COP-3 AND THE KYOTO PROTOCOL

气候变化公约谈判：焦点与进展

清华大学全球变化研究院

清华大学环境学院

2013-3-4

哥本哈根、坎昆、德班、多哈气候大会

联合国气候变化框架公约

⮚ 1992年5月9日，经过历时一年多共5轮谈判终于通过了《联合国气候变化框架公约》；1994年3月21日生效。

⮚ 气候公约的目标: “将大气中温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上”

⮚ 气候公约确定的原则：共5条基本原则，核心是下面两条：

-- 发达国家与发展中国家之间共同但有区别的责任

-- 促进所有国家，特别是发展中国家的可持续发展

气候公约谈判的体系

◼ COP: 缔约方大会

◼ 附属机构SB：科技咨询附属机构(SBSTA)；执行附属机构(SBI)

◼ 特设工作组（AWG）

◼ 政府间气候变化委员会IPCC

◼ 全球环境基金GEF及执行机构（世界银行，UNDP, UNEP）

◼ 国家指定对口机构

公约谈判历程简要回顾

1997

COP-3 AND THE KYOTO PROTOCOL

2005

The KYOTO

PROTOCOL CAME INTO EFFECT

2009

COPENHAGEN

2010

CANKUN

2011

DURBAN

2012

DOHA

公约谈判历程简要回顾

◼ 1992《联合国气候变化框架公约》

◼ 1997《京都议定书》

◼ 2005《巴厘行动计划》

◼ 2010《坎昆协议》

◼ 2011《德班平台》

◼ 2012《多哈气候通道》

◼在《京都议定书》下：

发达国家2012年后第二承诺期量化减排指标的谈判，包括的主要内容是议定书下发达国家缔约方到2020年的量化的温室气体减排指标，以及为实现这些减排指标所需要的手段（CDM等）等。

◼在《联合国气候变化框架公约》下：

提升实施公约义务的谈判，包括的内容列在“巴厘行动计划”中，主要有：

1. 共同愿景——长期目标

2. 发达国家到2020年温室气体减排目标

3. 发展中国家未来温室气体减排行动

4. 适应气候变化

5. 资金、技术转让和能力建设

6. 减少毁林排放的激励机制

多哈前气候变化谈判的核心内容

⚫ 多哈会议

◼ 附属科学技术咨询机构（SBSTA）

◼ 附属执行机构（SBI）

◼ 《议定书》下附件I缔约方进一步承诺特设工作组（AWG-KP）

◼ 《公约》下长期合作行动特设工作组（AWG-LCA）

◼ 德班加强行动平台特设工作组（AWG-DP）

⚫ 各主要利益集团

◼ 伞形集团：美国、日本、加拿大、新西兰、俄罗斯等

◼ 欧盟

◼ G77+中国

◆ 中国及印度、巴西、南非等基础四国（BASIC）

◆ 小岛国（AOSIS）

◆ 最不发达国家集团（LDC）

◆ 立场相近发展中国家（LMDC）

各方交锋激烈，大会延期一天，主席在两分钟内快速通

2012年多哈气候谈判最新进展

⚫ 多哈气候道路（Doha Climate Gateway）

◼ KP：会议通过了对《议定书》的修正案，就第二承诺期长度（ 2013~2020年）、力度（2014年审评、提高指标的可能性）、法律问题（“临时适用”规则）、结转问题（“热空气”问题）、灵活机制等形成了相关安排；

◼ LCA：会议完成了长期合作行动特设工作组的工作，就共同愿景

、减缓、适应、资金、技术、能力建设、审评等重要问题达成了一揽子协议，从而结束了自2007年建立的“巴厘行动计划”授权谈判进程；

◼ ADP：会议还为德班平台制定了“在《公约》原则指导下”的下一步工作计划，全面启动了公约下适用于所有缔约方的新的谈判进程，着意于提高2020年前的减排力度和2020年后的国际气候制度安排。

