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减污降碳协同路径研究:典型国家驱动机制及对中国的启示

2022-10-17易兰杨田恬杜兴杨历邓位

中国人口·资源与环境 2022年9期
关键词:象限污染物气候变化

易兰,杨田恬,杜兴,杨历,邓位

(1.西安交通大学金禾经济研究中心,陕西 西安 710049;2.陕西师范大学国际商学院,陕西 西安 710119)

改革开放以来,中国经济发展取得了巨大成就,但同时也积累了大量生态环境问题。2013年我国出现大面积雾霾污染,多个城市PM2.5浓度接近1 000 μg/m3,严重威胁了公众的生活和健康,对社会经济造成了诸多负面影响。随着国家的高度重视,各项大气污染治理举措陆续出台。2020年全国337个地级以上城市PM2.5浓度平均为33 μg/m3,相比2015年下降28.5%;2015—2020年PM2.5浓度持续下降。虽然近年来“蓝天保卫战”取得显著成效,但形势依旧严峻。2020年中国空气质量在全球环境绩效指数(EPI)评估中位居第120/180位,全国337个地级及以上城市发生空气污染天数占全年的15%,冬季甚至超过20%[1];另一方面,中国目前是世界上第一大碳排放国,2020年碳排放量约占全球的30.7%[2],已成为全球气候变化的敏感区和显著影响区。中国既面临打好大气污染防治攻坚战的挑战,又面临实现碳达峰、碳中和的压力,对减污降碳进行协同治理迫在眉睫。生态环境部等七部门于2022年6月10日联合印发了《减污降碳协同增效实施方案》,协同推进减污降碳。

发达国家由于其工业化进程开始较早,已形成了关于协同治理的一些有效经验。不同于中国等发展中国家目前需要同时面对大气污染和气候变化的双重威胁,大部分发达国家走的是一条先污染、后治理的发展之路,耗费30~50年时间基本解决大气污染问题之后开始应对气候变化的威胁[3]。英国等发达国家由此提出发展“低碳经济”,作为倡导者和先行者制定了详尽的法律政策,通过各种手段逐步实现了低碳转型,并从大气污染控制政策和低碳经济政策对另一防控对象所带来的无意识治理逐步过渡到二者的有意识协同治理[4]。这些经验值得中国等后发国家借鉴。但需要注意的是,相比于发达国家,中国由于发展时间短、发展规模大和发展不平衡导致这两大问题叠加时间更长、强度更大。而发达国家由分而合的经验为中国提供了前车之鉴,意味着中国可以不用重复走先污染、后治理的老路,通过借鉴他们的经验并与中国具体国情相结合,可以实现有效协同进而提高环境规制的效率。但哪些国家的治理历程可供借鉴,哪些经验可在中国落地,哪些方法能本土化,仍是需要探索的问题。

1 研究综述

大气污染治理和温室气体减排是目前中国面临的两大严峻挑战,由于二者产生过程的“同根同源同步性”和产生危害过程中的“互相影响性”[5-6],采取一定的控制措施能同时减少二者排放[7-8]。2018年,国务院机构改革将此前分由环保部门和发改部门牵头的大气污染治理和气候变化应对职能进行了整合,由新组建的生态环境部统一部署、统一领导,为我国推进减污降碳理顺了制度基础。放眼世界,不仅中国面临着大气污染和气候变化协同治理的考验,很多国家也面临着更为严峻的减污降碳的生态环境压力[9-11]。经梳理发现,较多研究从理论上分析了减污降碳协同治理的内涵、机理、可行性、必要性等,一部分研究针对地区或行业分析了大气污染治理的协同降碳效应和温室气体治理的协同减污效应,以及减污降碳协同度。

在以行业为研究对象的研究当中,顾阿伦等[12]、李新等[13]、张绚[14]发现,就电力、钢铁和水泥行业、京津冀地区钢铁行业、天津火电行业而言,技术减排为主的大气污染物末端治理方式难以达到协同降碳的效果。而Du等[15]和Wang等[16]针对中国工业部门研究发现,环境法规促进了减污降碳的协同效果,且协同效果受企业能源结构和消费的影响,每减排1 000 t二氧化碳,可实现大气污染物综合减排1 t。另外,Burtraw等[17]和Wei等[18]分别针对美国和中国电力部门,论证了碳税和碳价政策的协同减污效果。阿迪拉·阿力木江等[19]站在交通部门角度,分析了新能源的协同减污效益。

在以区域为研究对象的研究当中,Tollefsen等[20]、Chien等[21]、Nam等[22]针对欧洲、亚洲、中美,分别论证了减污措施的协同降碳作用,但协同效果随减排措施不同而呈现出异质性。Rive[23]、Yang等[24]、Zhao等[25]、Rypdal等[26]通过情景模拟对西欧、中国、美国、北欧等的电动化、可再生能源政策、碳交易、碳税等减碳措施研究发现,其均具有较强的协同减污能力。但Wang等[16]发现,减污降碳协同效果在中国东、中、西部地区并不相同,且中西部地区研发支出对减污降碳协同效应的影响大于东部地区。另外,张瑜等[27]选取中国部分省份作为研究样本发现,减污和降碳政策的协同效应具有明显的动态变化趋势。

