总论篇

第一章　绿色溢价致中和

摘要

如何应对碳排放这样一种罕见的超时空外部性，对于全球而言都是一件难事。对中国而言，这种困难尤为严重，主要体现为既有的经济增长目标与新增的碳中和目标之间的协调难度更大。

改革开放40年来，我们早已习惯了经济增长目标的硬约束。近些年，伴随着潜在增长率的长周期下降，增长的约束虽然有所弱化，但作为全球最大的发展中国家，经济增长仍然是我国的第一要务。预计到“十四五”末，我国有望达到现行的高收入国家标准，到2035年有望实现经济总量或人均收入翻一番。

当前，我们正在给未来的40年增加一条新约束。作为全球碳排放量第一大国，我国给出的碳中和时间表也非常明确：到2030年碳排放强度较2005年下降65%以上，碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。需要说明的是，欧盟、美国均确定了2050年实现碳中和的目标，这意味着它们各自有71年和45年的时间从峰值走向净零排放。中国设置这样一个“30达峰，60中和”的时间表，就意味着要在未来40年实现碳中和，时间紧、任务重，尤其是将面临比欧盟、美国陡峭得多的中和斜率。

在两个40年的硬约束碰撞之际，如何求得一个交集？我们尝试从总量和结构两个方面进行探讨。总量方面，一个重要问题是如何设定2030年的峰值目标。我们认为，为兼顾经济增长与减排，将达峰目标设定为一个区间较为适宜，以避免过于刚性的供给约束。结构方面，我们在绿色溢价的框架下，以八大高碳排放行业为重点分析对象，提出了“碳定价+技术进步”的初步思路，并通过CGE模型的一般均衡分析，佐证这一思路能够兼顾经济增长与碳中和两个目标的约束。最后，通过探讨绿色溢价为负值的含义，对社会治理进行分析，最终提出“碳中和之路=碳定价+技术进步+社会治理”的公式。

总量寻峰：净碳排放峰值99亿~108亿吨

看待中国的碳排放问题，有历史和未来两个视角。如表1.1所示，在2019年的当年碳排放量上，中国虽然超过了其他经济体，但欧盟、美国的工业化起步较早，累计碳排放量也更大。而且从人均碳排放量看，中国是7.1吨，仍不足美国16.1吨的一半（见表1.2）。这样一个历史的视角，对于各国协调应对碳中和目标时区分“共同但有差别”的责任非常重要。然而，从着眼未来的角度看，更重要的是探讨如何实现中国自己既定的“30达峰，60中和”目标。

尤其是从碳排放强度来看，过去几十年中国的这一指标虽然在主要经济体中下降最快，但由于产业结构与欧美存在较大差异，所以我国的碳排放强度目前仍约是欧盟的5倍、美国的3倍。如果将未来10年的碳达峰之路理解为抓住“缓冲期”以实现累计排放、人均排放向美国对标，那么后面30年我国的碳中和之路将会有巨大的压力。

资料来源：Our World in Data，世界银行，中金公司研究部。

资料来源：Our World in Data，世界银行，中金公司研究部。

更重要的是，欧美达到碳排放峰值是一个自然而然的结果，并非事前设定的排放约束，对我们峰值设定的借鉴意义可能有限。我们认为，一方面，“30达峰”目标的制定并不意味着未来十年可以自由排放，在碳中和已然成为新约束的背景下，要实现这一目标就要从现在开始改变思路、立刻行动；另一方面，基于对如下三个因素的考虑，峰值目标不宜设定为某一精确数值，更适宜设定为一个区间，以避免供给约束过于刚性。

第一，碳排放数据统计具有内在的不确定性，难以精确量化。限于当前的技术手段，目前各国温室气体排放核算都是用各类排放活动水平乘以相应排放因子加总得到的估计值，其测算结果具有内在不确定性。为统一各国测算口径，IPCC制定了《国家温室气体清单指南》，为各国编制排放清单提供了基础技术规范与适用于全球的基础排放因子数据。

然而，IPCC也强调并鼓励各国使用符合本国国情的测算方法和本地化的参数。由于各类排放活动水平和排放因子数据的测算难度大，不同机构对本地化参数的理解也不一致，即便是《自然》等权威科学期刊中的文献，对同一国家碳排放的测算也存在10%~20%的差别。鉴于碳排放测算的这种内在不确定性，追求过于精确的达峰目标可能并不符合科学规律。

第二，我们的估算表明，中国2030年净碳排放峰值水平在99亿~108亿吨。聚焦未来，有两个因素决定了中国的碳排放峰值。一是现在到2030年的GDP增长路径。根据“十四五”规划纲要，假设GDP从2020年到2035年实现翻番，并且GDP增速由2019年的6%匀速下降，就可以得出2020—2030年GDP复合增速为5%。二是2030年相比于当下碳排放强度的下降幅度。目前的权威说法是，到2030年碳排放强度较2005年下降65%以上。近些年来，有关部门每年都会公布当年碳排放强度较2005年的下降幅度，比如2019年碳排放强度较2005年下降48.1%。与此同时，“十三五”规划和“十四五”规划明确提出碳排放强度下降18%的目标，假设“十五五”规划亦提出18%的下降目标，那么未来10年碳排放强度将会年均下降3.9%，最终结果是2030年碳排放强度可以实现较2005年下降66.5%。

