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碳中和的经济影响与实现路径

  从更长远的角度看,绿色技术进步不仅能解决碳排放问题,它还是经济增长的根本动力。作为世界上最大的制造业经济体,中国在清洁能源技术、设备、制造业环节具有显著优势,预计10年、20年后,中国可能变为世界能源“出口”国,出口的不是石油、煤炭,而是利用太阳能、风能的清洁发电设备。

  工业革命以后,人类活动冲击了原有碳循环系统中碳源(碳排放)和碳汇(碳吸收)的平衡,化石能源的过度使用导致大气中二氧化碳浓度快速上升,引发温室效应,带来全球气候变暖。来自《自然》的一篇文章表明,与工业革命前相比,目前地球平均气温上升了将近1摄氏度。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测,到2100年全球平均温度将比工业革命之前高1.5~4.8摄氏度。全球气候变暖对整个地球的生存环境造成冲击,从冰川融化到海平面上升,从海洋生态毁坏到水供应压力日益增大,从极端天气到疾病传播等,气候变化的影响越来越成为一个现实问题。一场百年不遇的疫情进一步引发了对人和自然关系的反思,使气候变化问题更加受到重视。

  人们意识到,如不采取应对措施,按照现在的趋势,气候变化对人类社会经济的冲击将日益严重。为此,中国政府宣布力争2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标,随后,欧美等国纷纷重申或者提高了碳减排目标。不过,社会各界对于是否应为碳中和付出短期经济代价仍然存在争议。应当认识到,虽然现在难以准确知晓50年、100年后气候变化的影响程度,但是碳排放影响的存续期超长,可能长达数百年,如果气温上升给人类造成的灾难性影响在50年后才显现,那时再减排可能已经来不及了。碳减排、碳中和将给人类社会带来长远的利益,今天推进碳中和,实际上是为后代人“买”一个巨灾保险,“保费”就是当前经济可能会受到的一些拖累。具体而言,碳中和究竟会对经济、政策带来哪些挑战和机遇,本文将尝试进行一些探讨。

  碳中和需要政策干预

  到目前为止,全球应对气候变化的效果有限,与理想的要求相距甚远。一个关键原因是所谓负外部性。负外部性是指经济活动的收益由个体享有,而产生的危害则由社会承担。例如,钢铁厂、化工厂的生产活动为自身带来盈利,但造成的空气污染、土壤污染、水污染由整个社会来承担;金融机构过度扩张带来的收益由单个企业享受,过度扩张的成本由社会承担,政府不得不在金融危机发生后投入公共资源去救市。类似的,碳排放的收益归个人所有,但由此造成的全球气候变暖却是全社会共同面对的风险。不同之处在于,二氧化碳排放带来的气候变化是一个超时空的负外部性问题。

  从空间维度看,气候变化的影响是全球性的。人类经济活动有很多负外部性,大部分外部性是局部的,在一定范围之内,比如金融风险、土壤污染。但碳排放不仅影响本国,带来的气候变化和空气污染等损害由全世界承担。从时间维度看,碳排放对经济的冲击可能在几十年、几百年后才能充分显现。化工厂排放的污染物,其危害一般当期就能体现,空气质量通常会随着停止排放而改善,但二氧化碳在大气中的存续时间很长。应对气候变化涉及几十年甚至上百年以后的影响,效果的体现形式和程度有很大不确定性。

  纠正超时空外部性需要政策干预。由于外部性的存在,市场机制无法自发纠正过度的碳排放行为,自由市场调节机制的作用很有限。碳排放造成的全球气候变暖问题由全社会共同面对,企业没有动力自我约束排放行为;气候变化的影响是超长期性的,个体没有动力去关心几十年甚至上百年后的人类利益。因此,纠正这样的外部性,需要政府公共政策的干预。

