能源發(fā)展路徑和價(jià)格變化：經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和能源的綜合影響評(píng)價(jià)

陳煜 譚睿鵬 林伯強(qiáng) 葉彬

摘要：本文建立了測(cè)算能源價(jià)格變化所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源需求和污染物減排效應(yīng)的理論分析框架，分自然演化情形和約束情形計(jì)算未來(lái)的能源平均價(jià)格變化（包括化石能源和非化石能源），并以此價(jià)格變化作為外生沖擊，在要素可變投入產(chǎn)出模型的框架下模擬能源價(jià)格變化對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、能源需求和污染物排放的影響。以安徽省為例進(jìn)行了實(shí)證分析得到以下主要結(jié)論，有約束情形下的能源價(jià)格比自然演化情形下高，且差額隨年份增加而增加，由能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和能源價(jià)格的上漲造成產(chǎn)出和能源需求比自然演化情形下低。能源價(jià)格的增加主要是由可再生能源消費(fèi)占比增加引起的，發(fā)展可再生能源有利于環(huán)境改善，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不利影響有限。

關(guān)鍵詞：可再生能源發(fā)展；能源成本；能源需求；經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-2848-2018（03）-0095-08

一、 引 言

能源作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的生產(chǎn)要素，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中扮演著重要角色。近年來(lái)，人們對(duì)環(huán)境的關(guān)注度不斷提高。十九大報(bào)告指出未來(lái)要堅(jiān)持人與自然的和諧共生，建設(shè)美麗中國(guó)，為全球生態(tài)安全做出貢獻(xiàn)。這就對(duì)能源、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境三者的平衡發(fā)展提出了更高要求，如何實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展，即在保障經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康增長(zhǎng)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展[1]是一個(gè)新的時(shí)代話(huà)題。以太陽(yáng)能、風(fēng)能和核能為代表的可再生能源發(fā)展必將在這一過(guò)程中起到重要作用。但是，可再生能源的使用成本比傳統(tǒng)能源高，隨著能源結(jié)構(gòu)趨于清潔化（可再生能源消費(fèi)占比增加），其帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效應(yīng)和能源需求效應(yīng)如何是本文重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題之一。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)未來(lái)能源發(fā)展?fàn)顩r設(shè)定不同的情形，包括自然演化情形和約束情形。前者指各變量的發(fā)展都是根據(jù)其歷史發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行，后者是在綜合考慮各種政府文件規(guī)劃后設(shè)置的一種情形。在不同的發(fā)展情形下，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不一樣，能源平均使用成本不一樣，進(jìn)而會(huì)影響經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源消費(fèi)和污染物排放。

鑒于不同區(qū)域的要素稟賦的巨大差異，所處的發(fā)展階段和發(fā)展模式不一致，在文章構(gòu)建出分析框架后，以安徽省為例進(jìn)行了實(shí)證分析。安徽省未來(lái)可再生能源規(guī)劃量大，在節(jié)能減排的政策壓力下，未來(lái)化石能源消費(fèi)比重將逐年下降，可再生能源比重上升。用可再生能源對(duì)傳統(tǒng)化石能源進(jìn)行替代必然會(huì)導(dǎo)致單位能源使用成本的上升，由此可能會(huì)對(duì)安徽省整個(gè)能源經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)造成一些影響。本文的余下部分安排如下：第二部分是文獻(xiàn)回顧；第三部分構(gòu)建了本文分析的模型，分化石能源和可再生能源計(jì)算安徽省未來(lái)能源成本和能源價(jià)格，并以安徽省為例進(jìn)行了實(shí)證分析；最后一部分對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)。

