基于系統(tǒng)動力學(xué)-Visual Studio集成模型的區(qū)域碳排放中長期變化趨勢預(yù)測*
——以四川省為例

李喬楚 陳軍華,2 何 京

(1.西南石油大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,四川 成都 610500；2.四川石油天然氣發(fā)展研究中心,四川 成都 610500)

氣候變化和全球變暖是21世紀(jì)人類面臨的巨大挑戰(zhàn)。在溫室氣體排放總量中CO2占比(以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計)高達(dá)97%[1],并通過誘發(fā)海平面上升、極端氣候事件、土體荒漠化等危害,對人類生存環(huán)境造成顯著影響。作為世界上最大的發(fā)展中國家,中國自2009年起已成為全球碳排放第一大國[2-3],為了履行大國責(zé)任,中國力爭碳排放于2030年前達(dá)到峰值。省域是連接國家與城市的紐帶,對碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義,因此我國在省級層面制定了強(qiáng)制性減排目標(biāo)[4]。西部地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展一直是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要內(nèi)容,由于經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)水平限制,西部地區(qū)環(huán)境承載力接近上限[5],推進(jìn)西部大開發(fā)低碳新格局已迫在眉睫。四川省作為西部經(jīng)濟(jì)第一大省,碳排放量也位居前列,亟需立足資源稟賦優(yōu)勢,在研究、制定、實(shí)施碳排放達(dá)峰方面起到模范作用,為“中國承諾”做出“四川貢獻(xiàn)”。

區(qū)域碳排放軌跡具有動態(tài)性、系統(tǒng)性和復(fù)雜性,而系統(tǒng)動力學(xué)(SD)在分析非線性、多變量動態(tài)隨機(jī)過程中具有優(yōu)勢。近年來,國內(nèi)外學(xué)者基于SD理論針對區(qū)域碳排放預(yù)測與影響因素分析開展了一系列研究。FONG等[6]以馬來西亞依斯干達(dá)開發(fā)區(qū)為例,通過不同的城市政策選擇設(shè)計仿真情景,運(yùn)用SD模型預(yù)測區(qū)域未來的碳排放趨勢及社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)的變化特征,研究表明所建模型能夠作為城市規(guī)劃過程中的有效決策工具。ROBERTS等[7]以英國立法的第5個碳預(yù)算規(guī)劃為背景,依據(jù)碳捕獲和儲存、核電站建造以及海上風(fēng)電建造方案進(jìn)行情景設(shè)計,基于新的SD模型探討了英國2035年碳減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)能力,并分析了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源使用、居民就業(yè)等因素的聯(lián)動變化。LIU等[8]結(jié)合擴(kuò)展的STIRPAT方程建立了中國碳排放SD模型,在明確關(guān)鍵驅(qū)動因素的基礎(chǔ)上針對資源節(jié)約、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)粗放等10種不同情景下的碳排放峰值進(jìn)行預(yù)測,并探討了環(huán)境庫茲涅茨曲線(EKC)假說的中國檢驗(yàn)。SUN等[9]考慮到電力工業(yè)對中國碳減排的關(guān)鍵作用,提出了一個基于多元影響因素動態(tài)交互的SD模型,對基準(zhǔn)、低碳、集約低碳3種設(shè)計情景下的碳排放軌跡進(jìn)行預(yù)測。唐德才等[10]以長三角地區(qū)作為研究對象,著重考慮能源消費(fèi)對“溫室效應(yīng)”的重要貢獻(xiàn),結(jié)合Vensim軟件動態(tài)模擬了長三角地區(qū)未來的碳排放趨勢,并針對人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)、能源價格等關(guān)鍵參數(shù)開展敏感性分析。劉偉等[11]基于Vensim PLE軟件構(gòu)建了城市低碳發(fā)展SD模型,結(jié)合北京市國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展規(guī)劃設(shè)定了趨勢發(fā)展、低碳發(fā)展以及政策調(diào)控3種情景,通過仿真模擬預(yù)測了2010—2020年的碳排放特征,并從碳源、碳流、碳匯的角度提出政策建議。