现有文献大多以不同行业或部门以及区域为研究对象,对减污政策的协同降碳效果或者降碳政策的协同减污效果进行了较为充分的研究,且大部分研究均表明了无论是针对各个行业还是区域而言,减污降碳的协同治理具有可行性,协同效果随政策、区域和时间的变化表现出异质性。还有学者仅针对单一国家的协同治理经验进行了探究[28],也有学者将协同治理对象限定为大气污染物,研究不同主体之间如何协同降污[29-30]。但是,已有研究中尚缺乏以多国为研究对象,评价其协同效应及挖掘协同路径异质性等的研究。为从他国减污降碳的治理经验中总结规律,该研究首先探索多个发达国家进行大气污染和温室气体减排的路径和规律,进行对比分析,在此基础上梳理不同路径的演变规律及特征,并探究其背后的逻辑,以期为中国更有效地制定相关协同治理措施提供有益的借鉴。

2 研究对象、数据来源及研究方法

2.1 研究对象说明

为了覆盖处于不同发展阶段的国家以探寻其实现大气污染物和温室气体协同防控的路径规律及历史经验,该研究选取G20国家作为研究对象。G20由中国、法国、俄罗斯、英国、美国以及欧洲联盟等二十个国家/地区组成,其GDP约占全世界的85%,人口约占世界总人口的2/3,碳排放量占全球的80%,在气候变化全球治理中发挥着重要的引领作用。由于研究目标是挖掘典型国家减污降碳历史经验,因此选取G20中除欧盟外的19个国家(中国、阿根廷、澳大利亚、巴西、加拿大、法国、德国、印度、印度尼西亚、意大利、日本、韩国、墨西哥、俄罗斯、沙特阿拉伯、南非、土耳其、英国、美国)作为研究对象,其中既有英国、美国等某一历史时期与中国当前时期相似的国家,又有南非、俄罗斯等目前所处状况与中国相似的国家,具有一定的代表性和研究价值。

2.2 数据来源

该研究选取SO2作为大气污染的代表,主要考虑到大气污染物的形成机理及数据完整性两个方面。首先是形成机理。煤炭和石油合计占我国能源消费总量的比重高达74.5%,而SO2是煤炭和石油燃烧所产生的主要污染物,同时,SO2是悬浮颗粒物中硫酸盐的前体物。其次是数据完整性。SO2数据完整,而我国的氮氧化物及烟(粉)尘排放量统计数据从2011年才开始完善,其中烟(粉)尘排放量统计数据仅更新到2015年。另外,国务院在2012年发布的《环境空气质量标准》中,才增加了细颗粒物(PM2.5)等监测指标。因此,我国PM2.5等的监测是在此之后才有的,缺少权威性历史数据。由于该研究涉及对象较广,亦无法获得完整的臭氧数据。为研究协同防控路径,该研究需要从1960年开始的时间跨度较长的历史数据。因此,选取SO2作为大气污染物的代表。该研究涉及的大气污染物(SO2)和温室气体(CO2)数据源自国际能源署(IEA)及北京大学发布的PKU系列排放清单栅格数据(http://inventory.pku.edu.cn/home.html)。由于最新国际数据只提供到2014年,该研究所用排放物数据时间段为1960—2014年共55年。由于典型发达国家在2010年后均已进入了稳定的协同阶段,因此排放物数据截至2014年并不会影响对典型发达国家协同路径及驱动机制的研究,也不影响对其他国家协同现状的分析。中国相关污染数据和社会经济方面的数据时间段为1960—2020年共61年,因此可将中国目前(2020年)的协同情况与发达国家历史阶段进行对比,满足研究的时效性。此外,世界各国社会经济方面的数据源自世界银行(World Bank)及世界贸易组织(WTO),中国部分数据源自国家统计局、《中国统计年鉴》等。

2.3 协同效应评价方法

现有研究中,评价协同效应的方法有单位污染物减排成本-收益分析法[31-32]、分类式污染减排的协同效应评价方法[33]、协同控制效应坐标系和污染物减排量交叉弹性分析[34]等。该研究不涉及各国污染物减排的成本分析和具体技术措施等微观层面研究,故不使用前述污染减排的协同效应评价方法,而通过计算协同减排效果并设计“协同防控效应坐标系”,根据某国在坐标系中所处的空间位置,可以直观反映其在该时期的减排效果及“协同防控”状况。