2012年多哈气候谈判最新进展

⚫ 会议达成了“多哈气候道路”一揽子协议，保证了联合国气候公约多边谈判进程及合作机制得以持续

⚫ 从法律上落实了《京都议定书》的第二承诺期，但减排承

诺缺乏力度

⚫ 公约长期合作行动计划特设工作组达成协议结束谈判，但决议多为制度框架而缺乏具体落实

⚫ 德班平台谈判确定的下一步工作计划尚未设计实质内容，

关于公约原则的指导性作用也还存在分歧

⚫ 大会第一次就“损失和危害”达成原则性决定

2012年多哈气候谈判最新进展

⚫ 多哈会议顺利实现过渡，巴厘路线图终结，德班平台正式开启，成果符合预期，但未来压力可能持续增强并集中

◼ 谈判关注点将转移到新一轮具有法律约束力的减排协议中

◼ 随着IPCC第五次评估报告和审评结果的出台，排放大国提高减

排力度和出资等问题将更为凸显

◼ 联合国协商一致的议事规则和决策形式有了变化，将为未来德班

平台成果的xx性增加更多变数

⚫ “损失和危害”有可能使发展中国家在谈判中的利益关切进一步多样化，甚至带来利益冲突

⚫ 行业方法可能成为提高2020年前减排力度的突破口

2012年多哈气候谈判最新进展

⚫ 排放情景、实现温升目标的排放空间及其分配方案

⚫ “损失和危害”的量化方法及其案例应用

⚫ 行业应对气候变化的国际合作方案

⚫ 适应气候变化的经济学与政策

◼ 个体如何自发的改变行为以应对气候变化，比如改变选种和耕种

方式、改变要素投入、和迁徙等。

◼ 促进适应性的经济和金融机制，比如天气指数期货、小额贷款和小额保险等。

◼ 适应技术的研发实践、选择、扩散与传播等规律

◼ 评估适应性行为在多大程度上能抵消气候变化的影响，以及适应性的边界在哪里。

来自气候谈判的研究需求

气候变化是迄今为止世界经济体系遭遇的最大的外部性问题。

⚫

温室气体的排放不需要承担相应的成本，但是对全球造成了损害（

外部性问题）

随着排放温室气体而来的发展有利于当代人，但其负面后果则主要影响后代人（代际公平问题）

任何人都可以向大气中不受约束地排放温室气体（产权问题）

能做什么？——修复市场

◼ 向排放者收费：碳税、排放许可

◼ 向不排放的企业付费：补贴

◼ 直接控制企业排放：标准

为什么需要一个国际公约？

为什么国际公约的谈判如此艰难？

Stern报告(2006)的全球费用效益分析：

• 不采取行动的成本每年全球GDP的5-20%

• 采取行动的成本(550ppmv) 每年全球GDP的1%

（1）减缓气候变化是全球的公共物品

（2）减缓气候变化成本与效益存在时间上的非对称性

(3)碳排放的历史责任与未来趋势存在着不一致的可能性

(4)在现有经济和技术水平下，碳排放与资本存量存在依赖性

P: Fossil CO2 emissions (kg C per person and year)

Russia

United States Germany

102 India

Bangladesh

China

Egypt

South Africa

Mexico

Brazil

France

Japan

Ethiopia

3 4

10 10

Fitting line: ln P=0.987 ln K+c

K: Capital stock (US$2000 per person)

Source: Füssel (2007)

(5)气候变化问题的成因、影响与减排最优路径方面还存在很大的不确定性

稳定大气温室气体浓度的经济学

3种浓度目标的排放路径及其实现2 °温升控制目标的概率:

550ppm-eq, 450ppm-eq, 400ppm-eq

CO2排放路径

400ppm-eq

450ppm-eq

Baseline 550ppm-eq

需要实现排放量的负增长

~15% prob.

~50% prob.

~75% prob.

年份

Carbon cycle

CO2

Emissions

Ocean Acidification

CO2

Released

CO2(A)/CO2

Carbon Intensity

CO2 / E

Energy Intensity

E / GDP

Per Capita Production

GDP / Pop

Population Pop

产生碳排放的驱动力

Other GHG Emissions

Climate

Change

Radiative

Forcing

Impacts

减缓气候变化的机会

Life-Style Change Technologies

Non-Fossil Energy

CO2 Capture at Plant (CCS)

Per Capita Production

GDP / Pop

Population Pop

Energy

Intensity

E / GDP

Carbon Intensity

CO2 / E

CO2

Released

CO2(A)/CO2

Radiative

Forcing

Radiation Management

Other GHG Emissions

Agricultural

Practices etc.

