碳減排評價指標的建立及應用研究

岳文婧 鄭紅霞 陳劭鋒

（中國科學院科技政策與管理科學研究所，北京 100190）

持續攀升的二氧化碳排放總量和快速發展的經濟水平使中國成為全球碳排放問題的爭議焦點。作為第一個旨在抑制全球變暖而要求減少溫室氣體排放且具有法律約束力的國際性公約［1］，《京都議定書》第一承諾期即將結束，中國的碳排放水平究竟如何，不同學者基于不同的測度方法對上述問題進行了分析。目前研究學者往往從碳排放的責任角度出發，基于歷史人均累積排放平等這一原則來衡量中國碳排放的現狀。如許俊杰等［2］從國家碳排放總量、人均CO2排放量和單位GDP二氧化碳排放量等方面對我國碳排放水平和國際水平進行了比較，指出當前碳排放增長率雖有所下降，但環境形勢依舊嚴峻。朱江玲等［3］通過比較中國和其他各國累計排放量和人均累計排放量，指出我國碳排放總量和人均排放量均呈快速增加趨勢，并且正在失去歷史碳排放量較低的優勢。但是英國學者Eric Neumayer［4］批駁了歷史排放責任不平等這一說法，認為歷史排放責任原則不成立，因為歷史給了各個國家平等的資源、時間和空間，并指出發展中國家是關鍵的減排角色。在這一爭議下，有學者提出應改變現有的碳排放測算模式，對不同國家碳排放水平進行差異性測度，以此來避免存在的各種不公平現象。如陳武等［5］采用GDP比例法和類推法對我國出口隱含的碳排放進行了初步測算，認為在當前碳排放測算模式下，中國在世界貿易格局和國際分工體系中的地位必然使其產生較高的碳排放。蔣雪梅等［6］定量測算了“生產國責任”和“消費國責任”兩種制度下，既有碳排放測算模式對不同國家整體碳排放的影響。

如今《京都議定書》規定的第一承諾期即將結束，中國在這一時期的碳排放力度已經成為全世界的關注點。基于此，在避免爭議性測算方法的前提下，本文選擇從減排角度而非責任角度出發，基于傳統IPAT方程，通過對各影響因素進行指數分解，分階段探討自《京都議定書》規定的排放基準年1990年以來，中國在碳減排方面對世界做出的貢獻。

1 研究方法與數據來源

1.1 碳減排指標的建立

IPAT模型是被廣泛認可的分析人類活動對環境影響的公式，由美國生態學家Ehrlich［7］首次提出。該方程將環境影響I（Environmental Impact）、人口規模P（Population）、人均財富A（Affluence）和對環境毀壞的技術水平T（Technology）反映在一個等式中，即I=PAT［8］。在研究碳排放這一問題時，我們普遍使用人口總數表示人口規模P，人均GDP表示人均財富A，用碳排放強度這一指標衡量廣義的技術水平T。傳統的IPAT模型只能反映出各變量之間的比例影響，本研究將上述三種影響因素進行指數分解，引進三個新的指標即由人口、經濟和廣義技術水平的改變引起的二氧化碳排放量的變化。具體公式如下:

i=1，2，3……，i代表不同年份

分別用△I，△P，△A和△T代替等式兩邊的四項，上述表達式即

其中，△I即Ij－Ij－1表示二氧化碳排放總量的變動絕對數;△P即PjAj－1Tj－1Pj－1Aj－1Tj－1表示因人口增長導致的二氧化碳排放總量的變動絕對數;△A即PjAjT j－1－PjAj－1Tj－1表示因經濟增長導致的二氧化碳排放總量的變動絕對數;△T即PjAjTj－PjAjTj－1表示因廣義技術進步所導致的二氧化碳排放總量的變動絕對數。理論上，人口和經濟的增長往往會帶來二氧化碳排放量的增加，廣義技術進步則會在很大程度上降低二氧化碳的排放。經統計除少數國家外，絕大多數國家在不同時期相應的△T為負值，我們記其為廣義技術進步帶來的二氧化碳少排放量，記為碳減排量。當△T為正值時，我們認為該國家在這一時期廣義的技術進步并沒有降低二氧化碳的排放，稱之為負減排。

