2030：我们团队是如何求出这个中国的碳峰值出现时间的

2018-11-5 10:21 来源: 科学网 |作者: 智叟王铮

【按：尽管做中国学者自己求出了中国碳峰值出现的时间，我不怀疑他们，我这里仅仅介绍我们是如何做的；故事也说明中国科学院的研究政策的辛苦和中国人民和政府对减排二氧化碳的认真。不过，我们课题组特别笨，可能拍拍脑袋就完成的活，我们做不了。为完成这个研究，参与研究我们团队的刘筱是70年代中期生人，田丽是1996年生的，刘的儿子明年要靠大学了，大量的是薛俊波、吴静、刘昌新、吴乐英等等这样的正在抚养孩子的人，整整一代人啊。我老了，希望政策模拟的队伍，绵绵瓜瓞，在中国发展下去。】

记得那是2007年，我接到通知到院资源环境局接一个政策模拟的任务，起初我以为是关于经济危机模拟方面的任务。到了院资环局才知道是关于气候变化经济学的任务。时任院资环局局长傅伯杰和副局长冯接见了我，他们告诉我最近温家宝总理向中科院提出两个问题：“第一，中国的碳排放有没有高峰，如果有，大约会出现在什么时候？第二，欧洲提出要控制气候全球升温不超过2°C, 中国能不能接受到，如果要接受，中国的经济会怎么样，世界经济又会怎么样。”他告诉我要定量结论。可能为了加强分量，傅说：“冯，你把白院长讲话和那张纸拿来给王铮。我想以你的研究习惯，你比较适合做这个，“然后斩钉切铁的说：”就这样定了。王铮，这是方新同志推荐你做的。她说你一直在在做这方面工作。”方新是我们的所长，新近他被确定为院党组负责人之一。看来，我是要在这里鞠躬尽瘁了。

冯局长出去了会，给我拿来了一种便签，内容是什么人用铅笔写着这两个问题，不知道实际温总理写的还是白院长写的。我感到或多或少有些突然，或者“受宠若惊”，问：“这算命令吗？“傅伯杰是我的老朋友，他笑了笑，说：“你也可以这么理解，有压力吗？”然后他补充了一句：“太难。可以先从一个流域做起。”，他笑了笑:”如何做,，你自己把握好！” “好吧，不过这是个全球问题，光做个流域案例不行。“傅伯杰说：“我就这么一比，你大胆做。我支持你！”于是任务就算接下来了。

接下了任务，我立即安排我的学生开始工作。让刚刚留下的弟子薛俊波研究碳峰值时间问题，我当时想碳峰值问题很简单，用现有碳排放资料拟合一条二次曲线，不就预测出了了吗？博士后刘筱外语比较好，让她收集国际上关于2°C阈值的影响吧。外国人一定做过2°阈值对中国影响的问题。的确，当然，问题有点复杂，经济是在升温中运行的，或许可能用Nordhaus的RICE模型就可以算出中国的经济损失。这个模型我的学生们都在试用，崔丽丽、蒋轶红都对模型有所修改。不幸的是，我们没有查到升温2°C,对中国有什么影响的其他研究。研究的难度增加了。

三天后课题组开了个全组网络会，因为我担任过华东师大GIS重点实验室负责人，我的研究生有很大一部分是华东师大的在读生，他们人在上海，我们只能通过MDN开会。会上，薛俊波报告了初步计算结果，大约在2013年就到达“碳排放高度。”不过，他斩钉截铁的说：“王老师，我觉得你提这个拟合算法不行。因为这个高峰时间出现在现有样本数据以外。在现有数据点拟合区以外，拟合是发散的。我按最近两年的趋势，实验添加了两个数据，结果得到了峰值点出现在2016年。”我想了想，提出了一个新的计算思路，“比较一下发达国家出现峰值年份的人均碳排放量。用这个排放量来推断我们碳峰值出现的时间”。话音未落，我就发现我这个想法的荒唐。这样处理，就相当于中国的人均碳排放增长速度与发达国家的过程是同样的，而且没有理由认为，中国的软件碳排放量会与美国的人均碳排放量趋同。实际上蒋轶红刚刚计算过，中国的人均碳排放增长率与经济增长率时一个对数关系，换言之，由于技术进步导致的后发优势，中国的人均碳排放增长率明显小于经济增长率，发达到达国家碳峰值时的人均碳排放水平，会比我国的实际上出现碳峰值时的人均碳排放量明显地大。薛俊波的实验证明比较方法不行，必须采用动力学计算模型。只能用中国经济增长导致的碳排放增长速度低于技术进步导致的碳排放需求增长速度来估计。

我们正式展开工作的第一步是聚集家宝总理的第一个问题的前半问，“经济增长有没有碳高峰？前些日子，为研究可持续发展，我的学生何琼和我建立了一个最优化模型，证明保持经济平稳增长的路径上，也就是在索罗增长的路径上，碳排放作为一种增长导致的“污染”会出”库茨涅兹曲线”。参考《国际经济学评论》上的一篇文章，这个问题被划为一个非线性微分动力系统问题。或者说，假设经济增长会按一定比例投入教育和科研并且这个经济会保持一定比例转化为能源技术进步，我们需要证明了这样一个经济系统在对应的微分动力系统一定存在一个库茨涅兹曲线轨道，其对应的微分动力系统相空间一个稳定平衡点，我们花了64页5号字页码，证明向空间存在唯一的这样一个稳定平衡点，并且这个平衡点是个焦点。换言之，只要投资政策适当，中国的碳峰值一定会出现，不过达到它的过程会起起伏伏。后来来自数学系的另一个学生把它约化为48页。我们的老所长是华罗庚的学生，曾经劝我把何琼留下来协助我工作，可是因为家庭原因她回湖南了。何琼是个邵阳人，与我妻子是老乡。