CO2

Emissions

2º/ 3º/ 4º Policies

Adaptation

Climate

Change

Carbon Management

Impacts

Ocean Acidification

Carbon cycle

减缓气候变化经济分析关注的若干问题

• 识别减缓机会

• 确定减缓气候变化的路径

• 技术需求、行业方案、基础设施

• 综合风险和不确定性评估

• 区域可持续发展

• 公平与公正

• 国际合作与全球融资

减缓气候变化能源经济模型主要分类

◼ Top-down

◼ 宏观计量经济模型

◼ 投入产出模型

◼ 可计算一般均衡模型

◼ Bottom-up

◼ 优化模型，如MARKAL

◼ 核算模型，如LEAP

◼ Hybrid

Game Theoretic Models

Geographic Scale

不同的模型方法

Input Output Models Econometric Models Game Theoretic Models

Global

Regional Local

TOP DOWN

CGE / Partial Equilibrium Models

Growth /OLG Integrated Assessment

Local

Regional

Hybrid/ Integrated Approach

Partial Forecast Model

System Simulation Model

System Optimisation Model

Global

BOTTOM UP

Short

Technical Supply and Demand Models

Time Scale

减缓气候变化的技术方案

成本

€ / ton 全球减排成本曲线, 2020

Solar PV

Reduced intensive agriculture conversion

40 Organic soil restoration

30 Grassland management

Solar conc.

Offshore wind

-10

-20

-30

-40

-50

-60

-70

-80

-90

-100

Reduced deforestation

from pastureland conversion

Reduced deforestation from

slash-and-burn agriculture conversion

Rice management 10

Shift coal new build to gas

Electricity from landfill gas New waste recycling

Cars ICE improvement

Cars aerodynamics improvement

Retrofit building envelope (commercial)

Pastureland afforestation Biomass

Onshore wind

Nuclear

减排潜力

Gt CO2e

Lighting – switch incandescents

to LED (residential)

McKinsey (2009) Pathway to low carbon economy

减缓成本：550ppm目标下的技术方案

high biomass potential

with all options

550ppm-eq

no nuclear beyond baseline

low biomass potential

no CCS

no renewables beyond baseline

Xxxxx, Xxxxxxxxx et al. 2009

🡺 新能源和CCS是最重要的技术选择

🡺 不同技术的重要性排序：几乎所有模型均有相似结果

减缓气候变化的市场机制：欧洲ETS与全球碳市场

US ETS

Xxx 7.000Mt CO2eq Start: ?

WCI ETS 800+Mt CO2eq

Canada ETS

Xxx 740 Mt CO2eq Start: 2010?

Swiss ETS 3Mt CO2

Started: 2008

Japan ETS

Xxx 1.400Mt CO2eq Start: ?

Start: 2012 Tokyo ETS

Midwestern GHG Accord

RGGI ETS

170 Mt CO2

EU ETS 2.000Mt CO2

South Korea

Xxx 590Mt CO2eq

Xxx 55Mt CO2 Start: 2010

? Mt CO2eq

Start: ?

Mexico ETS

Started: 2009

Started: 2005

Start: 2013?

Xxx 640 Mt CO2eq

Start: 2012?

Australia ETS Xxx 560Mt CO2eq Start: 2011?

NZ ETS

98 Mt CO2eq Start: ?

Flachsland (2009)

气候变化“能源－环境－经济系统模拟平台”

综合评估模型

可持续性评估模型

GNC

能源系统模型

LEAPChina

I/O-ITEE

DICE

排放贸易模型

TRCW

经济

GTAPE 系

TEDCGE 统

模型

模型列表

模型	理论/方法	适合问题	不足
TEDCGE	中国递推动态可计算一般均衡模型	控制CO2排放对中国经济发展及主要环境污染物排放的影响	不能考察减排技术、不能分析适应性政策、不能分析全球气候政策的影响
GTAP-E	全球静态可计算一般均衡模型	其它国家/集团减排政策对中国国际贸易/国内经济等的影响；中国减排政策对世界贸易、经济的影响等；	不能考察减排技术、不能分析适应性政策、不能动态考察减排政策的影响
TRCW	全球碳排放贸易局部均衡模型	不同情景下的全球碳排放市场规模、市场区域分布；	不能考察碳市场在不同行业中的分布
I/O-ITEE	国际贸易能源流动投入产出分析模型	中国国际贸易中隐含的能源流动及其行业分布、区域分布特征	不能考察贸易政策的经济影响
LEAP- China	能源系统核算与情景分析	中国重点行业未来30年的能源需求情景、减排技术潜力、减排技术成本、减排关键技术等	不能考察减排政策的社会经济影响
GNC	真实资本净值模型	不同发展状态、发展道路的可持续性评估	不能考察具体气候变化政策对可持续性的影响34

