能效提升不同情境下中國能源效率的經(jīng)濟(jì)反彈效應(yīng)研究

陳星星 何德旭

摘?要：本文編制了包含能源部門的宏觀SAM表，構(gòu)建了四層生產(chǎn)函數(shù)的中國能源效率反彈效應(yīng)的可計算一般均衡模型，并將模型系統(tǒng)分為生產(chǎn)模塊、收入支出模塊、國際貿(mào)易模塊、投資模塊和閉合法則、市場均衡與福利模塊五個模塊。通過模型模擬，得出模型參數(shù)校調(diào)結(jié)果，測算了能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響和不同情境下能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)。研究表明，當(dāng)煤炭、石油和天然氣、電力的能源效率提高5%時，各部門石油和天然氣需求量也均增加，煤炭效率提高會降低農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量，而煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均有所上升。三種能源效率分別提高5%時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所提高。能源效率提升不同程度時，反彈效應(yīng)存在顯著差異。當(dāng)能源效率從1%提升至15%時，煤炭、石油天然氣、電力需求量均呈現(xiàn)先下降再上升的“V”形趨勢。在同等能源效率提升幅度下，能源密集型產(chǎn)業(yè)的能源效率的反彈效應(yīng)更為顯著。政府部門在制定能源政策，提高能源效率時，不應(yīng)當(dāng)一味追求能效的提升，而應(yīng)當(dāng)尋求最適宜的能效提升幅度，使部門產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)總效益最大化。

關(guān)鍵詞：能源效率;反彈效應(yīng);可計算一般均衡;宏觀SAM表

中圖分類號：F1245;F2240文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1674-8131（2019）02-0099-14

一、引言

由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要大量的能源供給，并且逐漸受制于資源環(huán)境的約束，因此企業(yè)、政府和科研工作者一直致力于尋求在單位能源投入下獲取更高產(chǎn)出的途徑，即提高能源消耗產(chǎn)出的使用效率。從表面上看，提高能源效率可以降低能源消耗，然而能源的技術(shù)進(jìn)步雖然可以促使單個產(chǎn)品能源效率的提高，但是從整個經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)來看，往往隨之而來的是催生一系列經(jīng)濟(jì)效果（比如收入、替代、價格效應(yīng)），從而增加能源需求，提高能源消耗，即出現(xiàn)能源的反彈效應(yīng)（Rebound Effect，RE）。在節(jié)能減排的宏觀政策制定中，往往從微觀技術(shù)層面提高能源效率，但由于存在能源效率的反彈效應(yīng)，在宏觀層面往往達(dá)不到節(jié)能減排的預(yù)期目標(biāo)，致使政策失靈。中國能源效率的反彈效應(yīng)有多大？對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響如何？如何正確制定能源效率政策？這都需要精準(zhǔn)地測算出中國能源效率反彈效應(yīng)的具體數(shù)值，從而更加合理地預(yù)期節(jié)能減排的政策效果。

能源效率的反彈效應(yīng)可以分為三種：直接反彈效應(yīng)、間接反彈效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)反彈效應(yīng)。其中，直接反彈效應(yīng)指能源效率提高導(dǎo)致能源價格下降，能源需求量增加導(dǎo)致能源消耗上升，也即早期學(xué)者發(fā)現(xiàn)的能源反彈效應(yīng);間接反彈效應(yīng)指能源價格下降間接提高了消費(fèi)者的購買力，導(dǎo)致消費(fèi)者對產(chǎn)品需求增加，從而在生產(chǎn)增加需求的產(chǎn)品時消耗更多的能源;經(jīng)濟(jì)反彈效應(yīng)指能源效率提升，能源行業(yè)利潤上升，能源密集型產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，能源需求增加，同時能源效率的提升和能源密集型產(chǎn)業(yè)發(fā)展都會帶來經(jīng)濟(jì)增長，從而進(jìn)一步提升能源消耗。政府部門在追求能源效率提升的同時，制定相應(yīng)的政策目標(biāo)。理論上講，效率提升越高，投入產(chǎn)出收益越大，但在實(shí)際經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中，能源效率的提升是否會對其他經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)帶來負(fù)向影響？本文通過構(gòu)建中國能源效率的可計算一般均衡模型來測算中國能源效率的經(jīng)濟(jì)反彈效應(yīng)，從而估計能源效率與經(jīng)濟(jì)效益間的最佳平衡點(diǎn)。

