基于CHINA3E模型的中國能源需求與碳減排問題分析
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【摘要】:能源是一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,中國的能源需求不斷增長,能源進(jìn)口依存度日趨嚴(yán)峻,與能源相關(guān)的碳排放的相應(yīng)快速增加進(jìn)一步加大了環(huán)境壓力,從而更使得關(guān)于我國能源需求和二氧化碳的發(fā)展變化成為各方關(guān)注的焦點(diǎn),已經(jīng)成為目前研究的熱點(diǎn)之一。本文圍繞我國的能源需求和碳排放問題,探討了我國未來中長期的能源需求和碳排放前景,以及相應(yīng)的碳稅政策減排手段的潛在影響等問題,并對(duì)不同年份下未來我國碳邊際減排成本進(jìn)行了分析。本文從能源環(huán)境經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)出發(fā),構(gòu)建了我國能源經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)CGE模型,首先分析了我國未來不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景下的我國能源需求和碳排放前景,及石油利用效率提高時(shí)對(duì)緩解油價(jià)上漲對(duì)經(jīng)濟(jì)沖擊、能源使用和碳排放的影響結(jié)果,再引入不同碳稅政策,分析了不同碳稅情景下我國宏觀經(jīng)濟(jì)、能源使用及碳排放的影響尤其是對(duì)能源密集型部門生產(chǎn)能力的影響變化,最后在碳稅政策情景下分析了不同年份下我國的碳邊際減排成本及不同行業(yè)的碳邊際減排成本等結(jié)果,這些結(jié)果有助于為我國中長期能源戰(zhàn)略的規(guī)劃提供重要依據(jù),有助于為我國相關(guān)能源和環(huán)境政策的制定提供決策支持,從而有助于有效的減輕我國目前所面臨的能源需求和環(huán)境壓力,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境的和諧發(fā)展。本文的主要結(jié)論和創(chuàng)新包括以下幾個(gè)方面:1.構(gòu)建了基于中國能源經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)可計(jì)算一般均衡模型(CHINA3E),通過資本的積累和勞動(dòng)力的動(dòng)態(tài)調(diào)整實(shí)現(xiàn)模型動(dòng)態(tài)化,并根據(jù)研究需要,模型對(duì)影響我國未來能源需求的一些敏感性參數(shù)、能源利用效率等技術(shù)變量等進(jìn)行了動(dòng)態(tài)歷史校準(zhǔn),使得這些技術(shù)參數(shù)的取值更加有效。此外,CHINA3E模型引入碳排放和碳稅模塊,更有利于能源需求和節(jié)能減排政策的研究。模型中產(chǎn)業(yè)部門包括138個(gè)產(chǎn)業(yè)部門,其中7個(gè)能源生產(chǎn)部門:煤炭開采和洗選業(yè)、石油開采業(yè)、天然氣開采業(yè)、石油加工業(yè)、煉焦業(yè)、電力熱力的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、燃?xì)馍a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)。2.針對(duì)日益嚴(yán)峻的我國能源需求和碳排放形勢(shì),采用CHINA3E模型,通過設(shè)置不同政策情景對(duì)未來我國能源需求和CO2排放趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)。研究結(jié)果顯示,在基準(zhǔn)情景下,如果沒有額外的減排措施,2030年之前我國能源需求仍將保持快速增長態(tài)勢(shì)。如果在國內(nèi)采用碳稅減排措施,我國2020年和2030年的能源需求將控制在46.44億t標(biāo)煤和62.54億t標(biāo)煤,相比基準(zhǔn)情景,2020年和2030年的碳排放分別下降8.59%和6.38%,能源需求降幅則分別為7.45%和8.49%。這表明,碳稅作為一種經(jīng)濟(jì)減排政策,會(huì)有效的降低CO2排放,減少化石能源的需求,使經(jīng)濟(jì)向低碳社會(huì)轉(zhuǎn)型。在強(qiáng)化低碳情景下,化石能源與電力之間替代拉動(dòng)了一次電力的需求,改變了未來能源結(jié)構(gòu),使得2030年一次電力占比從基準(zhǔn)情景的18.18%上升為19.87%,而粗放型經(jīng)濟(jì)下,2030年一次電力占比僅為11.18%,能源結(jié)構(gòu)變化較大。