基于上述未来GDP增长和碳排放强度下降的路径，我们可以进一步探讨2030年的碳排放峰值。首先需要解决基础的碳排放数据问题。现有的碳排放量数据库，主要包括中国碳核算数据库（CEADs），以及BP（英国石油公司）和生态环境部的数据库。由于生态环境部的数据不够连续，所以中国碳核算数据库和BP的时间连续的数据更适合用于研究（见图1.1）。2005年，中国碳核算数据库、BP、生态环境部统计的碳排放量（未计入碳汇）分别为54亿吨、61亿吨、59.8亿吨；2014年，三个数据库统计的碳排放量分别为94.4亿吨、92.4亿吨、102.8亿吨；2017年，中国碳核算数据库、BP统计的碳排放量分别为93.4亿吨、93.0亿吨。可见，近些年中国碳核算数据库和BP的数据之间的差异显著缩小，考虑到中国碳核算数据库包含29个行业的碳排放数据，便于进行结构分析和CGE模型模拟，因此我们最终使用中国碳核算数据库的数据进行分析。

资料来源：中国碳核算数据库，BP，生态环境部，中金公司研究部。

为了规避由不同数据库早期碳排数据之间差异较大带来的不确定性，我们选取2017年中国碳核算数据库的碳排放量（93.4亿吨）作为测算基准。此外，基于碳排放强度下降的两种情形分别测算2030年的峰值：第一，基于2017年和2030年碳排放强度较2005年分别下降46%（官方统计）和65%以上（官方目标）；第二，基于达峰前碳排放强度年均下降3.9%，即2030年碳排放强度较2005年下降66.5%。在这两种情形下，2030年碳排放量将分别达到117亿吨和108亿吨。考虑到2030年预计有9.1亿吨农林碳汇，2030年净碳排放预计会达到99亿~108亿吨。另外，虽然我们用中国碳核算数据库作为基准数据库，但为了评估测算不确定性的严重程度，我们用2019年的BP数据和2014年的官方数据，采取同样的逻辑进行了测算，具体测算数值见表1.3。

资料来源：中国碳核算数据库，BP，生态环境部，清华大学气候变化与可持续发展研究院，中金公司研究部。

关于测算不确定性的讨论如下。由于我们是基于碳排放强度对2030年的碳排放峰值进行测算的，所以可能在三个方面产生不确定性：对于GDP未来增速的假设、碳排放历史数据的质量，以及对碳排放强度下降目标本身的理解。

首先，GDP增速假设主要依据的是“2035年实现经济总量或人均收入翻一番”，其不确定性在于对未来15年GDP增速由2019年匀速下降的假设。

其次，早期碳排放的历史数据质量不够高，关于中国2005年的碳排放数据存在很多争议。我们注意到了两个现象：一是如前所述，随着时间的推移，BP数据和中国碳核算数据库数据趋于一致、分歧减少；二是2017年官方公布的碳排放强度相比2005年实现了46%的下降，而且2017年关于较新的碳排放数据的争议较少。因此，我们放弃了分歧较大的2005年数据，改用质量更高的2017年数据作为测算基准，这在一定程度上规避了早期数据质量不高形成的误差风险。

最后，学者对峰值的测算通常明确指扣减碳汇后的净排放。中国碳核算数据库与BP统计的是不扣减碳汇的毛排放。对于如何理解“2030年碳排放强度较2005年下降65%以上”中的碳排放强度，似乎并没有权威说法。我们的测算方法是，从毛排放角度去理解这一目标，以峰值上限的测算为例，在117亿吨的毛排放之后，再扣减2030年的碳汇，得到了108亿吨净排放的峰值，此数值大致位于清华大学气候变化与可持续发展研究院、世界资源研究所等机构测算的峰值数据之间。如果从净排放的角度去理解上述目标，需要先根据清华大学气候变化与可持续发展研究院等机构测算的历史碳汇数据，将中国碳核算数据库中的毛排放数据处理成净排放再去计算，所得结果是2030年净排放的峰值大约是109亿吨，与基于毛排放的上限测算的数据相差不大。经过与中金公用事业组的讨论，我们倾向于从毛排放的角度去理解碳排放强度下降65%以上的目标，即2030年的净排放峰值上限约为108亿吨。

第三，滞胀风险隐现，峰值目标设定为区间有助于改善供给弹性、兼顾经济增长与减排。作为全球最大的发展中国家，可持续的经济增长仍然是我国第一要务。与此同时，“30达峰，60中和”时间表的推出，意味着我们正在给未来40年增加一条新约束。在碳中和技术没有完全成熟之前，两个约束之间的冲突是客观存在的，过于刚性的排放目标约束固然有助于促进减排，但也容易诱发滞胀。

事实上，这样一个风险苗头可能已经出现。例如，2021年3月、4月PPI快速上行的背后，有一部分疫后需求复苏的原因，但更值得关注的是环境约束强化下的供给弹性下降，这和一些地方、一些领域过于依赖关停限产等刚性较强的行政政策有关。虽然碳中和意味着经济难免面临成本上升的压力，但这并非需要把所有的转型压力都集中在短期消化。