在设计的协同防控效应坐标系中,以不同的坐标表达某国在一段时期内对于不同污染物的减排效果。横坐标表示温室气体的减排效果,纵坐标表示大气污染的减排效果,坐标系中的点代表某国在某年的协同状况。具体而言:①位于第一象限的点表示该国这段时期内同时减排两类污染物,实现了二者的协同减排;②位于第二象限的点表示该国这段时期减排大气污染物但增排温室气体;③位于第三象限表示该国在这段时期同时增排两类污染物;④位于第四象限表示该国在这段时期减排温室气体但增排大气污染物。将某国各时期CO2和SO2的减排量标识在协同控制效应坐标系中,并按时间维度相连可以直观反映该国减排变化的演化路径,箭头代表时间方向(图1)。

图1 协同防控效应坐标系示意图

该研究以CO2为温室气体的代表,SO2为大气污染物的代表,选择CO2和SO2减排量表征温室气体和大气污染物的减排效果。具体计算公式为:

1961年为该研究研究路径的起始年份,1961—1965年为第一个五年期的移动平均值周期。公式(1)中:xki表示第k个国家在第i年的CO2减排量,Cki表示第k个国家在第i年的CO2排放量,Cki-1表示第k个国家在第i-1年的CO2排放量。公式(2)中:yki表示第k个国家在第i年的SO2减排量,Ski表示第k个国家在第i年的SO2排放量,Ski-1表示第k个国家在第i-1年的SO2排放量。

3 典型国家减污降碳协同治理路径与驱动机制

依据协同防控效应坐标系原理,首先判断包括中国在内的19个国家的协同现状,然后通过描绘各国在协同防控效应坐标系中的演变轨迹,确定出典型国家实现协同减排的历史路径,最后分析驱动典型国家实现减污降碳协同治理背后的机制。

3.1 典型国家协同防控的现状及路径

3.1.1 协同防控的现状

如图2所示,目前而言(中国为2020年,其他国家为2014年),处于第一象限的有英国、美国、德国、法国和意大利,为已实现协同防控的典型国家;处于第二象限的有中国、俄罗斯、沙特阿拉伯、南非、土耳其、墨西哥、印度尼西亚、韩国、日本、澳大利亚和加拿大,为实现碳增硫减的国家;处于第三象限的有印度、巴西和阿根廷,为持续碳硫双增的国家。表明其不仅未实现协同减排,而且大气污染物和温室气体一直处于双增的阶段。

图2 19个国家减污降碳协同减排的现状

同时,进一步分析表明,处于同一象限的国家其经济发展阶段具有相似性,而处于不同象限的国家具有较大的差异性,如经济发展、能源结构和产业结构等。表1列举了这些国家在这三方面的主要指标数据。

表1表明,就人均GDP而言,实现协同防控的国家人均GDP大于4万美元,实现碳增硫减的国家和持续碳硫双增的国家人均GDP依次递减,持续碳硫双增的国家人均GDP不足1万美元,不同类型的国家之间经济发展的阶段差异明显。就可替代能源和核能占总能源消费比例也即清洁能源占总能源消费比例而言,实现协同防控的国家清洁能源占比远高于其他两种类型,实现碳增硫减的国家高于持续碳硫双增的国家,不同类型的国家其能源消费结构也有明显差异。就一产、二产和三产占比来说,达到协同减排的国家三产占比将近80%,达到碳增硫减的国家二产占比在三种类型中最高,持续碳硫双增的国家一产占比在三种类型中最高,不同类型国家产业结构差异明显。

表1 三种不同类型国家主要指标

3.1.2 协同防控的三种历史路径

通过计算19个国家1961—2014年(中国至2020年)的CO2和SO2的减排效果,依据协同防控效应坐标系将其绘制在平面直角坐标系中(图3),按照时间顺序将各点首尾相连,即是相应的协同防控的历史路径。从图3可以看出,代表性国家协同防控路径有3种:①以英国为代表的实现了碳硫双减协同防控的典型国家。这类国家通常是老牌发达国家。②以中国为代表的处于碳增硫减的国家。这类国家往往属于工业发展的后发国家,经济的快速增长期来临较晚,重视气候变化问题,但面临的发展经济和减少碳排放之间的矛盾比第一类国家更大。③以印度为代表的始终处于碳硫双增的国家。这类国家经济增长相对缓慢或进入了瓶颈期,国内大气污染问题治理较差,国际上参与气候变化治理程度较低。

图3 代表性国家的三种不同协同路径

进一步分析英国、美国、法国、意大利和德国实现了碳硫双减协同减排的典型国家的协同防控路径和驱动机制,其实现路径均是从碳硫双增阶段到碳增硫减阶段再到碳硫双减阶段(图4),在协同防制效应坐标系中表现为由第三象限进入第二象限再进入第一象限。这类国家也具有一定的共性:引领了第一次和第二次工业革命,在发展生产力的同时实现了能源结构、产业结构的转型;在生产力发展到一定程度时开始出现环境污染问题并开始大气污染的治理;在减污过程中,无意识地削减了温室气体排放。随即,英国、法国、德国于1990年前后陆续实现了碳达峰。随着温室效应和气候变化问题在全球范围内发酵,此类国家进一步落实碳减排行动。

