基于清洁发展机制的中国碳市场潜力分析

28 卷第 4期 2006年 7 月 资 � 源 � 科 � 学 RESOURCES SCIENCE Vol. 28, No. 4 Jul. , 2006 文章编号: 1007- 7588( 2006) 04- 0125- 06 收稿日期: 2005- 10- 19;修订日期: 2006- 01- 23 基金项目:中国科学院知识创新工程重大项目(编号: KZCX1�SW�01�18) ;国家自然科学基金项目(编号: 70473103)。 作者简介:余慧超( 1983~ ) ,女,江西景德镇市人,硕士生,主要从事资源环境经济方向的研究。 E�mail: xiaohui � jdz@163. com 基于清洁发展机制的中国碳市场潜力分析 余慧超1, 2,王礼茂1 ( 1� 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 � 100101; 2�中国科学院研究生院, 北京 � 100039) � � 摘 � 要:全球气候变化是当今世界关注的环境问题。与全球气候变暖紧密相连的国际条约 京都议定书!一直 以来被世人所关注。而清洁发展机制(简称 CDM)是 京都议定书!所建立的以成本有效的方式在全球范围内实施 温室气体减排的 3种灵活机制之一。它是发达国家与发展中国家基于项目的合作形式。推行该机制不仅可减少 发达国家在国内实施碳减排的高额成本,又可促进发展中国家获得有益于可持续发展的先进技术和急需资金。被 认为是一种∀ 双赢#政策。该文从中国 CDM项目市场占全球份额的角度, 在假设 2010 年所有非附件∃ 国家 CDM 项 目实施率为 70%的情景下, 分析得出 2010 年中国基于清洁发展机制开发碳市场的规模是 0�525 % 108tC, 相应的碳 市场潜力为 8�306% 108 美元(美元以 2000 年价计)。同时认为: 可再生能源发电、城市生活垃圾处理处置、造林与再 造林领域是中国基于清洁发展机制开发碳市场的主要领域。 � � 关键词:清洁发展机制( CDM) ; 碳市场; 潜力 � � 京都议定书!是在 1997年 联合国气候变化框 架公约!( UNFCCC)的第三次缔约方大会上签署的, 它已于 2005年2月 16号正式生效。清洁发展机制 ( Clean Development Mechanism,简称 CDM)是 京都议 定书!所建立的以成本有效的方式在全球范围内实 施温室气体减排 3种灵活机制之一,只有它涉及发 展中国家, 其余两种灵活机制 � � � 排放贸易和联合 履约只能在发达国家之间进行。CDM 是指允许发 达国家(附件一缔约方) 提供资金和先进技术、设 备,在发展中国家(除了附件一缔约方) 境内共同实 施有助于减缓气候变化的碳减排项目, 由此获得的 经核实减排量 ( Certified Emission Reduct ions, 简称 CERs) ,以便帮助发达国家遵守他们在议定书中所 承担的约束性温室气体减排义务,也为发展中国家 的可持续发展做出贡献。这是一项∀双赢#政策。 我国于2002年 8月正式签署 京都议定书!, 已 是CDM项目的合法参与者。由于人均碳排放量远 低于世界平均水平,且以发展中国家的身份在第一 承诺期间( 2008 年~ 2012年)履行无约束性的减排 义务, 因此,中国在碳贸易市场上的身份还是卖家。 我国人均GDP 刚过1000美元,开始进入工业化中期 阶段。此时是能源需求的高增长期,能源将是我国 经济发展的瓶颈。而积极参与国际合作,开发 CDM 项目,将有利于引进国外的资金与先进技术,从而优 化我国能源消费结构, 提高能源效率、降低单位 GDP 的能耗与温室气体的排放;有利于改善我国某些部 门,特别是重污染型部门资金短缺及环保设施缺乏 的现状;有利于保障我国生态环境安全,提高人民健 康水平; 有利于促进我国经济增长模式从粗放型向 集约型转变。因此在中国积极引进清洁发展机制项 目,开发碳市场是非常必要的。 1 � 中国碳市场的总潜力 1. 1 � 减排成本低,开发碳市场的潜力大 清洁发展机制主要是以成本有效的方式在发达 国家与发展中国家之间转让减排信用。各国的国情 不同,减排成本也不一致。由于发达国家能源利用 效率已达到较高水平, 若要进一步减排温室气体,势 必要开发更先进的能源利用技术, 由此导致减排成 本很高且减排潜力有限。而我国能源消费结构 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现 出以煤炭为主, 2002 年煤炭消费占能耗总量的 65�59% ,比世界平均高近 40% ;油气总消费占能源 总耗的 27�33% ,水电及核电只占 7�82% , 与世界平 均以及其他国家具有明显差距; 能源利用率较低,我 国为 36�81% , 比美国、日本分别低 13�19% 和 15�70%。(表 1)。有数据表明:中国每创造 1 美元 所消耗的能源, 是美国的 4�3倍, 德国和法国的 7�7 倍,日本的 11�5倍 [2] 。因此我国减排潜力很大。另 外,设备及技术水平相对落后,且具有低廉的劳动力 成本、较好的政策环境与经济发展潜力,所以减排成 本相对较低。相对而言, 发达国家的减排成本一般 高于我国,如美国减少 1t温室气体排放的成本大约 是100美元,而在中国只有 20美元。 