在经济复苏基础仍不稳固的当下，应该谨慎对待直接限产、关停等供给冲击较强的措施，更多地考虑社会成本更小、更有效率的方式。例如，以增量改革带动存量调整，通过加大低碳、零碳产能投资推动高碳产能置换，严格控制新增高碳产能投资等。从中长期视角看，统筹兼顾的一个更重要方面是，将碳达峰的峰值目标设定为一个区间，避免过于刚性的供给约束。

综上，即便按照108亿吨的峰值上限，与2020年的碳排放量相比，也意味着未来10年中国年碳排放量仅有不到10%的提升空间，与此同时，GDP年化实际增速预计将达到5%，这凸显了未来10年中国碳达峰的难度。从国际比较来看，这样一个远高于欧美历史峰值的排放数据，意味着中国在碳达峰后实现碳中和的难度更大。欧盟早在1979年就实现了碳达峰，碳排放峰值约41亿吨，相应人均碳排放约9.9吨。美国在2005年实现碳达峰，碳排放峰值约61亿吨，相应人均碳排放约19.6吨。按照前述测算，中国2030年碳排放峰值上限为108亿吨，对应人均碳排放约7.4吨。目前，欧盟、美国均将碳中和的目标时间定在了2050年，如果将达峰到中和定义为碳中和的下半场，就意味着欧盟碳中和的下半场长达71年，美国的下半场有45年，中国却只有30年。从总量的角度看，我们将面临比欧盟、美国陡峭得多的下半场斜率（见图1.2和图1.3）。如何才能实现这一艰难的目标呢？下文将从结构视角探讨行业层面的实现路径。

资料来源：Our World in Data，世界银行，中金公司研究部。

注：横轴为0代表碳达峰时点，中国采用的是峰值上限。由于Our World in Data数据库并未明确说明各国的碳排放量是属于净排放还是毛排放，所以此处比较具有一定的不确定性。

资料来源：Our World in Data，世界银行，中金公司研究部。

注：中国采用的是峰值上限。由于Our World in Data数据库并未明确说明各国的碳排放量是属于净排放还是毛排放，所以此处比较具有一定的不确定性。

结构路径：基于绿色溢价的探讨

目标确定后，接下来就是探索如何实现碳中和，解决这一问题无外乎两种方式，即在需求侧节能减排甚至直接遏制需求（比如拉闸限电），以及在供给侧推广清洁能源、改进生产工艺、发展碳捕捉等。然而，限制需求不仅与过去40年的经济增长约束相悖，而且拉闸限电、推动节能减排等需求侧管理也只能实现碳排放量（暂时）下降，难以达到碳中和。要想从根本上解决问题，关键在于促使供给侧使用零排放能源、采用零排放生产工艺。

因此，实现碳中和，供给侧是核心抓手，关键是处理好八大重点行业的排放问题。2016年，国家发改委发布了《关于切实做好全国碳排放权交易市场启动重点工作的通知》，将石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、交通运输中的航空作为重点排放行业。根据中国碳核算数据库的数据，2000—2017年，全国碳排放量由30.03亿吨上升至93.39亿吨，这八大行业的碳排放占比由80%升至约88%（见图1.4），比例提升主要由电力、钢铁行业贡献。如图1.5所示，八大行业中，2017年碳排放占比由高到低依次是电力（主要是火电，44%）、钢铁（18%）、建材（13%）、交通运输（含航空，8%）、化工（3%）、石化（2%）、有色（1%）、造纸（0.3%）。

需要说明的是，中国碳核算数据库对于碳排放行业结构的统计，主要是基于生产环节的排放，并没有将高耗能行业通过耗电产生的间接排放也算在各行业的碳排放占比中。因此，电力行业排放量占比近半，是因为工业、居民等全部用电部门的电力能耗碳排放都被统一计算在了电力行业中，钢铁、建材、有色、化工等其他高排行业统计的碳排放，则是在生产过程中产生的直接排放，例如，钢铁高炉炼钢因消耗铁矿石和焦炭产生的碳排放，水泥熟料煅烧阶段分解石灰石和燃煤烧窑等产生的碳排放。

资料来源：中国碳核算数据库，中金公司研究部。

资料来源：中国碳核算数据库，中金公司研究部。

很明显，这样一个生产环节的直接排放与生产的技术工艺是高度相关的，由此我们也可以从改进生产技术的角度来思考碳达峰、碳中和之路。比如，发电可以从有排放的燃煤技术转向零排放的光伏发电，炼钢采用电炉钢的工艺可以大量减少碳排放，对于水泥熟料煅烧这种无法通过更改生产技术而降低的排放，则可以考虑通过增加碳捕捉与封存装置的方式来解决，有可能实现零排放。这样一个思路反映在经济层面，即绿色溢价。这个概念由比尔·盖茨提出，在本书中我们将绿色溢价定义为，与当前高碳技术的生产成本相比，使用零碳技术的生产成本提升的比例。因此，从一定意义上看，碳中和的关键在于降低绿色溢价。一旦绿色溢价为零，就意味着碳中和的生产技术非常成熟，没有必要再使用化石能源等高碳技术了。

不过，不同行业的绿色溢价存在巨大的差异，最高的建材行业与最低的有色行业之间差了近38倍。如何理解这种差异？需要将八大高排放行业划分为三大类：电力行业、交通运输行业和制造业（建材、化工、钢铁、造纸、石化、有色）。这三类行业的生产方式存在较大差异，需要分开讨论。

