我国提出在2060年前实现碳中和的宏伟愿景，既在全球气候治理中展现了大国担当，也是适应高质量经济增长转型的内在需求的体现。因此，发展碳中和经济学理论和方法，深化低碳经济政策研究，是从科学层面支撑碳中和实现的重要举措。《碳中和经济学：理论方法与应用》立足于新形势下我国碳中和面临的现实挑战，以内生经济增长理论和集成系统优化理论为基础，揭示了气候变化与经济发展的历史响应关系及气候-经济损失函数的未来动力学，从时间尺度上考察了短中期碳达峰目标与中长期碳中和目标间的复杂过渡关系，从空间尺度上分析了国家、区域和行业多个层面应对碳中和经济转型挑战的政策选择和可行策略，从目标实现难度、技术选择、政策协同等多个维度系统评估了*优的能源投资、气候减排及适应政策，以迈向碳中和为基调，为从经济视角研究碳中和实现的机理、挑战和政策提供方法论支撑，为国家推动碳中和实现的精准施策提供科学依据。

第1章 碳中和与经济学挑战
　　日趋严峻的气候变化形势将给人类社会带来前所未有的挑战。自IPCC第五次评估报告（AR5）以来，越来越多的证据表明气候变化对人体健康、城市运转、基础设施、生物多样性等诸多方面造成了广泛影响。全球有33亿～36亿人生活在高度气候易损的环境中，如果不采取实质性的减排行动，将会使更多易损的国家和人口遭受严重的气候变化损害，这包括一些欠发达的地区可能有一半以上的物种面临灭绝的风险，一些气候易损的沿海地区同时暴露在多种气候变化相关的自然灾害之下。作为气候风险高度暴露的国家，中国在全球气候治理和低碳转型方面做出了实质性的努力，特别是以发展中国家的身份率先承诺了碳中和目标，并制定了一系列**和落实的政策细则，但就实现碳中和愿景而言依然面临巨大的挑战。这些挑战主要包括经济发展与应对气候变化的平衡、有效的政策机制设计和碳中和经济学研究。
　　根据IPCC第六次评估报告，由于人类排放，大气中的温室气体含量持续上升，二氧化碳（CO2）浓度处于200万年来的*高水平，甲烷（CH4）和****（N2O）的浓度也达到80万年来的*高水平；受此影响，当前地球表面的平均温度已较19世纪末（工业革命之前）高出1.1℃，这一升温幅度刷新了过去12.5万年以来的纪录（IPCC，2022）。如果从当下开始并在整个世纪内强化减排，那么全球变暖趋势有望在21世纪中期扭转，并于21世纪末实现《巴黎协定》提出的2℃温控目标。然而，从过去10年的减排行动和升温趋势看，人类正在错过实现1.5℃限温目标的时间窗口。
　　同时，气候损害的显著差异性还可能加剧国家间的经济发展不均衡（Pretis et al.，2018）。整体而言，如果温升水平从2℃翻倍到4℃，未来突发性生态中断的风险将增加6倍以上（由2%增加到15%）（Trisos et al.，2020）。
　　中国是典型的气候易损区域。根据《中国气候变化蓝皮书（2022）》的统计，中国自工业革命以来的升温幅度达到1.61℃，高于同期全球平均水平。同时，中国极端高温、强降水、内涝等极端气候事件发生的频率也偏高。此外，中国较大的人口基数和较高的暴露度也决定了其相对较高的气候易损程度。已有研究表明，若全球温升按当前的趋势延续，到2100年，气候变化将给中国带来4.23%的GDP损失，显著高于美国1%～3%和全球1.3%的损失水平（Duan et al.，2022；Tol，2018）。基于此，我国于2020年9月正式提出了努力争取2060年前实现碳中和目标，并在2022年党的二十大报告中形成了“积极稳妥推进碳达峰碳中和”的基调，同时对“双碳”工作做出系统性安排，这将成为我们应对全球气候治理挑战，全面推动绿色经济高质量发展的行动指南。
　　1.1 中国的碳中和挑战
