低碳经济转型的资金需求计算

李萌，中国社会科学院城市发展与环境研究所，北京 100732

低碳经济转型的资金需求计算

李萌，中国社会科学院城市发展与环境研究所，北京 100732

实现低碳经济转型面临资金和技术两大约束条件的制约。本文重点探讨介绍了资金需求计算方法问题。首先介绍了部分国内外的研究机构和研究人员对中国低碳经济转型所需要资金的研究成果。其次，论述了进行资金需求计算方法和模型，主要是情景分析和定量模型。第三，剖析了计算过程中需要重点关注的情景设定、参数设置、减排路线、减排机会等关键问题。最后，给出了一个计算结果并进行了对比分析。

低碳经济;资金需求;情景分析;定量模型

一、引言

在全球应对气候变化的大背景下，发展低碳经济已成为世界经济社会变革的潮流，更是我国在可持续发展框架下应对气候变化的必然选择。

中国政府于2009年11月26日宣布，到2020年中国单位GDP的CO2排放量(即碳排放强度，简称碳强度)将在2005年的水平上减少40% －45%［1］。“十二五”期间是中国低碳转型的关键时期，政府和学术界对低碳发展的问题给与了高度重视。低碳经济是指社会经济体系的构建和发展能够实现低碳排放，面临资金和技术两大约束条件的制约，而技术问题在很大程度上也依赖于资金的筹措和使用。本文对低碳减排资金需求的计算方法和模型进行分析，并针对“十二五”期间国家实现低碳减排所需的资金量进行对比计算。

二、已有研究成果

当前，部分国内外的研究机构和研究人员对中国低碳经济转型所需要的资金展开了一些探索性的研究。已有的主要研究成果如下。

1．国家发改委能源研究所的《2050中国能源和碳排放报告》［2］

国家发改委能源研究所的这个报告从能源工业的投资、全国能源的花费和终端部门的额外投资三个部分对中国发展低碳经济的资金需求进行了估算，得出的结论认为，中国发展低碳经济的机遇在于成本优势，与日本、美国、欧美相比，中国可以以较低的成本来发展低碳经济。

2．联合国开发计划署驻华代表处和中国人民大学中国人民大学的《2009/10中国人类发展报告——迈向低碳经济和社会的可持续未来》［3］

这个报告是由中国人民大学邹骥领导的团队完成的，采用情景分析对控排和减排情景下的增量成本进行了估算。在控排情景下，中国要在 2020、2030和 2050年分别实现3．2 GT、5．1GT和6．7GT的减排量，2020 年的年增量成本为860亿美元，2030年为2 690亿美元，2050年为5 230亿美元。除了经济成本，中国还需要考虑其他社会成本(例如采用新技术导致的失业)、政府行政成本、信息和交易成本等。此外，对增量成本的估计会随着对技术学习率和贴现率等参数的假设的变化而变化。同时，该报告还指出，40% －50%这个碳强度减少幅度区间所对应的增量减排成本处于正值并迅速递增的临界区。

3．麦肯锡的《中国的绿色革命》［4］

麦肯锡的这个研究报告在第四章《实现能源与环境可持续发展的技术选择》中提出，要实现减排情景中的巨大改善潜力需要相当可观的新增投资。据估计，要实现全部潜力，中国在今后20年中平均每年需新增资本投入1 500—2 000亿欧元(相当于2 000—2 600亿美元)，占当年GDP的1．5%—2．5%。根据麦肯锡研究报告，中国构建“绿色经济”从现在到2030年共需40万亿元人民币，也就是每年需1．8万亿人民币的投入才能有效实现“绿色经济”。

4．J．P．Morgan的《中国的清洁革命》［5］

J．P．Morgan对中国的新能源建设的资金需求进行分析，指出，要实现在2020年时从可再生能源中获得15%的初级能源的国家目标，需要的投入估计为2 510亿美元。报告中提到2008年英国新能源投资公司(New Energy Finance)发布的独立评估将中国2020年的能源投资需求定在了3 980亿美元或2 680亿美元(不包括大型水电)。