表 1 � 2002 年世界主要国家能源消费结构及利用效率比较 Table 1 � Comparison of energy consumption structure and efficiency among major counties in the world in 2002 能耗总量 � ( % 108toe) 煤炭 � ( % ) 石油 � ( % ) 天然气 � ( % ) 水电及 核电 ( % ) 能源利用 效率 ( % ) 中国 10�365 65�59 24�62 2�71 7�82 36�81 美国 22�930 24�15 39�00 26�20 10�64 50�00 日本 5�094 20�67 47�62 13�68 18�02 52�51 德国 3�294 25�68 38�62 22�56 13�08 50�00 印度 3�251 55�61 30�05 7�81 6�55 40�06 俄罗斯 6�402 15�39 19�20 54�61 10�81 54�08 澳大利亚 1�129 27�89 33�66 19�13 19�32 46�21 世界平均 9�4050 25�50 37�45 24�26 12�79 50�32 � � 资料来源:见参考文献[ 1]。 � � 按照国际经济学比较优势理论,若在一个国家 生产某种商品具有较低成本的比较优势, 外资就有 可能被吸引到该国家该种商品的生产中来。由此看 来, CDM 可被理解为一种跨国贸易- 投资机制: 由 于中国在全球碳市场上具有相对较低的减排成本, 一些削减温室气体成本较高的国家为了避开高额成 本必定会积极寻找减排成本较低的国家来投资项 目,从而产生削减, 以此换取其所需要的削减额度。 从此角度看,中国碳市场的潜力巨大。 1. 2 � 从中国 CDM市场规模分析其碳市场总潜力 单个国家的 CDM 市场潜力是指非附件 ∃中的 任一国家通过 CDM 项目产生的经核实的减排量乘 以碳排放权的国际市场价格[ 3]。由于 CDM 市场是 以项目产生的经核实的减排量( CERs)为最终交换 媒介,且对于中国而言,涉及此类的碳贸易暂时均由 CDM项目带来, 故可把中国的 CDM 市场看成是碳 市场。该市场潜力可用如下公式计算: 碳市场潜力(美元�年) = 碳市场规模% 碳价格 = CERs( t�年) % CERs均衡价格(美元�t ) 目前在 京都议定书!中没有规定 CERs 价格, 因此它具有不确定性, 将会受到非附件 ∃国家对 CDM项目的实施率及各国的碳减排成本等诸多因 素的影响。表 2是非附件 ∃国家 CDM 项目实施率 的不断提高对CERs均衡价格的影响。 表 2� 所有非附件∃国家 CDM 项目实施率对碳市场的影响 Table 2 � The effect on carbon market with different ratios of CDMprojects implementation 实施率 � ( % ) CERs的均 衡价格 (美元�tC) 折成 CO2 的价格 (美元�tCO2 ) [1] 全球CDM 市场规模 ( % 108tC) 折成CO2 的全球 CDM市场规模 ( % 108tCO2) [ 2] 10 24�3 6�6 0�163 0�597 20 22�7 6�2 0�306 1�122 30 22�0 6�0 0�447 1�639 40 20�6 5�6 0�561 2�057 50 18�2 5�0 0�623 2�284 � � 资料来源:参考文献[ 4]。美元按 2000年不变价计。其中[ 1]、 [ 2]是根据原始数据折算所得,换算系数分别为 0�273与 3�667。 从表2可看出,随着所有非附件 ∃国家 CDM项 目实施率的提高, CERs的均衡价格逐渐下降, 而全 球 CDM 市场规模却不断增大。当实施率为 10%时, 碳价格为 24�3 美元�tC( 6�6美元�tCO2 ) , 全球 CDM 市场规模为 0�163 % 108tC( 0�597 % 108 t CO2 ) ,当实 施率提高到 50%时, 碳价格下降到 18�2 美元�t C ( 5�0美元�tCO2 ) , 全球 CDM 市场规模上升为 0�623 % 108 tC( 2�284 % 108 t CO2 )。可见 CDM 项目实施率 与碳价格呈反比,而与全球 CDM 市场规模呈正比。 据此,分别模拟所有非附件 ∃国家CDM项目实施率 与全球 CDM市场规模、实施率与碳价格的近似线性 关系(图 1、图 2)。 � � 以上模拟分别得出了所有非附件 ∃国家 CDM 项目实施率与全球 CDM市场规模、碳价格的近似线 性方程与相关系数 R2。由于线性相关系数的大小 可看出 CDM项目实施率的变化对全球 CDM 市场规 模的影响更大。表 3 是不同模型对 2010 年中国 CDM市场占全球份额的预测结果。尽管各种不同 的模型对2010年中国 CDM 市场占全球份额的预测 不完全一致,但仍可看出其占有相当的数量。 � � 此处去除偏离较大的 SGM 模型的预测结果,取 其他3种模型预测结果的算术平均值,得 2010年中 126 资 � 源 � 科 � 学 28卷第 4 期 � � 图 1� 所有非附件∃国家 CDM 项目实施率与 全球 CDM 市场规模的近似线性关系 Fig�1� The linear relat ion between the rate of CDM projects implementat ion brought by non�Annex ∃ countries and the scale of total CDM market 图 2 � 所有非附件∃国家 CDM项目实施率 与碳价格的近似线性关系 Fig�2� The linear relat ion between the rate of CDM projects implementation brought by non�Annex ∃ countries and the price of carbon 表 3� 2010 年中国 CDM市场占全球的份额 Table 3� The proportion of CDM market in China to total market in 2010 (%) 模型 � � 中国所占 CDM市场份额 EPPA 60 G�CUBED 61 GREEN 57 SGM 75 � � 资料来源:见参考文献[ 5] :其中 EPPA � 温室气体排放预测与政 策分析模型; G�CUBERD � 全球一般均衡增长模型; GREEN � 一般均 衡环境模型; SGM � 中国温室气体减缓对策评价模型。 国CDM市场占全球的份额为 59%。假设 2010年所 有非附件 ∃国家CDM项目的实施率为70%, 根据模 拟的线性方程 y 1 = 1�175x + 6�75, y 2 = - 0�143x + 25�85( y 1为全球 CDM市场规模; y 2 为碳价格)计算 得出: 届时全球 CDM 市场规模为 0�890 % 108tC ( 3�263 % 108 tCO2 ) ,碳价格为 15�84美元�tC( 4�32美 元�tCO2 ) , 结合中国 59%的碳市场份额, 则 2010年 中国 CDM 市场规模为 0�525 % 108 tC ( 1�925 % 10 8 tCO2 ) ,相应的碳市场潜力为: 碳市场潜力= 碳市场规模 % 碳价格= 0�525 % 10 8 tC% 15�84 美元�tC = 8�306 % 108 美元 (美元按 2000年不变价计) 2 � 中国基于 CDM开发碳市场的主要 领域及其潜力 2. 1 � 可再生能源发电领域开发碳市场的潜力 我国的电源结构一直以火电为主, 2002年中国 火电装机容量约占总装机容量的 81�74% [ 6]。预测 2010 年、2020 年、2030 年将分 别达到 54�7%、 61�1%、68�4% [ 7] 。由于煤炭的碳排放系数高,火电 将给我国带来巨大的碳排放量。 可再生能源是化石燃料等常规能源以外的替代 能源。若不考虑设备运行的碳排放, 它们自身用于 发电的碳排放系数为零。我国国土面积辽阔,可再 生能源的蕴藏量十分丰富。据统计, 我国水能资源 世界第一,水能资源理论蕴藏量37 853 % 108kW, 占 世界的 13�22% ,可开发电量 1�9233 % 1012 kW&h [8]。 我国海岸线长,风能资源比较丰富,主要分布在东南 沿海及其岛屿,西北、华北和东北∀三北#地区。在太 阳能资源方面,我国陆地表面每年接受到的太阳辐 射能相当于 1�7 % 1012 t 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 煤。另外由于我国是农 业大国,农业废弃物资源分布广泛,可作为能源用途 的秸秆约为 3�5 % 108t ,折合 1�8 % 108 t标准煤[ 9]。 利用可再生能源发电是我国引进 CDM 项目的 优先及主要领域之一。表 4显示了可再生能源发电 相对于燃煤发电的碳减排量。经比较可看出:水能 发电具有最大碳减排潜力。若用 10%的水能可开 发电量( 1 923�3 % 108kW&h)来代替燃煤发电, 则可 � �表 4 � 可再生能源发电相对于燃煤发电的碳减排量 Table 4� The carbon emission reduction which generating electricity with renewable energy in relate to that with coal ( g CO2�kW&h) 发电方式 水能 核电 风能 太阳能 地热能 相对燃煤发电的碳减排量 265�2 264�3 236�3 235�3 263�7 � � 注:原数据见参考文献[10] ,此表数据是经相减转换所得。 12728 卷第 4期 余慧超等:基于清洁发展机制的中国碳市场潜力分析 减排 0�51 % 108 t CO2。若以 2005年 8月中国 CDM 信息中心 CO2 指导价格 62元人民币�tCO2 计算, 在 不考虑不同发电方式生产成本时,水能发电替代燃 煤发电减排 CO2 的单位碳收益是 0�01644元�kW&h。 因此可再生能源发电是我国参与 CDM 项目合作的 重要领域。 2. 2 � 城市生活垃圾处理处置领域开发碳市场的潜 力 随着我国城市化的不断推进, 我国城市生活垃 圾产量增长迅速。1995年, 我国城市生活垃圾年清 运量超过 1 % 108t ,到 2000年底, 城市生活垃圾的年 清运量超过了1�18 % 108 t;预计2015年将达到1�8 % 10 8 t [ 11] 。