中国大气污染治理绩效及其对世界减排的贡献

王宁静　魏巍贤

摘要：碳排放和大气污染作为威胁人类生存的重要环境问题，越来越受到国内外的广泛关注。中国既是碳排放大国，又面临严重的大气污染问题，其对全球减排市场的影响极其重要。然而作为最大的发展中国家，中国肩负的发展任务与减排之间存在一定冲突。鉴此，本文应用多国动态可计算一般均衡模型研究了要素变动、自发性能效改进和外生性能源技术进步对中国长期经济增长、大气污染治理和温室气体减排的影响，并估算了中国实现碳减排目标（2030年碳排放量达到峰值，且2050年碳排放量为2015年的50%）情景下的大气污染排放量及对世界减排的溢出效应。在排放物种类方面，本文将考察多种温室气体（二氧化碳、甲烷、一氧化二氮和全氟化合物）和污染气体（二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机化合物和一氧化碳）的排放情况。研究结果表明：①污染气体减排和温室气体减排具有协同效益。当达到碳减排目标时，2050年基准情景下二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和挥发性有机化合物的排放量分别减少了34.51%、31.36%、10.42%和22.75%。②按照现有的能源技术难以有效减少未来的温室气体和污染气体排放。只有当中国各产业部门能效增长达到年均约2.6%时，中国才能在不牺牲经济增长的前提下实现其减排目标。③中国碳减排对全球减排有正溢出效应，尤其对周边地区、美国、欧盟等贸易来往密切的经济体影响较大。基于以上结果，本文提出了一些政策建议，比如加大对新能源领域的投资力度;在鼓励生育和实现减排目标之间做出一定程度的权衡;发挥中国的大国示范作用并以全球“人类命运共同体”为载体推动生态环境治理约束制度的构建等。

关键词 技术进步;温室气体减排;大气污染治理;协同效应;动态CGE模型

中图分类号 X511

文献标识码 A文章编号 1002-2104（2019）09-0022-08DOI：10.12062/cpre.20190503

大气污染和气候变化已经成为当今中国最关注的环境问题。常规大气污染物排放和碳排放，大体是“同根同源”——煤炭和石油消费不仅带来温室气体，其所产生的污染物也是造成中国雾霾天气的主要原因。因此，降低能耗与碳排放的举措既是气候变化的战略选择，也是大气污染减排的关键所在。过去十年，中国在降低能耗与碳排放方面已取得不少成果。与其他同类发展中经济体相比，中国是唯一达到减缓过去十年碳排放增长率的国家[1]。不仅如此，中国更了解 “人类命运共同体”的深刻涵义，正在积极承担更多的减排责任。2016年中国政府正式加入《巴黎气候协定》，并承诺中国二氧化碳（CO2）排放量到2030年左右达到峰值;2018年7月6日国务院印发的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》中也提出，到2020年，二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）排放总量分别比2015年下降15%以上。

但不可忽视的是，中国现在正处于工业化、城镇化阶段，也是碳排放总量的上升阶段，要完成上述短期和中长期减排目标实属不易。鉴此，本文将运用动态CGE模型，模拟至2050年各技术进步情景下中国大气污染及温室气体的排放前景。为了评估大气污染和温室气体的协同减排效应，本文还将研究在实现中国碳减排目标（2030年碳排放量达到峰值，且2050年碳排放量为2015年的50%）情景下的大气污染排放量，并讨论各减排目标的完成情况。本文旨在對中国大气排放前景提供相对直观和清晰的认识，以明晰中国未来大气排放量和减排目标之间的差距。另外，为了明确中国碳减排对全球其他地区的影响和中国在全球减排市场中的位置，本文还分析了当中国实现其承诺的减排目标时，其他国家或地区温室气体和污染气体排放的变化。

1 文献综述

国际上对于气候变化和大气污染问题的研究几十年来层出不穷。随着发展的步伐日益加快，中国的大气污染问题日益严重，越来越多的学者开始关注并着手研究中国的温室气体和污染减排问题。关于这方面的研究可大致分为以下三类。

