吳曉珍，景曉瑋，趙慶建

（南京林業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，南京210037）

1 概述

最近世界氣象組織發(fā)布的《2018年全球氣候狀況聲明》顯示，2018年全球的二氧化碳排放量比上年增加了1.6%，全球溫室氣體濃度創(chuàng)下紀(jì)錄，導(dǎo)致海平面上升，南北兩極冰面消融，而這一趨勢在2019年仍將持續(xù)。面對如此嚴(yán)峻的事實，人類應(yīng)對全球變暖的努力趕不上氣候變化的速度，必須盡快找到可持續(xù)的解決方案。我國的經(jīng)濟體量大、增速快，作為溫室氣體排放大國，必須切實當(dāng)前的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顟B(tài)，找到一條綠色經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展道路，以負責(zé)任的姿態(tài)履行發(fā)展低碳經(jīng)濟的承諾。在此背景下，碳排放的影響因素、碳排放的潛力預(yù)測等方面受到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，主要的研究思路圍繞因素分解法以及計量經(jīng)濟學(xué)兩種展開。在研究碳排放影響因素方面，主要有Dietz等在Kaya模型基礎(chǔ)上建立的IPAT方程的隨機模型——STIRPAT模型；灰色關(guān)聯(lián)度分析、對數(shù)均值迪式分解法LMDI以及向量自回歸VAR模型。在碳排放的潛力預(yù)測方面，主要有基于長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)模型LEAP的情景分析、蒙特卡洛動態(tài)模擬研究等。

LEAP模型是一種能對能源系統(tǒng)進行情景分析和計算的能源技術(shù)模型。目前LEAP模型得到了國內(nèi)外許多學(xué)者的應(yīng)用。于灝[1]等通過利用LEAP模型構(gòu)建了北京市客運交通能源環(huán)境模型，測算了北京市在未來不同政策下CO2的排放趨勢，最后認為改善交通結(jié)構(gòu)并限制私家車的使用對降低北京市客運交通能源需求和CO2排放起很大作用。楊順順[2]通過構(gòu)建長江經(jīng)濟帶分區(qū)域碳排放LEAP模型，核算了現(xiàn)狀排放量，并對2015-2030年碳排放變化進行情景分析，結(jié)果表明長江經(jīng)濟帶空間上東部區(qū)域排放占比最高，貢獻源上以終端能耗碳排放為主，并指出2030年左右碳排放將達到峰值，中部區(qū)域?qū)⒊蔀樘寂欧诺淖罡甙鍓K。劉艷艷[3]運用LEAP模型對江西省2010-2030年的交通運輸業(yè)排放進行預(yù)測分析，結(jié)果表明必須將不同的能源合理分配到交通運輸?shù)母鱾€部門中，才能緩解能源供應(yīng)壓力，減少碳排放。國外學(xué)者Di.Sbroiavacca等[4]利用LEAP模型評估各種氣候變化控制政策對阿根廷2010-2050年期間的一次能源消耗、末端能源消耗、電力部門發(fā)展和能源部門的CO2碳排放影響。Safaai等[5]采用LEAP模型對馬來西亞的電力部門、交通運輸部門、工業(yè)部門和建筑部門的CO2排放進行預(yù)測分析，結(jié)果表明2020年馬來西亞的碳排放量將達到2.853億t，且電力部門是最大的碳排放行業(yè)，約占43.4%。

對于林漿紙產(chǎn)業(yè)碳排放的研究，趙慶建、溫作民等[6]基于林漿紙供應(yīng)鏈的多次層次投入產(chǎn)出模型，建立隱含碳流與碳排放模型，對各層次和部門的隱含碳流與碳排放進行計算和描述，找出了熱點碳排放源與碳流路徑，幫助企業(yè)從生產(chǎn)系統(tǒng)優(yōu)化、設(shè)備技術(shù)改造、新能源替代、低碳原材料使用等方面探索可持續(xù)發(fā)展的路徑。陳誠和邱榮祖[7]基于我國制漿造紙工業(yè)特點，從供應(yīng)鏈的視角對我國制漿造紙工業(yè)的能源消耗和碳排放量進行估算，提出了一種在遵守IPCC指導(dǎo)方針的前提下，既能區(qū)分進口和國產(chǎn)不同的供應(yīng)鏈投入，也能考慮到供應(yīng)鏈上能源原料本質(zhì)及多用性的計算方法。Shabbir I，Mirzaeian M[8]從節(jié)能減排的視角對巴基斯坦的制漿造紙工業(yè)的能源效率與CO2減排潛力開展研究，結(jié)果表明，熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)于軋機實際熱能需求16.9%的節(jié)能潛力，使目前的碳排放水平降低14.3%。