  基于绿色溢价的碳中和路径

  传统的分析框架是基于碳的社会成本估算的成本—收益分析,当务之急是转向成本—有效性分析,即在给定目标下,如何以最低的社会成本有效实现目标。在这个方面,绿色溢价是比碳价更好的政策分析和操作工具。

  (一)绿色溢价概念的优势

  所谓“绿色溢价”,是由比尔·盖茨在《怎样避免气候灾难》一书中提出的概念,并非争议碳危害的大小,而是指某项经济活动的清洁(零碳排放)能源成本与化石能源成本之差,负值意味着化石能源的成本相对较高,经济主体有动力向清洁能源转换,从而减少碳排放。相对于碳价估算,“绿色溢价”框架有如下三个优势。

  一是在政策含义方面,绿色溢价是比碳价更广的概念。绿色溢价可以提供一个包含碳价在内的综合考量,从系统性的角度来看整个经济的转型过程。所谓碳交易市场形成碳价格,是绿色溢价角度实现碳中和措施的一部分。如果降低绿色溢价完全靠增加化石能源成本,对经济造成的负面冲击可能较大。理想办法是降低清洁能源成本,这要求技术进步和社会治理创新,对经济是一个正面的供给冲击,能够带来发展新机遇。

  二是绿色溢价由近及远,更具有实操性。碳价估算由远及近,把碳排放导致气候变化的长远损害折现为当下的成本。在长远目标(碳达峰、碳中和)已确定的情形下,关键问题已从评估气候变化的长远损害转为有效、低成本实现目标。绿色溢价由近及远,衡量现状,以估算当下的成本差异为基础,分析未来可能的演变路径。绿色溢价作为分析工具的可操作性更强,能够带来更多具有实操性的政策启示。依据对新技术、新模式及规模效应门槛值的假设,绿色溢价还可以帮助判断实施路径上的一些关键时间点与指标。

  三是绿色溢价可以兼顾总量和结构两个方面。全国整体绿色溢价已从2015年的92%下降至2021年的35%,是中国实现碳中和目标的有力支撑。相比于碳价格是一个整体划一的概念,绿色溢价还具有鲜明的结构性特征。由于技术条件、商业模式、公共政策不同,各行业绿色溢价不同,甚至差异很大。我们对排放合计占比达全国总排放88%的八个重点排放行业进行测算,其中非乘用车交运以及建材行业的绿色溢价分别是141%、138%,即用清洁和可再生能源的成本比化石能源高1~2倍。造纸、有色、钢铁、乘用车和电力行业的绿色溢价大约仅为3%~17%。绿色溢价能够刻画行业技术成熟度,有助于更有针对性地制定碳中和政策。

  (二)碳中和之路=碳定价+技术进步+社会治理

  目前清洁能源成本高于化石能源,经济主体由化石能源转为选择清洁能源的动力不足。推动碳中和就要降低绿色溢价,主要路径有三个。

  一是通过碳交易、碳税形成碳价格,提高化石能源成本。与碳的社会成本估算不同,通过碳税、碳交易确定碳的价格,目的是在操作层面让化石能源的成本高于清洁能源。

  二是加快技术进步,降低清洁能源成本。清洁能源储量大,中国的石油储量86亿吉焦,风能储量2919亿吉焦,太阳能796800亿吉焦。更直观地看,整个地球的全人类一年所用的能量总和,相当于太阳照射地球2分钟的能量。太阳能具有巨大潜力,关键在于是否具备低成本使用太阳能的技术手段。

  三是加强社会治理,实现生活理念的转变。很多时候是生活习惯、文化理念、社会价值观决定消费行为、影响经济活动。建立碳中和中长期长效机制的一个重要方面是,从社会治理的角度入手,倡导节能节约的个人生活习惯、城市的规划、基础设施的设计以及进行绿色标准的制定、监管等。