5．其他研究机构与研究报告

此外，EIA(US Energy Information Administration美国能源信息署)［6］发布的《国际能源展望》(2009)和 IEA(International Energy Agency国际能源署)［7］发布的《世界能源展望》(2007、2009)中都给出了有关低碳经济发展的资金需求估算。

中国社科院发布的《气候变化绿皮书》［8］、中国科学院可持续发展战略研究组发布的《2009中国可持续发展战略报告——探索中国特色的低碳道路》［9］中也都提到了资金需求的问题。

世界银行的《2010年世界发展报告——发展与气候变化》［10］9－11中指出，目前关于适应所需投资的预计要少得多，而在已有的预计之间进行比较又有困难，相关研究显示，仅发展中国家每年所需的投资就将可能超过800亿美元。研发和新技术推广中存在着滞后效应，交通、建筑、水资源管理、城市设计以及其它许多行业也都需要创新。

联合国环境规划署(环境署)UNEP［11］发布了《利用政府资金机制吸引投资气候变化减排投资 》(Public finance mechanism to mobilize investment in climate change mitigation)、《全球可持续能源投资趋势报告(2007、2008、2009)》(Global trend in sustainable energy investment)，对政府融资机制的原则与框架以及债券融资、股权融资和基金等融资进行了分析。UNEP发表的《投资气候，促进转型》(2008)(Investing a climate for change)，以及UNEP的年度报告《全球可持续能源投资趋势报告》(2007、2008)(Global trend in sustainable energy investment)，考察了全球对清洁能源和提高能效的投资趋势。WWF发表的《气候变化和环境的新融资》(2008)(New finance for climate change and environment)，分析了全球环境基金和一些新出现的基金，以及如何建立全球环境基金体系。

上述报告从宏观层面对碳融资进行深入了研究，但没有能够给出中国发展低碳经济的全面的真实的成本和收益。虽然可以初步预期发展低碳经济将会产生哪些正面的协同效应，但是要对某个具体的收益和成本进行估算将会困难得多。对中国来说，短期内采取激进的向低碳经济转型的措施将会带来的巨大的成本，综合评估发展低碳经济的潜在的成本和收益是必要和迫切的。

三、计算方法和模型

1．情景分析

情景分析的精髓不在单一结果的精准预测，其核心是根据系统中重要的不确定性，提供一个未来可能发展途径的框架，适用于可控度低、不确定程度高的系统，因此可以用情景分析方法进行资金需求的估算。

与传统预测相比，情景分析能在正确描述现状的条件下，根据未来可能发生的变化(未来条件)，给出两种或多种可能会发生的事件及其结果。从结构上讲，一个情景应该包括结束状态、策略、驱动力和逻辑4个要素，每个要素都可以多个方式发展，并且这些要素之间的相互关联导致了3种不同类型的竞争情景:即基准情景、不受限制的“如果－那么”情景，受限的“如果－那么”情景。情景分析的过程有八大步骤和六大步之说，但普遍采用的是斯坦福研究院拟定的6项步骤。

目前，情景分析已不再是一种纯粹的定性描述方法，更多的做法是采用定量模型和定性描述相结合的形式，如:将情景分析多目标线性规划模型和网络系统模型整合，把不确定性多目标规划模型、交互式调整与情景分析方法结合，利用系统动力学模型和不确定性模糊多目标模型对情景进行了定量描述和分析等。

为了对2011－2015年之间的低碳减排所需资金量进行估算，根据减排目标和措施的不同，我们可设定以下的三个情景。

一是基准情景，即不出台减排政策，并维持现有的技术状态和应用普及率，不采用任何新的温室气体减排技术。该情景的年平均GDP增长率设定为8%，人口发展模式按国家人口规划，在十二五末将达到13．9亿左右。在此情景下，计算各部门的能源需求及排放量变化，以反映中国经济的增长和结构性变化，以此情景的资金需求总量为基准资金量，报告中所需估算的低碳减排资金量即为其他情景所需资金量与该基准资金量的差值。