根據(jù)對國內(nèi)外相關(guān)文獻的分析，可以發(fā)現(xiàn)已有的研究多是針對工業(yè)中如交通運輸業(yè)、電力部門等高污染、高排放的某些公眾熟知的行業(yè)開展，林漿紙行業(yè)也是一個高能耗、高排放的行業(yè)，但是由于其更具有專業(yè)性，技術(shù)和管理領(lǐng)域也不為公眾熟知，針對該行業(yè)碳排放的深入研究也相對缺乏?；诖?，本文對中國林漿紙行業(yè)的能源需求與碳排放開展了調(diào)研，以2016年為基準(zhǔn)年，設(shè)定了1個碳排放基準(zhǔn)情景和縮減產(chǎn)能、技術(shù)推廣以及碳交易市場3個碳減排政策情景。從宏觀經(jīng)濟視角出發(fā)，采用情景分析法，運用LEAP模型模擬各情景下的能源需求與碳排放情況，旨在為我國林漿紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展節(jié)能減排尋找一條可持續(xù)發(fā)展的道路。

2 LEAP模型與碳排放情景設(shè)定

2.1 LEA P模型概述

LEAP(Long-range Energy Alternatives Planning System)，即長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)，由美國波士頓大學(xué)與斯德哥爾摩環(huán)境研究所共同開發(fā)，是一種以情景分析法為基礎(chǔ)的自下而上分析的能源—環(huán)境核算工具。LEAP模型一般基于能源建模軟件LEAP實現(xiàn)，LEAP軟件包含了能源需求預(yù)測、能源轉(zhuǎn)換、生物質(zhì)資源、環(huán)境影響預(yù)測及成本分析等模塊，這些模塊通常可以互相組合，形成一個或若干個具體的方案。然后通過在模塊中建立相應(yīng)模型、設(shè)置相關(guān)參數(shù)以實現(xiàn)所研究對象對環(huán)境的影響以及成本預(yù)測等[9]。

相比于其他模型，LEAP具有容易使用、輸入數(shù)據(jù)后自動運算分析的優(yōu)勢，是一個很好的構(gòu)建能源需求與供給的量化模型，使結(jié)果具體化、可視化；同時模型設(shè)置了不同情景參數(shù)以改變最終結(jié)果，方便決策者從不同情景中選擇系統(tǒng)最佳方案；另一方面，LEAP模型提供了環(huán)境數(shù)據(jù)庫，決策者既可鏈接使用軟件自帶數(shù)據(jù)庫，也可以自行輸入數(shù)據(jù)，對研究對象進行費用效益分析，同時優(yōu)化選擇。最后，LEAP模型可以讓用戶根據(jù)現(xiàn)有的能源需求與數(shù)據(jù)進行能源預(yù)測，有助于制定和實施減少溫室氣體排放、節(jié)約能源等能源政策。

2.2 能源需求與C O2排放計算

2.2.1 能源需求

該模塊用于預(yù)測將來的能源需求。一般需先建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常包括部門、子部門、終端使用以及設(shè)備四個層次。例如，本文的研究部門是工業(yè)，則它的子部門就是林漿紙產(chǎn)業(yè)，熱電站動力鍋爐是其中一個終端，而煤鍋爐就是終端使用的設(shè)備之一。能源需求通常由部門的活動水平以及活動水平所對應(yīng)的能源強度決定。以下為LEAP模型計算能源需求總量的公式。

上述公式中，EC代表能源消耗總量；ALj，i表示第i個部門的第j個終端能源使用活動水平；EIj，i表示該活動水平下的能源強度。能源強度能反映能源的利用效率，通常指單位經(jīng)濟活動所需要的能源總量，一般用單位的GDP能耗表示。所以能源強度越高，則能源利用效率越低，GDP對能源的依賴也就越大，反之亦然。當(dāng)對未來經(jīng)濟活動水平進行預(yù)測時，LEAP模型提供了內(nèi)推法、彈性系數(shù)法及增長率。