  碳定价、技术进步、社会治理三个工具之间并非完全割裂,而是高度相关。比如,技术进步和改进生产工艺离不开财政补贴等公共政策的支持;碳税、碳市场拍卖则是这些资金的重要来源;碳定价本身就是公共政策的一部分,社会治理中的宣传型政策有助于提高全民碳中和意识,有助于降低碳定价政策在推行过程中的摩擦成本。

  实现碳中和的关键是技术创新

  在上述三个路径中,目前国内外关注程度最高的是碳定价,即通过碳价格来增加化石能源成本。其中,碳市场和碳税是碳定价的两种基本方式。我们的测算表明,无论采取哪种方式,仅通过碳定价来推动碳中和,不但作用有限,而且经济代价较大。要兼顾经济增长与碳中和这两大目标,技术进步是关键。

  (一)仅靠碳定价无法实现碳中和目标,且经济代价较大

  首先,仅靠碳交易来推动碳中和,中国无法实现“30达峰,60中和”的既定目标。如果把石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空等八大高排放行业在纳入碳市场,可计算的一般均衡(CGE)模型测算表明,直到2042年才能实现碳达峰,且峰值高达171亿吨,2060年也只能回落至130亿吨。与此同时,未来几十年国内生产总值(GDP)总量年将会均减少0.15%,后续也不太可能通过加速增长来弥补前期损失的GDP。

  其次,如果仅靠碳税来推动碳中和,经济增长将会遭受较大冲击。与碳交易下的可变碳价不同,碳税是一种固定价格的碳定价机制。CGE模型的测算表明,即便将2060年的碳税水平提升到3300元/吨碳,中国的碳排放也仅能于2040年进入平台期,2052年才会开始缓慢降低。在这个过程中,经济增长将承受巨大压力,GDP总量在最后十年相较没有碳定价机制的基准情形将损失3%~5%。

  最后,欧盟碳边境调节机制并不能有效促进全球减排。如果将欧盟碳边境调节机制简化为按欧盟与进口商品来源地的碳价水平之差征收的碳关税,则基于今年4月碳价的测算表明,欧盟碳泄露量将仅能减少0.9亿吨,占当前欧盟碳泄露量的14%;全球总碳排放下降幅度仅有0.3%,对于全球减排几乎没有促进作用。更重要的是,全球将为此付出远高于欧盟碳价的代价,测算表明欧盟碳边境调节机制下的实际减排成本为88美元/吨碳,约为欧盟4月份碳价水平的1.6倍。

  (二)技术进步是实现碳中和的关键

  经济层面的技术成熟度是决定绿色溢价的重要因素,技术创新是降低绿色溢价的重要方式。中国的绿色溢价从2015年至今快速下降,主要是光伏、电动汽车等技术进步的影响。不同行业的绿色溢价存在巨大的差异,最高的建材行业与最低的有色行业之间差了近38倍。理解这种差异,需要将八大高排放行业划分为三大类。

  一是电力行业。过去10年,得益于规模效应、材料替换和效率提升,风电、光伏发电成本大幅下降,零碳排放的电力能源已具备可行性。从发电环节看,绿色溢价已经为负。但消纳环节碳中和成本较高,据估算,2021年电力行业绿色溢价比例为17%。电网接纳新能源,需要在辅助服务市场增加电网灵活性资源调度。目前火电调峰仍然是成本最低的电网调度消纳方式,在消纳环节出现新技术、大幅降低成本以前,火电不太可能退出电力系统。消纳成本会随着风力和光伏在发电结构中占比的上升而增加,但是即使考虑电网消纳成本,清洁能源发电也有望实现比化石能源更低的成本。

  二是交通运输行业。我们测算发现,2021年交通运输行业绿色溢价比例为68%,总体较高。现有技术下,各子行业实现零排放需要采用不同手段。重载领域(重卡、航空和航运)实现零排放需用氢能替代现有燃油技术,氢能成本远高于清洁电力成本,降低重载领域的绿色溢价需要氢能技术的进一步发展成熟。铁路电气化程度不断上升,绿色溢价比例已经为负。假定乘用车、中轻卡和铁路用清洁电力,重卡、航空和航运用氢能满足,估计各子行业绿色溢价比例为:公路客运18%,公路货运127%,航空343%,航运319%,铁路-29%。