一是电力行业。从发电环节看，绿色溢价已经为负。目前水电和风电的成本低于火电，核电和光伏发电的成本略高于火电，按照当前电力能源结构测算（火电66%、水电19%、风电6%、核电5%、光伏发电4%），清洁能源综合发电成本低于火电。但是消纳环节碳中和成本较高，估算下来2021年电力行业绿色溢价比例为17%。电网接纳新能源，需要在辅助服务市场增加电网灵活性资源调度，包括火电机组调节功率、抽水蓄能机组抽水、储能电站充电等方式。消纳成本会随着风力和光伏在发电结构中占比的上升而增加。目前火电调峰仍然是成本最低的电网调度消纳方式。在消纳环节出现新技术、大幅降低成本以前，火电不太可能退出电力系统。

二是交通运输行业。交通运输行业包括公路、铁路、航空、航运等不同运输方式，绿色溢价存在较大差别，中金相关行业组的测算表明，2021年交通运输行业总体绿色溢价比例为68%。在现有技术下，交通运输各个子行业需要采用不同手段实现零排放。假定乘用车、中轻卡和铁路用清洁电力，重卡、航空和航运用氢能满足，估计各子行业绿色溢价比例为：公路客运18%，公路货运127%，航空343%，航运319%，铁路-29%。由于氢能成本远高于清洁电力成本，所以重卡、航空、航运的绿色溢价比例远高于公路客运和轻卡。目前铁路电气化程度不断上升，绿色溢价比例已经为负。

三是制造业。在现有技术下，制造业绿色溢价和生产技术有关，水泥、化工等高排放行业需要采用高成本的碳捕捉等技术实现零排放。中金相关行业组的测算表明，2021年高排放制造业绿色溢价比例分别为：建材138%，化工53%，钢铁15%，造纸11%，石化7%，有色4%。

对这三类行业的分析表明，经济层面的技术成熟度是决定绿色溢价的重要因素。以碳排放占比最高的电力行业为例，过去10年，得益于规模效应、材料替换和效率提升，非化石能源技术进步较大，风电、光伏发电成本大幅下降，零碳排放的电力能源已经具备可行性，即使考虑电网消纳成本，清洁能源发电也有望实现比化石能源更低的成本。事实上，过去几年中金绿色溢价指数持续下降，主要是因为电力行业的技术进步。

对于建材、化工等制造业来说，当下绿色溢价偏高，主要是因为水泥等产品的生产工艺存在不可避免的碳排放，需要借助氢能、碳捕捉等技术实现碳中和目标，而这些技术尚不成熟，使用成本较高。交通运输行业当前存在较高的绿色溢价，是因为如果要实现零排放，重载领域如重卡、航空和航运需要用氢能替代现有燃油技术，未来绿色溢价下降也需要氢能技术的进一步发展成熟。

综上所述，技术进步是降低绿色溢价的重要方式。不过，这并非全部答案。从前述绿色溢价的计算方式可以看出，降低绿色溢价既可以通过发展技术以降低零碳技术生产成本的方式实现，也可以通过提升高碳技术生产成本的方式实现，这也是主流经济学框架下较受推崇的碳中和方式。碳排放之所以成为一个问题，是因为负外部性的存在。从时间尺度来看，碳排放导致气候变化进而产生严重后果，这一过程往往要数十年甚至数百年，因此这种外部性对当下的经济活动、日常生活的影响可能是相对较小的。从空间尺度上看，碳排放进入全球的大气循环，任何一个地区的碳排放都会对全球气候产生影响。从后果来看，全球生态系统是人类生存发展的基础，如果不能妥善解决这一问题，其后果可能是人类无法承受的。因此，目前主流的认识框架是，要解决“碳排放”这种巨大的、超时空的外部性问题，就必须把这种外部性内部化。从绿色溢价的角度看，也就是提升现有高碳技术的生产成本。

因此，对于思考碳中和之路而言，绿色溢价是一个更具有兼容性的分析框架，内含两条基本的碳中和道路：一是主流的碳定价做法，以提升高碳技术的生产成本；二是促进技术进步，提升零碳技术的经济成熟度，以降低零碳技术的生产成本。这两种方式哪种更有效？对于经济的总量与结构有什么含义？如何才能实现既定的碳中和目标？对于这些问题，我们将在下一节的CGE模型分析中尝试解答。

四种情形：CGE模型下的一般均衡分析

CGE模型是基于一般均衡理论、宏观经济结构关系和国民经济核算数据建立的全景式经济系统数量模拟系统，通常用于研究总体经济的长期、确定性行为及其对于外部冲击的反应，现已成为气候经济、政策分析的标准工具。在模型中，任何一部分结构的变化都会影响整个系统，导致商品、要素价格和数量发生变化，当外生冲击发生时，系统会从一个均衡状态过渡到另一个均衡状态，从而全面展现冲击产生的影响。

在约束条件下，生产者最小化成本，而消费者最大化效用，通过生产、分配、交换和消费环节达到生产要素和商品市场的供需平衡，从而确定各个市场的均衡价格。在传统研究环境经济的CGE方法基础上，我们将内生气候友好技术纳入框架，因此本文中的CGE模型包含生产模块、能源模块、收支模块、贸易模块、碳税/碳交易模块、动态模块、能源模块、气候友好技术模块和闭合模块。