二、 相關(guān)文獻(xiàn)回顧

關(guān)于能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系的研究可以追溯到Kraft等[2]，他們用格蘭杰因果檢驗(yàn)的方法實(shí)證檢驗(yàn)了1947年到1974年間美國(guó)GDP與能源消費(fèi)之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)GDP與能源消費(fèi)之間存在單向格蘭杰因果關(guān)系。自那之后，格蘭杰因果檢驗(yàn)方法作為一種主流的研究方法被廣泛使用，比如，Belloumi[3]研究了突尼斯能源消費(fèi)與GDP之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)人均GDP與人均能源消費(fèi)之間存在長(zhǎng)期雙向因果關(guān)系，但能源消費(fèi)與GDP之間只存在短期單向因果關(guān)系。Bozoklu等[4]對(duì)經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）國(guó)家的能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，澳大利亞、奧地利、加拿大、意大利、日本、墨西哥、新西蘭、葡萄牙、英國(guó)和美國(guó)存在GDP到能源消費(fèi)的短期格蘭杰因果關(guān)系；奧地利、比利時(shí)、丹麥、德國(guó)、意大利、日本、新西蘭、挪威和美國(guó)存在GDP到能源消費(fèi)的長(zhǎng)期格蘭杰因果關(guān)系；反過(guò)來(lái)，從能源消費(fèi)到GDP的短期格蘭杰因果關(guān)系主要存在的國(guó)家包括奧地利、丹麥、意大利、新西蘭、挪威、葡萄牙；而能源消費(fèi)到GDP的長(zhǎng)期格蘭杰因果關(guān)系主要存在的國(guó)家包括比利時(shí)、芬蘭、希臘、意大利、日本和葡萄牙。Tiba等[5]對(duì)能源、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間關(guān)系研究的文獻(xiàn)進(jìn)行了系統(tǒng)有序的總結(jié)和回顧，主要方法包括協(xié)整、誤差修正模型[6-8]、向量自回歸模型（VAR）[9-10]、廣義矩估計(jì)（GMM）[11-12]、ARDL邊界檢驗(yàn)[13-14]。能源價(jià)格變動(dòng)與經(jīng)濟(jì)之間關(guān)系的研究自Hamilton[15]開(kāi)始，該研究實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)第二次世界大戰(zhàn)后全球的經(jīng)濟(jì)衰退是由石油價(jià)格上漲造成的。Blanchard等[16]發(fā)現(xiàn)21世紀(jì)之后油價(jià)上漲對(duì)經(jīng)濟(jì)和通貨膨脹的影響程度都比20世紀(jì)70年代弱。

關(guān)于對(duì)中國(guó)能源消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的研究，劉衛(wèi)國(guó)[17]發(fā)現(xiàn)中國(guó)經(jīng)濟(jì)總量對(duì)石油消費(fèi)量具有單向正影響，即存在單向格蘭杰因果關(guān)系。吳永平等[18]證明中國(guó)煤炭消費(fèi)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，且經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與能源消費(fèi)之間存在雙向格蘭杰因果關(guān)系，但經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與煤炭消費(fèi)之間僅存在單向格蘭杰因果關(guān)系。林伯強(qiáng)[19]對(duì)中國(guó)電力消費(fèi)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行了探討，證明GDP與電力消費(fèi)之間存在顯著的單向格蘭杰因果關(guān)系?？紤]到環(huán)境因素，陳詩(shī)一[20]對(duì)中國(guó)工業(yè)全要素生產(chǎn)率的變化和綠色增長(zhǎng)進(jìn)行了核算，結(jié)果表明中國(guó)工業(yè)大體上以集約型增長(zhǎng)為主，只有少數(shù)高耗能和排放高的行業(yè)仍然呈粗放型增長(zhǎng)。王兵等[21]基于全局非徑向方向距離函數(shù)測(cè)算了中國(guó)區(qū)域綠色發(fā)展績(jī)效并分析了區(qū)域差異性形成的主要原因。林伯強(qiáng)等[22]模擬了在反映節(jié)能和排放約束下的最優(yōu)能源結(jié)構(gòu)和現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)下能源成本增加對(duì)中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。本文正是借鑒這一思路，參考馬靜等[23]對(duì)安徽省未來(lái)能源消費(fèi)總量、電力消費(fèi)總量和能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的預(yù)測(cè)，結(jié)合本文構(gòu)建的理論分析框架，分情形討論了安徽省未來(lái)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變和能源價(jià)格變化對(duì)其經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源需求和污染物排放造成的影響。

三、 理論模型構(gòu)建和分析

（一）要素可變的投入產(chǎn)出模型

本節(jié)將構(gòu)建要素可變的投入產(chǎn)出模型，模擬未來(lái)由于能源結(jié)構(gòu)和能源價(jià)格變化導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源需求和污染物排放變動(dòng)。首先將部門(mén)合并整理，并通過(guò)以下五個(gè)模塊進(jìn)行刻畫(huà)：生產(chǎn)、價(jià)格、能源、排放及系統(tǒng)約束，所以在模型中，將未來(lái)遠(yuǎn)景的能源結(jié)構(gòu)、能源價(jià)格作為沖擊，帶入模型中計(jì)算相應(yīng)的影響。

