能源技術(shù)變動對中國經(jīng)濟和能源環(huán)境的影響——基于一個動態(tài)可計算一般均衡模型的分析

劉亦文，胡宗義

(1.湖南大學 工商管理學院，湖南 長沙 410082;2.湖南大學 金融與統(tǒng)計學院，湖南 長沙 410079)

一、問題的提出

20世紀后半葉以來，全球氣候變化及其對自然生態(tài)、人類生活的影響逐漸成為國際社會所面臨的最為嚴峻和復(fù)雜的挑戰(zhàn)之一。自1750年工業(yè)革命以來，人類主要通過消耗礦石燃料向大氣排放二氧化碳，其排放量約為 3750 億噸(WMO，2012)［1］。2011年，全球與能源相關(guān)的二氧化碳排放量再創(chuàng)新高。根據(jù)歐洲委員會聯(lián)合研究中心(JRC)以及荷蘭環(huán)境評估署(2012)公布的研究報告顯示，2011年全球二氧化碳排放量上升了3%，達到了340億噸［2］。世界氣候組織(WMO，2012)發(fā)布的觀測數(shù)據(jù)顯示，2011年二氧化碳、甲烷和氧化亞氮的全球濃度達到自工業(yè)革命時期以來破紀錄的新高，其中CO2為390.9±0.1 ppm，CH4為1813±2 ppb和N2O為324.2±0.1ppb，這些數(shù)值分別為工業(yè)革命前(1750年前)的140%、259%和120%［1］。美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的年溫室氣體指數(shù)顯示，1990至2011年長生命期溫室氣體(LLGHG)(主要包括 CO2、CH4、N2O、CFC-12 和 CFC-11，這五種主要氣體約占由長生命期溫室氣體造成的輻射強迫96%)的輻射強迫增加了30%，其中CO2占這一增量的80%左右［3］。1990～2011年期間，由于二氧化碳及其它溫室氣體作用，氣候增熱效應(yīng)的輻射強迫增加了 30%(WMO，2012)［1］。

氣候變化的影響是大范圍、全方位、多層次的，氣候變化對自然、生態(tài)與環(huán)境，乃至人類社會的生存與發(fā)展產(chǎn)生重要影響。氣候變化對地球生態(tài)環(huán)境造成的影響主要包括干旱與洪澇災(zāi)害頻發(fā)、水土流失嚴重、土地沙漠化加劇、海平面上升、生物多樣性減少及病菌病毒滋生活躍等，從而加重威脅人居環(huán)境，影響人類生存安全和生活質(zhì)量。相對于發(fā)達國家，發(fā)展中國家受到的影響更大［4］。人類從未面對如此巨大的環(huán)境危機，如果我們再不立即采取行動，阻止全球變暖，氣候變化的影響將再也無法彌補。減少全球碳排放，減緩全球氣候變化已成為國際社會的共識。

隨著全球減少碳排放呼聲的日益高漲，各種新興的二氧化碳減排技術(shù)成為減少碳排放的重要選擇方案。20世紀70年代以來，大量研究證實，技術(shù)進步是解決環(huán)境問題的重要途徑之一。技術(shù)進步對改進能源消費方式、提高能源效率、減輕環(huán)境壓力、減少二氧化碳等溫室氣體排放、減緩全球氣候變化將起到無可替代的作用。IEA在2006年的能源技術(shù)展望中通過情景分析指出“到2050年，在關(guān)鍵能源技術(shù)的作用下，屆時全球碳排放量可以回到目前的水平，石油需求的增長將會減半。通過可再生能源技術(shù)、二氧化碳的捕獲和封存技術(shù)、核能技術(shù)(在可以接受的國家中)，來減少電廠的碳排放，將是基本的要求”(IEA，2006)［5］。IPCC在《排放情景特別報告》和《第三次評估報告》中強調(diào):在解決未來溫室氣體減排和氣候變化的問題上，技術(shù)進步是最重要的決定因素，其作用超過其他所有驅(qū)動因素(IPCC，2000;2001)［6-7］。眾多氣候政策評估模型的研究結(jié)果也表明，中長期減排措施的成本和預(yù)期效益與模型中關(guān)于技術(shù)變動的假設(shè)密切相關(guān)。在Wey ant(2000)所總結(jié)的造成氣候政策評估模型結(jié)果差異的五個關(guān)鍵因素中，對技術(shù)變動的不同描述和假設(shè)是最重要的影響因素之一［8］。不難發(fā)現(xiàn)，能源技術(shù)的進步，將在可持續(xù)發(fā)展框架下的能源、經(jīng)濟、環(huán)境和氣候系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展中扮演著重要角色，發(fā)揮著重要作用，產(chǎn)生重大影響，甚至是革命性的影響。因此，促進能源技術(shù)進步，尤其是碳減排技術(shù)的發(fā)展是發(fā)展低碳經(jīng)濟的核心，碳捕捉等碳處理技術(shù)、新能源開發(fā)使用技術(shù)，將在發(fā)展低碳經(jīng)濟時代中的經(jīng)濟、能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展中起到重要的作用。

