doi:10.12006/j.issn.1673-1719.2018.042陈晓婷,陈迎.从科学和政策视角看碳预算对全球气候治理的作用[J].气候变化研究进展,2018,14(6):632-639从科学和政策视角看碳预算对全球气候治理的作用陈晓婷1，陈迎21中国社会科学院研究生院，北京102488；2中国社会科学院城市与环境研究所，北京100028气候变化研究进展第14卷第6期2018年11月CLIMATECHANGERESEARCHVol.14No.6November2018摘要：IPCC第五次评估报告进一步阐述和明确了全球平均地表温升与累积CO2排放之间的近似线性关系。尽管在科学上仍存在一定的不确定性，国际社会对2℃温升目标及所对应的全球累积碳排放空间(即全球碳预算目标)已达成一定的科学认知和政治共识。但如何将碳预算从目标要求转变为各国决策和实际行动，仍是政策制定者们所面临的一个重要问题。在此背景下，提出建立一个有效的碳预算综合管理框架，努力避免人为温室气体排放导致气候系统危害，并利用其科学和政策的双重内涵，来推动谈判进程和加大行动力度，在新型气候治理模式下推动全球减排目标的实现。关键词：碳预算；累积碳排放；温升目标；减排收稿日期：2018-03-28；修回日期：2018-06-28资助项目：国家973项目“地球工程的综合影响评价和国际治理研究”课题(2015CB953603)；中国CDM基金“IPCC第五次评估报告第一、第二工作组报告、综合报告及清单工作组报告支撑研究”(2013024)；科技部应急项目“应对国际国内气候变化科学评估的关键问题研究”(2016)作者简介：陈晓婷，女，博士研究生，chen.xting@qq.com；陈迎(通信作者)，女，研究员，cy_cass@163.com引言2015年底通过的《巴黎协定》进一步确定了近百年将全球升温幅度控制在工业化前水平2℃以内的目标，并努力实现更为雄心勃勃的1.5℃目标[1]。然而2017年全球气候变化在多项指标上再创新高。根据世界气象组织(WMO)最新发布的年度《温室气体公报》[2]和《全球气候状况声明》[3]，2016年全球CO2浓度再度刷新历史记录，达到403.3×10-6，是工业化前水平的145%；2017年全球平均温度比工业化前升高约1.1℃，是有记录以来3个最暖年份之一。显而易见，全球应对气候变化的紧迫性进一步增强。当前大量的科学研究已经确定了全球平均地表升温与累积CO2排放之间的近似线性关系[4-7]。为此，全球某一既定温度下所对应的CO2累积排放量或排放空间是一个有限范围，这也是全球碳预算的基本思路[4-5,8]。在这一思路指导下，IPCC第五次评估报告(AR5)[9]及相关科学研究进一步给出了实现全球2℃和1.5℃温升目标下的全球碳预算。尽管由于不确定性而存在较大范围的预算差距，但日趋紧张的剩余碳排放空间已是不争的事实。面对落实《巴黎协定》的诸多不确定性和全球碳排放差距，如何将理性的碳预算事实转变为决策和行动力，是新型气候治理模式下急需解决www.climatechange.cn对策论坛www.climatechange.cn6期633陈晓婷，等：从科学和政策视角看碳预算对全球气候治理的作用①温室气体咨询小组是由国际科学委员会(InternationalCouncilofScientificUnions)、联合国环境署(UnitedNationsEnvironmentProgramme)和世界气象组织(WorldMeteorologicalOrganisation)于1985年成立的科学咨询组织，主要任务是评估温室气体对气候相关因素的潜在影响，其最后一次成员会议在1990年召开，后逐渐被IPCC所取代。的问题。在此背景下，提出建立一个有效的碳预算综合管理框架将有利于谈判、决策和行动力三者的有机结合，促进全球减排目标的实现。1碳预算概念的发展在气候问题成为全球议程之前，碳预算作为生态科学概念最初被应用于计算某地区或某生态系统的碳吸收能力，即计算碳排放源或碳汇。