减排与适应协同发展研究:以广东为例

时间:2022-10-22 12:05:02 浏览量:

收稿日期:2010-12-30

作者简介:王文军,博士后,主要研究方向为气候变化与可持续发展。

通讯作者:赵黛青,博士,研究员,主要研究方向为可再生能源发展战略与低污染燃烧技术。

*中国科学院广州能源所博士后基金(编号:y107b21001)。

(中国科学院广州能源研究所,广州 广东 510640)

摘要 减排和适应是全球应对气候变化的两大任务。发展中国家对气候变化不利影响的承受能力特别脆弱,同时面临着减排和发展任务,在资金有限的情况下,促使适应和减排联合行动能发挥协同效应,降低减排和适应成本,取得增量社会效益。适应分为增量型和发展型活动。在国家规定的减排和适应重点活动领域中,挑选出能源领域减排与增量型适应活动进行协同效应分析,至少有4个强协同效应和10个弱协同效应发生。以广东省为例,增量型适应活动和能源领域减排措施的协同效应主要体现在以下3个方面:工程性适应项目建设与低碳能源生产、消费的关联效应,提高能效有利于工程性适应项目的建设;海岸带适应措施增加碳汇和节约减排成本;城市绿化建设通过有目的的公共设施建设,缓解气候灾害对人们生活的直接影响,节约适应成本,同时增加碳汇和节约减排成本。减排和适应行动的联动机制是未来发展中国家研究的重点。

关键词 减排;适应;协同发展;广东省

中图分类号 X22文献标识码 A文章编号 1002-2104(2011)06-0089-06doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.06.016

气候变化已经对自然和人类环境产生了可辨别的影响(IPCC AR4)[1],减排和适应是人类社会未来面临的两大主要任务。科学研究表明,即便采取减排行动,到本世纪中叶地球表面平均温度也会上升2 ℃左右,预计未来100年仍将上升1.1-6.4 ℃[2]。在全球变暖的趋势下,适应正在发生变化的气候系统是人类社会面临的最紧迫的任务。哥本哈根会议后,全球参与减排已经成为共识,发展中国家面临着减排、适应和发展经济三重任务,在资金短缺的情况下,如果将减排和适应行动整合在一起,发挥政策的多效功能,将有助于低成本的实现减排与适应双重目的。

1 减排与适应协同发展是我国中短期的研究重点

我国是发展中国家,地域辽阔,人口众多,海岸线长,经济增长迅速但区域发展极不平衡,各区域面临的气候风险类型和应对气候变化能力的差距很大。据权威机构统计,1990年至2000年,全国因自然灾害造成人员伤亡4 500人,经济损失占GDP的3.4%,2001年至2008年,自然灾害造成的损失占GDP的2.8%。在各种自然灾害中,气象灾害所占的比例最大,约为自然灾害总量的70%,每年受气象次生和衍生灾害影响的人口达4亿人次,造成的经济损失平均达2 000-3 000亿元,约相当于国内生产总值的1%-3%[3]。我国的气象灾害具有多发、频发,灾害种类繁多且时空分布不均匀的特点,中部地区主要是农业部门受灾,每年因气象灾害损失近百亿元[4];沿海极易遭受因海平面上升带来的各种海洋灾害威胁,由于沿海城市是人口稠密、经济活动最为活跃的地区,一旦发生气象灾害,经济损失巨大。以广东为例,近15年来,气象灾害造成的经济损失总量超过1 500亿元,平均每年上百亿[5]。OECD(2007a)对于全球暴露于洪水风险中的沿海城市按照人口和社会资产排序,中国的广州、上海、天津、宁波等城市均位列风险最大的前20个城市之中。积极采取适应行动是我国的当务之急。