迄今為止,區(qū)域碳排放預(yù)測相關(guān)研究在理論和實(shí)踐上都取得了一定進(jìn)展,豐富了人們對溫室氣體排放與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展內(nèi)在關(guān)聯(lián)的認(rèn)知。然而,現(xiàn)有研究存在以下局限：(1)在構(gòu)建模型框架時側(cè)重于碳排放的驅(qū)動因素,大多忽略了森林生態(tài)系統(tǒng)的碳匯作用和區(qū)域電力交易產(chǎn)生的間接排放,且對于系統(tǒng)碳排放源的界定通常局限于終端能源消耗,未同時兼顧水泥、鋼鐵等工業(yè)生產(chǎn)重點(diǎn)排放領(lǐng)域；(2)在評估區(qū)域最佳碳達(dá)峰路徑時,僅關(guān)注峰值時間而忽略了累積碳排放量,特別是未考慮到與全球變暖的密切關(guān)系；(3)大多研究均使用單一模型開展仿真模擬并探究驅(qū)動碳排放變化的影響因素,難以避免固有的局限性；(4)當(dāng)前國內(nèi)的研究主要集中于直轄市和東中部省份,少有研究關(guān)注西部地區(qū)的碳排放軌跡。四川省作為我國“清潔能源示范省”,其達(dá)峰目標(biāo)的盡快實(shí)現(xiàn)有利于在西部形成高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極,自下而上全面推動落實(shí)國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)的省域行動。鑒于此,本研究結(jié)合聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)清單算法和SD理論構(gòu)建碳排放預(yù)測模型,基于Visual Studio(VS)編制省域碳排放分析與預(yù)測模型,并借此預(yù)測9種發(fā)展模式下四川省2020—2050年的碳排放趨勢與達(dá)峰軌跡,以期準(zhǔn)確把握四川省清潔低碳轉(zhuǎn)型的最優(yōu)情景和有效路徑,助力西部地區(qū)乃至全國低碳發(fā)展藍(lán)圖的繪制。

1 模型構(gòu)建

1.1 子系統(tǒng)分析

選取能源活動、工業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)活動、廢棄物處置作為主要碳核算單元,考慮到工業(yè)化學(xué)反應(yīng)在水泥和鋼鐵等生產(chǎn)部門的碳排放聚集性,以及森林碳匯對區(qū)域碳達(dá)峰進(jìn)程的關(guān)鍵影響,將四川省碳排放系統(tǒng)劃分為經(jīng)濟(jì)、人口、能源、環(huán)境四大子系統(tǒng)。

1.1.1 經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)

經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)是四川省碳排放系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分。經(jīng)濟(jì)發(fā)展在消耗大量能源與人力資本后產(chǎn)出產(chǎn)品與服務(wù),GDP增長將帶動固定資產(chǎn)投資與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,投資增加有助于改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)施與工藝流程,三大產(chǎn)業(yè)的相互轉(zhuǎn)換以及每個產(chǎn)業(yè)的內(nèi)部調(diào)整均極大程度地影響碳達(dá)峰進(jìn)程。人均GDP的增長將帶動居民生活水平提升,促進(jìn)農(nóng)村居民向城鎮(zhèn)遷移,從而提高城市化率。決勝全面建成小康社會后,人們開始著眼于綠色低碳的發(fā)展模式,環(huán)保投入是串聯(lián)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、能源子系統(tǒng)的重要因素,技術(shù)創(chuàng)新因子與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因子直接影響節(jié)能減排的實(shí)際效果,能為區(qū)域經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入新活力。對于第二產(chǎn)業(yè),本研究同時考慮了終端能源消耗以及水泥、鋼鐵兩大工業(yè)部門化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的CO2。經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源于2001—2020年的中國統(tǒng)計年鑒、中國鋼鐵工業(yè)年鑒、中國水泥年鑒、四川省統(tǒng)計年鑒和世界鋼鐵統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。

1.1.2 人口子系統(tǒng)

