我国能源、环境和气候变化协同治理研究

姜玲玲 王卫权

摘 要：当前，我国能源效益持续下降，环境污染治理进入攻坚阶段，温室气体减排仍未达峰。“十二五”和“十三五”实践表明，环境污染和应对气候变化推动了能源结构优化，而能源结构优化则有效减少了环境污染和温室气体排放。欧盟经验表明，大力发展非化石能源可实现三者协同治理。未来，我国可以通过大力提高能效，控制化石能源消费总量，大幅提高非化石能源比例，制定三者协同治理的制度规范等措施实现三者协同治理。

关键词：能源 环境 气候变化 协同

一、引言

硫氧化物、氮氧化物、臭氧和颗粒物造成的大气污染对人类健康、环境、经济和食品安全都带来了较大的影响，这些污染物的主要来源于化石能源的生产和消费。不仅如此，2014年，能源排放占据了温室气体排放量的73%[1]。为此，美国、欧盟和日本采取了一系列政策和措施，优化能源结构，大力发展清洁能源，大幅度降低了化石能源尤其是煤炭的占比，从而显著改善了空气质量，并降低了温室气体排放。我国在“十二五”和“十三五”期间采取了多项措施治理大气污染，其中重要措施之一是发展清洁能源，优化能源结构，并取得了一定成效。但是，我国在未来一段时间内化石能源仍是主要一次能源，因此，进一步提高非化石能源比例，尽快降低化石能源尤其是煤炭在一次能源中的消费占比，是我国大气污染防治与碳中和愿景的必然要求。

二、我国能源、环境和气候变化发展现状及面临的挑战

（一）我国能源消费现状及面临的挑战

2019年全国能源消费量达到了486亿吨标煤，比上年增长33%。其中，煤炭消费量约为393亿吨，比上年增长10%;石油消费量达到66亿吨，比上年增长68%;天然气消费量3067亿立方米，比上年增长86%;全社会用电量达到72万亿千瓦时，比上年增长45%。我国能源消费对外依存度高，2019年石油对外依存度708%，天然气对外依存度43%[2]。能源结构不合理，化石能源占比为847%，尤其是煤炭占比仍高达577%，这给我国环境保护和温室气体减排带来巨大压力，也给能源转型和能源革命带来巨大的挑战。

能源效率偏低，能源效益持续下降。我国单位GDP能耗依然落后于美国、欧盟、日本等发达国家和地区。根据2016—2019年中国能源统计年鉴和2016—2019年国民经济和社会发展统计公报，“十三五”的前四年，我国GDP平均增速为66%，能源、电力平均增速分别为31%和61%，平均能源、电力消费弹性系数分别为047和092，均高于“十二五”，我国的能源效率提升和产业结构调整尚未全面贯彻绿色发展理念，需要进一步优化和提升。

能源技术和能源装备仍有较大上升空间，在页岩气开发、能源梯级利用、高比例可再生能源应用、清洁供热、储能、能源互联网等方面，我国距离国际先进水平仍有较大差距，在一定程度上制约了我国能源转型。

（二）我国大气污染治理现状及面临的挑战

围绕大气污染治理，我国于2013年发布了《大气污染防治行动计划》、于2018年发布了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》等文件，采取了一系列措施，取得了良好的效果。截至2019年底，全国337个地级及以上城市PM25浓度为36微克/立方米;PM10浓度下降到63微克/立方米，同比下降16%;平均优良天数比例为820%;在全部城市当中，有466%的城市空气质量达到了国家标准[3]。

当前，全国大气环境质量平均水平都得到了一定的改善，重点地区改善明显，取得了阶段性的成果，但与美丽中国的要求仍有较大差距，与人民的期望仍有较大差距。主要表现在，一是在局部地区的秋冬季节仍会出现大气重污染现象;二是区域进展不平衡，部分地区工作相对滞后;三是以煤为主的能源结构、以重化工为主的产业结构、以公路货物运输为主的运输结构尚未转变，污染物排放量大，我国大气污染防治总体形势依然严峻。