在碳中和背景下，能源模块是模型的重点。能源模块由化石能源（煤炭、石油、天然气）和电力（火电、新能源）这两部分组成。基于煤炭、石油、天然气、火电和新能源的能源结构，由模型内产生并随时间变化。能源与非能源要素构成中间投入，与由资本和劳动力构成的增加值共同组成总产出。本质上，在模型中我们将化石能源作为生产要素之一，并通过碳税/碳交易的方式对其进行碳定价以纠正碳排放的外部性。从这个意义上讲，其内核与诺贝尔经济学奖得主诺德豪斯提出的包含碳循环的古典增长模型有相似之处。在没有气候友好技术进步的情况下，由于碳成本的存在，企业会在多使用一单位化石能源所获得的收益和额外支付的成本之间做出权衡。在总量上，经济最终会收敛到一条新的均衡增长路径。在这条新的均衡路径上，经济产出往往更低。新旧两个均衡产出之间的差距，可以理解为碳减排的社会成本。气候友好技术的引入，有助于降低碳减排的社会成本，进而优化均衡增长路径。气候友好技术由投资驱动，而该投资由企业投资和碳费（来自碳税/碳交易）再利用这两部分组成，其力度越大，越有助于降低企业由于碳成本带来的额外开支，进而最小化碳税/碳交易对产出带来的负面影响。

模型数据

我们以2017年作为基准年，数据来源如下。第一，中国社会核算矩阵（SAM），依据《2017年中国投入产出表》，通过合并及拆分包括煤炭、石油、天然气、火电及新能源电力等29个部门的能源投入产出表得到，SAM中的财税数据来源于2018年的《中国税务年鉴》《中国财政年鉴》。第二，外生给定替代弹性，如生产函数中投入品之间的替代弹性、对外贸易模块CES（常数替代弹性）函数中进口品与国内品的替代弹性等，数据参考GTAP（全球贸易分析项目）数据库。第三，碳排放系数（单位产出的碳排放），通过计算部门碳排放量和能源产品消耗量得到，碳排放数据来源于中国碳核算数据库。

情景假设

为量化分析前述两条路径在经济发展与碳中和两个维度上的不同效力，我们重点分析下述四种情形。

第一，基准情形（BAU）：没有碳排放约束，经济增长速度参考中金宏观团队基于“2035年实现经济总量或人均收入翻一番”进行的预测。

第二，碳税情形（M1）：对排放行业征收统一碳税，使碳排放尽可能实现“30达峰，60中和”；如能达峰，峰值尽可能接近108亿吨。

第三，碳交易情形（M2）：对八大行业实施碳交易。依据行业绿色溢价制定免费配额：绿色溢价越高的行业免费配额越低，以强化其减排动机。在此情形下，使碳排放尽可能实现“30达峰，60中和”；如能达峰，峰值尽可能接近108亿吨。

第四，“碳税+碳交易+技术进步”情形（M3）：实现“30达峰（108亿吨峰值），60中和”与保增长的双目标。

情形一：基准情形

在此情形下，没有碳排放约束，唯一目标是“2035年实现经济总量或人均收入翻一番”。在这种情形下，2021—2030年，碳排放年均增长5.2%。2030年碳排放158亿吨，扣除9亿吨碳汇后，净排放149亿吨。

情形二：碳税情形

理论上，只要不断提高碳税水平，是可能实现“30达峰，60中和”，并使峰值接近108亿吨目标的。需要付出的代价是经济系统可能瘫痪，体现在CGE模型的计算中，即模型求解过程无法收敛到均衡路径，这意味着设置碳税水平需要综合考虑经济发展和碳中和两个并不完全一致的约束。根据中金行业组测算的绿色溢价，我们推导出全社会的平价碳成本约为377元/吨。国际上，从已征收碳税的国家（大多为发达国家）来看，碳税在80~800元/吨。另外，根据中金基础材料组的测算，考虑到行业的盈利需要，钢铁、水泥行业能够承受的最高碳税水平约为100元/吨，电解铝行业约为60元/吨。与此同时，我们在CGE模型计算中发现，当碳税高于150元/吨时，模型无法收敛到均衡路径。综合考虑，我们将碳税设置在100元/吨。最后，我们将进行碳税的敏感性分析，试图寻找“极限碳税”以及碳税税率变化的时间路径。

在此情形下，2030年净排放123亿吨，2060年高达334亿吨（见图1.6），虽然会较基准情形下降26亿吨和166亿吨，但无法实现碳达峰、碳中和。相较于基准情形的GDP，2030年GDP损失0.6%，2060年损失0.9%。价格方面，碳税情形下的价格上升压力高于基准情形，并且上行压力集中在头几年。其中，批发零售、住宿和餐饮业，其他交通运输、仓储和邮政业，信息服务与金融服务业未来几年将面临较大的价格压力（见图1.7）。征收碳税也将带来经济结构的变化。具体来说，除了火电，其他电力产出较基准情形的产出在2030年均有2%以上的扩张，而煤炭、火电、天然气开采、建材均面临较大压力。其中，煤炭加工和采选的产出较基准情形下降7%以上。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