二、文獻(xiàn)述評

當(dāng)前，國際和國內(nèi)對能源效率的反彈效應(yīng)均愈發(fā)重視。Greening等（2000）實(shí)證分析了能源效率與能源消費(fèi)之間的反彈效應(yīng)，認(rèn)為制定提高技術(shù)水平的政策可以降低碳排放和能源消耗，但是能源消耗效率的提高同時也會降低能源價格，從而使能源消耗增加，抵消能源消耗效率提高帶來的能耗減少[1]。Brnnlund等（2007）研究了如何通過技術(shù)進(jìn)步提高能源效率，從而影響瑞典家庭的能源消費(fèi)選擇，降低二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物的排放量[2]。英國能源研究中心（UKERC）以消費(fèi)者更換省油的汽車，卻由此行駛更多里程為例，說明能源反彈效應(yīng)的巨大效應(yīng)（Sorrell，2007）[3]。Bentzen（2004）運(yùn)用動態(tài)最小二乘法（DOLS）測算出美國制造業(yè)能源反彈效應(yīng)約為24%，并給出能源反彈效應(yīng)的含義：為應(yīng)對能源價格沖擊而使用新能源技術(shù)，雖提升了能源效率，但卻降低了能源價格，致使能耗增加，從而抵消了由于技術(shù)進(jìn)步帶來的能耗節(jié)約[4]。Gillingham（2013）研究了能源效率與反彈效應(yīng)之間的關(guān)系，指出為了減少能耗，同時遏制全球變暖等問題，在制定能源效率政策時應(yīng)充分考慮能源效率的反彈效應(yīng)[5]。Gillingham等（2015）認(rèn)為，現(xiàn)有文獻(xiàn)大多從成本外生的角度研究能源效率提升導(dǎo)致的能源反彈效應(yīng)，或者僅僅研究了能源效率反彈效應(yīng)的影響。而他們從創(chuàng)新和生產(chǎn)力的角度，測算了能源效率對宏觀經(jīng)濟(jì)的反彈效應(yīng)[6]。Li和Han（2012）測算了中國行業(yè)能源效率的反彈效應(yīng)。結(jié)果表明，能源的反彈效應(yīng)主要是由能源效率的反彈效應(yīng)造成的，第二產(chǎn)業(yè)反彈峰值的延遲反映了其能源效率改變的滯后，政府部門在制定能耗政策時應(yīng)充分考慮中國能源效率的反彈效應(yīng)[7]。Turner（2013）認(rèn)為，近年來傳統(tǒng)文獻(xiàn)研究能源效率政策的反彈效應(yīng)僅考慮了單一的反彈效應(yīng)，而未考慮能源使用類型的變化。Turner考慮了廣泛意義上的能源效率的反彈效應(yīng)，即將反彈機(jī)制的定義從能源的實(shí)際節(jié)約量提升到能源的潛在節(jié)約量[8]。Saunders（2000）發(fā)現(xiàn)，能源反彈效應(yīng)與能源價格呈正相關(guān)關(guān)系，當(dāng)能源價格從低到高變化時，能源反彈效應(yīng)可以在0%～100%之間變化[9]。Lin和Liu（2015）基于LA-AIDS理論研究了中國城鄉(xiāng)居民建筑行業(yè)的能源回彈效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村住宅建筑比城市住宅建筑的回彈效應(yīng)大得多，農(nóng)村住宅建筑回彈效應(yīng)減弱，而城市住宅建筑回彈效應(yīng)增強(qiáng)。如果實(shí)施包括價格政策、技術(shù)改進(jìn)等措施以降低反彈效應(yīng)的能源政策，中國每年可以節(jié)約大約20%的住宅建筑用電[10]。Yu等（2015）發(fā)現(xiàn)隨著經(jīng)濟(jì)效益的提高，生產(chǎn)側(cè)經(jīng)濟(jì)回升幅度適中。能源價格水平略有下降，但各行業(yè)在本地生產(chǎn)和需求方面價格反映不盡相同。不同行業(yè)的能源效率提升會帶來不同的經(jīng)濟(jì)影響，能源生產(chǎn)行業(yè)及其上下游行業(yè)、交通行業(yè)及具有高生產(chǎn)彈性的行業(yè)，能源效率的反彈效應(yīng)較大[11]。Lu等（2017）探討了中國不同能源類型的反彈效應(yīng)，認(rèn)為用電效率的提高對GDP的影響最大，燃料替代性不顯著影響宏觀經(jīng)濟(jì);對于出口導(dǎo)向型的行業(yè)，資本密集型的企業(yè)在短期內(nèi)會受到巨大的負(fù)面沖擊，而勞動密集型的企業(yè)則會受到長期的負(fù)面影響;一次能源商品比二次能源商品表現(xiàn)出更大的反彈效應(yīng)[12]。

國內(nèi)對于能源效率的反彈效應(yīng)并不豐富，并且由于選取主體、樣本、時間、區(qū)域、數(shù)據(jù)來源以及參數(shù)選擇的不同，研究結(jié)果也存在明顯差異。李元龍和陸文聰（2011）構(gòu)建了中國資源環(huán)境可計算一般均衡模型，測算了生產(chǎn)部門宏觀能耗的反彈效應(yīng)，認(rèn)為當(dāng)能耗效率提高5%時，能源反彈效應(yīng)為5238%[13]。胡秋陽（2014）認(rèn)為，高能耗產(chǎn)業(yè)的能源效率反彈效應(yīng)較低能耗產(chǎn)業(yè)更為明顯，提高低能耗產(chǎn)業(yè)的能源效率績效優(yōu)于提高高能耗產(chǎn)業(yè)的績效[14]。查冬蘭和周德群（2010）實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)能源效率反彈效應(yīng)在我國實(shí)際存在，在能源效率提高4%的情境下大約為30%左右[15]。隨后查冬蘭等（2013）進(jìn)一步研究了能源效率對碳排放的影響，認(rèn)為提高能源效率可以減少碳排放，但由于存在反彈效應(yīng)這種效應(yīng)被部分抵消，提高電力能源效率能更好地實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)[16]。楊莉莉和邵帥（2015）[17]、邵帥等（2013）[18]認(rèn)為，應(yīng)當(dāng)對能源效率內(nèi)生化處理，限制能源效率反彈效應(yīng)需要實(shí)施多管齊下的能源政策組合措施，引入價格、稅收等市場導(dǎo)向型輔助政策，才能最大化實(shí)現(xiàn)能源效率政策目標(biāo)。周四軍等（2017）將1996—2014年中國能源回彈效應(yīng)的發(fā)展趨勢分為三個階段，認(rèn)為中國能源回彈效應(yīng)平均值為6477%，處于部分回彈階段[19]。高輝等（2013）測算了能源回彈效應(yīng)系數(shù)，認(rèn)為研究的樣本區(qū)間內(nèi)所有年份均屬于逆反回彈效應(yīng)，能源回彈效應(yīng)系數(shù)與能源消費(fèi)回彈量呈同勢變化[20]。呂榮勝等（2013）發(fā)現(xiàn)，我國工業(yè)能源消費(fèi)雖存在回彈效應(yīng)但呈下降趨勢，說明技術(shù)進(jìn)步能夠顯著降低能源消耗，但政府管制的作用仍不容小覷[21]。趙厚川等（2012）也認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步是提高能源利用效率的關(guān)鍵因素，能源消費(fèi)的節(jié)約量和回彈量是一個動態(tài)變化的過程，近年來能源回彈效應(yīng)總體上呈現(xiàn)下降趨勢[22]。還有一些學(xué)者研究了能源消費(fèi)的空間異質(zhì)性及能源效率的區(qū)域差異，如陳星星（2018a）研究了中國細(xì)分行業(yè)的能源消費(fèi)的空間異質(zhì)特征[23]。李平和陳星星（2016）[24]、陳星星（2018b）[25]測度了區(qū)域及省域能源效率，并給出能源效率的影響因素及提升路徑。