大气污染治理进入攻坚战[4]。随着大气污染治理工作的深入推进，我国大气污染治理逐渐进入攻坚阶段和深水区。主要表现在，一是PM25的来源从扬尘、粉尘、烟尘等一次源转变为臭氧和挥发性有机物（VOCs）等二次源，治理难度增大;二是末端治理措施已不能满足大气污染治理的需求，需要对产业结构调整和优化，尤其是要对能源结构调整和优化，从根本上解决污染源的问题，从源头上消减污染物排放量。

（三）我国温室气体排放现状及面临的挑战

从图1可以看出，自2000年以来，随着能源消费总量的增加，我国温室气体排放在2000-2013年持续增加，在2014-2016略有下降之后，从2017年再次攀升，到2019年排放量达到了9719亿吨二氧化碳。当前工业部门的能源消费占全国总终端耗65%（包括建筑业的第二产业为675%），是最主要的能源消费和二氧化碳排放部门[5]。我国非二氧化碳温室气体排放2014年为20亿吨二氧化碳当量（根据温室气体效应折成二氧化碳排放量），其中甲烷、氧化亚氮、含氟气体的比例分别为57%、31%、12%，非二氧化碳温室气体排放占总温室气体排放量的16%，且占比呈现增长态势。

[KH*4/5]

[PS19.EPS，BP]

[TS（][HT5”SS][JZ（]图1 我国历年温室气体排放量[JZ）][TS）] [KH-1][KH*4]

[HT6SS]数据来源：根据中国统计年鉴、中国能源统计年鉴等数据计算所得。 [KH*4/5]

2020年9月22日，習近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上的讲话中提出，中国力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。中国碳中和目标的提出，向全世界展示了我国为应对全球气候变化作出更大贡献的积极立场，我国将采取更强力的措施降低二氧化碳排放。从排放量来看，根据全球碳计划组织（GCP）研究，2017年我国温室气体排放量全球第一，超过欧盟和美国排放量之和，并且排放量仍在增加，还未达到峰值，我国要实现碳中和，需要减少的温室气体排放量远超过其他发达国家。从碳达峰到碳中和的时间跨度来看，法国、德国、英国等国家于1980碳达峰，到2050年碳中和，时间跨度大约70年。美国、意大利、西班牙等国家于2007年碳达峰，到2050年碳中和，大约有43年的窗口期。而我国从2030年碳达峰到2060年碳中和，只有30年，时间跨度短于其他国家，意味着我国实现碳中和目标需要付出比发达国家更大的努力[6]。

从经济发展来看，美国、德国等国的经济发展已经与温室气体排放关系脱钩，而我国的经济发展与温室气体排放依然联系紧密，随着经济的发展，温室气体排放持续增加。党的十九届五中全会提出了“十四五”时期经济社会发展的主要目标，强调要高质量发展，推动经济持续健康发展，并提出要降低碳排放强度，因此，我国需要兼顾经济发展与降低温室气体排放，优化能源结构和产业结构。

三、我国能源、环境和气候变化影响关系分析

（一）我国能源对环境和气候变化的影响

1对环境的影响。根据国际能源署研究[7]，人类的能源生产和消费活动中排放了大量的污染物，排放了几乎全部的SO2和NOx，以及大约85%的一次颗粒物。表2给出了部分一次空气污染物及其来源。从表2可以看出，SO2、NOx、PM25、CO、VOCs和NH3是主要的大气污染源。

截至2019年底，我国化石能源占比847%，这些化石能源的生产和消费，排放了大量的污染物，是我国大气污染的主要原因之一。自党的十八大以来，我国持续推动非化石能源发展，减少煤炭消费，从源头上降低污染物排放。2013年9月10日，国务院印发《大气污染防治行动计划》，提出加快调整能源结构，控制煤炭消费总量，增加清洁能源供应，积极有序发展水电，开发利用地热能、风能、太阳能、生物质能，安全高效发展核电。2014年5月，《能源行业加强大气污染防治工作方案》发布，提出要通过可再生能源等措施，大幅提高清洁能源供应能力，要加快能源转变方式，实现能源行业与生态环境的协调和可持续发展。