人口子系統(tǒng)是四川省碳排放系統(tǒng)的重要組成部分。人口規(guī)模的擴(kuò)大將促進(jìn)內(nèi)部市場需求持續(xù)升級,寬松的生育管制也有助于解決老齡化和勞動力短缺問題,從而為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)發(fā)展注入新動能。更多能源被投入生產(chǎn)以滿足規(guī)模日益擴(kuò)張的產(chǎn)品和服務(wù)需求,并帶動居民生活垃圾的持續(xù)增加,從而影響能源和環(huán)境子系統(tǒng)。人口密度增大也將不斷推動城市建設(shè)與擴(kuò)張,增加城市對鋼鐵、水泥等建筑原材料的需求。在日常生活中,城鎮(zhèn)居民通常比農(nóng)村居民接觸到更多的碳排放源,但城鎮(zhèn)化進(jìn)程具有家庭能源利用效率高的優(yōu)勢[12],且城鎮(zhèn)居民更容易接受低碳發(fā)展新理念,因此有助于顯著減少碳排放。人口子系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源于2001—2020年中國統(tǒng)計年鑒、中國城市統(tǒng)計年鑒、中國農(nóng)村統(tǒng)計年鑒、四川省統(tǒng)計年鑒等。

1.1.3 能源子系統(tǒng)

能源子系統(tǒng)是四川省碳排放系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分。穩(wěn)定的能源供應(yīng)為經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)提供物質(zhì)基礎(chǔ),環(huán)境規(guī)制下能源“雙控”目標(biāo)也將帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級。不同品種能源排放因子差異顯著,清潔能源消費(fèi)比重提升將有效減少環(huán)境子系統(tǒng)的碳排放強(qiáng)度。考慮到電力可由風(fēng)能、水能、光伏等可再生能源轉(zhuǎn)換,且在使用過程中幾乎不會產(chǎn)生CO2,因此本研究不考慮可再生能源發(fā)電的碳排放效應(yīng)。與此同時,為了明確四川省及周邊省份碳排放的責(zé)任劃分以及可再生能源發(fā)電對區(qū)域碳減排的貢獻(xiàn)[13],依據(jù)電力外省(區(qū)、市)調(diào)入與四川省調(diào)出的差額電量核算區(qū)域電力交易過程中產(chǎn)生的CO2,并將其作為系統(tǒng)外部的間接排放。能源子系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源于2001—2020年中國能源統(tǒng)計年鑒、四川省統(tǒng)計年鑒、中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子等,為了消除單位差異造成的影響,統(tǒng)一將各品種能源消費(fèi)量折算成標(biāo)準(zhǔn)煤進(jìn)行計量。

1.1.4 環(huán)境子系統(tǒng)

環(huán)境子系統(tǒng)是四川省碳排放系統(tǒng)的核心組成部分。第二產(chǎn)業(yè)在四川省發(fā)展歷程中始終占據(jù)著重要地位,與此同時,經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展將帶動能源消費(fèi)急劇增加,居民生活水平提升也將導(dǎo)致大量固體廢棄物產(chǎn)生,均不可避免地成為區(qū)域碳排放的主要誘因。森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體,在吸收轉(zhuǎn)化CO2方面發(fā)揮主導(dǎo)作用,本研究考慮到森林生態(tài)系統(tǒng)的固碳效應(yīng),將林木生長過程中的碳吸收納入系統(tǒng)核算。環(huán)境子系統(tǒng)對其他子系統(tǒng)均能產(chǎn)生一定影響,主要表現(xiàn)在“雙碳”目標(biāo)約束下政府通過出臺一系列激勵與約束措施倒逼區(qū)域能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,從而帶動經(jīng)濟(jì)、人口與能源子系統(tǒng)聯(lián)動變化。環(huán)境子系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)來源于2001—2020年中國環(huán)境年鑒、中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒、中國環(huán)境狀況公報、四川省統(tǒng)計年鑒等。