比如，在20世纪80年代，Rodhouse等[10]利用海洋的碳吸收能力计算碳预算数据，评估爱尔兰Killary港口蚌类的养殖产能；Yanagi等[11]通过观测数据，估算东京湾与临近太平洋的有机碳流量，从而计算东京湾的碳收支预算等。在这一阶段，碳预算仍是一个生态学概念，用于评估生态系统内大气、海洋、土地间CO2的循环与收支平衡状况。而随着气候变化在全球范围内得到广泛关注和共识，尤其是《京都议定书》生效后，碳预算开始出现在气候变化领域的研究中，并逐步发展成为一个具有科学和政策涵义的专业词汇。理解碳预算，首先要从科学和政策两个层面区分其涵义。在气候变化的自然科学领域，碳预算意味着全球碳预算，也即碳的累积排放空间。人类对其日趋深化的科学认识也是过去20多年来气候变化科学不断向前发展的结果，包括观测手段的改善、气候模式的进步和分析方法的提升。虽然仍存在一定的不确定性，但基于科学认知和主要结论，在某一排放水平下导致2℃或1.5℃温升目标的全球剩余排放空间，以及特定年份下CO2减排要求的基本范围是确定的，这为全球及国家层面的气候变化决策提供了宝贵的参考依据。在应对气候变化的政策层面，碳预算也取得了应用发展。2008年英国在世界上第一个通过了《气候变化法》，公布了具有法律约束力的碳预算计划，用于周期性地管理和执行其温室气体减排计划并取得了实效。与此同时，世界上其他一些国家出于本国自身低碳经济转型需要也开始实施碳预算的管理方案。这些实践帮助碳预算从管理思路转变成为国家层面应对气候变化减排或向低碳经济转型的有效政策工具。2全球碳预算：温升目标下的全球累积排放空间1992年通过的《联合国气候变化框架公约》[12]指出“公约及其相关法律条文的最终目标是将大气中温室气体的浓度稳定在一定水平上，防止对气候系统产生危险的人为干扰”。这在宏观上要求稳定温室气体的浓度，却没有明确提出稳定在何种水平上。欧盟于1996年在卢森堡会议上首次提出将全球平均升温控制在2℃以内这一目标。当然这一升温红线并不是欧盟首创，其最早出现在1977年经济学家Nordhaus[13]在论文中引用的当时前沿的气候科学研究成果并提出“考虑到当前温度，地球不能再升温超过2℃(或者3℃)，不然就超出过去10万年的温度记录范围了”。之后在1990年AGGG①(AdvisoryGrouponGreenhouseGases)组织的报告中再次重提2℃升温是对生态系统造成严重损害以及非线性响应迅速增加的上限值[14]。1995年GermanAdvisoryCouncilonGlobalChange的报告也支持了这一观点。同年，IPCC第二次评估报告[15]在整合了1000多位科学家研究成果基础上提出，如果温度较工业化革命前增加2℃，气候变化产生严重影响的风险将显著增加。之后，得益于欧盟的不断重申和强化，2℃目标逐渐走向国际社会和谈判桌前。2007年，欧盟委员会又发表了“限制全球气候变化2℃”(LimitingGlobalClimateChangeto2DegreesCelsius)的政策通讯[16]；2009年7月，G8峰会的首脑们首次认同了2℃的观点，随后在同年12月的哥本哈根气候大会上，2℃目标得到了国际社会的广泛认可。2015年巴黎气候大会最www.climatechange.cnwww.climatechange.cn终将2℃温升目标确定为具有法律约束力的近百年气候变化目标，成为全球政治共识。2.12℃温升目标下的全球碳预算但2℃目标能否实现取决于其能否落实为各国的行动目标，而这其中要经历一系列的转换，包括温升目标转换为累积排放空间、累积排放空间对应的排放路径、排放路径落实为减排目标等，每一步都存在着科学上的不确定性和价值取向上的差异[17]。但正是因为2℃目标的提出，才得以产生全球碳预算的概念，即确保到2100年升温不超过2℃的前提下，碳排放的累积限值是多少，还剩余多少排放空间。