業低碳發展遵循從高碳模式，經過穩定模式，向低碳模式轉變的路徑，這種分階段變化體現了工業化和城鎮進程的不同特征，總體呈現倒“U”型趨勢。這一趨勢符合環境庫茨涅茨曲線的一般規律。20世紀50年代，諾貝爾獎獲得者庫茲涅茨在分析收入不平等和人均收入的關系時提出：收入不平等現象隨著人均收入水平增長呈現先升后降的倒U型曲線關系。到了90年代，研究者借用庫茨涅茨曲線來研究環境質量同人均收入之間的關系，并發現環境質量開始隨著收入水平增加而惡化，但當收入水平上升到一定程度后，環境質量又會隨著收入增加而改善，即環境質量同收入水平之間也存在倒U型關系。從碳排放看，環境庫茨涅茨曲線揭示了工業低碳發展的一個重要概念，即碳排放峰值問題。根據環境庫茨涅茲曲線，當一個國家或地區的工業發展水平較低的時候，如圖1中的A點，工業碳排放水平也較低，但隨著人均收入水平的提升，也即工業發展水平的提升，工業碳排放水平會隨著經濟增長而加劇；當工業發展達到一定水平后，也就是說人均收入達到某個臨界點以后（有時候這個臨界點表現為一個區域值），隨著人均收入水平的進一步提升，工業碳排放水平就開始下降，表現為工業碳排放水平逐漸減緩，如圖1中的C點，高碳排放壓力逐漸得到改善，整個工業呈現低碳化的趨勢。在這個過程中，“拐點”是最為關鍵的，在拐點之前，碳排放會隨著工業發展而不斷增長，在拐點之后，碳排放會隨著工業發展而不斷減緩，這個拐點正是工業碳排放的峰值。

環境庫茨涅茨曲線說明，在一般情況下，工業低碳發展遵循一個倒U型的過程，即工業碳排放從工業化初期開始，呈現增長趨勢，到工業化中后期，工業碳排放會出現峰值，之后碳排放開始逐漸下降。這一過程說明一個國家和地區的工業化發展，同發展階段緊密相關，在不同發展階段，工業低碳發展的特征是不同的。例如，一個國家和地區如果在工業化初期階段就過渡控制碳排放，很可能導致發展不充分，從而降低生活水平，這樣的低碳發展本身也是不可持續的。根據這種階段性特征，將工業低碳發展分為四種基本階段。其中，（a）是屬于高碳模式階段，這種階段處于工業化初期或中期階段，碳排放隨工業化發展不斷增加，一些發展中國家，如印度正處于這一階段；（b）是低碳模式階段，這一階段處于工業化后期，經過了碳排放峰值，碳排放隨著工業化發展而不斷下降，實現了“脫鉤”，一些發達國家，如英國處于這一階段；（c）是穩定模式，這一階段處于工業化后期，即碳排放穩定在峰值階段，一些歐洲發達國家，如丹麥處于這種相對穩定的階段；（d）是轉型模式，這種階段處于工業化中后期向工業化后期轉化階段，即接近碳排放峰值的階段，如我國當前正處于這一階段。在工業低碳發展的不同階段，碳排放趨勢和特征不同。

二、工業低碳發展的現狀

（一）工業經濟增速減緩和工業占國民經濟的比重開始下降

“十二五”期間，我國經濟發展進入新的階段，總體呈現增長速度相比過去減緩，產業結構趨于優化。從2010年到2015年，工業增加值增速從12.6%下降到6.0%，同時在2012年，第三產業占國民經濟的比重開始超過第二產業，這一趨勢不斷增強，工業在國民經濟的比重開始下降，如圖4所示，同時工業供給側面臨改革，煤炭、鋼鐵等傳統工業產能過剩形勢較嚴重，高技術產業保持較快增長速度。

（二）工業能源消費占全國能源消費總量的70%左右

工業是我國能源消耗的最大部門，能源消費占全國的比重始終在70%以上。從“十五”時期開始，工業和全國能源消費保持同步快速增長，2000年到2014年，全國能源消費從14.7億噸標煤增長到42.6億噸，工業能源消費從10.3億噸標煤增長到29.6億噸，兩者都增長了1.9倍，年均增速達7.8%。

（三）煤炭在能源結構中的占比接近70%，工業煤炭消耗占全國50%左右

近年來，天然氣和新能源的快速發展，使煤炭占比出現下降，2015年，我國煤炭消費約占能源消費總量的64.4%，石油和天然氣約占23.6%，非化石能源消費約占12%，高碳特征明顯，“以煤為主”的能源結構基本特征短期內難以改變。煤炭也是我國工業的主要燃料和原料，據統計，2012年除電力行業外，工業煤炭消耗占全國的46%，其中焦化約占29%，煤化工占20%，工業鍋爐占