图4 已实现协同防控的典型国家的路径

从典型三类国家的协同路径来看,英国、中国、印度等国家均在积极进行大气污染和温室气体的协同防控,目前尚处在不同的发展阶段。从已实现碳硫双减协同防控的国家来看,其协同路径具有一定的相似性。

3.2 典型国家实现协同防控的驱动机制

3.2.1 严重大气污染事件驱动

就实现协同防控的典型国家而言,它们处于第三象限时均出现过较严重的污染事件并通过了多轮立法加以应对(图5)。如1952年英国伦敦烟雾事件[35]、1940—1960年美国多诺拉空气污染事件及1962年德国鲁尔区“雾霾危机”等一系列大气污染事件。由于这些环境事件使当地居民遭受重大损失,于是政府相继出台环境法案限制大气污染物排放。

图5 严重大气污染事件驱动空气污染立法机制

1956年,英国通过了全球第一部有关空气污染防治的《清洁空气法案》,同年还针对制碱业等特定行业颁布《制碱业及其他管理法案》[36]。美国1955年出台奠基性的污染治理法律《空气污染控制法》,1963年第一次以更明确的清洁空气目标发布《清洁空气法》,1969年《国家环境政策法》的出台标志着美国建立了科学系统的环境法体系,极大地改善了美国的环境质量[37]。德国大气治理的立法也是从应对具体的污染事件开始的。1964年,北威州颁布《雾霾法令》以应对鲁尔区“雾霾危机”,1974年出台了《联邦污染防治法》[38-39]。20世纪70年代以前,各国环保立法都源于严重大气污染事件,为保护居民生命健康、平息环境污染舆情进行的,但其最初均以末端治理为指导思想。此时,各国处于坐标系碳污双增的第三象限。20世纪70年代后立法指导思想逐渐从末端治理转变为源头控制的污染预防性政策,从地方性立法转变为国家层面的统筹性立法。立法主要遵循可持续发展、污染者付费和污染预防三个基本原则,并据此形成环境影响评价体系、污染控制和环境管理标准[40]。依靠和运用法律手段特别是采用环境标准形成了发达国家环境治理体制的核心。通过立法有效限制了SO2等大气污染物的排放,使其在20世纪70年代就实现了污染物减排,开始从第二象限迈入第三象限,进入碳增硫减的发展阶段。

该阶段协同防控的驱动机制体现为严重大气污染事件推动空气污染立法使大气环境治理进入污染物减排,从碳硫双增阶段进入碳增硫减阶段的过程。

3.2.2 气候立法的无意识减污驱动

对于英国、法国、德国而言,其在第二象限中的活动逐渐从传统污染物的应对转向可再生能源等气候领域的应对,相关立法的重心开始转移,且在初次进入第一象限(表示已实现减污降碳协同效应)后均经历了一个反复期才最终达到稳定协同(图6)。

据图6,英国、法国和德国在20世纪60年代至70年代初处于第三象限,20世纪80、90年代在第二和第一象限之间来回反复,其碳减排量时正时负,国家整体的低碳发展政策处于不稳定时期。直到21世纪初碳排放量持续减小,其在协同控制效应坐标系中的路径进入到第一象限后才逐渐趋于稳定。

图6 极端天气和气候立法共同驱动机制

据英国《卫报》报道,自1980年以来的每10年平均气温升高达0.07℃;21世纪以后,全球平均气温上升的速度变得更加迅速,热浪、洪水和风暴等自然灾害也因此变得更加频繁[41]。1987年10月,英国南部发生有史以来最严重的风暴,三年之后的1990年,风暴再次席卷英国。英国政府于2000年将气候变化问题列入政府重要发展战略,主张通过可持续发展解决气候变化问题。2002年,在正式批准《京都议定书》的同时,英国碳排放交易体系(UK ETS)正式建立,成为世界上第一个广泛的温室气体排放权交易机制。2003年,英国颁布了《能源白皮书》,成为世界上最早提出“低碳经济”并定为基本国策的国家[42-43]。法国于2001年开始实施《预防气候变化全国行动计划》,标志着法国开启全国性应对气候变化行动。2004年,签署行政法令《气候计划》,详细制定了法国大区自愿减排与新能源发展计划并全面展开欧盟碳排放权交易体系第一阶段的工作;2005年,又进一步颁布《能源法框架》,指出应对气候变化是法国能源政策的首要任务,确定了未来20~30年温室气体排放及可再生能源占比的目标,还进一步细化了欧盟关于建筑能效标准的规定;2011年,颁布《国家适应气候变化法案》,全面设定了适应行动的原则和方向,保证各领域适应政策的一致性[44]。德国政府于1976、1977和1978年分别颁布了《建筑节能法》《建筑物热能保护条例》和《供暖设备条例》;1990年颁布的《环境影响评估法》将预防性原则作为生态环保法的基本原则;1991年,《可再生能源发电向电网供电法》将发展可再生能源作为德国能源政策的主要构成内容;2000年颁布了《可再生能源优先法》,2004年制定了《可持续发展的国家战略》将有效减少温室气体排放定为国家战略[45-46]。