作為溫室氣體排放的主要國家之一，中國面臨著巨大的經(jīng)濟發(fā)展和減排承諾壓力。全球氣候問題和經(jīng)濟危機促使著新一輪的經(jīng)濟變革，我國粗放型的經(jīng)濟增長方式正遭受著質(zhì)疑和轉(zhuǎn)型的雙重壓力。2005年，中央政府明確提出了要在2010年末實現(xiàn)能源消費強度在2005年的基礎(chǔ)上下降20%的控制目標。根據(jù)《聯(lián)合國氣候變化框架公約》的要求，中國政府于2007年6月發(fā)布了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》，明確了到2010年中國應(yīng)對氣候變化的具體目標、基本原則、重點領(lǐng)域和政策措施。2010年末，中國又進一步提出減低碳排放強度的量化目標，即2020年末實現(xiàn)碳排放強度在2005年基礎(chǔ)上降低40%-50%的控制目標。要有效地消減或控制溫室氣體排放，就必須改變現(xiàn)有的以化石燃料的大量消耗為基礎(chǔ)的經(jīng)濟、能源結(jié)構(gòu)。但是能源技術(shù)進步及與此相關(guān)的研究與開發(fā)活動，或者經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，以及采取對全球氣候變暖的適應(yīng)性政策等等都將涉及到經(jīng)濟資源的動員與消耗。如何以成本有效的方式消減和控制溫室氣體排放，以及如何在力所能及的范圍內(nèi)采取有效的適應(yīng)性政策，這是一個重點的經(jīng)濟問題。因此，我國應(yīng)在可持續(xù)發(fā)展框架下，根據(jù)本國國情，積極采取適當?shù)臏p排措施。綜合分析和評價中國實行溫室氣體減排或限排對中國經(jīng)濟發(fā)展的影響，定量估計其成本和利益，深刻理解它給相關(guān)各方面所帶來的困難和挑戰(zhàn)，無論對于我們將來可能面臨的減排或限排談判，還是中長期發(fā)展戰(zhàn)略的制定，都具有非常重要的現(xiàn)實意義。

目前，能源環(huán)境經(jīng)濟學理論日趨成熟，定量分析方法和模型眾多，如局部均衡模型、一般均衡模型和計量模型等等。這些方法和模型理論基礎(chǔ)不同，應(yīng)用環(huán)境也不同，各有優(yōu)勢和缺陷。隨著現(xiàn)代計算技術(shù)的快速發(fā)展，可計算一般均衡模型(Computable general equilibrium model，CGE 模型)專用軟件的不斷完善，脫胎于瓦爾拉斯一般均衡理論的CGE模型，在世界范圍內(nèi)達到了廣泛而速速的開發(fā)和應(yīng)用，成為經(jīng)濟學領(lǐng)域一種比較規(guī)范的進行經(jīng)濟基準預(yù)測和政策影響模擬分析的工具，能夠很好地模擬政策與管理措施的實施對各經(jīng)濟主體行為的影響。在CGE模型中加入能源或環(huán)境政策變量(即構(gòu)建能源環(huán)境經(jīng)濟一般均衡模型，簡稱“能源環(huán)境CGE模型”)，通過對能源-經(jīng)濟-環(huán)境系統(tǒng)復(fù)雜關(guān)系的定量化描述，能夠?qū)崿F(xiàn)對能源、經(jīng)濟、環(huán)境系統(tǒng)的耦合分析。

本文借鑒國外先進的CGE建模理論和技術(shù)，構(gòu)建能反映能源-經(jīng)濟-環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展以及能反映能源環(huán)境政策對能源節(jié)約、經(jīng)濟增長和環(huán)境保護作用程度的動態(tài)CGE模型;運用構(gòu)建的動態(tài)CGE模型，研究能源技術(shù)變動對我國宏觀經(jīng)濟變量、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、節(jié)能減排等影響程度，對能源、環(huán)境政策執(zhí)行過程中可能出現(xiàn)的問題提出科學的理論依據(jù)和有針對性的對策方案，從而為決策部門制定和完善政策體系提供科學的決策依據(jù)。

二、文獻綜述

氣候變化是學術(shù)界在能源環(huán)境問題領(lǐng)域的研究熱點，從應(yīng)對氣候變化的能源科技到能源環(huán)境政策，都有越來越多的學者予以關(guān)注。在我國，根據(jù)黃泰巖，張培麗(2012，2011)統(tǒng)計，近年來學術(shù)界對低碳經(jīng)濟和自主創(chuàng)新的研究持續(xù)位列熱點排名前10位，這是因為在加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變進程中，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)、發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，都需要發(fā)展低碳經(jīng)濟、技術(shù)進步和自主創(chuàng)新的支撐和引領(lǐng)［9-10］。

