脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题_黄鲁成.pdf

第23卷 第2期2023年2月创新科技Innovation Science and TechnologyVol.23 No.2Feb.2023收稿日期：2022-12-05作者简介：黄鲁成（1956），男，博士，教授，博士生导师，研究方向：科技创新；郭鑫（1995），女，博士研究生，研究方向：科技创新；苗红（1977），女，博士，副教授，研究生导师，研究方向：科技创新；林昭颍（1998），女，硕士研究生，研究方向：科技创新。本文通信作者为苗红。脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题黄鲁成1，2，郭 鑫1，苗 红2，林昭颍2（1.哈尔滨工程大学经济管理学院，黑龙江哈尔滨150001；2.北京工业大学经济与管理学院，北京100124）摘要：随着“双碳”目标的确立，脱碳成本研究日渐成为理论与实践关注的焦点。目前我国对脱碳成本的研究还比较薄弱，主要限于边际减排成本、脱碳路径以及具体脱碳技术的研究，关于脱碳成本研究态势、热点问题和新兴主题的系统分析尚未见到，而其对于贯彻落实中央提出的“节约优先原则、科学评估和有效控制脱碳成本”部署要求，具有重要的现实意义。首先，以Scopus数据库为数据来源，在标题、摘要、关键词中检索含有“脱碳”的文献，对6 132篇初始文献进行数据清洗、筛选、整理后，得到648篇文献；根据优化后的数据集对脱碳成本研究态势进行量化分析，主要从脱碳成本研究发文趋势、脱碳成本研究发文学科分布、脱碳成本研究发文期刊分布、脱碳成本研究高被引论文等4个方面把握脱碳成本研究基本态势；同时，主要从国别影响力、期刊影响力、作者影响力等3个方面分析脱碳成本研究的影响力。其次，采用文本聚类和文献阅读方法，分析识别了脱碳成本研究的5个热点领域，分别为：脱碳成本评估方法改进研究；市场机制对脱碳成本影响的评估；政策策略对脱碳成本影响的评估；技术及创新对脱碳成本的影响研究；不同行业领域的脱碳成本控制途径研究。最后，依据最新研究文献，在“关注度”和“新颖度”基础上进行战略坐标分析，识别出脱碳成本研究的5个新兴主题，分别为：强调跨部门耦合以降低能源系统脱碳成本；探索储能技术的多元互补策略；强调数字化对脱碳成本控制的重要作用；重视对脱碳软成本的研究；重视探索氢气、氨气等能源载体的规模化应用。在此基础上，为我国开展脱碳成本研究与脱碳成本控制实践提出了5个建议：完善脱碳成本评估方面的研究；脱碳成本控制需要依靠脱碳技术及创新；进一步加强政策工具和市场工具的协同作用；构建数字化与脱碳成本的系统化框架；推动储能系统多元化、创新组合。关键词：脱碳成本；研究态势；研究热点；新兴主题中图分类号：F204；F202文献标志码：A文章编号：1671-0037（2023）2-1-21DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2023.2.0010引言2015 年，联 合 国 气 候 变 化 框 架 公 约（UNFCCC）各缔约方一致通过了 巴黎协定，呼吁采取行动，将全球平均气温较前工业化时期上升幅度限制在2以内，并且努力将温度上升幅度限制在1.5以内 1。2020年，中国政府承诺在2030年前实现碳排放达峰，2060年前实现碳中和 2。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 提出，坚持系统观念，处理好发展和减排的关系，坚持节约优先等原则。碳中和需要投入大量资源，如何处理好发展与减碳 科学学理论与方法 2第23卷创新科技的关系？在低碳约束的条件下，如何避免“运动式”减碳，实现碳中和与经济发展协同共进？对脱碳成本进行科学评估和有效控制是重要抓手。脱碳成本是碳中和过程中资源投入的货币化、对象化。根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）对碳中和的定义，碳中和也被称为净零排放，它是指在特定的时间内，人为的二氧化碳排放量与二氧化碳去除量相等的状态3。因此，碳中和包括减少排放量的活动和去除二氧化碳的活动，两个方面的活动都需要投入资源。碳中和这种特性也决定了脱碳成本不能简单地与减排成本画等号，因为脱碳包括减排，但又不限于减排，还包括负碳技术的应用。目前我国对脱碳成本的研究还比较薄弱，主要限于边际减排成本、脱碳路径以及具体脱碳技术的研究。在CNKI数据库中对“脱碳成本”进行关键词检索，仅检索出2篇文献（检索时间：2022年5月23日）。