  三是制造业。我们测算表明,2021年高排放制造业绿色溢价比例分别为:建材138%,化工53%,钢铁15%,造纸11%,石化7%,有色4%。建材、化工等制造业当下绿色溢价偏高,主要是因为水泥等产品的生产工艺不可避免碳排放,需借助高成本的氢能、碳捕捉等技术实现碳中和,而这些技术尚不成熟,使用成本较高。

  综上所述,从未来40年的角度看,在技术层面上,碳汇大约只能清零10%的碳排放,技术上还不成熟的碳捕捉和氢能大约分别能够清零15%和7%,节能减排大约能够清零17%,其余的51%要靠“电气化+清洁电”来清零。具体而言,一方面要实现清洁能源发电,预计2060年70%的能源将由清洁电力供应;另一方面要尽可能实现工业、交通运输、家庭取暖等所有经济活动的电气化。

  绿色技术进步需要绿色金融支持

  在绿色溢价的分析框架下,通过技术进步降低零碳技术的生产成本,是兼顾两个40年约束的关键。问题是如何实现技术进步?清洁能源的快速发展可以给出一些启示:光伏累计装机规模每翻一倍,成本可下降约13%;风电累计装机规模每翻一倍,成本可下降约7%。这体现了清洁能源的制造业属性,也体现了大规模的投资需求在促进碳中和技术进步中的重要作用。

  我们从碳中和技术路径的角度对绿色投资需求进行了测算。分析表明,清洁电气化、节能减排以及氢能、碳捕捉是实现碳中和的主要技术路径,这将会产生三个方面的投资需求,即:光伏等成熟零碳技术投资、燃煤发电等高碳技术节能减排投资以及氢能、碳捕捉等尚不成熟的零碳技术研发、投资。未来40年,这三个层面带来的绿色投资需求将达到140万亿元,年化来看约占每年GDP的2%。

  庞大的绿色投资规模,需要绿色金融大发展与之配套。目前看,这两者之间的匹配度并不高。例如,2019年信贷在中国绿色融资中的占比高达约90%,绿色债券和绿色股权仅占7%和3%。对于电力行业而言,它的绿色溢价比较低,可以采取风险偏好较低的信贷作为主要的金融支持方式。但对于交运、建筑等行业而言,它们所依赖的氢能、碳捕捉等碳中和技术尚不成熟,更适合采用风险偏好较高的直接融资方式。因此,绿色股权和债券融资占未来绿色金融的比重,有望从当前的10%上升至约40%。

  从绿色投资的角度看,绿色金融除了追求规模进一步扩大外,更重要的是要加速绿色资本市场的发展,以加大对氢能、碳捕捉、储能等碳中和技术的研发支持。对此,我们提出如下建议。

  一是制定统一的中国绿色标准。当前我国绿色金融标准存在多头监管、规定不完善、国际兼容性差的问题,建议从三个方面推进绿色金融标准建设:更加明确和系统地制定绿色金融产品标准;标准制定和项目认定应逐步与国际标准兼容;大力发展第三方认证机构,适时引入国际第三方评估机构。

  二是完善激励政策,促进绿色金融市场全面发展。在负债成本端,扩大资金来源和降低负债成本,解决绿色产品期限匹配和绿色资产定价问题;在信用成本端,由国家出资发起设立担保基金,降低绿色信贷、绿色信用债违约成本支出,以保险或担保基金的方式支撑信用融资类绿色产品;在税收成本端,给予绿色投资者税收优惠,提升绿色投资积极性;在资本成本端,降低绿色产品的资本金占用;在交易成本端,降低行政环节审批要求和扩大绿色项目退出渠道。

