曾 鵬，魏 旭，黃麗露

(廣西民族大學民族學與社會學學院，廣西 南寧 530006)

一、引 言

中國在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和?！盵1]如何在時間節(jié)點前實現(xiàn)碳達峰、碳中和兩大目標，同時推動經(jīng)濟增長和綠色低碳發(fā)展成為我國高質(zhì)量發(fā)展的重要任務。城市是我國重要的碳排放源，控制住城市的碳排放意味著控制碳排放的主體，城市碳排放量達峰和實現(xiàn)碳中和是中國綠色低碳發(fā)展的重要支撐[2]。隨著我國經(jīng)濟的長期良好發(fā)展和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，經(jīng)濟模式和土地擴張方式在演變，資源環(huán)境的發(fā)展受到巨大影響[3]，傳統(tǒng)發(fā)展模式誘發(fā)了大量能源消費增長，導致碳排放量增加。從實踐經(jīng)驗來看，碳排放增長不僅集中于大城市或特大城市，更廣泛存在于以城市群為核心的“兩橫三縱”城鎮(zhèn)化格局中，城市群的碳達峰、碳中和是實現(xiàn)中國碳達峰、碳中和目標的必要條件。因此，深入分析未來城市群高質(zhì)量發(fā)展過程中實現(xiàn)“雙碳”目標的問題，對中國“在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和”的“雙碳”目標具有重要的現(xiàn)實意義及深遠影響。

目前，國內(nèi)外學者雖然對中國碳排放的預測進行了大量的研究，灰色模型[4]、LMDI方法[5]、環(huán)境庫茲涅茲曲線(EKC)[6]、回歸分析法[7]、KAYA分解方法[8-9]、STIRPAT模型[10-11]、BP神經(jīng)網(wǎng)絡[12]等模型被廣泛使用，但以往研究通常僅討論中國能否在2030年完成相應的碳減排承諾，還未對碳排放的持續(xù)、多場景預測有過深入研究，更未將城市群作為研究對象進行系統(tǒng)性分析。例如黃賢金等基于IPAT和IBIS模型探討中國2060年實現(xiàn)碳中和的可行性以及不同土地利用方式承載的碳匯分布[13]；Elzen等認為中國現(xiàn)行的減排政策難以實現(xiàn)碳減排承諾，基準情景下中國2030年碳排放量達147億～154億t，而政策情景下將減少到131億～137億t[14]?？傮w而言，我國碳達峰與碳減排有關的領域內(nèi)的成果豐富，但在多種因素作用下研究結(jié)論有所不同。導致這一現(xiàn)狀的主要原因是只基于于歷史數(shù)據(jù)，難以較真實地預測出未來社會發(fā)展動向，反之，在合理、長期的發(fā)展情境下，設定開展預測研究會更加逼近未來碳排放的場景。對此，可以采用系統(tǒng)動力學(system dynamics,SD)的方法對未來發(fā)展動向進行預測，提升研究的科學性。該方法從系統(tǒng)內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)入手，通過建立SD數(shù)學模型實現(xiàn)系統(tǒng)動態(tài)演變過程[15]，廣泛應用于社會經(jīng)濟系統(tǒng)問題、政策作用分析等方面的研究[16-17]。例如揭俐等基于系統(tǒng)動力學模型，通過情景模擬評估中國能源開采業(yè)碳脫鉤的潛力[18]；李啟庚等通過構(gòu)建工業(yè)能源消費和污染物排放系統(tǒng)動力學模型，評估山西各項環(huán)境規(guī)制政策的節(jié)能減排效果，為資源型地區(qū)工業(yè)環(huán)境規(guī)制政策創(chuàng)新提供現(xiàn)實依據(jù)[19]。