其中，面向碳中和的脱碳成本控制：优化创新与政策4一文，阐述了依靠科技创新控制脱碳成本的科学性和必要性，提出了依靠科技创新控制脱碳成本的优化路径和政策优化路径；碳中和技术经济学的理论与实践研究5一文，研究了关于脱碳成本曲线模型的设定问题。而在 Scopus数据库中检索到的文献数量呈显著增长趋势。因此，系统分析脱碳成本研究态势、研究热点和新兴主题，对于贯彻落实中央提出的“节约优先原则、科学评估和有效控制脱碳成本”部署要求，具有重要的现实意义。由此确立本文主要研究内容（主要围绕成本评估、成本控制展开）：首先，以Scopus数据库为数据来源，对脱碳成本研究进行量化分析，把握脱碳成本研究基本态势。其次，采用聚类分析与文献阅读方法，识别脱碳成本研究的5个热点领域。最后，依据最新研究文献，在“关注度”和“新颖度”基础上进行战略坐标分析，识别脱碳成本研究的新兴主题。在此基础上，为我国开展脱碳成本研究与脱碳成本控制实践提出建议。1数据采集及研究方法1.1数据采集首先，以Scopus数据库为数据源，在标题、摘要、关键词中检索含有“脱碳”的文献，检索词见图1，得到文献6 132篇（检索时间：2021年8月16日）。其次，对6 132篇文献进行过滤：一是识别出6 132篇文献的全部关键词，共计158个；二是从 158 个关键词中识别出与成本相关的关键词（CostCost AnalysisCostbenefit AnalysisCost EffectivenessCostReductionCost ReductionCost-benefitAnalysis），并以此对6 132篇文献进行过滤，筛选出716篇含有“脱碳成本”关键词的研究文献。最后，“脱碳”中的“碳”是指涉及气候变化或能源系统的“二氧化碳”，不是材料加工中改变材料性能的“碳元素”。据此对选择的716篇文献进行再次筛选，最终剩余648篇文献。所选文献并未对“脱碳”与“减排（减少二氧化碳排放）”区别定义，在很多情况下是混用的。IPCC术语表也仅对“脱碳（Dicarbonization）”进行了解释，没有对“减排”进行解释。2014年版IPCC报告指出，脱碳是国家或其他实体旨在实现低碳经济的过程，或个人旨在减少碳消费的过程 6。2018年版IPCC报告指出，脱碳是国家、个人或其他实体旨在实现化石碳零存在的过程，通常指的是与电力、工业和运输相关的二氧化碳排放的减少 2。还有研究认为，脱碳技术通常包括零碳技术、减碳技术和负碳技术 4。据此，本文认为，脱碳包括减排，减排（碳）技术是脱碳技术的一部分，减排技术通常不包括负碳技术，而负碳技术是脱碳的重要支撑。故后续脱碳成本研究（评估）论述中包括减排成本内容。1.2分析方法及过程首先，基于文献计量法分析脱碳成本研究态势，主要包括文献发文趋势分析、学科分布分析、发文期刊分布分析、高被引论文分析和脱碳成本研究影响力分析等；其次，利用Citespace工具基于文献共被引进行聚类分析和阅读梳理，识别脱碳成本研究热点；最后，采用共词矩阵（Bibcomb）构建脱碳成本研究战略坐标，识别近3年脱碳成本研究的新兴主题。具体研究过程如图2所示。2脱碳成本研究态势本部分主要从脱碳成本研究的发文趋势、发文学科分布、发文期刊分布以及高被引论文等4个方面把握脱碳成本研究基本态势。2.1脱碳成本研究发文趋势在图3中，统计了脱碳成本研究相关文献的发表趋势。脱碳成本研究始于1995年发表的第2023年第2期3图1数据集检索及筛选过程资料来源：作者整理。“(TITLE-ABS-KEY(decarbonization)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonisation)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonizing)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonze)OR TITLE-ABS-KEY(de-carbonization)AND TITLE-ABS-KEY(climate changeOR