情形三：碳交易情形

假定仅石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空八大行业在统一碳市场进行碳交易，并依据行业组测算的绿色溢价和《广东省2020年度碳排放配额分配实施方案》来决定免费配额比例。行业绿色溢价越高，越应该给其分配较低的免费额度，以给予相关行业更充分的负向激励，促使其转向零碳技术。具体来说，绿色溢价较低的行业，如有色、石化、造纸免费配额90%，钢铁、电力、化工、航空免费配额80%；绿色溢价最高的建材行业免费配额70%。

在此情形下，碳排放于2042年达峰，峰值为171亿吨，并于2060年回落至130亿吨（见图1.8）。虽然仍无法实现碳中和，但比起单纯开征碳税的情形，已有较大改善。GDP的表现也优于碳税情形，相较于基准情形，未来几十年GDP总量仅年均减少0.15%。与碳税情形类似，碳交易亦会带来通胀压力，并且集中在头几年。其中，火电、建材、生物质电、化工、钢铁、航空行业面临较大的价格压力（见图1.9）。行业结构上，除了火电，其他电力行业2030年较基准情形均有明显扩张，而煤炭加工和采选的产出分别下降10%和5.5%。

需要说明的是，在一般均衡模型中，要素价格由要素市场供需双方力量共同决定，碳交易价格也不例外。绿色溢价隐含的平价碳成本，衡量的是排放部门转向零碳技术的相对成本。当碳交易价格接近该成本时，理论上可以实现有效减排。根据碳交易情形分析，假定2021年引入碳交易机制，则碳价会从31元/吨一路上涨至2060年的650元/吨。如前所述，绿色溢价隐含的整体平价碳成本为377元/吨。模拟结果表明，未来20年，碳交易价格会显著低于该平价碳成本，这可能是碳排放无法实现及时达峰的重要原因。当碳价接近甚至超过平价碳成本后，碳排放将显著降低。这意味着，提升碳价，特别是将其提升至平价碳成本附近时，能够有效降低排放。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

情形四：“碳税+碳交易+技术进步”情形

如前所述，如果仅依靠碳定价这种解决外部性的主流方式，那么无论是碳税还是碳市场，均无法在GDP增长与碳中和之间求得平衡，或者说如果不放弃GDP约束，则难以仅通过碳定价的方式实现碳中和。因此，我们有必要从主流的碳定价思路转向绿色溢价的分析框架，既要考虑通过碳定价的方式提升高碳技术的生产成本，也要通过技术进步的方式促使零碳技术生产成本下降。对于技术进步方面的分析，我们采用了“S形曲线”理论。弗里曼（Freeman）和洛桑（Louçã）从历史维度，提出了一个关于技术变革的长波（或康德拉季耶夫波动）理论。任何被广泛使用的技术，其生命周期都要经历六个阶段——实验室发明、决定性示范、爆发式增长、持续高增长、增长放缓、技术成熟，整个过程也呈现为“S形曲线”，克勒（Köhler）提出这可能是由投资路径驱动的，这种描述技术变化的“S形曲线”被广泛接受。在该模型中，这条S形技术曲线以简化形式囊括了一切相关的气候友好技术：能效技术、减排技术、碳汇、碳捕捉与封存等。

以占碳排放大头的电力行业为例，供给端采用清洁能源（如光伏）发电配合需求端提升电气化率是实现碳中和的最优技术路径。目前，虽然光伏发电技术已经成熟并成功产业化，但因为储能尚未达到平价，所以其电力消纳仍然面临挑战。从电力传输角度来看，建立分布式智能电网，改变电力结构，从集中式坚强电网走向智能电网，实现全面电气化的基础设施技术，是技术进步路径上有待突破的下一环节。最后从应用端来看，全面提高电气化率（电动车、电钢炉）乃是治本的解决方案。如图1.10所示，纵轴表示随时间变化的技术应用程度或者渗透率，S1曲线描绘了电力行业碳中和的技术路径，目前的技术处在技术曲线由平缓逐渐进入陡峭的阶段。与这条技术路径形成对比的是以新一代核电技术、氢能、碳捕捉为代表的S2曲线，这些技术目前还在实验室发明阶段或者决定性示范阶段，面临很大的不确定性，与成功商业化之间尚有距离。将两条不同进度的技术曲线叠加在一起，得到了曲线S。它代表了与气候友好技术相关的一切技术路径，我们将其定义为SNCT曲线（气候友好技术曲线）。曲线越快进入陡峭阶段，表明该技术越快商业化；曲线越陡峭，表明该技术大规模应用的速度越快。

资料来源：经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

SNCT曲线衡量了随着气候友好技术的进步，经济系统碳排放系数的下降程度。这里我们用一条曲线来模拟气候友好技术的整个生命周期，这条曲线由五个外生参数（控制曲线形态以模拟技术生命周期、成长速度等）加一个内生变量（气候友好技术投资）来控制。假设采取应对气候变化的行动将引发传统能源技术投资向气候友好技术投资转移，并且该投资能够有效提升气候友好技术的份额。从这个意义上讲，这条曲线以简化形式概括了从提高能源利用率到脱碳、减碳（诸如碳捕捉）等一系列的技术进步。因此，这条曲线可以减少碳排放系数，进而减少碳排放量。在此情景下，我们保持100元碳税与碳税情形一致、八大行业碳配额与碳交易情形一致。模拟发现，“碳税+碳交易+技术进步”的组合有望实现保增长与碳中和的双目标，同时GDP与基准情形的差距几乎可以忽略。2040年后，GDP甚至超过了基准情形，这说明技术进步抵消甚至超过了碳定价给经济增长带来的负面冲击。碳排放于2030年达峰，峰值为109亿吨，随后逐年递减，向净零目标收敛（见图1.11）。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