（1）生產(chǎn)：生產(chǎn)模塊主要描述國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品市場(chǎng)的供需情況，本節(jié)把產(chǎn)業(yè)分為第一產(chǎn)業(yè)部門(mén)、第二產(chǎn)業(yè)部門(mén)（不包括能源產(chǎn)業(yè)部門(mén)）、第三產(chǎn)業(yè)部門(mén)和能源產(chǎn)業(yè)部門(mén)。方程（1）為包含要素投入的多元生產(chǎn)函數(shù)，該生產(chǎn)函數(shù)包括勞動(dòng)和資本、中間投入以及能源投入。

（2）價(jià)格：在零利潤(rùn)的假設(shè)下，如果各投入獲得邊際報(bào)酬，那么αki就等于投入產(chǎn)出表中的直接投入系數(shù)。

在最大化利潤(rùn)的約束下，不同要素投入的邊際產(chǎn)出之比等于邊際價(jià)格之比：

Pm和Pn分別表示第i產(chǎn)業(yè)中第m產(chǎn)業(yè)投入和第n產(chǎn)業(yè)投入要素的價(jià)格。由于投入系數(shù)αmi和αni一般不發(fā)生變化，根據(jù)式（2），就可以計(jì)算價(jià)格變動(dòng)后，對(duì)于投入要素需求的沖擊。價(jià)格變化后，不同的投入要素要根據(jù)上式進(jìn)行調(diào)整，重新滿(mǎn)足平衡約束條件。

（3）能源：根據(jù)變化后的要素投入量，就可以計(jì)算出對(duì)能源需求和社會(huì)總產(chǎn)出的沖擊。由于能源在本模型中作為一種要素投入，所以能源價(jià)格變化后對(duì)總能源消費(fèi)的影響為：

其中，YT為社會(huì)總產(chǎn)出，F(xiàn)N為調(diào)整后的要素投入量，A為直接消耗系數(shù)矩陣。

總產(chǎn)出變化率則可以根據(jù)價(jià)格變化前后產(chǎn)出的變化情況進(jìn)行計(jì)算。

（4）排放：我們主要考慮的污染物排放包括二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和煙塵，它們主要由化石能源燃燒使用引起。其中

使用一噸煤炭會(huì)產(chǎn)生1.39 kg二氧化硫，1.88噸二氧化碳，5.75 kg氮氧化物以及4 kg煙塵；

使用一噸石油會(huì)產(chǎn)生17.2 kg二氧化硫，3.005噸二氧化碳，2.32 kg氮氧化物以及大約2 kg煙塵；

天然氣作為一種清潔化石能源，我們只考慮其燃燒排放的二氧化碳，使用一億立方米天然氣排放的二氧化碳大約為21.84噸。

（5）系統(tǒng)約束：由于本模型主要關(guān)注于長(zhǎng)期能源結(jié)構(gòu)與價(jià)格變化的影響，所以討論家庭與政府平衡對(duì)于分析問(wèn)題的意義不大，本文關(guān)注于投入要素之間的平衡。在上述所有約束條件下，使用投入產(chǎn)出模型可以模擬出能源價(jià)格變化對(duì)某區(qū)域能源消費(fèi)變化和產(chǎn)出沖擊的影響。

（二）能源成本和能源價(jià)格的估算

能源成本包括化石能源成本和可再生能源成本，其中前者由其使用量乘以相應(yīng)的價(jià)格得到；后者計(jì)算比較復(fù)雜，包括并網(wǎng)成本和購(gòu)電成本，下面依次介紹這兩種成本的計(jì)算過(guò)程。

（1）并網(wǎng)成本：可再生能源發(fā)電因其不穩(wěn)定性會(huì)給電網(wǎng)造成一定沖擊，并因此產(chǎn)生一些成本[24]。大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用可再生能源，尤其是風(fēng)電和光伏發(fā)電將需要更為穩(wěn)定的電網(wǎng)配套設(shè)施，其產(chǎn)生的成本可以分為電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本和系統(tǒng)平衡成本[25]，本小節(jié)將分別計(jì)算這兩種成本。

