苗韌，周伏秋，胡秀蓮，馮升波，吳頔，賈茹

(國家發(fā)展和改革委員會能源研究所，北京100038)

能源可持續(xù)發(fā)展是中國可持續(xù)發(fā)展的前提和重要內(nèi)容。在我國能源“十二五”規(guī)劃編制中，已明確提出了“當前能源體系向可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代體系過渡”的總體思路。因此明確能源可持續(xù)發(fā)展的概念內(nèi)涵，科學評價我國能源可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)趨勢十分必要。

在研究“何為能源可持續(xù)發(fā)展”方面，已有多位學者從可持續(xù)發(fā)展的理論認知［1］、經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展需求［2-3］、發(fā)達國家能源可持續(xù)發(fā)展理念［4］等多個角度，提出了能源安全、經(jīng)濟可承受、環(huán)境可持續(xù)等能源可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵［5］。然而，與國外諸多較成熟的能源可持續(xù)發(fā)展評價指標體系和方法［6-10］相比，我國能源可持續(xù)發(fā)展的量化評價相對滯后，或是僅在經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的整體評價中涉及部分能源因素［11-14］，或僅針對能源可持續(xù)發(fā)展的部分內(nèi)涵開展評價［15-17］，或僅關注區(qū)域間的橫向比較［18］但缺乏發(fā)展視角。因此對于我國能源可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢，目前在學術界尚沒有公認的、可量化的評價標準，這在一定程度上影響了我國能源決策的科學性。

為有效支撐我國能源戰(zhàn)略和相關政策規(guī)劃制定，國家發(fā)改委能源研究所課題組嘗試對中國能源可持續(xù)發(fā)展的評價方法和標準進行初步探索①本課題獲得2011年度國家能源局軟科學研究優(yōu)秀成果一等獎。。為突出當前能源發(fā)展的熱點問題，并與相關政府職能部門歸口對接，課題組對中國能源可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵進行了部分拓展:能源系統(tǒng)既能有效支撐我國經(jīng)濟、環(huán)境、社會的可持續(xù)發(fā)展;同時又能以安全、經(jīng)濟、高效、清潔、低碳、公平的方式實現(xiàn)自身的可持續(xù)發(fā)展。在此基礎上創(chuàng)建了“中國能源可持續(xù)發(fā)展綜合評價體系”，以量化評價在特定經(jīng)濟社會、資源環(huán)境、科學技術條件下我國能源可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)、趨勢和合理水平。其中包含“未來情景分析”和“可持續(xù)發(fā)展評價”兩大模塊，前者生成未來能源發(fā)展情景和可持續(xù)評價標準;后者則以指標體系的形式對能源可持續(xù)發(fā)展進行系統(tǒng)評價。應用該評價體系，課題組對2000-2010年中國能源可持續(xù)發(fā)展水平，以及未來不同能源政策情景的可持續(xù)發(fā)展程度進行了量化評價，部分成果已經(jīng)被國家能源相關主管部門采用。

一、評價體系框架

能源可持續(xù)發(fā)展分析評價體系側重解決三個問題:

問題1:如何系統(tǒng)評價中國能源可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)和趨勢?既要綜合體現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的多元內(nèi)涵，又能體現(xiàn)能源系統(tǒng)內(nèi)部、以及能源與經(jīng)濟社會、資源環(huán)境、科學技術等其它外部系統(tǒng)的復雜聯(lián)系。

問題2:可持續(xù)發(fā)展的量化標準是什么?“發(fā)展”囊括了歷史、現(xiàn)狀與未來的概念，因此模型應具有預測和分析未來中國能源發(fā)展情景的功能。

問題3:當能源可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵因素之間存在沖突時(如可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟性和清潔性)，如何綜合評價獲得最優(yōu)的能源可持續(xù)發(fā)展路徑?

評價體系由相互關聯(lián)的兩大模塊構成:“情景分析模塊”和“綜合評價模塊”。情景分析模塊以歷史和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎，在未來經(jīng)濟、社會、技術發(fā)展情景設定和政策目標下，生成能源發(fā)展情景，結果將以時間序列的形式輸送到綜合評價模塊。綜合評價模塊則是根據(jù)能源可持續(xù)發(fā)展概念內(nèi)涵建立的評價系統(tǒng)，將選取情景數(shù)據(jù)中的代表性指標進行可持續(xù)評價。評價結果將反饋到情景分析模塊，用于指導政策和情景設置，以期獲得理想情景或最可持續(xù)的能源發(fā)展路徑。

