城市低碳之路 | 上海如何实现碳达峰？

张 哲1 任怡萌2 董会娟3*

（1.上海交通大学 中英国际低碳学院；2.中国人民大学 统计学院；3.上海交通大学 环境科学与工程学院）

城市是人类生活主要的空间载体和温室气体主要的排放源，中国70%的碳排放来自城市，到2030年这一比例还将升至80%。尤其随着城市化进程的加快，城市碳排放减排和达峰控制对我国的达峰目标的实现将发挥越来越重要的作用。目前，北京、上海、天津、深圳及广州等低碳试点城市已经公布碳排放达峰时间。上海作为引领我国城市发展的超大型城市典型代表之一，其能源消费和碳排放也遥遥领先，其已提出2025年全市的碳排放总量与人均碳排放达到峰值。为了预测上海能否实现达峰目标，本文采用STIRPAT模型探究上海市未来发展总体形势，分析其现有政策下和更低碳政策下碳排放的达峰情况，并提出其碳减排和达峰路径相关政策建议。此外，判断上海在2025年是否可以达峰，也可为全国其他省市“十四五”期间乃至更长一段时间做好低碳减排工作和推动碳排放达峰提供参考。

在2015年巴黎气候变化大会上，中国政府提出“2030年前后碳排放达到峰值并加快实现”等一系列新阶段目标。城市是能源资源消耗和碳排放的集聚区域，推动城市低碳发展成为各国面临的共同挑战。采用STIRPAT模型，探究上海市过去20年发展总体形势，分析碳排放影响因素，判断上海在2025年是否可以达峰。结果表明：无论基准情景还是超低碳情景，上海市在2025年之前达峰的目标均可以实现。在对上海市碳排放各影响因素中，城市化率对其影响最大，其次是人均GDP水平。

碳排放达峰研究主要集中在2个方面：1)碳排放究竟会不会达峰以及达峰相关理论问题；2)具备什么条件才能出现峰值以及如何预测具体峰值问题。

总体而言，针对国内省市碳排放达峰的研究方法大多是LEAP模型和STIRPAT模型分析，其参数设置均有不同，预测结果也不尽相同。在模型预测中，参数设置对结果的影响十分重要。在已有研究中，大部分的参数设定是根据历史增长率推算的，其误差较大。因此，本文将采用STIRPAT模型预测上海市碳排放达峰情况，并根据上海市所颁布的相关政策文件设定相应参数，减少误差。

STIRPAT(stochastic impacts by regression on population, affluence, and technology，可拓展的随机性的环境影响评估)

其中:P为人口规模；A为人均富裕程度；T为技术水平；a为人口规模系数；b为人均富裕程度系数；c为技术水平系数；e为随机环境误差。因变量I为环境影响程度，如CO2排放量，该模型是STIRPAT方程的随机形式，可对各因素对环境造成的非比例影响进行研究(表2)。除上述自变量外，其他可以对环境造成影响的因素也可引入该模型进行扩展，从而分析其对环境的影响。本文选取人口总量(P)、人均GDP(A)、城市化率(U)、能源强度(T)、能源结构(F)和产业结构(C)6项因素作为自变量对STIRPAT模型进行扩展，得到扩展后的模型见式(1)。

已有关于碳排放影响因素的研究发现，使用STIRPAT模型时，选取的自变量之间可能存在一定程度的相关性，如果直接建立多元线性回归模型，则可能会产生多重共线性的问题，导致普通最小二乘法无法求解的情况。为解决这一问题，本文使用偏最小二乘法(PLS)进行回归分析。

6)产业占比。产业结构升级是经济增长的原因，也是碳排放增长的原因。目前上海市第三产业占比在70%以上，并且呈逐渐增长趋势，2015—2019年第三产业占比年均增长1.2百分点。

原始指标的Pearson相关系数矩阵如表4所示。可以看出，大部分指标之间存在高度相关性。其中，人均GDP和人口数的相关系数高达0.96，城市化率与能源强度和人口之间的相关系数绝对值也超过0.86。由于各个变量之间的相关性较强，可以使用主成分分析提取主成分。

根据设置的2种不同情景，2018—2035年上海市碳排放如图2所示。《城市达峰指导手册》中指出：城市碳排放达峰不仅仅指某一年碳排放达到峰值，而是城市的碳排放量出现持续稳定下降。在基准情景下，上海市2018—2024年一直处于平台期，碳排放在小幅度波动变化，维持在19500万t左右，在2024年达到峰值，为19671.96万t。在2025年后，排放量开始有大幅度下降，在2035年降至17546万t。在超低碳情景下，上海市在2022年达到峰值，为19506.48万t。2022年之后，排放量开始下降，在2035年降至16122万t。超低碳情景在2035年比基准情景少排放1424万t。基准情景和超低碳情景下，上海市均会在2025年之前达峰，碳排放峰值不超过2亿t，之后均开始有大幅度下降。

人均GDP是影响上海市碳排放的另一个重要因素，人均GDP每提高1%，则碳排放平均增长0.68%。人均收入水平对应富裕程度，通常富裕程度高的城市在基础设施建设和交通等方面比富裕程度低的城市消耗的资源和能源更高，产生环境效应影响压迫更大，因此碳排放量也更高，但在发达国家城市存在截然不同的情况。2020年由于受新型冠状病毒肺炎疫情的影响，GDP增速会有所降低，人均收入随之降低，导致在情景预测下，2020年碳排放比2019年有轻微下降。之后GDP增长回归正常涨幅，碳排放将在2021年有所回升。

基准情景均是参照上海市目前推行的政策文件内容所设置的，2025年之前碳排放达峰的目标是可以实现的。对于现有的政策文件，如《上海市城市总体规划(2017—2035)》《上海市能源发展“十三五”规划》等。对于人口、能源结构和能源强度等指标，需按照文件要求必须严格执行并落实。在完成度较好的情况下，可以加强该指标设定，力求实现上海市尽早达峰。

从上海市历史排放来看，城镇化进展对上海市的碳排放影响较大。需进一步完善城市低碳化整体规划，不断加大财政投入与政策扶持，探索低碳城镇化的新路径。避免传统“摊大饼”式城市发展思路，建设低碳环保城市，摒弃高碳排的城镇化道路。这样才保证上海市碳排放达到峰值，甚至提早达峰。