不同模型之间的耦合与集成

气候政策

TEDCGE

GNC

环境质量模型

GTAPE

DICE

LEAPChina

TRCW

I/O-ITEE

气候变化影响模型

一个模型集成的案例

Mitigation options

Policy Options

LEAP-China

Bottom-up

Top-down

TEDCGE

Technology

analysis

Macro-analysis

•Reduction

potential

•Reduction cost

•Co-benefit

•Macro-economic impacts

•Sustainable development impacts

混合模型的提出

混合模型的难点

外生给定

Common Scenario Assumption:

•Economic growth;

•Population;

•International Fuel prices;

•Environmental constraints

拆分与计算

大量的技术和燃料信息搜集工作，生产者、消费者

行为模拟

Bottom-up 如 MARKAL，内含电力、交通、钢铁、水泥等高耗能行业的生产技术和燃料信息，线性优化技术组合

Service Demand; Fuel price

Sector output level;

Top-down 如

GTAP-E, Dynamic，

以对未来进行模拟

Energy price

模型改造

的工作

建立两个模型链接的工作，拆分本身也是难点

Technology and fuel mix; Energy demand；

Cost;

Energy Efficiency

整合与计算

Improvement; Additional investment 38

减缓气候变化经济分析的一些案例：模型及其应用

1、中国能源-环境-经济一般均衡模型(TEDCGE)

CGE模型理论基础

一般均衡理论的特征：所有价格都是变量；所有市场必须出清

根据利润最大化或成本最小化原则，

生产者

；

式中： y——产出量

π——利润函数式中：x——s——中间投入储蓄；

i、 j——分别d——表示最终消费不同的生需产

K——f消——费不者同具要有素的类总 k——基本要素投

C——成本函数

；量；

求部；门；

在技术约束下，进行最优投入决策，

型要；素禀赋

消费者

确定最优的供给产量

根据效用最大化原则，在预算约束

条件下，进行最优支出决策，确定最优的需求量

入量；

； p——产品的价格； w——要素的价格；

ψ(·)——现有的生产技术水平

均衡价格使最优供给量与需求量相等，供求资源得到最合理的使用，经济

关系达到稳定的均衡状态

中国能源-环境-经济一般均衡模型(TEDCGE)