1.情景分析模塊

針對未來中國經(jīng)濟增長、社會發(fā)展、技術進步的可能情景［19-21］，計算2011-2020年中國能源發(fā)展情景，包括生產(chǎn)、進口、加工轉換、傳輸、終端消費、回收利用各環(huán)節(jié)，同時關注能源服務的實現(xiàn)方式和能源結構的變化。經(jīng)濟社會發(fā)展參數(shù)由CGE模型輸出，能源效率和結構參數(shù)由IPAC-Enduse模型［22-23］輸出(該模型是基于線性規(guī)劃的成本最小化原則，求解技術組合的模型);參數(shù)通過圖1(b)所示的模型結構進行鏈接。用于鏈接的強度參數(shù)由1990-2010年數(shù)據(jù)回歸獲得，部分參考了發(fā)達國家的趨勢。

2.綜合評價模塊

利用指標體系的形式，綜合評價模塊可以對中國能源可持續(xù)發(fā)展的狀態(tài)和趨勢進行全面評價，特別是兼顧可持續(xù)發(fā)展的多元化內(nèi)涵。評價所用的指標數(shù)據(jù)是情景分析模塊的計算結果，已經(jīng)考慮能源系統(tǒng)內(nèi)部，以及能源與宏觀經(jīng)濟等外部系統(tǒng)的邏輯，回答了問題1。綜合評價模塊設計成為4層，其框架設計和指標選取綜合了發(fā)改委、環(huán)保部、清華大學、社科院、中科院等多位專家意見;各指標權重由層次分析法獲得，具體流程如圖2所示:

其中總體層，即能源可持續(xù)發(fā)展的總體水平。

系統(tǒng)層，能源可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵，綜合了經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展需求、能源系統(tǒng)自身可持續(xù)發(fā)展內(nèi)涵，以及我國能源發(fā)展的戰(zhàn)略目標，最終概括為:安全、高效、經(jīng)濟、清潔、低碳、公平。

圖1 能源可持續(xù)發(fā)展預測評價模型介紹

專題層，實現(xiàn)系統(tǒng)層需求內(nèi)涵的關鍵問題。為避免問題交疊或因果關聯(lián)，課題組經(jīng)過研究和專家咨詢，廣泛列舉了影響我國能源可持續(xù)發(fā)展的主要問題，并利用系統(tǒng)診斷法［24-25］進行篩選和歸類，最終獲得當前中國能源可持續(xù)發(fā)展的13個核心問題。將各問題在經(jīng)濟、社會、環(huán)境、技術各方面，以及能源系統(tǒng)中的開采、加工轉換、傳輸配送、終端消費、回收利用各環(huán)節(jié)進行細化分類，最終確定系統(tǒng)層各指標。

圖2 綜合評價模塊構建的流程方法

要素層，由專題層問題涉及的主要因素和相關指標構成。要素層指標由影響或決定專題層問題的核心指標構成。為盡量避免指標間的相關問題，選出最有代表性的要素指標，課題組首先構建了由132個備選指標組成的備選集合。之后采用專家咨詢法和模糊隸屬度法［26］，對要素指標進行了篩選，最終選定由72個要素指標。

3.模型應用的流程方法——兩模塊的互動機制

1)典型情景設置。要評價某一時期的能源可持續(xù)發(fā)展的水平，需要綜合考慮歷史、現(xiàn)狀和未來。能源可持續(xù)發(fā)展既與經(jīng)濟社會等外部因素相關，也與能源技術進步，可再生能源發(fā)展等內(nèi)部因素相關。為重點研究和破解能源發(fā)展問題，本研究在相同的經(jīng)濟社會發(fā)展背景下，設計了三種不同的能源發(fā)展情景:基準情景BaU、轉型情景CM1、強化低碳情景CM2。通過對經(jīng)濟、社會、環(huán)境、技術等典型指標進行設置，可以代入情景分析模塊求出能源發(fā)展情景，從而為可持續(xù)發(fā)展評價提供參照標準。

2)建立歸一化標準。在每個具體指標的可持續(xù)評價中，為突出歷史與未來、潛力與差距的辯證關系，本文綜合各指標的歷史軌跡和未來趨勢確定歸一化標準，進而回答了問題2。通過線性歸一化，各指標數(shù)據(jù) xi將統(tǒng)一到區(qū)間［0，1］中。在2000-2020年內(nèi)，我們將指標xi在歷史和未來三種典型情景中的最大值定義為maxxi，設評價值為0.9;最小值為minxi，設評價值為0.1。其它值對應的評價值可通過線性插值得到，歸一化公式如表2所示。