　　“双碳”目标，特别是碳中和目标的实现，将引领经济社会发展方式的一场大变革，这对当今任何一个国家来说都是一场巨大的挑战。对仍处于工业化和城镇化深入发展阶段的我国而言，这一挑战更大。具体地说，*先，从经济发展水平来看，中国依然是发展中国家，人均GDP水平远低于发达国家，而经济发展水平是减缓和适应气候行动的基础，与发达国家相比，中国有巩固脱贫效果、提高居民医疗水平、改善公共健康等一系列急切的问题要应对。根据Our World in Data以及World Bank的数据做出图1-1～图1-3。从图1-1可以看出，目前中国不仅人均GDP（10204美元）较低，仅为美国（63312美元）的1/6左右，相应地，中国人均碳排放量（7.2t）也不到美国（15.9t）的1/2。此外，中国的人均累积碳排放和人均消费碳排放水平低。如图1-2所示，中国的人均累积碳排放仅为190t，欧盟27国为713t，而美国则高达2025t；从人均消费碳排放看也是美国的排放水平*高，达到15.4t，而相应中国的人均消费碳排放水平仅为2.7t，只达到欧洲平均水平的64%（图1-3）。显然，我国的碳排放属于典型的“生存型”，而欧美早已进入“享受型”和“奢侈型”阶段。因此，如何处理气候治理（碳减排）与社会经济发展间的关系充满挑战。
　　图1-1 人均碳排放与人均GDP的跨国比较
　　图1-2 1900～2020年代表性国家和组织以及全球人均累积碳排放分布
　　图1-3 代表性国家的人均消费碳排放
　　其次，中国的经济发展与煤炭消费的关系紧密，脱钩难度大。一方面，由于我国的能源禀赋以煤为主，以煤电为主体的能源结构长期稳定地支撑着经济的快速发展，发展的惯性将使得这种强关系在未来相当长时期内难以发生根本性改变；另一方面，中国的能源消费体量大，除了水电，其他清洁能源难以在能源供给中扮演实质性角色，而未来这些能源的发展受到资源、资金和技术等多重约束。
　　再次，我国的产业结构依然较重，制造业的规模十分庞大，这一工业体系贡献了接近70%的碳排放，远高于欧美发达国家。由此可见，产业结构转型将是经济脱碳的重要一环，如何推动高质量转型以平衡经济可持续发展和碳减排是一项具有挑战性的工作。
　　*后，中国的排放仍处在上升通道，未来需要在不长的时间内应对碳达峰和碳中和的双重挑战。美国、英国、法国等发达国家的碳排放已达峰，这意味着这些国家有70年左右的时间去实现中和（美国43年，英国69年），而作为发展中国家，中国只有不到30年的时间，个中挑战不言而喻，如图1-4所示。
　　图1-4 典型国家和组织的历史碳排放*线
　　资料来源：Our World in Data，2022年
　　除此以外，中国实现碳中和还面临绿色技术、标准体系、资金、贸易等挑战。绿色技术方面，全球层面围绕碳捕集与封存、氢能等绿色技术等的研发竞赛愈演愈烈，特别是欧美发达国家早已提前部署了技术研发并开展了规模化应用，相较之下，中国整体上起步较晚，所占技术份额不多，创新力度和商业化发展程度均有待加强。这不仅关系到碳中和的技术储备，更影响未来绿色产业升级和能源转型红利的分享。此外，绿色经济转型和低碳产业发展涉及行业认定、市场准入机制发展、标准制定等一系列软技术条件，包括与低碳法律配套、自然资产估值、碳金融市场、环境信息披露、绿色股权融资配比等相关的投融资新规则的制定，而发达国家在这些方面也占据了优势。例如，中美在绿色项目与企业的信息披露机制上的不一致导致中国发行的贴标绿色债券只有约10%符合国际气候债券倡议组织（Climate Bond Initiative，CBI）标准。可以预期，未来围绕着各类绿色技术和低碳标准将展开国际竞争和谈判。
　　资金层面，碳中和进程对先进能源技术的依赖度较高，而这些技术的发展及利基市场的培养离不开大规模投资。除了国内资金，未来的国际资本投资也将偏好于清洁能源、环境保护、生态修复、国土绿化、碳汇开发、节资增效等新兴领域。在此背景下，与碳中和相关的融资、并购、发债等议题也将成为国际金融市场的热点。因此，如何创新政策体系，通过建立先进的投融资机制来吸引国内外投资也是我们不得不面临的挑战。贸易层面，在净零排放和碳中和愿景下，全球贸易格局将在很大程度上面临重塑，包括气候联盟内外经济发展与减排约束的捆绑。具体地，在碳减排约束下，全球供应链、产业链的绿色低碳化转型势头会不断增强，跨国贸易、投资与其他经济活动都将逐步转向在低碳经济体之间进行，原材料生产、加工、运输以及商品贸易的链条也将随之发生改变。同时，与绿色技术、低碳商品相关的贸易壁垒和摩擦可能会增多，如何适应甚至引领以绿色低碳产业为重心的国际经贸新结构将成为碳中和经贸转型的核心工作。
　　1.2 中国的碳中和行动