第一类研究聚焦于大气污染治理。Zheng等[2]估计了2006年珠三角地区各污染气体的排放量，并分析了各类污染物的主要来源。另有研究预测了至2020年中国燃煤发电厂的SO2、NOX等污染气体的排放量，发现NOX排放在未来将会大幅飙升[3]。在区域排放方面，Liu等[4]估算了京津冀地区居民部门多种大气污染物的排放。研究发现，在低碳政策下，京津冀地区居民部门的PM2.5排放，每年可比上年减少32%。此外，Xie等[5]通过分析各类污染物排放结构，发现规模经济和中间投入产品结构是加速中国大气污染排放增长的主要原因。

第二类研究着眼于以二氧化碳为主的温室气体减排。这部分包括碳排放峰值预测、对各类减排目标的讨论，以及碳排放交易和碳税等市场机制对碳减排的影响。一些研究预测，在低碳发展情景下，中国的碳排放峰值将出现在2025年至2030年之间。其中Mi等[6]估算出中国的碳排放峰值将出现在2026年，并提出经济增长和二氧化碳减排不可兼顾。关于中国能否达到其承诺的减排目标，林伯强和孙传旺[7]认为，在保障经济增长的前提下，为达到2020年哥本哈根会议规定的碳减排目标，中国的低碳经济转型战略应以节能为主、 发展清洁能源为辅;Liu等[8]经分析也认为中国极有可能达到2020年的减排目标。其他学者讨论了碳排放交易和碳税等市场机制的成本效益，并研究了它们对中国碳排放的影响[9]。

第三类研究考察了大气污染减排和温室气体减排的关系。关于温室气体减排的协同效益和辅助影响的早期研究主要针对发达国家，近年来此类研究的重心开始偏向中国。Mao等[10]通过选择碳税、能源税、燃油税、清洁能源汽车补贴和降低票价等政策工具，研究了中国交通运输行业的二氧化碳和大气污染减排的协同效益;Geng等[11] 在公交车和出租车队引入新的排放标准和替代燃料，以此来评估沈阳公共交通部门的协同减排;Zhang等[12]估算了中国天津燃煤电力行业的局部空气颗粒物（LAP）减排计划和温室气体控制计划的协同效益;Dong等[13]提出在研究未来碳排放时，应考虑所有化石能源供应限制的影响。

通过梳理文献我们发现，大部分关于中国污染减排和温室气体减排的研究主要将中国作为独立的研究对象，鲜有文献讨论中国碳减排对世界其他地区减排的溢出效应。其次，中国从2016年起已开放二胎政策，这可能对以后的人口老龄化有减缓作用，而讨论不同人口增长率情景下各气体减排的研究几乎没有。

因此，本文的研究贡献将体现在以下四个方面：①本文除了使用多国动态CGE模型估计在各技术进步情景下中国经济的长期增长前景和各类污染气体的长期减排效益之外，还将讨论在中国中长期碳减排目标（2030年碳排放量达到峰值且2050年碳排放量为2015年的50%）实现情景下的溢出效应。②劳动力同资本一样，是最基本的生产要素。本文将首次从生产函数角度出发，考虑劳动力供给增加对各气体排放的影响。③本文将考察多种温室气体（CO2、CH4、N2O和PFC）和污染气体（SO2、NOX、CO和VOCS）的排放情况。另外，本文还将在各情景下讨论中国减排目标的实现性问题。

2 方 法

2.1 模型介绍

本研究使用的CGE模型是对EPPA模型的拓展[14]。在该CGE模型中，全球各经济体被合并为18个区域，涵盖14个产业部门。根据2030年及2050年全球需达到的碳减排目标，本文预测了各区域未来每年的温室气体排放量，并将此加入模型中。另外，在EPPA模型基础上，我们对模型参数做了更符合实际的测算和更新。模型每隔5年求解一次。

模型中每个区域有三种机构：家庭部门、生产者和政府。在一个典型的CGE模型中，不同机构的活动需要满足三个条件，即生产部门的零利润条件（涉及经济活动的成本收益分析）、商品的市场出清条件（价格由供求双方共同决定）和政府、居民部门的收入平衡条件（居民和政府的收入大于支出）。这三大条件可分别由公式（1）、（2）和（3）说明。