模拟结果还显示，可能是因为技术进步的力量在初期还未能充分发挥作用，所以碳税、碳交易在初期仍会给经济带来成本上升压力，但相较于没有技术进步的情形，其成本压力已有所缓解。（“碳税+碳交易+技术进步”情形下成本压力较明显的行业见图1.12。）关于行业的结构性变化，应从两个维度去分析：一是行业产出相较于基准情形的变化，二是行业产出占比在该模型中随时间的变化。首先，光伏发电、水电、风电、核电等非火电类发电产出较基准情形于2030年均扩张3%以上，而煤炭加工和采选出现较大萎缩。其次，农林牧渔、公共服务和轻工业产出占比随时间下降明显，而装备制造业、房地产与租赁业、信息与金融服务业产出占比逐年上升。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

与此同时，碳交易价格由2021年的10元/吨逐步上涨到2030年前的140元/吨。在气候友好技术尚未大规模渗透的情况下，逐年升高的碳价有助于及时碳达峰并将峰值控制在109亿吨左右。当绿色技术大规模铺开使用之后，碳价也随之下降。作为S形技术曲线的内生变量，投资是驱动技术进步的关键。根据模型测算，绿色技术研发投资占GDP比重将达到2%左右，并在最初几年逐年增加，以帮助技术研发跨越S形曲线的实验室发明阶段投入商用。在“碳税+碳交易+技术进步”情形中，气候友好技术曲线模拟出了S形曲线的形态，SNCT值在2030年达到0.32，在2060年达到0.99（见图1.13），意味着其碳排放系数分别为2020年的68%和1%，从而实现了老的经济增长与新的碳中和两大约束的兼顾。能源结构也逐年得到优化，2030年清洁能源占比达到44%，2060年高达96%。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

技术曲线的敏感性分析

从对上述四种情形的比较分析可以看出，技术进步对兼顾经济增长与碳中和至关重要。但技术创新不确定性较大，因此我们有必要考察乐观、悲观技术前景对经济总量和碳排放的影响。假设“碳税+碳交易+技术进步”情形中的气候友好技术曲线为技术进步的基准前景，则悲观技术前景指的是技术发展不及预期或较难商业化的情形。直观上，该情形下的技术曲线较基准曲线更为平缓：停留在实验室发明阶段的时间较长，技术大规模应用的阻力较大或技术渗透率较低。现实中，对应超前且不确定性较大的技术，如氢能、碳捕捉等。乐观技术前景则相反。

与直觉相符，悲观技术前景下的GDP将遭受较大的负面冲击（见图1.14），而且碳排放曲线显著抬高，推迟到2034年达峰且峰值高达134亿吨（见图1.15）。模拟出来的技术曲线也符合我们对于悲观技术前景下技术路径的演绎。技术进步不及预期，导致清洁能源占比较低，碳交易价格在碳中和的下半场显著高企。另外，相较于基准情形和乐观技术前景，悲观技术前景下的碳交易市场存续时间较长，即价格机制需要从价格和时间两个维度发挥更大作用。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

碳税的敏感性分析

通过对碳税情形的模拟，可以发现能够实现模型收敛的碳税水平很难完成达峰任务。如前所述，只要肯付出经济增长的代价，并且碳税税率足够高，便可以纠正碳排放的负外部性，使碳排放曲线在某个时点掉头向下。碳税情形中2060年前未能达峰说明了两点：测算时间跨度不够，或者模型中使用的碳税税率太低。此处，我们设定2060年前要达峰的目标，反推出需要多少碳税。经模拟估算，我们得到图1.16的碳价曲线。这条曲线大致遵循指数形式递增，从2021年的46元/吨到2030年的140元/吨，再激增到2060年的3300元/吨。在如此之高的碳税下，碳排放于2040年进入平台期并于2052年开始缓慢降低。经济增长也将承受巨大压力，GDP总量在最后10年相较基准情形将损失3%~5%（见图1.17）。这个模拟进一步印证，仅靠碳税无法完成“30达峰，60中和”的目标。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

资料来源：中国碳核算数据库，经济系统模拟研究中心，中金公司研究部。

碳中和之路=碳定价+技术进步+社会治理

上述一般均衡分析表明，仅靠负外部性的内部化无法避免新、老两个40年约束的激烈碰撞，只有绿色溢价框架下的“碳定价+技术进步”才有可能兼顾经济增长与碳中和这两大目标。不过，得出这个结论并不意味着研究的结束，而意味着探索中国碳中和之路的开始。以技术为例，既然其对于碳中和如此重要，那么究竟有哪些碳中和技术值得期待？这些技术目前的发展阶段各是什么样的？对此，我们将在后文中专门探讨碳中和技术问题。

