為此,本文采用綜合經(jīng)濟(jì)社會效果評價(jià)模型,分析了當(dāng)前能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型力度和能源系統(tǒng)加速轉(zhuǎn)型對用能成本、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、勞動就業(yè)、環(huán)境效益等多方面的影響,希望能為我國碳中和背景下的能源轉(zhuǎn)型提供啟示。
一、對以新能源為主體能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)社會效益綜合評價(jià)
為綜合評估能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)社會效益,本研究基于構(gòu)建的能源轉(zhuǎn)型綜合經(jīng)濟(jì)社會效益評價(jià)模型框架,模擬分析能源加速轉(zhuǎn)型對能源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、勞動就業(yè)、環(huán)境社會等的影響,重點(diǎn)評估對社會用能成本、GDP?等經(jīng)濟(jì)因素的影響,量化碳污同治情況及就業(yè)效益、健康效益等社會效益,以此實(shí)現(xiàn)對能源轉(zhuǎn)型的綜合評價(jià)。
保障碳中和背景下美麗中國目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)
在反映當(dāng)前能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型力度的常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下,中國非化石能源消費(fèi)占比有明顯提升——2035?年為?32%,2050?年為?53%,可以實(shí)現(xiàn)《能源生產(chǎn)與消費(fèi)革命戰(zhàn)略(2016—2030)》提出的?2030?年?20%和?2050?年?50%?的目標(biāo)。然而,常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下的碳減排努力是不足的。雖然?2050?年能源相關(guān)的碳排放相比?2020?年的?97?億噸將減至?59?億噸,但與?2060?年碳中和目標(biāo)要求的減排仍有較大差距。同時(shí),部分地區(qū)到?2035?年的空氣質(zhì)量難以完成細(xì)顆粒物(PM2.5)年均濃度小于?35?微克/立方米的美麗中國空氣質(zhì)量要求。到?2035?年,天津、安徽、山東、河南和湖北?5?省份的?PM2.5?年均濃度雖然將出現(xiàn)顯著下降,但仍分別為37、36、39、44?和?38?微克/立方米。
要完全實(shí)現(xiàn)中國生態(tài)環(huán)境發(fā)展目標(biāo),包括?2060?年碳中和目標(biāo)和滿足美麗中國的空氣質(zhì)量要求,就必須進(jìn)一步提高非化石能源在一次能源消費(fèi)中的比重,以實(shí)現(xiàn)能源相關(guān)的碳排放在?2025?年左右達(dá)到峰值,而后快速下降。到?2035?年非化石能源消費(fèi)占比將提升至?39%;到?2050?年將進(jìn)一步提升至?77%,相比常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景提高?24?個(gè)百分點(diǎn)。這一碳減排力度也將進(jìn)一步提升空氣質(zhì)量,到?2035?年中國所有地區(qū)均可完成?PM2.5?年均濃度小于?35?微克/立方米的目標(biāo),實(shí)現(xiàn)二氧化碳和?PM2.5?的協(xié)同控制。
推動用能成本下降
本研究中的用能成本主要考慮全社會終端部門所使用的煤、油、氣、電的平均價(jià)格,以及未來實(shí)施全國碳市場后形成的碳價(jià)。常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下,中國的用能成本從?2014?年的?380?美元/噸標(biāo)煤緩慢增長至?2030?年的?420?美元/噸標(biāo)煤;隨著可再生能源發(fā)電成本不斷下降,以及智能化、數(shù)字化技術(shù)驅(qū)動的系統(tǒng)成本降低,2030?年后用能成本會出現(xiàn)下降;但隨著碳排放約束的趨嚴(yán),碳價(jià)增速預(yù)計(jì)將超過技術(shù)成本的下降幅度,用能成本到?2050?年預(yù)計(jì)小幅增長至約?430?美元/噸標(biāo)煤(圖?1a)。加速能源轉(zhuǎn)型情景下,在政策支持和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的作用下,以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型將進(jìn)一步降低可再生能源的成本,電力成本將進(jìn)一步下降,促使用能成本自?2025?年起持續(xù)下降;相對常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景,2035?年加速能源轉(zhuǎn)型情景下用能成本將下降?2%,2050?年將下降?16%,低于歐盟、美國和韓國等國家和地區(qū)水平(圖?1b)。