MC-MB≥0;Q≥0;[MC-MB]·Q=0 （1）

其中，MC表示边际成本，MB表示边际收益，Q代表均衡产出。若均衡产出Q>0，则必有MC=MB。若均衡时MC>MB，         生产者将不会进行生产活动。MC

S≥D;P≥0;[S-D]·P=0 （2）

其中，S和D分别表示某种商品的供给和需求，P代表均衡价格。若存在一个正的均衡价格P，则必有S=D。如果均衡时S>D，则商品价格为零。同样地，均衡时不存在S

E≥I;E≥0;[E-I]·E=0 （3）

其中，E和I分别表示政府或居民部门的支出和收入。

另外，本文模型将斯通-杰瑞偏好（Stone-Geary preference）函数引入模型框架中。斯通-杰瑞函数在每个商品的消费上，有一个外生给定的基本生存消费额，低于这个消费额的消费不产生效用。这个基本生存消费额可被理解为生存所需水平和生活必需品。产生效用部分为基本生存消费额以上的部分。

模型的动态情景由外生和内生变量同时决定。外生变量包括基准情景（BAU）下的GDP增长率、劳动力增长率、要素生产率增长率、自发性能效提高及自然资源禀赋。内生变量包括储蓄、投资和化石能源消费。储蓄和消费以里昂惕夫方法嵌套在居民效用函數中。

2.2 技术进步类型

本文涉及的技术进步类型包括劳动力增加、自发性能源效率改进和外生性能源技术进步。劳动力作为生产的必要元素，其增减变化直接决定着产出的多少。自发性能效改进是指随着时间的推移，能源消费量在非价格驱动因素下发生变化。此外，本研究还包含了外生性能源技术进步。相对于传统能源技术，非传统能源技术通常成本更高。正因如此，大多数非传统能源技术尚未达到商业规模或迄今为止尚未运行。但在未来严峻的环境政策限制下，目前尚未广泛使用的能源技术可能成为能源结构中更重

要的一部分。这些外生性能源技术包括现在使用非常有限的示范技术（例如，碳捕集与封存（CCS））和在基准年小规模运行的技术（例如，可再生电力，生物燃料，替代车辆技术）等。考虑到这些，模型中添加了代表这些先进技术的外生能源技术部门。总之，外生性能源技术部门的产出和与其竞争的现有生产部门产出之间是完全替代关系。

3 数据和情景设置

投入产出数据来自GTAP数据库，基准年的排放数据则来自全球大气排放数据库（EDGAR）4.2版本。未来GDP增长率来自《世界能源展望2015》。基于前文提到的中国人口增长走势问题，本文共设置两个基准情景（BAU1和BAU2）。在基准情景中，中国未来人口增长参考了联合国公布的《世界人口展望2017》中的预测，本文将考虑中等生育率和高生育率情景下的经济可持续发展情况。GDP增长率和人口设置见表1。模型使用的替代弹性来自Cossa[15]，农产品和食品的收入弹性则来自Reimer和 Hertel[16]，外生技术进步的参数参考了Morris等[17]的设定。

自发性能源效率改进能够通过捕捉能源需求的非价格驱动变化，及能源和非能源投入之间的替代弹性，来改变减排水平和减排成本。在模型中，各地区（包括中国）除电力行业以外的所有其他行业每年有1%的自发性能效改进，而电力行业每年的自发性能效改进增长为03%，这是因为现实中的发电效率已经很高。随着技术进步速率的加快，未来新型能源技术的成本会逐渐降低，能源技术也会得到普及。因此基准情景中也包含了外生型能源技术进步。

除基准情景外，本文还设置了六个模拟情景（见表2）。在BAU1T、BAU2T、S1T和S2T情景下，本文参考Dong等[13]的设定，假定中国碳排放在2030年达到峰值，且2050年碳排放量为2015年的50%。2030年至2050年的碳排放按照等差法计算：以2010年碳排放量为基准，设2010年碳排放参数为1。按照基准情景计算结果，2015年至2030年碳排放参数分别为1.174、1.373、1.554和1702，则2050年该参数值为0.587。根据等差法则，2035年至2045年的排放参数分别为1.423、1.145和0.866。其他情景设置类似。