2009年以来的大量科学研究已经确认了全球平均地表升温与累积CO2排放之间的近似线性关系[4-7]，这是全球碳预算确定的科学基础。在此之前，由于气候评估模式中没有包括碳循环，因此只能建立温升与CO2浓度之间的关系。自IPCC第四次评估报告(AR4)以来，大部分气候模式中都加入了碳循环过程，从而可以将温升与累积排放空间直接挂钩。2009年Allen等[4]用观测事实和简单的碳-气候模型，模拟了宽泛的CO2排放范围下的温度响应并指出，CO2累积排放量较浓度目标对变暖峰值的预测更具约束性；人为活动所产生的累积碳排放量已达万亿t(相当于36700亿tCO2，其中约一半是工业化后排放产生的)，这将很可能导致CO2引起的变暖峰值较工业化前提高2℃。另外，Meinshausen等[6]也利用现有模拟结果对2℃目标下的温室气体排放空间进行分析，预测若将2000—2050年的累积排放量控制在1000GtCO2(1Gt=109t)以内，则将温升控制在2℃以内的概率是75%，若控制在1440GtCO2以内则概率为50%。在这样的线性关系被确认后，科学家们陆续基于新的排放数据和情景研究提出实现2℃温升目标下的排放空间、路径、措施和政策安排等一系列结论。2014年IPCC集合了来自80多个国家的800多位科学家共同参与发布了AR5[9,18]报告，进一步明确了2℃目标与排放空间之间的联系。基于收集评估的约900个减缓情景，报告提出450×10-6CO2当量浓度情景有可能(>66%的概率)使2100年温升控制在不超过工业化革命前的2℃，但需要将自1870年以来所有人为来源的CO2累积排放量控制在2900GtCO2以下，到2011年已经排放了大约1900GtCO2。450×10-6CO2当量浓度情景下，2011—2050年的全球累积CO2排放空间为530～1300Gt，2011—2100年的全球累积CO2排放空间为630～1180Gt。报告认为，将升温幅度控制在2℃以内是可行的，但将带来显著的技术、经济、社会和制度挑战，这进一步强调了2℃目标的紧迫性和必要性。2.21.5℃目标下的全球碳预算根据《巴黎协定》，IPCC将在2018年就相比工业化前水平全球升温1.5℃的影响及其有关的温室气体排放路径编写一份特别报告。目前已有一些研究发布了与1.5℃目标相匹配的情景结果。Millar等[19]称《巴黎协定》要求的1.5℃温升目标并非不可能。研究显示，在没有其他气候因子减缓的情况下，如将2015年后CO2的累积排放控制在200GtC以内，那么将很可能(模式模拟的66%以上)使2015年后的温升幅度控制在0.6℃以内。这一结论也被随后利用地球系统模式和观测研究[20]证实，如果自2017年起碳的累积排放控制在195～205PgC（1PgC=1GtC)（>66%的模拟情景中)和395～455PgC范围内，那么将可能分别实现1.5℃和2℃温控目标。中国学者崔学勤等[21]利用截至目前最新的全球情景研究结果提出，2011—2100年累积碳排放在1.5℃目标下相对于2℃目标将削减一半，仅余460（160～580）GtCO2；2010年全球能源燃烧和工业过程相关的CO2排放为33.8Gt，若维持此水平，那么1.5℃目标下全球剩余碳预算将在15年以内用尽。很明显，1.5℃目标下的碳预算要求近期采取减排行动的力度更强，同时对负排放技术的依赖度更高。其中，生物能结合二氧化碳捕获和封存(BECCS)和植树造林是最具成本效益的碳移除技气候变化研究进展2018年634www.climatechange.cn对策论坛www.climatechange.cn术，被广泛考虑进1.5℃目标下的减排措施。2.3全球碳预算的不确定性在所有针对CO2累积排放空间或全球碳预算的科学研究中，都会强调来自科学上的不确定性和价值取向上的差异。首先，温升与CO2当量浓度挂钩取决于温度对CO2浓度的敏感性，即气候敏感性。由于各模式处理碳循环和气候反馈的方式不同，因此得出的气候敏感度也不尽相同。