智叟王铮分享 http://blog.sciencenet.cn/u/王铮 中国科学院政策与管理科学研究所研究员兼华东师大、中国科大教授

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历史钩沉:关于碳排放高峰研究 精选

已有 11468 次阅读 2016-1-24 16:32 |个人分类:为科学而科学|系统分类:博客资讯

历史钩个沉:关于碳排放高峰研究

 

 

因为有人问,你什么时候研究的碳排放峰值问题?给谁汇报了?能不能拿出个PPT证据来。我想,这件事情反映了我们中国人,积极参与气候治理的努力,我有责任它写出来。因此,我回来找了找我历史上用的硬盘,没想到我还真找到了个PPT,这个PPT完成的时间是200877日,题目是《中国气候保护政策的三个模拟结果》,当时是为了向白春礼院长汇报用的;不知道院里的有没有存档。这个PPT说明中科院较早在研究这种问题。

研究碳排放峰值的问题,之所以要向白院长汇报,是因为2007年白院长布置我研究的,当时他还是副院长。那天傅伯杰、冯仁国局长找到我,向我传达白院长的指示。冯局长给了我个纸条,纸条上问了三个问题,据说这是温总理要求科学院回答的问题,这三个问题是:

1.      中国能源消费是否有个高峰,如果存在这个高峰,什么时候达到?

2.      欧盟提出到本世纪末把升温幅度控制在2C以内,对中国是否可行?

3.      中国应该选择什么样的气候保护模式?

这纸条,不知道这是不是白院长的手迹,我没有保留下来。是,就可惜了。会后,作为老朋友傅伯杰局长与我谈话,还给我了一篇关于碳排放的文章,让我重视这个研究。记得他还告诉我,是我们研究所的老所长方新书记推荐我做这个任务的。也许因为方新同志知道我在做着方面的工作;准确说,2003年,作为研究所所长的方,批准了我向研究所申请的课题《技术进步对减排CO2影响的政策模拟研究》,2006年毕业的我的研究生庞丽、2007年毕业的我的研究生何琼都是研究这个问题的,作为所长也作为任务监督人的她,作为答辩委员参加了我学生的答辩会。庞丽的研究发展了一个技术进步和市场作用如何着改变能源强度的模型,最初的模型是MoonSonn1996)的,生产要素不全,没有联系碳排放。主要的是,模型的条件是在经济增长的大道(一个专业名词)上的,而且是局部的,现在的问题是在能源碳排放作用下,增加了生产要素,这个大道是否存在而且稳定,下一步的工作是证明这个道路的存在。这就是何琼博士论文要完成的工作。在何琼的博士论文里,我们证明了一个有污染行为的经济系统B,在对基础科学有持续投入的并转变了技术进步情况下,可以证明存在两个结论:定理1 经济体B存在稳态解并且在这个解附近唯一的轨迹接近并通过该稳态点。定理2经济体B在稳态解附近会产生一条环境库茨涅茨曲线,此时的EKC为倒UV)型。致此,我们知道,只要保持技术进步,中国或者一个区域经济体(世界是一种特殊区域)在平稳增长下会出现碳排放峰值。下一步的工作就是现在中国这个峰值时间了。

这两条定理,一个花了47页才证明完毕。有一个关键,何琼没有找到可模仿的方法,证明不出,小女孩,哭了,我作为导师有责任自己动手,然后她完成了其他证明。由于我口才不行,一个47页的数学证明,后来未能在半个小时内说清楚。一些学者对经济增长下会出现能源消费峰值结果与我争论。他们提出的一些问题涉及到怎么认识技术进步的根本问题,吵了。吵归吵,我很感谢他们。后来我们把技术进步分为工艺进步、产品进步两种类型来研究这个问题,得到了进一步的结论。这是后话。(后来我从华东师大数学系招了个学生于洪洋,把证明简化了近10页;从学生龚轶开始,技术进步模型采用了ABS方法和进化经济学理论)。  

2007年接受任务时,我的学生薛俊波举出了个例子,说明用统计方法推测这个峰值及其时间是不可能的。那时庞丽和何琼已经毕业,吴静、利果和朱永彬接替了他们的工作。我对庞丽引用的模型做了修改增加人口因子,安排利果重新估计了参数,由朱永彬实现了模型的可计算并完成了计算,我们首次算出碳排放中国碳排放峰值大约出现在2040年附近。

这时,白院长布置的任务似乎完成了。没想到节外生枝,吴静用我们改进的Nordhaus-YangRICE,得到了如果全球要控制2100年升温不超过2°C,按当时世界的减排承诺,中国必须控制自己的碳排放不再增长的时间,不晚于2029年。这意味着中国作为负责任的大国必须加大努力,把碳排放峰值时间提前10年,而且保持经济增长是平稳的。200878日,我们按院里的要求,给白院长等院领导做了汇报,这次贴出来的PPT就是当时汇报的材料。2008年的香山科学会议上,我向姜克隽先生通报了这个结果,相约继续研究。后来以朱永彬为第一作者在《地理学报》发表了《中国经济模拟及最优增长路径下能源消费与碳排放高峰预测》一文,按科技部情报研究所所发的证书,这是第一篇发表出来的中国碳高峰出现时间的文章,不是统计预测的,是动力学计算的。