綜上，國內(nèi)外現(xiàn)有研究關于中國碳排放達峰或者減排相關的成果豐富，但結(jié)論不一致，沒有以城市群為研究對象的研究，因此以城市群為研究對象，在詳細合理、長期的發(fā)展情景下，開展預測研究會更貼合未來我國碳排放的場景。因此本文嘗試基于系統(tǒng)動力學模型，從歷史趨勢分析和未來情景模擬對中國城市群碳排放進行多情景預測，將碳排放和碳吸收作為中國城市群高質(zhì)量發(fā)展的主控要素與經(jīng)濟、人口等因子進行耦合，系統(tǒng)化研究中國城市群高質(zhì)量發(fā)展與“雙碳”目標如何協(xié)調(diào)等問題，為我國實現(xiàn)“雙碳”目標提供決策依據(jù)具有重要的現(xiàn)實與理論價值。

在已有研究的基礎上，本文期望做出以下邊際貢獻：第一，構(gòu)建“雙碳”目標為約束條件的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型框架，以基準情景和高質(zhì)量發(fā)展情景對2030年和2060年的碳減排階段的變化展開分析，在研究方法的運用上有一定創(chuàng)新；第二，以中國城市群為研究對象，結(jié)合東北部、東部、中部和西部城市群的區(qū)劃尺度，模擬預測各區(qū)域板塊城市群碳排放和碳吸收的變化發(fā)展，在研究對象的選取上有一定創(chuàng)新。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

中國城市群高質(zhì)量發(fā)展離不開以減排為核心的低碳發(fā)展環(huán)境支持，碳排放和碳吸收不能簡單地視為中國城市群高質(zhì)量發(fā)展的外生變量，應該作為高質(zhì)量發(fā)展過程的主控要素。本文從碳排放、碳吸收、低碳發(fā)展環(huán)境等層面對“雙碳”目標子系統(tǒng)進行解構(gòu)，拓展出關聯(lián)碳排放、碳吸收主控要素的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型?！蛾P于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中重點選取了能源、交通運輸、建筑三大行業(yè)闡述指導低碳發(fā)展方向，聚焦產(chǎn)業(yè)、能源、交通、建筑、居民生活等五大重點領域降碳。其中，能源消費和工業(yè)生產(chǎn)是碳排放的主要來源，能源強度和能源結(jié)構(gòu)與碳排放呈現(xiàn)直接的相關關系[20]，人口集聚和消費升級使居民在生活中產(chǎn)生的碳穩(wěn)步上升，居民生活碳排放的快速增長已成為不可忽視的問題[21]，城市化過程中帶來的交通工具數(shù)量上升正對全球氣候變暖產(chǎn)生重要影響[22]。因此在模型中，將工業(yè)碳排放、建筑業(yè)碳排放、居民生活碳排放、交通碳排放作為碳排放的重點分析，除了考慮勞動力等生產(chǎn)要素轉(zhuǎn)移和配置、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等社會經(jīng)濟發(fā)展動力過程外，進一步模擬了由生產(chǎn)、生活和生態(tài)環(huán)境所驅(qū)動的碳排放以及碳吸收情況。“雙碳”目標系統(tǒng)與中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型的聯(lián)系如圖1和圖2所示(圖中箭頭前端對后端構(gòu)成需求或產(chǎn)生正負效應)。

圖1 基于“雙碳”目標約束的中國城市高質(zhì)量發(fā)展SD模型因果關系

圖2 “雙碳”目標系統(tǒng)與中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型相關子系統(tǒng)邏輯關系