我國未來能源需求量巨大,在基準(zhǔn)情景下,我國化石能源的進(jìn)口需求將由2015年的10.24億tce變?yōu)?020年的12.86億tce,而到2030年將增至20.93億tce,增長幅度較大。在強(qiáng)化低碳情景下我國化石能源進(jìn)口需求有所下降,2020年和2030年的進(jìn)口需求分別為9.69億tce和16.38億tce。而在粗放情景下,由于能源需求旺盛,化石能源進(jìn)口需求比較高,2030年達(dá)到34.49億tce。從進(jìn)口結(jié)構(gòu)來看,石油和天然氣對(duì)外依存度較高;鶞(zhǔn)情景下,2020年我國超過70%的石油和大約45%的天然氣依賴于進(jìn)口,而2030年這一比例分別為74.27%和70.31%。3.針對(duì)石油價(jià)格沖擊傳導(dǎo)渠道的多樣性與復(fù)雜性,應(yīng)用構(gòu)建的china3e模型方法,動(dòng)態(tài)模擬了石油價(jià)格劇烈波動(dòng)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)和能源消費(fèi)的復(fù)雜影響,研究了進(jìn)口油價(jià)暴漲和暴跌對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的沖擊,同時(shí)考慮2020年碳強(qiáng)度下降目標(biāo),分析了在國際油價(jià)劇烈波動(dòng)和我國采取減排措施的雙重背景下,我國未來能源消費(fèi)水平、能源消費(fèi)結(jié)果以及碳排放的變化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),石油進(jìn)口價(jià)格的暴漲或者暴跌會(huì)對(duì)我國經(jīng)濟(jì)、能源消費(fèi)和碳排放產(chǎn)生重要的影響,其中油價(jià)下跌會(huì)促進(jìn)能源消費(fèi),刺激經(jīng)濟(jì)增長,而進(jìn)口油價(jià)上漲將會(huì)抑制能源消費(fèi),對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面影響。如果當(dāng)前油價(jià)下跌50%,我國2020年和2030年實(shí)際gdp相比沖擊前分別增加1.40%和0.99%,一次能源消費(fèi)總量則分別增加8.23%和6.62%,碳排放分別增加4.70%和3.37%。油價(jià)的劇烈變動(dòng)會(huì)改變我國碳排放的控制成本。為實(shí)現(xiàn)2020碳強(qiáng)度相比2005年下降40%的政策目標(biāo),在油價(jià)下跌情景下,碳稅水平約為50元/tco2,而在進(jìn)口油價(jià)上漲情景下,所需的碳稅水平僅約22元/tco2。我國未來能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)受進(jìn)口油價(jià)和減排政策的共同影響。特別的,如果進(jìn)口油價(jià)繼續(xù)下跌,我國又采取碳減排措施的背景下,我國未來煤炭消費(fèi)結(jié)構(gòu)會(huì)有大幅下降,而石油消費(fèi)比重將會(huì)顯著上升,能源低碳化演變過程明顯。4.針對(duì)碳稅政策經(jīng)濟(jì)影響問題,基于中國能源經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)cge模型,模擬和分析了不同的碳稅稅率方案對(duì)我國宏觀經(jīng)濟(jì)、co2排放以及各行業(yè)產(chǎn)出、能源結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等的影響效果,重點(diǎn)討論了能源密集型部門的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出影響。分析結(jié)果顯示,碳稅的征收會(huì)對(duì)我國gdp、總投資、居民消費(fèi)和進(jìn)出口帶來負(fù)面影響,且而隨著勞動(dòng)就業(yè)率的下降,及資本回報(bào)率的逐步升溫,資本存量降幅減緩,實(shí)際gdp的降幅會(huì)有所下降;實(shí)施碳稅政策會(huì)增加高耗能產(chǎn)品的成本,推動(dòng)物價(jià)上漲,化石能源和高耗能行業(yè)總產(chǎn)出有所降低,且煉焦業(yè)和煤炭采選業(yè)兩個(gè)行業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)出下降幅度最大,2013年統(tǒng)一低稅率情景下煉焦業(yè)、煤炭開采業(yè)產(chǎn)出相對(duì)變化幅度分別為-2.34%和-2.02%;此外,碳稅政策可以有效減緩我國的能源需求和碳排放壓力,三種碳稅政策情景下,對(duì)化石能源產(chǎn)品排放CO2征收碳稅會(huì)有效減少產(chǎn)業(yè)對(duì)能源依賴和降低能源強(qiáng)度,我國未來的能源需求量、CO2排放量、能源強(qiáng)度和CO2排放強(qiáng)度都會(huì)有所降低,碳稅稅率越高,節(jié)能減排越明顯,2020年統(tǒng)一低碳稅稅率情景(10元/噸)我國能源強(qiáng)度和CO2排放強(qiáng)度分別為0.86tce/萬元和1.76噸/萬元(2002年價(jià)格),分別相當(dāng)于在2005年的基礎(chǔ)上下降了37.70%和41.31%,而統(tǒng)一高碳稅稅率(100元/噸)情景下能源強(qiáng)度和CO2排放強(qiáng)度則分別為0.76tce/萬元和1.52噸/萬元,分別相當(dāng)于在2005年的基礎(chǔ)上下降了45.03%和49.31%。