由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的隨機(jī)性和間歇性，要穩(wěn)定地傳輸風(fēng)電和光伏電力需要更加強(qiáng)大和穩(wěn)定的電力系統(tǒng)，對(duì)安徽省而言，未來(lái)伴隨可再生能源使用量的增加，要強(qiáng)化的電力系統(tǒng)也更大。通過(guò)增加電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資來(lái)消納可再生能源發(fā)電已經(jīng)達(dá)成一種共識(shí)[26-28]。在具體計(jì)算中，我們使用的參數(shù)來(lái)自Cometto和Keppler[29]對(duì)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本的估計(jì)，即每單位電力的運(yùn)輸成本的估算，詳見(jiàn)表1。

建設(shè)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)輸陸上風(fēng)電的單位成本為3.96美元/千千瓦時(shí)，運(yùn)輸光伏發(fā)電的單位成本為15.55美元/千千瓦時(shí)，單位成本乘以風(fēng)力和光伏發(fā)電量可得安徽省未來(lái)風(fēng)力和光伏發(fā)電的總電網(wǎng)建設(shè)成本。

除了要加強(qiáng)電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以外，發(fā)展風(fēng)電和光伏還需要對(duì)其電力負(fù)荷進(jìn)行轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)峰值調(diào)控[25]，抽水蓄能電站可以滿(mǎn)足這一功能。根據(jù)何永秀等[30]，抽水蓄能電站在電力負(fù)荷低谷時(shí)將水由下至上抽至水庫(kù)，在電力負(fù)荷調(diào)峰時(shí)放水發(fā)電，可以實(shí)現(xiàn)維持電網(wǎng)負(fù)荷平衡的作用。假設(shè)安徽省未來(lái)為了平衡電網(wǎng)負(fù)荷，將建設(shè)一些新的抽水蓄能電站，基于此我們估計(jì)了可再生能源發(fā)電的系統(tǒng)平衡成本（包括建設(shè)抽水蓄能電站的成本和平衡電力負(fù)荷時(shí)的電力損失成本）。根據(jù)Lin等[25]，建設(shè)成本的具體計(jì)算公式為：

除了建設(shè)抽水蓄能電站外，另一部分成本為電力損失成本。目前全球抽水蓄能電站的能源轉(zhuǎn)換效率為70%到80%之間。中國(guó)抽水蓄能電站目前的能源轉(zhuǎn)換效率為75%，假設(shè)到2050年這一效率將上升至80%。因此，總的系統(tǒng)平衡成本為：

（2）可再生能源購(gòu)電成本：各可再生能源品種的發(fā)電量和上網(wǎng)電價(jià)的乘積構(gòu)成了未來(lái)使用可再生能源的購(gòu)電成本。對(duì)安徽省而言，2015年風(fēng)電裝機(jī)容量135.5萬(wàn)千瓦。在約束情形下，安徽省2030年風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量將達(dá)到450萬(wàn)千瓦和3500萬(wàn)千瓦；到2050年，風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量將分別達(dá)到600萬(wàn)千瓦和7500萬(wàn)千瓦。而在自然演化情形下，安徽省2030年風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量將達(dá)到300萬(wàn)千瓦和1100萬(wàn)千瓦；到2050年，風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量將分別達(dá)到600萬(wàn)千瓦和7000萬(wàn)千瓦。（關(guān)于自然演化情形和約束情形的具體設(shè)定見(jiàn)附錄）

對(duì)水電而言，安徽省常規(guī)水電資源并不豐富，常規(guī)水電理論蘊(yùn)藏量160萬(wàn)千瓦，經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量120萬(wàn)千瓦，目前常規(guī)水電資源已基本開(kāi)發(fā)完畢。而抽水蓄能電站可以選擇的站址資源豐富，從普查資料看具有開(kāi)發(fā)價(jià)值的站址共27處，裝機(jī)容量2825萬(wàn)千瓦，其中裝機(jī)容量超過(guò)100萬(wàn)千瓦且水頭高于300米以上的有13處，總裝機(jī)容量1815萬(wàn)千瓦。績(jī)溪抽蓄和金寨抽蓄2個(gè)站址被國(guó)家能源局批準(zhǔn)列為安徽省2020年新建抽水蓄能電站推薦站點(diǎn)，目前正在開(kāi)工建設(shè)，預(yù)計(jì)2020年投產(chǎn)后水電總裝機(jī)容量將達(dá)到591萬(wàn)千瓦。在約束情形下，至2030年和2050年，安徽省抽水蓄能裝機(jī)容量將分別達(dá)到900萬(wàn)千瓦和2000萬(wàn)千瓦，水電總裝機(jī)則分別達(dá)到1023和2130萬(wàn)千瓦。在自然演化情形下，至2030年和2050年，安徽省抽水蓄能裝機(jī)容量將分別達(dá)到500萬(wàn)千瓦和2000萬(wàn)千瓦，水電總裝機(jī)則分別達(dá)到623萬(wàn)千瓦和2130萬(wàn)千瓦。