從圖1和圖2可以看出：第一，中國城市群高質(zhì)量發(fā)展需要低碳發(fā)展，包括減少工業(yè)、建筑業(yè)、交通業(yè)的碳排放和通過技術手段以及擴大人工造林固碳等。第二，中國城市群高質(zhì)量發(fā)展過程對“雙碳”目標系統(tǒng)構(gòu)成壓力，而“雙碳”目標系統(tǒng)對此所做出的響應終將可能對中國城市群高質(zhì)量發(fā)展造成一定的影響。大量的二氧化碳會在工業(yè)的生產(chǎn)過程中排放出來，由于私家車的使用比例提高，道路交通的碳排放量在逐年升高，在建筑運行和建材生產(chǎn)過程也會造成大量的碳排放。第三，城市群高質(zhì)量發(fā)展過程與“雙碳”目標系統(tǒng)之間可以形成良性協(xié)調(diào)的關系。在社會經(jīng)濟發(fā)展、科學技術進步的作用下，碳排放減少，碳吸收能力明顯增強，從而有利于加快碳達峰、碳中和。因此，“雙碳”目標子系統(tǒng)通過第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城市人口和農(nóng)村人口等重要變量，與中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型的人口、經(jīng)濟、社會子系統(tǒng)發(fā)生直接聯(lián)系。

本文所構(gòu)建的基于“雙碳”目標約束的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型在Vensim平臺中完成。重點闡述“雙碳”目標子系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)與主要方法。

碳排放模塊主要模擬中國城市群的碳排放總量，碳排放達到峰值時即實現(xiàn)碳達峰目標，假定來源于居民生活碳排放、建筑業(yè)碳排放、工業(yè)碳排放、交通碳排放等。其中居民生活碳排放取決于居民生活能源消耗，而生活能源消耗又包括城市生活能源消耗和農(nóng)村生活能源消耗，主要是受到城市人口和農(nóng)村人口的增長數(shù)量以及人均可支配收入的影響。工業(yè)碳排放由工業(yè)增加值和工業(yè)能源消耗所決定。建筑業(yè)碳排放總量是由建筑能源消耗決定。交通碳排放是由機動車能源消耗總量影響，人均GDP的提高使得人均機動車數(shù)量提高，機動車的大量使用能源的消耗量也不斷提升。

碳吸收模塊主要反映綠地、林地、耕地和水域?qū)μ嫉奈漳芰Γ嘉盏目偭颗c碳排放的總量之間的差就是碳吸收的缺口，當缺口為零時即實現(xiàn)碳中和目標。碳吸收總量是由綠地面積、林地面積、耕地面積和水域面積以及綠地碳吸收系數(shù)、林地碳吸收系數(shù)、耕地碳吸收系數(shù)和水域碳吸收系數(shù)所決定的。

表1 中國城市群及所包含的城市

低碳發(fā)展環(huán)境模塊將碳排放與碳吸收相關聯(lián)，在模擬碳排放和碳吸收的基礎上，計算出碳排放和碳吸收的總量以及二者的缺口。通過技術創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少碳排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)，進一步設定新能源技術的系數(shù)，以估算碳吸收量?？傮w上，新能源技術系數(shù)逐年升高，以反映技術進步的貢獻。

3.城市群樣本選擇

“十四五”發(fā)展規(guī)劃指出要推動京津冀、長三角、珠三角、成渝、長江中游城市群不斷優(yōu)化提升，山東半島、粵閩浙沿海、中原、關中平原、北部灣城市群需要發(fā)展壯大，哈長、遼中南、山西中部、黔中、滇中、呼包鄂榆、蘭州—西寧、寧夏沿黃、天山北坡城市群進一步培育發(fā)展。按城市群的地理方位分類，分為東北部、東部、中部和西部城市群。由于城市群樣本中包含部分地級市代管的縣級市或省直管的縣級市，數(shù)據(jù)樣本可能會出現(xiàn)重疊，因此予以剔除，加之部分城市數(shù)據(jù)缺失嚴重，同樣需要剔除，因此選取城市群樣本區(qū)間包含的全國229個地級市的數(shù)據(jù)進行研究，具體如表1所示。