5.針對(duì)電力市場改革問題,通過CHINA3E模型模擬,定量分析了電力價(jià)格市場化對(duì)我國能源需求和碳排放控制成本的影響,模擬了未來電價(jià)波動(dòng)規(guī)律,計(jì)算了我國為了維持電價(jià)不變需對(duì)電力行業(yè)補(bǔ)貼的成本。分析結(jié)果顯示,為了維持經(jīng)濟(jì)增長,在固定電價(jià)政策下中國需要更多的能源投入,并且導(dǎo)致更多的碳排,以2020年為例,在基準(zhǔn)情景下,中國采用固定電價(jià)政策相比浮動(dòng)電價(jià)政策能源消耗增加14.87%,碳排放增加3.14%。在實(shí)現(xiàn)同等碳排放強(qiáng)度下降目標(biāo)約束下,固定電價(jià)相比浮動(dòng)電價(jià)將會(huì)導(dǎo)致更為昂貴的減排成本,以2020年為例,如果中國延續(xù)固定電價(jià)政策,碳稅開征使得中國實(shí)際GDP相比基準(zhǔn)情景大約下降0.72%,而在浮動(dòng)電價(jià)政策下該降幅僅為0.57%。我國對(duì)電力市場干預(yù)需要支付大量補(bǔ)貼。研究發(fā)現(xiàn),如果當(dāng)前固定電價(jià)政策延續(xù)到2020年,十三五期間我國大向發(fā)電企業(yè)共需支付補(bǔ)貼約540億元。
【關(guān)鍵詞】:能源需求 CHINA3E模型 發(fā)展情景 石油利用效率 碳稅情景 CO2邊際減排成本
【學(xué)位授予單位】:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:F426.2;X196
【目錄】:
- 摘要4-7
- ABSTRACT7-15
- 第一章 緒論15-39
- 1.1 研究背景15-27
- 1.1.1 中國能源消費(fèi)和碳排放現(xiàn)狀16-23
- 1.1.2 我國原油對(duì)外高依存度23-25
- 1.1.3 碳稅與節(jié)能減排目標(biāo)25-26
- 1.1.4 碳邊際減排成本對(duì)碳稅政策的影響26-27
- 1.2 文獻(xiàn)綜述27-32
- 1.2.1 能源需求預(yù)測(cè)的研究綜述27-28
- 1.2.2 油價(jià)和能源效率對(duì)我國能源經(jīng)濟(jì)影響的研究綜述28-29
- 1.2.3 碳減排政策的研究綜述29-31
- 1.2.4 電力價(jià)格市場化的研究綜述31
- 1.2.5 碳減排成本的研究綜述31-32
- 1.3 研究意義和目的32-34
- 1.4 研究內(nèi)容、框架和技術(shù)路線圖34-39
- 1.4.1 研究內(nèi)容34-35
- 1.4.2 研究框架與技術(shù)路線圖35-39
- 第二章 全球能源消費(fèi)基本態(tài)勢(shì)和中國能源消費(fèi)特點(diǎn)39-59
- 2.1 世界能源資源現(xiàn)狀與特點(diǎn)39-45
- 2.1.1 煤炭39-40
- 2.1.2 石油40-41
- 2.1.3 天然氣41-42
- 2.1.4 頁巖氣42-43
- 2.1.5 新能源43-45
- 2.2 世界能源生產(chǎn)45-48
- 2.2.1 煤炭45-46
- 2.2.2 石油46-47
- 2.2.3 天然氣47
- 2.2.4 新能源47-48
- 2.3 世界能源消費(fèi)48-57
- 2.3.1 總體消費(fèi)概況48-51
- 2.3.2 能源各品種消費(fèi)概況51-57
- 2.4 世界能源安全形勢(shì)綜合評(píng)估57-59
- 第三章 面向中國能源經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)CGE模型構(gòu)建59-77
- 3.1 可計(jì)算一般均衡理論與模型構(gòu)建59-65
- 3.1.1 可計(jì)算一般均衡理論與發(fā)展59-61
- 3.1.2 CGE模型的分類61-64
- 3.1.3 CGE模型的優(yōu)點(diǎn)與局限性64-65
- 3.2 CHINA3E模型構(gòu)建65-73
- 3.2.1 CHINA3E模型主要特點(diǎn)和改進(jìn)66
- 3.2.2 CHINA3E模型的生產(chǎn)模塊66-70