4 结果分析

4.1 对GDP和总消费的影响

图1给出了各模拟情景下GDP和总消费相对于基准情景BAU1的百分比变动情况。由于BAU1和BAU2情景下的中等生育率和高生育率设置从2018年开始，而政策情景（自发性能源改进和外生性能源技术进步）的设置从2011年开始，因此各情景的起始点数值稍有不同。直观来看，BAU2、S1和S2情景下的总产出随时间推移均显著上升。总消费的变动趋势和GDP趋势类似。与其他技术进步措施相比，自发性能源效率改进1%对总消费增加的影响最大。至2050年，该情景的总消费将比基准情景BAU1的多出7.18%。

图1显示，在设立2030年达到碳排放峰值的减排目标时，2030年之后各情景下的产出和总消费都有显著下降的趋势。这表明，经济高速增长和碳减排之间是不可兼得的关系，要想达到特定的减排目标，必须以牺牲一部分经济增长为代价。上述结果也验证了Mi 等的研究结论。同时，高生育率、自发性能效改进和外生性能源技术进步能够减缓产出下降的趋势。本文进一步模拟表明，若要维持BAU1情景设置的GDP增长率并实现2030及2050年的减排目标，中国的各产业部门需要保持每年大约2.6%的能效增长。

4.2 污染气体和温室气体减排的协同效应

表3给出了未设置碳减排目标时温室气体和污染排放相对于BAU1情景的变化结果。为节省篇幅，本文只列出了代表性排放物CO2、CH4 和SO2、NOX的排放结果。除BAU2情景外，其他情景的二氧化碳排放相对于BAU1情景均呈下降趋势。值得注意的是，当不使用外生性能源技术时（S2情景），碳排放量也出现了逐年小幅递减，这可能是因为技术进步导致的能源反弹效应使得BAU1情景下的能源需求不降反增，从而增加碳排放量。另外，高生育率和能效改进情景下的CH4排放随时间推移显著增加，而未来不使用外生性能源技术时排放几乎和BAU1情景持平。N2O和PFC在各情景下的走势和CH4排放差不多。

关于污染气体的排放，可以看到，高生育率、自发性能效改进和不使用外生性能源技术均会使得这些有害气体的排放量增加。另外，高生育率和自发性能效改进情景下的排放相对于BAU1都呈逐年上升状态，而只使用传统能源技术则会导致污染排放走势降低，这也与能源反弹效应的存在有关。使用新型技术一开始固然可以降低能源消费，但同时也会引起经济增长，从而引起更多的能源需求。2050年不使用新型技术的CO排放甚至低于使用了新型技术的BAU1情景的CO排放量，说明能源反弹是一个亟需被重视的问题。

图2也表明，在设立碳减排目标的情景下，污染气体的排放同步会减少。比如，在BAU1T情景下，2050年SO2、NOX、CO和VOCS排放量相比BAU1情景分别减少了1 340、1 529、1 408和601万t（图2略去了CO和VOCS的排放结果）。各情景下大部分污染气体的排放峰值出现在2030年，也有一小部分的峰值出现了滞后。这充分表明碳减排和污染减排具有协同效果。另外，本文结果也表明，至2050年，除了S1T情景下的CO排放大于BAU1下的之外，其他情景的污染排放均小于BAU1下的排放。这再次证明能源反弹效应不容忽视。

4.3 关于各减排目标能否实现的讨论

图2显示，中国以二氧化碳为主的温室气体排放有持续上升的态势，至少在2050年之前不会存在由高转低的过程。在短期目标方面，天然气消费和煤炭消费比重都不能达到目标值，SO2、NOX和VOCS的排放量也持续增加，2020年的污染气体排放量明显大于2015年的排放量。从上述结果可以得出，在不设置2030年排放目标的基准情景下，若不实施可持续的能源发展战略，要在2030年达到碳排放峰值和污染减排的短期目标不太可能。即使在有能效改进和能源技术进步的情景下，这也是难以实现的。而在设置2030年达到碳排放峰值的情景下，污染气体的减排量得到了保证，自发性能效改进和能源技术进步也可以加大减排幅度（见图 2）。这表明，现有的自发性能效改进速度和能源技术进步在温室气体减排和污染减排方面只能起到锦上添花的作用，设置减排目标并落实减排政策才能真正达到明显的减排效果。

