我国碳锁定原因分析及解锁策略

我国碳锁定原因分析及解锁策略摘要目前，全球气候变暖备受关注，发展低碳经济成为必然，我国正处在工业化快速发展阶段，实现低碳目标面临许多挑战。本文从碳锁定的基本内涵出发，重点分析了我国在发电领域、汽车消费领域及建筑能耗领域的碳锁定现状，然后基于技术一制度复合体的概念分析了碳锁定的原因，最后从技术创新与制度变迁的视角提出了碳锁定的解铁策略。本研究对于解除和避免我国低碳发展中的高碳锁定，加快低碳经济发展，具有借鉴意义和参考价值。关键词碳锁定，改革发展，技术－制度复合体，解锁策略一、引言在全球气候变暖备受关注的国际大背景下，从京都议定书到“巴厘岛路线图”再到“哥本哈根会议”，世界各国都在为解决全球气候变暖问题而努力，大部分科学家认为自工业革命以来大量的温室气体排放是导致全球气候变暖的罪魁祸首。我国作为发展中大国，高度依赖化石能源的粗放型经济增长使得我国面临来自控制温室气体排放的巨大压力。2009年哥本哈根气候大会上，我国确定了到2020年单位GDP碳减排40～45的目标，然而作为化石能源占整体能源结构92.7的高碳经济结构国家，既要快速发展经济提升国家综合实力，又要大幅度降低碳排放，走出一条低消耗、低污染、低排放的新型工业化道路，必然面临许多挑战。如何在完成工业化的同时避免“碳锁定”，避免像工业化国家那样成为“碳复制品”CarbonCopies）”，成为我国发展低碳经济的关键”目前国内外关于低碳经济的研究很多，不少学者提出通过大力发展可再生能源，加强国际合作，提高民众低碳意识等措施来促进低碳经济发展，减缓气候变化。但关于低碳经济发展中可能遇到的阻碍因素探讨较少，国外学者Gregory C.Unruh首次使用“碳锁定（Carbon Lock-in）”的概念来解释障碍产生的原因，而国内在相关方面的研究仍存在不足。本文从碳锁定的基本内涵出发，结合我国的经济发展概况，分析低碳经济发展中所遇障碍产生的根本原因，并从技术和制度角度提出解除碳锁定的政策建议，为我国低碳政策的制定提供决策参考。二、“碳锁定”的基本内涵西班牙学者Gregory C.Uruuh在1996年的理解碳锁定一文中首次提出了“碳锁定”的概念，并相继发表了解除碳锁定、碳锁定的全球化等文章来加深对“碳锁定”内涵的理解。国内学者对该概念的关注不多，庄贵阳（2007）、王毅（2009）在能源政策和气候变化的研究中有所提及，谢来晖在Unruh的研究基础上指出了碳锁定、解锁与发展低碳经济之间的关系，等等。理解“碳锁定”，首先要从作为其基本要素的技术锁定和制度路径依赖开始。20世纪80年代中期，不少学者开始使用“技术锁定”的概念来描述技术变迁中的路径依赖现象，即技术和技术系统沿着特定的路径发展，使得摆脱该路径越来越困难，成本越来越高昂，使得它们在更长的时间里趋于维持存在状态，并抵制潜在的更优的技术及技术系统的竞争，形成“锁定”。关于技术锁定，最为流传的就是QWERTY键盘的例子目前通用的QWERTY键盘在历史上并不是同期效率最高的键盘，但由于锁定效应，效率更优的Dvo-rak键盘即使能节约20～30的时间，也无法替代QWERTY键盘。随后，美国经济学家、诺贝尔经济学奖得主道格拉斯·诺斯把“技术锁定”和相应的“路径依赖”概念引入到制度变迁的理论研究中，诺斯指出，收益递增和有显著的交易费用所决定的市场不完全性是导致制度变迁中路径依赖现象产生的两个主要原因。制度变迁中的路径依赖指变迁中存在报酬递增和自我强化机制，这种机制使制度变迁在选择了初始路径以后在既定方向的发展中自我强化。它会导致低效制度均衡的长期存在，并且不易发生改变。