（四）鋼鐵、建材等六大高耗能行業能耗占工業能耗的70%以上

2000年到2014年，鋼鐵、建材、石化、化工、有色、電力等六大高耗能行業，其能源消費占工業的比重由66.8%增長到73.3%，從2003年起始終在70%以上。其中鋼鐵行業能源消費增長最快，從2000年的2億噸標煤增長為2014年6.9億噸，增長了2.4倍，能源消費約占工業的23.5%。

（五）工業化石能源碳排放占全國碳排放的70%，占工業碳排放總量的85%以上

工業領域碳排包括化石能源碳排放和工業過程碳排放兩部分。其中，2000年到2014年，工業化石能源碳排放從24億噸增加到了65億噸左右，增長了173%。全國化石能源碳排放量從33.8億噸增加到93億噸，增長了175%。工業化石能源碳排放占全國碳排放比例由2000年的70.1%到2014年的69.4%，2014年在工業領域碳排放總量中的占比達到86%。2014年，工業過程碳排放約10億噸，占工業碳排放總量的14%左右，2014年，工業領域碳排放總量約75億噸。總體看，在2012年之前，工業碳排放增速一直快于全國碳排放增速，從2012年開始，隨著工業經濟增速減緩、高耗能行業產能過剩等影響，工業碳排放增速放緩，低于全國增速。

三、工業低碳發展的趨勢

從前面的理論分析不難發現，工業經濟增長和碳排放的“脫鉤”，以及發展模式轉變的倒“U”型曲線，也即“峰值”，這兩個問題關系工業低碳發展的目的和路徑。為此本文重點對這兩個問題進行研究，前者基于2000年-2014年的數據重點分析當前我國工業低碳發展的“脫鉤”程度，后者基于數據模型探討未來5年到15年工業碳排放趨勢。

（一）工業經濟增長同碳排放的“脫鉤”

1.脫鉤指數

根據前述理論分析，工業低碳發展的目的是實現工業增長同碳排放的脫鉤。用脫鉤概念分析工業增長同碳排放的關系，關鍵在于如何判斷是否脫鉤。

2.數據來源

本文采用的工業經濟數據和能源數據來自國家統計局，碳排放因子和碳排放計算方法，選用IPCC報告和相關研究。

3.計算結果及結論分析根據表1數據計算我國2000年-2014年計算IGT脫鉤指數d。縱坐標用d表示，代表IGT脫鉤指數，即工業增長率同工業碳排放之間的響應關系；橫坐標用g表示，代表工業增長速度。區域A、B、C分別代表絕對脫鉤區、相對脫鉤區和未脫鉤區。t值表示碳排放強度下降速率，代表政策措施，隨著t值增大，表示我國工業花費更大精力和更多政策用于降低碳排放強度增長，如果t值為負值，表示我國工業碳排放強度呈現增長趨勢，這意味著工業增長更加注重規模擴張，忽視因工業增長導致對環境的影響。00點到14點，主要處于B區域的右半部和C區域的上部，除了14點(g=0.070,d=1.009)處于A區和B區的邊界線上之外，其他各點都沒有在A區。這說明，2000-2014年的15年間，我國工業發展整體上沒有實現絕對脫鉤，基本處于未脫鉤和相對脫鉤狀態，這同我國工業發展的基本現狀相符合，過去15年，我國工業總體上仍然屬于粗放發展模式。00點到05點，除了01點（g=0.087,d=0.394）和02點（g=0.100，d=0.040）外，00、03、04、05四個點都在C區，而且06-14點的d值都大于零，位于B區。這說明，2000年-2005年，即“十五”期間，我國碳排放增速明顯超過工業增速，工業碳排放隨著工業快速發展而更快地增長，工業增長模式是一種高度粗放模式。而從2006年開始，即從“十一五”開始，工業發展進入相對脫鉤模式，工業碳排放速度雖然隨著工業增速增長而增長，但增長率低于工業增長率，這同我國工業發展實際也相符。因為從“十一五”開始，我國節能減排的力度明顯增大，粗放式發展在一定程度上進行了遏制，而進入“十二五”后，脫鉤形勢進一步趨好。00點到14點，大體上呈現依次從右下向左上發展的走向，這代表我國工業經濟總體呈現，速度逐漸降低的同時碳排放強度緩慢降低（工業增速下降速度快于脫鉤指數上升速度，即趨勢線的斜率平緩），這一方面說明降低經濟增長速度有助于實現脫鉤，但另一方面也存在問題，無法區分脫鉤的主要原因是因為政策導致，還是因為經濟整體速度下降引起。這是需要進一步研究的問題。在對2000年-2014年三個五年計劃期我國工業發展與碳排放脫鉤情況分析的基礎上，我們可以得出結論：一是我國工業整體上呈現從“未脫鉤”經“相對脫鉤”向“絕對脫鉤”轉變的趨勢，這說明我國工業發展的低碳競爭力正在穩步提高；二是我國工業脫鉤過程中伴隨著工業增速的下降，而且工業增速下降速度快于脫鉤過程，這說明我國工業低碳發展仍需要進一步加大政策力度，加快推進工業低碳發展；三是我國工業發展當前已經處于從“相對脫鉤”階段向“絕對脫鉤”階段的過渡期，這意味著我國工業碳排放峰值出現的可能性已經增大，未來不久的時期內工業碳排放將會實現達峰。