縱觀已有文獻(xiàn)，關(guān)于能源效率反彈效應(yīng)的定性研究和政策研究較為多見，部分文獻(xiàn)研究了整體能源效率的反彈效應(yīng)，并沒有研究能源細(xì)分產(chǎn)業(yè)的反彈效應(yīng)，同時也并未分析不同能源效率提升幅度下的反彈效果。本文的主要貢獻(xiàn)在于通構(gòu)編制社會核算矩陣宏觀SAM表，根據(jù)可計算一般均衡原理，設(shè)計包含“煤炭、石油和天然氣、電力”三種類型的四層生產(chǎn)函數(shù)模型，從而構(gòu)建中國能源效率反彈效應(yīng)的CGE模型;在對模型參數(shù)校調(diào)、模型一致性和齊次性檢驗(yàn)后，通過分別模擬能源效率提升1%—15%情境下煤炭、石油和天然氣、電力需求量的變化，實(shí)證分析能源效率反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，從而給出政府有關(guān)政策建議。

三、研究方法及模型構(gòu)建

本部分構(gòu)建中國能源效率能源反彈效應(yīng)的可計算一般均衡模型，首先編制宏觀SAM表，其次介紹本文模型的結(jié)構(gòu)及價值關(guān)系，然后給出模型參數(shù)和變量，最后構(gòu)建系統(tǒng)模塊和函數(shù)模型。

1.研究方法

研究方法分為可計算一般均衡模型理論介紹、社會核算矩陣SAM表編制以及數(shù)據(jù)來源三個部分。

（1）可計算一般均衡模型

可計算一般均衡模型（Computable General Equilibrium，CGE）是一種解決經(jīng)濟(jì)復(fù)雜系統(tǒng)問題的有效工具（張欣，2017）[26]，其構(gòu)建求解需要經(jīng)過程序編寫、程序調(diào)試、模擬沖擊、參數(shù)估計和模型結(jié)果幾個階段，通常檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮侠硇孕枰ㄟ^Walras均衡檢驗(yàn)、齊次性檢驗(yàn)和一致性檢驗(yàn)。假設(shè)中國能源效率反彈效應(yīng)為R，預(yù)期節(jié)能目標(biāo)為T0，實(shí)際節(jié)能量為T1，則本文構(gòu)建的中國能源效率反彈效應(yīng)的測算公式如下。

R=（T0-T1）/T0×100%（1）

（2）社會核算矩陣SAM表編制

本文構(gòu)建的社會核算矩陣SAM表以2007年的投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)。2007年的投入產(chǎn)出表中含有61個部門活動，與之對應(yīng)為61種商品。由于本文的研究對象是中國能源效率的反彈效應(yīng)，因此需要將能源部門從原始的SAM表中分解出來，具體將生產(chǎn)活動部門劃分為：農(nóng)業(yè)活動、工業(yè)活動、服務(wù)業(yè)活動、建筑業(yè)活動、煤炭活動、石油和天然氣活動、電力活動;與之對應(yīng)為7個部門的產(chǎn)品。具體的對應(yīng)方法如表1所示。

將投入產(chǎn)出表的部門合并后，可以對應(yīng)獲取原始宏觀SAM表中部門的數(shù)據(jù)。本文參照2007年中國投入產(chǎn)出表，設(shè)定賬戶如下：活動（activity）、商品（commodity）、要素（factors）、經(jīng)濟(jì)主體（institutions）、資本賬戶（capital）和世界其他地區(qū)（rew）。其中，活動包括農(nóng)業(yè)活動（AGRA）、工業(yè)活動（INDA）、建筑業(yè)活動（CONA）、服務(wù)業(yè)活動（SERA）、煤炭活動（COAA）、石油和天然氣活動（OILA）、電力活動（ELCA）;商品包括農(nóng)業(yè)商品（AGRC）、工業(yè)商品（INDC）、建筑業(yè)商品（CONC）、服務(wù)業(yè)商品（SERC）、煤炭商品（COAC）、石油和天然氣商品（OILC）、電力商品（ELCC）;要素包括勞動（LAB）、資本（CAP）;經(jīng)濟(jì)主體包括居民（households）、企業(yè)（COP）、政府（GOV）;資本賬戶包括固定資產(chǎn)投資（FIX）、存貨（STO）。此外，居民根據(jù)2008年《中國統(tǒng)計年鑒》中的數(shù)據(jù)進(jìn)一步劃分為農(nóng)村居民（RUR）和城鎮(zhèn)居民（URB）。