emission)”“(TITLE-ABS-KEY(decarbonization)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonisation)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonizing)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonze)ORTITLE-ABS-KEY(de-carbonization)ANDTITLE-ABS-KEY(climatechangeORemission)AND(LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Costs)ORLIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Effectiveness)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Benefit Analysis)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,CostAnalysis)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Reduction)AND(LIMIT-TO(LANGUAGE,English)”(TITLE-ABS-KEY(decarbonization)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonisation)ORTITLE-ABS-KEY(decarbonizing)OR TITLE-ABS-KEY(decarbonze)OR TITLE-ABS-KEY(de-carbonization)ANDTITLE-ABS-KEY(climatechangeORemission)AND(LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Costs)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Effectiveness)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Benefit Analysis)OR LIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Analysis)ORLIMIT-TO(EXACTKEYWORD,Cost Reduction)AND(LIMIT-TO(LANGUAGE,English)AND(EXCLUDE(SUBJAREA,CHEM)OR EXCLUDE(SUBJAREA,CENG)OR EXCLUDE(SUBJAREA,MEDI)OR EXCLUDE(SUBJAREA,BIOC)OR EXCLUDE(SUBJAREA,PSYC)OR EXCLUDE(SUBJAREA,IMMU)Scopus 数据库检索第一次筛选：获得6 132篇文献第二次筛选：获得716篇文献第三次筛选：获得648篇文献识别与成本相关的关键词排除不相关学科的数据图2研究框架资料来源：作者整理。研究内容Scopus 数据库研究结果研究态势研究热点新兴主题发文趋势发文学科分布发文期刊分布高被引论文国家影响力期刊影响力作者影响力脱碳成本研究热点以“关注度”和“新颖度”为指标的新兴主题共词矩阵构建战略坐标分析热点主题词聚类阅读梳理Citespace文献计量Histcite引文分析脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题数据处理与分析黄鲁成，等：脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题4第23卷创新科技图3脱碳成本研究发文趋势图资料来源：作者整理。起步期发展期文献数量（篇）1751501251007550250199519971999 200120032005200720092011201320152017 2019 2021年份一篇脱碳成本研究文献。2015年可以被看作脱碳成本领域研究的转折点，发文量开始呈现显著增长的趋势，这与 2015 年各国签署 巴黎协定有关。2020年发文量达到161篇（2021年为不完整数据）。从1995年至今，脱碳成本研究大致可以分为两个阶段：起步期（19952015年），这一阶段发文数量少，尤其是 19952011 年，年发文量在 01 间波动。发展期（2016 年至今），这一阶段发文数量增长迅速。这是因为2015年各国签署的 巴黎协定 开启了全球气候治理的新进程，允许各国基于各自能力，制定符合本国国情和自身发展阶段的“国家自主决定的碳减排贡献”目标（NDC）；同时也与气候的变化、应对气候变化的成本上升、国家政策重视等密切相关。