从图2可以看出，我国PM25年平均浓度随着能源消费总量的增加而逐年下降，两者之间为负相关。2019年，虽然我国能源消费又创新高，总量为486亿吨标准煤，但我国空气质量持续改善，优良天气天数连年增加，PM25浓度逐年下降，2019年全国平均浓度为36微克/立方米，相对于2013年的72微克/立方米，下降幅度为50%，而国家空气质量二级标准为35微克/立方米，两者已十分接近。导致这种负相关的主要原因是清洁无污染的非化石能源占比逐渐增加，既满足了能源消耗的需求，又避免了大气污染物的排放。

2对气候变化的影响。我国温室气体排放中，能源生产和消费排放的温室气体排放超过60%，是温室气体排放的主要来源。在温室气体减排方面，我国自从加入联合国气候变化框架公约和京都议定书以来，持续重视温室气体减排，采取节能降耗和大力发展清洁能源等能源结构优化措施，扭转了能源消费和二氧化碳排放快速增长的局面。根据中国能源统计年鉴数据，2005-2013年期间，能源消费和二氧化碳排放年均增长率分别为60%和54%，在2013-2018年期间，二者分别下降到22%和08%。2018年和2019年虽然略有反弹，但总体已回落到缓慢增长态势。煤炭总消费量基本趋于稳定，单位GDP的二氧化碳强度2019年比2005年下降481%，提前和超额实现了我国对外承诺的到2020年比2005年下降40-45%的目标。

（二）环境对能源行業的影响[8]

从“十五”以来，我国化石能源消费快速增加，带来水污染物、大气污染物和固体废弃物的大量产生，环境容量急剧减小，给生态环境带来了巨大的压力。虽然国家采取了能源强度和能源总量的双控措施，但是收效不明显。因此，在“十一五”期间，能源、环境总量协同控制被提升到国家战略的高度，开始采取一系列措施提高能效、降低化石能源尤其是煤炭总量消费、增加清洁能源供应等，这些措施在“十二五”和“十三五”继续实施和加强。在2018年全国生态环境保护大会上，习近平总书记明确提出了“调整能源结构、减少煤炭消费、增加清洁能源供应”的要求。在这些措施的推动下，我国能源结构得到了持续优化、能源品质得到了提升，末端治理得到了强化，尤其是非化石能源占比逐年增加，从2013年的102%，2019年上升至153%，提前实现了2020年非化石能源占比15%的能源结构目标，而生态环境质量也得到了明显的改善。可以看出，环境治理的刚性需求推动了能源的结构优化和高质量发展，促成了环境治理和能源发展的互动局面和互利效果。

（三）气候变化对能源行业的影响

化石能源为主的能源生产和消费排放了大量的二氧化碳，造成全球气候变化，成为人类面临的巨大挑战之一。为此，在1992年，《联合国气候变化框架公约》提出到21世纪末，地球温度升高不超过2摄氏度，提出到2050年全球化石能源燃烧产生的二氧化碳比1990年下降50%，并要求发达国家率先减排，到2050年其二氧化碳排放量在1990年基础上下降80%～85%。2015年，《巴黎协定》要求所有缔约方承担共同但有区别的责任，根据各自能力，制定各国自主减排目标和国家低排放战略。

我国为了应对气候变化，从2005年以来，采取了节能降耗、发展非化石能源、增加森林碳汇、发展低碳产业和低碳经济、进行气候友好技术研发、推行绿色建筑、绿色交通、绿色供应链等，多角度多维度推动温室气体减排。从“十一五”开始，将提高能源效率和发展非化石能源的目标，以及逐步降低GDP能源强度和碳强度的要求，作为重要的约束性目标列入国民经济发展规划纲要。应对气候变化成为推动我国能源转型的重要推动力。

四、能源、环境和气候变化协同治理的国际经验

构建清洁低碳、安全高效的能源体系是我国能源生产和消费革命的方向。发达国家已经实现了能源的清洁化，正在推动能源的低碳化，协同解决了大气污染治理、应对气候变化等生态环境问题，未来还将实现能源体系的数字化和智能化。美国、欧盟等主要发达国家和地区能源发展的目标、行动与措施，为我国推动能源革命与大气污染治理、应对气候变化协同治理提供了借鉴。