同时，由于预估气候变化的地球系统模式自身的复杂性，及由此导致的各模式预估结果的不一致等也使温升目标与累积排放之间的关系及对排放空间的估算产生较大差异。另外，不同的排放基准时间定义、碳移除技术和负排放技术的应用、土地利用方式改变，以及非CO2排放因子对气候变暖影响等因素都将对碳预算的规模和成本产生很大的影响。总体来说，预算类型、基本数据和模式、情景选择、温度响应的时间尺度、CO2排放和非CO2温室气体排放的增暖贡献、适用性等均是产生碳预算差别的驱动因素[22]。3碳预算在政策层面的应用基于上限和总量概念，在特定时期内针对不同行业、不同温室气体设定排放上限进行总量管理，是碳预算理念作为政策管理工具的基本思路。英国是全球范围内第一个将碳预算的理念付诸政策管理实践的国家，以法律形式明确了实施国家碳预算管理，使碳预算成为真正应对气候变化的核心机制。2008年英国正式制定《气候变化法案》，承诺到2050年将温室气体排放量在1990年基础上减少80%，并明确以5年为一期的碳预算体系，管理和执行温室气体减排计划。法案规定了第一阶段的3个预算期，分别是2008—2012年、2013—2017年和2018—2022年，其中2018—2022年排放至少要比1990年减少34%。除了统一的碳预算外，英国在2009年发布的《英国低碳转型计划》中也宣布探索适用于英国所有中央政府部门的部门碳预算体系。2016年6月，英国通过了第5期(2028—2032年)碳预算提案；并于同年10月公布了清洁增长战略(TheCleanGrowthStrategy)，通过发展绿色金融、提高能效、发展低碳交通、淘汰煤电等近50项措施来落实国内第5个碳预算目标，即到2032年温室气体排放比1990年减少57%。作为欧洲的能源大国，法国于2015年中旬通过了雄心勃勃的《绿色发展能源转型法案》(EnergyTransitionforGreenGrowthAct)，对能源消费进行结构性调整，促进可再生能源和环保产业进一步发展，向低碳经济转型。法案的长期目标是到2050年温室气体在1990年水平上减排75%，能源总消耗减少50%。为达成上述目标，法案引入了碳预算和国家低碳战略两个政策手段[23]来降低全国的碳足迹，并同时发布了3个阶段的碳预算目标(分别是2015—2018年、2019—2023年和2024—2028年)。根据法案，法国国会必须每5年制定一次碳预算，为交通、建筑、工业、农业、能源和垃圾等行业设定排放上限。在碳预算内，国家低碳战略又为各个行业的低碳转型提出了具体建议，比如，在2015—2018年期间，通过提高车辆的能效和促进清洁能源汽车(电动车、生物燃料等)发展，实现交通行业温室气体减排29%的目标等。随着英国和法国在国家碳预算管理方面取得的成果经验，碳预算的管理理念也在其他国家引起更多讨论，比如加拿大就有学者[24]建议政府效仿英、法等国将碳因子考虑到本国的财政预算体系中，在促进《巴黎协定》目标实现的同时向低碳社会转型。4碳预算在新型气候治理机制中的作用4.1以国家自主贡献（NDC）为核心机制的新型减排模式随着全球2℃温升目标的明确和碳预算在科学层面的共识，碳的紧约束管理已成为国际气候治理机制的核心。2005年生效的《京都议定书》www.climatechange.cn6期635陈晓婷，等：从科学和政策视角看碳预算对全球气候治理的作用www.climatechange.cn开启了气候治理“自上而下”的减排模式，以法律形式强制分配减排目标。这个阶段以发达国家的约束减排为主，但各方真正的减排意愿和行动力度实际相差较大。在经历了“令人失望的”哥本哈根气候大会后，坎昆大会上初步确定了以各国自报清单确定减排贡献量的机制雏形，并通过后续华沙和利马气候大会进一步明确国家自主贡献机制涉及的具体程序和步骤。《巴黎协定》确立了以国家自主贡献为核心减排机制的新型全球气候治理模式和框架。