（3）數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局編寫的2007年《中國投入產(chǎn)出表》，采用自上而下的方法編制社會核算矩陣宏觀SAM表。本文構(gòu)建的宏觀SAM表中，農(nóng)村和城鎮(zhèn)儲蓄額、向政府繳納稅費(fèi)額來自2008年《中國金融年鑒》;農(nóng)村和城鎮(zhèn)居民人口數(shù)、轉(zhuǎn)移收入、資本賬戶數(shù)據(jù)、固定資產(chǎn)投資、存貨、世界其他地區(qū)有關(guān)數(shù)據(jù)來自2008年《中國統(tǒng)計年鑒》;出口補(bǔ)貼來自2008年《中國財政年鑒》。在編制完宏觀SAM表后，根據(jù)可計算一般均衡原理，對宏觀SAM表進(jìn)行行列調(diào)平及檢驗(yàn)。

2.模型結(jié)構(gòu)及價值關(guān)系

（1）模型生產(chǎn)函數(shù)結(jié)構(gòu)

參考查冬蘭和周德群（2010）[15]、查冬蘭等（2013）[16]構(gòu)建四層生產(chǎn)函數(shù)模型。其中第一層為煤炭、石油和天然氣、電力合成的“能源合成”，采用CES生產(chǎn)函數(shù);第二層為資本和能源合成構(gòu)成的“資本—能源合成”，采用CES生產(chǎn)函數(shù);第三層為資本—能源合成與勞動合成的“資本—能源—勞動合成” ，采用CES生產(chǎn)函數(shù);第四層為資本—能源—勞動合成與中間投入合成的產(chǎn)出，采用Leontief生產(chǎn)函數(shù)。

（2）模型部門價值關(guān)系

當(dāng)能源效率變化時，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中各經(jīng)濟(jì)主體之間將產(chǎn)生價值傳導(dǎo)和價格傳導(dǎo)，從而影響其他經(jīng)濟(jì)變量。中國能源效率可計算一般均衡模型的部門價值傳導(dǎo)機(jī)制如圖1所示。

當(dāng)能源效率提高時，直接減少了企業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗，而能源需求量的下降又導(dǎo)致能源價格下降，生產(chǎn)者成本下降，利潤增加，從而擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模，能源消耗上升，此為產(chǎn)出效應(yīng);同樣，能源效率的提高導(dǎo)致能源消耗下降，但能源成本的下降會導(dǎo)致替代另外兩種要素（勞動和資本），從而造成能源消耗上升，此為替代效應(yīng);當(dāng)能源效率升高時，產(chǎn)品成本下降，消費(fèi)者購買力提升，導(dǎo)致產(chǎn)品消耗量提高，能源消耗上升，此為收入效應(yīng)。

3.模型參數(shù)與變量

（1）生產(chǎn)函數(shù)參數(shù)

參考Philip等（2010）[27]、Benjamin（2008）[28]、查冬蘭等（2013）[16]等文獻(xiàn)對參數(shù)的設(shè)定，設(shè)定化石能源的替代彈性為07，能源—資本的替代彈性為09，能源—資本—勞動力的替代彈性為06。本文構(gòu)建的中國能源反彈效應(yīng)模型生產(chǎn)函數(shù)參數(shù)設(shè)定如表2所示。

其中，SigmaEN（a）、SigmaKE（a）、SigmaX（a）、SigmaEX（a）、SigmaMD（c）的含義分別為：能源合成品下各投入品間的替代彈性參數(shù)、資本—能源合成品之間的替代彈性參數(shù)、資本—能源與勞動力之間的替代彈性參數(shù)、出口商品與國內(nèi)產(chǎn)品間的CET函數(shù)彈性參數(shù)、進(jìn)口商品與國內(nèi)產(chǎn)品間的CES函數(shù)彈性參數(shù)。

（2）模型其他參數(shù)

對于中國能源效率的可計算一般均衡模型，本文的其他參數(shù)設(shè)定如表3所示。其中，a表示生產(chǎn)活動，c表示商品，h表示居民屬性，即農(nóng)村居民與城鎮(zhèn)居民。

（3）模型變量

本文構(gòu)建的中國能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)模型變量如表4所示。其中，進(jìn)口商品的世界價格PWM（c）、匯率ER、相對工資率W（a）、資本供給量KS（a，h）、勞動力供給量LS（a，h）設(shè)定為外生變量，其余為內(nèi)生變量。

4模塊及函數(shù)構(gòu)建

本文構(gòu)建的中國能源效率系統(tǒng)模塊分為5個部分：生產(chǎn)模塊、收入支出模塊、國際貿(mào)易模塊、投資模塊和閉合法則、市場均衡與福利模塊。

（1）生產(chǎn)模塊

生產(chǎn)模塊分為四層：第一層是能源合成層，第二層是資本—能源合成層，第三層是部門總產(chǎn)出層，第四層是中間投入層。其中，除了第四層資本—能源—勞動合成與中間投入合成的產(chǎn)出層采用Leontief生產(chǎn)函數(shù)外，其他三層均采用CES生產(chǎn)函數(shù)。生產(chǎn)模塊的主要函數(shù)如下由于篇幅所限，第一層至第四層均僅顯示價格合成公式，分項推導(dǎo)公式省略，備索。 ：

PEN（a）=AEN（a）-1·[alphaC（a）SigmaEN（a）·PQ（'COAC'）1-SigmaEN（a）+alphaO（a）SigmaEN（a）·PQ（'OILC'）1-SigmaEN（a）+alphaE（a）SigmaEN（a）·PQ（'ELCC'）1-SigmaEN（a）]11-SigmaEN（a）（2）