基于技术锁定和制度路径依赖理论，Umuh提出了碳锁定的概念。Umuh指出，尽管可以采取提高能效、节碳技术以及使用无化石燃料能源等方法来减缓气候变化，然而节碳技术的扩散却比较艰难。究其原因，与当今世界工业化的重要特征密切相关。对化石能源高度依赖的技术，自工业革命以来成为主导技术盛行于世，政治、经济、社会与这些技术联合起来相互演进，形成了一个“技术一制度复合体”（Techno - InstitutionalComplex，简称TIC），这种“技术一制度复合体”是由技术系统和管理其扩散和应用的公共与私营机构组成的，使得工业经济处在碳锁定的状态，尤其是锁定在碳密集的化石燃料能源系统。通俗来讲，化石能源技术系统长期保持报酬递增状态，越来越多的企业在利益驱动下成为此技术系统的组成部分，相关的社会、政治、经济制度与化石能源技术体系相互依存，形成稳定的技术制度系统，这种技术制度系统会抵制变化的产生，逐渐形成锁定。受益于现有制度的参与者不愿意进行改变，这就进一步强化了现存技术系统的锁定，锁定效应妨碍低碳或零碳等气候友好型技术的发展，工业化经济受此正反馈机制的影响，就很难从碳锁定境况中摆脱出来。进一步地，Unruh对碳锁定的来源进行了深入分析。（1）企业层面产生技术锁定。由化石燃料技术、基础设施、相关企业及用户之间错综复杂的系统关系所构成的网络外部性会进一步增强企业的技术锁定。（2）相关的标准和惯例会产生战略性的锁定，比如大多数美国经济部门仍然使用英国的重量和尺寸标准，而不考虑度量系统的利益和政府为了改变此标准所做的努力。（3）大规模融资的使用对象仍然集中在化石燃料能源系统，用以提升其主导技术的核心竞争力。（4）伴随化石能源技术系统产生的各种正式和非正式的社会机构以重要途径影响“更优”替代技术的扩散和广泛使用。比如技术联盟、行业协会、社会伦理、新闻媒体等。表1简单总结了演化过程能产生锁定的“来源”。表1锁定的来源来源Umuh，G.C.Eacapin Ca凼on Lock -il1.ErKrar Polic，2002三、我国碳锁定的重点领域人类活动带来气候变化的根源在于多样性的生产和消费模式。在实现工业化的过程中，为了满足消费者日益增长的商品和服务需求，大多数国家采用的是碳源性的化石能源技术，技术应用过程中产生的大量二氧化碳等温室气体，与交通运输、发电、工业以及建筑业等密切相关，这些部门通过基于化石燃料能源开采、运输、燃烧及终端利用技术的复杂系统满足社会大众的旅行、取暖、照明等基本需求。下面将对我国的主要耗能领域发电、汽车消费及建筑能耗领域的碳锁定现状进行描述，并分析低碳经济发展中阻碍产生的根本原因，以探讨更好的解锁策略。（一）发电领域2009年，我国基建新增生产能力继续保持较大规模，基建新增发电设备容量8970万千瓦；新增220千伏及以上输电线路4.03万千米，变电设备容量2.72亿千伏安。截至2009年底，全国发电设备容量87407万千瓦，同比增长10.23。其中火电装机容量高达74.6，水电为22.51，而风电并网与核电分别占总装机容量的1.85和1.04。表2各种发电技术的对比从低碳经济的角度来看，目前应用最广的火电技术相比其他发电技术来说。发电效率较低，对化石能源的依赖程度最高，碳排放大，污染严重，可以认为是发电行业的劣技术，却成为市场上的主导技术，其发电设备装机容量占全部设备容量的比例高达74.6。燃煤汽轮机和内燃机发电等火电技术作为市场主导技术，吸引了更多的企业进行投资。尽管我国已开始对不合格的小火电厂实施关停政策，但火电技术的专业化和高认知度使得原有的大型火电厂继续保持其主导技术的市场地位，先进的火电技术如超（超）临界技术、整体煤气化联合循环（IGCC）技术、循环流化床（CFB）技术、大型热电联产技术和大型空冷技术等短期内应用较少。