本研究的排放因子參考文獻(xiàn)[14]至文獻(xiàn)[16]的推薦取值,并參照了2019年《氣候變化第三次國家信息通報》對碳排放清單的編制思路。針對能源活動主要核算燃料燃燒和區(qū)域電力交易過程中產(chǎn)生的CO2,參照文獻(xiàn)[17]和[18]的處理方法將IPCC清單算法中提供的燃料燃燒CO2排放因子缺省值由能量單位轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)煤單位；同時,考慮到四川省作為一次電力凈調(diào)出省份,“西電東送”工程具有減排項(xiàng)目屬性,因此電網(wǎng)供電平均CO2排放因子選用生態(tài)環(huán)境部應(yīng)對氣候變化司發(fā)布的減排項(xiàng)目中國區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子最新數(shù)據(jù)。工業(yè)生產(chǎn)主要核算水泥熟料制造和鋼鐵生產(chǎn)過程(包含生鐵生產(chǎn)、鋼材加工兩大過程)中產(chǎn)生的CO2,其中鋼材加工過程分為堿性氧氣轉(zhuǎn)爐、電弧爐和開爐3個階段[19],不同工藝生產(chǎn)占比的數(shù)據(jù)取值參考?xì)v年的世界鋼鐵統(tǒng)計數(shù)據(jù)。廢棄物處置主要核算固體廢棄物焚燒過程中產(chǎn)生的CO2。林業(yè)活動主要核算林木生長過程中吸收的CO2,其中平均生物量取值參照中國科學(xué)院基于全國6次森林資源清查資料的研究結(jié)果[20]。

為進(jìn)一步厘清系統(tǒng)變量間的邏輯關(guān)系,設(shè)定變量間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系并進(jìn)行嵌運(yùn)算,從而建立基于SD的四川省碳排放預(yù)測模型,模型結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 四川省碳排放預(yù)測模型結(jié)構(gòu)Fig.1 Structure of carbon emission prediction model in Sichuan Province

1.2 情景設(shè)定

為了考察實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的潛在路徑,基于情景分析預(yù)測不同發(fā)展模式下四川省的碳排放軌跡。將碳排放影響因素劃分為兩類：第一類為激勵因素,包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口規(guī)模、城鎮(zhèn)化水平；第二類為抑制因素,包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)創(chuàng)新。首先依據(jù)碳排放抑制因素的變化特征,將四川省碳排放系統(tǒng)的發(fā)展模式劃分為3類,即保守發(fā)展模式(CDM)、優(yōu)化發(fā)展模式(ODM)和低碳發(fā)展模式(LCDM)；基于此,進(jìn)一步結(jié)合激勵因素的變化速率,將各大發(fā)展模式細(xì)分為低速、基準(zhǔn)和高速3種子模式,共設(shè)定9種發(fā)展子模式(分別記為CDM1～CDM3、ODM1～ODM3和LCDM1～LCDM3),不同發(fā)展子模式的特征見表1。本研究使用SD軟件Vensim PLE 7.3.5進(jìn)行仿真,模擬區(qū)間為2000—2050年,時間步長取1年?？紤]到實(shí)際數(shù)據(jù)可得性,2000—2019年主要用于系統(tǒng)模型驗(yàn)證與調(diào)試,2020—2050年為系統(tǒng)仿真的預(yù)測年限。