大部分发达国家在石油时代之前都经历了以煤为主的时期，但煤炭的开发利用带来了SO2、NOx等污染物的大量排放，同时也排放了大量的二氧化碳。因此从1950年开始，美国、日本、英国、德国、法国等发达国家意识到由于能源生产消费带来的污染问题和生态破坏问题，开始主动采取一系列措施，实现了能源结构优化，显著降低了煤炭在一次能源中的占比，到20世纪60年，这些发达国家基本告别煤炭时代，迈进了油气时代，同时，还努力提升化石能源的清洁利用水平，有效改善了大气环境质量[9]。

（一）欧盟经验

欧盟减少空气污染的立法有很长的历史，可以追溯到20世纪70年代。欧盟96/62/EC指令的4个下级指令以及2008年通过的《大气质量指令》，共同对特定污染物的目标浓度进行了设定。2010年以来，《国家空气污染排放限值指令》决定了污染排放量的上限。此外，针对不同污染源的特定法规覆盖了发电厂和工业排放，其主要文件为《中型和大型火电厂指令》和《工业排放指令》、道路和非道路交通工具排放以及燃料质量标准。根据这些环境政策，欧盟一直在优化自己的能源结构，制定了《2030年气候与能源框架协议》，大力促进可再生能源的发展。从图3中可以看出，自2000年以来，欧盟在一次能源消费中，煤炭、石油和核电的比例在下降，天然气、可再生能源占比在增加。2017年可再生能源的比例从2000年的569%上升到1394%，增幅达到145%。

（二）国际经验对中国的启示

纵观欧盟的能源体系与大气质量（以PM25为例），可以看出，调整优化能源结构、降低煤炭、石油和天然气的比例，提升风能、太阳能、水能、核能等清洁能源的比例，能够有效降低PM25浓度，是从源头上进行大气污染防治的重要措施。同时由于风能、太阳能等清洁能源不排放温室气体，清洁能源比例的大幅提高同时成为欧盟应对气候变化的主要措施之一。对比我国，2019年化石能源占比仍高达85%，煤炭占比高达577%，煤炭的开采和使用带来了严重的生态环境问题，是大气污染的主要原因之一，也是我国温室气体的主要排放源。虽然目前我国PM25浓度年均浓度36微克/立方米，距离欧盟仍有较大差距，距离2030年我国空气质量明显改善的目标也具有较大差距，我国实现大气污染治理的控制措施还需更加严格。另一方面，我国温室气体排放超过欧盟和美国之和，也要求我国进一步优化能源结构，发展非化石能源。

五、对我国能源、环境和气候变化协同治理的建议

2060年碳中和这样一个具有雄心的目标体现了中国在环境保护和应对气候变化问题上的负责任大国担当，也使得大气污染治理与应对气候变化、能源安全的协同成为必然趋势，这就要求从更高层次考虑大气污染治理与能源结构之间的关系，将能源结构优化作为应对气候变化和大气污染治理的主要措施之一。围绕三者协同，未来可以开展如下重点工作。

（一）大力提高能源利用效率

我国能源综合利用效率大体上是世界平均水平的一半，是发达国家1/4左右，是世界先进水平的1/6左右，大幅度提高能源利用效率是推动高质量发展转型的重要抓手，也是减缓能源消费增长过快的重要手段，还是改善环境质量和减排温室气体的重要措施，应大幅度提高工业系统的能源效率，大幅度提升城乡建筑的能源利用效率水平，大幅度降低交通设施的化石能源消费水平。

（二）控制化石能源消费总量

控制煤炭和石油为主的化石能源消费总量，是改善环境质量和实现应对气候变化的任务要求。煤炭和石油既是高污染能源也是高碳能源，其消费既是最主要的大气污染源也是最主要的温室气体排放源，源头治理是治污和减排的最重要、最关键也是最有效的手段，也是唯一能够产生协同效应的手段。控制煤炭和石油消费总量而非能源消费总量，是在认可能源消费持续上升的基础上促进能源结构优化的规划方法，一方面可以有效抑制污染物和温室气体排放，另一方面保障社会经济持续发展的能源供应。此外，控制煤炭消费总量还有助于煤炭占比的下降，降低煤炭保供的压力，控制石油消费可以有利于降低我国石油对外依存度，确保能源供应安全。