PKE（a）=AKE（a）-1·{alphaK（a）SigmaKE（a）·R（a）1-SigmaKE（a）+[1-alphaK（a）]SigmaKE（a）·PEN（a）1-SigmaKE（a）}11-SigmaKE（a）（3）

PKEL（a） =AX（a）-1·{alphaKE（a）SigmaX（a）·PKE（a）1-SigmaX（a） + [1-alphaKE（a）]SigmaX（a）·W（a）1-SigmaX（a）}11-SigmaX（a）（4）

PX（a）={PKEL（a）+∑nc[PQ（nc）·alpha（nc，a）]}/[1-itax（a）]（5）

（2）收入支出模塊

收入支出模塊包括5個部分：一是要素收入，二是企業(yè)收支，三是居民收支，四是政府收支，五是國內(nèi)生產(chǎn)總值。收入支出模塊的主要模型公式如下。

YL（a）=W（a）·LD（a）（6）

YK（a）=R（a）·KD（a）（7）

YE=k_en·∑aYK（a）+GTOEN（8）

CD（c，h）·PQ（c）=YH（h）·[1-htax（h）]·[1-mps（h）]·cles（c，h）（9）

GR=∑aINTAX（a）+∑cTARIFF（c）+∑hTOTHTAX（h）+ENTAX+WTOG（10）

GDPVA=∑a（YK（a）+YL（a））+∑aINTAX（a）+∑cTARIFF（c）+∑aEXSUB（a）（11）

（3）國際貿(mào)易模塊

國際貿(mào)易模塊分為進(jìn)口和出口兩個部分。國際貿(mào)易模塊的主要模型公式如下。

Da（c）=AQ（c）SigmaMD（c）-1·[1-alphaM（c）]·PM（c）PDa（c）SigmaMD（c）·Q（c）（12）

PDa（c）=[PQ（c）·Q（c）-PM（c）·M（c）]/Da（c）（13）

Db（a）=AEX（a）SigmaEX（a）-1·[1-alphaEX（a）]·PXaPEaSigmaEX（a）·Xa（14）

PDb（a）=[PX（a）·X（a）-PE（a）·E（a）]/Db（a）（15）

（4）投資模塊

FXDINV=INVEST-∑cDST（c）（16）

DST（c）=dstr（c）·PQ（c）（17）

（5）閉合法則、市場均衡與福利模塊

本模塊分為5個部分：一是國際收支平衡閉合，二是儲蓄投資閉合及瓦爾拉斯均衡檢驗(yàn)，三是商品市場均衡，四是要素市場均衡，五是福利模塊。閉合法則、市場均衡與福利模塊的主要模型公式如下。

∑c[PWM（c）·ER·M（c）]+k_w·∑aYK（a）=∑a[PWE（a）·ER·E（a）]+WTOHA+WTOG+FSAV（18）

INVEST=SAVING+Walras（19）

Q（c）=Intc（c）+CDa（c）+FXDINV（c）+DST（c）（20）

LS（a，h）=LS0（a，h）（21）

KS（a，h）=KS0（a，h）（22）

EV（h）=∑c[CD（c，h）·PQ（c）] （23）

四、實(shí)證結(jié)果

實(shí)證結(jié)果分為模型外生參數(shù)的校調(diào)結(jié)果以及能源效率的反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響。

1.模型參數(shù)校調(diào)結(jié)果

本文構(gòu)建的中國能源效率可計算一般均衡模型經(jīng)過運(yùn)算模擬后，可以得出本文的模型方程，將構(gòu)建的SAM表中數(shù)據(jù)回代至模型方程，即可得到外生參數(shù)校調(diào)值，表5顯示了一維參數(shù)的校調(diào)值，表6和表7顯示了二維參數(shù)的校調(diào)值。

2反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響

反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響分為主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化、總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化兩個部分。

（1）主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化

由于“十三五”規(guī)劃中要求單位GDP能耗下降15%以上，按照能源效率年均增長5%來計算，可以測算效率提高后各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)發(fā)生的變化。表8顯示了煤炭能源效率提高5%情境下經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化情況。

表8顯示，當(dāng)煤炭的能源效率提高5%時：①從煤炭需求量看，所有部門的煤炭需求量均有所上升，說明提高煤炭效率在降低煤炭能耗的同時，卻提高了煤炭的需求量。煤炭需求量提高最多的是煤炭行業(yè)，提高了134%，其他部門均提高125%左右。這說明當(dāng)煤炭的消耗產(chǎn)出效率提高時，節(jié)省下來的煤炭消耗非但不能降低煤炭行業(yè)的煤炭消耗量，反而由于需要生產(chǎn)、銷售更多的煤炭會造成更多煤炭的消耗，而這種效應(yīng)相較于其他行業(yè)而言煤炭行業(yè)的反彈效應(yīng)更為顯著。②當(dāng)煤炭的能源消耗產(chǎn)出效率提高時，各部門石油和天然氣需求量增加，說明當(dāng)煤炭消耗的效率提高時，煤炭的消耗損失下降，煤炭生產(chǎn)量提升同時煤炭生產(chǎn)成本下降，煤炭價格下降。此時由于居民收入效應(yīng)的作用，導(dǎo)致對石油和天然氣需求量的增加，并且增加最多的是煤炭部門，其次是電力部門。③煤炭效率提高會降低農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量，而煤炭、石油和天然氣、電力的電力需求量均有所上升。④農(nóng)業(yè)部門的中間產(chǎn)品總需求不變，工業(yè)、服務(wù)業(yè)和電力部門的中間產(chǎn)品總需求略有下降，石油和天然氣的中間商品總需求增長最多，為20%。⑤除了農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總產(chǎn)出略有下降，建筑業(yè)的總產(chǎn)出不變外，其他部門的總產(chǎn)出均有所增加，其中石油和天然氣的總產(chǎn)出增加最多為14%。⑥建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)和電力行業(yè)的國內(nèi)銷售額有所下降，國內(nèi)銷售額提升最多的是農(nóng)業(yè)行業(yè)。⑦建筑業(yè)的進(jìn)口額不變，服務(wù)業(yè)進(jìn)口額大幅上升，增加196%，而農(nóng)業(yè)部門的進(jìn)口額大幅減少207%。⑧各部門出口額均有所上升，其中電力出口提升723%，建筑業(yè)出口額提升30%。⑨由于存在能源效率的收入效應(yīng)，居民商品總消費(fèi)量除了服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)和電力部門外，其他部門的消費(fèi)量均有所增加，農(nóng)業(yè)部門的居民總消費(fèi)提高了271%。

