摘要
社会经济的发展高度依赖能源驱动，迄今为止绝大部分驱动力来自化石能源消耗，化石能源的过度使用导致了环境污染和气候变暖等系列问题。近半个世纪以来，中国在经济上取得了举世瞩目的成绩，但由于相对粗放的发展模式和自身能源资源禀赋等原因，以煤炭为主的能源消费结构尚未得到彻底改变，由此引发的环境污染和碳排放问题愈发严峻，这些问题在快速发展的大城市中尤为突出。为了实现可持续发展，从“十一五”规划开始，中国政府陆续提出了能源总量考核目标，碳排放强度考核目标和污染物总量考核目标(简称三控目标)，且每隔五年都会提高三控目标的要求，这些约束性的目标旨在引导转变发展方式、优化能源结构、控制环境污染。面对这些新的发展理念和目标，为了促进城市向高质量发展转变，地方政府迫切需要了解经济发展的趋势和节能减排的潜力。 然而，三控目标通常隶属于不同的主管部门管理，这些部门通常以独立的行政职能和独立的部门措施来应对这些考核目标，比如能源主管部门的能效提升措施和能源结构调整措施等，气候/产业主管部门的需求优化措施和产业结构调整措施等，以及环保部门的末端治理覆盖率提升措施和设备去除率提升措施等。本研究把这些措施归纳为节能措施、低碳措施和环保措施(简称三类措施)。由于职能的区别，出自不同主管部门之间的政策措施有可能会出现相互影响、相互重复或彼此不匹配等情况，从独立部门角度看这些措施似乎合理，但是从全社会统筹推进的角度看，这容易导致政策资源使用不均衡、利用不充分等问题。此外，对处于快速发展阶段的各区域，地方政府需倾注大量的政策资源以促进经济发展，用于解决三控目标的资源相对稀缺。协调经济发展和节能减碳的平衡，寻求对策以最低的成本代价达成节能、降碳和减少污染物排放目标，并最终实现城市经济的高质量发展是亟需解决的问题，但现有的研究缺乏对多约束目标的相互作用及措施成本的详细评估。因此，本研究将聚焦以下四个方面，围绕多目标约束下城市高质量转型的协同发展开展深入研究:(1)高质量发展转型的节能减排潜力问题;(2)多个约束目标指标之间的协同效应/效益问题;(3)节能减排措施的成本协同问题;(4)高质量发展转型的对策问题。 针对经济高质量发展转型中多目标的协同问题，本文构建了能源经济环境综合评估模型MCEE(multi-objectivecomprehensiveassessmentmodelforenergyconsumption,CO2,andpollutantemission),创新性地提出了三维目标完成度协同评价和三类措施支付成本协同评价的指标体系;设定了节能、低碳、环保、节能&低碳和高质量发展五种政策情景，以广州市为例，对2015-2035年期间单独或组合实施三类措施的目标完成效果和成本进行了情景分析;在情景分析的基础上，研究了三控目标的完成情况及其主要特征;确定了实现高质量发展目标下各行业的重点能耗设备和排放源，详细评估了2025、2035年两个关键时间点分部门的节能减排潜力;分析了三类措施之间的协同-权衡效应和定量协同-权衡效益;核算了三类措施的技术改进成本、末端治理成本、健康和劳动力损失成本，评估了多措施之间的成本协同效应以及转型发展对宏观经济的影响。得出了以下主要研究结论: （1）如果按照目前政府对三控目标的考核强度，以现有的发展趋势，未来广州将面临巨大的节能减排压力。高质量情景下，2015-2035年间，节能、碳减排和污染物削减目标年均完成率可分别达到88.42％、136.05％和92.72％,节能和污染物削减目标还存在差距。为了弥补这一差距，2025年之前有必要再进一步提高节能措施的力度，并将环保措施的政策资源优先部署在2028年前。指标评估表明有38％的节能量和43％的碳减排量来自协同效应的贡献，有多达60％的污染物削减量来自源头减排而非末端治理。此外，本文发现广州现有的能源总量控制目标偏严，过度严格的能源总量目标甚至会限制经济发展对非化石能源的正常需求。 （2）三类措施的相互作用既有协同效应也有权衡效应（负协同），而且协同效应明显高于权衡效应。在2015-2035年期间，节能措施累计可减少6.07亿吨的二氧化碳和219千克的污染物排放量（PM2.5），分别占二氧化碳减排总量的54.39％和污染物削减总量的32.74％。低碳措施累计可节约2.51亿吨标煤和减少182千克的污染物，分别占节能总量的55.53％和污染物削减总量的27.20％。但环保措施会增加能源需求0.17亿吨标煤，增加二氧化碳排放0.32亿吨，分别占能源节约总量的-3.76％和二氧化碳减排总量的-2.88％。