圖1 常規(guī)( a )和加速( b )能源轉(zhuǎn)型情景下中國與部分國家和地區(qū)全社會平均用能成本
對于用電成本,常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下?2050?年中國的度電成本相比?2015?年下降?15%;加速能源轉(zhuǎn)型情景下,雖然風(fēng)光發(fā)電量占比明顯提升將增加系統(tǒng)消納成本,但由于規(guī)模效應(yīng)驅(qū)動的可再生能源發(fā)電和儲能技術(shù)成本的下降,度電成本較常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景將有小幅降低,2035?年和?2050?年分別下降?3%?和?7%。
提供經(jīng)濟(jì)增長的新動能
通過可再生能源發(fā)展目標(biāo)與碳排放約束目標(biāo)的倒逼,加速能源轉(zhuǎn)型情景下供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革進(jìn)一步深化,可再生能源的大規(guī)模發(fā)展能夠提高中國的經(jīng)濟(jì)總量,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展。相對于常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景,2035?年加速能源轉(zhuǎn)型情景下的?GDP?將提高約?0.4%,2050?年提高約?0.9%(圖?2)。
圖2 2025—2050 年中國常規(guī)和加速能源轉(zhuǎn)型情景下的 GDP 對比
風(fēng)光發(fā)電成本下降帶動的度電成本和用能成本下降,將促進(jìn)電動汽車、交通設(shè)備制造和其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,對上述?GDP?提升的貢獻(xiàn)約為?65%。同時(shí),技術(shù)進(jìn)步和規(guī)模效應(yīng)將進(jìn)一步推動中國太陽能發(fā)電設(shè)備的出口。加速能源轉(zhuǎn)型情景下,中國太陽能設(shè)備出口增加值提高(太陽能設(shè)備出口額由?2019?年的約?200?億美元增至?2035?年的近?1200?億美元,2050?年進(jìn)一步增長至約?2500?億美元),對上述?GDP?提升的貢獻(xiàn)約為?35%。此外,以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型還將帶動能源互聯(lián)網(wǎng)、氫能和儲能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,使其成為支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展與保障能源安全的新動能。
有效增加就業(yè)
風(fēng)電和光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大將帶動相關(guān)行業(yè)就業(yè)崗位增加。在加速能源轉(zhuǎn)型情景下,中國風(fēng)電行業(yè)?2035?年所提供就業(yè)崗位相對于常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景增加?187?萬個(gè)崗位,其中服務(wù)業(yè)就業(yè)人數(shù)增加最多;2050?年風(fēng)電行業(yè)所提供的就業(yè)崗位快速增加至?1705?萬個(gè),相對常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景增加?500?萬個(gè)崗位,其中風(fēng)電行業(yè)相關(guān)服務(wù)業(yè)增加崗位達(dá)?300?萬。光伏發(fā)電行業(yè)?2035?年在加速能源轉(zhuǎn)型情景下所提供就業(yè)崗位將提升至?1030?萬,相對于常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景增加?300?萬個(gè)崗位;2050?年行業(yè)所提供的就業(yè)崗位將快速增加至?1925?萬,相對常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景增加約?370?萬個(gè)崗位,其中光伏行業(yè)相關(guān)服務(wù)業(yè)增加崗位最多,達(dá)?200?萬左右。