2.2脱碳成本研究发文学科分布分析某个主题期刊论文的学科分布情况，可以反映出这一主题在某个学科中的研究进展。图 4统计了不同学科领域脱碳成本研究的发文量。从图中可以看出，脱碳成本研究的大多数文献属于能源（Energy）、环境科学（EnvironmentalScience）以及工程（Engineering）领域；除此之外，数学（Mathematics），商业、管理和会计（Business，Management and Accounting），经济学、计量经济学 和 金 融（Economics，Econometrics and Finance），社会科学（Social Sciences）等领域也发表了一定数量的相关文献。其中，数学领域主要关注脱碳成本控制建模层面的问题（如投入产出分析、MCEE模型等），商业、管理和会计领域关注脱碳方法的技术经济评估问题，经济学、计量经济学和金融领域侧重于探索各种线性规划模型在脱碳成本控制中的应用问题，社会科学领域侧重于关注能源、环境层面的可持续性因素问题。2.3脱碳成本研究发文期刊分布分析发文期刊分布可以了解脱碳成本相关研究论文主要发表在哪些期刊上，有助于快速了解研究动态。发文总量前五位的期刊以及期刊发文侧重点如表1所示。图5绘制了发文量TOP10期刊的发文趋势，可以看到：除了Energy Policy，其余9本期刊发文数量的激增始于2013年，与总趋势保持一致；Applied Energy在2017年发文数量攀至TOP1，并持续保持到 2020年；大多数期刊在 2020年的发文量都达到了峰值（由于2021年是不完整数据，暂时不做分析）。根据各期刊的发文趋势可知，近年来脱碳成本研究的关注度急剧上升。2.4脱碳成本研究高被引论文分析利用 Histcite 工具分析 648篇文献的引用关系，在 Histcite 的主界面“Tools”中点击“GraphMaker”，即可制作引文编年图。本文首先对6482023年第2期5图4脱碳成本研究的不同学科发文量资料来源：作者整理。Agricultural and Biological SciencesMaterials ScienceComputer SciencePhysics and AstronomyEarth and Planetary SciencesSocial SciencesEconomics,Econometrics and FinanceBusiness,Management and AccountingMathematicsEngineeringEnvironmental ScienceEnergy0100200300400500600来源出版物Applied EnergyEnergy PolicyEnergyEnergiesJournal of Cleaner Production文献/篇7965524827发文侧重点（主要关注点）脱碳成本建模和预测、保护策略以及能源政策对环境、社会和经济的影响，包括减缓气候变化和减少其他环境污染等相关问题能源和环境监管、能源供应安全、能源服务的质量和效率、基于市场的脱碳方法和/或政府干预的有效性、技术创新和传播能源分析、能源建模和预测、综合能源系统、能源规划和能源管理能源供应、转换、调度和最终使用的一般领域相关的科学研究、技术开发、工程政策和管理研究清洁生产、环境和可持续性研究与实践表1脱碳成本研究发文期刊TOP5及期刊发文侧重点图5脱碳成本研究期刊发文趋势资料来源：作者整理。文献数量（篇）30201001996199820002002200420062008201020122014201620182020 2022Applied EnergyEnergiesEnergyEnergy PolicyJournal of Cleaner ProductionEnergy ProcediaJoule年份Renewable and Sustainable Energy ReviewsEnergy EconomicsInternational Journal of Hydrogen Energy发文量（篇）黄鲁成，等：脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题6第23卷创新科技篇文献记录进行LCS数值高低排序，再选择前30条记录绘制引文编年图。图6中每个方框代表一篇文献，方框的大小反映文献的被引频次，方框之间的箭头代表文献间的引用关系，图中连线的密集程度也可以反映该领域研究的热度7。图6中呈现了一条很明显的引证关系链，这条引证关系链由文献节点 60、37、67、163、43、115、36、98 等共计 8 篇文献组成。