表1 影響中國能源可持續(xù)發(fā)展的核心問題

3)綜合評價和求解最優(yōu)路徑

將歸一化后的各指標評價值代入綜合評價模塊，可以得到可持續(xù)發(fā)展評價結果。不難想象，不同情景下的可持續(xù)發(fā)展水平存在較大區(qū)別:如BaU情景中的“經(jīng)濟”評價得分較高而“低碳”評價較低;CM2情景中的“經(jīng)濟”評價得分較低而“低碳”評價較高。問題是，什么樣的發(fā)展路徑最可持續(xù)的?對應的能源和CO2排放情況如何?可以畫出三種典型情景下的能源可持續(xù)發(fā)展評價值，如圖3所示。在得分最高的兩個情景間，通過調整主要外生參數(shù)，可利用情景分析模塊求得案例情景CMx，并進一步利用綜合評價模塊求得可持續(xù)發(fā)展評價值。如此往復，可以求得“最可持續(xù)發(fā)展”情景，即回答了問題3。

表2 指標歸一化方法

圖3 模型工作原理和流程

4.數(shù)據(jù)來源

研究涉及的數(shù)據(jù)主要包括兩大類:一是歷史和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，即各指標在2000-2010年間的實際取值，主要來自各類統(tǒng)計年鑒和專業(yè)研究報告，如《中國統(tǒng)計年鑒》、《中國能源統(tǒng)計年鑒》、《電力年鑒》、《礦業(yè)年鑒》、《煤炭年鑒》、《交通年鑒》、《城市生活與價格年鑒》、《農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》等。二是未來情景中的主要外生參數(shù)設置數(shù)據(jù)，主要來自國家發(fā)展的長期目標、相關的國家“十二五”規(guī)劃，以及世界銀行、聯(lián)合國等機構對人口和宏觀經(jīng)濟的預測數(shù)據(jù)。

二、情景設置

三種不同能源發(fā)展情景的定義如下:

1.基準情景BaU：

維持“十一五”期間的經(jīng)濟社會發(fā)展模式:經(jīng)濟增長維持較高的增長速度，過分依賴投資與出口，高耗能工業(yè)持續(xù)增長。能源消費總量與經(jīng)濟增速保持同步。經(jīng)濟社會與能源、環(huán)境之間仍處于在“緊平衡”范圍內(nèi)，但矛盾日益突出。已有的節(jié)能減碳政策將繼續(xù)實施，由于節(jié)能空間有限，2010-2020年的能效改善水平顯著低于“十一五”期間水平，2020年單位GDP的CO2排放較2005年下降34%。

2.轉型情景CM1：

積極推進經(jīng)濟發(fā)展方式轉變:進一步優(yōu)化投資結構，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)，產(chǎn)業(yè)結構日趨合理。消費對經(jīng)濟的拉動作用明顯改善。能源消費和溫室氣體排放呈現(xiàn)較溫和的增長態(tài)勢，能夠較好地完成國家節(jié)能減排和溫室氣體減排的目標(到2020年單位GDP的CO2排放較2005年下降45%)，技術進步和能效提高進一步強化。

3.強化低碳情景CM2

實施更加強化的能源轉型和節(jié)能減碳政策:嚴格限制對高耗能產(chǎn)業(yè)項目投資，加快出口結構調整，降低高能耗產(chǎn)品出口比重;著力推廣節(jié)能低碳理念，引導居民合理用能，減少能源和產(chǎn)品浪費;通過財政補貼、強制淘汰等手段，大力推廣先進用能技術和清潔能源，努力使2020年單位GDP的CO2排放較2005年下降50%。

具體各情景設置［27-30］如表3所示:

三、模型測算結果

根據(jù)模型測算，2020年中國經(jīng)濟社會和能源發(fā)展情景如表2所示?？梢钥闯?隨著能源轉型和節(jié)能低碳發(fā)展政策的逐漸增強，一次能源需求將顯著降低，BaU情景下2020年化石能源需求為49.5億tce，CM1情景則降至41億tce，CM2情景則僅需36.4億tce，這將對降低能源對外依存度，抑制CO2排放，提高能源清潔度等起到積極作用。然而隨著相關政策的逐漸強化，能源經(jīng)濟性將大幅下降，并造成一定的GDP損失，從而對能源可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負面影響。

表3 2011-2020中國經(jīng)濟、社會和能源發(fā)展情景設置

四、2000-2010中國能源可持續(xù)發(fā)展評價

遵循以上方法對2000-2010年中國能源可持續(xù)發(fā)展水平進行了評價，結果如表4所示:

可以看出，2000-2010年中國能源可持續(xù)發(fā)展水平總體呈下降趨勢，從2000-2002年的0.52左右下降至2010年的0.427，其中大體可以分成兩個階段:

“十五”期間(2000-2005年)，我國能源可持續(xù)發(fā)展水平急劇惡化，5年之內(nèi)從最高值0.532惡化至0.432。主要原因在于:從2002年開始中國經(jīng)濟增長開始加速，工業(yè)化進程進入中期，重工業(yè)化發(fā)展趨勢明顯。能源消費需求快速增長，年增長率從之前的3-6%躍升到15%以上，能源安全指數(shù)快速下降，重點體現(xiàn)在能源儲采比嚴重下降，能源對外依存度顯著升高。需求增長也間接導致了能源價格的上漲，能源經(jīng)濟指數(shù)也從2004年開始明顯下滑。在天然氣和其它非化石能源供應未有效增加的情況下，煤炭消費量快速增長，進一步引發(fā)環(huán)境污染等問題，形成了惡性傳導鏈條。這一時期的中國能源可持續(xù)發(fā)展水平迅速惡化，年均下降7個百分點(0.032)，形勢非常嚴峻。

表4 能源可持續(xù)發(fā)展綜合評價值(2000—2010年)

“十一五”期間(2006-2010年)，能源可持續(xù)發(fā)展水平基本維持在0.42-0.43區(qū)間。2006年開始實施的“節(jié)能減排”戰(zhàn)略，有效遏制了能源可持續(xù)發(fā)展水平不斷惡化的勢頭，全國大規(guī)模的“節(jié)能”行動大幅提高了能源利用效率，并間接帶動了能源經(jīng)濟性的改善，有效的污染物“減排”行動，在一定程度上扭轉了能源環(huán)境問題的惡化，清潔指數(shù)止跌回升。然而從2007年開始，國際能源價格進入快速上漲周期，能源經(jīng)濟性顯著下降，并對能源進口安全產(chǎn)生負面影響。到2008年，能源價格達到歷史最高水平，經(jīng)濟指數(shù)較2007年下跌近9%。2009年，大規(guī)模經(jīng)濟刺激政策的負面影響開始顯現(xiàn)，迅速增長的鋼鐵、水泥等高耗能工業(yè)拉動能源消費迅速增長，能源安全指數(shù)嚴重下降，較2008年下跌12%。上述發(fā)展過程中的經(jīng)濟結構、市場風險等問題使2007-2010年的能源可持續(xù)發(fā)展水平呈緩慢下降態(tài)勢，年均下降0.003點。

五、2020能源可持續(xù)發(fā)展評價和最優(yōu)路徑

遵循前述評價方法，選取2020年為評價目標年，可以得到三種能源情景的可持續(xù)發(fā)展評價情況，如表3所示。其中基準情景BaU的能源可持續(xù)發(fā)展水平最低，僅為0.365，較2010年的下降14.5%;轉型情景CM1的可持續(xù)度居中，為0.416，較2010年下降2.7%;強化低碳情景CM2的可持續(xù)度較高，達到0.436，較2010年提高2.0%。

利用動態(tài)遞歸方法，可以在確定的指標框架和權重下，求得一條2010-2020年間能源可持續(xù)發(fā)展的最優(yōu)情景CMn。為便于比較，將2000-2010年的能源可持續(xù)發(fā)展評價值，以及2010-2020年各情景變化趨勢繪制在圖4中。

圖4 2000-2020年能源可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)趨勢

研究表明，未來十年將是我國能源的可持續(xù)發(fā)展的關鍵期。如不能采取適當?shù)陌l(fā)展戰(zhàn)略，可能朝著不可持續(xù)的方向偏離;反之，能源可持續(xù)發(fā)展程度有望實現(xiàn)改善。到2020年，我國能源可持續(xù)發(fā)展水平有望達到0.442，回到2004—2005年水平。其中能源效率領域進步潛力最大，到2020年將達到0.661，工業(yè)和發(fā)電能耗達到世界先進水平;能源清潔指數(shù)將達到0.345，清潔電力占發(fā)電量比重達到50%;能源低碳發(fā)展取得階段成效，2020年低碳指數(shù)有望升至0.272，單位 GDP的CO2排放較2005年的下降潛力為55%左右;初步建成符合低碳發(fā)展理念的產(chǎn)業(yè)體系和體制機制;低碳技術研發(fā)和示范取得初步成果。能源經(jīng)濟水平將逐漸下降，雖然單位GDP能耗顯著下降，但經(jīng)測算未來能源產(chǎn)品可比價格增幅可能超過40%，這對能源技術經(jīng)濟水平將產(chǎn)生很大影響。能源公平受益于經(jīng)濟均衡發(fā)展和收入分配改革，也獲得顯著提升。隨著資源勘探力度加大，石油等能源儲備水平進一步提高，但是能源安全性雖然將面臨較大挑戰(zhàn)，2020年能源安全指數(shù)將可能下降到0.477，不可避免地成為歷史最低狀態(tài)。