對技術(shù)變化促進政策的效果評價是基于對技術(shù)變化水平的認知，而技術(shù)變化本身卻很難被直接觀察，因此很多研究對技術(shù)變化水平的判斷是通過構(gòu)建一個與能源價格相關(guān)的能源效率系數(shù)變動方程來模擬實現(xiàn)。這一思想最早來源于Hicks(1932)的誘導(dǎo)性創(chuàng)新假設(shè)，即隨著能源價格升高，價格要素會誘導(dǎo)技術(shù)創(chuàng)新，從而促進能源效率提高［11］。國務(wù)院發(fā)展研究中心社會發(fā)展部主任周宏春(2010)指出要滿足在消耗同樣能源條件下，享受的能源服務(wù)不降低，在排放同樣溫室氣體的條件下，人們的生活水平和生活質(zhì)量不要降低這兩個不降低的前提下發(fā)展低碳經(jīng)濟，必須要有技術(shù)進步來推動［12］。楊芳(2010)認為對于推動新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和建立低碳經(jīng)濟的發(fā)展模式，技術(shù)創(chuàng)新具有舉足輕重的作用［13］。王守春等(2009)基于結(jié)構(gòu)變化、技術(shù)進步的視角，運用協(xié)整理論和格蘭杰因果關(guān)系檢驗方法，對中國能源消費與GDP因果關(guān)系進行了實證研究，研究發(fā)現(xiàn):中國能源消費總量、經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)進步之間存在長期的均衡關(guān)系［14］。王迪等(2010)則基于完全分解模型從能源消費的規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)與技術(shù)進步效應(yīng)的角度對江蘇省的經(jīng)濟增長的影響進行了實證研究，認為江蘇省的經(jīng)濟增長的變化不僅受能源規(guī)模和結(jié)構(gòu)的變化，技術(shù)進步對其也具有一定程度的影響，三方面因素共同解釋了江蘇省的經(jīng)濟增長的90%以上的原因［15］。樊茂清等(2009)對我國制造業(yè)20個部門的技術(shù)變化、要素替代以及貿(mào)易和能源強度之間的關(guān)系作了實證研究，計量檢驗的結(jié)果表明，技術(shù)變化、要素替代、貿(mào)易、一次能源結(jié)構(gòu)和部門結(jié)構(gòu)變化是引起能源強度變化的重要因素［16］。樊茂清等(2011)采用超越對數(shù)成本函數(shù)，分析了能源價格、技術(shù)變化以及ICT投資對能源強度的動態(tài)影響，結(jié)果表明:自治的技術(shù)進步帶來了能源節(jié)?。?7］。樊茂清等(2012)研究了能源價格變化、“體現(xiàn)型”的技術(shù)進步、“非體現(xiàn)型”的技術(shù)進步、ICT投資和非 ICT投資對中國33個部門能源強度的影響［18］。李子豪，劉輝煌(2011)實證檢驗了FDI通過技術(shù)渠道對中國 CO2排放的影響［19］。趙昕，郭晶(2011)通過對技術(shù)進步的分解，利用修正的索洛增長方程，測算出中國整體技術(shù)進步水平以及體現(xiàn)式和非體現(xiàn)式技術(shù)進步水平，并估算出技術(shù)進步及其各因素對碳排放的影響效應(yīng)，最后基于脈沖響應(yīng)函數(shù)，分析了碳排放對技術(shù)進步的響應(yīng)趨勢，從而揭示了技術(shù)進步在中國低碳經(jīng)濟發(fā)展中的動態(tài)效應(yīng)［20］。張永軍(2011)用拉氏分解法分析了技術(shù)進步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動和能源消費結(jié)構(gòu)等影響碳生產(chǎn)率的主要因素，研究發(fā)現(xiàn)，技術(shù)進步是推動碳生產(chǎn)率提高的主要因素，能源消費結(jié)構(gòu)變化的貢獻較?。?1］。李凱杰，曲如曉(2012)運用向量誤差修正模型檢驗了技術(shù)進步和中國碳排放的關(guān)系，結(jié)果表明，技術(shù)進步與碳排放之間存在長期均衡關(guān)系，長期內(nèi)技術(shù)進步可以減少碳排放，而短期內(nèi)技術(shù)進步對碳排放沒有明顯作用［22］。姚西龍，于渤(2012)認為技術(shù)進步對工業(yè)的二氧化碳排放起到了抑制作用［23］。李懷政，林杰(2012)考察了碳排放強度、技術(shù)進步對出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)的影響和作用，研究結(jié)果表明:現(xiàn)階段我國技術(shù)進步不足以推動工業(yè)出口貿(mào)易結(jié)構(gòu)升級，貿(mào)易轉(zhuǎn)型所引致的技術(shù)投資抑制了出口擴張［24］。

可計算一般均衡模型是以一般均衡理論為基本原則，刻畫了宏觀經(jīng)濟和各個獨立決策經(jīng)濟個體之間的相互作用和影響。一般均衡理論和模型經(jīng)過不斷演化、發(fā)展和完善，可以解決一系列的理論問題和應(yīng)用于不同領(lǐng)域如宏觀經(jīng)濟、國際貿(mào)易以及資源節(jié)約、環(huán)境保護的政策評估研究中。Dufournaud et al(1988)最先將污染排放和治理行為引入CGE模型構(gòu)建了環(huán)境CGE模型，他們在處理部門的排放行為時，以一定的污染排放系數(shù)來刻畫;污染治理部門的行為主要通過政府對該部門的支付來實現(xiàn);模型假設(shè)政府購買污染治理的支出來源于征收的所得稅或施加于污染排放部門的生產(chǎn)稅［25］。Baumol and Oates(1988)發(fā)展了一類基于CGE模型的污染控制最優(yōu)化途徑，開創(chuàng)了環(huán)境-經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展定量評價研究的新局面［26］。最初的環(huán)境CGE模型為后來的研究提供了很多的啟發(fā)和參考(Forsund and Strom，1988;Hazilla and Kopp，1990;Robinson，1990，JorgensonandWilcoxen，1990)［27-30］。到目前為止，環(huán)境CGE模型已經(jīng)越來越豐富和完善，環(huán)境CGE模型通常將環(huán)境污染的影響以不同的方式內(nèi)生到生產(chǎn)函數(shù)或效用函數(shù)中。Wianwiwat，S.，J.Asafu-Adjaye(2012)利用CGE模型研究了泰國近來的可再生能源發(fā)展計劃對部門產(chǎn)出、土地分配和食品價格的影響［31］;Beckman，J.，T.Hertel，et al.(2011)對CGE模型在能源領(lǐng)域應(yīng)用的有效性進行了對比分析［32］;Bretschger，L.，R.Ramer，et al.(2011)利用動態(tài)CGE模型研究了瑞士碳稅政策對消費、福利和部門產(chǎn)出的長期影響，研究發(fā)現(xiàn)，知識密集型和非能源部分的長期經(jīng)濟增長率為正，氣候并未受碳稅政策的影響，居民的消費水平有輕微下降［33］;Britz，W.，T.W.Hertel(2011)研究了歐盟生物能源政 策對環(huán)境的影響效用［34］;Mahmood， A.，C.O.P.Marpaung(2014)采用CGE模型以巴基斯坦為研究樣本，研究了碳稅政策和能源效率改進對宏觀經(jīng)濟的影響，研究發(fā)現(xiàn)碳稅對經(jīng)濟增長具有負向沖擊，但能夠顯著減少污染物排放，而能源效率改進既能促進經(jīng)濟增長，同時也能減少污染物排放和能源消費［35］;Orlov， A.，H.Grethe(2012)分別研究了完全競爭市場條件下和古諾寡頭壟斷市場條件下碳稅政策對俄羅斯宏觀經(jīng)濟的影響［36］;Maisonnave，H.，J.Pycroft，et al.(2012)采用CGE模型研究了能源價格上漲、氣候政策實行以及兩者同時發(fā)生三個模擬場景對歐盟經(jīng)濟的影響，研究發(fā)現(xiàn)氣候政策和能源價格上漲均會對歐盟經(jīng)濟產(chǎn)生輕微的負向沖擊作用［37］;Németh，G.，L.Szabó，et al.(2011)對 GEM-E3 CGE 模型的阿明頓彈性進行了估計，他們發(fā)現(xiàn)彈性系數(shù)與大多數(shù)文獻相一致，但高于GEM-E3模型當前所采用的數(shù)值［38］;Bao，Q.，L.Tang，et al.(2013)采用動態(tài)CGE模型研究了美國和歐盟邊界碳稅征收對中國宏觀經(jīng)濟的影響，研究發(fā)現(xiàn)，邊界稅征收會降低出口價格，并且同時從需求和供給兩個方面影響部門的產(chǎn)出和需求［39］。此外，Thepkhun，P.，B.Limmeechokchai，et al.(2013)［40］;Zhang，D.，S.Rausch，et al.(2013)［41］;Ochuodho， T.O.，V.A.Lantz，et al.(2012)［42］;Asafu-Adjaye，J.and S.Wianwiwat(2012)［43］;Dai，H.，T.Masui，et al.(2011)［44］;Liu，W.and H.Li(2011)［45］均采用CGE模型在經(jīng)濟-能源-環(huán)境領(lǐng)域進行了很好的應(yīng)用研究。