文献 60 是Filipa Amorim 等于 2014 年发表的关于葡萄牙2050年电力脱碳路径的讨论研究8；文献 37、67则讨论了欧盟的电力系统脱碳路径9-10；文献163总结了低碳政策对欧洲电力部门脱碳的重要程度11；文献43基于PRIMES能源系统模型量化了欧盟到2050年的脱碳成本12；文献115探索了碳定价对加拿大某省脱碳减排的影响13；文献36分析了在各种政策和成本情景下北美西部的最低成本发电、存储和输电容量扩展问题14；文献98探索了美国西部电力协调委员会电力系统的运营、平衡要求和成本15。从以上引证关系链可以看出，最核心的研究源于欧洲和美国等发达国家或地区，研究重心侧重于对电力部门脱碳成本的控制。被引次数最多的文献是60、88、98。文献60强调在能源系统建模中开放系统的重要作用，而开放系统中最重要的成本是相对于封闭系统场景的燃料成本和运维成本。这意味着，由于未来的燃料成本更加不确定，因此在集成系统中可以实现更低的成本风险控制8。文献88强调了不确定性对实现减排目标的影响，以及足够的价格信号对于确保对低碳能源体系投资的重要性；还强调了电力系统在转型中的重要性以及关键低碳技术的重要性，这些技术极大影响了转型的成本16。文献98重点针对储能技术的成本效益分析模型进行了改进，弥补了以往研究未考虑存储和没有存储的系统之间运营成本的差异这一不足之处15。3脱碳成本研究影响力分析“影响力”反映了脱碳成本研究的质量和水平，主要包括国别影响力、期刊影响力、作者影响力。关于影响力的测度，在征求专家意见的基础上，选取发文量、被引量、年平均被引量等3个衡量指标，分别赋予其0.3、0.4和0.3的权重。具体计算公式如下所示：Ini=0.3 SAi+0.4 SCi+0.3 SAVCi（1）其中，In为影响力综合得分，SA为发文量得分，SC为被引量得分，SAVC为年平均被引量得分（i=1，2，3，4，5）。3个指标的得分根据总量排名确定，总量排名第一位得分为5分，排名第二位得分为4分，然后以此类推。3.1国别影响力分析脱碳成本研究国别影响力分析是在发文与引文基础上，对相关国家发表的有关脱碳成本研究的文献数量和质量进行的综合评价，并用气泡图表示（见图7）。气泡图横坐标为发文量数量指标，纵坐标为发文被引量质量指标，气泡半径为年平均被引量。从“气泡”位置看，右上方代表影响力较高，左下方代表影响力较低。从图6脱碳成本研究核心文献的引文编年图（Histcite导出）资料来源：作者整理。2003（6）2005（3）2008（1）2009（5）2012（14）2013（9）2014（18）2015（23）2016（35）2017（56）2018（81）2019（96）34883760122143247163210288115982503426736293211101972535948537086161372023年第2期7图7脱碳成本研究国别影响力（TOP5）资料来源：作者整理。5 0004 5004 0003 5003 0002 5002 0001 5001 0005000被引量（次）020406080100120140160ItalyChinaGermanyUKUS发文量（篇）图8脱碳成本研究期刊影响力（TOP5）资料来源：作者整理。2 0001 8001 6001 4001 2001 0008006004002000被引量（次）发文量（篇）020406080100Journal ofCleanerProductionEnergyEnergiesApplied EnergyEnergy Policy“气泡”大小看，相同位置上“气泡”大代表影响力较高，“气泡”小代表影响力较低。在“气泡位置”和“气泡大小”关系上，前者具有优先性。采用式（1）的综合影响力测度方法，通过测算得到，脱碳成本研究国别影响力由高到低排序依次是（括号内数字是影响力综合得分）：英国（5）、美国（4）、德国（3）、意大利（2）、中国（1）。这表明：英国在脱碳成本研究领域中具有较高的影响力，在该领域内研究成果多且受到了广泛的关注；美国的发文量仅次于英国，其影响力与英国旗鼓相当；意大利和中国的综合影响力较弱，德国居中。3.2期刊影响力分析分析脱碳成本研究期刊影响力时，本文仍采用式（1）的测度方法以及气泡图示法。发文总量排名前五位期刊的发文量、被引量以及年平均被引量如图8所示。通过测算得到，脱碳成本研究期刊影响力由高到低排序依次是（括号内数字是影响力综合得分）：Applied Energy（5）、EnergyPolicy（4）、Energy（3）、Journal of Cleaner Production（1.7）、Energies（1.3）。