碳達(dá)峰：美國的現(xiàn)狀與啟示

王能全

2019年，美國的能源消費結(jié)構(gòu)中，可再生能源加上核能，非化石能源達(dá)到美國一次能源消費總量的20%，首次超過了煤炭。圖/視覺中國

2017年6月1日，特朗普宣布美國退出《巴黎協(xié)定》，引起軒然大波，給世人留下美國政府不關(guān)心溫室氣體減排的印象，但事實并非如此。作為世界最大經(jīng)濟(jì)體，2007年美國能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放已經(jīng)達(dá)峰，為美國政府開展國際能源氣候外交打下了非常好的基礎(chǔ)。

1949年至2007年，美國能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量穩(wěn)定增長，2007年以后穩(wěn)定下降，2007年為美國能源消耗的碳排放達(dá)峰年。

1949年，美國能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳為22.07億噸，直至1961年的13年間，保持在30億噸以下的水平。從1962年后，美國能源消耗二氧化碳排放數(shù)量快速增長，1969年突破40億噸，1988年增長到49.81億噸，2006年增長到59.14億噸。

2007年，美國能源消耗排放的二氧化碳為60.03億噸，此后逐漸走低。2019年為51.46億噸，低于1993年水平。2020年，受新冠肺炎疫情的沖擊，美國能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量減少到只有45.74億噸，比2019年下降了11%。

美國能源信息署預(yù)測，從目前至2035年，雖然會有所波動，但美國能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放數(shù)量都將處于持續(xù)下降之中。

能源消費穩(wěn)步下降，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定增長

美國一次能源消費的達(dá)峰比碳排放達(dá)峰晚11年，2018年才達(dá)峰。

2009年之后，美國被中國超越，退居世界第二能源消費大國，但消費總量仍在增長，2018年達(dá)到峰值，為101.162千萬億英熱單位。2019年，美國一次能源消費降到100.274千萬億英熱單位，占全球的比重略超過16%。2020年大降至92.47千萬億英熱單位。

美國能源信息署預(yù)測，從2020年至2037年，美國一次能源消費總量不僅將低于2018年的水平，而且也將低于2007年的水平。

2020年，新冠肺炎疫情嚴(yán)重沖擊了世界經(jīng)濟(jì)，美國經(jīng)濟(jì)也創(chuàng)下1946年以來最差紀(jì)錄，下降3.5%。即使如此，2020年的美國GDP仍高達(dá)20.93萬億美元，穩(wěn)居世界第一，人均GDP為6.34萬美元。

1949年至2020年的72年間，除少數(shù)年份外，美國名義GDP一直穩(wěn)定增長。1949年，美國GDP為2725億美元，人均1826.4美元;1969年，美國GDP為10176億美元，2000年邁過10萬億美元，2018年邁過20萬億美元，2019年為214332億美元，人均6.53萬美元，分別是1949年的78.65倍和35.75倍。

圖1：1949年-2019年美國二氧化碳排放總量和單位GDP二氧化碳排放

資料來源：美國能源信息署，月度能源評論，2021年1月26日。 制圖：張玲

圖2：1949年-2020年美國二氧化碳排放、一次能源消費和GDP

資料來源：美國能源信息署，月度能源評論，2021年1月26日。

美國減排三要素

能源消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放，短期主要受天氣、能源價格和發(fā)電能源來源變化的影響，長期影響因素主要包括：鼓勵低排放或無排放技術(shù)的政策、降低成本和提高效率的新技術(shù)、需求側(cè)效率提高、制造業(yè)、GDP和人口結(jié)構(gòu)的變化等。近年來，美國減排之所以成效較好，可以簡單歸納為以下三個方面：

（一）單位GDP能耗持續(xù)下降

能源消費下降的同時經(jīng)濟(jì)能保持穩(wěn)定的增長，源自能源效率持續(xù)提升。

按2012年美元計算，1949年美國每美元實際GDP的能源消耗為15180英熱單位。20世紀(jì)50年代至70年代中期，美國單位GDP能耗徘徊在14000至13000英熱單位之間。1985年，下降至9600英熱單位，此后下降速度加快。2019年，美國單位GDP能耗僅為5250英熱單位，僅為1949年的34.58%。

一個國家的工業(yè)化進(jìn)程，決定了這個國家的能源強(qiáng)度。從20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，美國由工業(yè)化進(jìn)入信息化的時代，帶來了能源強(qiáng)度的不斷下降。

（二）能源結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化

要實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和，就必須相應(yīng)地調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，1949年以來，美國能源消費結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化。

直到1949年，美國一次能源消費結(jié)構(gòu)中，煤炭都是第一大來源，當(dāng)年占比37.48%。從1950年開始，石油成為美國第一大能源并保持至今。美國進(jìn)入石油時代，比1965年全世界邁入石油時代早了整整15年。1958年，天然氣超過煤炭，成為美國第二大能源品類，并一直保持至今。