赵洁等对未来火电结构的预测也说明了这一点（表5）。电厂作为投资大的项目，具有较长的寿命周期，改变已有的技术结构和技术系统需要高昂的成本，这会加剧碳锁定。表3未来30年火电结构预测来源赵洁，赵锦阳.火电结构优化和技术升级研究的回顾和展望，2005（二）汽车消费领域根据世界汽车产业的发展规律，当一个国家和地区的人均GDP达到1000美元，就会进入以住房、汽车为代表的改变生活质量的消费时代。改革开放以来，我国创造了经济高速增长的神话，在2003年人均GDP已达到1000美元以上，目前已经发展成为一个极具潜力的汽车消费市场，尤其是私人汽车消费量迅速增加。图1我国私人汽车拥有量变化趋势数据来源中国统计年鉴2010以截止2008年底的世界各国私人汽车保有量来看，我国汽车保有量虽不及日本和美国，但已超过德国、意大利、法国、英国、俄罗斯等众多国家。同时，中国汽车工业协会数据显示，1.6升及以下排量乘用车销量有所降低，而大排量乘用车的销量急剧上升。而一般情况下汽车排量越大耗油越多。据统计，近年来大排量汽车消费加剧，尽管受到燃油税的影响增速有所减慢，但增速仍处于领先地位，这就进一步加剧了对石油等化石燃料的高度依赖。图22009年7月～2010年7月不同排量国内制造乘用车消费增速数据来源中经网产业数据库.http∥ceidata. cei. Sov. cn/另外，我国目前以汽油作为动力燃料的汽车占全部汽车的比重平均高达85以上，燃油发动机技术尽管会带来环境污染等问题，但目前已被锁定为市场上的主导技术，燃油汽车行业的蓬勃发展，带动了人才的专业化趋势和汽车的品牌效应，尽管目前市场上出现了更优的新能源汽车技术，但国家对传统汽车实施的购置税优惠、汽车下乡补贴及以旧换新等刺激汽车消费的政策反而加深了对传统技术的锁定，再加上新能源技术成本高的原因，在短期内降低石油需求量，大幅度的减少运输行业的碳排量有很大难度。（三）建筑能耗领域据统计，全球能量的50消耗于建筑的建造与使用过程中。由于城镇化进程加快，每年城镇新增大量新建建筑，并且随着人民生活水平提高，各种家用电器使用量明显增加，再加上城乡居民对建筑室内舒适度要求的提高等原因使我国的建筑能耗保持持续增长。图31990～2008年我国建筑能耗变化趋势数据来源中国统计年鉴2010建筑能耗是指建筑物在使用过程中的能耗，包括采暖、空调、照明、热水、家用电器的使用等。据调查，我国城乡既有建筑面积达430多亿平方米，达到节能建筑标准的不到5，90的新建筑为高耗能建筑。具体来讲，北方城镇采暖能耗占全国建筑总能耗的36，单位面积采暖平均能耗折合标准煤为20kg/m2年，为北欧等同纬度条件下建筑采暖能耗的2～4倍。另外，我国有5亿平方米左右的大型公共建筑，耗电量为70～300kwh/m2年，是住宅的10～20倍。再加上近年来高能耗的豪华住宅大幅增长以及中央空调系统的大范围加装，都将造成建筑能耗的成倍增长。建筑用能的增加会加大对化石燃料的消耗，其对全国温室气体排放的贡献率早在2000年已高达25。我国建筑能耗大，但节能工作开始较晚。与西方发达国家相比，已有的建筑节能标准和指标仍处于初级水平，新标准的实施举步维艰，执行率不超过30。另外，占能耗较大比例的旧有建筑的节能改造技术还不成熟，，目前仍存在94的建筑为高耗能建筑。四、我国碳锁定的原因分析不论是发电领域、汽车消费领域还是建筑能耗领域当前都存在一定程度的碳锁定，导致锁定的因素很多，技术系统的锁定是决定性因素，而制度变迁中的路径依赖则充当催化剂，两者相辅相成，构成了我国快速工业化进程中摆脱碳锁定的拦路虎。