2.2.2 碳排放

本參考聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會發(fā)布的碳排放計算指南，用碳排放系數(shù)法主要核算林漿紙行業(yè)能源活動消耗煤炭、石油、天然氣一次電力以及其他燃料產(chǎn)生的二氧化碳排放量。計算公式為:

其中C為碳排放總量；Ci為各種能源的碳排放量，ei為各種能源的消耗量，μi為第i種能源的碳排放系數(shù)。各種燃料的碳排放系數(shù)見表1

表1 各種燃料的碳排放系數(shù)

2.3 林漿紙企業(yè)碳排放情景設(shè)定

2.3.1 宏觀經(jīng)濟假設(shè)

近幾年，我國經(jīng)濟增速顯示出下滑跡象，在2016年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值達到74.4萬億元，比上年增長6.7%，增長率創(chuàng)下1990年以來最低；在2017年，我國經(jīng)濟連續(xù)10個季度穩(wěn)定在6.7%-6.9%區(qū)間內(nèi)，依然存在很明顯的經(jīng)濟增長壓力；在2018年，我國國內(nèi)生產(chǎn)總值同比增長6.6%，創(chuàng)28年新低。對于未來中國經(jīng)濟會保持在多高的增長水平上，國際貨幣基金組織、國務(wù)院發(fā)展研究中心“中長期增長”課題組、中國社會科學(xué)院“中國經(jīng)濟增長前沿”課題組以及中國社會科學(xué)院的蔡昉教授都進行深入思考與研究。國際貨幣基金組織（2017年）發(fā)布的《世界經(jīng)濟展望》中預(yù)測中國2017-2022年各年分別增長6.58%、6.17%、6.00%、5.90%、5.80%和5.70%。Pritchettand Summers[10]認為中國經(jīng)濟增長率在2013-2023和2023-2033年期間達到5.01%和3.28%。陸旸和蔡昉[11]認為中國在2016-2020年、2021-2025年、2026-2030年、2031-2035年、2036-2040年、2041-2045年和2046-2050年的潛在增長率分別為6.600%、5.633%、4.983%、4.540%、3.935%、3.151%和2.474%。易信[12]對我國未來30年經(jīng)濟增長前景進行了預(yù)測，結(jié)果表明在2049年我國的經(jīng)濟增速將下降至3.1%-4.2%。

本文參考相關(guān)文獻以及國家“十三五”規(guī)劃綱要中提出的目標(biāo)要求，以中國宏觀經(jīng)濟變量為出發(fā)點，考慮國內(nèi)生產(chǎn)總值、城市化率、總?cè)丝凇⑷螽a(chǎn)業(yè)比重等因素開展研究，對中國經(jīng)濟的判斷與預(yù)測，本文假設(shè)了設(shè)置的各情景中2016-2041年的宏觀經(jīng)濟參數(shù)，如表2所示。

表2 宏觀經(jīng)濟基本假定

2.3.2 情景定義

本文建立了1個基準(zhǔn)情景和3個政策情景。政府需建立相應(yīng)的政策法規(guī)來規(guī)范管理林漿紙一體化企業(yè)，淘汰落后產(chǎn)能，同時積極推廣低碳節(jié)能技術(shù)，提高低碳節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用率，從技術(shù)升級的角度提高企業(yè)的能源利用率，從而減少碳排放。4個情景的模擬時間均為2016-2041年，以2016年為基準(zhǔn)年，具體情況如下:

①基準(zhǔn)情景:以2016年林漿紙企業(yè)碳排放為基礎(chǔ)參考年，假設(shè)企業(yè)不采取任何節(jié)能減排規(guī)劃措施，政府不頒布任何改善目標(biāo)和改進政策，林漿紙產(chǎn)業(yè)按自然趨勢發(fā)展。

②縮減產(chǎn)能情景:假設(shè)林漿紙一體化行業(yè)按照《十三五總量減排要求對造紙行業(yè)發(fā)展的影響》的規(guī)定，逐步淘汰造紙產(chǎn)業(yè)落后產(chǎn)能，制定產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，按照中國經(jīng)濟供給側(cè)改革和節(jié)能減排政策進行調(diào)控，做好長期碳減排綠色規(guī)劃。

③技術(shù)推廣情景:假設(shè)林漿紙產(chǎn)業(yè)從技術(shù)的角度積極思考節(jié)能減排措施，并參考《造紙工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)指南》中提到的造紙工業(yè)流程節(jié)能減排技術(shù)改進方法，對備料、制漿、堿回收等一系列流程進行技術(shù)上的升級或設(shè)備上的改造，政府采用“強制+激勵”的手段在林漿紙一體化行業(yè)中推廣指南所提到的節(jié)能減排技術(shù)。