而對于化石能源相關(guān)產(chǎn)業(yè),加速能源轉(zhuǎn)型情景下,隨著可再生能源進(jìn)一步大規(guī)模發(fā)展,去煤化進(jìn)程將加速;相比于常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景,化石能源行業(yè)?2035?年將減少約?71?萬個(gè)崗位,其中煤炭開采和洗選業(yè)減少?45?萬個(gè)崗位,煤電行業(yè)減少?26?萬個(gè)崗位;2050?年將減少?147?萬個(gè)崗位,其中煤炭開采和洗選業(yè)減少?80?萬個(gè)崗位,煤電行業(yè)減少?50?萬個(gè)崗位,氣電行業(yè)減少?17?萬個(gè)崗位。
綜合比較,風(fēng)光發(fā)電行業(yè)的大發(fā)展相比傳統(tǒng)化石能源行業(yè)將創(chuàng)造更多的相關(guān)行業(yè)就業(yè)崗位;并且加速能源轉(zhuǎn)型情景相比常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景將帶動就業(yè)崗位的凈增長,2035?年將凈增加約?400?萬個(gè)崗位,2050?年將凈增加約?800?萬個(gè)崗位。
帶來環(huán)境社會效益
有效的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策、碳定價(jià)機(jī)制和污染物末端治理措施的實(shí)施能夠顯著地減少二氧化碳排放、提升空氣質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)二氧化碳和?PM2.5?的協(xié)同控制,在實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的同時(shí),到?2035?年實(shí)現(xiàn)?PM2.5?濃度達(dá)到國家二級標(biāo)準(zhǔn)(35?微克/立方米)。加速能源轉(zhuǎn)型情景下,2035?年全國?PM2.5?排放量下降至約?260?萬噸,相對于?2020?年下降了?59%;二氧化硫排放量?2035?年下降至約?540?萬噸,相對于?2020?年下降?41%;氮氧化物排放量?2035?年下降至約?620?萬噸,相對于?2020?年下降?55%。2050?年,全國?PM2.5?排放量進(jìn)一步下降至約?57?萬噸,相對于?2035?年下降了?78%;二氧化硫排放量?2050?年下降至約?96?萬噸,相對于?2035?年下降?82%;氮氧化物排放量?2050?年下降至約?100?萬噸,相對于?2035?年下降?83%。
可再生能源的大規(guī)模發(fā)展帶來的空氣質(zhì)量改善,將減少居民因降低?PM2.5?高濃度的急性暴露和慢性暴露造成的早亡。本研究取?200?萬美元作為統(tǒng)計(jì)意義上的生命價(jià)值(VSL),估算以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型在?2035?年實(shí)現(xiàn)的健康效益能達(dá)到約?2000?億美元。
以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型還將避免大量的碳排放造成社會成本。碳排放社會成本可用來定量表征邊際碳排放通過碳循環(huán)和氣候系統(tǒng)所造成的環(huán)境負(fù)外部性,包括但不限于對生產(chǎn)力、人類健康、生態(tài)系統(tǒng)的影響及頻繁的極端氣象事件所導(dǎo)致的財(cái)產(chǎn)損失。本研究對碳排放社會成本在?2020?年、2035?年和?2050?年分別取為?69、87?和?105?美元/噸二氧化碳。常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下,2035?年相比?2020?年中國的總碳社會成本將增加約?1900?億美元,2050?年隨著碳減排下降,總碳社會成本相比?2020?年將降低約?400?億美元。加速能源轉(zhuǎn)型情景下,2035?年相比?2020?年我國的總碳社會成本將增加約?400?億美元,2050?年由于碳排放大規(guī)模下降,總碳社會成本相比?2020?年將降低約?4300?億美元。加速能源轉(zhuǎn)型情景相對于常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景,避免的碳排放社會成本在?2035?年和?2050?年將分別達(dá)到約?1500?億和?4000?億美元。這使得加速能源轉(zhuǎn)型情景的經(jīng)濟(jì)社會綜合效益比常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景在?2035?年高出當(dāng)年?GDP?的?1%,2050?年高出當(dāng)年?GDP?的?1.9%(表?1)。