近年來，國內(nèi)學者在環(huán)境CGE模型上已有一些有代表性的研究，但尚不多見。這些模型多集中于空氣污染物，主要包括氣候變暖、酸雨污染和環(huán)境稅征收政策。Zhang(1998)通過建立一個時間序列的動態(tài)CGE模型對在中國征收碳稅的影響進行了研究，構(gòu)建了一直到2010年中國經(jīng)濟的基線，并設(shè)計了2010年CO2排放削減20%和30%的情景［46］。謝劍和傅斯凱(1997)利用靜態(tài)環(huán)境CGE模型對中國的濃度超標排污收費和污染治理補貼政策進行了研究［47］。李善同等(2000)利用環(huán)境CGE模型分析了中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變動與污染排放的關(guān)系及相關(guān)政策的影響［48］。鄭玉歆和樊明太(1999)［49］，賀菊煌等(2002)［50］、魏濤遠(2002)［51］分別利用環(huán)境CGE模型分析了在中國征收碳稅對國民經(jīng)濟的影響;武亞軍和宣曉偉(2002)則利用一個靜態(tài)CGE模型評估了中國SO2排放及征收硫稅的影響［52］。姜林(2006)以環(huán)境CGE模型分析了能源政策對北京市空氣質(zhì)量、人體健康、社會福利以及經(jīng)濟發(fā)展所造成的影響［53］。賴明勇等(2008)應(yīng)用MCHUGE模型考慮了不同環(huán)節(jié)征收燃油稅的經(jīng)濟效應(yīng)和福利效果［54］。何建武和李善同(2009)運用環(huán)境CGE模型評估了實施能源稅和環(huán)境稅實現(xiàn)節(jié)能減排目標給宏觀經(jīng)濟帶來的影響［55］。魏巍賢(2009)構(gòu)建了中國的能源環(huán)境CGE模型，在模型中引入反饋機制，研究了征收化石能源從價資源稅的節(jié)能減排效果和宏觀經(jīng)濟影響［56］。鮑勤等(2011)將動態(tài)遞歸的可計算一般均衡方法應(yīng)用于碳關(guān)稅征收影響的研究，建立了測算美國征收碳關(guān)稅對中國經(jīng)濟與環(huán)境影響的動態(tài)遞歸可計算一般均衡模型［57］。牛玉靜等(2012)等建立了一個綜合描述全球經(jīng)濟-能源-環(huán)境的多區(qū)域CGE模型定量分析了多區(qū)域減排政策的碳泄漏情況 以及碳關(guān)稅對碳泄漏的影響［58］。袁永娜、石敏俊等(2013)設(shè)計了單一碳稅、單一碳排放交易以及碳稅與碳交易相結(jié)合的復(fù)合政策等不同情景，并基于動態(tài)CGE模型模擬分析了不同政策的減排效果 經(jīng)濟影響與減排成本［59］。高洪成，徐曉亮(2012)在資源稅改革中引入資源價值補償機制，并構(gòu)建資源環(huán)境CGE模型，研究了引入資源價值補償對資源和環(huán)境的影響情況［60］。徐曉亮，許學芬(2013)構(gòu)建動態(tài)多區(qū)域CGE模型，并以石油資源為對象，研究了資源計稅方式變化對社會經(jīng)濟和區(qū)域發(fā)展以及資源環(huán)境系統(tǒng)的影響［61］。湯鈴、鮑勤等(2014)基于CGE模型對核電項目暫停審批下不同的清潔能源發(fā)展情景進行了模擬研究［62］。此外，樊星等(2013)［63］，趙濤、秘翠翠 (2011)［64］，溫 丹 輝 (2012)［65］，牛 玉 靜 等(2013)［66］，金艷鳴，雷明(2012)［67］，陳宇峰、陳準準 (2012)［68］，錢斌華 (2011)［69］，李猛 (2011)［70］也做了類似研究。