5 中国碳减排的溢出效应

生态环境治理成本需要本国支付，治理收益却不能完全内化为本国独享，在收益外溢效应面前，各国往往会不愿治理，而是加大对生态环境资源的使用力度。因此，即使全球生态环境治理的制度约束（比如2015年的《巴黎协定》）在持续推进，各国考虑更多的依然是其短期经济利益，而非履行减排责任。而一个国家（或地区）在本国（或本地区）的能源消费往往会影响其他地区乃至全球的生态环境质量。我们推测，作为全球第二大经济体和世界最大的碳排放国，中国和其他经济体的贸易来往日益密切，其碳减排措施势必会影响其他地区的气体排放。本文结果也为此提供了佐证。

模拟结果表明，当不设置减排目标时，中国的外生技术进步并不会对其他地区的碳排放造成显著影响。而在中国达成其碳减排目标的情景下，全球减排量显著增加。

表4给出了基准情景下中国达到其承诺的碳减排目标时，美国、欧盟等世界其他地区温室气体和污染气体的排放变

化情况。总体来看，在中國达成其碳减排目标的情景下，全球减排量显著增加。另外，设置减排目标情景下的二氧化碳减排量要高于未设置减排目标时的数值，表明若中国实现其减排目标，世界各经济体亦会从中受益。比如，若中国在2030年碳排放到达峰值，且2050年碳排放量为2015年的一半，2050年全球其他地区的总减排量将达到270亿t左右。亚洲其他地区、美国和欧盟气体碳排放受中国碳减排影响较大，其二氧化碳减排量均超过50%。CH4和NOX、CO等气体的减排变化趋势和二氧化碳类似，但减排力度不及二氧化碳，这也表明中国碳减排会对其他地区的其他气体减排形成较大的正面效应。探究出现碳减排溢出效应的原因，中国自身的碳减排措施会使得各类产品的碳含量减少，也会造成其他污染气体排放量降低。而部分产品又作为原材料、设备、中间品、消费品、投资品等出口至其他国家或地区，从而导致其他地区温室气体和污染气体排放的减少。值得注意的是，中国碳减排对一些地区的溢出效应出现了滞后，比如美国、欧盟和非洲的CO2、NOX和CO排放在2040年才开始出现正的减排效应。

6 結论与建议

本文将技术进步分为劳动力供给增加、自发性能源效率提高和外生性能源技术的使用，使用动态CGE模型研究了在上述不同技术进步情景下中国大气污染和温室气体的排放情况，并考察了在此情景下中国减排对世界其他地区的溢出效应。基于上述分析，本文发现以下结果：①污染气体和温室气体在减排方面具有协同效益。②劳动力增加可以提高经济增长水平，但会造成大气污染加重和温室气体排放增加。③自发性能源效率改进和能源技术进步在前期可以减少污染气体和温室气体的排放，但在后期会使污染物和温室气体排放增加。这说明能源反弹是一个亟待重视的问题。④现有的自发性能效改进速度和能源技术难以有效减少未来的温室气体和污染气体排放。⑤中国碳减排目标的实现对全球碳减排及污染减排有积极贡献，尤其对周边地区、美国、欧盟等贸易往来密切的经济体影响较大。