同时，为了确保高效实施，促进全球长期目标的实现，《巴黎协定》还建立了每5年一次的全球盘点机制，用于评估各国执行情况与温升目标之间的差距，并以此来督促各国提高自主贡献目标和执行力度，这一动态机制将促进形成一个更加积极的全球协同减排和治理模式。但需要承认，《巴黎协定》也是一次“务实的妥协”[25]，在总体设计上缺乏更加明确的减排行动目标、达峰年限和减排时间表，更没有给出实现目标的具体要求和机制细节，如何在模式转型的过渡期得以落实这些细节，都有待后续谈判的进一步讨论。4.2国家自主贡献与全球碳预算的差距但不容忽视的是，即使目前所有有条件和无条件的国家自主贡献承诺都完全履行，相比实现2℃温控目标所需的减排水平仍有很大差距。联合国环境规划署(UNEP)在2017年发布的最新碳排放差距报告(EmissionGapReport)[26]显示，现有的国家自主贡献承诺与《巴黎协定》所要求的减排目标之间差距很大，当前各国的减排承诺仅达到以最低成本路径实现2℃目标所需减排量的1/3。依此路径，到2030年相较实现2℃温控目标的排放差距是11.0～13.5GtCO2当量，实现1.5℃温控目标的排放差距是16～19GtCO2当量。另外，美国退出《巴黎协定》也给全球减排带来更大的压力。世界资源研究所的气候分析指标工具（CAIT）最新数据[27]显示，美国在2015年的温室气体排放达到5.83GtCO2，是全球第二大排放国，占比15%。美国提交的国家自主贡献报告[28]要求到2020年国内温室气体排放在2005年基础上下降17%，到2025年下降26%～28%。根据非盈利气候组织ClimateInteractive模拟的排放趋势，如果以美国当前的CO2排放量估算，到2025年其CO2年排放量将达到6.7Gt(其NDC目标是2025年排放量降为5.3Gt)。不仅如此，在其余国家遵守自主减排目标的前提下，美国退出《巴黎协定》导致2100年全球温度将再多升高0.3℃[29]。5建立碳预算综合管理框架的讨论面对落实《巴黎协定》的诸多不确定性及全球碳排放差距，如何将气候目标要求转变为现实决策和行动力[30]，是政策制定者们急需解决的问题。在此背景下，基于碳总量概念的碳预算综合管理框架或许可以为全球气候治理提供一个解决方案。5.1碳预算的优势在气候变化的自然科学领域，全球碳预算的明显优势在于将过去无法量化的气候变化温升控制目标转化为基本不受排放路径(如排放时间、达峰速度等)影响的累积碳排放空间。换句话说，这可以将全球气候变化复杂而严峻的形势“简化”为将温室气体的累积排放量控制在某一给定区间内[31]。而在政策层面对碳进行总量管理则具有更明显的驱动力和必要性。首先，碳预算以碳为核心的本质，决定了其将具有科学性、综合性和长远性的特点。在当前的能源结构和技术水平下，碳的排放已经超出了传统的外部性和公共物品问题，而成为满足人类社会基本需求和国家发展权益的问题。从这一角度看，无论在国际、国家和区域等各个主体层面，碳预算将更符合气候政策科学、长期并且全经济的决策过程。其次，国际社会对全球碳预算的广泛共识有利于碳预算在现实的政策制定过程中发挥粘合剂作用，利用其科学和政策的双重内涵将国际谈判、气候变化研究进展2018年636www.climatechange.cn对策论坛www.climatechange.cn政策决策和行动落实有机结合起来，打破目前三者之间相偏离的现状。最后，碳预算管理可以将中长期的碳减排总量目标有效地分解为阶段性目标，在强调政策制定的连贯性同时而兼顾灵活性，可以更好地满足气候科学的日益发展和“棘轮机制”下《巴黎协定》的落实。5.2碳预算综合管理框架要素鉴于以上优势，建立一个旨在避免人为的温室气体排放导致气候危险的碳预算综合管理框架将有利于在新型气候治理模式下对全球减排发挥指导作用。首先，碳预算管理的政策框架是建立在全球温升目标与碳累积排放近似线性关系的科学认知基础上的。而2℃或1.5℃温控目标的可行性及实现路径的科学论证则有助于达成全球碳预算的广泛共识，并对国家自主贡献的决策和评估过程产生重要影响。