支出需求

两种消费者

供给收入

10类生产部门

能源部门(4)：煤炭、石油、天然

污染物排放

城镇居民；农村居民

产品与服务

收入税

流转税

气、电力；

非能源(6)：农业、重工业、轻工

业、建筑、关交通税、服务业

国外消费者

消费者

财产税企业中间国外

所得税

租金费用

碳税

产品

企业

要素

CCOO2排

排放放

供应

k x

污染物排放

租金

需求

企业所得税

中国能源-环境-经济一般均衡模型(TEDCGE)主要模块

能源、水与环境模块

外贸模块

收入模块

价格模块

生产模块

支出模块

投资模块

均衡模块

模型生产函数

第一层组合

总产出 Q

第二层组合

增加值-水-能源合成

KWEL

线性组合

非能源中间投入

劳动力

CES

资本-水-能源合成 KWE

第三层组合

资本-水合成 KW

CES

能源投入合成 E

第四层组合

水资本

W K

CES

煤石油天然气电力

TECCGE模型中的价格体系

碳税/硫税

合成商品价格 P

增加值价格 PVA

消费品价格 PC

资本价格 PK

CES 组合

国内商品

价格 PD

进口国内

价格 PM

ER, te

出口世界价格 PWX

ER, tm

进口世界

价格PWM

CET 组合

出口品国

内价格 PX

国产品销售价 PS

模型收入模块

居民收入

政府转移支付居民直接税

净国外汇入

要素收入

劳动收入资本收入

企业分配利润

企业收入

政府收入

政府转移支付企业

碳税

净国外借入关税

间接税

增加值

名义GNP

收入模块结构示意图

均衡模块

劳动力总供给L－S

＋

劳动力市场

—

— 劳动力需求Xx

中间投入需求Vi

商品总

供给Xx

＋

商品市场

—

居民消费需求CIhi政府购买需求Gi

流通资本需求FIi

固定资本需求SKi

固定资本

总供给K－S

＋

资本市场

—

固定资本积累Ki

政府收

入YG

＋

—

政府收支

—

政府购买需求Gi

政府储蓄GSAVi政府转移支付

贸易xx

盈余SBT

＋

国际贸易

—

国外净借入FBORi 国外净汇入MITi国外净储蓄FSAVi

对外贸易逆差FTD

生产模块

贸易模块

支出模块

投资模块

控制变量

收入模块

控制变量

贸易模块

TEDCGE模型方程、变量、参数统计

	方程	x生变量	外生变量	参数
生产模块	10n+mn	12n+mn		nn+8n+mn
价格模块	8n+1	11n+4	2n+1	2nn+7
收入模块	3n+2h+9	3n+2h+12	h+1	3n+5h+2
支出模块	n+2hn+h+3	3n+2hn+h+2	2	hn+n+h+1
投资模块	3n+2	n+2		2n
外贸模块	4n+1	n+1		4n
均衡模块	n+4		3

能源与环境模块 n+4 3 3n+1

= 830

合计 31n+mn+3h+2hn+24

31n+mn+3h+2hn+24

2n+h+7

= 49

3nn+27n+6h+11

= 1763

注：n = 20（生产部门），m = 5（能源与水），h = 2（居民类型）

减排CO2的宏观经济影响

1800亿元

控制CO2排放对部门产量、产品价格、就业等方面的影响

中国减排CO2的边际成本曲线

边际社会成本

300

195元/吨碳

边际成本（元/tC）

200

110元/吨碳

100

边际技术成本

0 50 100 150 200

减排量（MtC）

中国各部门CO2边际减排成本曲线

800

边际成本（元/吨碳）

600

400

200

10 20 30 40

CO2排放削减率(%)

农业重工业轻工业交通建筑服务煤炭石油天然气

电力

100%

80%

60%

40%

20%

基准情景

减排10%

减排30%

煤炭

石油

天然气

减排CO2的机理分析

250

200

150

100

减排10%

减排30%

天然气

建筑交通农业石油轻工业煤炭服务电力重工业

CO2削减量（百万吨C）

部门减排量的比较化石燃料结构的变化

	碳削减目标	10%	碳削减目标 30%
总产出效应	3.04		5.16
产出结构效应	10.21		15.32
能源强度效应	85.63		78.45
居民能源消费效应	1.12		1.07
总变化	100		100

对减排结果的分解

中国能源-环境-经济一般均衡模型(TEDCGE)小结

◼ 主要功能：

分析CO2排放控制政策对中国宏观经济、部门经济的影响分析常规污染物控制政策对CO2排放的影响

◼ 不足：

不能考察排放控制的技术选择和技术战略

不能分析国际气候政策对国内经济、国际贸易的影响

◼ 案例应用：

中国重点行业CO2排放控制的经济影响

中国重点行业CO2、SO2控制政策的协同效果

购买者（履约成本最小化）

⬩国内减排

⬩通过CDM、JI、ET获得排放信用

2、全球碳排放贸易局部均衡模型(TRCW)

附件 1 国家和地区	非附近 1 国家和地区
1. USA：美国 2. JPN：日本 3. EEC：欧盟 4. OOE：其他 OECD 国家 5. EET：东欧经济转型国家 6. FSU：前苏联	7. EEX：能源输出国家
	8. CHN：中国
	9. IND：印度 10. DAE：亚洲新兴工业化国家 11. BRA：巴西 12. ROW：其他发展中国家
		销售者（利润最大化） ⬩CDM（发展中国家） ⬩JI（经济转型国家） ⬩ET（各种排放限额）