（三）大幅提高非化石能源比例

大幅度提高非化石能源比重，既是能源高质量发展的需要，也是环境治理和应对气候变化的客观要求，同时也是控制煤炭和石油消费总量前提下，保障能源供應安全的重要举措，其目的就是为了加快构建清洁低碳安全高效的能源体系，推动经济的高质量发展转型。非化石能源占比的提高，尤其是实现对化石能源的存量替代，有助于能源供应安全和经济的高质量转型，推动能源由资源依赖向技术依赖过渡[7]。

（四）大力加强能源、环境与气候变化的协同治理

国内外的经验都证明，能源环境气候可以协同治理，相互促进，建议国家在吸收国际先进经验的同时，总结珠三角能源结构优化与环境治理即低碳发展的经验，扩大协同治理的理念和范围。努力控制高污染的能源使用，对煤炭和石油消费进行总量管理，实现控制化石能源消费总量，减少环境污染和温室气体排放的多重效益。

制定能源环境气候协同治理的制度规范。把影响环境质量和温室气体减排的能源品种的消费总量和比重，纳入能源环境治理的范畴，能源发展规划与环境治理规划相衔接，一些重要的指标分别进行指导性、警示性和约束性管理，比如煤炭消费总量、石油消费总量、天然气消费量、非化石能源比重等要进行约束性管理。

六、结论

高碳化石能源的生产和消费过程造成诸多环境问题，也是温室气体排放的主要来源。中国采取了一系列措施优化能源结构，有效地治理了大气污染和降低了温室气体排放。但是我国大气污染治理形势依旧严峻，温室气体减排压力巨大。美国和欧盟等国家的经验表明，提升非化石能源占比是从源头治理大气污染和减少温室气体排放的有效措施，可以对环境污染和气候变化釜底抽薪，解决根本问题。

社会经济发展、能源结构调整、大气质量改善和应对气候变化的发展目标既是“十四五”时期主要目标和二〇三五年远景目标实现的关键，也是实现碳中和国际承诺的关键，能源、环境和气候三项治理都是系统工程，涉及能源、环境、自然资源、财税、金融、科技等多部门、多领域协调，需要做好顶层设计。我国应该借鉴国际经验，以碳达峰目标和碳中和愿景为契机，加大能源结构优化力度，向非化石能源为主的时代迈进，实现应对气候变化和大气污染治理的双重目标，为实现2030年环境空气质量明显改善的目标打下坚实基础，为美丽中国的实现贡献力量。

参考文献：

[1]蔡斌温室气体排放达峰进行时[EB/OL].价值中国 http：//wwwchinavaluenet/Media/Articleaspx？ArticleId=141228，2008-08-06

[2]国家统计局能源统计司中国能源统计年鉴2020[M].北京：中国统计出版社，2020

[3]生态环境部公布2019年全国生态环境质量简况[EB/OL]. https：//wwwmeegovcn/xxgk2018/xxgk/xxgk15/202005/t20200507_777895html，2020-05-07

[4]大气污染防治进入攻坚期[EB/OL].经济参考报 http：//wwwxinhuanetcom/energy/2018-03/08/c_1122503638 htm，2018-03-08

[5]清华大学气候变化与可持续发展研究院《中国长期低碳发展战略与转型路径研究》综合报告[R].2020-07

[6]黄晶中国实现碳中和目标亟需强化科技支撑[EB/OL].可持续发展经济导刊http：//sdg-chinanet/，2020-11-23

[7]国际能源署能源与空气污染[M].北京：机械工业出版社，2017

[8]李俊峰，李广中国能源、环境、气候变化问题回顾与展望[J].环境与可持续发展，2020（05）

[9]何立峰，宁吉喆，胡祖才建设现代能源体系[M].北京：中国计划出版社，2020

〔姜玲玲（通讯作者），中国工程院战略咨询中心。王卫权，中国能源研究会可再生能源专业委员会〕