對(duì)于核電建設(shè)，由于受日本福島核事故的影響，導(dǎo)致了公眾對(duì)于核電發(fā)展安全性的擔(dān)憂(yōu)，因而安徽省的內(nèi)陸核電建設(shè)計(jì)劃被一度擱置，預(yù)計(jì)2020年之前不太可能建設(shè)核電站。目前多方論證的主要核電選擇地址有董公山廠址、芭茅山廠址和吉陽(yáng)廠址，各廠址規(guī)劃裝機(jī)均為4×100萬(wàn)千瓦級(jí)，芭茅山具體規(guī)劃裝機(jī)為4×125萬(wàn)千瓦，其他兩個(gè)廠址也按此裝機(jī)容量考慮，基本上核電站均按照兩期建設(shè)，一期工程2×125萬(wàn)千瓦。進(jìn)而我們對(duì)安徽省未來(lái)核電裝機(jī)容量做出以下預(yù)測(cè)，在約束情形和自然演化情形下，2050年核電裝機(jī)容量分別為1500萬(wàn)千瓦和2500萬(wàn)千瓦。

2015年安徽省風(fēng)力發(fā)電平均利用小時(shí)數(shù)約為1700小時(shí)，光伏發(fā)電平均利用小時(shí)數(shù)約為1100小時(shí)，常規(guī)水能發(fā)電利用小時(shí)數(shù)約為2750小時(shí)。2016年抽水蓄能發(fā)電利用小時(shí)數(shù)約為1600小時(shí)，預(yù)計(jì)2016年以后每年的發(fā)電小時(shí)數(shù)至少與2016年持平。核電利用小時(shí)數(shù)約為7200小時(shí)。根據(jù)不同種類(lèi)的可再生能源發(fā)電裝機(jī)量與設(shè)備發(fā)電利用小時(shí)數(shù)，可以計(jì)算安徽省在未來(lái)各年份的可再生能源發(fā)電量。

安徽省2016年光伏上網(wǎng)電價(jià)為0.98元/千瓦時(shí)，屬I(mǎi)II類(lèi)資源區(qū)。根據(jù)王利等[32]，2020年III類(lèi)資源區(qū)地面光伏電站的發(fā)電成本電價(jià)為0.8元/千瓦時(shí)，2025年可以實(shí)現(xiàn)發(fā)電側(cè)平價(jià)上網(wǎng)。自2020年往后，光伏發(fā)電成本將進(jìn)一步降低。據(jù)日本學(xué)者的估計(jì)，到2030年業(yè)務(wù)用光伏發(fā)電成本有望降低到7日元/千瓦時(shí)，2050年則更低；美國(guó)能源部2030年的目標(biāo)更是爭(zhēng)取實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)光伏電站成本降至3美分/千瓦時(shí)[33]。所以我們假設(shè)安徽省2030年光伏發(fā)電成本將降為0.5元/千瓦時(shí)，2050年降低至0.3元/千瓦時(shí)。風(fēng)電的上網(wǎng)電價(jià)分為陸上風(fēng)電和海上風(fēng)電兩種，安徽省地處內(nèi)陸，沒(méi)有海上風(fēng)電場(chǎng)，2016年風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)為0.6元/千瓦時(shí)，屬I(mǎi)V類(lèi)資源區(qū)。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委對(duì)2018年風(fēng)電上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)的設(shè)定，IV類(lèi)資源區(qū)為0.57元/千瓦時(shí)，我們假設(shè)安徽省2020年風(fēng)電上網(wǎng)電價(jià)為0.50元/千瓦時(shí)，自2020年往后，風(fēng)力發(fā)電成本將進(jìn)一步降低，所以我們?cè)O(shè)定其成本2030年為0.4元/千瓦時(shí)，2050年為0.3元/千瓦時(shí)。水力發(fā)電2014年全國(guó)上網(wǎng)電價(jià)為0.2～0.4元/千瓦時(shí)，在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，其成本變化不大，我們假設(shè)2016年為0.4元/千瓦時(shí)，2050年降為0.2元/千瓦時(shí)，且在這一段時(shí)間呈線性變化。核電的上網(wǎng)電價(jià)根據(jù)國(guó)家發(fā)改委的規(guī)定，設(shè)定為0.43元/千瓦時(shí)（佚名[34]）且未來(lái)變化不大。