随着城市人口增加, 经济增长和生活水平 的提高,我国城市生活垃圾的年产量将继续增加。 目前我国处理垃圾的主要方式有 3种,即填埋、堆肥 和焚烧。其中, 卫生填埋在我国使用较广,占处置方 式的 90%。是城市生活废弃物最基本和最终处理 方法。 若2015年我国城市生活垃圾量达到1�8 % 108 t。 考虑其中 90%采用填埋处理方式, 按照国外研究机 构估算,每吨垃圾在填埋寿命期内约产生 100m3 ~ 200m 3 填埋气。这些垃圾将会产生162 % 108m3~ 324 % 108m3 的垃圾填埋气体。填埋气的热值一般为 7 450kJ~ 22 350 kJ�m3 , 而纯天然气的低位热值为 37 190kJ�m3。以最低的7 450kJ�m3 计算,这些垃圾产 生的填埋气体相当于 32�45 % 108m3 ~ 64�90 % 108m3 的天然气。这是非常可观的较为清洁的替代燃料。 收集的填埋气体经净化后可作为热源供居民取暖、 做饭使用, 也可用来发电或者作为汽车燃料。另外 甲烷和二氧化碳是重要的化工原料,广泛应用于食 品、化工、染料等工业。目前, 我国城市生活垃圾多 数是裸露堆放或简易填埋, 无配套的填埋气体收集 装置, 填埋气处于无控制排放状态。而考虑到填埋 气回收利用的填埋场技术水平低, 设备落后, 回收率 低。因此,更加需要参与 CDM 项目, 从国外引进先 进技术与设备, 融合资金以改进现状。 2. 3 � 造林与再造林领域开发碳市场的潜力 京都议定书!中定义: ∀造林#是指在 50年以上 的无林地进行造林, ∀再造林#是指在曾经为有林地、 而后退化为无林地的地点进行造林,并且这些地点 的再造林必须是 1990 年以来进行的造林活动, 且 2000年开始计算此类项目引起的碳贮量变化 [12]。 近些年来, 我国的造林力度加大,实施了一系列 重点林业生态工程。目前,全国人工造林保存面积 已达到4 666 % 104hm2 , 居世界首位[ 13]。根据我国林 业发展战略目标, 到 2050年, 新增森林面积4 696�69 % 104hm2 ,森林覆盖率达到 28%以上 [ 14]。其次, 我 国国有和集体所有的森林资源及林地所有制形式决 定了在我国实施规模造林是可行的。与小规模的林 业碳汇项目相比, 减少了项目实施过程中的交易成 本。再者,造林、再造林碳汇项目改变了以往林业由 于树木生长周期长而难以获得经济回报的现状。林 业若作为纯粹物质生产部门无法与其它行业竞争, 若将林业做为碳汇生产部门,使其成为林业生产的 主要产品之一,为我国钢铁、水泥、汽车等高耗能行 业提供 CO2 排放空间, 林业将变劣势行业为强势行 业。另外,林业碳汇项目可以引入国外资金,将森林 的环境效益货币化, 加速森林生态补偿的机制的建 立。引进先进的森林营建管理技术, 有利于我国林 业与国际接轨。项目区还可获得森林的所有生态服 务,有利于我国生态建设,提高群众的环保意识。因 此,造林、再造林是我国开发 CDM 项目的主要领域 之一,且具较大潜力。 3 � 结语 随着 京都议定书!的生效以及∀后京都时代#的 来临,我国面临碳减排的压力将越来越大。CDM 作 为一种碳减排的国际合作机制, 在有利于发达国家 降低碳减排成本的同时,也有利于我国引进技术,促 进我国的可持续发展。 中国具有相对较低的碳减排成本, 在许多领域 具有较大的减排潜力。因此,无论是从减排成本或 是从CDM项目市场规模来看, 中国都具有很大的优 势和潜力。 CDM是京都议定书确定的灵活机制之一,它的 实施有可能随着京都议定书第一承诺期的结束而中 止。因此, CDM 给我国带来的商机是有时间限制 的,必须精心选择合适的项目,积极吸引发达国家在 中国实施 CDM 项目。这就要求我们在 2012 年之 前,要积极探索国际合作渠道,寻求 CDM 项目, 挖掘 潜在碳市场, 抓住这难得的融资与获得国际先进技 术的机会。这不仅有利于提高我国能源利用效率, 发展可再生能源, 减少环境污染, 降低碳排放量, 还 可以间接缓解碳减排压力。 可再生能源发电、城市生活垃圾处置和造林与 再造林等是中国开发 CDM 项目的主要领域。我们 应该在上述领域, 选择碳减排潜力大,成本较低的重 128 资 � 源 � 科 � 学 28卷第 4 期 点项目作为备选项目与国外进行合作, 如可再生能 源领域的水电、太阳能发电等。 参考文献 � (References) : [ 1 ] � 宣能啸.我国能源效率问题分析 [ J] .煤炭经济研究, 2004, 279 ( 9) : 7. 