二、能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟(jì)社會效益總結(jié)與對能源轉(zhuǎn)型的政策建議
本研究基于經(jīng)濟(jì)社會綜合效益評價(jià)模型的情景模擬與綜合效益分析,發(fā)現(xiàn)以新能源為主體的深度能源轉(zhuǎn)型是實(shí)現(xiàn)?2060?年碳中和目標(biāo)和美麗中國的空氣質(zhì)量要求的必然選擇。在風(fēng)光發(fā)電及儲能技術(shù)成本快速下降的情況下,以新能源為主體的深度能源轉(zhuǎn)型將促進(jìn)中國用能成本的進(jìn)一步下降,帶動中國制造業(yè)的發(fā)展,以及光伏和風(fēng)電設(shè)備的出口,從而驅(qū)動經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長。新能源的快速發(fā)展將帶動就業(yè)崗位的凈增長,同時(shí)也將協(xié)同控制碳排放和常規(guī)污染物排放,帶來顯著的環(huán)境健康效益并避免大量碳排放造成的社會成本。
但應(yīng)當(dāng)注意到,上述研究結(jié)果是基于“加速能源轉(zhuǎn)型情景下電氣化水平進(jìn)一步提高,風(fēng)電、光伏和儲能成本相比常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景下有進(jìn)一步下降,能源系統(tǒng)可以支撐高比例新能源”的假設(shè)得到的。若上述條件不滿足,則最終轉(zhuǎn)型效益難以達(dá)到本文的測算水平。為此,應(yīng)該針對重點(diǎn)領(lǐng)域加大資源投入和政策支持,激勵(lì)各主體加速能源轉(zhuǎn)型。
1. 推進(jìn)終端部門電氣化為創(chuàng)造新能源電力發(fā)展空間
終端部門電氣化將提高新能源電力的利用效率,并帶動電力需求的增長,為以電力為主的新能源利用創(chuàng)造發(fā)展空間。因此,應(yīng)在需求側(cè)大力發(fā)展電動汽車、熱泵供暖等高效先進(jìn)電氣化技術(shù),大力實(shí)施電能替代,提高終端部門電氣化水平。
2. 發(fā)展低成本的新能源和儲能技術(shù)
高效低成本的新能源技術(shù)和儲能技術(shù)是促進(jìn)我國用能成本的進(jìn)一步下降的先決條件。為此,應(yīng)加大在新能源技術(shù)和儲能技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)投入和政策支持,使新能源和儲能技術(shù)成本在當(dāng)前基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)大幅下降:風(fēng)電和光伏發(fā)電技術(shù)的度電成本到?2035?年下降至?0.2?元/度左右,到?2050?年光伏發(fā)電成本應(yīng)進(jìn)一步下降至?0.1?元/ 度左右;儲能循環(huán)充放電成本到?2035?年下降至約?0.17?元/度(單循環(huán)),到?2050?年降至約?0.1?元/度(單循環(huán))。
3. 構(gòu)建適應(yīng)大規(guī)模新能源發(fā)展的能源系統(tǒng)
新能源的大規(guī)模發(fā)展需要能源系統(tǒng)、機(jī)制體制等多方面相配合。需要電網(wǎng)大力發(fā)展高比例可再生能源并網(wǎng)技術(shù)和交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全高效運(yùn)行技術(shù),并在先進(jìn)電力裝備技術(shù)方面實(shí)現(xiàn)突破;需要進(jìn)一步深化電力體制改革,構(gòu)建適合高比例新能源參與的電力市場機(jī)制。
4. 加強(qiáng)新能源人才培養(yǎng)以適應(yīng)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要