衡量一段時期內某一國家碳排放的變化趨勢，隨著不同國家碳排放強度變化軌跡的不同，單純考慮首位兩年碳排放強度或人均GDP等各指標的變化，往往會忽視該時期內各指標的波動幅度，繼而影響對該國家實際二氧化碳減排量的衡量。

研究發現，對碳排放量相對較高的國家例如中國、印度和美國等，僅考慮首尾兩年這種計算方式很大程度地夸大了經濟和廣義技術進步對碳排放的影響。因此，為了更加精準地描述各國碳減排程度，我們建立了各影響因素下二氧化碳排放變化量的累計量等指標，其中CO2排放變化累計量記為∑△I，由人口增長引起的二氧化碳排放變化累計量記為∑△P，由經濟增長引起的二氧化碳排放變化累計量記為∑△T，由技術進步引起的二氧化碳排放變化累計量記為。本文的研究將主要基于△T和∑△T這兩個指標進行對比分析。

1.2 數據來源及說明

本研究采用U.S.EIA（美國能源信息管理局）提供的1990－2009年世界各國因能源消費產生的二氧化碳排放數據，人口和GDP數據來源于World Bank（世界銀行），其中GDP按2000年美元不變價計算。對于某些國家部分年份的缺失數據，采用移動平均法進行填補。

本研究按照《京都議定書》規定的基準年1990年、簽訂年1997年和生效年2005年這三個時間點，將1990－2009年這一時期劃分成1990－1997年、1997－2005年以及2005－2009年三個時間段來探討中國碳減排的變化程度和趨勢。

本研究中，我們選取了美國、英國、德國、法國、加拿大、意大利和日本七個發達經濟體，以及中國、巴西、印度、南非和俄羅斯五個新興經濟體，對比分析中國在碳減排方面做出的努力。

2 中國碳減排的國際比較

碳減排是通過諸如能源結構的優化、技術的進步和相關政策的頒布等途徑得以實現并加以衡量，在本研究中我們統一將這些途徑的實現歸屬于廣義的技術進步。IPCC（2007）報告指出，當前氣候變化主要是由歷史的碳排放逐漸積累所導致的［9］。這一觀點引起了多方學者的質疑。在本研究中，我們不再采取歷史碳排放總量或人均碳排放量等指標來評價中國的低碳發展情況，而是從減排的角度，利用上述模型中產生的（廣義技術進步下碳減排量）和（廣義技術進步下累計碳減排量）這一組指標，來對比分析自《京都議定書》規定的基準年1990年以來中國和其他主要國家的碳減排程度。

2.1 1990－2009年世界主要國家各年碳減排量和累計碳減排量

通過計算1990－2009年中國和美國等12個國家的碳減排量，定量分析中國在碳減排方面為世界做出的貢獻。圖1給出了1990－2009年，中國和其他11個國家廣義技術進步下各年二氧化碳減排量（即）。在本圖中，各年指標均是相對前一年的減排變化量。負值代表該國在這一年實現了廣義技術上的碳減排。正值表示廣義的技術進步并沒有使碳排放量下降，出現負減排。

圖1 1990－2009年世界主要國家廣義技術進步下CO2各年減排量（百萬t）

圖2 1990－2009年世界主要國家廣義技術進步下CO2累計減排量（百萬t）

圖2給出了以1990年為基準年，上述12國家因廣義技術進步引起的二氧化碳累計減排量。

通過分析1990－2009年世界主要國家在廣義技術進步下實現的各年碳減排量和累計碳減排量，我們可以看出如下特點。

（1）除美國、中國和俄羅斯外，其余國家廣義技術進步下的碳減排量一直維持在較低的水平并趨于平緩，累計碳減排量呈緩慢增加趨勢。這些國家無論是發達經濟體還是新興經濟體，各年碳減排變化幅度較小，在緩慢波動中呈現出碳減排微弱增加的趨勢，尤其自2000年后基本處于平穩的狀態。