（3）化石能源成本：根據(jù)美國(guó)能源信息管理局對(duì)未來(lái)化石能源成本的估計(jì)和安徽省2015年煤炭、石油和天然氣的單位使用成本以及馬靜等[23]對(duì)安徽省未來(lái)能源使用總量和能源結(jié)構(gòu)的估計(jì)，可以計(jì)算安徽省未來(lái)在不同情形下化石能源使用成本，如圖1所示。可以看出在約束情形下，天然氣的使用成本比自然演化情形下高，而煤炭使用成本則比自然演化情形下低。

最終，考慮到電力平衡，使用發(fā)電煤耗法和火電占比計(jì)算安徽省火力發(fā)電量并與可再生能源發(fā)電量進(jìn)行對(duì)比，如果產(chǎn)生了電力缺口，則考慮從省外調(diào)電，該部分成本以安徽省火電上網(wǎng)電價(jià)核算。最終的能源成本是化石能源成本和可再生能源成本之和，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

從表2可以看出，安徽省未來(lái)能源成本都呈遞增趨勢(shì)，但是在自然演化情形下的能源總成本低于約束情形下的成本，且它們之間的差額也隨時(shí)間推移而增加。表3顯示了安徽省未來(lái)在不同情形下的能源價(jià)格，其中約束情形下的能源價(jià)格要高于自然演化情形，在約束情形下能源平均價(jià)格為1851.6元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比自然演化情形下高出9.2%（后者為1695.5元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤），且在兩種情形下能源價(jià)格增速逐漸下降。

（三）結(jié)果討論

根據(jù)上文構(gòu)建的分析模型，使用安徽省2012年投入產(chǎn)出表作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)進(jìn)行了實(shí)證分析，結(jié)果見(jiàn)表4?？梢钥闯?，與自然演化情形相比，約束情形下的能源需求和產(chǎn)出都會(huì)減少，這是因?yàn)槭艿侥茉唇Y(jié)構(gòu)變化的約束，約束情形下的傳統(tǒng)化石能源消費(fèi)比例下降，可再生能源消費(fèi)比例上升，導(dǎo)致能源成本上升，進(jìn)而導(dǎo)致能源與其他生產(chǎn)要素之間發(fā)生了替代。比如要更多地使用資本和勞動(dòng)來(lái)替代能源投入，資本和勞動(dòng)投入的增加相當(dāng)于增加了中間投入，所以最終產(chǎn)出也會(huì)減少。具體來(lái)說(shuō)，2020年，由于能源價(jià)格的上升會(huì)使能源消費(fèi)量在有約束情形下比自然演化情形下降低1.58%，產(chǎn)出下降0.64%；2030年能源消費(fèi)量在有約束情形下比自然演化情形下降低6.41%，產(chǎn)出下降2.61%；2050年能源消費(fèi)量在有約束情形下比自然演化情形下降低9.11%，產(chǎn)出下降3.73%。

對(duì)污染物排放而言，能源結(jié)構(gòu)和能源價(jià)格的沖擊導(dǎo)致能源需求量下降，污染物排放量也會(huì)相應(yīng)下降。表5呈現(xiàn)出與自然演化情形相比，約束情形下的各類(lèi)污染物排放減少量，其中二氧化碳的減少量最為明顯，到2050年達(dá)到了1.28億噸，氮氧化物其次，達(dá)到37.49萬(wàn)噸，煙塵和二氧化硫減少量分別為26.11萬(wàn)噸和13.02萬(wàn)噸。由此可見(jiàn)，發(fā)展可再生能源有利于安徽省未來(lái)的環(huán)境質(zhì)量改善和提高。

