北京理工大學：全球氣候治理策略及中國碳中和路徑展望

能源經(jīng)濟預測與展望研究報告FORECASTINGANDPROSPECTSRESEARCHREPORT2021年1月10日特別聲明全球氣候治理策略及中國碳中和路徑展望研究資助：國家重點研發(fā)計劃（2016YFA0602603國家自然科學基金項目（71822401，71521002，71603020北京市自然科學基金項目E-mail:yubiying_bj@bit.eCenterforEnergyandEnvironmentalPoliBeijingInstituteofTechnoloE-mail:yubiying_bj@bit.e1黎協(xié)定》，并明確了本世紀末將全球溫升控制在不超過工業(yè)化前2度的目標，并將1.5度溫控目標確立為應對氣候變化的長期努力方向?！栋屠鑵f(xié)定》規(guī)定各締約方每五年提交一次“國家自主減排貢獻”（NDC由各國自主制定減排目標。但現(xiàn)有多數(shù)研究表明（Weietal.,2018國家自主減排貢獻無法滿足2度和1.5度溫控目標的要求。2018年，IPCC發(fā)布《全球升溫1.5℃特別報告》，指出如果按照目前每十年平均約0.2℃的溫升趨勢，全球溫升最快可能在2030年間達到1.5℃。一旦突破1.5℃臨界點，氣候災害發(fā)生的頻率和強度將大幅上升，將引發(fā)水資源短缺、旱澇災害、極端高溫、生物多樣性喪失和海平面上升等長期不可逆的巨大風險。當前正處于全球氣候治理體系重建的關鍵時期。為使各國NDC與全球溫控目標不斷趨近，《巴黎協(xié)定》設置了動態(tài)評估機制，要求各國依據(jù)自身減排能力逐期增加減排量。然而慮，國家或地區(qū)可能拒絕增強短期行動力度，這對后巴黎時代全球氣候治理提出了嚴峻挑戰(zhàn)。在此背景下，亟需回答目前各國提出的NDC方案存在哪些不足？為了實現(xiàn)2℃或1.5℃溫控目標，全球各國應如何合作減排才能實現(xiàn)共贏？各國應采取何種氣候治理策略？2中國作為世界第二大經(jīng)濟體，積極應對氣候變化，彰顯了負責任的大國形象。2020年9月，在第75屆聯(lián)合國大會一般性辯論上，中國向全世界承諾將采取更加有力的政策和措施，C前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。為了踐行中國的減排責任，我國應采取何種路徑以實現(xiàn)2030碳達峰、2060年碳中和的目為了回答上述問題，北京理工大學能源與環(huán)境政策研究中心魏一鳴教授團隊（簡稱“中心團隊”）基于自主研發(fā)的具有中國自主知識產(chǎn)權的氣候變化綜合評估模型方法C3IAM（theChina’sClimateChangeIntegratedAssessmentModel在其領銜的國家重點研發(fā)計劃項目(2016YFA0602600)“氣候變化經(jīng)濟影響綜合評估模式研究”和國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目（71521002）等國家科技任務支持下，推出全球氣候治理策略及中國碳中和路徑展望報告。通過對全球134個主要排放國應對氣候變化可能帶來的經(jīng)濟收益和避免的氣候損失進行評估，提出了在后巴黎協(xié)定時代能夠?qū)崿F(xiàn)各國合作共贏的最標，提出我國碳排放總體路徑、行業(yè)減排責任、重點技術規(guī)劃、重大項目布局等多個層面的具體實施方案，為我國引領和參與全球氣候治理提供明確的“中國方案”。研究首先針對現(xiàn)有各締約方提交的NDC方案無統(tǒng)一標準，各國3NDC目標溫室氣體排放無法統(tǒng)一核算的難題，提出了基于強度準則的預測方法(CEEP-S)，給出了既有NDC方案下全球各國的排放路徑。進一步地，為實現(xiàn)全球長期溫控目標以避免巨額損失，中心團隊在考慮技術發(fā)展和氣候變化不確定性的基礎上，綜合評估了相比于現(xiàn)有NDC，實現(xiàn)溫控目標需要額外付出的減排成本和可以避免的氣候損失，提出了百余條減排量大于現(xiàn)有NDC的排放路徑。其中，能夠中速或快速發(fā)展時（即低碳技術成本每五年的下降率可達到15％或更多），總能夠找到一種具有直接收益（額外付出的減排成本小于避免的氣候損失）的應對氣候變化策略。在此基礎上，我們進一步識別出9套在后巴黎協(xié)定時代既能實現(xiàn)2度或1.5度溫控目標，又能使各國相比于現(xiàn)有NDC有凈收益，并且能夠最大化全球福利的最優(yōu)合作護策略4套，實現(xiàn)1.5度目標的自我防護策略5套（如圖1）。