4.數(shù)據(jù)及來源

隨著中國經(jīng)濟的發(fā)展和人口增長，碳排放與經(jīng)濟發(fā)展成正比關系，中國城市群的碳排放量整體呈現(xiàn)增長態(tài)勢，2006年中國城市群的碳排放量14.68億t，2019年增長至30.81億t。研究涉及大量基礎數(shù)據(jù)，分為人口、經(jīng)濟、碳排放、能源消費及供給四個方面，包括年末人口數(shù)、城鎮(zhèn)人口、鄉(xiāng)村人口、國內(nèi)生產(chǎn)總值、地方生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)增加值、建筑業(yè)產(chǎn)值、交通運輸產(chǎn)值、國內(nèi)生產(chǎn)總值增長速度、能源生產(chǎn)增長速度、能源消費增長速度、耕地面積、林地面積、水域面積、綠地面積、二氧化碳排放量、能源消費總量、人均生活能源消費量、機動車擁有量、萬元國內(nèi)生產(chǎn)總值能源消費量等，本文碳排放數(shù)據(jù)來源于各地級市統(tǒng)計年鑒以及中國碳排放數(shù)據(jù)庫匯總，研究所用其他數(shù)據(jù)整理2007—2020年的《中國統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計公報》《中國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》《中國城市建設統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》等統(tǒng)計資料。

三、情景模擬與結(jié)果分析

1.模型檢驗

通過系統(tǒng)模型的真實性檢驗，表明模型是可用且能夠作為政策預測的工具，而使用歷史檢驗方法可對系統(tǒng)模型進行有效性檢驗。歷史檢驗方法即比較系統(tǒng)模擬值與真實數(shù)據(jù)的差值，測定模型得出的模擬數(shù)據(jù)與實際情況的符合程度，且將誤差控制在一定合理范圍之內(nèi)，模型才具有真實性和有效性。因2006年“十一五”規(guī)劃首次提出“將城市群作為推進城鎮(zhèn)化的主體形態(tài)”的城市群戰(zhàn)略，在此以2006年為基準，比較2006—2019年關鍵變量的模擬值與真實歷史數(shù)據(jù)，檢驗其相對誤差(表2)。由于關聯(lián)“雙碳”目標的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型系統(tǒng)復雜，設計變量較多，故系統(tǒng)檢驗所選取的關鍵變量主要為國內(nèi)生產(chǎn)總值、總?cè)丝?、碳排放總量等。結(jié)果表明，各主要指標模擬值與實際值的相對誤差均在10%以內(nèi)，故認為誤差是在一定合理范圍之內(nèi)的。

表2 中國城市群2006—2019年關鍵變量模擬值、真實值及誤差率

圖3 基于“雙碳”目標約束的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型

總體來說，關鍵變量的模擬值與真實值吻合程度較高，據(jù)此判斷基于“雙碳”目標約束下的中國城市群高質(zhì)量發(fā)展SD模型(圖3)具有良好地模擬效果和充分的穩(wěn)定性，能夠較好的反映和模擬中國城市群高質(zhì)量發(fā)展過程中的碳排放和碳吸收情況。首先，碳排放總量受到建筑業(yè)、工業(yè)、交通、居民生活的碳排放以及科技進步的影響；建筑碳排放的提升主要由于建筑能源的消耗，工業(yè)碳排放隨著第二產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)以及工業(yè)增加值的影響而提升，隨著人均GDP的提高，機動車的能源消費也將提升，進而導致交通碳排放的上升；城市人均可支配收入以及農(nóng)村人均純收入的增加，居民消費水平相應提高，將增加碳密集型產(chǎn)品消耗量，能源的消費將會加重居民生活的碳排放，此外，隨著科研經(jīng)費投資增加，科研產(chǎn)出大幅增加，引導綠色能源消費不斷減少能源消費量。其次，碳吸收總量受到耕地、綠地、水域以及林地的碳吸收影響；耕地、綠地、水域以及林地是固碳的重要單元，耕地、綠地、水域、林地面積的增加或減少對于碳吸收量有著重要的影響。最后，是國內(nèi)生產(chǎn)總值以及人口規(guī)模對于碳排放的影響，人口規(guī)模集聚帶來大規(guī)模生活與生產(chǎn)活動聚集，促進能源消費和碳排放；經(jīng)濟活動集聚、大規(guī)模基礎設施建設、能源消費增長等都將提高碳排放。

