中美两国2020年后减排目标比较

王海林　何晓宜　张希良

摘要针对中美气候变化联合声明中公布的各自2020年后减排目标，本文通过情景分析的方法，测算了中美两国实现各自目标所需要采取的行动和努力，比较了两国在GDP碳排放强度下降、新能源和可再生能源发展规模、CO2排放达峰时间及其所处发展阶段、以及电力部门减排四个方面的努力程度和效果。通过比较可以看到，在中美两国分别实现各自既定目标的情况下，中国单位GDP碳强度年下降率将达4%，其幅度高于美国在2025年减排28%目标下的年下降率（3.59%）；中国的新能源和可再生能源发展也更为迅速，年均增速高达约8%，2030年非化石能源总供应量可达11.6亿tce，约为届时美国非化石能源总供应量的2倍；在CO2排放达峰值方面，中国实现CO2排放峰值时所处的发展阶段要早于美国达峰值时的经济社会发展阶段，中国在强化低碳发展情景目标下可在2030年左右实现碳排放达峰值，且峰值时人均CO2排放约8 t水平，低于美国CO2排放峰值时的人均排放19.5 t的水平；在电力部门的减排努力方面，中国在未来比较高的电力需求背景下，2030年可实现比2011年单位千瓦时的CO2强度下降35%，而美国同期则只需下降约20%即可实现其电力部门的减排目标。上述几项指标的比较更可突显中国2020年后的减排目标是非常宏伟且极具挑战的。在实现2030年减排目标的行动中，中国政府还需要进一步强化和细化新能源和可再生能源的发展目标，进一步分解和落实全国及各省市的减排目标和减排行动，持续推进节能与加强新能源技术的创新，在经济高速发展的同时协调好经济、能源和环境的问题，早日实现低碳发展和生态文明。

关键词减排目标；中国和美国；碳排放峰值；电力部门减排

中图分类号F206；X321文献标识码A文章编号1002-2104（2015）06-0023-07doi：103969/jissn1002-2104201506005

中国和美国是当今世界上最大的发展中国家和发达国家，也是最大的两个温室气体排放国。2014年APEC会议期间，中美发表气候变化联合声明[1]，公布了各自2020年后的减排目标，美国计划于2025年实现在2005年基础上减排26%-28%的全经济范围减排目标并将努力减排28%；中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰，并计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右，这一声明的公布引起了世界的广泛关注。本文对两国各自的目标进行比较分析，以便更好理解双方的减排努力与效果。

1中美两国减排CO2面临的形势

IPCC第五次评估报告[2]进一步肯定了温室气体排放以及其他人为驱动因子已成为自20世纪中期以来气候变化的主要原因。根据IEA[3]的统计（部门法），2011年全球总共排放了313.4亿t CO2，其中中国和美国分别为80.0亿t CO2和52.9亿t CO2，总共占全球碳排放份额的42.4%（中国为25.5%，美国为16.9%）。未来随着全球应对气候变化进程的持续推进和全球碳排放空间的日益紧缺，中美两国在应对气候变化减缓碳排放方面的行动和措施将越来越受到全世界的关注。

表1列出了中国和美国主要年份宏观发展指标。完成了工业化和城镇化进程后高度现代化的美国，经济社会发展步入了平稳时期，人民生活水平也相对较高；而正处在快速城镇化和工业化进程中的中国，经济保持着高速的增长，人民物质生活水平得到持续性改善。从1971年到2011年，美国GDP总量从4.84万亿美元增长到14.68万亿美元（2010年美元不变价），增长了3.0倍，年均增速为2.8%；同期中国GDP总量从1970年的0.18万亿美元增长到2011年的6.48万亿美元（2010年美元不变价），增长

了36倍，年均增速为9.1%。在一次能源消耗总量和CO2排放总量方面，美国从1971年到2011年间分别增长了1.4倍和1.2倍，而中国同期则分别增加了11.9倍和10.3倍，中美两国处于不同发展阶段的特征十分明显。但由于中国人口约为美国的4.3倍，上述发展指标在人均水平方面存在着比较大的差距：人均GDP中国约为美国的1/10，人均一次能源消费量约为美国的1/4，人均碳排放约为美国的1/3（2011年）。

图1为美国和中国主要年份一次能源消费总量及结构图。美国一次能源消费总量从1971年到2011年增长了1.4倍，而中国一次能源消费总量从1970年到2011年增长了11.9倍。能源构成方面中美两国的差异十分明