（2）俄羅斯和美國累計碳減排量增幅較大，各年指標雖出現一定程度的波動，但基本都實現了碳減排。受蘇聯解體的影響，俄羅斯在20世紀90年代初處于經濟復蘇階段，所以這一段時間并沒有實現廣義技術下碳減排，碳排放總量處在較高的位置。2000年后各年碳減排幅度逐漸增大，個別年份出現反彈。美國各年碳減排量雖有一定程度波動，但同其他發達國家相比基本保持在較高的水平，累計碳減排量以近乎線性的趨勢在逐年增加。

（3）除個別年份外，中國各年減排量基本位居世界首位，累計碳減排對世界貢獻遠高于其他國家。2001年之前，中國各年減排幅度雖然呈現出一定的波動，但是減排量遠超出其他國家。2001－2004年，中國在亞洲金融危機后經濟迅速恢復，能源消耗強度大，二氧化碳排放強度有所上升，這一時期累計二氧化碳減排量也出現下降，僅次于美國排名第二。自2005年起，中國各年二氧化碳少排放量出現了大幅度的上升。這一時間段內，中國提出了節能減排政策，并開始“十一五”計劃，更加強調在發展經濟的同時減少碳排放，提高能源效率。與此同時，中國累計二氧化碳減排量上升幅度逐漸加大，再次超過美國成為全球在1990年以來二氧化碳累計減排量最大的國家。2009年，中國碳減排量出現一定程度的回落。

中國作為碳排放量最大的發展中國家，對全球碳排放和氣候變暖的影響至關重要。通過分析可以發現，雖然中國各年二氧化碳排放量較高，但在碳減排方面對世界的貢獻一直處于較高的水平，中國作為低碳倡導型國家的主力軍，對世界碳減排發揮的作用也越來越大。

2.2 不同時間段世界主要國家累計碳減排量

按照1990－1997年、1997－2005年和2005－2009年這三個時間段，比較分析在某一時間段內中國對世界碳減排的貢獻程度以及這種貢獻率的變化情況。如表1所示。

表1 各時間段主要國家對世界碳減排的貢獻程度

其中，P是指各國家累積少排放量占世界累積少排放總量的百分比，Rank是指各國在某一時間段累計二氧化碳減排量在該時間段世界中的排名。通過分析可以得出以下結果。

（1）1990－1997年這一時間段內，中國廣義技術進步下碳累計減排量為1284.1百萬t，對世界碳減排的貢獻率高達46.71%，是排名第二的美國貢獻率（20.48%）的2.28倍。德國碳減排貢獻排名第三，貢獻率為8.45%。與此同時，印度、巴西、加拿大、南非和俄羅斯這些國家在廣義技術進步下并沒有實現碳減排，其中大部分都是發展中國家。

（2）1997－2005年這一時間段內，中國對世界碳減排的貢獻率降為3.44%，排名第七。美國以30.96%的貢獻率排名第一，俄羅斯排名第二，碳減排貢獻率為13.49%，印度排名第三，貢獻率為6.27%。這一時期，亞洲金融危機后由于中國經濟的迅猛發展，國內需求的擴大以及產能的釋放，使得我國對能耗的需求不斷擴大，因此碳排放力度相對之前有所提高，但是仍帶動了全球3.44%的碳減排總量。

（3）2005－2009年這一時間段內，中國碳減排力度有所增加，累計碳減排量為558.3百萬t，是世界總累計減排量的18.2%。在這一時期，全球廣義技術進步下累積碳減排總量為3067.26百萬t，年均減排766.82百萬 t，是上一時期年均減排的1.81倍。從對世界碳減排的貢獻率來講，對世界貢獻最高的是美國，貢獻率為22.34%，中國緊隨其后，貢獻率為18.20%，與美國相比僅差4.14個百分點。排名第三的是俄羅斯，貢獻率為10.71%。分析數據可以發現，與上一時間段相比，中國是碳減排貢獻率增長幅度最大的國家，這說明中國在全球發展低碳經濟，實現碳減排方面發揮了重要的作用。