2.情景方案參數(shù)設定

基準情景是依據(jù)城市群的碳排放現(xiàn)狀、未來的能源需求以及政府制定的環(huán)境政策等，基于當下的社會、經(jīng)濟和能源利用的現(xiàn)狀與歷史發(fā)展規(guī)律所構(gòu)建的中國城市群“雙碳”目標模型；在基準情景的基礎上考慮到2030年實現(xiàn)碳達峰和2060年實現(xiàn)碳中和的相關政策規(guī)劃以及能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化對碳排放的影響作用，設定高質(zhì)量發(fā)展情景，分別分析中國城市群在發(fā)展中不同情景下碳排放、碳吸收的狀況，如表3所示。

表3 中國城市群“雙碳”目標情景及參數(shù)設置

在兩種情景中，基準情景的人口自然增長率初始設置為4.5%，按照“十二五”期間到“十三五”期間的自然增長率演變趨勢，設定每5年降低0.5%；高質(zhì)量發(fā)展情景依據(jù)《國家人口發(fā)展規(guī)劃(2016—2030年)》強調(diào)到2030年，人口自身均衡發(fā)展的態(tài)勢基本形成，人口與經(jīng)濟社會、資源環(huán)境的協(xié)調(diào)程度進一步提高，全國總?cè)丝谶_到14.5億人左右，要以促進人口均衡發(fā)展為主線，鼓勵按政策生育，創(chuàng)造有利于發(fā)展的人口總量勢能、結(jié)構(gòu)紅利和素質(zhì)資本疊加優(yōu)勢，促進人口與經(jīng)濟社會、資源環(huán)境協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。此外，《關于優(yōu)化生育政策促進人口長期均衡發(fā)展的決定》指出，為進一步優(yōu)化生育政策，實施一對夫妻可以生育三個子女政策及配套支持措施，這兩種情景均控制人口總量?；鶞是榫爸械腉DP增長率的設定是按照歷史變化規(guī)律每5年下降0.5%，高質(zhì)量發(fā)展情景中的經(jīng)濟不再一味追求高速增長，而中國承諾到2030年實現(xiàn)碳達峰、2060年實現(xiàn)碳中和，“雙碳”目標的承諾會對經(jīng)濟有一定的影響，因此在GDP增長率的設定上，GDP增長率低于基準情景?；鶞是榫爸性O定工業(yè)仍然處于主導地位，不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對碳排放產(chǎn)生不同影響，工業(yè)化是化石能源的主要消費源，工業(yè)占比越大，碳排放越高；而中國進入高質(zhì)量發(fā)展階段，從工業(yè)化進程看，這屬于工業(yè)化后期向后工業(yè)化轉(zhuǎn)變的階段，根據(jù)工業(yè)化國家的經(jīng)驗[23]，在工業(yè)化后期第一產(chǎn)業(yè)占比保持在5%左右，第二產(chǎn)業(yè)占比約40%，第三產(chǎn)業(yè)占比約55%，中國預計2030年將進入工業(yè)化后期，第三產(chǎn)業(yè)將會成為主導產(chǎn)業(yè)。在基準情景中不考慮能源消費結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，煤炭仍然是總量的主體，總體及各部門能耗結(jié)構(gòu)均根據(jù)歷史規(guī)律，通過GM(1,1)模型進行預測；高質(zhì)量發(fā)展情景中依據(jù)《能源生產(chǎn)和消費革命戰(zhàn)略(2016—2030)》提出2021—2030年，可再生能源、天然氣和核能利用持續(xù)增長，高碳化石能源利用大幅減少，能源消費總量控制在60億t標準煤以內(nèi)，非化石能源占能源消費總量比重達到20%左右，天然氣占比達到15%左右，新增能源需求主要依靠清潔能源滿足，2050年能源消費總量基本穩(wěn)定，非化石能源占比超過一半，建成能源文明消費型社會。