④碳交易市場情景.市場情景建立在國家頒布的全國性碳排放交易政策之上，在碳排放交易市場的情景中，林漿紙領(lǐng)域的企業(yè)不得不積極進行碳減排規(guī)劃。由于技術(shù)落后，很多企業(yè)無法完成碳減排指標(biāo)導(dǎo)致利潤受到影響，企業(yè)將主動采取降低產(chǎn)量的方式以完成碳減排目標(biāo)。表3具體描述了各情景的參數(shù):

表3 情景描述與主要參數(shù)設(shè)定

3 模擬結(jié)果分析

3.1 能源需求情景模擬

根據(jù)假定的情景，借助LEAP軟件進行政策的模擬，可以得出在四種不同的假設(shè)情景、下的能源需求。從圖1可以看出:中國林漿紙產(chǎn)業(yè)能源需求在四種假設(shè)情景下都呈下降趨勢，其中基準(zhǔn)情景下能源需求量由13.9億吉焦減少到12.5億吉焦；縮減產(chǎn)能情景下需求量下降到6.6億吉焦；技術(shù)推廣情景下能源需求量下降到7.5億吉焦；碳交易市場情景下能源需求量下降到4.9億吉焦。綜合看來，碳交易市場情景對于林漿紙產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排效果最好。

圖1 2016—2041年各情景下能源需求情景

3.2 二氧化碳排放情景模擬

根據(jù)假定的情景，借助LEAP軟件進行政策的模擬，可以得出在四種不同的假設(shè)情景下的二氧化碳排放量。由圖2可以看出:二氧化碳排放量在四種假設(shè)情景下都呈下降趨勢，其中基準(zhǔn)情景下排放量由1.27億t減少到1.14億t；縮減產(chǎn)能情景下排放量下降到5900萬t；技術(shù)推廣情景下排放量下降到6350萬t；碳交易市場情景下排放量下降到3610萬t。綜合的看來，碳交易市場對于林漿紙產(chǎn)業(yè)減排效果最好。

圖2 2016—2041年各情景下CO2排放情況

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

通過建立四種假設(shè)的政策情景，采用情景分析法模擬分析政策推行效果，得出以下幾點結(jié)論:

中國林漿紙產(chǎn)業(yè)具有很大的節(jié)能減排潛力，政府通過建立節(jié)能減排政策對林漿紙產(chǎn)業(yè)低碳發(fā)展是十分有效的。根據(jù)LEAP模型軟件模擬的結(jié)果可以看出，文中假設(shè)的4種政策情景對于節(jié)能減排的效果不一，其中碳交易市場政策對于造紙產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的效果最好，其次為縮減產(chǎn)能政策，再其次為技術(shù)推廣政策，最后為基準(zhǔn)情景。通過排序可以得出:政府如果想通過政策的建立促進高能耗、高排放的林漿紙企業(yè)向節(jié)能減排的綠色方向發(fā)展，應(yīng)優(yōu)先考慮建立碳交易市場政策，其次為建立有效化解產(chǎn)能政策或淘汰落后產(chǎn)能政策，最后為推廣國內(nèi)外先進技術(shù)政策。

如果政府在林漿紙行業(yè)推廣《國家低碳節(jié)能技術(shù)（2017年版本）》中相關(guān)的先進節(jié)能低碳技術(shù)，國內(nèi)林漿紙產(chǎn)業(yè)的能源消耗會大幅降低，且二氧化碳等溫室氣體的排放也將得到有效控制。通過控制國內(nèi)林漿紙產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能，能夠緩解產(chǎn)能過剩的問題，同時可以達到節(jié)能減排的效果。落后產(chǎn)能的淘汰有利于推進林漿紙行業(yè)的“供給側(cè)”改革，推動該產(chǎn)業(yè)向著高技術(shù)水平方向發(fā)展。

模擬結(jié)果表明，通過建立碳交易市場政策在林漿紙產(chǎn)業(yè)中的減排效果是最為有效的。碳交易市場政策的建立，二氧化碳排放的外部成本將直接成為企業(yè)的內(nèi)部成本，這一轉(zhuǎn)變將有效推動林漿紙產(chǎn)業(yè)向著節(jié)能減排方向努力改進，通過設(shè)備引進和技術(shù)升級改造來實現(xiàn)節(jié)能減排的目的，碳排放交易政策將有效推動國內(nèi)林漿紙產(chǎn)業(yè)向著綠色發(fā)展方向發(fā)展。