该阶段协同防控路径的驱动机制体现为气候立法带来无意识减污,即在制定控制与实施气候变化的政策时,并未考虑污染物的减排,但却对减排有治理效果。此时,极端天气的出现和控制气候变化的立法使环境治理从碳增硫减进入到碳硫双减的波动阶段。

3.2.3 全球共识与国际合作驱动

英国、法国、德国在进入第一象限后经过一段时间的反复,均成功度过了波动期进入了碳硫双减的稳定阶段(图7),该时期的气候应对也逐渐从单一国家的应对逐渐转为全球共识。

图7 大气污染和气候变化治理逐渐成为共识

1963年,美国科学家基林首次指出地球中二氧化碳含量在不断增加,并可能导致21世纪地球气温升高4℃。20世纪80年代开始,科学家们通过不同研究都证实气候变暖可能成为人类社会及生存环境的最大威胁。气候变化是一个基于统计结果的持久的、显著的天气格局变化过程,尺度可跨越几十年到数百万年,造成气候变化的原因可能是自然或人为因素。1988年政府间气候变化专门委员会(IPCC)成立。IPCC在1990年提交了《第一次气候变化评估报告》,正式证实了全球变暖的气候变化是一个真命题,人们开始将气候变化纳入全球治理体系中[47]。

自气候变暖成为全球共识后,世界典型国家便开始寻求国际合作,共同应对气候变化。1972年,在斯德哥尔摩召开的联合国人类环境会议,第一次在全世界范围内讨论环境议题,大会最终通过了《联合国人类环境会议宣言》。斯德哥尔摩会议是人类进行环境问题全球治理的第一次国际会议,虽然这一时期关注的大气环境议题主要是SO2等大气污染物的治理,但也为全球气候变化全球治理奠定了基础。1992年,在巴西里约热内卢召开了第三届联合国环境与发展大会,推出了《联合国气候变化框架公约》(以下简称《公约》),将环境与发展紧紧地联系到了一起,确立了“共同但有区别责任”原则的国际法地位。“共同但有区别的责任”原则在法律上具有正当性,在实践中具有可操作性,根据这一原则发达国家与发展中国家都在国内制定了相应的低碳发展策略。1997年,联合国气候变化框架公约缔约方大会在日本京都举行,大会通过了《公约》的补充条款《京都议定书》,创造性地提出了“履约三机制”,为“共同但有区别责任”原则实施作出了详细而具体的规定。

由此可见,随着气候变化全球共识逐步达成,20世纪70年代之后,各国的环境保护方向逐渐从大气污染治理转变到气候变化应对上,政策制定发生了相应的变化,减污降碳协同治理的可行性开始显现,即大气污染物治理过程中发生了温室气体减排,气候变化应对过程中发生了污染物减少。但此时二者是“分而治之”的,政府并未在政策制定之初就意识到该项政策可能对大气污染控制和温室气体减排同时产生作用。直到21世纪初,在气候变化国际谈判下制定的减排目标的压力和国内能源结构的转变过程中,各国逐步进入到有意识协同治理大气污染与温室气体阶段。欧洲于2005年9月制定的《欧洲清洁空气计划》和美国于1998年发起的《综合环境战略项目》均致力于大气污染和气候变化进行协同治理。另外,美国于1970年通过《清洁空气法》,到1990年进行修订,始终旨在控制空气污染。直到2009年,美国将二氧化碳列为“对公众有威胁”的污染物,同时将其纳入《清洁空气法》的适用范围,意味着协同治理的思想具体到了大气污染相关的法律条文之中。这一阶段与单一事件或单一国家采取防控措施和立法行为不同,对大气污染和气候变化的治理上升到了全球瞩目阶段,共同推动环境治理进入稳定协同减排阶段。

4 中国减污降碳协同防控路径的识别与实现

根据对典型国家减污降碳协同路径规律的分析,发达国家在经济发展的过程中,首先面对的是大气污染问题,走的是一条“先污染,后治理”的发展之路。然后随着温室效应逐渐加剧,气候变暖成为全球共识,温室气体减排成为发达国家所要面对的主要问题。在两大问题的治理中,发达国家由开始治理大气污染时对温室气体产生的无意识减排,逐渐演化成同时关注大气污染和温室气体,对二者进行有意识协同治理,因此,发达国家为实现减污降碳协同效应积累了一定的经验。根据环境库兹涅茨曲线理论,当经济发展水平相对较低时环境污染也相对较轻;但随着经济增长环境污染也会加剧,直到经济增长超过某一临界值后,环境污染程度就会随着经济增长逐步下降,即环境质量与经济发展之间符合“倒U”型曲线关系。由此,不同于发达国家,中国等发展中国家在经济发展和环境保护的平衡上具有后发优势。研究中国处于发达国家哪个历史阶段,以及该阶段的环境政策对中国当前展开环境保护工作具有重要意义。