2.3 主要國家碳減排下的經濟增長

發展是永恒的主題。20世紀90年代以來，中國一方面在推動碳減排方面做出了巨大的貢獻，另一方面經濟也同樣得到了迅速的發展。

1990年中國GDP僅為4 446.01億美元，位列世界第九。截止至2009年，中國已上升至世界第三，GDP增長為29 402.3億美元。同樣考慮1990年以來GDP各年變化量和累計變化量可以發現，中國GDP不僅呈現出上升趨勢，而且各年增量亦不斷加大，1990－2009年中國GDP累計增加了24 956.3億美元，對世界經濟增量的貢獻為16.75%，僅次于美國（28.81%），但遠遠高于排名第三的日本（4.48%），見圖3。在三個不同時間段內中國對世界GDP累計增量的貢獻率逐步上升，并在最后一個時間段大幅度超過美國成為這一時期對世界經濟增長貢獻最大的國家。

圖4 各時間段世界主要國家GDP累計增量貢獻率①貢獻率為零代表該國家在這一時期GDP累積增量為負值

自議定書規定的基準年1990－2009年，中國為世界創造了16.75%的GDP增量，僅次于美國排名第二，廣義技術進步下實現的累計碳減排量占世界總減排量的22.82%，遠高于排名第三的俄羅斯。而同一時期的其他發展中國家如印度、巴西、南非等，對世界經濟的貢獻都遠小于中國，巴西在碳減排方面的貢獻則為負值，說明廣義技術進步下巴西并沒有實現二氧化碳排放的減少，反而持增加狀態。由此可以說明，作為全球最大的發展中國家和《京都議定書》中承諾自愿減排的國家之一，中國近20年并非一味尋求經濟的發展而忽略了對環境的保護，而是在努力發展經濟的同時，很大程度實現了廣義上的碳減排。

3 結論及討論

本研究采取基于IPAT傳統方程的指數分解法，第一次提出廣義技術進步下各年碳減排量和累積碳減排量這組指標，用以衡量某一國家在一定時期內碳減排力度的大小。同時選取了部分典型發達經濟體和新興經濟體，對中國自1990年以來碳減排的實現程度進行了對比分析，得出結論如下:

（1）截至2009年，中國累計碳減排量達到1 959.08百萬t，是世界總累計減排量的22.82%。除亞洲金融危機后碳排放短期內出現迅速增加外，各年碳減排量基本位居世界第一。

（2）在1990－1997年、1997－2005年和2005－2009年三個時間段內，中國對世界碳減排貢獻率呈現出先下降后上升的態勢。

（3）中國在努力控制碳排放的同時，大幅度推動了全球經濟的發展。1990年至今，中國GDP各年增加量和累計增加量均呈上升趨勢，在2005－2009年這一時期超過美國成為對世界經濟增長貢獻最大的國家。近20年的時間里，中國對世界碳減排貢獻率達到22.82%，同時為世界創造了16.75%的GDP增量。說明中國在追求經濟高速發展的同時，也在不斷努力控制二氧化碳的排放，為世界碳減排作出了巨大的貢獻。

同已有研究相比，本文一方面并沒有完全站在歷史的角度，將研究重點放在累積碳排放量這一具有國際爭議性的指標來對比分析中國應承擔的減排責任，另一方面也放棄使用人均碳排放量或人均累積碳排放量這組對中國來說具有相對優勢的指標，而是從碳排放強度這一基本指標出發，通過對傳統IPAT方程進行指數分解，提出廣義技術進步下碳減排量對中國減排程度進行分析。這種研究方法即避免了國外部分學者對中國現有碳排放研究存在的某些爭議問題，同時將中國近二十年來在碳減排方面做出的工作進行了量化對比分析，更為客觀和準確。

本文在分析中國碳減排方面仍有許多值得拓展研究的地方，如:如何進一步分解和探討影響碳排放的各種指標，深入研究各指標數據背后產生的原因等。只有找到現有減排模式的運作途徑，挖掘出各影響因素作用機理，才能找到當下中國碳減排存在的優勢和缺陷，從而為后期各種政策的制定和執行提供依據，實現更大程度碳減排。

（編輯:劉照勝）

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［3］朱江玲，岳超，王少鵬，方精云.1850－2008年中國及世界主要國家的碳排放——碳排放與社會發展Ⅰ［J］.北京大學學報:自然科學版，2010，46（4）:497 －504.

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