（二）未來5年到15年工業碳排放趨勢

在對過去15年工業增長同碳排放脫鉤研究基礎上，我們進一步通過模型研究了2010年到2035年的工業碳排放趨勢。

1.工業碳排放模型

工業能源消耗主要取決于工業經濟發展和工業能效水平。工業經濟發展集中體現在工業增加值指標，工業能效水平集中體現在工業增加值能源強度，即單位工業增加值的能源消耗量，這個指標綜合反映了工業內部產業結構變化和技術進步。測算模型為:E=I×T其中E表示工業能源消費總量，I表示工業增加值，T表示工業增加值能源強度。由這個方程可以推出工業能源消費量增速同工業增加值增速與工業增加值能源強度下降速度的關系，即：e=(1+g)(1-t)其中e表示測算期內工業能源消費量年均增速，g表示測算期內工業增加值年均增速，t表示測算期內工業增加值能源強度年均下降速度。通過工業增加值變化速度和工業增加值能源強度變化速度可以計算出工業能源消費變化速度，然后通過設定基準年，就可以得出不同年度的工業能源消費量。然后根據不同年度的工業能源消費量和能源結構變化，可測算出每年的工業化石能源二氧化碳排放量，工業化石能源二氧化碳排放量最大時間即為峰值時間。

2.模型參數設定

綜合考慮“十一五”和“十二五”情況，結合相關規劃政策文件，對模型參數設定：（1）根據國家統計局數據，設定2010-2015年工業增加值年均增速為8%，工業增加值能源強度下降幅度設定為19%。根據《國民經濟和社會發展第十三個五年規劃綱要》和2020年單位GDP碳排放強度比2005年下降40%-45%的目標，設定2015-2020年工業增加值年均增速為6.5%，工業增加值能源強度下降19%。參考世界主要工業國家實現工業化以后經濟增長情況，設定2020年-2035年工業增加值增速和工業增加值能源強度下降速度。（2）根據“十二五”能源規劃目標及2020年可再生能源發展目標，設定2020年非化石能源比重達到15%，根據《中美氣候變化聯合聲明》，設定2030年非化石能源比重達到20%。結合當前新能源技術創新和產業化的突破性進展，2020年以后我國非化石能源供應量有望持續較快增長，預計2035年達到25%。

3.測算結果與分析

根據以上，測算2010年到2035年我國工業碳排放情況，圖10表明模型結果，對其進行分析。

一是我國工業碳排放峰值在2025年左右出現。這一結論支持我國2030年達峰目標，表明工業領域通過努力可以在2030年前實現達峰，也說明當前我國工業正接近或進入工業化后期階段，我國已經開始具備條件在工業領域主動控制碳排放。

二是我國工業碳排放峰值約在71億噸左右。考慮2014年工業碳排放64.7億噸，以2030年達峰為限，未來15年，我國工業領域大約剩余6億噸的碳排放余量。對這一余量要兩方面考慮，一方面如果按過去15年的發展模式（工業碳排放年均增速約為7%），余量是不夠的，因此推進工業低碳發展，主動控制碳排放，解決防止粗放模式的反復。另一方面，我國工業脫鉤或者達峰伴隨著工業增速下降，考慮到工業化與城鎮化進程尚未完成，應防止工業增速過快下降，出現“跳崖式”急轉，盡量實現平穩達峰和脫鉤。

三是工業能源消費在工業碳排放達峰之后，或者說2030年之后，仍將會緩慢增長。圖102010-2035年我國工業碳排放趨勢及峰值這說明我國工業總量仍需要保持增長趨勢，發展進程遠未結束。

四是2020年和2030年是碳排放管理的兩個關鍵點。在2020年左右，工業碳排放開始出現減緩趨勢，說明部分工業行業會在2020年左右率先達峰，這同前述脫鉤分析得出“我國工業低碳發展正處于從‘相對脫鉤’向‘絕對脫鉤’的過渡期結論一致；在2030年后，工業總體碳排放呈明顯下降趨勢，說明我國有條件在2030年后建成先進的低碳工業體系。

作者：郭士伊 單位：中國電子信息產業發展研究院