結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展規(guī)劃及現(xiàn)有文獻(xiàn)綜述設(shè)置基準(zhǔn)情景的參數(shù)變化速率,低速與高速情景則在基準(zhǔn)情景基礎(chǔ)上以一定浮動幅度取值。經(jīng)濟(jì)發(fā)展的參數(shù)設(shè)置主要參考《四川省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《2030年的中國：建設(shè)現(xiàn)代化、和諧、有創(chuàng)造力的社會》以及對中國經(jīng)濟(jì)增速的預(yù)測結(jié)果[21-22]。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)置參考了胡鞍鋼[23]的預(yù)測結(jié)果,且考慮到中國預(yù)計在2050年人均GDP達(dá)到世界銀行所定義的“高收入國家”中位數(shù)水平,而四川省在未來一段時間內(nèi)第二產(chǎn)業(yè)仍會保持較高的比重,因此產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢貼合德國和日本位于“高收入國家”中位數(shù)時的結(jié)構(gòu)特征[24]。與此同時,農(nóng)業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),在龐大的人口基數(shù)背景下糧食安全尤為重要,故未來我國第一產(chǎn)業(yè)的比重將高于發(fā)達(dá)國家,因此本研究結(jié)合灰色系統(tǒng)預(yù)測模型對第一產(chǎn)業(yè)占比參數(shù)進(jìn)行校正。人口規(guī)模的參數(shù)設(shè)置主要參考《四川省人口發(fā)展中長期規(guī)劃》《“健康四川2030”規(guī)劃綱要》《國家人口發(fā)展規(guī)劃(2016—2030年)》《四川省第七次全國人口普查公報》以及四川省統(tǒng)計局基于1%人口抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)[25]的預(yù)測結(jié)果。城鎮(zhèn)化水平的參數(shù)設(shè)置主要參考《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020年)》《四川藍(lán)皮書：四川城鎮(zhèn)化發(fā)展報告(2020)》。能源結(jié)構(gòu)的參數(shù)設(shè)置主要參考《四川省國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》《2050年世界與中國能源展望》《關(guān)于四川省創(chuàng)建國家清潔能源示范省有關(guān)事項(xiàng)的復(fù)函》。技術(shù)創(chuàng)新的參數(shù)設(shè)置主要參考《四川省節(jié)能減排綜合工作方案(2017—2020年)》《中國能源前景2018—2050》《2050年世界與中國能源展望》。

2 省域碳排放分析與預(yù)測軟件編制

基于所構(gòu)建的碳排放預(yù)測SD模型,結(jié)合VS進(jìn)行省域碳排放分析與預(yù)測軟件的編制,從而實(shí)現(xiàn)省域碳排放峰值預(yù)測與達(dá)峰時間分析的智能化、高效化。軟件旨在實(shí)現(xiàn)以下功能：

(1) 實(shí)現(xiàn)省域碳排放趨勢的預(yù)測。首先輸入研究區(qū)域基準(zhǔn)年限的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模、城鎮(zhèn)化水平、能源結(jié)構(gòu)、技術(shù)創(chuàng)新等基礎(chǔ)參數(shù),同時結(jié)合不同參數(shù)的基準(zhǔn)發(fā)展速率,在選定相應(yīng)的情景模式后,用軟件預(yù)測得出該模式下研究區(qū)域2020—2050年的碳排放量,主要借助Microsoft Access數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的儲存及歸檔。

(2) 研判省域低碳發(fā)展的最優(yōu)模式。通過調(diào)用Microsoft Access數(shù)據(jù)庫中的存檔數(shù)據(jù),將不同模式的碳排放趨勢展示在同一張可視化圖表上,從而便于直觀把握差異化碳達(dá)峰軌跡；自行識別并輸出相應(yīng)的碳排放峰值與達(dá)峰時間,結(jié)合情景分析明確省域低碳發(fā)展的最優(yōu)模式。

表1 四川省碳排放預(yù)測情景設(shè)計Table 1 Scenario design of carbon emission prediction in Sichuan Province

軟件總體編制思路見圖2。

圖2 軟件總體編制思路Fig.2 Overall compilation idea of software

3 仿真與預(yù)測

基于所構(gòu)建的SD-VS集成模型對9種發(fā)展子模式開展仿真模擬,得到2020—2050年四川省碳排放變化趨勢(見圖3)和不同發(fā)展子模式下四川省碳排放峰值及達(dá)峰時間(見表2)。

圖3 四川省碳排放變化趨勢Fig.3 Changes of carbon emissions in Sichuan Province

由仿真結(jié)果可得,四川省碳排放有望在2025—2049年期間達(dá)到峰值,累積碳排放量為737 873萬～1 273 123萬t。不同發(fā)展子模式下四川省碳排放達(dá)峰時間從早到晚依次為LCDM1、ODM1/LCDM2、CDM1、ODM2、LCDM3、CDM2、ODM3、CDM3；累積碳排放量表現(xiàn)為CDM3>ODM3>CDM2>LCDM3>ODM2>CDM1>LCDM2>ODM1>LCDM1。在所設(shè)定的9種發(fā)展子模式中,ODM1、LCDM1、LCDM2可以實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo),且在上述發(fā)展子模式下四川省經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源消耗、碳排放增量持續(xù)脫鉤,單位GDP能耗與單位能耗碳排放強(qiáng)度持續(xù)改善,2030年相對于2015年分別下降了53.77%和27.89%(ODM1)、53.76%和26.39%(LCDM1)、50.73%和25.92%(LCDM2)；CDM下的3個發(fā)展子模式均無法實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo)。