  三是加强绿色金融理念培养,推动金融机构“服务”和“引导”并重。环境、社会和公司治理(ESG)投资是需要金融机构“引导”发力的重点领域。从资金属性角度来看,养老金、保险等长期资金以及主权基金追求长期的稳健回报、关注投资对象的长期价值基础,且肩负着为可持续社会投资的责任,与ESG理念契合,应成为绿色产业等ESG领域的重要资金来源。建议根据资金和机构的性质,综合采用行政监管强制要求和市场政策激励加入等方式,提升公众和资管机构责任投资和长期投资意识,引导资金流向ESG领域。另外,也要鼓励资管机构自愿加入责任投资原则组织(UN-PRI)。

  碳中和的经济影响:挑战与机遇并存

  应对碳排放罕见的超时空外部性,对全球而言并非易事,对中国而言尤其困难,推动碳中和意味着发展模式的根本变化,这将会带来4个方面的宏观挑战。与此同时,基于绿色溢价的综合治理方式,将为未来40年的发展带来新机遇,其中最重要的机遇来自绿色科技进步。

  (一)碳中和下的四大挑战

  一是平衡短期和长期。我国从碳达峰到碳中和只有30年时间,欧洲是71年,美国是45年。在短时间内实现绿色转型目标,难免会给经济增长带来一些影响,平衡短期和长期是重要的宏观政策问题。短期过于刚性的排放目标约束固然有助于促进减排,但也容易诱发滞胀。具体而言,碳价在供给端体现为生产成本上升,在需求端体现为实际收入下降,类似于石油供给减少的影响,在宏观经济上有滞胀的特征,将带来物价上升,对GDP增长有负面影响。

  中长期看,实现碳中和是一个社会综合治理工程,并非需要将所有的转型压力集中在短期消化,应更多考虑中长期的长效机制。在经济复苏基础仍不稳固的当下,尤其应该谨慎对待直接限产、关停等供给冲击较强的措施,更多地考虑社会成本更小、更有效率的方式。例如,以增量改革带动存量调整,通过加大低碳、零碳产能投资推动高碳产能置换,严格控制新增高碳产能投资等。统筹兼顾的一个更重要方面是,将碳达峰的峰值目标设定为一个区间,避免过于刚性的供给约束,有助于改善供给弹性、兼顾经济增长与减排。

  二是平衡全局和局部。由于化石能源的使用同时排放二氧化碳与污染物,因此从总量来看碳减排通常也有利于减少污染物的排放。但是,二氧化碳的外部性是全局的,影响整个地球的气温变化,进而影响全人类的福利;污染物的外部性通常是局部的,一个区域的污染物排放主要影响该区域本身(尽管存在跨界污染,但其外部性也会随距离的增加大大减弱)。

  因此,当某一区域通过排放权交易大量增加碳排放量时,跟随碳排放转移的污染物很可能会对该区域的环境造成较大冲击。研究表明,中国北方对化石能源依赖很强,全国统一碳市场可能导致碳排放向北方集中,北方的空气污染问题有可能加剧。

  三是平衡效率和公平。碳中和意味着清洁能源对化石能源的替代,一些高碳经济活动、技术甚至行业将被替代,传统能源尤其是煤炭、火电等行业受到的冲击较大,相关的基础设施、制造和服务部门的产出会下降,清洁/可再生能源及相关部门的产出则会上升。因此,碳中和本质上是一种卡尔多改进,可能会造成新的结构不平衡问题。

  陕西、山西、内蒙古等省份的经济活动对化石能源的依赖较高,未来几十年这些高碳省份可能会经历痛苦的绿色转型,高碳行业的工人存在失业风险。煤炭、石油等传统能源价格在一段时间内上升,对低收入人群的影响比对中高收入人群的影响大。需要公共政策对这些弱势群体进行补贴或补助,更重要的是在经济转型过程中促进就业,在生产端提供其他可替代的就业机会。