其中，影响力最高的期刊是 Applied Energy，发文量和被引量均最高；Energy Policy次之；Journal of Cleaner Production的发文量虽然居于第五位，但其被引量远远高于Energies，影响力综合得分位居第四。3.3作者影响力分析分析脱碳成本研究作者影响力时，还是采用前述方法，结果如图9所示。综合影响力排名前五位的作者分别是（括号内数字是影响力综合得分）：Strachan N（3.95）、Gambhir A（3.25）、Shah N（2.55）、Hawkes A（1.95）、Strbac G（1.9）。其中，影响力最高的作者是伦敦大学学院的 Neil Strachan，发文量也位列第8名（共计7篇），可以看出，该作者在脱碳成本研究领域的活跃度极高；研究兴趣围绕能源环境经济建模、情景和转换路径的量化以及能源经济学和政策中的跨学科问题展开。影响力第二的作者是伦敦帝国理工学黄鲁成，等：脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题8第23卷创新科技院的Ajay Gambhir，其在该领域发表了7篇文献，使用国家、区域或全球范围内的能源系统模型来绘制潜在的低碳转型路径，特别关注降低低碳技术成本的过程，从而使它们的部署更具成本效益，同时探索低成本太阳能光伏组件生产的制造创新、储能创新以及借助太阳能光伏和电池的农村电气化。影响力第三的作者是 NikhikumarShah，来自阿尔斯特大学，是发文量最高的作者，在脱碳成本研究领域共计发文12篇；研究主要围绕热脱碳的方法和技术展开，较为重视碳捕获和储存（CCS）技术的应用，研究领域涉及热泵、供热和制冷、建筑节能成本问题等。影响力第四的作者是伦敦帝国理工学院的Adam Hawkes，该作者与伦敦帝国理工学院的Avinash Vijay在脱碳成本研究领域的合作文献共计4篇，主要通过能源系统建模（优化、模拟、预测）对可持续能源转型成本进行定量评估。影响力第五的作者是伦敦帝国理工学院Goran Strbac等的研究团队，其致力于降低脱碳成本的创新研究，关注电力系统建模、电力系统分析以及分布式发电在脱碳领域的应用。4脱碳成本研究热点主题热点主题是指持续不断的研究主题。在对所获取文献的标题、摘要和全文进行筛选的基础上，利用Citespace进行关键词共现分析和聚类分析，整理归纳后识别出下列5个脱碳成本研究热点主题。4.1脱碳成本评估方法改进研究Marginal Abatement Cost（MAC）曲线是脱碳成本评估的重要方法。改进研究是针对MAC曲线存在的问题所展开的研究。有些研究取得了比较好的进展，有些研究需要继续开展深入探索。4.1.1如何解决脱碳（减排）措施间、部门间相互作用的问题。一众研究通过分解分析将脱碳选项与碳减排成本进行了关联。Jan17在考虑整个能源供应链以及能源系统内的相互联系和相互依赖的情况下，推导出运输部门（混合动力电动汽车）温室气体排放的边际减排成本曲线，该曲线直观地反映了不同边际减排措施之间的替代效应。这种方法可以转移到其他经济部门以及世界其他区域，以制定出具有成本效益的温室气体减排战略。Eory等18于2015年在评估英国温室气体减排潜力中采用了“相互作用因子概念”，以解决减排措施的相互作用问题：当实施第一种措施后，用相互作用因子修正其他措施的减排潜力；然后选择第二种措施，并对所有措施重复上述过程。因此，相互作用因子反映的是一项措施实施后，随之发生的其他各项措施减排潜力的变化，而不是两项措施合并后减排潜力的变化。Dunant等19提出了一种新颖的、透明的方法来建立边际减排成本曲线，从而可以比较脱碳（减排）成本和潜力。这一曲线较现有方法有所改进，因为它可以对同时采取的脱碳（减排）措施进行分析，并考虑措施之间的相互作用，探讨成本不确定性问题。该方法被应用于建立第一个自底向上的边际消减成本曲线，以提高英国钢材的材料效率，进而减少排放。但是，新方法相比传统方法需要更多的数据需要物质流图来评估脱碳（减排）措施之间的相互作用，并且获取图9脱碳成本研究作者影响力（TOP5）资料来源：作者整理。468101214发文量（篇）2520151050被引量（次）Gambhir AStrachan NHawkes AShah NStrbac G2023年第2期9这些数据可能很费时间，具有不确定性。Fellmann等20以部分均衡模型为基础，构建了一个连贯的框架，以评估独立措施与综合措施、综合措施与区域措施之间的差异，但该研究未考虑市场环境因素的影响。