四、 總結(jié)和政策建議

本文建立了能源價(jià)格變化所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、能源需求和污染物減排效應(yīng)的理論分析框架，分自然演化情形和約束情形測(cè)算未來(lái)的能源平均價(jià)格變化，并以此價(jià)格變化作為外生沖擊，在要素可變投入產(chǎn)出模型的框架下模擬能源價(jià)格變化對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)、能源需求和污染物排放的影響。在馬靜等[23]提供的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，以安徽省為例進(jìn)行了實(shí)證分析，分情形估算了安徽省未來(lái)的能源價(jià)格，模擬了能源價(jià)格變化對(duì)安徽省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響。在自然演化情形下（即所有變量均按歷史趨勢(shì)演變），2020年能源價(jià)格為1472.0元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤；2030年為2023.9元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤；2050年為2590.9元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤。在約束情形下，即綜合考慮各種政策文件對(duì)新能源的發(fā)展規(guī)劃時(shí)，安徽省未來(lái)可再生能源消費(fèi)量所占比例提高，能源價(jià)格也相應(yīng)上漲，2020年能源價(jià)格為1518.8元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2030年為2303.1元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤，2050年為3119.4元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

模擬安徽省未來(lái)在自然演化情形和約束情形下能源成本的變化對(duì)能源需求和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響，可以得到，與自然演化情形相比，約束情形下的能源需求和產(chǎn)出都會(huì)減少。具體來(lái)說(shuō)，2020年，由于能源成本的上升會(huì)使能源需求量在有約束情形下比自然演化情形下降低1.58%，產(chǎn)出下降0.64%；2030年能源需求量在有約束情形下比自然演化情形下降低6.41%，產(chǎn)出下降2.61%；2050年能源需求量在有約束情形下比自然演化情形下降低9.11%，產(chǎn)出下降3.73%。與能源需求下降相對(duì)應(yīng)，污染物排放也將減少，其中二氧化碳的減少量最為明顯，到2050年達(dá)到1.28億噸，氮氧化物其次，達(dá)到37.49萬(wàn)噸，煙塵和二氧化硫減少量分別為26.11萬(wàn)噸和13.02萬(wàn)噸。

根據(jù)文章的發(fā)現(xiàn)，我們給出以下政策建議：第一，由于風(fēng)電和太陽(yáng)能上網(wǎng)電價(jià)與技術(shù)進(jìn)步密切相關(guān)，因此要加強(qiáng)在此方面的科研投入，較低的上網(wǎng)電價(jià)可以減少購(gòu)電成本，進(jìn)而降低未來(lái)可再生能源使用成本。第二，為避免風(fēng)電和太陽(yáng)能的不穩(wěn)定性對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的不良沖擊，發(fā)展風(fēng)電和太陽(yáng)能所需要的電網(wǎng)建設(shè)成本巨大，且這一部分成本大都由國(guó)家電網(wǎng)承擔(dān)，這將打擊國(guó)家電網(wǎng)發(fā)展可再生能源的積極性，未來(lái)要建立更加合理的成本和收益分?jǐn)倷C(jī)制，在電網(wǎng)承擔(dān)成本的同時(shí)保證其應(yīng)得收益。第三，在電網(wǎng)系統(tǒng)平衡成本中，由抽水蓄能電站來(lái)調(diào)峰會(huì)帶來(lái)相當(dāng)一部分的電力損失，未來(lái)可結(jié)合運(yùn)用多種調(diào)峰方式，以成本最小的方式進(jìn)行；建立相應(yīng)的機(jī)制保障抽水蓄能電站的健康發(fā)展，以應(yīng)對(duì)可再生能源發(fā)展帶來(lái)的巨大調(diào)峰需求。第四，可再生能源的發(fā)展有利于環(huán)境質(zhì)量改善，但由于受限于技術(shù)進(jìn)步，電網(wǎng)建設(shè)成本增加等因素的影響，大規(guī)模發(fā)展使用可再生能源會(huì)使得能源使用成本上升，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的負(fù)向影響較小，如果綜合考慮可再生能源發(fā)展帶來(lái)的外部效應(yīng)，應(yīng)該加快可再生能源的發(fā)展，使其在美麗中國(guó)的建設(shè)歷程中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

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