表2 不同發(fā)展子模式下四川省碳排放峰值及達(dá)峰時間Table 2 The value and time of peak carbon emissions in Sichuan Province under different development sub-modes

GDP增速下降、人口規(guī)模收縮以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程減緩將有效控制四川省的碳排放體量,但在低碳規(guī)制水平較低時各個子模式均不能實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo),這是由于：(1)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展往往伴隨著大量資源消耗,導(dǎo)致碳排放量顯著上升,但通過犧牲經(jīng)濟(jì)增長以限制碳排放難以獲得長久成效。(2)人口規(guī)模主要通過“人群效應(yīng)”[26]對碳排放產(chǎn)生影響,目前四川省人口基數(shù)巨大,人口增長引發(fā)城市擴(kuò)張,居民日常生活、建筑房屋和市政基礎(chǔ)設(shè)施工程都將消耗大量能源和工業(yè)產(chǎn)品；與此同時,近年來隨著老齡化和勞動力短缺現(xiàn)象日益加劇,“三孩”生育政策正式落地,因此人口增長對碳排放的強(qiáng)勁貢獻(xiàn)在短時間內(nèi)難以改變。(3)城鎮(zhèn)化水平具有“雙刃劍”特性,一方面,在決勝全面建成小康社會后,城鎮(zhèn)居民往往著眼于高水平的財富與精神需求,新興服務(wù)業(yè)和生活能源消費(fèi)作為家庭活動的一部分,對區(qū)域碳排放的貢獻(xiàn)不容忽視；另一方面,新型城鎮(zhèn)化建設(shè)具有生態(tài)修復(fù)功能,新入居民通過享受現(xiàn)代能源服務(wù)轉(zhuǎn)變用能行為(例如由散煤供暖轉(zhuǎn)變?yōu)槿細(xì)夤┡?、由薪柴消耗轉(zhuǎn)變?yōu)榧杏脷?,并帶動城市公共基礎(chǔ)設(shè)施利用效率和可訪問性的提高,綠地面積不斷擴(kuò)大,居民節(jié)能減排意識逐漸增強(qiáng),對碳排放產(chǎn)生顯著抑制作用。由此說明,在復(fù)雜經(jīng)濟(jì)社會網(wǎng)絡(luò)下僅僅依靠限制發(fā)展很難有效推進(jìn)區(qū)域清潔低碳轉(zhuǎn)型,碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)離不開政府管控的“有形之手”。在經(jīng)濟(jì)、社會、人口系統(tǒng)均處于高速發(fā)展時,各個發(fā)展子模式也難以實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo),即使節(jié)能減排措施的實(shí)施力度達(dá)到最大,其達(dá)峰時間也與目標(biāo)時間相距10年,難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)“雙贏”的局面。這表明快速的人口和經(jīng)濟(jì)增長以及離散的城市擴(kuò)張容易導(dǎo)致碳排放陡增,盡管此時可能有助于社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居住空間改善,但會以掠奪性資源開發(fā)以及高能耗為代價。從長遠(yuǎn)來看,失去廣闊土地和浪費(fèi)自然資源造成的負(fù)面影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過相關(guān)的經(jīng)濟(jì)利益,因此在四川省碳達(dá)峰進(jìn)程中應(yīng)避免粗放型的失控增長模式。