新能源的大規(guī)模發(fā)展需要相關(guān)領(lǐng)域人才支撐。應(yīng)重點(diǎn)培養(yǎng)在新能源技術(shù)研發(fā)、新能源工程應(yīng)用、新能源系統(tǒng)管理等領(lǐng)域的創(chuàng)新型人才與技術(shù)型人才,以適應(yīng)我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,保障能源系統(tǒng)的加速轉(zhuǎn)型。
三、碳中和背景下的能源轉(zhuǎn)型趨勢
2020?年?9?月,國家主席習(xí)近平在第?75?屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布:“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力爭于?2030?年前達(dá)到峰值,努力爭取?2060?年前實(shí)現(xiàn)碳中和?!蔽覈茉聪嚓P(guān)碳排放占我國溫室氣體排放總量的?75%?以上,因此要在未來?40?年內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳中和,加速能源轉(zhuǎn)型十分關(guān)鍵。
2021?年?3?月,習(xí)近平總書記在中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議上提出未來能源領(lǐng)域重點(diǎn)工作之一是要“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。新能源涵蓋的范圍包括核能、非水可再生能源(包括風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能、地?zé)崮?、潮汐能?和氫能等。2019?年我國核能和可再生能源在我國能源結(jié)構(gòu)中的占比為?15.3%,氫能在終端能源消費(fèi)中的比重僅占約2%。而電力系統(tǒng)是我國未來能源系統(tǒng)的核心,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)意味著發(fā)展新能源是我國能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
現(xiàn)有研究也表明發(fā)展新能源是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。中國科學(xué)院段宏波與汪壽陽采用中國能源—經(jīng)濟(jì)—環(huán)境系統(tǒng)集成模型(CE3METL),分析了全球溫控目標(biāo)從?2℃?調(diào)整到?1.5℃?對中國減排路徑、能源結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)等的影響。中國科學(xué)院段宏波和清華大學(xué)周勝等綜合了其他多個(gè)國際團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果,進(jìn)一步評估了中國實(shí)現(xiàn)?1.5℃?目標(biāo)的技術(shù)選擇。國際能源署發(fā)布的《世界能源展望?2020》中,也對實(shí)現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展下中國的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行了預(yù)測。清華大學(xué)解振華等分析了中國面向?2050?年的?2oC?情景和?1.5oC?情景的實(shí)現(xiàn)路徑。雖然上述研究對中國的能源轉(zhuǎn)型具體路徑的觀點(diǎn)不完全一致,但大力發(fā)展新能源都是它們的一致發(fā)現(xiàn)。然而,以上研究多關(guān)注能源轉(zhuǎn)型的必要性,對于能源轉(zhuǎn)型給經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境帶來的全方位的影響缺少系統(tǒng)性分析。因此,有必要發(fā)展能源轉(zhuǎn)型效益綜合評估方法學(xué),對我國以新能源為主體的能源轉(zhuǎn)型帶來的影響和成本效益進(jìn)行系統(tǒng)分析。
四、能源轉(zhuǎn)型效益綜合評估模型方法與假設(shè)
綜合評估一般通過連接不同領(lǐng)域的模型系統(tǒng)開展成本效益評價(jià)工作。以能源氣候領(lǐng)域的綜合評估工作為例,已有多項(xiàng)研究通過連接能源經(jīng)濟(jì)模型與氣候模式或空氣質(zhì)量模型,定量分析評價(jià)了氣候變化的經(jīng)濟(jì)影響和減排的成本與健康協(xié)同效益。能源轉(zhuǎn)型效益綜合評估通過鏈接能源經(jīng)濟(jì)模型、空氣質(zhì)量模型和健康影響模型,定量分析能源轉(zhuǎn)型全方位的成本效益;其中,成本涵蓋用能成本及經(jīng)濟(jì)影響,效益涵蓋生態(tài)環(huán)境目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、拉動就業(yè)及健康等社會環(huán)境效益。