我国温室气体排放总量位居世界前列,据国际能源署最新发布的《2010年世界能源主要统计》显示,2008年中国二氧化碳排放已经达到6 550 Mt[4],超过美国成为全球最大的温室气体排放国,实施减排行动迫在眉睫。为了积极应对气候变化,近年来我国密集出台了一系列节能减排政策和行动计划,一方面努力减少温室气体排放,一方面建设适应气候变化的能力。但是,有效实施减排和适应行动需要资金和技术的支持,我国经济发展水平低下,资金匮乏、技术落后,还担负消除贫困、发展经济的重任,如果减排和适应行动同时进行,将给国内经济造成巨大的资金压力;而目前《公约》资金机制提供的资金规模远不能满足欠发达国家和小岛国的适应性资金需求,中国作为最大的发展中国家,更加难以从中获得气候资金援助。因此,我国需要另辟蹊径,在能力建设过程中减少适应性排放,在减排过程中考虑适应措施,使减排和适应协同发展,可能取得事半功倍的效果。

2 适应和减排的共同行动领域研究

在我国应对气候变化行动中,减排温室气体和适应气候变化都占据着重要的位置, 2007年颁布的《中国应对气候变化国家方案》(以下简称《国家方案》)规定了我国在减排和适应气候变化的重点领域,其中适应活动主要集中在农业、水资源、森林及其他自然生态系统、海岸带及沿海地区。减排活动主要集中在能源领域、工业生产过程、城市废弃物排放、农业和林业等方面,因此,一般直观认为减排和适应活动的协同效应发生在林业领域,如通过植树造林增加碳汇,同时又增强了生态系统的适应能力。事实上,两者合作的领域不限于此,通过对适应和减排活动领域进行细分,可以找出适应活动可能产生的正负排放影响,并由此确定两者协同行动领域。通过减排行动提高适应能力建设,同时通过建设适应能力支持减排行动,发挥减排与适应的协同效应,将是未来低碳发展的主要模式。图1展示了减排与适应协同发展领域的一种可能性。

2.1 适应活动带来的正排放效应

从微观上看,适应活动的四大领域主要落实在城市基础设施、建筑环境的加固与改造,农业结构和种植制度的调整,选育抗逆品种,加强森林资源、湿地的保护,对水资源进行科学管理,建设水利基础设施,对海平面上升进行

防护,病虫害的变种与防治等方面。在不考虑排放的情况下,基础设施建设过程中可能会使用高能耗材料和设备、修建防洪大坝防止海平面上升将产生对水泥、石灰、钢铁需求,这些产品在生产和使用过程中将带来大量的温室气体排放,在选育抗逆品种时,增加对化肥、农药的使用,可能降低地力、增加氧化亚氮的排放,适应活动产生的垃圾没有采用先进的垃圾焚烧技术,进行垃圾填埋气回收利用和堆肥处理,也将产生新的排放问题等,特别是基础设施建设过程中可能产生的排放问题,是适应性排放的主要来源。

2.2 适应活动产生的负排放效应

研究与开发森林病虫害防止和森林防火技术,选育耐寒、耐旱、抗病虫害能力强的树种,可以降低气候变化对生物多样性的影响,同时也能发挥增强碳汇的功能。沿海地区风能和太阳能资源丰富,在基础设施建设过程中,如果能充分利用自然资源进行清洁能源建设,发展潮汐发电、海上风电、太阳能光伏发电等项目,可以替代一部分化石能源,从而减少温室气体排放。野生动植物保护及自然保护区建设等林业重点生态建设工程,生物质能源林基地建设和建造防护林体系,可以进一步保护现有森林碳储存,增加陆地碳贮存和吸收汇。

2.3 减排活动对适应的影响

减少温室气体排放对适应活动产生的影响体现在中期和长期两个方面:第一,在中期,通过提高能效节约资源,为适应活动提供足够的物质支持;增加植树造林、退耕还林还草、建设防护林体系等可以起到加强农区畜牧业发展、增强畜牧业生产能力的作用,降低气候变化对农业和生物多样性的影响。第二,在长期,减排活动将带来大气中温室气体浓度的下降,气象灾害等事件的强度和频率将逐渐减少,在适应气候变化上的投入可以逐渐转移出去。