LCDM1的碳排放峰值及累積碳排放量最小(737 873 萬t),且能夠最早實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)(2025年),但該模式要求在經(jīng)濟(jì)、社會、人口系統(tǒng)發(fā)展速率較低時,保持高水平的節(jié)能降碳技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,節(jié)能減排措施的實(shí)施效果超出當(dāng)前預(yù)期目標(biāo),在理論上可作為理想的發(fā)展模式；但在現(xiàn)實(shí)生活中此模式通常出現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家發(fā)展歷程的中后期,依靠發(fā)展前期積累的社會財富與國際競爭力,在保持經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量穩(wěn)步向前發(fā)展的同時,注重人與生態(tài)環(huán)境的和諧共處,因此低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為成熟?？紤]到四川省經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展仍處于上升期,以能源化工、裝備制造為代表的第二產(chǎn)業(yè)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)增長的重要支柱,普遍存在產(chǎn)能過剩問題,能源消耗具有高度聚集性,且四川省目前仍處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化階段,大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)意味著建筑業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)正在逐步取代工業(yè)部門成為主要的碳排放源[27]；與此同時,目前四川省的低碳效率提升很大程度上得益于結(jié)構(gòu)改善,如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,但隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)接近效率邊界,邊際成本也相應(yīng)增加,且近年來能源低碳化利用技術(shù)的發(fā)展存在一定屏障,技術(shù)創(chuàng)新的節(jié)能減排效果未得到有效凸顯,因此LCDM1并不適用。ODM1在LCDM1子模式基礎(chǔ)上降低了節(jié)能減排措施的實(shí)施力度從而降低了模式的應(yīng)用難度,同時能夠保證四川省在2030年碳排放達(dá)到峰值(29 385萬t)。此發(fā)展子模式下四川省人口達(dá)峰時間預(yù)計推遲至2031年,2050年城鎮(zhèn)化率預(yù)計達(dá)到74%,低于北京市、上海市等城市的先進(jìn)水平,并與西方發(fā)達(dá)國家相距甚遠(yuǎn)。雖然此發(fā)展子模式下管理部門積極投身于碳減排領(lǐng)域的相關(guān)工作,保證碳排放峰值和累積碳排放量相對較低,但經(jīng)濟(jì)增速下降難以滿足居民日益增長的財富與精神需求,甚至可能由于缺乏土地、能源、勞動力等資源支持,對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成嚴(yán)重的負(fù)面影響,因此ODM1不利于四川省的可持續(xù)發(fā)展。

LCDM2在ODM1的基礎(chǔ)上保持中等的經(jīng)濟(jì)增速,既不會出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)危機(jī)也避免了躍進(jìn)式發(fā)展；有序推進(jìn)人口結(jié)構(gòu)優(yōu)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程,人口達(dá)峰時間預(yù)計為2028年。此模式在高度重視生態(tài)文明建設(shè)的同時協(xié)同推進(jìn)生產(chǎn)要素的高質(zhì)量發(fā)展,能源清潔低碳化利用水平較高,資本密集型產(chǎn)業(yè)不斷向技術(shù)密集型、知識密集型轉(zhuǎn)變,2030年的碳排放量比LCDM1約高出2 891萬t,比ODM2約減少2 545萬t,碳排放強(qiáng)度在2015年的水平上下降65.96%。考慮到目前四川省仍處于“從經(jīng)濟(jì)大省向經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省跨越”的重要階段,碳達(dá)峰工作不能以過度犧牲社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展為代價,從長遠(yuǎn)來看,LCDM2為四川省在保持經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長的同時實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰目標(biāo)提供了一種可持續(xù)發(fā)展思路。在此種發(fā)展子模式下,若進(jìn)一步加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新力度,加快構(gòu)建“5+1”現(xiàn)代工業(yè)體系與“4+6”現(xiàn)代服務(wù)業(yè)體系,把綠色低碳融入治蜀興川各方面全過程,把節(jié)能減排作為推動高質(zhì)量發(fā)展和建設(shè)“美麗四川”的重要著力點(diǎn),則有望超前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo),從而提前探索峰值管理工作,為全國和其他省份提供示范效應(yīng)。