表4 中國城市群“雙碳”目標基準情景模擬結(jié)果 單位：億t

表5 中國分區(qū)域城市群“雙碳”目標基準情景模擬結(jié)果 單位：億t

(1)基于基準情景的“雙碳”目標系統(tǒng)模擬

基準情景中，2025—2060年“雙碳”目標系統(tǒng)中，中國城市群人口在2030年左右達到人口高峰，2030—2060年城市群人口開始處于下降趨勢；經(jīng)濟要素整體上處于上升的趨勢。

由表4模擬結(jié)果可知，在基準情景中，城市群的人口和經(jīng)濟的快速增長與科學技術進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整升級、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化的減排作用相互抵消，中國城市群的碳排放量持續(xù)增長，2030年達到64.46億t，2060年達到了117.71億t，碳吸收的缺口也隨之越來越大，2025—2060年的碳吸收缺口由19.07億t增加到83.31億t，在基準情景下即沒有實現(xiàn)碳達峰目標，也沒有實現(xiàn)碳中和。

結(jié)合東北部、東部、中部和西部城市群的區(qū)劃尺度，分析在基準情景中不同區(qū)域的碳排放情況(表5)。東北部城市群2030年碳排放量達到13.23億t，2060年碳排放量達到26.70億t；東部城市群2030年碳排放量達到29.37億t，2060年碳排放量達到59.15億t；中部城市群2030年碳排放量達到10.40億t ,2060年碳排放量達到19.94億t；西部城市群2030年碳排放量達到11.46億t，2060年碳排放量達到21.92億t；東部城市群碳排放量增加最多。在基準情景中，造成城市群碳排放量逐年增長的關鍵是工業(yè)碳排放。在2030年工業(yè)的碳排放量達到了41.25億t，占同期中國城市群碳排放總量的64.03%；2060年工業(yè)碳排放量達到了88.44億t，占同期中國城市群碳排放總量的69.25%；建筑業(yè)碳排放、居民生活碳排放、交通碳排放等碳排放總量相對較小。

如圖4所示，在基準情景中，各區(qū)域城市群的碳排放量呈現(xiàn)上升趨勢且存在顯著差異，東部城市群的碳排放量最大，其次是東北部城市群。按照基準情景中的經(jīng)濟發(fā)展模式，能源將會不斷消耗，產(chǎn)生大量的碳排放，加劇環(huán)境污染程度。從與其他區(qū)域城市群的對比來看，城鎮(zhèn)化進程產(chǎn)生的環(huán)境壓力，東部城市群遠高于其他區(qū)域城市群；西部城市群前期的碳吸收缺口較小，但在承接東部城市群的轉(zhuǎn)移產(chǎn)業(yè)之后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成的碳排放量增大，碳吸收缺口也在增大；中部城市群的經(jīng)濟發(fā)展以及人口規(guī)模的擴大使得碳排放量不斷提升，碳吸收缺口也在不斷擴大。

圖4 各區(qū)域城市群碳排放量基準情景預測

(2)基于高質(zhì)量發(fā)展情景的“雙碳”目標系統(tǒng)模擬

高質(zhì)量發(fā)展情景中，2025—2060年“雙碳”目標系統(tǒng)中，中國城市群人口在2030—2060年總規(guī)模仍呈現(xiàn)平穩(wěn)上升趨勢；經(jīng)濟要素整體上處于上升的趨勢。

由表6模擬結(jié)果可知，高質(zhì)量發(fā)展情景下，城市群碳排放量及其增長趨勢在2020—2030年明顯減緩，2030年碳排放量達到了50.90億t；2030—2060年碳排放量明顯減少，2060年碳排放量降至37.82億t；在高質(zhì)量發(fā)展情景下實現(xiàn)了碳達峰、碳中和目標。這表明，在實施低碳發(fā)展政策的情景下城市群整體上有潛力完成“雙碳”目標，但仍然需要進一步加強低碳政策實施。