2.4 适应与减排的协同发展领域

在适应行动中将排放因素考虑进去,有可能在增强生态系统适应气候变化能力的同时减少适应性排放、增加碳汇,产生倍增的社会效益。适应与减排活动有两个重要内容:第一,确定协同行动发生的领域。从《国家方案》已经制定的重点减排和适应领域中寻找二者结合的可能性;第二,在已经确定的协同领域中,对每个协同行动进行成本效益分析,比较协同行动的成本收益与单独行动的成本收益大小,选择协同行动方案,论证经济可行性。目前国内对减排与协同行动领域的讨论较少,因此本文首先解决第一个问题,在现有资料的基础上,尝试勾勒出适应与减排协同发展的轮廓。

2.4.1 减排项目中水电开发与防洪适应活动的协同行动

为防洪而修建大型水坝有利于提高地方适应能力,但是会增加适应性排放;为减排而增加的水电开发将减弱地方适应气候变化的能力。因此,在水电项目设计时,将水电站对提高农业适应气候变化的能力考虑进去,使新建水电站不仅具有清洁发电功能,还能够发挥防洪、蓄水、灌溉,解决干旱时期的农田灌溉和人畜饮水问题,增强地方适应气候变化的能力。

2.4.2 公共设施的新建与节能产品的使用

在适应气候变化过程中,有大量的公共设施需要加固与改造,通过政策设计,鼓励和刺激这些公共设施的建设者使用低碳、节能产品,加强能效管理,不仅可以减少因适应活动产生的排放,还为低碳能源的应用提供了需求和市场,有利于促进新能源和可再生能源的开发利用,减少对化石能源的依赖和温室气体排放。

2.4.3 适应的工程措施与减排生物措施的结合

应对海平面升高的适应性对策中,可以采取生物性护坡措施,一方面加强了海洋生态系统的保护,使近海珊瑚礁生态系统以及沿海湿地得到保护,降低海岸带生态系统的脆弱性,同时通过营造沿海防护林,建立起一个生态护坡体系,可以增加碳汇、减少因单纯修建工程护坡产生的排放。

2.4.4 农业适应计划与新能源的协同效应

在选育抗逆农作物品种时,除了有计划的培育和选用抗旱、抗涝、抗高温、抗病虫等抗逆品种外,尽量和生物质能源的需求结合起来,为生物质发电提供低价、稳定的原料供应;同时注意选择低排放的高产品种,降低稻田的甲烷排放;在提高农业生产能力建设过程中,促进秸秆处理和户用沼气技术的使用,推广环保型肥料,减少农田氧化亚氮排放排放、提升地力,增强农田土壤碳贮存。

2.4.5 减排技术的创新要结合适应项目

节能减排技术主要应用于工程和生产过程中。在适应活动中,重点促进可再生能源装置与建筑一体化应用技术、绿色建筑施工技术与装备、节能建材与绿色建材的发展,使节能减排与适应性建设活动有机的结合起来。如实施太阳能光伏屋顶计划。

2.4.6 在减排行动规划中整合适应行动

在建设温室气体排放数据库的同时,增设有关适应能力的子数据库,记录气候变化对人类健康各方面的影响,分类整理,有利于加强健康公共卫生服务和疾病控制预防工作,以便更好地预报和监测气候因素对人体健康的影响,提高适应气候变化的能力。

3 协同发展的途径

《国家方案》规定了五大减排领域,能源结构调整和能效提高是减排行动的重中之重。每一个减排领域内都有无数个可以和不同适应项目进行协同行动的子领域;每一个适应活动也有无数个项目可以和不同的减排活动发生关系。按照地区面临的气候风险和适应能力,适应活动分为增量型适应行动和发展型适应行动。不同类型的适应活动侧重点不同,与减排行动协同发展的领域也有所差异。根据本文选择的案例城市特点,以下将以能源领域减排行动与增量型适应活动的协同发展为例,浅析减排与适应发展的途径。

3.1 增量型适应的界定与活动领域

增量型适应活动一词由中国社科院专家首次提出,针对的是发展需求基本得到满足,仅仅需要应对新增的气候风险所需的适应活动。例如,对于发达国家和发达地区,基础设施已经基本建成,社会财富积累到一定阶段,社会经济系统保持稳定发展态势,只有在出现新的气候与环境变化风险时,需要额外的新增投入,以弥补原来基础设施设计的不足部分。这样的适应活动称之为增量型适应。