  四是国际分歧与协作。要纠正气候问题的全球外部性,需要国与国之间协同应对。各国发展阶段不同,利率高的发展中国家碳价应低一些,利率低的发达国家碳价应该高些,因此发达经济体若要求发展中经济体碳价格与其一致,是不合理的。但如果想通过碳价有效抑制碳排放,又要求统一碳价。在一国内部,这个矛盾可通过财政转移支付解决。但国家间没有财政转移支付,且经济运行机制、实现碳减排的手段、方法、路径不同,国际协作面临挑战。

  就下一步的国际气候治理机制改革而言,2018年诺贝尔经济学奖得主威廉·诺德豪斯建议成立“气候俱乐部”,俱乐部成员通过对外征收碳关税来“引导”各国一道推进碳中和。对于碳关税,之前主流看法是认为与世界贸易组织(WTO)贸易规则相悖,很难推进。然而,在全球推动碳中和背景下,一些发达国家以全球应统一碳价为由,试图推出碳关税等碳边境调节机制,容易变成贸易保护主义的工具,可能会诱发大国间新的贸易冲突,不利于疫后的全球复苏。

  (二)技术进步是碳中和下的最大机遇

  实现碳中和的关键在于技术进步,技术进步也是碳中和下的最大机遇。学界通常将与环境相关的技术创新称为生态创新。欧美发达国家之所以能率先实现碳达峰,不完全是高排放产业国际转移的结果,也与其在生态创新方面的进步有密切关系。数据显示,1990年~2000年,德国和美国环境技术发明占总发明比例分别保持在9%和6%左右,而同一时期我国环境技术发明占比从12.5%下降至3.7%。从人均环境发明的数量来看,我国也显著低于德国和美国的水平,这说明我国在环境技术创新方面还有进一步提高的空间。

  从更长远的角度看,绿色技术进步不仅能解决碳排放问题,它还是经济增长的根本动力。回顾历史,每一次技术革命都伴随着世界格局的重塑,那些通过创新占得先机的国家,最终都实现了经济腾飞。第一次工业革命,英国率先发明蒸汽机,促进了其纺织工业、钢铁行业、冶金矿业等工业的发展和快速的城镇化,使之成为全球经济的主导者。第二次工业革命,美国率先发明了电力照明系统与交流电动机,随后,电动机大规模取代了蒸汽机成为工业生产的主要动力,美国也因其对电力的广泛使用和内燃机等其他科学技术上的重大突破实现了经济腾飞,并最终超过英国,成为全球第一大经济体。到了第三次工业革命,美国更是几乎主导了信息技术和互联网领域的发展,进一步拉大了与其他国家在科学技术上的差距,进而巩固了其全球大国的地位。

  与一般的技术不同,生态创新是通用技术创新,对人类社会生产力的提高产生巨大作用。通用技术的核心特点在于其应用范围十分广泛,往往可以作为投入品被下游行业采用,并可以在应用领域催生新的创新,与此同时,此类技术本身也具备极高的改进潜力。因此,当通用技术创新出现时,它往往会比一般技术更有利于整个经济的全要素生产率提升。一些学者认为,生态创新很有可能像蒸汽、电力的发明一样,成为人类发展史上极为重要的科技变革。

  对于中国而言,绿色科技进步格外重要。传统的化石能源是一种自然禀赋,中国缺油富煤,难以改变。清洁能源是制造业,具有规模效应,随着光伏、风电装机容量的增加,光伏、风电技术正在进一步加快,造价也大幅下降。作为世界上最大的制造业经济体,中国在清洁能源技术、设备、制造业环节具有显著优势,预计10年、20年后,中国可能变为世界能源“出口”国,出口的不是石油、煤炭,而是利用太阳能、风能的清洁发电设备。这种规模经济效益是中国未来发展的新机遇,从长远看,对未来中国的经济结构、能源安全具有重要意义。       (作者单位:中金公司)

责任编辑:原健凇
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