4.1 中国减污降碳协同防控阶段识别

为准确识别出我国当前所处的协同阶段,该研究按照实现协同的进度对典型国家的协同路径进行分割并归类,将实现协同的过程分为碳硫双增阶段、碳增硫减阶段、从碳增硫减进入协同防控的波动阶段及协同防控阶段,结果见表2。

表2 典型国家所处阶段及对应年份

根据协同控制效应坐标系的定义,横轴表示CO2减排量,纵轴表示SO2减排量,类比平面直角坐标系,曲线上某点的斜率反映了变量在此点处变化的快慢程度,而曲线上两点连线与横轴正半轴所成角的正切值则可以反映曲线在这两点间的变化趋势。因此,为更加真实准确地识别出当前中国协同防控所处的历史阶段,该研究以中国2014—2020年为限期,以其硫碳减排量的变化量之比(8.67)为基准参考值,并逐年计算了以6年为间隔的典型国家硫碳减排量的变化量之比。通过对计算结果的对比识别,该研究在斜率为±2的误差范围内识别出当前中国处于英国的碳增硫减和波动阶段、美国的碳硫双增到碳增硫减的过渡阶段、德国的碳硫双增及波动阶段、意大利的协同防控阶段,具体结果见表3。

表3 当前中国协同防控阶段的识别结果

此外,为使识别出的当前中国协同所处阶段更为准确,结合现有研究成果,对表3中结果进行进一步校正。受教育程度[48]、能源结构[49]及产业结构[50]等指标对碳硫减排有重要影响,因此,该研究计算了中国2014—2020这三个指标的年均值,以及典型国家自1960年以来这三个指标每10年的均值,通过对计算结果进行对比识别。该研究在±2%的误差范围内识别出当前中国就能源结构而言,处于英国、德国的波动阶段,美国的碳增硫减阶段及法国、意大利的碳硫双增阶段;就产业结构而言,当前中国处于英国、美国、法国、意大利的碳硫双增阶段及德国波动阶段;就受教育程度而言处于英国、法国、德国、意大利波动阶段及美国的碳硫双增阶段(表4)。

表4 结合三种客观指标进一步识别结果

综上,通过对典型国家的硫碳减排量的变化量之比的识别结果及结合三种客观指标的识别结果取交集(图8),最终得出当前我国协同防控所处阶段与德国从碳增硫减进入碳硫双减的波动阶段最为接近,即处于德国20世纪80年代初至90年代末的状态。

图8 当前中国所处协同阶段的识别结果交集示意图

德国等发达国家在20世纪60至90年代面临经济快速发展、能源消费不断增加和汽车大量普及等问题。由于其采取了积极且严格的环境保护措施,取得了良好的环境质量改善效果。此外,在此阶段发达国家正处于大气污染和气候变化从无意识的“分而治之”到有意识的协同治理过渡时期,二者的协同效益初步显现。我国作为社会主义国家,无论是政治制度还是市场机制都与实现协同减排的资本主义国家有所不同。因此,我国应结合本国国情,从他国协同减排路径获得启示。

4.2 中国大气污染与气候变化协同防控的实现

从协同控制效应坐标系中可以看出,德国在20世纪80年代初至90年代末正处于从碳增硫减过渡到碳硫双减的波动阶段,在一二象限间持续来回震荡,二氧化碳减排一直处于不稳定的波动状态(图9)。为减少或者避免德国等发达国家在这一时期的波动状态,基于德国协同防控路径,得出我国大气污染与气候变化实现协同防控的四点启示。

图9 德国达到协同减排的演化路径

4.2.1 以促进能源转型、转变能源结构为基础

德国在协同防控的道路上并非没有走弯路,在20世纪80、90年代德国并未进行能源的转型以及产业结构的调整,而是更加注重能源的节约以及能源使用效率的提升。这一时期,环境立法零散但目标明确、针对性强,因此,减污效果显著。例如,德国在1976、1977和1978年陆续颁布了《建筑节能法》《建筑物热能保护条例》和《供暖设备条例》。然而对于一些具有一定潜伏期的环境问题缺少统筹规划,各种污染物以及温室气体的治理之间缺少关联性和协同治理的整体思路,这也是为什么在20世纪80、90年代,降碳效果一直处于不稳定的波动状态。直到2000年,德国政府才宣布将彻底告别核能,完成可再生能源对化石能源的替代,实现能源转型。纵观实现协同减排的发达国家,无不是经历了多轮的能源结构转变,完成了数次能源更替才最终实现了大气污染与气候变化的协同防控。由此可见,我国在提升能源使用效率的同时,应有意识地促进能源转型,从根本上实现减污降碳。