显，美国（2011年）是煤炭占21.3%、石油占38.6%，天然

气占25.3%，其它新能源和可再生能源占14.8%；中国（2011年）是煤炭占68.4%，石油占18.6%，天然气占5.0%，其它新能源和可再生能源占8%。近年来，中国能源需求持续快速增长，以煤炭为主的能源结构给环境带来了一定的影响，包括化石能源开采造成的采空区塌陷，地下水污染，以及化石能源燃烧产生的雾霾天气。人们也逐渐意识到，无节制的消费化石能源为支撑的工业化发展道路是不可持续的，减少CO2为代表的温室气体排放是人类社会走向生态文明、实现可持续发展的必然之路。

在UNFCCC和京都议定书框架下，中美双方在哥本哈根气候大会前后提出了各自2020年的减排目标。美国提出的目标是到2020年比2005年减少温室气体排放17%；中国提出了符合我国发展阶段的自主减排目标，即到2020年单位GDP的CO2排放比2005年减少40%-45%。美国提出的减排目标是绝对减排目标，中国提出的减排目标是相对减排目标，两国减排目标的差异体现了《气候变化框架公约》中“共同但有区别的责任”原则。当前，两国在进一步确认完成2020年减排目标的基础上，提出了2020年后进一步加大减排力度的目标，这对于促进“德班平台”谈判在2015年巴黎气候大会上最终达成全球协议将起到积极的推动作用。

2中美两国2020年后减排目标情景比较

2.1美国减排目标情景分析

2009年美国提出2020年比2005年实现减排17%的目标时，其参照的基准情景是美国2020年温室气体排放将比2005年增长5%，届时为实现17%的减排目标，实际上美国应做出比基准情景减排22%的努力。但是由于经济衰退的原因，实际上2011年温室气体排放比2005年已减少了近10%；当前以2011年的实际情况推测，到2020年美国的温室气体排放基准情景将比2005年的排放水平减少3%，实现该目标应比当初预想容易得多，届时需要实现的减排量约为8.59亿t CO2e。为了实现2020年的减排目标，美国在2012年既有政策的基础上，又提出了新的政策措施，包括：实施清洁电力计划可减排3.83亿t CO2，制定新的家电能效标准可减排2.19亿t CO2，制定新的汽车能效标准可减排1.07亿t CO2，其它非CO2温室气体减排措施可减排1.5亿t CO2e，这几项措施的效果即可保证17%减排目标的实现，对实现2020年减排目标的贡献率分别达44.5%，25.5%，12.5%和17.5%。如再考虑终端能源替代等因素，美国有可能到2020年实现比2005年减排20%，超额完成17%的减排目标，为其实现2020年后的减排目标奠定良好基础。

在2014年发布的《中美气候变化联合声明中》，美国提出其在2020年后的减排目标是：到2025年实现在2005年基础上减排26%-28%的全经济范围减排目标并努力减排28%[1]。根据美国这一减排目标以及其对未来的发展预测，测算其2020年后的减排情景如表2所示。

表2给出了美国2025年减排26%和减排28%的努力目标情景。美国2005-2011年GHG排放年下降率为1.11%，2020年实现比2005年减排17%目标下，2011-2020年GHG排放的年均下降率也只为1.32%。如果美国实现2025年比2005年下降26%的减排目标，即比2020年的减排幅度增加9个百分点，那么2020-2025年均减排率将达2.27%，高于2011-2020年间温室气体排放年下降率水平。如果美国采取措施在2025年实现了比2005年减排28%的方案目标，即比2020年的减排幅度增加11个百分点，那么2020-2025年间的年减排率将达2.80%。也就是说，美国提出2025年的两个减排努力目标需要比实现2020年减排目标付出更大的努力，未来几年内还必须陆续推出进一步加强可作用于2025年减排目标的政策措施。

2.2中国减排目标情景分析

中国在哥本哈根气候大会上提出的到2020年单位GDP的CO2排放比2005年减少40%-45%的自主减排目标，是相对的减排目标。其中单位GDP的CO2强度的计算方法是当年能源消费的CO2排放量与当年国内生产总值的比值，反应了实现单位国内生产总值所需要的CO2排放量[7]。从1990年到2011年，我国国内生产总值的CO2强度下降了54%，由于国内生产总值增长8.0倍，CO2排放总量也增长3.7倍，快速的经济增长抵销了节能减排的效果，使CO2排放仍呈上升趋势。