表6 中國城市群“雙碳”目標高質(zhì)量發(fā)展情景模擬結(jié)果 單位：億t

表7 中國分區(qū)域城市群“雙碳”目標高質(zhì)量發(fā)展情景模擬結(jié)果 單位：億t

在高質(zhì)量發(fā)展情景中，工業(yè)碳排放仍然占據(jù)主導地位，如表7所示。但隨著中國城市群經(jīng)濟高質(zhì)量，經(jīng)濟增長速度變緩，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整以及能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，大大降低了工業(yè)碳排放量，這說明污染嚴重的工業(yè)行業(yè)不斷減少，有利于實現(xiàn)全國碳減排目標；建筑業(yè)碳排放、交通碳排放和居民生活碳排放總量隨著科技發(fā)展以及環(huán)保政策的實施得到了有效的控制。東北部城市群2030年碳排放量達到8.62億t，2060年碳排放量降至6.37億t；東部城市群2030年碳排放量達到21.94億t，2060年碳排放量降至14.24億t；中部城市群2030年碳排放量達到9.53億t，2060年碳排放量降至7.73億t；西部城市群2030年碳排放量達到10.81億t，2060年碳排放量降至6.44億t。從數(shù)值來看，東部城市群的碳排放量減少最多，碳吸收量增加最多。

圖5 各區(qū)域城市群碳排放量政策情景預測

如圖5所示，在高質(zhì)量發(fā)展情景中，各區(qū)域城市群均在2030年實現(xiàn)碳達峰，其中東部城市群在2025年前后實現(xiàn)碳達峰目標，2060年前后實現(xiàn)碳中和目標。2020—2030年各區(qū)域城市群碳排放總量及其增長趨勢明顯減緩，2030—2060年各區(qū)域城市群碳排放量呈現(xiàn)下降趨勢；東北部城市群、西部城市群均在2060年前后實現(xiàn)碳中和目標；西部城市群在產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中注重環(huán)境保護并積極實施低碳政策將在2045年左右實現(xiàn)碳中和；中部城市群在2060年距離實現(xiàn)碳排放和碳吸收均衡還存在一定的距離，中部城市群還需不斷加強科學技術，有助于環(huán)境改善。

四、研究發(fā)現(xiàn)與討論

基于系統(tǒng)動力學模型，對中國城市群的碳排放、碳吸收進行建模與仿真，并且通過Vensim軟件動態(tài)模擬了碳排放、碳吸收的發(fā)展趨勢，模擬效果良好，具有可操作性，這也佐證了碳中和在中國城市群高質(zhì)量發(fā)展過程中具有重要的作用，通過碳排放模型的仿真與分析，研究得到以下發(fā)現(xiàn)：

a.在不考慮政策影響的基準情景下，城市群“雙碳”目標難以實現(xiàn)，碳排放系統(tǒng)瀕臨崩潰。經(jīng)濟增長與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)是影響碳排放的主要因素。經(jīng)濟發(fā)展處于上升階段，經(jīng)濟高速發(fā)展、收入水平普遍提升[24]，盡管產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整一定程度上制約了經(jīng)濟的高速增長，但經(jīng)濟發(fā)展依賴于傳統(tǒng)工業(yè)，直接導致了碳排放量相對較高[25]?；鶞是榫爸谐鞘腥航?jīng)濟增長保持中高速增長趨勢，碳排放總量不斷增加；長期以來，東部城市群是我國能源消費的主要區(qū)域，東北部城市群經(jīng)濟增長建立在能源高消耗與環(huán)境重污染的基礎上，而中西部城市群目前仍處于發(fā)展經(jīng)濟的階段，可能會為了追求經(jīng)濟效益而忽視了環(huán)境效益，造成工業(yè)、生活碳排放等不符合標準。