可惜,这篇文章只考虑通常的技术进步,说碳高峰出现的时间是2040年。因此,我接着发表了《最优增长路径下的中国碳排放估计》。为什么呢?就是寻求2°C要求的2029年阈值存在下的碳排放峰值控制。新的文章在考虑增汇与促进产业结构演变条件下,按照当时的油价,保持经济系统稳定,中国可以把峰值时间提前为2031年,刘昌新、马晓哲参加了这个研究。接着朱潜挺、吴静,王铮计算出,“因此,要保证实现哥本哈根共识,中国与其他地区必须在2035年之前开始总量减排。”这个其他地区,就是外国。到此我们关于碳峰值的研究完成了第一阶段的任务。后来我们关于中国可以实现碳峰值的年份,不同方法都得到2034这个值,中国要想提前,需要加大产业结构改造,增加碳汇,征收碳排放税并且把碳税用于科研投资。我们中国承诺最晚在2030年左右实现碳高峰并力争提前,是自己做出牺牲的,这个牺牲就是冒着经济偏离平稳增长的风险的。2008年我们在国际刊物上发表的一篇文章就发现,中国、美国过激减排对世界经济不利。这个工作也是用动力学方法模拟出的。关于2030年左右排放达峰,也是动力学方法得出的,我们说“左右”这个词是用基于自主体的模拟得到的,2030年是模拟得到的最可几时间,也是 2029年和2034年这两个阈值的原因。这个结论不是统计估计的,更不是先有目标靠调整参数凑出来的。要驳倒它很容易,使用数学证明。当然可能靠一个人不行,实际问题,最好还有一个整理数据的助手。石莹、朱永彬和我另外一篇文章计算发现在目前的油价和核能技术开发水平下,中国如果把碳峰值时间提早到2028年前,经济系统一般均衡就会被破坏。后来为了这个2028与人不少争执。争执的人包括我妻子,他说我缺少教养,我说,我是1959年饿怕了,减排不能引起经济危机!没想到2015年在UNDP关于气候大会的模型会议上,一个瑞典老科学家也持这个观点。一个南非姑娘更是感谢我们防范解决问题的观点,看来与经历有关。

2030这个时间大概而是世界可以接受的,在我的研究组,刘晓、彭永明计算得美国达峰时间是2022年,石莹计算的欧盟达峰时间已经过去了,黄蕊计算新兴工业化国家,总体达峰时间为2029年,翟石艳算得,印度达峰时间是2049年。采用的模型都是我与朱永彬、刘昌新发展起来的动力学模型,这个模型的关键是计算增长大道和计算技术进步速度。所以说,一个人就可以推翻。

最近华东师范大学的一个评估材料说到自己的重点实验室是最早提出了中国2030年左右可以实现碳排放高峰的研究单位之一。有人质疑。其实,这里说法是有根据的,这不仅是因为我本身是这个实验室的兼职一员,而且因为以子课题形式确定的最初随我参加这个研究的庞丽、吴静、利果、朱永彬、刘晓、翟石艳、黄蕊和彭永明当时都是我在这个实验室招收的研究生,设备也是他们当年为支持我研究“非典”流行特征买的,(后期吴静、朱永彬都来到了中科院工作,分别协助我负责2°C经济风险问题和峰值问题研究,其他的几位都离开了华东师大;我是华东师大兼职的,学生留不下);由于教育部给中科院的招生名额太少,我们中科院的人员不得不到高等院校合作培养研究生,国外也是一样的。那年我到德国进化经济学研究所,才知道他们的研究人员,也是到耶拿大学兼职合作培养研究生,共同为国家服务。耶拿大学不是最有名,不过他培养的一个经济学家却是最有名系列的,他的名字叫卡尔·马克思。

当年我汇报的PPT,有张照片,是当年我们研究这个问题的团队,照片里有且仅有我在两个单位的学生,有人说,我这个团队里,帅哥比美女多,是吗?反正除了站不住坐在中间那个,都是美女帅哥。不过关于这个研究的创意,确实是中科院的,或者说,中科院安排的任务,华东师大参加的。其实,没有什么功在汉室,更就没有必要争什么南阳、襄阳。现在科学研究,合作很多,有关评估指标体系,搞什么泾渭分明,完全是不懂科学的人搞的。

至于我们以外,是否没有人研究出中国可以控制在2030年达峰,我不知道,我们的研究是需要而且经过努力2030年可以达峰,别人怎么得出,比如说梦中顿悟出,我不知道了。天下英雄很多,我的朋友姜克隽博士常与我争论可达标时间,有次都快翻脸了,但是互有启发,是他的启发,我带领我后来的学生朱艳硕、龚轶,以及朱永彬、吴静正在开始研究2025年达峰的可能性,或者说供应侧路线。操场上跑步,我从来不去看别人怎么跑,因为看了没用。在大学里跑步800米,我从来就没有达标过;后来北京阜外医院查的,医生告诉我,如此这般,幸好我没有看着别人怎么跑,自己去达那个标,玩命。早年协助我指导庞丽、朱永彬的王远飞,现在还睡在医院里。那年,开会讨论中国区域碳排放控制与公平增长问题,会场上我脑出血,出了50CC,他把我送进医院,接着主持开会,如此这般,两年后他超过我10倍,脑出血500CC。我想到了林黛玉的《葬花吟》。不知道王熙凤会不会说《葬花吟》是王熙凤唱的。

这两天,全国到处在下雪,可能会有人问,到底是全球变冷还是全球变暖。这个问题至少院士水平才能答。不过据我所知,历史上,中世纪温暖期,竺可桢研究的结果,中国多次全国普降大雪和春寒,气候变化的转变期,统计发现具有混沌的特点,系统状态接近某个周期轨道的下确界为充分小,上确界又充分大,只有算命先生才报得准。

我的这个研究,现在看来有些经济数据不准确了,但是趋势和关键点应该是较准确的,因为它用的是动力学方法。公布出来,实事求是而已。

注:因故把当年给院领导汇报的PPT删出了两张。






汇报气候保护政策模拟的三个结论气候保护政策模拟的三个结论000.pdf




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