由于减排目标、资源禀赋、经济体量等的差异,应辩证地看待德国能源转型历程,将德国经验本土化。具体而言,德国于2020年12月再次通过了对《可再生能源法》的修订,计划到2030年,光电和光伏发电量占比将达80%,并将100%实现可再生能源发电的目标提前至2035年。在“双碳”目标和污染防治攻坚战下,我国的转型需求相较于德国等发达国家更加紧迫。我国应向德国学习,制定高标准的减排目标和计划,提高对可再生能源推广的重视程度和决心。我国新能源资源更加丰富,2012年陆续发布了《节能与新能源汽车产业发展规划》和《核电中长期发展规划》等,有一定的政策基础。但是,我国现阶段对化石能源的依赖远远高于德国,减排目标较高且经济成本较大,所以在借鉴德国减排目标和计划的时候应量力而行。另外,2011年日本福岛核泄漏事故发生之后,德国便决定在2022年之前放弃核能。我国作为全球前三大核能发电大国之一,难以完全模仿德国在能源转型过程中对核能的处置措施。

4.2.2 以市场调节和政府干预相结合为手段

包括德国在内实现了协同防控的发达国家,无不采用碳市场调节手段对工业生产所产生的环境负外部性进行定价,在达到防控效果的同时,利用降碳的协同效益突破减污瓶颈。英国于20世纪90年代后期开始实施环境税收改革,总体上调环境税率,并于2001年成立了碳基金等,于2002年正式建立了排放权交易体系(UK ETS)。德国则于2004年颁布了《温室气体排放交易法》,并于2005年实施排放权交易制度,后与排污交易相关的制度与法律法规也陆续建立,形成了全面的碳市场法律体系与管理制度[51]。相较英国、德国等国家而言,我国碳市场起步较晚。2011年,我国在北京、天津、上海、重庆、湖北、广东及深圳7个省市启动了碳排放权交易试点工作,2021年7月全国碳排放权交易市场启动上线交易。因此,我国应紧跟发达国家步伐,加速推进碳市场完善。

在碳市场建设方面,我国应完善监管体系,包括碳排放监测计划制度、碳排放强度报告制度以及碳排放核查制度等。此外,德国还在参与欧盟碳市场的情况下,于2021年1月1日启动了全国燃料交易体系,以减少供暖和运输部门二氧化碳的排放,进一步扩大了碳减排的覆盖范围和强度。我国碳市场目前只覆盖了电力行业2 000多家企业,未来应扩大覆盖范围,逐步覆盖石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、航空等重点排放行业,提高碳市场资源配置效果。我国电力行业等多属于国企,碳市场的有效运行不仅依赖于市场机制,政府行政干预的力度与碳减排的效果息息相关[52]。德国的高减排目标和高强度的减排措施在一定程度上间接促进了碳价的高幅上涨,如果我国完全照搬德国的减排目标和减排强度,企业不一定能承受如此高涨的碳价。因此,在学习德国最大化碳市场资源配置效果的同时,我国应将德国碳市场建设经验本土化,总结出一条适合我国特色的排放权交易体系及碳市场发展道路,适当将市场调节与政府干预相结合,通过制定合理的配额分配机制和价格控制措施等对我国碳市场进行一定程度的约束和干预。政府干预对碳市场的有效性至关重要,所以,规范的政府行政行为必不可少。美国于1969年颁布了《国家环境政策法》(NEPA),该法规规定了政府行政行为,并对其进行严格的司法审查。而我国1979年制定的《中华人民共和国环境保护法》主要以企业为战略出发点,从工业“三废”整治到生态建设,始终以生产企业为整改对象,围绕企业进行政策制定和行为规范,并未对政府行政在资源环境问题上的行为和决策范围进行明确规定,也没有针对政府行政行为的监督惩罚机制等。因此,我国在采用政府干预的同时,应对政府与资源环境相关的行政行为进行规范与监督,秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念,保证政府干预的有效性。

4.2.3 以减少碳污“分而治之”来提高协同防控效率

从协同防控效应坐标系中可以看出,实现协同治理的国家通常将大气污染与气候变化的防控分为两个步骤,先减污再降碳。从第三象限到第二象限的减污过程大概只用了十年的时间,而从第二象限到稳定地处于第一象限的降碳过程却平均花费了20~30年的时间。由此可见,减污降碳的防控过程也是一个边际效用递减的过程,若将两者分而治之,需要投入更多的时间和精力,治理成本也相应更高。德国在20世纪90年代以前,环境立法零散,对于一些具有一定潜伏期的环境问题缺少统筹规划,各种污染物以及温室气体的治理之间缺少关联性和协同治理的整体思路。直至1990年,德国才开始将预防性原则作为生态环保法的基本原则。1990年颁布的《环境影响评估法》充分体现了这一原则,1991年《可再生能源发电向电网供电法》将发展可再生能源作为德国能源政策的主要内容,为德国可再生能源的发展奠定了坚实的基础。此外,2000年颁布了《可再生能源优先法》,进一步促进了可再生能源均衡平稳发展。2004年,德国制定了《可持续发展的国家战略》,将有效减少温室气体排放定为国家战略。