　　中国一直以来重视经济增长与环境保护的平衡发展，也从政策层面不断推动低碳转型的进程（图1-5）。2008年12月，中国*个官方碳补偿标识—中国绿色碳基金、碳补偿标识发布。2009年3月，国务院总理温家宝在两会中特别强调了要毫不松懈地加强节能减排和生态环保工作 。在随后的11月，温总理进一步主持召开国务院常务会议，研究部署应对气候变化工作，提出了到2020年的温室气体排放控制目标，即“到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%，作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，并制定相应的国内统计、监测、考核办法”。
　　图1-5 中国推进“双碳”目标的政策进程
　　中国历来积极参与全球气候治理行动，特别是在促成颇具影响力的《巴黎协定》的*终达成方面做出了实质性贡献，中国向国际社会提出了2030年前实现碳达峰的庄严控制目标，并作为自主贡献目标的重要组成部分提交给政府间气候变化专门委员会。2021年9月22日，在第七十六届联合国大会一般性辩论上，中国国家主席习近平再次承诺了具有巨大国际影响力的气候目标，即力争在2060年前实现碳中和。这一愿景的提出一方面将减排承诺从短期的2030年延拓到了长期的2060年，与全球净零排放目标保持了高度一致，另一方面也展现了我国不断推进生态文明建设，推动科技创新驱动的高质量经济发展的决心。此后，中国也出台了一系列政策来实质性地推动这一重大长期目标的实现。
　　2021年3月5日，国务院总理李克强在2021年国务院政府工作报告中强调要“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作。制定2030年前碳排放达峰行动方案。优化产业结构和能源结构”。同年的3月15日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，将研究“实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措”作为其中一项重要议题，明确“要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局”，将其定位为“事关中华民族永续发展和构建人类命运共同体”的高度；本次会议还明确了碳达峰、碳中和工作的定位，尤其为在下一个五年计划中做好碳达峰工作谋划了清晰的“施工图”。
　　2021年9月，《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中明确提出，实现碳达峰、碳中和，是着力解决资源环境约束突出问题、实现中华民族永续发展的必然选择，是构建人类命运共同体的庄严承诺。随后，国务院根据《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》精神，印发了《2030年前碳达峰行动方案》，聚焦2030年前碳达峰目标，对推进碳达峰工作做出了总体部署。自此，由碳达峰碳中和指导意见和若干2030年前碳达峰行动方案以及重点领域和行业政策措施及行动组成的“1+N”政策体系初步形成（图1-6）。2022年1月24日，中共中央政治局就努力实现碳达峰碳中和目标进行了第36次集体学习，会议强调要统一思想和认识，扎扎实实把决策部署落到实处。党的二十大报告以“积极稳妥推进碳达峰碳中和”为基调，专节对“双碳”工作做出系统性安排，这是未来我国开展“双碳”工作的行动指南和根本遵循。党的二十大报告再次明确“双碳”工作要“积极”和“稳妥”，意味着实现“双碳”目标已经成为既定战略，接下来的重点是深入思考和系统谋划如何实现碳达峰、碳中和。
　　图1-6 推动碳达峰碳中和行动的“1+N”政策体系
　　通过一系列的政策安排，“双碳”目标取得了显著的实施效果。其一是建立起了推进“双碳”工作的统筹协调机制。在中央层面成立了碳达峰碳中和工作领导小组，国家发展改革委履行领导小组办公室职责，形成了上下联动、统筹协调的工作体系。其二是大力推进产业结构优化升级，包括积极发展战略性新兴产业，着力推动重点行业节能降碳改造，坚决遏制“两高一低”项目盲目发展等。数据显示，2021年我国能耗强度下降了26.4%，碳排放强度下降了34.4%，水耗强度下降了45%，同时主要资源产出率提高了58%（与2012年相比）。其三是提出了稳妥有序推进能源清洁化转型的思路。立足以煤为主的基本国情，大力推进煤炭清洁高效利用，实施煤电机组“三改联动”，并规划在沙漠、戈壁、荒漠地区建设4.5亿kW的大型风电光伏基地。其四是推进工业、建筑、交通等重点行业的低碳转型。“十四五”期间，产业结构与用能结构优化取