此外，本文发现三类措施联合实施存在多重协同-权衡效应，多重协同-权衡效应可进一步增加6.54％的二氧化碳减排量和1.94％的污染物削减量，但额外降低9.07％的节能量。 （3）在2015-2035年期间，三类措施的协同-权衡效应随时间变化明显，在部分时间段存在显著的协同-权衡效应，即措施产生的协同-权衡效应高于措施对应对目标的直接贡献量。具体而言，2015-2035年，节能措施对减碳目标均具有显著的协同效应，2032年后低碳措施对节能目标有显著的协同效应，而在2017年之前，环保措施对减碳目标有显著的权衡效应。在具有显著协同效应的时间区间优先部署相应措施，将有助于高效地利用政策资源。反之，在有显著权衡效应的时间区间内减少部署相应措施，将有助于节约政策资源。 （4）若投入等量的政策资源，三类措施中，节能措施的节能和减排（二氧化碳和污染物）效果最好，低碳措施和节能措施之间具有明显协同效应，统筹实施两个措施将比措施单独实施时的节能量和二氧化碳减排量分别增加80％和84％,且使污染物的削减量增加50％。在统筹实施节能措施和低碳措施的基础上叠加环保措施，则可以进一步降低污染物排放，但会导致能源需求和二氧化碳排放均增加。 （5）若仅考虑技术改进成本，在三类措施中低碳措施具有最低的单位节能量成本和单位二氧化碳减排量成本，若仅考虑末端治理成本，则节能措施的单位污染物削减成本最低。低碳措施和节能措施的组合实施可使单位节能量和单位二氧化碳减排量的成本分别降低49.5％和54.9％,单位SO2、NOX、NMVOC和PM2.5的削减成本分别降低59.15％、54.43％、61.15％和51.96％。在节能措施和低碳措施组合实施的基础上叠加环保措施，则会增加单位节能量和单位二氧化碳减排量的技术改进成本，但可以进一步降低单位污染物削减量的末端治理成本。 （6）若将居民健康成本和劳动力损失纳入社会总成本，在节能低碳情景基础上叠加实施环保措施将导致整体的技术改进成本和末端治理成本分别增加5％和9％,但可将健康损失和劳动力损失分别降低18％、19％,从而使社会总成本降低3％。站在社会总成本的视角，环保措施与另外两个措施的组合实施存在成本协同效益。此外，在中长期的时间尺度内，高质量发展情景的系列措施对宏观经济增长的整体影响较小，高质量发展下多目标约束措施对GDP的年均影响小于1％。 本文有以下创新点: （1）在研究手段上，构建了能源-经济-环境多目标综合评估模型MCEE，实现了对目标区域的能源消费、碳排放和大气污染物排放的定量模拟，以及对相关的技术改进成本、健康损失和对宏观经济的影响的评估功能。为城市级别采用基于投入产出分析和技术成本分析的能源经济环境多目标综合评价提供了一种可行方案。 （2）在研究条件上，因案例城市缺少官方发布的两个关键建模基础条件，即投入产出表和能源平衡表。本文采用GRAS均衡方法编制了《广州市2015年投入产出表》，完善编制了《广州市2015年能源平衡表》，克服了研究基础条件缺乏的问题，为同类型城市开展能源经济模型研究开辟了一种新路径。 （3）在评价方法上，建立了多目标指标协同-权衡效应和多措施成本协同-权衡效应综合评价方法，解决了多个非统一量纲（物理单位）目标指标之间无法直接定量比较的问题，为定量评价跨领域的多个目标协同-权衡效应提供了一种新方法。 （4）在理论研究上，本文从重点能耗源、排放源、节能减排潜力、指标完成、实施成本、经济影响等多个视角，全面刻画了三控目标之间的协同-权衡效应及其影响，为协同高效达成三控目标，实现城市高质量发展提供了定量分析支持。在研究理论上提供了一种多角度，分层次定量分析城市级多目标协同-权衡效应的新视角。 本文的研究为案例城市高效完成能源、碳排放和污染物等约束目标，实现经济高质量发展提供了定量分析支持和决策理论依据。在研究手段、评价方法和研究视角等方面为城市转型研究提供了借鉴，为城市级多目标协同-权衡效应研究提供了新思路。 本文还存在一定的局限有待改进。首先，在研究对象上，本文仅选择了可持续发展的三个指标，更多数量的指标可以更好的展示多目标协同-权衡效应;其次，在成本研究上，选择了两个典型的成本，即技术改进成本和末端治理成本，未来可扩展至财政、税收等，更全面体现转型的成本代价;此外，在研究工具上，MCEE模型的核算边界主要考虑了燃料燃烧的碳排放和污染物排放，未来可以考虑工业生产过程的二氧化碳排放和非燃烧源的污染物排放等。在研究尺度上，可以往更宏观的省级和国家级拓展，或往更微观的行业级、设备级拓展。
NETL