我国沿海发达地区经济经济财富总量很大,气候风险主要集中在极端气候灾害(洪涝、台风)、健康风险和海平面上升引起的海岸侵蚀、河口海水倒灌等方面。另外,气候变化伴随的极端天气事件及其引发的气象灾害的增多,对大中型工程项目建设的影响加大,而且由于全球变暖,也将加剧空调制冷电力消费的增长趋势,对保障电力供应带来更大的压力,因此我国的增量型适应活动主要发生在第二、三产业。同时,这些地区的工业和第三产业是支柱产业,能源消费量大、能源结构以火电为主,是主要的排放源,也是减排的重点领域。可见,在沿海发达地区,增量型适应活动和减排行动的重点领域都集中在第二、三产业。

3.2 增量型适应活动与能源领域减排的协同行动

以下将按照《国家方案》制定的能源领域减排重点工作(包括能源结构与能效提高)和适应活动的主要内容,结合增量型适应的特点,以现有减排和适应行动的有关资料和实证活动为基础,列表逐一分析减排和适应活动协同发展的可能性。其展开顺序依次为:从适应活动角度判断与协同行动的可能性;从减排活动角度判断协同行动的可能性;在以上分析基础上综合判断协同行动的最优领域。其中,“+”代表有协同行动的可能;“-”代表减排与适应此消彼长,“±”表示不同的具体项目有不同的效应,“0”表示无法协同行动。

在进行综合判断时,假设“+,+”表示减排行动可以通过某种设计有利于提高适应能力,同时适应行动也可以通过某种方式减少排放,那我们就说这是强的协同效应;假设“+,0”或者“0,+”表示减排行动/适应行动可以通过某种方式有利于提高适应能力/减少排放,却得不到相应的反馈,我们就认为这是弱的协同效应;假设结果为“±,0”或“0,±”或“±,±”,则无法从现有结果判断是否可以协同行动,需要针对具体项目进行分析;假设出现“0,0”的结果,代表无法协同行动;如果得到“-,0”或“-,-”的结果,代表负的协同效应,在现有技术条件下,两者无法同时实现目标,是零和博弈的关系。

由表1可见,大多数适应性项目有利于减排行动的实施,对低碳能源的生产、消费和节约减排成本产生重要的影响。如,在城市防洪建设中,通过屋顶花园、城市绿地的建设,一方面增加城市碳汇,减排CO2;另一方面通过土壤植物的固水功能,减少城市内涝的形成(丹麦实证经验)。城市建设过程中,鼓励使用如太阳能、风能等可再生能源,保证城市电力供应系统稳定,增强人类适应极端天气的能力,同时,为低碳能源创造市场,降低减排成本。又如,变单纯的水力发电站为以发电、饮水、灌溉为主的综合利用水利工程,节约了抗旱的能源成本和经济成本,同时提供了低碳能源的消费需求,实现了资源综合利用效应(向家坝水电站)等等。从适应行动对能源领域减排活动的影响看,四种适应政策都有利于节约减排成本,证明减排和适应的协同行动至少具有经济效益。

表2从减排角度分析了减排政策对适应的影响。由于减排和适应活动的对象和内容有所不同,表2和表1有着不同的结果。如,低碳能源的生产虽然有利于工程性适应项目的建设和农田抗旱防涝能力的提高,但是对城市绿化和海岸带适应气候变化活动不能发挥作用;尽管适应行动在许多方面有助于节能减排,但是节能对适应性项目没有任何正向反馈。