各国/地区的

边际减排成本曲线

输出结果：

◼ 碳排放信用的市场均衡价格

◼ 购买者、销售者的实际排放量

◼ 各种灵活机制的交易量

◼ 履约总成本

需求（购买量）＝供给（销售量）

TRCW模型碳排放信用供需结构图

价格($/tC)

总需求

CDM供给

JI+热空气供给

总供给

均衡价格

CDM交易成本

均衡点

JI交易成本 ET交易成本

交易量

碳排放信用

(MtC)

全球碳排放贸易局部均衡模型(TRCW)小结

◼ 主要功能：

可以计算不同情景下的全球碳排放贸易市场规模及其区域分布可以分析不同政策假设对CDM市场规模及及其区域分布的影响

◼ 不足：

不能考察CDM的行业分布特征无法识别CDM项目的重点领域

不能考察参与CDM的间接收益（间接经济影响）

◼ 案例应用：

中国CDM市场潜力分析

全球CDM价格、规模与收入

基准方案

国际市场价格（$/tC） 7.6

CER总量（MtC/年） 153.1

其中，能源项目（MtC/年） 129.0

汇项目（MtC/年） 24.1

第一承诺期CDM总收入（百万美元） 5718

第一承诺期适应性基金总额（百万美元） 116.7

全球能源CDM的地区分布

CERs

(MtC/年)

CDM收入

(百万美元/年)

CER份额

7.6

153.1

129.0

24.1

5718

116.7

国际市场价格（$/tC） CER总量（MtC/年）

其中，能源项目（MtC/年）汇项目（MtC/年）

第一承诺期CDM总收入（百万美元）

第一承诺期适应性基金总额（百万美元）

基准方案

全球CDM价格、规模与收入

TEDCGE

中国能源CDM的行业分布
部门	CER供应量a (MtC/年)	CDM收入 (百万美元/年)	CDM净收入 c (百万美元/年)	CER份额（%）
农业	0.19	1.44	0.72	0.30
重工业	25.95	197.19	99.28	41.57
轻工业	1.75	13.33	6.68	2.81
交通	0.13	1.01	0.50	0.21
建筑	0.07	0.53	0.26	0.11
服务业	5.01	38.07	19.39	8.03
煤炭	9.13	69.38	36.29	14.62
石油	7.42	56.37	28.82	11.88
天然气	0.05	0.41	0.20	0.09
电力	12.72	96.66	48.97	20.38
总计	62.42 b	474.38	241.13	100.00

中国	61.2	457.2	40.0%
印度	9.4	70.6	6.2%
亚洲其它新兴国家	26.5	197.6	17.3%
能源输出国	7.6	56.9	5.0%
巴西	0.4	2.7	0.2%
其他发展中国家	23.9	178.7	15.6%
合计	129.0	1143.6	100.0%

3、分部门能源消费情景模型：LEAP-China

LEAP-China

Key structure

Key Assumption

Demand

Transformation

Resources

Non-Energy

Population

Household

Transmission&

Distribution

Primary

Cement process emission

Income GDP

Rural Urban

Electricity Generation

Process

Secondary

Land fill emission Others

Household Size

Industry

Output fuels

Process

Pop Growth-Rate

Pulp and Paper

District Heating

Iron and Steel

Output fuels

Process

Cement Charcoal Making

Ammonia

Output fuels

Process

others Oil Refining

Transport

Output fuels

Process

Passenger Coal Mining

Freight

Output fuels

Process

Commerce

Agriculture

Biomass

Output fuels Process 61

Slight change in sectoral energy consumption structure

100%

80%

60%

11%

15%

16%

15%

11%

13%

15%

10%

13%

12%

Large emission growth potential in transport sector, but could be controlled

11%

Transport

Pulp and Paper Cement

Iron and Steel

Electricity

13%

40%

20%

56%

59%

60%

Electricity sector is the biggest energy consumer, but emission reduction rate is comparatively lower

62%

2000 2020 in Pre-

2000 Policy Scenario

2020 in Recent Policy Scenario

2020 in Advanced Options Scenario

xx 教授

清华大学环境学院

地址：清华大学中意环境能源楼1004室电话：00000000

清华大学地球系统科学中心地址：清华大学伟清楼604室电话：00000000

E-mail：xxxxxxx@xxxxxxxx.xxx.xx

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