文献阅读 | 技术政策与碳定价结合以使气候目标更加可行

题目

Complementing carbon prices with technology policies to keep climate targets within reach

作者

Christoph Bertram, Gunnar Luderer, Robert C. Pietzcker, Eva Schmid, Elmar Kriegler & Ottmar Edenhofer

期刊

Nature Climate Change

时间

2015年2月

一作

单位

Potsdam Institute for Climate Impact Research, Telegraphenberg A31, 14473 Potsdam, Germany

链接

https://www.nature.com/articles/nclimate2514

研究内容

气候减缓行动的拖延将加大实现气候目标的难度。现行政策未将能源系统调整至长期气候目标所要求的水平，这可能会锁定碳密集型基础设施的排放。在环境经济学领域中，技术政策被视为解决市场失灵的方法。但技术政策能否减轻锁定效应是另一个重要问题。此外，人们普遍同意对碳排放进行市场定价具有效率优势这一观点。本文研究碳定价与技术政策相结合的次优情况，首次评估了碳排放定价和技术政策的组合在避免锁定效应和加速2°C行动方面的效果。

研究方法

本文采用能源-经济-气候模型REMIND来分析2015至2030年间碳定价和技术政策相结合、2030-2100年仅制定符合2°C要求的定价政策的各种情景。表1概述了定价和技术两个维度的策略定义，前者包括Zero（零碳价）、Cap（作为碳限额的次优碳价）、Tax（作为碳税的次优碳价）、Opt（2°C最优碳价），后者包括noT（无技术政策）、CM（碳限制）、LCS（低碳支持）和C&L（结合碳限制、低碳支持、税收、补贴）。为了进行有意义的比较，两个时期的定价政策在没有外加技术政策和参考能源需求假设的情况下重合。

表1  2015-2030年政策情景的描述

除了参考情景noT外，我们还考虑其他三项技术政策组合，表示在全球范围内推广技术支持和监管。在之前的研究中，这些政策组合已经被确定为转型路径的有力特征，例如转向低碳能源供应、逐步淘汰碳密集型化石能源、终端使用的电气化。为了确定一揽子政策是否使能源系统满足长期气候稳定的要求，本研究随后评估2035 年后以最佳政策实现 2°C目标的成本。2015-2030年期间，假设后续日趋严格的环境政策无法预期。我们将这些情景与（反现实的）最优情景基准进行对比，该基准假定从 2015 年开始制定2°C最佳策略。

研究结果

研究表明，在60美元/tCO₂的最优碳价下，2030年的排放量约为45 GtCO₂，而次优碳定价与技术政策结合的情景在2030年的排放量为56-61 GtCO₂，无法缩小排放差距（图1）。

在给定价格水平（税收）下，其他技术政策至多能减排4 GtCO₂；在给定排放水平（配额）下，其他技术政策至多能降低70%的价格。这说明了辅助政策如何打破价格和数量工具之间的对称性，这种不对称凸显了补充技术政策的有效性。

图1  2030年碳价与温室气体排放总量之间的关系。三个填充的圆圈分别表示Zero-noT、Cap/Tax-noT和 Opt+noT 的情景，虚线是对35 GtCO₂的渐进指数拟合。附加符号表示包含碳限额和碳税的技术政策情景，如箭头所示。

与早前研究一样，我们发现在最佳碳价下，到2030年电力脱碳已经提前实现（图2）。煤炭几乎完全淘汰，低碳发电技术（特别是风能和天然气与CCS相结合）显著扩大。右边面板显示，技术政策使发电系统在总发电量和技术组合上更接近最佳配置。然而，在每一个次优碳价情景中，无限制排放的煤炭和天然气发电量都更高，低碳发电总量低于基准情景。CM、LCS和C&L情景的额外限制导致电价上涨，因此总需求和发电量减少。煤炭停产导致煤炭价格下降，因此电力系统以外的煤炭使用（例如钢铁生产）会增加。这是排放反弹或部门间转移导致CM有效性降低的例子。本研究注意到，LCS和CM政策对电力行业脱碳具有互补效应，因为它们作用方向不同。减少煤炭使用不会导致低碳能源的使用增加，反之亦然，因此，政策组合C&L最接近Opt-noT情景的应用。

图2  技术对全球发电的影响。左面板显示2030年发电绝对值，右面板显 示Opt-noT和不同情景之间的差异。

排放差距等减排指标没有捕捉到未来几十年次优气候政策对经济的不利影响。因此，本研究使用四个减排成本指标（图3和图4），并将气候行动差距定义为在次优政策情景下这些指标相对于最优情景的差值。这些指标既代表长期成本和碳价，也代表了全面减排行动之后十年的短期成本和能源价格。因此，考虑2030年前给定的近期政策组合，我们可以判断达到2°C目标的政治可行性。

图3  2030年后实现2°C目标的长期挑战的经济指标。a. 2010年至2100年相对于基准的贴现消费损失。b. 2010至2100年贴现碳价。

图4  技术政策对排放差距和气候行动差距的影响。影响以2030年的排放量以及图3中四项经济指标衡量。轴坐标使用相对单位，并规范化为Cap-noT和Opt-noT之间的差距，100%相当于“附加技术政策不会带来改善”，0相当于“次优碳价与技术政策的结合实现与最佳政策情景相同结果”。“碳价”的负值表明，在技术政策方案中，减排成本比最佳情景更低。

本研究的主要发现是，额外技术政策有助于大大降低四个指标代表的社会经济挑战，它们部分抵消了次优碳价产生的额外费用：将C&L添加到Tax情景中，与Opt-noT情景相比缩小了大约一半（图3a）甚至全部的差距（图3b）。技术政策对四项经济指标的影响比对2030年排放量的影响要明显得多（图4）。应当强调，技术政策的积极影响与未内部化的外部性无关，相反，技术政策通过促使特定技术发展，部分地弥补了次优碳价。

对于所有指标，LCS政策都比CM政策更有效。这是因为在LCS方案中，到2030年建造的燃煤电厂可以快速提前报废，虽然可能浪费成为搁置资产，但它本身不会导致2030年后能源价格上涨，因此对整体经济的影响有限。另一方面，CM政策并没有增加无碳技术的部署，因为天然气取代了发电厂中的大部分煤炭（图2）。因此，一旦制定全面的气候政策，必须迅速增加无碳设施，从而产生显著的成本提高和能源价格上涨。但最重要的是，气候行动差距分析证实了CM和LCS政策的高度互补性，因为在每个指标中，C&L都最有效。

研究结论

一个精心设计的技术政策组合补充适度的碳定价，在政治上比普遍高碳价的最佳政策更可行。从长远来看，全球高碳价仍然是实现2°C目标所需的关键举措。正如本研究所表明的结果，用技术政策来补充适度的碳价格，可以为雄心勃勃的气候政策提供一个务实的切入点。

编辑：林鹏昇

排版：江琴

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