Baccour等21针对考虑和不考虑措施之间的相互作用及其交易成本的几种情景，依据MAC曲线研究了脱碳（减排）措施的潜力和成本效益；在考虑了各项措施之间相互作用的情况下，评估确定了不同措施组合的环境和经济效益；将此方法应用于农林领域后发现，措施之间相互作用降低了脱碳（减排）潜力并使措施的成本效益恶化。Prina22等采用自下而上的能源系统模型，将 EnergyPLAN 软件和爬坡算法相结合，提出了EPLANoptMAC模型驱动的MAC曲线生成优化方法。该方法解决了模型驱动的MAC曲线无法实现部门耦合与时间的高分辨率问题。然而，该算法也存在一定的局限性：爬坡优化算法存在陷入局部极小值的可能性；静态或短期模型未考虑整个过渡过程，而是着眼于未来的目标年份，导致很难在研究中讨论时间依赖的现象。Kesicki等23通过使用能源系统模型来捕获脱碳（减排）措施间的相互作用，并评估与其他部门并行的住宅部门的脱碳（减排）成本和潜力。4.1.2如何解决模型驱动的MAC曲线缺乏技术经济细节的问题。Kesicki24将能源系统建模（MARKAL）、分解分析和不确定性分析相结合，提出了一种生成MAC曲线的新方法。它依赖于系统模型与减排措施的单项评估，并反映跨时期、跨部门在能源系统中的交互；与以前基于模型的减排曲线相比，该方法能够将减排量归因于不同的减排措施。该方法将系统模型考虑交互作用的优点和专家判断的技术细节优点相结合，较好地弥补了模型驱动的MAC曲线和专家驱动的MAC曲线存在的不足。但该分析方法仅被应用于英国交通部门，且局限于能源系统内的直接成本，未能阐述微观经济和宏观经济的相互作用，也未能考虑减少二氧化碳产生的辅助效益对成本的影响；仅考虑了价格这一不确定性因素，技术学习和市场潜力的因素未考虑。针对上述研究的不足，Yue 等25从全系统角度研究了MACC（边际减排成本曲线），重点关注所有缓解措施的技术细节，建立了基于 TIMES 模型的MACC，进而捕获了更多的技术经济细节，并以综合的方式考虑了整个时间范围内所有部门的减排方案，具有高粒度性；还考虑了脱碳（减排）措施组合中不确定性的影响；利用分解分析，确定了关键脱碳（减排）技术，将其分为弹性技术（成本效益高）、临界点技术（高边际减排成本）和利基技术（需要进一步降低成本以增强竞争力），并根据其成本效益进行排序，直观地反映了技术渗透与边际减排成本增加之间的关系，也反映了技术之间的相互作用。该研究相比Fabian24的研究有新的发展。Fellmann等26认为，只关注单项的MAC曲线可能会导致对脱碳（减排）潜力的过高估计。相反，在单项和聚合的MAC中被划分为相对较高成本的措施不应被丢弃，因为它们在某些区域仍然具有成本效益。为此，作者应用了部分均衡模型来表示从自底向上（单项减排措施）和自顶向下（组合减排措施）两种方法衍生出来的能展现技术细节的边际减排曲线，而且所采取的建模方法明确考虑了除盈利能力和利润最大化以外的影响农民采用减排技术的相关因素。Wing等27提出了一个整合自下而上边际减排成本曲线、部分均衡技术经济模拟和分析一般均衡模型的理论框架，该框架将能源效率改进方面自下而上的技术细节纳入一个简单且易于校准的经济模型，其模拟结果使技术部署政策的经济机会成本和环境效益一览无余。Weitzel等28将高度技术细节嵌入到全球模型中，提出了一个框架，将自下而上的末端减排成本信息集成到CGE模型中。4.1.3如何解决共同效应和附带效益的问题。He等29计算了24种不同措施的大气污染物综合协同减排指标（ICER），采用共控效应坐标系统、共控交叉弹性、单位减排成本和边际减排成本曲线，考察了不同措施的共控效应。结果表明：大多数节能脱碳（减排）措施都能起到协同减排的作用；脱碳的最大潜力来自结构调整措施；提高能效和节能措施的单位成本相对较低，但脱碳（减排）潜力有限。而后，其又分析了钢铁领域共同效应问题。Yang等30试图填补碳减排成本与辅助效益之间的研究空白，回答与中国自主贡献碳减排相关的几个关键问题：减排成本中有多少可以被环境效益所抵消？碳减排的盈亏平衡速率是多少？中国的自主贡献减排目标是否具黄鲁成，等：脱碳成本研究：态势、热点与新兴主题10第23卷创新科技有成本效益？作者通过对MACC和ChinaMAPLE模型的分析，得出相应结论：首先，考虑到环境效益，碳减排的净成本可以大大降低；其次，如果实施严格的末端控制（EPC）措施，则环境效益会受到严重影响；最后，在NEPC情景下，中国的自主贡献碳减排目标是可实现的，且具有成本效益。4.2市场机制对脱碳成本影响的评估市场机制是以经济杠杆撬动碳排放单位主动减排，通过市场手段降低社会综合减碳成本，以支持脱碳目标实现的机制31。主要工具包括碳（排放）交易市场、碳排放交易价格等。