表9顯示，當(dāng)石油和天然氣的能源效率提高5%時：①從煤炭需求量看，所有部門的煤炭需求量均有所上升，說明提高石油和天然氣效率在降低石油和天然氣能耗的同時，不僅沒有降低煤炭的需求量，反而使煤炭的需求量上升。這乍一看似乎與常識不符，但筆者認(rèn)為這主要是由于石油和天然氣產(chǎn)量上升促使其價格下降，導(dǎo)致煤炭價格下降，從而使煤炭需求量上升。此外，煤炭需求量提高最多的是煤炭行業(yè)，提高了35%，其他部門均提高25%左右。②各部門石油和天然氣需求量也均增加，增加最多的也是煤炭部門，增加了133%，其次是電力部門。③石油和天然氣效率提高會降低農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量;而煤炭、石油和天然氣、電力的電力需求量均有所上升。④農(nóng)業(yè)部門的中間產(chǎn)品總需求不變，工業(yè)、服務(wù)業(yè)和電力部門的中間產(chǎn)品總需求略有下降，石油和天然氣的中間商品總需求增長最多，為19%。⑤除了農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總產(chǎn)出略有下降，建筑業(yè)的總產(chǎn)出不變外，其他部門的總產(chǎn)出均有所增加，其中石油和天然氣的總產(chǎn)出增加最多為14%。⑥建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)和電力行業(yè)的國內(nèi)銷售額有所下降，國內(nèi)銷售額提升最多的是農(nóng)業(yè)行業(yè)。⑦建筑業(yè)的進(jìn)口額不變，服務(wù)業(yè)進(jìn)口額大幅上升，增加196%，而農(nóng)業(yè)部門的進(jìn)口額大幅減少207%。⑧各部門出口額均有所上升，其中電力出口提升723%，建筑業(yè)出口額提升301%。⑨由于存在能源效率的收入效應(yīng)，居民商品總消費(fèi)量除了服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)和電力部門外，其他部門的消費(fèi)量均有所增加，農(nóng)業(yè)部門的居民總消費(fèi)提高了271%。

表10顯示，當(dāng)電力的能源效率提高5%時：①從煤炭需求量看，所有部門的煤炭需求量均有所下降，說明提高電力效率大量降低了部門的電力能耗，導(dǎo)致電力生產(chǎn)成本下降，部門對電力需求量升高，從而擠占部門對煤炭的需求。煤炭需求量下降最多的是農(nóng)業(yè)行業(yè)，說明煤炭對電力的“擠占效應(yīng)”最強(qiáng)，下降了34%;工業(yè)部門降幅最小，為17%。②各部門石油和天然氣需求量均有所增加，增加最多的是工業(yè)部門，說明工業(yè)部門對煤炭需求減少，卻增加了石油和天然氣的需求，工業(yè)部門對石油和天然氣的依賴程度更高;其次是石油和天然氣、電力部門。③電力效率提高會降低農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量，這是因?yàn)檫@些行業(yè)對電力的需求彈性較低，當(dāng)工業(yè)、煤炭、石油和天然氣、電力行業(yè)對電力的需求顯著提高時，降低了農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量;工業(yè)部門的電力需求量提高最多，達(dá)到111%。④除了煤炭行業(yè)的中間產(chǎn)品總需求有所下降外，其他行業(yè)的中間商品總需求均有所增加，石油和天然氣的中間商品總需求增長最多，為123%。⑤除了農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)的總產(chǎn)出略有下降外，其他部門的總產(chǎn)出均有所增加，其中電力行業(yè)的總產(chǎn)出增加最多為13%。說明電力能源效率的提高刺激了工業(yè)、建筑業(yè)等能源密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，卻抑制了農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)等非能源密集型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。⑥建筑業(yè)、服務(wù)業(yè)和煤炭行業(yè)的國內(nèi)銷售額有所下降，國內(nèi)銷售額提升最多的是石油和天然氣行業(yè)，高達(dá)119%。⑦建筑業(yè)的進(jìn)口額不變，服務(wù)業(yè)進(jìn)口額大幅上升，增加222%，而農(nóng)業(yè)、石油和天然氣部門的進(jìn)口額大幅減少，均減少20%左右。⑧各部門出口額均有所上升，其中電力出口提升644%，建筑業(yè)出口額提升172%。⑨居民商品總消費(fèi)量除了服務(wù)業(yè)、建筑業(yè)、煤炭和電力部門外，其他部門的消費(fèi)量均有所增加，農(nóng)業(yè)、石油和天然氣部門的居民總消費(fèi)分別提高了273%和201%。電力效率的提高總體上促進(jìn)了各行業(yè)產(chǎn)品出口，提高了國內(nèi)銷售，相比較于進(jìn)口，對出口的作用更大。