六、研究結論和政策建議

通過綜合評價體系，課題組對中國能源可持續(xù)發(fā)展進行了評價和展望，并得出如下的結論和建議:

1.2000—2010年我國能源可持續(xù)發(fā)展水平呈下降態(tài)勢

2000—2005年，由于能源需求迅速增長，中國能源可持續(xù)發(fā)展水平急劇惡化，從0.52下降至0.43。2006年起實施的節(jié)能減排戰(zhàn)略，則有效緩解了嚴峻形勢。但受限于經(jīng)濟結構、市場風險、技術瓶頸等問題，2007-2010年能源可持續(xù)發(fā)展水平仍呈緩慢下降態(tài)勢。特別是由于能源需求快速增長，安全指數(shù)下降明顯。

2.2010—2020年我國能源可持續(xù)發(fā)展趨勢有喜有憂

研究表明:2020年高效、清潔、公平和低碳指數(shù)較2010年均將有不同程度提高，體現(xiàn)了經(jīng)濟結構調整和節(jié)能低碳發(fā)展政策預期的增強，以及潛在的作用效果。另一方面，安全和經(jīng)濟指標則呈現(xiàn)惡化趨勢，不同情景下2020年能源安全預期均低于2010年水平;需求的持續(xù)增長也將進一步提高用能成本，降低經(jīng)濟性。

3.溫室氣體減排將對我國能源可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生重大影響

針對2020年不同CO2減排目標情景的分析表明:較2005年碳強度下降55%的情景下我國能源可持續(xù)發(fā)展度最高，達到0.442;高于其它幾種減排情景。但如進一步增大減排力度，能源可持續(xù)發(fā)展水平將迅速下降。原因是:適度實施CO2減排政策，有益于能源高效和清潔發(fā)展，并適度地緩解能源供應緊張;但過強的CO2減排將顯著降低能源經(jīng)濟性，同時對經(jīng)濟發(fā)展將產(chǎn)生不利影響。

4.加快構建協(xié)調一致的能源可持續(xù)發(fā)展支持政策體系

一是能源主管部門應開展對現(xiàn)有能源可持續(xù)發(fā)展相關政策的系統(tǒng)性評估，進一步地整合、完善和改進政策體系，特別要注重發(fā)揮各類政策在促進能源可持續(xù)發(fā)展方面的協(xié)同性，避免政策之間的潛在沖突。

二是高度關注未來能源安全水平下降風險。一方面積極采取總量控制、價格調控、節(jié)能技改等多種政策手段抑制能源消費需求快速上漲;另一方面加快拓展能源供應渠道，進一步扶持可在生能源規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，推動能源進口多元化，加快研究出臺國內(nèi)非常規(guī)天然氣的開發(fā)和合理利用政策。

三是堅持“穩(wěn)中求進”原則，把握低碳發(fā)展政策的適度性。將國際承諾與國內(nèi)低碳發(fā)展區(qū)別開來，科學穩(wěn)妥地設定減排目標，重視低碳發(fā)展政策與轉變經(jīng)濟發(fā)展方式、節(jié)能減排、能源消費總量控制等各項政策的協(xié)調和對接，積極研究溫室氣體減排對經(jīng)濟社會發(fā)展全局的綜合性影響。

5.對能源可持續(xù)發(fā)展的科學評估值得進一步研究

能源可持續(xù)發(fā)展是既相對的概念，也是動態(tài)的過程;不同發(fā)展階段對能源可持續(xù)發(fā)展的認知、關注點和客觀需求不同。當前我國正處在全面建設小康社會的進程中，更加關注能源安全和經(jīng)濟性;待全面實現(xiàn)小康目標后，中國將朝著更加和諧、公平、富足的方向發(fā)展，對可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護的關注將逐步加強，屆時清潔、低碳和公平概念將越發(fā)重要。本研究是針對當前我國發(fā)展階段，在能源可持續(xù)發(fā)展評價方面的初步探索，未來如何更加科學、準確地設定評價體系，值得進一步深入研究。

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