在基准情景下，中国一次能源需求量从2010年到2015年间年均增长4．5%，在该情景下，煤炭和石油仍然是一次能源的主要支柱，煤电和油电总发电量增加，但所占比重将减少，对天然气、核电和非水电可再生能源的需求会加大。在基准情景下，中国未来与能源相关的CO2排放将呈现迅猛发展的势头。

二是低碳发展情景。在2011－2015年间出台一系列的减排政策，推广应用成熟的低碳减排技术，采用大量的先进技术如能效技术和部分可再生能源技术等，并投入资金研发诸如碳捕获和碳封存、太阳能发电、电动汽车等技术。此情景充分考虑节能、可再生能源发展、核电发展，同时对碳储存捕获(CCS)技术有所利用，在中国经济充分发展情况下对低碳经济发展有一定的投入。2011－2015年间的年平均GDP增长率设定为7．8%，国家采取淘汰落后产能、调节产业结构等政策。在此情景下，根据各部门的低碳技术普及率变化即能源需求变化，计算资金需求和碳排放变化，估算低碳减排所需的增量排资金数值。

三是强制低碳情景。基于对未来减排前景的预期，为了避免低碳减排技术推迟应用导致的减排成本上升，假定各项重要技术取得突破，各部门均挖掘出最大减排潜力，减排潜力最大的技术得到全面应用。在低碳发展情景的基础上，国家还出台了如征收能源税和碳税等强制性的减排措施，胡锦涛总书记在2009年9月22日提出的应对气候变化的四点措施得到全面地贯彻实施。情景期间，一次能源需求将在基准情景的基础上大幅下降，2010年到2015年间年均增长2%，国家将大力投入研发昂贵的低碳技术，如电动汽车、第四代核电以及碳捕获和储存(CCS)等。可再生能源技术如风能和太阳能发电也将得到最广泛的应用。2011－2015年间的年平均GDP增长率设定为7%。

中国过去十年间的快速城市化进程还将继续，到2015年，城市化率将达到52%。为应对如此大规模的城市人口增长，中国计划新建50 000幢高层建筑和170套新的大众交通系统。随着经济的增长，城市化进程加快，生活水平提高，与能源和碳相关的需求(如商业和住宅建筑面积、交通工具及基础工业材料)将有所上升。

2．定量模型

在低碳经济的资金需求计算中，定量模型预测的作用主要是对情景展开进行约束。

涉及的主要定量模型包括如下四种。

1)技术选择模型。依据对经济和人口发展的预期，估算全社会的能源需求量和利用效率，明确减排机会，从能源的供给需求、人类发展等角度，分析各部门实现低碳减排所需的技术，通过对技术的可获得性、成熟度、发挥效益的滞后性、锁定效应、研发费用、应用成本和经济社会效益等方面的对比，给出在满足如能源供需总量、技术可能性限制等限定条件下的优化的减排方案，实现既定减排目标成本最小化。该模型可以模拟技术进步、价格等方面因素变化的效果，根据设定的减排目标和能源供需约束条件，寻求费用最少的技术组合。

2)政策措施模型。对中国针对未来各种长期温室气体排放趋势，可能采取的政策措施进行评价，包括排放政策、能源政策(价格、税收)等。

3)经济模型。多采用一般均衡模型(CGE模型)，考虑各经济活动之间的影响与关联，进行各种能源环境政策对经济影响的分析，同时可以进行中长期能源与环境情景分析。

4)人类和社会发展模型。如MARKALMACRO模型等，用以分析所选择的低碳技术及相关投入所产生的社会效益，从正负两方面的收益对选定的技术组合进行评估，从GDP损失、社会财富再分配、收入差距扩大、能源密集型工业的失业等多个角度，分析低碳减排技术途径选择的合理性。

通过建立以上四个模型对情景分析进行约束，估算在保证经济和社会发展的前提下，实现低碳减排所需的资金需求总量，反映不同的能源需求、结构、排放量、技术需求、增量投资和成本等一系列数据信息，为相关政策和规划的提供重要参考。

四、关键问题

我们在选择低碳减排资金需求计算方法和模型的基础上，还需要明确以下几个关键问题:

1．情景设计

进行情景分析时，情景设计必须适合中国国情。一方面，要关注中国的可持续发展，能源安全和能源技术，经济竞争力的提高等实际情况，并在经济稳定发展情况下对发展低碳经济有一定的投入。另一方面，要考虑由于地域、部门间的社会－经济－环境差异巨大而造成的社会经济发展水平上的现实总体约束，应通过调整部门能源需求的驱动因素来反映中国未来低碳经济的实现途径。

2．参数设置

情景分析中非常重要的一个工作是情景参数的设定，合理、有效的参数将使情景更具真实性。用到的参数大致可以划分为3类:1)宏观经济参数，如经济增长率(GDP)、人口GDP增长率、城市化率、产业结构比率，外贸结构等;2)技术参数，如各行业的关键技术能耗指标等;3)微观参数，如技术进步系数，CO2排放系数等［12］205－210。

3．减排路线安排

研发(R＆D)和新技术推广中存在着滞后效应。为了避免未来高成本和碳锁定，向低碳经济的转型是紧迫的。减排潜力能够实现多少，对减排举措的推出时机十分敏感，由于锁定作用(lock－ineffects)影响巨大，任何推迟减排技术应用的行为都会给中国、尤其是城市地区的能源安全带来重大影响，因此，低碳减排时间表的设定，对于能否在2030年达到排放峰值具有关键意义。不同的政策和不同的技术组合对减排效果的影响是相当大的。

综合各方面的研究成果，2015年将处于中国未来经济社会发展的能源需求和碳排放快速增长期阶段。假定大部分减排技术都能够在2010年至2015年间投入实际运营，并用五到十年的时间达到较高的普及率。少数例外情况包括CCS、离岸风能、汽车内燃机效率提升技术以及电动车等技术，其成熟程度仍然较低，且建成投产所需要的时间也比较长，因此其研发、试验项目、工厂与基建规划、以及人才培养等工作也必立即开始。

根据PECE研究组构建的CGE模型模拟结果，在控排情景和减排情景下，平均每吨CO2对应的GDP损失为158美元和210美元。应用MARKAL－MACRO模型对碳减排的宏观影响进行模拟分析，结果显示，在不同的减排方案下，GDP损失率将随着减排率的增加而快速增大，而且越早开始实施减排约束，在同样的减排率下，GDP损失率越大。

关于排放峰值时间的确定，考虑到各部门及具体行业的情况各不相同，特别是低碳减排技术的成熟度和普及率存在较大差异，因此本研究不是宏观地给定一个统一的峰值时间，而是通过与国际先进水平的对比，结合我国自身发展的条件和基础，就每个部门、每个行业分别计算其优化的峰值排放时间。

4．重点减排机会

1)建筑部门。“十二五”是中国民用建筑发展鼎盛期的中后期。据预测，总建筑面积将在2015年达到632．7亿平方米，新农村和小城镇新增建筑面积的比重将与城市新增建筑面积相当，达约35亿平方米。根据麦肯锡的实际案例研究，改善北方地区的民用建筑和全国范围的公用建筑，可以实现建筑最大减排潜力中93%的减排量。照明控制、施工过程中的预制技术、居民消费习惯的改变都是应该关注的减排机会，政府应积极推动提高建筑物能源效率的各种政策，包括使用更高效、清洁的能源，提高暖通系统和家电能效以及狠抓节能建筑标准的贯彻落实。

2)能源行业

我国拥有丰富的可用于替代矿物燃料的可再生能源资源，主要包括太阳能、风能、地热能、小水电、生物质能和海洋能源等。经过多年的发展，我国可再生能源的开发利用已取得了很大进展，但目前我国还没有完全掌握可再生能源的核心技术，加大风能、太阳能、生物质能、核能等新能源的研发力度迫在眉睫。

“十二五”时期，我国电力需求仍将保持较快增长，预计2015年我国全社会用电量将达到5．65－6．2万亿千瓦时，全国电源装机总容量约达14．3亿千瓦。“十二五”期间，需要新增装机容量超过4亿千瓦，其中水电1亿千瓦，核电3 600万千瓦，风电及可再生能源6 800万千瓦，气电1 600万千瓦，其余约2亿千瓦仍需煤电支撑。

