腾讯研究院：碳排放的宏观考察、规律总结与数字减排“三大效应”研究

10.“库兹涅茨曲线”具有一定合理性

上世纪90年代以来，部分学者研究发现，人均收入与环境恶化程度之间存在“倒U型”关系，即“库兹涅茨曲线”。本文针对碳排放与人均GDP之间的关系进行简单分析，做出碳排放量、碳排放强度、人均碳排放量与人均GDP的散点图，如图26—28所示，直观来看，碳排放强度与人均GDP之间确实存在一定的“倒U型”关系，但是碳排放量、人均碳排放与人均GDP之间的“倒U型”关系却并不明显。

对碳排放量而言，如图26所示，中国、墨西哥、土耳其及波兰2019年人均GDP分别为1.03亿美元、0.99亿美元、0.91亿美元及1.57亿美元，位居中游，2019年碳排放量分列第1位、15位、18位及21位，位居前列，表明人均GDP处于中部时碳排放量较高。但是整体而言，碳排放量与人均GDP之间仍然呈现出正相关关系，这或许与世界经济格局分化日益严重有关，虽然高收入国家的碳排放量随经济增长先达峰后下降，但是绝大对数中等收入国家和低收入国家仍然处于碳排放量和人均GDP的同步上升通道之中。因此，碳排放量与人均GDP之间的“倒U型”关系需要进一步放到国家异质性的角度下进行考察。

图26 全球碳排放量与人均GDP

数据来源：碳排放数据来自欧盟委员会，人均GDP数据来自世界银行。

对碳排放强度强度而言，如图27所示，碳排放强度与人均GDP之间存在明显的“倒U型”关系，表明碳排放强度与人均GDP之间的确存在“环境库兹涅茨曲线”，当人均收入水平较低时，碳排放强度随人均收入的增长而提高；当越过拐点后，碳排放强度则随人均收入水平的增长而下降。如帕劳、特立尼达和多巴哥、巴巴多斯及阿曼2019年人均GDP分别为1.49亿美元、1.74亿美元、1.81亿美元及1.53亿美元，位居中游，2019年碳排放强度分列第1位、8位、9位及12位，位居前列。

图27 全球碳排放强度与人均GDP

数据来源：碳排放数据来自欧盟委员会，人均GDP数据来自世界银行。

对于人均碳排放量而言，如图28所示，人均碳排放量与人均GDP之间体现出的仍然是正相关关系，但是拟合线的斜率逐渐降低，表明虽然人均碳排放量随人均GDP的增长而增加，但是增加的速度逐渐减慢。除此之外，类似于碳排放量和人均GDP关系的原因也可能存在于人均碳排放量与人均GDP的关系中，即对于高收入经济体而言，人均碳排放量随人均收入的增长逐渐减少，但是对于中等收入国家和低收入国家而言，人均碳排放量与人均收入之间仍然存在较为稳定的正相关关系，如人均收入水平位于中等行列的帕劳、特立尼达和多巴哥及阿曼2019年人均碳排放量分列第1位、5位、10位，同样位居前列。因此，人均碳排放量和人均GDP之间的关系同样需要放在国家异质性的框架下进行考察。

上述分析表明，“环境库兹涅茨曲线”在碳排放强度与人均GDP的关系中是成立的，但是在碳排放量、人均碳排放量和人均GDP的关系中却面临挑战。因此，整体而言，环境库兹涅茨曲线并非放之四海而皆准的普遍真理，而是受制于国家异质性的影响，如国家的经济发展阶段和国家的体量规模等。