（一）技术锁定从演化经济学角度来看，技术、经济系统具有正反馈机制，一旦为某种偶然事件所影响，它就会沿着固定的路径一直演化下去，即使出现更好的替代方案，既定的路径也很难发生改变，形成路径依赖。就如我国高度依赖化石能源的燃煤发电技术和燃油发动机技术，从目前来看并不是市场上的最优技术，但其一旦发展起来并投入应用，并持续获得较高的经济效益，就会进入自我强化的良性循环，进而逐步占领整个市场，并在短时间内保持其主导地位，阻碍其他更优的替代技术的发展利应用，最终可能形成碳锁定。工业化快速发展阶段，化石能源技术的自我强化效应是碳锁产生的关键因素，同时一些辅助因素我们也不能忽略，比如与化石燃料能源相关的基础设施、机器设备、个人大件耐用消费品等，一旦投入，其使用年限均在15年乃至50年以上，期间不大能轻易废弃。我国在积极发展电力的过程中，想要避免传统燃煤技术发电的弊端，推广整体煤气化联合循环、超超临界、大型流化床等先进发电技术和以煤气化为基础的多联产技术，不仅存在新技术的高难度问题，还要建立新的基础设施来进行配套。化石能源技术的发展接近成熟，目前来看收益大、风险小。而低碳的气候友好型技术还有很大的不确定性，风险系数高，未来绩效不定，一定程度上降低了潜在投资者和使用者的积极性。低碳技术变革会伴随大量成本支出，如先期开发和能力建设成本、运转和维护费用，高昂的成本进一步降低了低碳技术的竞争力。另外，目前使用主导技术的大企业不乐意在获利的情况下进行大幅度的技术变革，甚至还会阻碍新技术的传播和应用。我国较弱的自主研发能力，决定了新技术需要大量进口，而新技术持有者为了获得垄断利润，往往抑制技术转移的发生，使低碳经济的发展缺少技术支撑。（二）制度锁定制度体系由产权安排制度和资源配置制度共同决定。由于环境产品的公共性，其产权难以有效界定，形成环境无偿使用的习俗，进而带来了“公地悲剧”的结果。作为理性经纪人的企业，为了自身效用最大化，不乐意对碳排放的外部性进行内部化。再加上我国的政府绩效考核制度的不完善，使得地方政府在追求GDP增长的情形下，利益集团通过游说、寻租等方式“俘获”政府，甚至影响到地方政府的政策。最明显的例子就是尽管国家严格要求关停小型火电厂，但地方仍存在放开的现象。另外，在化石能源体系的支撑下，形成了石化、钢铁、建材、有色金属等产业，并由此衍生出汽车、船舶、机械、建筑行业的发展，这些依赖于高化石能源的产业发展形成了国家和地方的产业结构格局，人们对其形成了一定的思维定式，使得制度变迁举步维艰。对旧有制度的依赖和锁定效应反过来阻碍了低碳技术的推广和发展。火电厂的技术改革、新能源汽车的普及推广一定程度上受限于此。同时，各种正式和非正式的社会机构对制度的影响也不可忽略。政府机构和社会网络的链接会加强锁定效应。政府机构一旦建立会在长期内坚持最初形式，它支持的焦点是一个技术体系而非特定的公司。如今使用低碳技术来降低碳排放形势紧迫，但我国自进人工业化以来形成的以煤为主的能源结构单单依靠个别使用新能源的企业来改变是徒劳的。各种各样的煤炭协会、煤炭技术联盟、煤炭融资机构不乐意促进新能源的推广，除非政府采取强制性措施，汽车消费领域也一样，国家为了促进汽车消费实施的优惠税政策和下乡补贴政策，再加上人们越豪华越好的传统消费观念和稳定的汽油保障体系，使得新能源汽车的市场地位远远落后。可见，新技术推广的限制不在于技术演进速度远远高于政府机构的科学和技术，而在于机构、社会和制度变化是否允许它的传播。五、我国碳锁定的解锁策略虽然“碳锁定”阻碍了低碳经济的发展，在工业化国家根深蒂固，在我国有进一步加深的趋势，但从理论上来讲，“解锁”并非不可能。