表4 林漿紙產(chǎn)業(yè)節(jié)能技術(shù)

4.2 政策建議

建立林漿紙產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能化解機制政府要從產(chǎn)能化解的角度建立長效的機制。除了要充分利用政府的宏觀調(diào)控作用，同時要調(diào)動市場的自我調(diào)節(jié)能力，多維度地建立化解產(chǎn)能的有效政策。如今產(chǎn)能過剩成為了工業(yè)領(lǐng)域普遍存在的問題，制約著林漿紙企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。因此，政府首先要針對產(chǎn)能落后的部分企業(yè)，積極管制，出臺淘汰落后產(chǎn)能的相關(guān)政策，能夠合理地規(guī)劃林漿紙產(chǎn)業(yè)的布局。隨著供給側(cè)改革的持續(xù)推進，林漿紙產(chǎn)業(yè)要能夠主動適應(yīng)這種“新常態(tài)”節(jié)奏，把慣有的靠產(chǎn)能或價格競爭以搶奪市場份額的思路轉(zhuǎn)變到向著技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量提升的方向上來。能夠充分發(fā)揮好造紙業(yè)政策約束和引導(dǎo)作用，進一步地推進信息化建設(shè)，將信息預(yù)警系統(tǒng)建立起[13]。

引進和推廣國內(nèi)外先進技術(shù)認真落實《國家低碳節(jié)能技術(shù)（2017年版本）》在中國林漿紙行業(yè)的推廣，讓中國造紙業(yè)從技術(shù)升級的角度實現(xiàn)質(zhì)的轉(zhuǎn)變，供給側(cè)改革推動著中國制造業(yè)向“精品”制造方向邁進，同時要求其符合環(huán)境友好。政府可推廣目前審批完成的可以應(yīng)用于林漿紙產(chǎn)業(yè)的低碳節(jié)能技術(shù)，讓這些有利于節(jié)能減排的技術(shù)更多地被造紙企業(yè)應(yīng)用起來，可以采用“激勵+強制”手段進行技術(shù)推廣，對于那些不能達到節(jié)能減排行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的林漿紙企業(yè)，制定嚴(yán)格的懲處措施并能夠落地實施，確保能夠推動造紙行業(yè)向綠色產(chǎn)業(yè)方向轉(zhuǎn)型。

政府要致力于推進碳交易的制度化建設(shè)，我國碳市場發(fā)展的最大短板，在于碳金融體系深化發(fā)展和創(chuàng)新不足。政府需要關(guān)注目前碳排放交易權(quán)配額分配方法的效率，同時也兼顧碳交易市場的監(jiān)管建設(shè)[14]。就目前國內(nèi)七個碳排放交易市場試點的情況看來，以配額規(guī)模較大的湖北市場為例，湖北省碳排放權(quán)交易中心有相關(guān)規(guī)定，配額若跨期儲存前提是該配額是通過交易市場購入的，這種方式表面上看來提升了湖北省碳排放交易規(guī)模，其實暗藏了很多隱患。如果出現(xiàn)了配額供給剩余，將導(dǎo)致拋壓，從而導(dǎo)致價格出現(xiàn)大幅下滑，在2016年7月臨近履約時，湖北市場突然出現(xiàn)大量的供給，但是由于市場需求不足導(dǎo)致碳價下滑嚴(yán)重，迫于壓力，湖北省排放權(quán)交易中心將價格日內(nèi)跌幅由10%強行調(diào)為1%，雖然一定程度上穩(wěn)定了碳價，但是卻在市場上引起了很大爭議。政府要致力于建立一個具有監(jiān)管力度的碳排放權(quán)交易市場，讓高耗能、高排放的林漿紙企業(yè)覆蓋其中，挖掘造紙企業(yè)的減排潛力，促進該行業(yè)向著節(jié)能、低碳化方向發(fā)展。另外，政府所推進的節(jié)能減排政策能否落地執(zhí)行，取決于政策能否被嚴(yán)格實施起來，建議政府在制定政策時建立相應(yīng)的履約機制，能夠有效監(jiān)督節(jié)能減排政策的實施效果，實現(xiàn)閉環(huán)管理。