4在“自我防護策略”下，與當前的減排努力（NDC）相比，全球?qū)槿驇?30-422萬億美元的累積凈收益（2011年的不變價格，球?qū)⒂?065-2070年實現(xiàn)扭虧為盈。在氣候影響加劇和低碳技術迅速發(fā)展的條件下，實施自我防護策略將帶來更大的益處。本世紀末所有國家和區(qū)域都能實現(xiàn)正的累計凈收益，有望達到2100年GDP的0.5%至5.3%，即使是相對脆弱的國家，在2100年也將獲得凈收益。各國平均凈支出小于年度GDP的0.6%，對經(jīng)濟增長的影響十分有限。但是，溫控目標下，全球大約需要18-114萬億美元前期投資以實現(xiàn)應對氣候變化的扭虧為盈。圖2展示了根據(jù)自我保護策略，G20經(jīng)濟體和部分代表性脆弱國家的收支平衡點以及前期投資。其中，G20集團5國家需要付出約16-104萬億美元前期投資；拉丁美洲、中東和非洲等相對脆弱的國家和地區(qū)需要1-10和0.1-0.3萬億美元資金投入即可在2060-2075年和2030-2035年前實現(xiàn)扭虧為盈。實現(xiàn)1.5度目標相比于實現(xiàn)2度目標，可以更早地達到收支平衡點。上述結(jié)果在一定程度上為國家間合作應對氣候變化的資金和技術轉(zhuǎn)移提供了科學依據(jù)。研究進一步發(fā)現(xiàn)，盡管實現(xiàn)2度和1.5度目標需要付出一定的前期成本，但是如果當前的減排努力（NDC）不加以改進，到本世紀末與實現(xiàn)溫控目標相比，全球總計將會錯失約127至616萬億美元的收益；如果各國不能實現(xiàn)當前的NDC，預計全球錯失的收益將可能達化，將給本國和全球帶來巨大的經(jīng)濟收益。6就各國提交給《巴黎協(xié)定》的既有NDC而言，大部分國家自主減排目標缺乏雄心。為了實現(xiàn)長期溫控目標和經(jīng)濟收益，根據(jù)“自我和280-300億噸二氧化碳當量以實現(xiàn)2度和1.5度溫控目標。所有國家和地區(qū)均需在現(xiàn)有NDC基礎上進一步提高減排力度。其中，日本、美國、俄羅斯、歐盟、中國需要付出更多的努力，在本世紀中葉之前需要實現(xiàn)凈零排放。研究團隊基于模型結(jié)果，編制了不同策略下134個國家后巴黎協(xié)定時代實現(xiàn)溫控目標的國家自主減排貢獻改進方案。相關成果“后巴黎時代各國應對氣候變化的自我防護策略”（Self-preservationstrategyforapproachingglobalwarminginthepost-ParisAgreementera）,以研究長文（ResearchArticle）形式發(fā)表于自然子刊《自然·通訊》（NatureCommunications）。研究成果得到20多個國家60多家主流媒體的廣泛關注和正面報道。我國提出2060年碳中和目標，彰顯了我國的大國擔當，也是我國實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的必經(jīng)之路。實現(xiàn)碳中和目標的路徑存在極大的不確定性，它取決于后疫情時代的經(jīng)濟發(fā)展水平、能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型力度、碳捕集與封存技術（CCS）的部署規(guī)模以及森林碳匯可用量等多個方面。為了刻畫不同碳中和方式之間的替代，及同種方式不同時間的替代，中心團隊自主構建國家能源技術模型（C3IAM/NET模擬能源供給-加工轉(zhuǎn)化-運輸配送-終端使用-末端治理的全過程，覆蓋消耗能源的全行業(yè)（涉及20個細分行業(yè)，600多種技術）?；?C3IAM/NET模型，進一步回答以下問題：后疫情時代不同經(jīng)濟復蘇情況下，能源系統(tǒng)的低碳轉(zhuǎn)型是否能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和目標？各行業(yè)應該如何分擔減排責任？應該如何部署CCS技術？實現(xiàn)碳中和目標需要研究結(jié)果表明，能源系統(tǒng)加速低碳轉(zhuǎn)型是我國實現(xiàn)2060碳中和目標的關鍵。但是即使能源系統(tǒng)在可行技術路徑下最大限度低碳轉(zhuǎn)型、并結(jié)合CCS大規(guī)模部署，到2060年，距離碳中和仍有3-9億噸CO2差距，需由森林碳匯來彌補。