尤其是在聚焦近期如2030年的全球排放空间及减排路径和目标时，全球碳预算将对评审各主要国家的减排贡献及其公平性和力度等提供重要参考。其次，国家层面的自主减排目标将构成一定时期内温室气体控制的总量目标，即对应的国家碳预算。当前几乎可以确定的是，即使所有国家的自主贡献承诺得到完全履行，仍无法满足全球温控目标的碳预算要求[26]，存在碳预算差距。这样一个综合的碳预算管理框架将可以与全球盘点和信息透明等混合机制共同发挥作用，为弥补国家自主贡献承诺与全球碳预算目标之间的差距提供实施保障，不断推进全球减排目标的实现。为此，建立一个可持续的碳预算综合管理框架应考虑如下要素。第一为碳预算的目标。碳预算关注的是温室气体减排的整个过程，在国家自主贡献目标的总量控制下，需要综合当前的气候科学知识，技术支撑体系，国际与国内承诺，经济运行、社会、财政状况，政策保障等，科学合理地设定碳预算目标。第二为碳预算的范围。科学研究已表明，仅考虑CO2和同时考虑CO2及其他温室气体如甲烷、气溶胶、短寿命气体等的碳预算存在很大不同。在规定碳预算范围时，应着重从自身国情、经济社会发展需要以及技术选择等角度来考虑。比如英国制定的碳预算涉及《京都议定书》规定的6种温室气体，而不仅是CO2，这与英国自身向低碳经济转型及国际承诺相关。第三为碳预算的执行主体。正如《巴黎协定》所指出，“欢迎所有非缔约利害关系方，包括民间社会、私营部门、金融机构、城市和其他次国家级主管部门努力处理和应对气候变化”[1]。碳预算将是一个多层主体的管理框架，除了国际和国家两个层面，区域、行业和企业也必将发挥不同主体作用，参与减排进程。当前这方面的探讨和实践[32-34]已有很多。第四为碳预算的评估和调整机制。国家自主贡献目标将通过全球盘点机制与碳预算差距进行定期的审核评估，以此不断提高自主贡献的目标要求和执行力度。碳预算管理作为国家自主贡献的执行手段也必将需要根据国内外政治进程和行动要求，来不断调整碳预算周期或每一周期下的目标水平。第五为碳预算的实施保障。政治意愿和制度保障是确保碳预算得到长期有效执行的关键，包括立法与政策支持、组织机构配合、技术保障和财政机制等。同时在碳预算框架内，还可以有效整合现有政策与市场手段，比如一方面统筹碳税、碳交易、碳资产管理等管理工具，另一方面发挥分解效应[35]，提出重点行业和部门的碳减排具体阶段和目标要求等，使目标和政策可以统筹在一个框架下，保障目标的落实。5.3讨论尽管巴黎气候大会取得了令人振奋的结果，开启了2020年后国际气候治理的新篇章，但随着特朗普政府于2017年6月宣布退出《巴黎协定》，国际贸易保护主义和单边主义不断抬头，这些国际环境的变化都可能影响部分主权国家参与全球www.climatechange.cn6期637陈晓婷，等：从科学和政策视角看碳预算对全球气候治理的作用www.climatechange.cn气候治理的意愿和决心。而面对日趋严峻的气候现实，《巴黎协定》的落实仍有诸多不确定性。为此，当前国际气候治理制度的转型和减排的现实差距给予了应对气候变化机制和政策新的空间。在此现实情况下，碳预算综合管理框架是基于其双重内涵特征在政策上的一次创新，使其可以进一步关联全球、区域及国家层面的减排目标和行动；更重要的是，在弥补碳排放差距方面，利用其灵活性和周期性的特点，通过制度设计契合全球盘点机制，与其形成共同的保障机制，促进全球减排目标的实现。很明显，在研究层面该管理框架还需不断完善其理论基础、设计思路、管理和责任落实机制、评估和考核体系等，但从宏观和长远来看，碳预算综合管理框架对全球气候治理进程将具有积极的指导和推动作用。[2018-01-10].https://ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/AR5_SYR_FINAL_SPM.pdfRodhousePG,RodenCM.Carbonb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