我国正处于类似德国20世纪90年代以前的缺少统筹规划、无意识的“分而治之”阶段。1997年,国务院批复“两控区”对大气污染进行治理。在气候治理方面,2007年、2011年先后有11个排污权交易试点获批、7个碳排放权交易试点被确定。为实现碳达峰、碳中和,我国在制定减污政策时,应尽早将降碳理念和政策融入其中,“合而治之”,减少两者“分而治之”所花费的时间和成本。大气污染物和温室气体的减排并不是朝夕之功,两者的治理不可能一蹴而就,为避免出现德国因减污和降碳分两步走所导致的较长时间的波动,我国应将协同治理思想尽早融入预防性事前环境评估机制与立法当中,在制定大气污染治理政策时兼顾气候变化的应对。另外,考虑到排污权和排放权交易机制在理论基础、交易框架、交易系统和监管机制方面有一定的相似性[53],可以将排污权与排放权进行一定程度的整合,从而减少无意识的“分而治之”,提高协同防控效率。

4.2.4 以明确环境立法与政府职责为重要保障

德国的环境立法基本呈金字塔状,法律法规清楚可辨,其下的条例、行政法规和技术标准都具有较高的准确度[54]。例如,德国在1971年颁布《含铅汽油法》时,仅对准许含铅的最高比例进行了要求,而在20世纪80、90年代,进一步明确要求若要有效治理大气污染必须全面实行无铅汽油。虽然我国从1989年开始就制定了一系列应对环境污染和气候变化的法律法规,但是内容过于笼统,缺乏可操作性。此外,相关的法律配套设施和保障机制不健全也使我国应对大气污染和气候变化的举措、发展低碳经济的积极性受到很大限制。因此,应细化环境立法条文,增强实践中的可操作性,加强监管和环境执法力度。例如,我国的《可再生能源法》针对总量目标和中长期目标仅做了一个初步性的框架,而在德国的《可再生能源法》法条中明确了具体的总量目标数值和中长期目标[45]。此外,德国的环境保护法强调环境保护措施是保护人体健康,而我国相关环境保护法在强调保障人体健康的同时也需致力于促进社会主义现代化建设[55],范围更广。

环境立法实施的有效性与政府的监管等职责密不可分。20世纪70年代初,法国政府大气污染防控效果并不明显,主要原因是行政管理力度的缺乏。因此法国于1971年正式成立了环境保护和生活福利部,负责原属公共卫生部管辖的环境保护工作,并在防治污染局下设大气处。之后,1978年成立了大气保护局,进一步加强大气质量管理机构的行政力度。此外,还通过大气污染防治协会及其协调委员会等社会组织进行环保教育与监督。所以,明确立法是大气污染与气候变化防控的重要保障,而政府职责的履行与环境立法实施的效果和效率紧密相连。

5 结论

通过对19个主要国家大气污染与气候变化协同防控路径与驱动机制的分析,发现只有英国、美国、法国、德国和意大利等老牌发达国家得益于其有较长的经济发展历程,实现了大气污染物和温室气体的协同减排;中国等广大后发国家未实现协同减排或仅实现了大气污染物的减排。在谋求协同减排的过程中,各国的演化路径依次经历了碳硫双增-碳增硫减-协同防控的阶段,严重大气污染事件推动环境立法使环境治理从碳硫双增进入碳增硫减阶段,极端气候事件涌现推动环境立法使环境治理进入不稳定协同阶段,大气污染和气候变化治理成为全球共识推动环境治理进入稳定协同减排阶段。在此过程中,国家治理机构的改革为协同减排提供有力的保障。

通过硫碳减排量变化情况、居民受教育程度、能源结构及产业结构四个维度,对我国减污降碳协同治理目前所处阶段进行了识别。结果显示,我国处于德国从碳增硫减进入到协同防控的波动阶段,即与德国二十世纪八九十年代相当。

基于德国的协同防控路径,针对我国大气污染与协同防控的实现,该研究主要得出了四点启示:①提高生产技术,淘汰落后产能,发展清洁能源,实现能源转型与结构升级才是实现协同减排的基础;②我国应尊重市场规律,在利用市场机制优势的同时,采用一定的政府干预,同时对政府的行政行为进行规范和监督,保障市场效率;③为避免或减少从碳增硫减进入碳硫双减的波动阶段,应将减污降碳“合而治之”,对排污权和排放权进行整合,并将协同治理思想融入预防性事前环境评估机制与立法当中,从而提高治理效率,尽早实现协同防控;④为保证协同治理的有效进行,我国应明确环境立法与政府职责,提高法律法规和条例的准确性,使其具有真正的权威性和可操作性。

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