在碳定价方面，全国统一市场正在加速构建，八个高排放行业或将在“十四五”期间全部纳入全国统一碳市场。通过构建全国统一市场，对不同行业施行统一碳价，这一点似乎已经成了中国推进碳中和毋庸置疑的共识。但我们的分析表明，情况可能没有那么简单。比如，在思考负外部性的内部化时，可能不宜按照主流做法计算社会成本的折现，而是应该从社会净成本的角度思考差别定价问题；绿色溢价的分析表明，仅根据排放占比来选择碳定价方式可能并不妥当；统一碳市场有可能加剧京津冀地区的污染问题；等等。对于这些问题的详细分析可以参考后文有关碳市场、碳税等碳定价问题的论述。

更重要的是，“碳定价+技术进步”只是降低绿色溢价的两个基本手段，并非这个框架下实现碳中和的全部路径。中金公用组估算，2030年电力行业的绿色溢价比例为-3.9%。负的绿色溢价比例意味着，从经济意义上讲，零碳技术已经完全优于高碳技术，但出于对高碳资产闲置产生的银行坏账、下岗工人等问题的担忧，行业生产技术并没有转向更具有经济性的零碳技术，而是“锁定”在了高经济成本的高碳技术上。要解决这些问题，无法单纯地靠“碳定价+技术进步”，还需要社会治理政策的介入。

就社会治理而言，主要有价格型、命令型和宣传型三类政策。事实上，在“碳中和之路=碳定价+技术进步+社会治理”的公式下，这三个工具之间并不是完全割裂的，而是高度相关的。比如，技术进步和改进生产工艺离不开诸如财政补贴等公共政策的支持；碳税、碳市场拍卖则是这些资金的重要来源；碳定价本身就属于公共政策的一部分，宣传型政策有助于提高全民碳中和意识，进而有助于降低碳定价政策在推行过程中的摩擦成本。结合绿色溢价的分析框架可知，“碳定价+技术进步+社会治理”对碳中和之路的重要意义主要有三点。

第一，重视应对碳中和下的创新与公平问题。绿色溢价只衡量了零碳技术和高碳技术之间的生产成本差异，并没有衡量社会为碳中和付出的全部成本。前述CGE模型的模拟测算表明，煤炭、建材、化工等行业将面临较大的规模萎缩压力，信息和金融服务、房地产与租赁等服务业规模占比或将扩大。这样一个结构变迁的背后，实际上隐藏着一系列社会问题，或者说碳中和可能会造成高碳行业、从业者、区域，与低碳行业、从业者、区域之间的不公平发展问题，仅靠“碳定价+技术进步”的方式可能无法解决此问题，而是需要从社会治理的角度进行顶层设计、统筹安排，能否处理好碳中和过程中的创新与公平问题，关系到整个社会能否持续迈向碳中和。

第二，应对绿色溢价下降趋势出现反复的风险。大规模零碳技术的使用可能造成高碳技术需求下降，例如清洁能源发电大量上马，影响火力发电的需求，进而降低化石能源的价格和高碳技术的生产成本，这可能会导致绿色溢价反弹。当然，如果化石能源需求持续萎缩，价格下降也会导致这个行业自发进入供给侧收缩状态，所以在大规模推广零碳技术的情况下，化石能源价格上升和下降的压力都会出现。虽然难以精确判断哪个因素会占主导地位，但有一点是可以确定的，即绿色溢价的变化是一个动态的过程，下降趋势可能会出现反复，有可能降低社会的碳中和动力。因此，有必要在大规模使用零碳技术具有经济可行性的时候，通过命令型政策限制化石能源产能重新扩张。

第三，重视绿色金融的作用。如前所述，2030年电力行业的绿色溢价估算值是负的。也就是说，即便在经历碳定价和技术进步之后，在经济上已经具有优势的清洁发电技术，也并没有在未来10年实现对火力发电的大量替代。当然，这可以归因于技术仍有待进步，或者碳价水平不够高，但这也暴露了一个社会治理问题，即如何通过制定合理的公共政策，来促进具有经济效益的零碳产能尽快形成，以加速对现存高碳资产的替代，除了通过社会治理高碳路径锁定外，绿色金融也可能在这个方面发挥重要作用。事实上，绿色金融对碳中和的意义不仅在于成熟技术的加速推广方面，也体现在高度不确定的研发阶段。例如，氢能、碳捕捉等处于实验室发明阶段的碳中和技术，依旧需要大量的研发资金支持。碳中和技术的这两个不同发展阶段，是否需要不同形式的金融支持？绿色金融对碳中和而言还有哪些意义？整体的绿色投资规模将有多大？对于这些问题，我们将在第四章《绿色金融：厘清功能与空间》做重点探讨。

以上三个方面都是从一个封闭经济体的角度展开的思考。在强调国内、国外双循环互动的当下，去应对碳排放这样一个超时空的外部性问题，也应该有国际视角。事实上，2021年3月10日，欧洲议会通过了一项关于欧盟碳边境调节机制（CBAM）的决议，也就是说如果与欧盟存在贸易关系的经济体不能遵守欧盟的碳排放规定，那么欧盟可能会对来自这些经济体的进口商品征收碳关税。这可以看作诺德豪斯提议的国际“气候俱乐部”的落地探索，该决议将碳定价直接应用到了国际社会的治理层面。从国际层面看，“碳定价+技术进步+社会治理”有什么样的表现和含义？我们将在国际视角的分析中对这些问题进行讨论。