能源轉(zhuǎn)型綜合經(jīng)濟(jì)社會效益評價(jià)模型框架介紹
為開展碳中和背景下能源革命路徑的綜合效益評價(jià),本研究構(gòu)建了能源轉(zhuǎn)型綜合經(jīng)濟(jì)社會效益評價(jià)模型框架,耦合電力優(yōu)化運(yùn)行模型、宏觀能源經(jīng)濟(jì)模型和健康效益綜合評估模型?3?個(gè)子部分,能夠分析不同目標(biāo)與政策對能源系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)、成本、勞動就業(yè)及環(huán)境健康效益等多方面的影響。其中,電力優(yōu)化運(yùn)行模型?REPO(中國可再生能源電力規(guī)劃模型)詳細(xì)刻畫了可再生能源的波動性,能夠優(yōu)化排放約束下的電源發(fā)展目標(biāo),并給出電力系統(tǒng)總成本,估算可再生能源發(fā)展規(guī)模目標(biāo)的成本投入;宏觀經(jīng)濟(jì)模型?C-GEM?(中國-全球能源模型)與?C-REM(中國分區(qū)能源模型)是多區(qū)域遞歸動態(tài)可計(jì)算一般均衡模型,能夠模擬經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境約束下的能源發(fā)展目標(biāo),并評價(jià)不同能源發(fā)展目標(biāo)對能源行業(yè)、整體經(jīng)濟(jì)、能源成本和勞動力就業(yè)的影響;健康效益綜合評估模型?REACH(中國分區(qū)能源-排放-空氣質(zhì)量-健康綜合評估模型)是在宏觀經(jīng)濟(jì)模型的基礎(chǔ)上耦合空氣污染物排放清單、大氣化學(xué)傳輸模型和健康效益評估模型,能夠評價(jià)不同能源發(fā)展目標(biāo)下的環(huán)境健康效益。
圖?3?展示了電力優(yōu)化運(yùn)行模型、宏觀能源經(jīng)濟(jì)模型和健康效益綜合評估模型?3?個(gè)模型間的耦合關(guān)系。根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會環(huán)境發(fā)展約束下的能源發(fā)展目標(biāo),由?C-GEM?模型生成得到電力部門碳排放軌跡與全國總用電量需求,并反饋給?REPO?模型作為電力部門碳排放的約束與電力需求;REPO?模型以最小化電力系統(tǒng)貼現(xiàn)成本為優(yōu)化目標(biāo),得出各類發(fā)電技術(shù)在各模擬年份的裝機(jī)和發(fā)電量,并將全國最優(yōu)電力結(jié)構(gòu)反饋給?C-GEM?模型,調(diào)整?C-GEM?模型中的電力結(jié)構(gòu)。同時(shí),C-GEM?模型將全國碳排放軌跡反饋給健康效益綜合評估模型?REACH,由其模擬得到大氣污染物排放情況,利用暴露-響應(yīng)關(guān)系計(jì)算得到包括發(fā)病案例和死亡案例在內(nèi)的健康影響,并通過健康影響估值表進(jìn)一步得出對應(yīng)的經(jīng)濟(jì)影響,再反饋回?C-GEM?模型。REACH?模型的子模型?C-REM?模擬生成各省份滿足相應(yīng)經(jīng)濟(jì)環(huán)境能源目標(biāo)下的電力需求,反饋至?REPO?模型,由后者生成分省份最優(yōu)電力結(jié)構(gòu)和區(qū)域間電力進(jìn)出口情況,再反饋回?C-REM?模型以校核模型分省份電力結(jié)構(gòu)。通過多次模擬反饋和校核,保證上述模型的主要耦合參數(shù)基本一致。
圖3 能源轉(zhuǎn)型的綜合經(jīng)濟(jì)社會效益評價(jià)模型框架結(jié)構(gòu)
情景假設(shè)
人口增長是驅(qū)動經(jīng)濟(jì)增長和能源消費(fèi)的重要因素。本研究對未來人口增長趨勢的預(yù)測主要參考聯(lián)合國秘書處經(jīng)濟(jì)和社會事務(wù)部(UNDESA)發(fā)布的《2019?世界人口展望》的中等生育率情景預(yù)測結(jié)果:中國人口預(yù)計(jì)至?2030?年人口逐漸增加到?14.6?億并達(dá)峰,2035?年保持在?14.6?億,2050?年降至?14.0?億左右。該預(yù)測也與《國家人口發(fā)展規(guī)劃(2016—2030?年)》中的人口發(fā)展預(yù)期目標(biāo)基本一致。