目录
序
前言
第1章 碳中和与经济学挑战1
1.1 中国的碳中和挑战2
1.2 中国的碳中和行动4
1.3 碳中和经济学研究7
第2章 社会经济视角下的碳中和研究10
2.1 研究背景10
2.2 方法介绍12
2.3 主流研究分析18
2.4 见解和影响讨论24
2.5 气候经济研究：多模型比较分析25
2.6 多模型集成研究的扩展分析36
2.7 总结和讨论40
第3章 气候变化对中国经济的影响43
3.1 研究背景43
3.2 实证方法框架46
3.3 回归模型47
3.4 数据和描述性统计48
3.5 研究结果与分析51
3.6 稳健性检验64
3.7 气候变化影响的机制分析67
3.8 气候损失预测70
3.9 总结与讨论72
第4章 平衡中国的气候损害和碳减排成本76
4.1 研究背景76
4.2 模型介绍78
4.3 情景设计80
4.4 结果展示与分析81
4.5 总结与讨论88
第5章 中短期气候政策对区域经济的影响90
5.1 研究背景90
5.2 模型理论与方法92
5.3 情景设计95
5.4 模拟结果与分析98
5.5 总结与讨论107
第6章 中长期气候目标下中国的碳中和挑战109
6.1 研究背景109
6.2 多模型比较框架111
6.3 1.5℃目标和中国的排放预算115
6.4 多模型比较分析116
6.5 能源转型与脱碳挑战124
6.6 经济影响综合评估128
6.7 总结与讨论130
第7章 迈向碳中和：路径选择的跨模型评估132
7.1 研究背景132
7.2 多模型分析框架133
7.3 研究结果与分析135
7.4 迈向碳中和过渡路径的可行性143
7.5 总结与讨论145
第8章 迈向碳中和：技术依赖与选择的不确定性146
8.1 研究背景146
8.2 研究模型与方法148
8.3 研究结果与分析149
8.4 技术选择下的政策影响分析156
8.5 总结与讨论157
第9章 碳中和中期目标：政策协同效应评估158
9.1 研究背景158
9.2 模型与方法160
9.3 政策设计与基本假设161
9.4 模拟实施与结果162
9.5 总结与讨论167
第10章 碳中和中期目标：*优的气候政策选择170
10.1 研究背景170
10.2 理论发展与模型构建172
10.3 数据处理及情景设计177
10.4 模拟结果和分析180
10.5 火力发电技术进步的敏感性分析186
10.6 总结与讨论190
第11章 碳中和下*优的减排与适应战略193
11.1 研究背景193
11.2 模型与方法195
11.3 数据、参数与模型校准198
11.4 结果展示与分析201
11.5 关键结果的可靠性分析208
11.6 总结与讨论211
第12章 实现碳中和目标的技术经济路径：国家尺度212
12.1 研究背景212
12.2 技术扩展的综合评估模型213
12.3 数据及处理217
12.4 结果和分析218
12.5 总结与讨论227
第13章 实现碳中和目标的技术经济路径：城市尺度230
13.1 研究背景230
13.2 已有研究评述231
13.3 研究模型及方法234
13.4 指标与数据处理241
13.5 中国大中型城市减排潜力实证分析242
13.6 典型城市的低碳转型路径分析247
13.7 总结与讨论253
第14章 矿产资源约束下的碳中和路径重构256
14.1 研究背景256
14.2 模型与方法258
14.3 数据处理与情景设计与方法263
14.4 清洁能源转型驱动的矿产需求270
14.5 中国关键矿产的产量预测278
14.6 中国清洁能源转型路径再评估279
14.7 国际矿产贸易的角色285
14.8 中国能源清洁化转型路径重构288
14.9 总结与讨论297
附录299
附录1 模型缩写及全拼299
附录2 IAM信息汇总表300
附录3 气象指标及其处理表302
附录4 地域城市的缩写表302
附录5 中国经济区域的划分表305
附录6 中国地理区域的划分表305
附录7 多区域动态CGE模型描述详情306
附录8 CE3METL模型简介313
参考文献317