（2）總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化

表11描述了分種類能源效率提高5%情境下總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化。

從總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化看，當(dāng)三種能源效率分別提高5%時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化如下：①煤炭能源效率提高5%時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所提高，其中居民福利提高最大，為89%。這說明煤炭仍然是當(dāng)前中國最重要的一次能源，其效率的提高能夠顯著提升居民福利，因此應(yīng)當(dāng)注重煤炭部門的精細(xì)化管理，加強(qiáng)技術(shù)引進(jìn)和機(jī)器升級。同時，由于煤炭生產(chǎn)部門大多數(shù)是大型國有企業(yè)，因此應(yīng)該充分發(fā)揮政府與市場的作用，提升人力資本水平。②石油和天然氣能源效率提高5%時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所提高，其中總儲蓄提高最大，為113%?？傮w來看，石油和天然氣比煤炭和電力提升總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的水平更高，說明石油和天然氣效率對經(jīng)濟(jì)水平的影響更大。從中國一次能源的消費(fèi)結(jié)構(gòu)來看，盡管在一段時期內(nèi)煤炭仍占主導(dǎo)，但是石油和天然氣比重逐漸提高，煤炭占比下降，再加上煤炭行業(yè)去庫存的壓力，依靠石油和天然氣效率的提高將是未來一段時間內(nèi)推動中國能源效率提高的主要方式，也是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要動力。③電力能源效率提高5%時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所提高，其中生產(chǎn)間接稅費(fèi)收入提高最大，為85%。因此，如果從稅收的角度看，提電力效率的作用最為顯著，但相比較與煤炭、石油和天然氣效率的提高而言，這種方式對居民福利的提升程度是最低的。

3不同情境下的能源反彈效應(yīng)的測度

下文測算了在中國能源效率分別提高1%～15%情境下，不同部門對三種能源需求量的變化情況（見表12）由于篇幅所限，僅列出1%、9%和15%的模擬結(jié)果。 。

從表12可以看出，當(dāng)能源效率提升不同程度時，反彈效應(yīng)存在顯著差異。當(dāng)能源效率提升1%和15%時，

所有行業(yè)的煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均有所上升;而當(dāng)能源效率提升9%時，除工業(yè)行業(yè)外，其他行業(yè)的煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均為上升，但上升幅度明顯低于能源效率提升1%和15%的水平，這說明除工業(yè)行業(yè)外，其他行業(yè)的煤炭、石油和天然氣、電力的需求量并沒有隨著能源效率的提升而增加。而對于工業(yè)行業(yè)而言，當(dāng)能源效率提升9%時，煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均出現(xiàn)顯著下降，說明能源效率的提升，節(jié)約了工業(yè)行業(yè)能源的消耗水平，從而造成工業(yè)行業(yè)能源產(chǎn)品需求量的下降。對于其他行業(yè)，當(dāng)能源效率提升9%時，卻使能源產(chǎn)品需求量上升，說明提升效率致使能源產(chǎn)品產(chǎn)量上升的同時，也造成了能源產(chǎn)品需求量的增加，能源上游產(chǎn)品需求量的增加，消費(fèi)者消費(fèi)能力的增強(qiáng)，從而能源產(chǎn)品需求量上升。圖2橫向?qū)Ρ攘送恍袠I(yè)在不同能耗效率提升情景下的反彈效應(yīng)。

研究表明，當(dāng)能源效率從1%提升至15%時，煤炭和石油天然氣需求量均呈現(xiàn)先下降，再上升的“V”形趨勢。說明當(dāng)能源效率提升的幅度較小時，能源需求的反彈效應(yīng)被由于效率提升帶來的能源消耗節(jié)省所抵消，出現(xiàn)能源消耗的下降;而當(dāng)能源效率提升到一定程度時，能源消耗通過收入效應(yīng)、產(chǎn)出效應(yīng)和替代效應(yīng)，抵消了能源消耗的下降，能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)顯現(xiàn)。這說明在制定能源政策和提高能源效率時，不應(yīng)當(dāng)一味追求能效的提升，而應(yīng)當(dāng)尋求最適宜的能效提升幅度，使部門產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)總效益最大化。從電力需求量看，當(dāng)能源效率從1%提升至5%時，工業(yè)行業(yè)的電力需求隨著能耗效率的提升而下降，其他部門均隨著能耗效率的提升而升高。這說明對于電力需求而言，除了煤炭行業(yè)外，提高能耗效率均會給產(chǎn)業(yè)部門帶來電力需求的反彈，工業(yè)行業(yè)的電力需求反彈幅度隨著能耗效率的提升而下降。當(dāng)能源效率從5%提升至15%時，所有行業(yè)均呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢。其中，電力、石油和天然氣、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)的能源效率反彈點(diǎn)出現(xiàn)在9%，煤炭和服務(wù)業(yè)的反彈點(diǎn)出現(xiàn)在7%。此外，可以看出，在同等能源效率提升幅度下，能源密集型產(chǎn)業(yè)的能源效率的反彈效應(yīng)更為顯著。

五、結(jié)論及建議

本文編制了包含能源部門的宏觀SAM表，構(gòu)建了四層生產(chǎn)函數(shù)的中國能源效率反彈效應(yīng)可計算一般均衡模型，并將模型系統(tǒng)分為生產(chǎn)模塊、收入支出模塊、國際貿(mào)易模塊、投資模塊和閉合法則、市場均衡與福利模塊等五個模塊。通過模型模擬，得出模型參數(shù)校調(diào)結(jié)果，測算了能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響和不同情境下能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)，并給出能源效率與經(jīng)濟(jì)效益間的最佳平衡點(diǎn)。本文的主要結(jié)論如下。