碳（排放）交易作为碳定价工具，以市场为基础，是一种以最具成本效益的方式实现脱碳的激励机制。碳交易市场的碳定价是根据温室气体排放给社会带来的外部成本进行的市场定价，使其价值在市场中反映出来。如果缺乏市场机制对碳环境容量合理使用的引导，气候变化带来的社会成本将不断侵蚀全社会福利。京都议定书签署后，发达国家将构建碳交易市场制度体系作为实现脱碳的重要措施。其中，比较典型的碳交易市场有国际排放交易机制（International Emission Trading，IET）、联合履行机制（Joint Implementation，JI）、清洁发展机制（Clean DevelopmentMechanism，CDM）。Bushnell等32研究了欧盟排放交易计划对利润的影响。碳价格变化会影响直接和间接投入成本、产出收入和碳许可证资产价值。由于减排成本、产出价格敏感性和碳配额分配的不同，这些影响在不同行业和企业之间可能会有很大差异。总体而言，碳密集型或电力密集型且不参与国际贸易的公司或行业会因为碳价格下降而承担利益损失。Strbac等33认为，由于电力系统脱碳需要对低碳能源以及供热、运输部门进行大量持续的投资，因此，去中心化是一个低成本、高效益的方式。新兴智能技术通过动态定价、本地能源市场、安全市场和点对点（P2P）交易等积极参与电力交易，提供辅助服务，体现了分布式灵活性的作用和价值，能够最大限度地降低未来能源系统脱碳的总成本。碳排放交易试点中的碳排放价格是影响减排目标实现的关键因素。碳排放价格会随着减排目标的提高而上升；碳排放价格越高，减排力度就越大。合理的碳排放价格不仅有利于促进碳排放市场的发展，而且可以节省企业的脱碳成本34。Calel等35揭示了碳市场的价格发现功能，当单位碳价高于或等于企业边际减排成本时，企业会通过绿色创新减少碳排放以适应碳排放约束，这其实是碳排放权交易机制促进企业绿色创新的内在逻辑；碳排放权交易市场价格上升可以促进企业绿色创新。清洁发展机制（CDM）同样是处理温室气体排放问题的有用工具。它允许工业化国家在发展中国家实施可持续性减排项目，减少温室气体排放，以较低的成本降低发展中国家承诺的减排量，最终实现工业化国家的法定减排目标36。CDM还能促进发展中国家在可再生能源和低碳排放技术方面的创新37。4.3政策策略对脱碳成本影响的评估政策策略是指国家层面（政府）在控制成本的基础上为实现各行业、各领域脱碳而制定的法规与战略规划，是脱碳（减排）行动和控制成本的依据。这些法规与战略规划都涉及脱碳（减排）成本，特别强调成本效益，强调可负担性。一般的政策策略包括碳定价、碳税、碳排放交易政策、禁煤令政策等。4.3.1碳定价。税收或碳排放交易计划，通常被视为主要的气候政策工具。基于理论预期，这将促进完全脱碳所必需的新技术的创新和传播。使用碳定价作为主要减排工具的理由如下：通过碳定价，污染者有减少碳排放的经济动机。价格信号将催发低排放或零排放技术的开发和部署，如可再生能源或绝缘建筑。通过激励制定成本较低的减排方案，使碳价格与部门的边际减排成本达到动态平衡，从而推动以具有成本效益的方式进行脱碳38。4.3.2碳税。碳税是一种具有成本效益的脱碳（减排）工具，税率相对稳定，减排成本也具有确定性和可预测性，通常按燃料或类似能源产品的碳排放量来征收39。企业可以根据税率调整生产方式，选择最优的减排方式40。Yu等41比较了碳排放交易计划（ETS）与碳税（CT）的减排量和减排成本，结果证明：短期内 ETS减排效果优于CT，但长期来看CT减排潜力更为显著，减排成本也低于ETS。Shi等42基于CGE模型探讨了不同碳税税率情景对中国建筑业减排和宏观经济2023年第2期11的影响。研究表明，适当的碳排放税率可以实现减排目标，也可以显著减弱对经济的不利影响。Hou等43为促进航空客运中生物燃料的可持续消费，抑制碳排放，探索了一种碳税政策，包括定期碳税和惩罚性碳税，以惩罚性碳税为基础设定碳排放上限。通过双层规划模型明确预期的碳排放水平和生物燃料消耗策略。研究结果表明，碳排放的社会成本可以通过适当的比例系数进行部分转移，具体取决于碳税政策参数，包括预期排放水平和碳税价格；设定适当的预期排放水平和碳税价格可以鼓励航空公司使用生物燃料，促进碳减排并实现可持续的航空客运发展。4.3.3碳排放交易政策。碳排放交易政策是脱碳（减排）最具成本效益的工具，能以最低的社会成本实现环境目标。公司通过平衡减排成本与配额成本来调整其排放量44。设置排放上限而不是通过税收来控制排放，可以为未来的排放和遵守国际协议提供更多确定性45。Ellerman和 Buchner46通过分析对比 2005 年和 2006 年的欧盟温室气体排放数据，发现碳排放交易政策对