要加速能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，各個用能行業(yè)都需要加大轉(zhuǎn)型力度，其中電力、交通、居民等部門是未來減排的重中之重。考慮能源系統(tǒng)不同程度轉(zhuǎn)型和CCS不同規(guī)模部署情景下，2060年剩余CO2排放主要來自于電力、鋼鐵、化工、交通等部門。按照我國更新的NDC目標加大節(jié)能減排力度，有望于2025年實現(xiàn)全國碳達峰，峰值最高為為了實現(xiàn)碳中和愿景下各個行業(yè)的減排責任，需要對各類技術進四五末”實現(xiàn)碳達峰，2060年前實現(xiàn)零排放。鋼鐵行業(yè)短期應加速小球燒結(jié)、低溫燒結(jié)、干法熄焦、干式高爐爐頂余壓余熱發(fā)電等節(jié)能技術，爭取“十四五”初期實現(xiàn)碳排放達峰，中長期應加大電弧爐煉鋼、氫能煉鋼和CCS技術的部署?；ば袠I(yè)應發(fā)展輕質(zhì)化原料、先進煤氣化技術、低碳制氫和CO2利用技術、CCS技術等，爭取實現(xiàn)關鍵化工產(chǎn)品的碳排放在2037年前達峰。對于建筑、交通等民生部8門，為了實現(xiàn)我國2060碳中和目標，應爭取實現(xiàn)“十五五”期間或“十六五”初達峰。建筑部門應繼續(xù)提高采暖制冷效率，大幅提升電氣化水平,因地制宜發(fā)展分布式能源；交通部門應優(yōu)先鐵路、水路運輸，發(fā)展電動客/貨車、氫燃料車、生物燃料飛機和船舶等先進技術。CCS技術將在實現(xiàn)碳中和的道路上發(fā)揮重要的作用。如果要對CCS項目實施大規(guī)模應用，從經(jīng)濟性和可行性的角度考慮，應重點環(huán)繞渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地、南華北盆地、四川盆地等區(qū)域進行部（一）新一輪氣候協(xié)定建議采用“混合機制”由于全球氣候資源的公共物品特性，《巴黎協(xié)定》自下而上的自愿承諾模式易出現(xiàn)“搭便車”現(xiàn)象，因此，難以實現(xiàn)溫控目標。新一黎協(xié)定》下締約方減排目標提出改進方案，形成“自上而下”集成的“混合機制”。并及時監(jiān)測全球溫室氣體排放量，定期分析和評估各國的努力程度以及目標設定是否公平合理。（二）建議制定締約方自主減排貢獻目標的編制標準和規(guī)范由于各締約方?jīng)]有就NDC文件內(nèi)容達成一致，NDC的編制結(jié)構并無統(tǒng)一標準，各方提交的方案各有側(cè)重。主要體現(xiàn)在溫室氣體減排目標類型多樣，涵蓋的部門和溫室氣體類型相異，目標年和基準年選擇不一，導致減排目標核算以及有效性評估存在障礙，加大了氣候9在氣候談判中統(tǒng)一各國減排目標的編制標準和規(guī)范。此外，應建立應對全球氣候變化高分辨率公共數(shù)據(jù)庫，涵蓋各國社會、經(jīng)濟、技術、土地利用、生態(tài)、人類健康等多維數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術提升未來氣候變化社會經(jīng)濟影響評估的時空精度，及時追蹤締約方的履約程度。（三）加快推進全國和全球統(tǒng)一碳減排市場機制建設和完善合理的機制設計有助于更有效地溫室氣體排放，減緩氣候變化。中國目前積極推行全國統(tǒng)一碳市場，為了加快推動我國氣候治理的步在不同部門綜合運用命令型工具、碳交易、碳稅、補貼等有效策略。并進一步引導全球構建統(tǒng)一碳減排市場機制，完善實施細則。（四）加快推進能源系統(tǒng)低碳轉(zhuǎn)型，提前有序部署CCS項目（本部分內(nèi)容省略，暫不公開）主要參考文獻Pathways:animplementationofC3IAM.NaturalHazards92(2),585-618.Package:ImplementationguidelinesfortheParisAgreement,/(2018).[4]UnitedNationsEnvironmentProgramme(UNEP).TheEmissiassessmenttrackingclimatepolicyactionoverthepastsixyears,whichprovidedthebasitheanalysispresentedinthisPerspective.