我国提出到2020年非化石能源在一次能源构成中的比重从2005年的7%上升到15%，非化石能源届时需要达到7亿tce，单位能源消费的CO2排放因子可比2005年下降10%以上，也就是说，中国实现了非化石能源的发展目标，国内生产总值的能源强度只要下降40%左右，即年下降率为3.3%，就可以实现国内生产总值碳强度下降45%的目标。中国减排目标的下降速度和幅度取决于国内生产总值能源强度下降速度和单位能源消费的CO2排放因子下降速度的叠加[7]。

在2014年发布的《中美气候变化联合声明中》[1]，中国也进一步提出在2030年左右实现CO2排放达峰值，并努力早日达峰，同时也计划到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右。根据2020年和2030年减排目标和新能源发展目标，测算我国未来可能的强化低碳发展情景如表3所示。

从表3的低碳发展情景中可以看出，我国为实现2020年自主减排目标，从2005年起，每年的GDP能源强度年下降率都要在3%左右，需要做出很大努力。不仅需要加大力度转变经济结构，同时也需要不断的提高能源利用效率和倡导节能。如果2030年中国实现了非化石能源比例达20%的目标，其非化石能源供应量即达约11.60亿tce，比2011年的2.68亿tce增长4.3倍，净增8.92亿tce，年均增速为8.0%。非化石能源这一持续高速的年增速是史上绝无仅有的，充分体现出我国在应对气候变化领域的决心和努力。

3中美两国2020年后减排努力和效果比较

3.1单位GDP碳排放强度比较

美国到2025年在其减排目标分别为26%或28%情景下单位GDP的GHGs排放强度比2005年下降幅度分别为50.5%和51.8%，年下降率分别为3.45%和3.59%。而我国未来可能的强化低碳发展情景，单位GDP的CO2排放强度到2030年比2005年下降64%，年下降率为4%。以单位GDP排放强度下降幅度衡量，我国未来单位GDP的减排目标将高于美国。

3.2新能源和可再生能源发展比较

美国清洁电力计划是其实现2020年减排目标的最主要措施，但其新能源和可再生能源的发展速度和规模则远不及中国。中国2030年非化石能源比例将达20%，届时非化石能源供应量约为11.60亿tce，比2011年净增8.92亿tce，年均增速达8.0%。美国2011年非化石能源供应量为4.38亿tce，到2030年将达5.5-6.0亿tce，净增长量不足2亿tce，年均增速仅为1.2%-1.7%。非化石能源供应量2011年美国是中国的1.6倍，而到2030年中国将是美国的2倍。中国2011年到2030年新增非化石能源装机将超过8亿kWh，约为美国4倍。美国未来能源替代的速度和规模远低于中国的水平。

3.3CO2排放峰值比较

美国能源消费及相应CO2排放均在2005年已达到峰值[8]，2005年美国人均GDP为4.72万美元（2010年不变价），一次能源消费为33.31亿tce，人均11.2 tce，相应CO2排放量为57.7亿tCO2，人均19.5 t。2005-2011年GDP年均增速为0.86%，其单位GDP碳排放强度下降率在只有2.05%情况下就实现了绝对减排。中国如在2030年前后实现CO2排放达峰值目标，由于峰值时所处发展阶段远早于美国峰值时所处的发展阶段，届时GDP潜在年增长率仍将达4%-5%，达峰值后即使处于排放的平台期，单位GDP的CO2强度年下降率也必需达4.5%左右，才能使CO2排放不再增长。届时GDP的碳强度年下降率要远大于美国峰值时和今后的下降水平。

我国CO2排放峰值时人均排放约8 t，也远低于美国的人均排放水平。美国2005-2011年能源消费量已下降5.5%，即使按基准情景预测，到2020年能源需求量也基本与2005年持平，其节能和能源结构改善的效果即可实现CO2的绝对减排。而中国2030年后能源需求仍将持续上升，年均增速仍将维持1.5%左右，需要非化石能源的快速增长以满足总能源需求的增加，而使化石能源消费不再增长，因此2030年前后每年需新增的非化石能源供应量即达约1亿tce。美国从2005-2011年新增非化石能源供应量仅0.54亿tce，年均不足0.1亿tce，到2030年也只比2011年新增不到2亿tce，年均也只增加约0.1亿tce。我国2030年前后为实现CO2排放峰值时每年新增加的非化石能源的供应量将达美国峰值时和其后相当长阶段内每年新增非化石能源供应量的10倍左右。因此，中国CO2排放达到峰值需比美国付出更大努力。