4 建 議

(1) 推進(jìn)可持續(xù)低碳經(jīng)濟(jì)格局,聚焦搶抓重大戰(zhàn)略機(jī)遇發(fā)力。搶抓新時代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等重大戰(zhàn)略機(jī)遇,堅持產(chǎn)城融合,積極發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì),使未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展與碳排放增量脫鉤。考慮到西部地區(qū)外商投資大多以資源型為導(dǎo)向,四川省應(yīng)積極引導(dǎo)資本打造低碳產(chǎn)業(yè)集群,完善支持綠色低碳轉(zhuǎn)型的財稅金融體制,以電力體制改革為重點(diǎn)深化要素市場化改革。全面提升森林碳匯對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的生態(tài)貢獻(xiàn),深入實(shí)施全域增綠行動,充分發(fā)揮西部碳排放權(quán)交易中心作用,提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量和效益。

(2) 人口結(jié)構(gòu)優(yōu)化與居民素質(zhì)提升并舉,聚焦凝聚低碳生活共識發(fā)力。大力倡導(dǎo)簡約適度的生產(chǎn)生活方式和消費(fèi)理念,鼓勵低碳出行,突出職住平衡,推行垃圾分類、減量化和就近資源化利用,實(shí)施“四川節(jié)能節(jié)水行動”；建立健全體現(xiàn)生態(tài)價值的低碳價格機(jī)制,加強(qiáng)低碳標(biāo)識認(rèn)證,促進(jìn)環(huán)境成本內(nèi)部化,引導(dǎo)企業(yè)增加綠色產(chǎn)品和服務(wù)供給；黨政機(jī)關(guān)帶頭推廣電子化、無紙化辦公和綠色采購,建立合作的社會責(zé)任體系,助力政府、企業(yè)、個人牢固樹立自愿減排理念。

(3) 持續(xù)推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè),聚焦提升低碳基礎(chǔ)能力發(fā)力。突出成都市、廣元市等“低碳試點(diǎn)城市”示范效應(yīng),深刻彰顯成都市美麗宜居公園城市理念,推進(jìn)全國首創(chuàng)“碳中和垃圾分類站”等低碳基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。積極推廣新能源汽車,完善低碳交通體系,加快推進(jìn)“軌道公交慢行”三網(wǎng)融合,推動鐵路公交化高效運(yùn)營。提升綠色低碳建筑標(biāo)準(zhǔn),加快發(fā)展裝配式建筑,穩(wěn)步推進(jìn)“無廢城市”建設(shè)。持續(xù)優(yōu)化城鎮(zhèn)空間布局,實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)由分散、單核發(fā)展向緊湊、多核發(fā)展轉(zhuǎn)變。

(4) 完善頂層設(shè)計規(guī)劃,聚焦構(gòu)建綠色低碳產(chǎn)業(yè)發(fā)力。聚焦鋼鐵、水泥生產(chǎn)、火力發(fā)電等四川省碳排放重點(diǎn)行業(yè),完善溫室氣體數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理體系,出臺低碳改造技術(shù)指南。做強(qiáng)綠色低碳制造業(yè),大力發(fā)展新材料、節(jié)能環(huán)保、油氣鉆采及海洋工程裝備、新能源汽車等先進(jìn)產(chǎn)業(yè),壯大綠色金融、森林康養(yǎng)等綠色低碳服務(wù)業(yè),大力發(fā)展低碳循環(huán)農(nóng)業(yè),高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)國家資源循環(huán)利用基地,加大低碳產(chǎn)品認(rèn)證力度,通過土地整治和集約利用增加碳匯。

(5) 拓寬清潔能源大省基礎(chǔ),聚焦加快能源低碳轉(zhuǎn)型發(fā)力。加快常規(guī)和非常規(guī)天然氣勘探開發(fā)步伐,提升中國“氣大慶”建設(shè)水平,助力“氣化全川”。發(fā)揮四川省風(fēng)能、光伏發(fā)電、水電資源得天獨(dú)厚的資源優(yōu)勢,突出“風(fēng)電、光電等清潔能源大面積上網(wǎng)”前提下的電力系統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)和調(diào)度能力建設(shè),強(qiáng)化分布式能源項(xiàng)目建設(shè),增強(qiáng)能源保障能力,提升基層能源供給韌性。