b.在考慮人口、經(jīng)濟、能源和技術等方面的城市群高質(zhì)量發(fā)展政策情景下，城市群碳達峰目標可以如期實現(xiàn)，除中部城市群外，城市群碳中和目標可以如期實現(xiàn)。政策情景下經(jīng)濟增長相對緩慢，通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、能效提升、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化、碳捕集等低碳路徑，發(fā)展綠色經(jīng)濟、碳排放總量減少；東部城市群在發(fā)展中創(chuàng)新能源體制機制建設，推動能源消耗控制方式從能源效率指標向能源與經(jīng)濟指標結(jié)合發(fā)展；東北部城市群在城市化發(fā)展進程中探索新型科技創(chuàng)新體制，來輔助產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，發(fā)展重點城市和特色產(chǎn)業(yè)，改善不合理的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃與基礎設施，重點改造老工業(yè)區(qū)，加強新興產(chǎn)業(yè)對東北經(jīng)濟的推動作用；西部城市群是我國重要的碳匯集中區(qū)域，在碳中和進程中增加碳匯、提升固碳能力、清潔能源開發(fā)潛力巨大，可成為我國重要的清潔能源基地集群；而中部城市群，經(jīng)濟發(fā)展和技術進步影響碳排放的方式十分復雜，中部城市群的碳排放與經(jīng)濟增長之間的脫鉤關系尚未形成，中部城市群的碳中和任務艱巨。

c.在碳達峰、碳中和進程中，工業(yè)轉(zhuǎn)型是關鍵，需要實現(xiàn)能源和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)性變革。我國經(jīng)濟的快速增長離不開工業(yè)的長期發(fā)展，工業(yè)是碳排放最主要的行業(yè)，推動工業(yè)實現(xiàn)碳排放達峰對于中國城市群整體實現(xiàn)碳達峰具有關鍵意義[26]。工業(yè)碳排放占據(jù)碳排放總量中的主導地位，工業(yè)低碳發(fā)展對于減少城市群碳排放具有重要作用，將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級到高效率、低能耗、低污染的狀態(tài)是非常有必要的[27]。此外，通過市場機制可以不斷促進新能源開發(fā)使用風能、太陽能等綠色經(jīng)濟能源，保證中國城市群碳達峰、碳中和目標的真正實現(xiàn)。

五、政策含義及政策建議

1.政策含義

a.為探究各區(qū)域城市群實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標的研究提供了新角度。

b.探究基準情景和政策情景下城市群碳排放發(fā)展的差異性，為進一步實現(xiàn)碳減排目標提供了理論依據(jù)與參考。

c.模擬各區(qū)域城市群2030—2060年的碳排放以及碳吸收情況，為政府根據(jù)城市群碳排放進行碳減排政策的制定和實施提供借鑒。

2.政策建議

a.東部、東北部城市群發(fā)揮人口規(guī)模集聚、環(huán)保投資治理、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化轉(zhuǎn)型、土地集約利用等效應，持續(xù)促進碳排放的下降，繼續(xù)淘汰落后產(chǎn)能，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)和能源消費結(jié)構(gòu)，提高碳排放績效，發(fā)揮市場機制調(diào)控碳排放交易權(quán)，加強低碳技術研發(fā)。

b.中部城市群的碳中和進程需要重點關注，中部城市群的資本積累對碳排放的影響、趕超式的技術進步對碳排放的影響都需要納入監(jiān)控，使中部城市群順利實現(xiàn)碳中和目標可能是我國區(qū)域協(xié)調(diào)碳中和的主要努力方向。

c.西部城市群堅持經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益的協(xié)調(diào)發(fā)展，在新能源技術研發(fā)、減碳固碳、新能源產(chǎn)業(yè)集群培育等領域加強合作，建立健全對森林、濕地、草原等生態(tài)系統(tǒng)保護和恢復的生態(tài)環(huán)保機制。