本研究對經(jīng)濟(jì)增長的預(yù)測參考了主流機(jī)構(gòu)對于未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的分析,綜合世界銀行、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織、國際貨幣基金組織、美國能源信息署、國際能源署和牛津經(jīng)濟(jì)等國際機(jī)構(gòu)對中國未來經(jīng)濟(jì)增速的預(yù)測結(jié)果,估計(jì)近期中國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)年均增速在?5%—7%?左右,長期?GDP?年均增速逐漸放緩??紤]到近期疫情的影響,2020?年中國?GDP?增速下降明顯,但之后隨著市場復(fù)蘇,GDP?增速將反彈。本研究預(yù)測中國經(jīng)濟(jì)總量在?2035?年達(dá)到?30?萬億美元(2018?年不變價(jià)),2050?年達(dá)到?47?萬億美元;人均?GDP?在?2035?年達(dá)到?2.1?萬美元,在?2050?年達(dá)到?3.3?萬美元。
經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)方面,“十二五”以來,中國的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了較為明顯的變化,工業(yè)部門對中國經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)逐漸下降,服務(wù)業(yè)的貢獻(xiàn)開始上升。在分析發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)演變特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,預(yù)計(jì)中國未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中,工業(yè)行業(yè)貢獻(xiàn)逐步下降,服務(wù)業(yè)貢獻(xiàn)逐漸提高。
除上述假設(shè)外,本研究研判了中國其他關(guān)鍵經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展目標(biāo),并在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景和加速能源轉(zhuǎn)型情景(圖?4)。
圖4 2020—2050 年中國常規(guī)和加速能源轉(zhuǎn)型情景下的二氧化碳排放路徑
常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景反映中國當(dāng)前政策強(qiáng)度和能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型力度。該情景可實(shí)現(xiàn)中國國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo),并假設(shè)?2030?年后減排力度加大,2020—2050?年碳強(qiáng)度年均下降率為?5.3%。該情景假設(shè)氫能、電動汽車、高效熱泵等先進(jìn)能源技術(shù)得到一定程度采用,終端能源電氣化水平穩(wěn)步提升,風(fēng)光發(fā)電和儲能的成本穩(wěn)步下降。
加速能源轉(zhuǎn)型情景反映為滿足中國經(jīng)濟(jì)社會和生態(tài)環(huán)境發(fā)展約束所需的政策強(qiáng)度和能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型力度。該情景下中國化石能源產(chǎn)生的碳排放在?2025?年前達(dá)峰后快速下降,到?2050?年下降至?2020?年水平的?25%??紤]中國近期大幅減排的挑戰(zhàn)較大,該情景設(shè)置了階梯式減排目標(biāo):“十四五”“十五五”期間,碳強(qiáng)度年均下降率為?5.5%;2030—2040?年碳強(qiáng)度年均下降率為?7%;2040—2050?年碳強(qiáng)度年均下降率為?12%;2020—2050?年碳強(qiáng)度年均下降率約為?8%。該情景下交通部門大力推進(jìn)氫能、電動汽車應(yīng)用,建筑部門大力推進(jìn)高效熱泵等技術(shù)應(yīng)用,先進(jìn)能源技術(shù)滲透率和終端能源電氣化水平大幅提高;風(fēng)光發(fā)電和儲能的成本相比常規(guī)能源轉(zhuǎn)型情景也有進(jìn)一步下降。