Un-ruh（2002）认为，有3种政策途径，能对现有的能源技术系统进行变革（l）不改变现有系统，只处理排放，即末端治理（EOP）方法；（2）改造现有系统的部件或流程，而维持整体系统架构不变，即连续性方法；（3）替换掉整个技术系统，即断绝性方法。我国要保持经济快速稳定发展，短期内不可能逃离“碳锁定”的束缚，而采取替换掉整个能源系统的断绝性方法显然是不现实的。因此，要达到解除碳锁定的目的，就要针对不同的领域，从技术一制度复合体的基本要素出发，选择采取末端治理方法或连续性方法来制定政策措施。（一）技术锁定的解锁策略大力发展低碳技术，实现技术升级，各行业有效促使产学研紧密结合，增强自主研发能力，降低低碳技术的不确定性风险，从而加大对可再生能源的开发利用。政府部门通过为新技术提供更广泛的优惠措施和补贴政策，促进新技术的推广应用。尽可能使低碳技术的信息透明化。对新技术做更全面的市场预测和大规模的专家研讨，是用户和产品、用户和用户之间降低信息不对称的概率，是投资者深层次了解到低碳技术的潜在优势，加大投资力度，加快市场上新技术的传播。建立意识到行动的正反馈机制。充分利用各种宣传途径新闻媒体、报纸、网络等提高低碳技术的知名度，加深民众对新技术的认识，提高低碳意识，进而增加对低碳产品的消费，反过来刺激相关企业的技术变革，实现从高碳技术向低碳技术的转变。加强国际间的合作交流。国外低碳技术发展较早，拥有不少先进的新技术。通过相互之间的合作交流，最大程度的降低低碳技术的转移障碍，加快我国摆脱高碳发展模式的步伐。（二）制度锁定的解锁策略制度在技术拓展过程中的地位极其重要，而政府政策对于促进技术系统的变革是尤其关键的。在解除碳锁定的制度选择上，充分利用缝隙市场。针对化石能源技术为市场主导技术的现状，着力使用缝隙市场来培育减碳技术的发展，争取在气候变化到达威胁点之前，实现技术从高碳向低碳的转变。改革现存的政绩考核制度。单单以GDP的增长来评价政府工作人员政绩的考核制度对低碳经济的发展是不利的，需要考虑国家和地方的战略综合效益，间接减少地方政府与技术锁定商之间的利益往来，变“被动”为“主动”，促进低碳经济的发展。完善能源系统相关的法律法规。强制企业使用最低限度的高耗能技术，加大低碳新技术的投入使用，细化新技术的标准和惯例，支持低碳技术联盟和行业协会的建立。鼓励采取创新性融资机制。针对新技术融资问题，国家应鼓励建立公私合作伙伴关系，获得来自公共机构和私营部门的各种资金源，为新技术的研发和推广提供良好的资金保障。发挥制度对产业发展的影响力。对于知识密集型技术系统，政府应鼓励产品和过程的持续革新，使产业内企业联合共享市场网络和技术知识，防止锁定于劣技术现象的发生；而对于资源密集型技术系统，政府应鼓励竞争，让市场去实现资源的优化配置。六、结语在学者Unruh研究的基础上，文章进一步探讨了碳锁定的基本内涵及其锁定来源，并结合我国的工业化发展现状，对发电、汽车消费及建筑节能领域目前所面临的锁定效应进行具体分析，明确了碳锁定会阻碍我国低碳经济发展这一事实。不过，对于我国的碳锁定现状，并不是无计可施，关键在于如何选择合理有效地政策措施。改变整个化石能源系统是不现实也是不科学的，可以考虑采取末端处理与改变系统组件相结合的方法，具体的需要从技术层面和制度层面进行实施。总之，碳锁定并不可怕，历史上也曾出现过较大的技术系统变革的例子，如从运河到火车运输的转变，从固定电话到无线电话的转变等，可怕的是大幅度地延迟解锁行动。气候变化带来的危害已经有所凸显，在达到临界点之前，如果不能及时加以控制，所有的研究都将成为空谈。