图28 全球碳排放强度与人均GDP

数据来源：碳排放数据来自欧盟委员会，人均GDP数据来自世界银行。

中国碳排放的基本事实观察

11.中国碳排放增速不断下降

自上世纪60年代以来，中国碳排放量从7.81亿吨增长到2020年的105亿吨，规模扩大了约14倍，期间经历了三个显著的变化阶段，如图29所示[16]，世界银行（WB）、国际能源署（IEA）、中国碳核算数据库（CEAD），郝永达等（2021）等均对中国碳排放量做出估计，虽然在绝对数值上有一定差异，但相差并不大，而且碳排放量变化趋势保持基本一致。第一阶段（1960—2000年）为缓慢增长阶段，在长达40年的时间里基本保持相对稳定的增长速度，有时甚至会出现一定程度的下降，如1960—1963年、1979—1981年、1997—1999年。第二阶段（2001—2012年）为高速增长阶段，2001年中国加入世界贸易组织（World Trade Organization，WTO），经济增长处于出口导向型的工业大发展阶段，这一时期的碳排放增长速度进一步提高且近乎保持线性增长趋势，仅在2008—2009年国际金融危机期间有轻微下降。第三阶段（2013—至今）为低增长阶段，党的十八大以来，随着供给侧结构性改革与经济高质量发展战略的逐步实施，碳排放增速得到逐渐控制。到2019年，我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2015年和2005年分别下降约18.2%和48.1%，已超过了中国对国际社会承诺的2020年下降40%—45%的目标，基本扭转了温室气体排放快速增长的局面（胡鞍钢，2021）[17]。

总体而言，“十四五”期间，中国碳排放量增速将持续放缓。于宏源（2018）[18]测算指出，中国能源利用二氧化碳排放量在2020年后将进入相对稳定平台期，2025年左右可达峰值，单位GDP二氧化碳排放持续下降，2030年比2005年下降70%以上。郝永达等（2021）[19]预测，中国碳排放量将在2021年出现反弹，增速达到3.71%，但在中长期内增速将持续放缓，碳排放增速低于2%，并有负增长态势；预计到2025年，全国二氧化碳总排量接近115亿吨，碳排放量或将提前到达峰值，且峰值量优于130亿吨的预期规划。蔡博峰等（2021）[20]也预测指出，中国碳排放将在2027年左右达峰，二氧化碳排放峰值为106亿吨，达峰后经历5—7年平台期，2030年二氧化碳排放量为105亿吨。

图29 中国二氧化碳排放量（1960-2025年）

数据来源：世界银行（WB），国际能源署（IEA），中国碳核算数据库（CEAD），郝永达等（2021）。

单位：亿吨。

12.碳排放的行业集中度较高，电力、冶炼、交通为重点排放板块

碳排放量在各行业的分配标准以各行业一次能源终端消费量为基础确定。终端能源消费量分为四类：第一，作为燃料、动力使用的能源。指将能源投入到各种加热、动力等设备，产生光、热、功所消费的能源。第二，作为原料使用的能源。指在工业生产活动中，把能源作为原料投入使用，经过一系列化学反应，逐步转化为另一种新的非能源产品，如化肥厂生产的合成氨、化工厂生产的合成橡胶等产品所消耗的天然气、煤炭、焦炭；生产染料、塑料、轻纺产品所消耗的原料油等。第三，作为材料使用的能源。指一些能源的使用，不构成产品的实体，只起辅助作用的消费。如洗涤用的汽油、柴油、煤油；各种设备所使用的润滑油等。第四，工艺用能。指在生产过程中既不作为原料使用，也不作为燃料、动力使用的工艺用能。如生产电石、电解耗用的能源。需要说明的是，由于碳排放量计算时只涉及一次能源消费，因此电力涉及的碳排放量在发电环节计算，各行业对于电力等二次能源的消费不纳入碳排放量计算。

我国三次产业的碳排放趋势与全国碳排放总量保持一致，在2000—2020年间均呈现稳步增长的特征，如图30所示，三次产业的碳排放量分别由2000年的0.46亿吨、30.23亿吨、5.23亿吨增长到2020年的1.28 亿吨、88.91亿吨、15.02亿吨，CAGR分别为5.3%、5.5%及5.4%。在三次产业中，由于第一产业及第三产业排放能力不高，因此第二产业长期占据排放主流，2000—2020年间第二产业碳排放量占排放总量的比重长期维持在85%左右，第一产业和第三产业则分别仅占1%和14%左右。