基于上述结果，本文作出以下讨论和建议。

第一，结果表明在现有技术条件下，中国若要实现其短期及长期减排目标，必然要牺牲一部分的经济增长。中国仍然是世界上最大的发展中国家，尚处于中高速发展阶段，牺牲经济增长意味着中国将面临发展停滞、产业倒退、人口失业等经济和社会问题。不仅如此，作为世界第二大经济体，中国的经济增长大幅放缓也会使世界经济陷入低谷。因此，中国绝不能以牺牲大部分经济增长的方式达到减排目标。本文进一步模拟发现，中国若要维持既定的经济增长并实现减排目标，各产业部门需保持年均约2.6%的能效增长。为了维持经济增长并向减排目标迈进，中国必须加大化石能源技术创新的步伐，提升清洁能源在能源消费结构中的地位。同时应认识到，现时段的全球大气环境问题部分上也是发达国家历史排放的后果，中国不应也不必为其他国家的排放买单。作为发展中国家，中国应首先维护自己的发展权利，牢牢把握在大气问题上应有的话语权，在此基础上与其他国家一起努力减排。碳减排和污染减排关系到人类生存和健康，任何一个国家都不能独善其身。各国必须在技术、理念方面通力合作、互相协助，方能解决大气困境。

第二，应重视能源反弹效应的存在。结果已表明，由技术进步引发的能源反弹会增加各气体的排放量，这种反弹已经到了不容忽视的地步。因此，政府应根据能源反弹效应对各类气体排放影响的不同，制定有区别的能源政策，让先进技术发挥出其应有的作用。

第三，中国已进入人口老龄化社会，而劳动力是经济增长的必要保证，人力资本也在经济可持续发展中起着重要作用。政府有必要尽快拟定并出台鼓励生育的政策，并逐步改善全社会的教育、就业等民生问题，为培养技术型、专业性人才而努力。然而，劳动力供给增加会引起碳排放和污染排放进一步上升，对生态环境造成威胁。由此，政府政策必须在鼓励生育和实现减排目标之间做出一定程度的权衡。

第四，气候变化和大气污染是人类作为命运共同体面临的首要挑战。任何一个国家、地区或者组织都无法单独引领如此大型的全球生态环境治理行动，该危机必须且只能以人类命运共同体为组织载体来解决。中国碳减排对世界其他地区碳减排有积极贡献的事实表明，中国在建立“人类命运共同体”过程中起着引领作用，肩负着很大的责任。如何以较小的经济增长代价达到减排目标，发挥自己在环境治理中的示范作用，引导建立更有效率的全球性减排约束制度，将是中国下一步需要挑战的问题。

（编辑：李 琪）

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Chinas air pollution control performance and its contribution to the worlds emission reduction

WANG Nin-jing WEI Wei-xian

（School of International Trade and Economics， University of International Business and Economics， Beijing 100029， China）

Abstract As important environmental issues， carbon emission and air pollution are getting more and more attention at home and abroad. China is not only a major carbon emitter but also faced with serious air pollution problem， which has an important impact on the global emission reduction market. However， as the largest developing country， there is a conflict between Chinas development tasks and emission reductions. In view of this， a multinational dynamic computable general equilibrium model is applied to study the effects of factor change， autonomous energy efficiency improvement and exogenous technology advances on Chinas lon-term economic growth， air pollution control， and greenhouse gas emission reduction. We also estimate Chinas pollution emission and spillover effect on world emission reduction under Chinas carbon emission reduction target （carbon emission will peak in 2030 and be 50% of emissions in 2015）. In terms of the variety of emissions， greenhouse gases （CO2， CH4， N2O and PFC） and polluting gases （SO2， NOX， VOCS and CO） are examined. The results show that：①Pollution and GHG emission reduction have co-benefits. When the carbon reduction target is reached， emissions of SO2， NOX， CO and VOCS in the BAU scenario will be reduced by 34.51%， 3136%， 10.42% and 22.75%， respectively in 2050. ②It is difficult to effectively reduce future greenhouse gas and pollution emission according to the existing energy technology. Only when the energy efficiency growth of Chinas industrial sectors reaches an annual average of 2.6%， can China achieve its emission reduction targets without sacrificing economic growth. ③Chinas carbon emission reduction has a positive spillover effect on global emission reduction， especially for neighboring regions， the U.S.， EU and other countries with close trade. Finally， we propose some policy recommendations， such as increasing investment in new energy fields; making a certain degree of trade-off between encouraging fertility and achieving emission reduction targets; playing a demonstrative role as superpower and promoting the construction of a constrained system of ecological environment governance by using the carrier ‘Community of Shared Future for Mankind.

Key words technological progress; GHG emission reduction; air pollution control; co-benefit; dynamic CGE model