美國能源消費結(jié)構(gòu)最有標(biāo)志性的變化發(fā)生在2019年，當(dāng)年由水力發(fā)電、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、木柴等?gòu)成的可再生能源，130多年來首次超過煤炭，成為第三大能源，加上核能，非化石能源已占美國一次能源消費總量的20%。

除消費總量的結(jié)構(gòu)優(yōu)化外，為二氧化碳排放達(dá)峰做出重要貢獻(xiàn)的還有發(fā)電行業(yè)。美國能源消費的第一大戶是發(fā)電部門，2019年占能源消費總量的37.03%。從1949年美國能源信息署有統(tǒng)計數(shù)據(jù)開始直到2015年，煤炭一直是美國發(fā)電用能的第一大來源，但從2016年起天然氣成為第一大發(fā)電用能源，所占的比重不斷提高，2020年高達(dá)40%，可再生能源為21%，核電為19%，煤炭只占19%。

發(fā)電用煤迅速下降，極大推動了美國的碳達(dá)峰。2007年至2019年，來自煤炭的碳排放減少50%以上，總量超過10億噸，其中2019年比2018年下降15%，減排1.84億噸;2005年至2019年，發(fā)電行業(yè)累計減排54.74億噸，其中33.51億噸來源于天然氣對煤炭的替代。

（三）強(qiáng)制要求加優(yōu)惠政策

上世紀(jì)70年代的石油危機(jī)嚴(yán)重沖擊了美國，促使時任總統(tǒng)尼克松提出能源獨立計劃，此后歷屆美國政府均將實現(xiàn)能源獨立作為能源政策的核心內(nèi)容。

從20世紀(jì)80年代初的里根政府開始，聯(lián)邦政府大力推行能源市場自由化政策，解除了對天然氣的價格管制，努力營造一個充分競爭的、鼓勵私人投資和技術(shù)進(jìn)步的政策環(huán)境。

正是在能源獨立和市場自由化、鼓勵創(chuàng)新等政策的刺激下，無數(shù)中小企業(yè)前赴后繼，使得頁巖革命成為現(xiàn)實，改變了美國和世界油氣工業(yè)的格局，美國在實現(xiàn)能源獨立的同時，可以持續(xù)調(diào)整并優(yōu)化能源消費結(jié)構(gòu)。

與此同時，聯(lián)邦和地方政府的強(qiáng)制要求、優(yōu)惠及刺激政策，使得新能源、可再生能源得以大規(guī)模推廣使用。

圖3：1949年-2019年美國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的能源消耗

資料來源：美國能源信息署，月度能源評論，2021年1月26日。

圖4：1949年-2020年美國一次能源消費構(gòu)成

圖5：2020年10月美國一次能源消費構(gòu)成

資料來源：美國能源信息署，月度能源評論，2021年1月26日。

圖6：1949年-2019年美國燃煤發(fā)電占總發(fā)電量的比重變化

資料來源：美國能源信息署，月度能源評論，2021年1月26日。

2005年和2007年，美國分別頒布“能源政策法案”和“能源獨立和安全法案”，要求銷售的車用燃料中添加生物燃料，設(shè)定到2022年消費360億加侖可再生燃料的目標(biāo)，明確每一個以石油為基礎(chǔ)的汽油或柴油的煉油廠或進(jìn)口商，必須履行可再生燃料義務(wù)數(shù)量。

生物質(zhì)柴油由于具有良好的溫室氣體減排得分，消費得到了鼓勵。在2004年的“美國就業(yè)法案”中，設(shè)立了“生物質(zhì)柴油稅收抵免”條款，規(guī)定生物質(zhì)柴油或可再生柴油每加侖享受1美元的稅收抵免。2016年，美國聯(lián)邦政府為此項政策提供的補(bǔ)貼為27億美元。

正是在法律的強(qiáng)制要求和優(yōu)惠政策的刺激下，美國可再生燃料獲得了長足的發(fā)展。2020年1月1日，美國燃料乙醇的生產(chǎn)能力高達(dá)113.4萬桶/天，生物質(zhì)柴油的生產(chǎn)能力為16.7萬桶/天。

州政府對環(huán)境的高要求，也在刺激能源行業(yè)升級技術(shù)，進(jìn)而推動全美的持續(xù)減排。作為聯(lián)邦制國家，美國州政府在環(huán)境治理方面有很大的自主性，并對推動全美的環(huán)境治理發(fā)揮了積極的推動作用，其中最有代表性的就是加州，可以說加州引領(lǐng)了美國的環(huán)保減排潮流。

早在1953年，加州就推廣空氣污染控制技術(shù);60年代，加州在全美率先推行減少汽車尾氣排放量的措施;1970年，加州率先檢測PM10，1975年要求所有汽車配備催化轉(zhuǎn)換器，1984年開測PM2.5。1988年，加州通過了較聯(lián)邦政府更加嚴(yán)格的《加州潔凈空氣法》。

特朗普政府宣布美國退出《巴黎協(xié)定》后，2018年9月10日，加州州長布朗簽署一項法案，宣布到2045年加州將實現(xiàn)電力100%由清潔能源供應(yīng)，完全放棄煤電等傳統(tǒng)化石能源。