第一，當(dāng)煤炭、石油和天然氣、電力的能源效率提高5%時，各部門石油和天然氣需求量也均增加，煤炭效率提高會降低農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)和服務(wù)業(yè)的電力需求量，而煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均有所上升。除了農(nóng)業(yè)和工業(yè)的總產(chǎn)出略有下降，建筑業(yè)的總產(chǎn)出不變外，其他部門的總產(chǎn)出均有所增加。

第二，從總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變化看，三種能源效率分別提高時，總量經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均有所提高。當(dāng)煤炭能源效率提高時，居民福利提高最大;當(dāng)石油和天然氣能源效率提高時，總儲蓄提高最大;當(dāng)電力能源效率提高時，生產(chǎn)間接稅費(fèi)收入提高最大。除關(guān)稅收入外，提高石油和天然氣的能源效率對經(jīng)濟(jì)總量指標(biāo)的影響程度最大。

第三，當(dāng)能源效率提升不同程度時，反彈效應(yīng)存在顯著差異。當(dāng)能源效率提升1%和15%時，所有行業(yè)的煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均有所上升;而當(dāng)能源效率提升9%時，除工業(yè)行業(yè)外，其他行業(yè)的煤炭、石油和天然氣、電力的需求量均為上升，但上升幅度明顯低于能源效率提升1%和15%的水平。

第四，當(dāng)能源效率從1%提升至15%時，煤炭、石油和天然氣、電力需求量，均呈現(xiàn)先下降再上升的“V”形趨勢，說明當(dāng)能源效率提升的幅度較小時，能源需求的反彈效應(yīng)被由于效率提升帶來的能源消耗節(jié)省所抵消，出現(xiàn)能源消耗的下降;而當(dāng)能源效率提升到一定程度時，能源消耗抵消了能源消耗的下降，能源消耗產(chǎn)出反彈效應(yīng)顯現(xiàn)。電力、石油和天然氣、建筑業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)的能源效率反彈點(diǎn)出現(xiàn)在9%，煤炭和服務(wù)業(yè)的反彈點(diǎn)出現(xiàn)在7%。在同等能源效率提升幅度下，能源密集型產(chǎn)業(yè)的能源效率的反彈效應(yīng)更為顯著。

本文的政策建議如下：（1）在制定能源政策，提高能源效率時，不應(yīng)當(dāng)一味追求能效的提升，而應(yīng)當(dāng)充分考慮能源效率的反彈效應(yīng)，尋求最適宜的能效提升幅度，使部門產(chǎn)出和經(jīng)濟(jì)總效益最大化。同時，應(yīng)當(dāng)提升技術(shù)進(jìn)步水平來提高能源效率，提高能源的使用效率，緩解能源的供需矛盾。（2）充分考慮不同行業(yè)能源效率的反彈效應(yīng)間差異，對于能源效率反彈效應(yīng)較大的電力行業(yè)，適當(dāng)降低其能耗效率提升目標(biāo)。由于能源密集產(chǎn)業(yè)的能源效率反彈效應(yīng)更為顯著，因此應(yīng)當(dāng)優(yōu)化能源產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，促使能源密集度高的第二產(chǎn)業(yè)向密集度低的第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換。要加強(qiáng)能源行業(yè)間技術(shù)資源整合，搭建能源行業(yè)間技術(shù)流動平臺，鼓勵能源行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新，促進(jìn)能源高效行業(yè)帶動低效能源行業(yè)發(fā)展。（3）由于提升不同種類能耗效率所帶來的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效益變化不同，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)形勢制定相應(yīng)政策。如需要提升居民福利，則重點(diǎn)提升煤炭能源效率;如需要提升總儲蓄額，則主要提升石油和天然氣能源效率。在制定能源政策時，通過稅收、價格以及政府管制等手段，影響能源的回彈，從而實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，協(xié)調(diào)能源與經(jīng)濟(jì)之間的發(fā)展。

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Measurement of the Rebound Effect of China's Energy Efficiency

under Different Situations in Efficiency Promotion

CHEN Xing-xing1，2a，HE De-xu2b

（1.Tehua Postdoctoral Programme， Beijing 100029， China; 2a. Institute of Quantitative & Technical Economics， Beijing 100732， China; 2b. National Academy of Financial and Economic Strategy，

Chinese Academy of Social Sciences， Beijing 100028， China）

Abstract： This paper compiles a macro SAM table which contains the energy sector and constructs a four-layer production function of computable general equilibrium model to calculate rebound effect of China's energy efficiency. This article divides the model system into five parts： production， income expenditure， international trade， investment and closure rule， market equilibrium and welfare. Through model simulation， the calibration of parameters is obtained， and rebound effect on the economic system and the rebound effect on energy efficiency under different situations are calculated. Results show that when the energy efficiency of coal， oil， natural gas and electricity is increased by 5%， the demands for oil and natural gas are increased， and the increase of coal efficiency will reduce the demand for electricity in agriculture， construction and service industries， while the demands for coal， oil， natural gas and electricity are increasing. When the three energy efficiencies increase by 5%， the total economic indicators increase. There are significant differences in rebound effect when energy efficiencies are different. When the efficiency of energy consumption is increased from 1% to 15%， the demands for coal， oil， natural gas and electricity decrease at first and then increase， and show a "V" trend. The rebound effect of energy consumption output efficiency of energy intensive industries is more significant at the same energy consumption output efficiency. Government departments should not blindly pursue energy efficiency improvement while formulating energy policy and improving energy efficiency， but should seek the most suitable energy efficiency promotion range， so as to make the department output and the total benefit of the economy maximized.

Key words： energy efficiency; rebound effect; computable general equilibrium; macro SAM table