从表1、表2可见,许多适应性措施有利于减少排放,一些减排措施也有利于适应行动。但是最终减排和适应活动是否存在协同效应,需要从表3中寻找答案。

表1 从适应角度看协同行动的可能领域

Tab.1 Collaborative field from adaptation angle

表2 从减排行动看协同行动的可能领域

Tab.2 Collaborative field from mitigation angle

表3 减排与适应可能的合作领域

Tab.3 Collaborative field of mitigation and adaptation

注:括号内左边符号代表适应行动对减排的影响,右边符号代表减排措施对适应行动的影响。

从表3可见,在20个可选择的协同行动中,出现了4个强协同效应,10个弱协同效应,占整个选项的70%。这表示增量型适应活动与能源领域的减排活动在许多方面可以合作实施。协同效应主要发生在以下4个方面:第一,新建适应性工程与低碳能源供需相结合,在应对气象风险的同时可以减少适应性排放;第二,农田抗旱措施和能源领域的各项减排措施有着不同程度的协同效应;第三,海岸带适应性措施中考虑减排行动,可以起到节约减排成本、节约能源和促进低碳能源生产的作用;第四,低碳城市建设中的适应与节能可以通过各种政策和措施得以实现。总而言之,对减排措施(适应项目)进行成本效益分析时,将政策的适应(减排)效果考虑进去,可以重新确定政策的优先性。下面以广东省为例进行增量型适应与能源领域减排行动的协同效应分析。

4 案例研究——以广东省为例

4.1 广东省面临迫切的适应要求和减排压力

广东位于欧亚大陆南端,濒临海洋,全省海岸线长达4 114 km,处于对气候变化敏感的南海季风区。在全国44种主要自然灾害中,广东占有40种,其中气象灾害占80%以上,随着经济结构转变,受灾领域由过去的以农业为主,逐步转向以第二、三产业为主。同时,由于广东经济总量大(占全国经济总量的12%)、人口密集(珠三角地区聚集了全国约3%的人口),气候变暖带来的极端天气事件增加对广东产生的影响将是全方位、多层次的。

4.2 广东省适应与减排的重点领域

根据近年广东二氧化碳排放结构数据,电力和工业的排放占总排放的80%以上。在电力一次能源消费中,煤炭占70%,处于基础地位,2007年广东省总装机5 885万kw·h,火电所占比例为76%;从电力消费结构上看,工业、交通占据较大比例。据有关专家预测,广东至2020年电力需求将达到7 300亿kw·h左右,未来对能源的需求将持续增长。这就意味着广东的重点减排领域落在工业和电力行业,通过能源结构的低碳化,减少来自能源和工业的CO2排放将是未来减排行动的目标。广东省的经济发展水平较高、基础设施较为完善,但是日益增加的气候风险使得广东的气候脆弱性增加,有必要通过增量型的适应活动使广东地区抵御增加的气候风险,逐渐适应气候变化。从《国家方案》制定的适应重点领域和广东省暴露在气象灾害中的主要受体看,广东的适应活动主要发生在沿海城市的基础设施和海岸带防护建设上。因此,广东适应与减排的重点领域在增量型适应活动和能源、工业领域。

4.3 适应与减排的协同行动途径分析

适应有三个关键特征:一是适应具有地域性,适应措施需要根据地区的特点进行设计;二是适应途径具有综合性和整体性,由于适应涉及到生态系统的脆弱性和修复能力、水资源的利用、农业的抗灾能力、经济能力等,而这些因素之间具有内在联系,相互支持相互影响,增强某个部门的适应能力必定对其他部门产生影响,只有综合性的适应政策才具有政策效果。三是适应必须与发展目标相契合。根据广东的排放结构和经济特点,减排和适应的主要领域在能源和海岸带及沿海适应能力建设上,表3列出了有关能源领域减排措施和增量型适应行动最有可能取得协同效应的领域,其中有三项适应行动适用于广东省:工程性适应项目、海岸带适应措施和城市绿化措施。下面就这三项适应行动与减排行动的协同发展的途径进行分析。由于适应途径具有综合性和整体性特点,难以对各适应项目和减排行动的协同效应进行泾渭分明的分析,譬如,海岸带适应措施属于城市建设的一部分,城市建设中包含部分工程性适应项目,为避免重复,本文拟对每个适应与减排可能产生协同效应的项目进行有选择的分析:

4.3.1 工程性适应项目

工程性适应项目会产生一定的适应性排放,如建设防洪大坝会改变土地利用类型,产生土地利用碳排放;修建大坝所需的钢筋、水泥等都是高耗能高排放产品,这样的适应项目增强了人类适应气候变化的能力,但也产生了碳排放。将防洪大坝和水电站建设结合起来设计,有利于降低减排和适应成本。目前广东有10个水电站,分别位于从化、深圳、东莞、珠海、广州、湛江等地。由于未来广东面临的极端天气事件增加,对这些水电站进行防洪抗旱配套设施建设,增加蓄水灌溉功能,一方面能变害为利,充分利用水资源进行发电,提高发电设备利用效率;另一方面发挥蓄洪抗旱功能,增强适应气候变化的能力。