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The Protocol also broke new ground with its innovative cooperative mechanisms, aimed at ensuring global cost effectiveness in curbing these emissions. As it does not matter to climate where emission reductions are achieved, there is a sound economic argument for achieving them where they are at least costly. Clean Development Mechanism ( CDM ) , a flexible mechanism under the Kyoto Protocol, contained in Article 12 of the Kyoto Protocol, allows government or private entities in Annex 1 countries to implement emission reduction projects in Non�Annex 1 countries and receive credit in form of ∀ certified emission reductions, # or CERs, which they may count against their national reduction targets. The CDM strive to promote sustainable development in developing countries, while allowing developed countries to contribute to the goal of reducing atmospheric concentrations of greenhouse gases. Thus, the basic principle of CDM is that all parties involved benefit from the mechanism: the Annex 1 countries emitter receives credits for the CHG emission reductions, the owner of the CDM project receives a contribution to project finance, and the host country receives benefits related to national sustainable development objectives. This paper analyzes the scale and potentials of China∋ s carbon market based on CDM according to the proportion of CDM projects in China. Under CDM suppose the projects will implement 70% in all Non�Annex 1 countries in 2010. It was concluded that the scale of carbon market based on CDM in China in 2010 will reach 0�525 % 108ton Carbon. Accordingly the potential of it will reach 8�306% 108 dollars approximitely. Meanwhile, this article puts forward that the following areas will become the important and major carbon markets: renewable energy power generation, utilization of landfill gas ( LFG) from municipal solid wastes, and CDM forestry carbon fixation. Among these methods of renewable energy power generation, generating electricity with water has the biggest carbon emission reductions. If we generate electricity with 10% of all water which can generate electricity replaces coal, we can reduce carbon emissions of 0�51 % 108 t CO2 . If the amount of municipal solid wastes reaches 1�8 % 10 8 tone in 2015, and 90% of them will be landfill and it will equally generate natural gas of 32�45 % 108m3~ 64�90 % 108m3 . Thus, these areas will bring China lots of carbon emission reduction and benefits. Key words: Clean development mechanism ( CDM) ; Carbon market; Potential 130 资 � 源 � 科 � 学 28卷第 4 期