盡管在能源環(huán)境政策分析中應(yīng)用了各種CGE模型，能源-經(jīng)濟-環(huán)境CGE模型仍然處于初級階段，主要有幾個原因:(1)在界定能源、經(jīng)濟和環(huán)境之間相互作用時不完全或者過度簡化;(2)缺乏完善的環(huán)境數(shù)據(jù)為能源環(huán)境CGE模型的數(shù)字界定提供堅實的基礎(chǔ);(3)多數(shù)能源環(huán)境CGE模型屬于比較靜態(tài)研究，對具有動態(tài)特點的政策分析存在局限性。此外已有的能源環(huán)境CGE模型仍然是標準化和先驗的，在構(gòu)建時包含很多假設(shè)條件。盡管一些模型應(yīng)用于現(xiàn)實經(jīng)濟的能源環(huán)境問題，仍然是為發(fā)達國家建造的，很少是為發(fā)展中國家建立的能源環(huán)境CGE模型。

Andreas(2002)指出在大量的經(jīng)濟模型證實研究中，技術(shù)進步不僅決定著低碳經(jīng)濟的發(fā)展，而長期低碳經(jīng)濟的發(fā)展也同樣影響著技術(shù)進步的發(fā)展［71］。為了能夠比較精確的運用國內(nèi)經(jīng)濟信息和經(jīng)濟數(shù)據(jù)研究技術(shù)進步對中國低碳經(jīng)濟的發(fā)展態(tài)勢，本文嘗試借助一個中國動態(tài) CGE模型——MCHUGE模型來模擬分析技術(shù)進步對我國節(jié)能減排和經(jīng)濟發(fā)展的產(chǎn)出影響，而且從微觀層面各個產(chǎn)業(yè)部門受到的沖擊進行分析，得到一段時期內(nèi)各經(jīng)濟變量變化的大致路徑，準確把脈技術(shù)進步對中國低碳經(jīng)濟的發(fā)展態(tài)勢，并試圖以此為依據(jù)對發(fā)展低碳經(jīng)濟作出有益的對策分析。

三、用于分析低碳經(jīng)濟對中國經(jīng)濟影響的動態(tài)CGE模型的構(gòu)建

本文運用澳大利亞莫納什大學和湖南大學共同開發(fā)的中國經(jīng)濟的大型CGE模型——CHINGE模型和MCHUGE模型，它們是以O(shè)RANI模型和MONASH模型為藍本的，其中CHINGE模型屬于靜態(tài)可計算一般均衡模型，包含了4萬多個方程，是在ORANI模型的基礎(chǔ)上進行構(gòu)建開發(fā)的。CHINGE模型的主要內(nèi)容包括了方程組體系、數(shù)據(jù)庫以及閉合條件，其運行環(huán)境為GEMPACK軟件。關(guān)于CGE模型中核心方程的推導(dǎo)可以參見應(yīng)用一般均衡模型的教材，如 Dixon et al(1982)［72］和 Dixon and Rimmer(2002)［73］。 MCHUGE 模 型 是 從MONASH動態(tài)CGE模型①MONASH模型包含140種產(chǎn)業(yè)、56個地區(qū)以及340種職業(yè)，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟政策，特別是貿(mào)易、稅收、環(huán)境等問題。發(fā)展而來，結(jié)合了中國經(jīng)濟的有關(guān)特征和數(shù)據(jù)，計算機求解也是通過GEMPACK軟件②GEMPACK(General Equilibrium Package)是在Johansen框架下用來專門解一般均衡模型的軟件，由澳大利亞Monash大學CoPS開發(fā)并不斷更新的，詳細介紹見Harrison and Pearson(1996))。實現(xiàn)。MCHUGE模型方程體系具體可分為生產(chǎn)模塊、需求模塊、流通消耗模塊、進出口貿(mào)易模塊、價格模塊、地區(qū)模塊等六大模塊。同CHINGE模型一樣，MCHUGE模型的建立是基于瓦爾拉斯一般均衡理論以及投入產(chǎn)出理論，故其基本的方程體系以及基本方程與靜態(tài)相類似，主要包括生產(chǎn)模塊、需求模塊、流通模塊、貿(mào)易模塊、價格模塊等。相比之下，MCHUGE模型的優(yōu)勢在于它的動態(tài)部分，動態(tài)部分將前后兩個時期相應(yīng)的靜態(tài)CGE模型進行了跨時鏈接，從而實現(xiàn)對未來進行較好的預(yù)測模擬和政策模擬。MCHUGE模型跨期鏈接主要體現(xiàn)在資本的累積，金融資本(債務(wù))的累積以及勞動力市場的調(diào)整三個方面。這三種跨期鏈接體現(xiàn)了模型的動態(tài)化。模型構(gòu)建及相關(guān)應(yīng)用可參見賴明勇、祝樹金(2008)［74］，胡宗義、劉亦文(2009)［75］，限于篇幅在此不作累述，僅列出本文研究所需的拓展模型。

(一)模型拓展

本文主要參照肖皓(2009)［76］的模型拓展方法，對MCHUGE模型進行適當?shù)耐卣梗靡栽u估能源技術(shù)變動所帶來社會福利的變動。

1.能耗模塊的嵌入

本文設(shè)計了兩種能耗評估指標:

式(1)代表j類能源產(chǎn)品投入到用途i的能耗使用率，用以反映含價格因素的能源使用情況，用能源使用金額與總投入金融的比例來表示;式(2)代表單位GDP能耗系數(shù)，用以反映單位GDP能耗水平，用標準煤與實際GDP的比例來表示。其中，i代表產(chǎn)品的六類的使用用途(中間投入、投資、消費、政府支出、出口、庫存)，j代表6類能源產(chǎn)品，j2代表一次能源產(chǎn)品。VEUi(j)代表j類能源產(chǎn)品投入到用途i的價值量，VTOT代表用途i的總需求投入價值量。XEU( j2)代表一次能源產(chǎn)品實際投入總量，CET( j2)代表一次能源產(chǎn)品折合成標準煤的轉(zhuǎn)換系數(shù)(見表1)，X0GDP代表是價格平減后的實際GDP。

2.環(huán)境模塊的嵌入

本文對環(huán)境模塊做了以下處理:

式(3)用以反映排污總量情況，式(4)用以反映第h種污染物的排放總量。其中，k代表不同行業(yè)，h代表四種污染物(工業(yè)廢水、廢氣、固體廢物及二氧化)，inp代表污染系數(shù)，activity代表工業(yè)總產(chǎn)出水平。

3.CO2排放的處理

CO2的排放主要來自煤、石油、天然氣等化石燃料的燃燒，由于對CO2排放的監(jiān)控與核算較為困難而且需要額外成本，本文將CO2轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的能源產(chǎn)品，根據(jù)不同能源品種的含碳量進行換算，如下所示:

其中，e代表含碳的能源產(chǎn)品，V代表某種含碳能源產(chǎn)品的消費值，Tp表示某種能源的從價稅，P代表能源價格，C表示含碳能源產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為標準煤系數(shù)(見表1)，Tq代表從量稅。含碳能源品使用過程中產(chǎn)生CO2的系數(shù)見表2。

表1 各種含碳能源折標準煤系數(shù)

表2 含碳能源品的CO2排放系數(shù)單位:噸/標準煤

(二)閉合條件

在具體應(yīng)用CGE模型進行政策模擬時，模型“閉合”是關(guān)鍵步驟，即在求解模型時區(qū)分哪些變量為外生變量，哪些變量為內(nèi)生變量。內(nèi)生變量必須與方程個數(shù)相同，這樣就可以確定外生變量并對其賦值。外生變量的不同選擇也就是模型閉合的不同選擇方案，反映了對要素市場和宏觀行為的不同假設(shè)。靜態(tài)CGE模型中設(shè)計了短期和長期兩種閉合條件，而MCHUGE的一個改進的地方就是能通過靈活選擇外生變量實現(xiàn)動態(tài)化的模擬過程。

在本文中，短期內(nèi)資本存量和實際工資率是外生給定的，相應(yīng)的資本投資收益率和就業(yè)則是內(nèi)生給定。這是因為在短期內(nèi)，資本投資收益率和就業(yè)水平是動態(tài)變化的;資本投資收益率的變動幅度可以使投資發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使資本存量保持不變;實際工資率的變動幅度可以使就業(yè)率發(fā)生相應(yīng)的變化，從而使就業(yè)水平保持不變。而在長期，資本收益率和就業(yè)是外生變量，資本存量和實際工資率則變成內(nèi)生變量。在長期內(nèi)，資本可以在國內(nèi)和國外兩個市場以及各部門間流動，資本投資收益率最終在國內(nèi)和國外兩個市場以及各部門間趨于平衡，而實際工資率的變動可以有足夠的時間來調(diào)節(jié)就業(yè)水平。無論是在短期內(nèi)還是在長期，勞動力、技術(shù)水平和資本存量將共同決定GDP的增長率。

MCHUGE模型分別引入了4種閉合方式:歷史模擬、分解模擬、預(yù)測模擬及政策模擬。4種閉合方式根據(jù)實現(xiàn)目標的不同靈活選擇內(nèi)外生變量以及設(shè)置沖擊的變化。

(三)模擬情景的設(shè)置

在MCHUGE模型中，每個生產(chǎn)部門的投入包括使用進口品和國產(chǎn)品的合成品投入、勞動和資本等要素和其他成本，各種投入之間按照兩層嵌套的列昂節(jié)夫/固定替代彈性(CES)生產(chǎn)函數(shù)結(jié)合而成，各部門的總產(chǎn)出是出口品和內(nèi)銷品之間的固定轉(zhuǎn)換彈性(CET)函數(shù)。因此，對于每個產(chǎn)品和要素的使用，MCHUGE模型都會給定一個技術(shù)參數(shù)來刻畫這個產(chǎn)品或者要素的技術(shù)水平。在本文政策模擬中，模型假定所有的技術(shù)參數(shù)外生，通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)值來實現(xiàn)技術(shù)進步。

由于在MCHUGE模型中，有關(guān)技術(shù)進步的變量有很多，其中，△TFP(全要素生產(chǎn)率增長率)、科學技術(shù)變化和能源使用技術(shù)進步分別表示為:a1prim、a2tot、ac。為了分析能源技術(shù)變動對我國宏觀經(jīng)濟變量、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排的影響程度，在實際模擬過程中，依次設(shè)定了能源技術(shù)變動(ac)為0.5%、1%、2%，以此作為政策模擬，分別分析這三個場景下的模擬結(jié)果，并進行比較，以得到政策模擬相對于基線值的偏差，即政策效應(yīng)。

四、仿真研究

本文利用MCHUGE模型對能源技術(shù)變動對我國宏觀經(jīng)濟變量、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排的影響程度進行了仿真研究，主要分析結(jié)果如表3、表4和表5所示。