水电站的建设受限于水资源分布,广东水电站建设已趋于饱和,未来通过建设大水电站提高清洁能源的比例的可能性不大,目前广东正在大力发展太阳能、海上风电和核电产业,深圳被称为“太阳能光电产品”生产基地。这些低碳能源建设在规划中可以将增强适应能力考虑进去,综合规划,将取得巨大的减排和适应协同效应。如在可再生能源项目选择时,海上风能和太阳能光伏发电应该列为广东省低碳能源首选,充分利用自然资源,变害为利,通过开展减排活动增强适应能力;同时,在工程性适应项目设计中,对能源消费结构进行管理,规定低碳能源比例,增加低碳能源的需求量,促使低碳能源生产规模化,降低生产成本。如在城市防洪防涝建设中,为了应对气候风险增加或加固基础设施建设时,对公共建筑、厂房进行太阳能光伏建筑改造,由于太阳能资源取之不竭,不容易受到极端天气的影响,增强了人类适应气候变化的能力,同时,太阳能的应用也提高了可再生能源在能源结构中的比例,达到了减排目的。

4.3.2 海岸带适应措施

海岸带及沿海地区的适应措施主要是强化应对海平面升高带来的灾害影响,采取护坡与护滩相结合、工程措施与生物措施相结合,通过加高加固海堤工程,强化沿海地区应对海平面上升的防护对策。在对这些适应措施进行可行性评估时,需要将措施的减排效果考虑进来。如果将栽培红树林与护坡护滩结合起来,而不是单纯的修建防洪堤坝。不仅可以降低海平面升高带来的海水入浸风险,还由于红树林具有碳汇作用,在适应的同时有助于减排,节约减排成本,减少能源消耗,可以作为海岸带适应措施的首选项目之一。

4.3.3 城市绿化措施

和城市园林规划不同,适应性城市绿化措施的目的不是增加城市美感和改善人居环境,而是通过有目的城市公共设施建设,缓解气候灾害对人们生活的直接影响。例如:公园园林景观设计与城市蓄水、防涝和灌溉结合在一起,如增加喷泉池的蓄水量,可以在发生暴雨的时候减少城市内涝积水,缓解城市泄洪压力;同时这些景观性蓄水池在旱灾时也可为人畜饮水提供水源。鼓励屋顶花园建设,也同样可以起到利用植物和土壤固水的作用,增强洪涝灾害来临时的城市适应能力。城市绿化建设的减排效果直接体现在增加碳汇和节约减排成本上,同时也减少了为修建适应设施而增加的碳排放和能源消费。

除了以上三种措施具有协同效应外,在能源领域的其他减排行动和能源领域外的减排行动也会与一些适应措施产生协同效应,如,在进行低碳宣传和培训时普及适应知识,教会公众应对气候变化带来的健康风险和灾害自救等。这些潜在的协同行动是否能够发生,以及能够发生多大的协同效应,取决于具体的减排和适应行动设计,只有那些将减排和适应行动进行综合考虑的设计方案才能达到协同效果。

总体上看,减排和适应的协同发展得以成功实施的关键在于:第一,发现各项目之间的耦合关联;第二,找到合适的技术;第三,收集温室气体排放数据,预测未来排放情景,提出相应的适应措施;第四,识别和协调双方利益相关者,科学管理制度,防止政出多门,相互干扰。

(编辑:李 琪)

参考文献(References)

[1]IPCC. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Contribution of Working Groups II to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [M]. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 2007.

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[6]李崇银.我国重大高影响天气气候灾害及对策研究 [M]. 北京:气象出版社,2009:3-5.[Li Chongyin.China’s Major High-impact Weather and Climate Hazards[M]. Beijing: China Meteorological Press, 2008:3-5.]

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