- 3.2.3 CHINA3E模型的需求設(shè)定70
- 3.2.4 CHINA3E模型的進(jìn)出口貿(mào)易設(shè)定70-71
- 3.2.5 模型中碳排放設(shè)置71
- 3.2.6 碳稅模塊71-73
- 3.3 中國能源經(jīng)濟(jì)動(dòng)態(tài)CGE模型的動(dòng)態(tài)化73-74
- 3.4 模型內(nèi)外生變量設(shè)定及求解74-75
- 3.5 模型求解75-77
- 第四章 基于CHINA3E模型的我國中長期能源需求分析77-89
- 4.1 前言77
- 4.2 情景設(shè)定77-78
- 4.3 我國能源需求情景分析78-84
- 4.3.1 基準(zhǔn)情景需求分析78-80
- 4.3.2 強(qiáng)化低碳情景分析80-83
- 4.3.3 粗放型情景分析83-84
- 4.4 我國能源缺口分析84-86
- 4.4.1 2020年能源短缺分析85
- 4.4.2 2030年能源短缺分析85-86
- 4.5 本章小結(jié)86-89
- 第五章 基于CHINA3E模型的油價(jià)波動(dòng)對(duì)我國能源需求影響89-105
- 5.1 前言89
- 5.2 我國石油進(jìn)口與國際油價(jià)波動(dòng)89-91
- 5.3 粗放情景預(yù)測(cè)結(jié)果91-92
- 5.4 情景設(shè)計(jì)92-93
- 5.5 結(jié)果分析93-103
- 5.5.1 碳減排背景下油價(jià)下跌結(jié)果分析93-95
- 5.5.2 碳減排背景下油價(jià)上漲情景分析95-98
- 5.5.3 無額外減排背景下油價(jià)下跌結(jié)果分析98-100
- 5.5.4 無額外減排背景下油價(jià)上漲結(jié)果分析100-103
- 5.6 本章小結(jié)及政策建議103-105
- 第六章 基于CHINA3E模型的碳稅實(shí)施對(duì)我國能源需求影響105-119
- 6.1 前言105
- 6.2 碳稅情景設(shè)置105-106
- 6.3 碳稅結(jié)果分析106-116
- 6.3.1 不同碳稅政策情景下宏觀經(jīng)濟(jì)效果影響106-111
- 6.3.2 不同碳稅情景下主要行業(yè)產(chǎn)出影響111-113
- 6.3.3 不同碳稅政策情景下節(jié)能減排效果影響113-116
- 6.4 本章小結(jié)及政策建議116-119
- 第七章 基于CHINA3E模型電力價(jià)格市場化對(duì)中國能源需求影響119-133
- 7.1 前言119
- 7.2 研究方法和情景設(shè)計(jì)119-121
- 7.3 結(jié)果分析121-130
- 7.3.1 實(shí)際GDP121-122
- 7.3.2 能源消費(fèi)水平122-124
- 7.3.3 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)124-127
- 7.3.4 碳排放變化127-129
- 7.3.5 電力價(jià)格與補(bǔ)貼變化129-130
- 7.4 本章小結(jié)與政策建議130-133
- 第八章 基于CHINA3E模型的我國碳邊際減排成本研究133-145
- 8.1 前言133-134
- 8.2 基準(zhǔn)情景下碳排放134-135
- 8.3 碳邊際減排成本結(jié)果分析135-142
- 8.3.1 不同時(shí)期內(nèi)碳邊際減排成本分析136-139
- 8.3.2 行業(yè)邊際減排成本分析139-142
- 8.4 本章小結(jié)及政策建議142-145
- 第九章 結(jié)論與展望145-151
- 9.1 研究結(jié)論145-148
- 9.1.1 能源需求分析結(jié)論145-146
- 9.1.2 國際油價(jià)波動(dòng)對(duì)我國能源需求影響的研究結(jié)論146
- 9.1.3 實(shí)施碳稅政策對(duì)我國宏觀經(jīng)濟(jì)等因素影響的研究結(jié)論146-147
- 9.1.4 電力價(jià)格市場化對(duì)中國能源需求影響的研究結(jié)論147
- 9.1.5 我國碳邊際減排成本研究結(jié)論147-148
- 9.2 創(chuàng)新點(diǎn)148
- 9.3 有待進(jìn)一步研究的問題148-151
- 參考文獻(xiàn)151-163
- 致謝163-165
- 作者簡介165
- 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文165-167
- 附錄167-171
- 附錄1:CHINA3E模型中部門劃分167-171
- 附錄2:行業(yè)合并后部門介紹171
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號(hào):346971
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