“十二五”期间电力节能减排力度继续加大，国家会继续实施“上大压小”策略，国家能源局确定逐步关停12．5万千瓦和20万千瓦的小火电机组，同时，不再上马30万千瓦的火电机组，还可能考虑关停退一部分老旧30万千瓦火电机组，重点上马60万千瓦及以上超临界、超超临界机组，坚决淘汰落后产能。

3)工业

工业用能在我国能源消费中比重很高，节约潜力巨大。根据麦肯锡的分析，把钢铁、化工、水泥、煤炭开采和废弃物管理等定义为五个主要中国高排放工业部门。减排机会分散在不同的产业中，化工、水泥、钢铁、废弃物管理和煤炭开采的减排应予重点关注。

4)农林

农林业涵盖了中国陆地碳汇系统的大部分，碳汇增加措施将使中国获得大大超过温室气体减排本身的巨大生态效益。农业减排措施如沼气、肥料管理等，在“十二五”期间将继续推进相关工作的普及、升级换代和深化应用，其技术成本相对低一些，每吨CO2减排的成本在几十元，甚至为负值。而林业每吨二氧化碳减排的植树造林成本约为230元，其成本较高，但由于对可持续发展的意义重大，所以这些技术仍然应该得到优先考虑。

5)交通

我国交通用能比重目前还较低，但随着汽车进人家庭，交通能耗上升很快，必须引起重视。各级政府已经出台了一系列的政策，保障公共交通的大力发展，大力发展高速铁路和城际轨道交通系统，提高交通系统效率，减少能耗和污染。据预测，“十二五”期间，中国年汽车生产量将达到2 500万辆，减排潜力巨大。为避免锁定效应，2015年电动汽车的产能要形成规模。届时，电动汽车的成本得到有效控制，高效率的新型内燃机技术也趋于成熟，有可能在2015年获得商用。

6)社会生活

实现低能源需求和低碳经济离不开全民参与，有效控制人口增长，需要改变生活方式，寻求低碳排放的消费行为，提高土地的利用率等。在考虑低碳发展路径时，中国首要关注是如何取得切实可行的可持续的经济发展来满足人民的基本需求。但与此同时，随着温室气体排放权利正日益成为宝贵的环境资产和稀缺的战略资源，中国在确定低碳发展目标时除了考虑自身的能力和代价问题，另一方面也需要考虑责任和空间问题。

五、“十二五”低碳减排资金需求的计算结果及分析

作者所在课题组根据上文所述的原则和方法，采用情景分析得到的不同情景下的CO2排放量(GT)如表1。

表1 不同情景CO2排放量(GT)

低碳发展情景和强制减排情景下的增量成本如表2。

表2 二氧化碳减排量(GT)和增量成本(10亿美元)

本研究的计算结果为2010－2015年间，每年的低碳减排所需增量资金需求量，在低碳发展情景下年均投入约为2 800亿人民币，在强制减排情景下年均投入约为4 000亿人民币。主要需求部门为能源、交通、建筑和林业，“十二五”期间总计需要的投入估计为1．4－2万亿元人民币，包括发展新风能装机容量的3千亿元、太阳能光伏的1千亿元、太阳能热水器的2千亿元、小水电的3千亿元以及2千亿元的生物发电、1千亿元的生物燃料及2千亿元的生物沼气安装，按照核电站建设周期，在未来五年内，中国核电产业的相关建设和投资将迎来一轮高潮，总投资6千亿元，另有林业投入1千亿元。

投资是技术发展和二氧化碳减排的措施保障。中国在节能减排和低碳技术开发过程中，每年投入的1/3资金额度需要用于新技术的研发和试验，约为6千亿元人民币。随着向低碳经济转型的深入，新技术研发的资金需求量还将进一步增大。