图 1 碳峰值出现时间与峰值量的可计算模型（王铮，刘晓，朱永彬等）

我妻子问我，为什么要保持经济平稳增长呢？说不定那天，政策一规定不用电了，不炼钢了，碳排放不就停下来吗，此后不就实现碳峰值了吗？我回答她说，你那办法是饮鸩止渴，制造经济危机的方法，我永远记得1959年时发生经济危机，我的弟弟饿死在妈妈的怀里，他张他的小嘴巴，我忘不了！我们不能建议国家，推出一个减排政策，引发国家经济危机。

于是剩下了问题是发展一个保持在平稳增长轨道上的出现碳峰值的可计算模型，他不是数学分析问题，而是一个经济学意义目前的计算问题。经过我和我的学生朱永彬、黄蕊、庞丽、刘晓的共同研究，这个可计算模型最终找到了；他们几个都是华东师大的学生，模型的关键非常是与保持人口增长率同步的经济增长率，这个增长率和技术进步速度是计算碳排放峰值的关键，控制碳排放峰值的政策变量可以是环境税率。关于2°C阈值的问题，基于我们改进的RICE模型2008年我们也得到了初步结论。王铮，吴静在2008年7月8日给白春礼院长做了汇报，作为中国参加哥本哈根会议的科学准备。有一天，一个据称是国家领导人的秘书组成员的一个电话打到我家，问我是怎么计算的。我告诉这个秘书，这是复杂的数学分析的结果，并非一句两句就说清楚的。对方有点吃惊，你们搞政策研究要用复杂的数学？我告诉他，时代发展了。发展政策模拟，有利于我们避免政策失误。

图2 最初我们计算得到的中国碳峰值出现时间（朱永彬，王铮，石莹等）

为了应对一些国家对我们的能源政策的误解，2009年王铮、孙翊、朱永彬与2009年8月27日在英国曼彻斯特召开的皇家地理学会会议上公布了这个结论。并且在地理学报上留有余地的公布了这个结论。由于为避免争论尽快发表的原因，最初在地理学报的结论是弹性的说，碳高峰出现在2040年以前（实际计算得到的时间是2036年）。后来由王铮撰文在地理学报版上发表文章，把王铮、刘昌新、马晓哲把这个时间提前到2032年，这个修改，是考虑了产业结构变化和增加森林碳汇的结果，接着，王铮、黄蕊、刘昌新又改进了模型，于2015完成的论文计算出了征收各种环境税（碳税、SO2税和VOC税）的作用，发现出现碳高峰的时间最早可在2031年，由此形成了中国碳高峰时间适合控制在2030年左右的说法，因为控制碳排放峰值在2030年左右出现，能够保证中国经济在在平稳增长轨道上。换言之，中国承诺2030年左右实现碳排放峰值，实际上是包含了忍受某些经济损失的。

图 3 吴静，龚轶，王铮求得的不确定技术进步水平下碳峰值和能量数量在不同年份出现的概率分布

2016年，众所周知，国际上出现了阻碍气候变化应对的政治逆流，吴静、龚轶、王铮研究了新形式下气候变化应对的趋势，发现获得在技术进步出现随机干扰的情况下，碳高峰出现的最可几（最可能）时间是2029年。不过这个概率月仅有35%可能性。中国碳峰值出现的时间，在受国际经济形势持续变坏的情况下，可能延迟到2036年。显然，这不是什么福音；也不是中国人民愿意选择的。当然我们也在IAM模型中引进内生技术进步的结构，新的系统可以计算出各个国家（或国家集团）的碳峰值时间和峰值量；这是国外其他模型找不到的。

2016年的一个变化是，我国政府宣布承诺控制碳高峰时间2030年左右的同时，还承诺“并且尽可能提前”。听到这个信息我吃了一惊，“提前”，不知道是哪位专家建议的，在气候变化经济学领域，国内外有Nordhaus这样稳重派，但是减排的激进派比较有市场。实际上，我从来没有见到Nordhaus参加IPCC大会，于是我们开始探索提前达峰的可能性。经过我和学术朱艳硕、石莹的研究，我们发现实行供应侧改革，扩大石油和核能对煤炭能源的替代，中国最早的达峰时间可以是2025年，文章后来发表在ENERGY上，妻子问我还可以提前吗？你不能与其他专家的结论和有关承诺唱反调吗？！”作为一个家庭主妇，她有她的考虑。我说，“你帮帮忙，中国经济系统的库茨涅兹轨道在解空间只有一个平衡点，虽然供应侧改革是可以改变系统的，但是代价是巨大的”。“经济危机发生的暂时困难时期，你在郑州的托儿所里，你不知道附近的信阳，还有兰考有多少人在逃荒。我弟弟在我妈妈怀里张着小嘴巴的画面，我还模模糊糊记得。不能总等着焦裕禄来救他们。