(一)宏觀經(jīng)濟效應(yīng)分析

模擬結(jié)果顯示，能源技術(shù)變動對主要宏觀經(jīng)濟變量都有較為明顯的推動作用，國民生產(chǎn)總值、居民福利、消費、投資、政府支持及進出口相對于預(yù)測期都有一定程度的正向偏離，而且技術(shù)變動的幅度越大，所產(chǎn)生的正向偏離也就越大。其中，能源技術(shù)進步對經(jīng)濟增長、居民福利改善及投資增加作用尤為明顯。這是因為，在加快經(jīng)濟發(fā)展方式轉(zhuǎn)變進程中，發(fā)展低碳經(jīng)濟在一定程度上形成新的經(jīng)濟增長點，推動了我國經(jīng)濟的發(fā)展。

能源技術(shù)進步對要素市場同樣存在正向作用。能源技術(shù)進步對工資水平的提升逐年在增強。能源使用技術(shù)的提升有助于行業(yè)的總體生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品質(zhì)量控制、資源循環(huán)利用技術(shù)的運用以及生產(chǎn)成本的節(jié)約，同時這些企業(yè)對工人的素質(zhì)要求也在不斷的提高以適應(yīng)不斷變化的外面環(huán)境，在這個過程中，熟練勞動者與非熟練勞動者的相對工資都會上升，但由于工資在短期具有黏性，工資水平的提高在長期是可期的。從表3可以發(fā)現(xiàn)，能源技術(shù)進步對就業(yè)的影響在逐年減弱，這是因為能源技術(shù)進步會導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率的提高，企業(yè)會減少對勞動力的需求，這與當前國內(nèi)外學者研究認為技術(shù)進步對就業(yè)具有補償性和破壞性不謀而合。能源技術(shù)進步對資本、土地等要素的租賃價格呈逐步回落態(tài)勢，這與能源技術(shù)進步所帶來的投資效益有關(guān)。隨著投資的增加，企業(yè)在投資初期資本、土地等要素的需求也就越多，但投資趨于成熟后，企業(yè)對資本、土地等要素的需求也就更為理性。值得注意的是，隨著企業(yè)對能源技術(shù)開發(fā)的投入和應(yīng)用，資本回報率也在逐年增加，從而吸引了更多的投資。從表3中可以發(fā)現(xiàn)，隨著投資的不斷增加，總投資不斷擴大帶來了資本存量的逐年增加。

能源技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用也引致了價格指數(shù)的波動。新產(chǎn)品開發(fā)導(dǎo)致的成本下降以及與原有產(chǎn)品競爭會使投資品價格指數(shù)下降。但本文中能源技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用卻引致了消費者物價指數(shù)的上升。其實也不難理解，引致消費者物價指數(shù)上升的影響因素是方方面面，通常情況下技術(shù)進步會導(dǎo)致物價下跌，但結(jié)合表3中其他宏觀經(jīng)濟變量的情況來看，能源技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用對促進經(jīng)濟增長、推動投資、促使資源性商品價格及工資水平上漲，這些因素的正向偏離在很大程度上影響消費者物價指數(shù)的正向波動。

從表3可以看出，能源使用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用能起到不錯的節(jié)能減排效果。能源使用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用有助于提高能源利用效率，降低能源消耗總量，單位GDP能耗在不同情境下都呈現(xiàn)出逐年下降趨勢。然而，CO2排放量力度逐年卻呈現(xiàn)出溫和的回落，這可能與能源使用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用的成熟，能源技術(shù)對CO2排放的作用趨于穩(wěn)定。

表3 宏觀模擬結(jié)果(相對基期的百分比變動率)

(二)能源技術(shù)變化對各產(chǎn)業(yè)資本收益率的效應(yīng)分析

作為一種全新的經(jīng)濟發(fā)展模式，低碳經(jīng)濟的發(fā)展有賴于合理的微觀激勵機制，本文通過分析投資報酬率的高低，進而探尋其投資者的投資意愿的激勵作用。從表4可以發(fā)現(xiàn)，三種模擬場景下，短期內(nèi)能源技術(shù)的正向變動對各產(chǎn)業(yè)資本收益率均呈現(xiàn)出正向偏離，其中對農(nóng)業(yè)有關(guān)產(chǎn)業(yè)激勵更加明顯，奶產(chǎn)品生產(chǎn)業(yè)、漁業(yè)、其它礦業(yè)開采業(yè)及豬、家禽業(yè)等產(chǎn)業(yè)的資本收益率短期內(nèi)呈現(xiàn)出可期的正向偏離，其他大部分產(chǎn)業(yè)的資本收益率也有不同程度的正向偏離。因此，短期內(nèi)，資本收益率的提高有助于拉動投資者的投資意愿。但長期來看，能源技術(shù)變化對部分產(chǎn)業(yè)資本收益率呈現(xiàn)不同程度的溫和的負向的偏離，這可能是因為由于前期的大量投資致使產(chǎn)品過剩、引進的設(shè)備處于產(chǎn)品生命周期末期及各產(chǎn)業(yè)對技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生了一定程度的路徑依賴。

表4 能源技術(shù)變化對各產(chǎn)業(yè)資本收益率影響(相對基期的百分比變動率)

表5 能源技術(shù)變化對各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出水平影響(相對基期的百分比變動率)