目前，加州正在積極推動立法，計劃2022年禁止全州新建房屋使用天然氣，轉(zhuǎn)用電能，從而成為全美第一個告別天然氣的州。

可負(fù)擔(dān)的減排

當(dāng)今世界上的絕大多數(shù)國家，要想實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)，都必須直面三大難題：一是解決好經(jīng)濟(jì)增長-能源消費-溫室減排的三角關(guān)系，二是調(diào)整能源消費結(jié)構(gòu)的同時保障能源供應(yīng)，三是環(huán)境治理和減排不能給社會大眾帶來難以承受的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

根據(jù)世界銀行的統(tǒng)計，以全球人均GDP1.1萬美元為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)今世界80%以上的人口低于這個人均GDP，50%左右人口還處于中下收入和低收入狀態(tài)。因此，大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)和消除貧困，是當(dāng)下和未來相當(dāng)長時間世界各國政府都必須承擔(dān)的責(zé)任。

聯(lián)合國在設(shè)定人類發(fā)展指數(shù)時，將人均能源消費100吉焦列為參考參數(shù)之一。2019年，全球人均一次能源消費為75.7吉焦，其中亞太地區(qū)為61.1吉焦，中南美洲為55吉焦，非洲僅為15.2吉焦。當(dāng)前全球約80%的人口，生活在人均能源消費大大低于100吉焦的國家和地區(qū)，其中超過12億人口的非洲處于能源消費的赤貧狀態(tài)。

從全球來看，當(dāng)前以煤炭、石油和天然氣構(gòu)成的傳統(tǒng)化石能源，占一次能源消費總量84%以上，是當(dāng)今人類社會消費的絕對主體能源，也是二氧化碳等溫室氣體排放的主要來源。

正是這三個80%，使得世界上沒有任何一個組織在對2030年和2050年的長周期預(yù)測中，會做出經(jīng)濟(jì)增長和能源消費將下降的結(jié)論，對二氧化碳排放的預(yù)測也持非常謹(jǐn)慎的觀點。大力呼吁開展減排的國際能源署，在其2020年版《世界能源展望》中給出的最保守預(yù)測是，到2030年世界經(jīng)濟(jì)增長應(yīng)保持在3%左右，一次能源消費增長至少應(yīng)保持在1%以上，2025年-2030年間二氧化碳排放增長也將超過1%。

能源效率提升和能源消費結(jié)構(gòu)優(yōu)化，是美國減排的兩大關(guān)鍵因素，但對世界很多國家來說，沒有美國那樣的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和資源基礎(chǔ)來實現(xiàn)優(yōu)化和提升。即使某個國家有經(jīng)濟(jì)實力通過進(jìn)口石油、天然氣和可再生能源來優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，但能源安全保障和經(jīng)濟(jì)安全又會立即成為難題。

美國的能源價格低廉，能源消費在百姓生活支出中所占的比重較低。美國的電價平均為11美分/千瓦時，汽油的零售價普遍保持在2.5美元/加侖上下，居民天然氣的價格為11美元/千立方英尺。2021年1月的寒冷冬季里，東北亞液化天然氣價格大漲了約20倍，超過36美元/百萬英熱單位，但美國亨利中心的天然氣現(xiàn)貨價格卻仍保持在3美元/百萬英熱單位以下。

其他國家在兌現(xiàn)二氧化碳減排承諾時，就沒有美國那樣的幸運，其中歐洲最有代表性。由于大力推進(jìn)清潔能源，歐洲的能源支出近年來呈爆炸式增長，從2005年到2012年，歐盟的電價上漲了38%，天然氣價格上漲了35%。自2000年以來，德國的稅收減免和可再生能源補(bǔ)貼總支出超過2430億歐元，綠色政策使德國家庭支出翻了一番。2018年底，法國發(fā)生席卷全國的黃衫軍運動，就是因為車用燃料和電費上漲。2021年2月2日，道達(dá)爾首席執(zhí)行官普亞恩表示，政府不僅要制定政策，還要說明碳中和項目的成本，要向公民和消費者解釋，每個人都需要付出努力。

即使作為世界第五大經(jīng)濟(jì)體的美國加州，激進(jìn)的減排和環(huán)保政策也帶來了能源成本高漲和社會大眾的承受問題。目前，加州汽油價格為每加侖3.438美元，大大高于全美平均價格，電價比全美平均電價高出47%，引發(fā)了很多抗議活動和法律訴訟。

能源消費結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化，尤其是可再生能源的大規(guī)模使用，必然帶來成本問題，在實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和進(jìn)程中，社會大眾的能源成本承受能力是必須考慮的因素。減排的同時把能源價格上升控制在可承受的范圍內(nèi)，社會大眾才能接受并擁護(hù)減排。

對于世界上絕大多數(shù)國家來說，在宣布碳達(dá)峰和碳中和的時間表之后，最該做的事情，也許是趁春天到來抓緊植樹造林，這是實現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和最簡單的、最有效的手段。

（編輯：馬克）