图30 中国三次产业碳排放变动情况（2000—2020年）

数据来源：郝永达等（2021）

单位：亿吨

第二产业和第三产业内部又包含众多的细分行业门类，考察各细分行业的碳排放量，可以更具体地发现碳排放的行业来源。如图31所示，中国碳排放呈现出明显高行业集中度特征。2017年，中国碳排放量最高的行业依次为电力蒸汽热水生产供应业（48%），黑色金属冶炼及压延加工业（14%），非金属矿物制品业（10%），交通运输、仓储及邮电通信业（7%）。第一大行业排放量占比接近50%，前两大行业超过60%，前三大行业超过70%，前四大行业接近80%。电力行业为碳排放量第一大行业，2017年排碳量为第二大行业的3.4倍；矿产品下游产业为碳排放的重要来源，金属矿产品、非金属矿产品、石油产品加工的排碳量合计占比26%。从电力行业入手控制碳排放，是减排政策的关键，但由于电力产业为其他产业发展提供支柱，因此无法“一刀切”地减少发电量，而应提高绿色能源在电力能源消费中的比重。除此之外，城镇生活消费、农村生活消费的碳排放量合计占比5%，也占据较大比重，成为中国碳排放的重要来源之一。

图31 按行业分类的中国碳排放量变动情况（1997—2017年）

数据来源：CEAD数据库

单位：亿吨

在1997—2017年间，各行业的碳排放量都呈现出一定程度的增长，其中交通运输、仓储及邮电通信业，批发零售贸易和餐饮业的碳排放增速较快，CAGR分别为9.9%和9.0%，这些行业随着经济活动强度的增加、城市规模的扩大而高速发展，逐渐成为新增碳排放的重要来源。同时，碳排放量绝对值较大的行业增速也较大，水电蒸汽供应、金属矿物冶炼及非金属矿物加工CAGR分别为6.5%、8.3%及6.6%。

13.碳排放区域和省份分布不均衡

由于经济发展的不平衡以及能源禀赋结构的差异，我国不同区域之间的二氧化碳排放量也存在较大差异，通常认为碳排放总量和人均碳排放量的区域排序为：东部＞中部＞西部，而中西部碳强度则远高于东部地区（杜立民，2010[21]；岳超等，2010；杨骞等，2012；肖雁飞等，2014）[22]。通过将中国31个省份划分为华东、华北、华中、西北、华南、东北、西南等7个区域[23]，可以更深入具体地考察各区域碳排放的变化，如图32所示，1997—2017年间中国各区域的碳排放总量均快速增长，其中年均复合增长率（Compound Annual Growth Rate，CAGR）最高的区域为西北区域（8.3%），其次是华南区域（7.0%），最低的区域为东北地区（4.1%）。碳排放量增速在一定程度上反映了各区域经济活动强弱，即西北及华南地区经济增速较快，东北地区增速较慢。

从各区域的碳排放总量比较来看，如图32—33所示，华东、华北、华中为最大的碳排放量来源地，2017年碳排放量分别为24.9亿吨、20.8亿吨及13.5亿吨，合计占比达60%。各区域碳排放量分布较不均衡，碳排放的区域集中度较高，主要分要分布在工业生产规模较大及城市活动频繁的区域[24]。

图32 按区域分类的中国碳排放量变动情况（1997—2017年）

数据来源：CEAD数据库

单位：亿吨二氧化碳

图33 中国碳排放量区域结构（2017年）

数据来源：CEAD数据库

进一步考察各省份的二氧化碳排放量，如图34所示，1997—2017年间，中国各省份的碳排放总量也都快速增长，其中CAGR最高的省份为内蒙古（9.9%），其次为新疆（9.7%），上世纪90年代以来，随着石油、煤炭资源的大规模开发，上述两省份的碳排放量也出现了较大增长；CAGR最低的省份为辽宁（4.4%），由于资源开采速度及经济活动增速相对不足，其碳排放量增速相对较慢。

图34 按省份分类的中国碳排放量变动情况（1997—2017年）

数据来源：CEAD数据库

单位：亿吨二氧化碳

从各省份碳排放总量比较来看，如图34—35所示，碳排放的省份集中度较高，且高排放省份特征鲜明。碳排放前三位省份合计占比为23%，前五位省份合计35%，前十位合计58%，各省份排放量占比差距较大。高排放省份分为两类：第一，排放型省份，经济发展依赖高排放产业，包括山东（石化）、河北（钢铁）、内蒙古（煤炭）、山西（煤炭）、辽宁（钢铁）、新疆（石化）；第二，集群型省份，省内城市群密集，或人口数量较大，经济活动量较大，包括江苏（0.8亿人）、广东（1.2亿人）、浙江（0.6亿人）、河南（1.0亿人）。

图35 中国碳排放量省份结构（2017年）

数据来源：CEAD数据库