(三)產(chǎn)業(yè)效應(yīng)分析

能源使用技術(shù)變動對我國不同行業(yè)產(chǎn)出水平的影響是不盡相同的，主要體現(xiàn)在對農(nóng)業(yè)相關(guān)部門和非農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的差異。從表5可以發(fā)現(xiàn)，能源使用技術(shù)的正向變動對非農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的產(chǎn)出水平均產(chǎn)生了正向的偏離。而對農(nóng)業(yè)相關(guān)部門并沒有完全產(chǎn)生積極的影響，以負向的偏離為主。模擬結(jié)果表明，與基準情景比較，長期內(nèi)從技術(shù)升級中受損的產(chǎn)業(yè)主要包括種植業(yè)(小麥、其他谷類)、作物業(yè)(油料、糖類、麻類、其他作物業(yè))、皮革羊毛業(yè)及糖類制品加工業(yè)等農(nóng)業(yè)相關(guān)部門，石油開采業(yè)也受到了一定的沖擊。從能源技術(shù)升級中受益的產(chǎn)業(yè)主要包括建筑業(yè)、非金屬礦物制品、其他交通運輸設(shè)備制造業(yè)、林產(chǎn)品、其他采礦業(yè)、郵電業(yè)、住宿和餐飲業(yè)、文教衛(wèi)生科研事業(yè)和行政機關(guān)、木材加工及家具制造、水的生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)、機動車輛設(shè)備、租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)、金屬制品、商業(yè)、鮮奶、陸地交通運輸、金融服務(wù)業(yè)等，由于這些產(chǎn)業(yè)的能源投入的減少，減少了生產(chǎn)成本，產(chǎn)出增加。因此，從長期來看，能源使用技術(shù)變動會促進產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，這種調(diào)整特別表現(xiàn)在刺激受益產(chǎn)業(yè)的進一步低碳化，同時引致受沖擊產(chǎn)業(yè)加快轉(zhuǎn)換產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

農(nóng)業(yè)節(jié)能是國家節(jié)能減排工作的重要組成部分，其減排形勢同樣十分嚴峻。我國大部分農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平低，農(nóng)民節(jié)能意識淡薄，居民生活用能仍以秸稈、薪柴等低效燃燒為主，室內(nèi)外環(huán)境污染相當嚴重，能源利用效率低，僅為25%左右。我國大部分農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化基礎(chǔ)薄弱，對農(nóng)業(yè)設(shè)備進行技術(shù)升級仍需時日。同時，農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施落后，嚴重制約了能源技術(shù)的推廣應(yīng)用，并且能源技術(shù)所帶來的成本問題也是多數(shù)農(nóng)民難以負擔。

受能源使用技術(shù)變動影響，能源生產(chǎn)和供用業(yè)(包括石油開采業(yè)、煤炭開采業(yè)、天然氣開采業(yè)等)的產(chǎn)出出現(xiàn)了不同方向的偏離。石油開采業(yè)、天然氣開采業(yè)呈正向偏離，煤炭開采業(yè)呈呈反向偏離，這是與我國“富煤、少氣、缺油”的資源條件、以煤為主的能源結(jié)構(gòu)有密切關(guān)聯(lián)。從表5可以看出，即使石油開采業(yè)呈正向偏離，但偏離的幅度在逐年減少，天然氣的開采與利用呈現(xiàn)“U”型。

五、結(jié)論與政策建議

本文利用MCHUGE模型仿真分析了三種場景下能源技術(shù)變動對我國宏觀經(jīng)濟變量、產(chǎn)業(yè)發(fā)展及節(jié)能減排的影響程度，得到了一些有益的結(jié)論:

第一，能源技術(shù)變動在短期和長期中對主要宏觀經(jīng)濟變量都有較為明顯的推動作用，國民生產(chǎn)總值、居民福利、消費、投資、政府支持及進出口相對于預(yù)測期都有一定程度的正向偏離，而且技術(shù)變動的幅度越大，所產(chǎn)生的正向偏離也就越大。能源技術(shù)進步對要素市場同樣存在正向作用。能源技術(shù)進步對工資水平的提升逐年增強，對資本、土地等要素的租賃價格呈逐步回落態(tài)勢。能源技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用還引致了價格指數(shù)的波動。同時，能源使用技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用能起到不錯的節(jié)能減排效果。

第二，短期內(nèi)能源技術(shù)的正向變動對各產(chǎn)業(yè)資本收益率均呈現(xiàn)出正向偏離，資本收益率的提高有助于拉動投資者的投資意愿。但長期來看，能源技術(shù)變化對部分產(chǎn)業(yè)資本收益率呈現(xiàn)不同程度的溫和的負向的偏離，這需要破解各產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的路徑依賴問題。

第三，能源使用技術(shù)變動對我國不同行業(yè)產(chǎn)出水平的影響是不盡相同的，主要體現(xiàn)在對農(nóng)業(yè)相關(guān)部門和非農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的差異。能源使用技術(shù)的正向變動對非農(nóng)業(yè)相關(guān)部門的產(chǎn)出水平均產(chǎn)生了正向的偏離。而對農(nóng)業(yè)相關(guān)部門并沒有完全產(chǎn)生積極的影響，以負向的偏離為主。因此，從長期來看，能源使用技術(shù)變動有利于促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。

從模擬結(jié)果來看，能源使用技術(shù)的進步對有些產(chǎn)業(yè)的預(yù)期影響可能存在一定的出入。這與中國經(jīng)濟的復(fù)雜性致使CGE模型難以對整個國民經(jīng)濟(包括實體經(jīng)濟和虛擬經(jīng)濟)的刻畫，其次由于數(shù)據(jù)的可得性致使CGE模型的基準數(shù)據(jù)難以完整反映國民經(jīng)濟的現(xiàn)狀，CGE模型本身的局限性(如對CGE模型的動態(tài)化處理)也會導(dǎo)致部分結(jié)果失真。

中國已經(jīng)成為世界上第二大能源消費國。中國依靠大量消費能源，推動了經(jīng)濟的高速增長，但也使經(jīng)濟增長越來越接近了能源資源條件的約束邊界。在這樣的背景下，進一步發(fā)掘并開發(fā)技術(shù)進步對提高能源效率的作用，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的粗放型能源利用模式，已經(jīng)成為中國能源發(fā)展中的關(guān)鍵問題。

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