此资金量不包括高铁和城市轨道交通的建设费。

对比分析本研究的资金计算与其它已有研究报告的结果，根据麦肯锡的计算，要完全实现减排情景中的巨大改善潜力需要相当可观的新增投资，在2011－2015年间的平均每年需新增资本投入约3 800亿人民币，远小于斯特恩报告全球减排总成本相当于世界GDP的3．9%到3．4%之间的估算，对经济发展的影响相对要小很多。其中约1/3的投资将产生经济回报，1/3将产生较低到中等程度的经济成本，还有1/3将会产生巨大的经济成本。因此，实际的增量投入必须分行业进行计算，每年大约需要1 500－2 000亿元人民币，至2015年共需1万亿元人民币。其结果与本研究结果的差异在于对技术成熟度的乐观预期，是对达到最大减排潜力资金需求的计算，以及不涉及技术以外的其他因素。

依据发改委能源所的估计，为了实现在2020年从可再生能源中获得15%的初级能源的国家目标，能源投资需求占较高的比例，总计需要的投入估计为1－1．5万亿元人民币。根据全国可再生能源开发利用中长期总量目标，到2020年，我国将提供大约1．5万亿元人民币(约2000亿美元)的资金支持，使可再生能源占一次能源供应的比重从目前的7%提高到15%左右。此资金需求量因主要关注能源部分，因而与本研究的结果也是吻合的。根据发改委能源所的研究结果，为了实现其定义的控排情景和减排情景，2010～2030年每年需要的增量投资约为1 850亿美元和2 100亿美元，也与本报告的结果是相容的。

本报告所得结果低于人民大学的研究结论，即2020年的年增量成本为860亿美元，对应的单位减排成本27美元/吨CO2，差异源自对技术学习率和贴现率等参数的设定不同。

综上所述，我们要实现低碳经济转型，前期资金需求量较大，因此有必要创新碳金融体制，拓宽融资渠道，未来低碳经济成果转型也需要社会各方面合力。

［1］经济观察网:http://www．eeo．com．cn/Politics/beijing_news/2009/11/26/156666．shtml．

［2］2050中国能源和碳排放研究课题组:《2050中国能源和碳排放报告》，北京:科学出版社2009年版。

［3］联合国开发计划署驻华代表处、中国人民大学:《2009/10中国人类发展报告－迈向低碳经济和社会的可持续未来》，http://www．undp．org．cn/nhdr/0910/Chinese/Home/index_cn．html．

［4］麦肯锡:《中国的绿色革命》，http://www．mckinsey．com/locations/chinasimplified/mckonchina/reports/china_green_revolution_report_cn．pdf．

［5］ J．P．Morgan．“China’s Clean Revolution”．http://www．jpmorgan．com/directdoc/HOC7Dec09．pdf．

［6］EIA 官网:http://www．eia．doe．gov/．

［7］IEA 官网:http://www．worldenergyoutlook．org/．

［8］王伟光、郑国光:《气候变化绿皮书:应对气候变化(2009)》，北京:社会科学文献出版社2009年版。

［9］中国科学院可持续发展战略研究组:《2009中国可持续发展战略报告——探索中国特色的低碳道路》，北京:科学出版社2009年版。

［10］世界银行:《2010年世界发展报告——发展与气候变化》，北京:清华大学出版社2010年版。

［11］联合国环境规划署(环境署)官网:http://www．unep．org/．

［12］付加锋、刘小敏:《基于情景分析法的中国低碳经济研究框架与问题探索》，载《资源科学》，2010年第32卷第2期。

Funding demand calculating for low carbon economy transition

LI Meng

(Institute for Urban and Environmental Studies，Chinese Academy of Social Sciences，Beijing 100732，China)

To achieve low-carbon economic transition，funding and the know-how are the main challenges．This paper introduces the Computational Method of fund demand．Firstly，related literatures are briefly reviewed．Secondly，the computational method and models，especially the scenario analyses and qualitative models are introduced．Then，some key problems are discussed，including scenario developing，parameter setting，schedule of emissions reduction and chance of emissions reduction．Finally，a calculation numerical result is presented and is compared with exsiting results．

low-carbon economy;fund demand;scenario analysis;qualitative models

李萌(1973－)，女，湖北宜昌人，经济学博士，中国社会科学院城市发展与环境研究所副研究员，研究方向为能源经济与可持续发展。

2011-01-19

F062．2

A

1671-7023(2011)03-0098-06

责任编辑 蔡虹