3.4电力部门减排目标和效果比较

中美两国电力部门CO2排放相关指标比较如表4所示，2030年中美两国新增装机和单位千瓦时的CO2强度比2011年的下降水平见图2。

2014年6月2日美国环保局发布了“清洁电力计划”（草案），提出对现有电厂减排CO2的目标和措施：即到2030年全国电力部门的CO2排放比2005年减少30%，并将由州与联邦合作实施，各州可以通过改善能源构成、提高能效和需求侧管理来实现各自的目标和需求。

美国2005年发电量4.29万亿kWh，电力部门CO2排放量为24.5亿t CO2，CO2排放强度为574 g CO2/kWh。到2011年，发电量达4.35万亿kWh，比2005年增加3.3%。由于天然气和可再生能源发电比例增加，燃煤发电比重由2005年的50.2%下降为43.1%[9]，每度电的CO2排放强度降低为503 g CO2/kWh，下降12.4%，超过发电量增长速度。因此，2005-2011年电力部门CO2排

放量下降到21.88亿t CO2，下降10.7%。美国2030年实

现比2005年下降30%目标，实际上只需比2011年下降21.6%（见图2）。

美国电力部门CO2排放到2030年比2005年减排30%，需减排7.35亿t CO2，2011年已比2005年减排2.62亿t CO2，因此从2012年开始只需再减4.73亿t CO2。其途径主要有：①节能和需求管理，降低电力需求，减少煤电供应量；②进一步用天然气和可再生能源电力替代煤电，降低发电部门的CO2强度。因此都将通过减少燃煤发电来实现。

2005-2011年美国能源总需求下降5.5%，但电力需求则上升3.3%。该计划中也提到将通过电力系统提高能效和减少需求可减少8%的电费，因此2030年电力总需求应低于2011年，发电量下降应该能够为实现减排做出贡献。为分析未来新能源发展需求，假设2030年发电量与2011年相当，那么必须用天然气和非化石能源替代煤电。美国2011年燃煤发电1.875万亿kWh，比2005年2.154万亿kWh已下降13.0%。如果2011-2030年煤电减少量由天然气和非化石能源各自承担50%的替代比例，那么到2030年天然气和非化石能源的发电量分别要增加0.336万亿kWh，减少煤电装机约1.5亿kW，煤电发电量要比2011年下降35.8%，煤电在发电量中比例也将下降到28%，天然气和非化石能源发电装机分别需增加0.5-1.0亿kW。如果全部用非化石能源替代煤电，则新能源和可再生能源装机则需增加1.5-2.0亿kW，减少煤电装机约1.2亿kW，燃煤发电量比2011年下降28.1%，煤电在发电量中的比例也将下降到31%。

中国2005年发电量2.50万亿kWh，电力部门CO2排放量为21.7亿t CO2，CO2排放强度为869 g CO2/kWh。到2011年，发电量达4.72万亿kWh，比2005年增加近90%。燃煤发电比重由2005年的81.8%上升到82.5%，由于大型发电机组的推广和节能减排技术的实施，每度电的CO2排放强度降低为764 g CO2/kWh，下降了12.4%，远低于发电量增长速度。因此，2005-2011年电力部门CO2排放量从21.7亿t CO2升高到36.1亿t CO2，增加了66%。

2030年中国发电量需求将达8-10万亿kWh，为中国2011年发电量的2倍，年均电力需求增加量为2.8%-4%的水平，分别由煤电和非化石能源发电来共同实现。其中煤电在发电中的比重将下降到约60%左右的份额，这意味着非化石能源供应量将保持更高的发展速度，年均增速达到约8%的水平。届时中国单位电量的碳强度将低于500 g CO2/kWh，但由于煤电比例仍然很高，其单位电量的碳强度高于美国。

从上述分析可见，美国所制定的目标对能源替代的速度是较缓慢的。与2011年相比，中国2030年非化石能源供应量将增加约9亿tce，年均增速将达8%左右；水电、核电、风电、太阳能发电等装机将增加8-10亿kW；每度电的CO2排放强度将下降约35%（见图2），年下降率达2.2%，均远高于美国的设想。尽管我国新能源和可再生能源发展的速度和规模远大于美国，但由于2030年电力需求将约为2011年2倍，今后相当长时期内非化石能源新增供应量尚不能满足电力总需求的增长，且又无充足