環(huán)境規(guī)制對(duì)工業(yè)節(jié)能減排的影響研究
——基于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真

李啟庚，馮艷婷，余明陽(yáng)

（1.太原理工大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山西 太原 030024；2.上海交通大學(xué) 安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海 200052）

一、引 言

改革開(kāi)放以來(lái)，工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱為中國(guó)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)紅利，中國(guó)經(jīng)濟(jì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間里始終保持高速增長(zhǎng)，但工業(yè)在拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也是能源消耗和污染物排放的主體。當(dāng)前，這種粗放型工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式對(duì)經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)已顯乏力，而且還造成霧霾、空氣污染和氣候變化等環(huán)境問(wèn)題，嚴(yán)重影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展和人民的生活質(zhì)量［1］。如今，在中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代的嶄新歷史時(shí)期，在當(dāng)前高度重視生態(tài)文明建設(shè)的時(shí)代背下，控制工業(yè)能源消費(fèi)總量和減少污染物排放是推進(jìn)生態(tài)文明、建設(shè)美麗中國(guó)的關(guān)鍵舉措和重要路徑。目前，隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展面臨的資源環(huán)境約束十分突出，工業(yè)作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和污染物排放的主要貢獻(xiàn)產(chǎn)業(yè)，更是承擔(dān)了節(jié)能減排的重大壓力，尤其在資源型地區(qū)工業(yè)的節(jié)能減排形勢(shì)非常嚴(yán)峻。由于環(huán)境資源具有公共品性、負(fù)外部性以及產(chǎn)權(quán)不明晰等特點(diǎn)，單靠市場(chǎng)機(jī)制無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的環(huán)境保護(hù)，因此政府必須通過(guò)環(huán)境規(guī)制來(lái)彌補(bǔ)市場(chǎng)失靈［2］。在世界各國(guó)政府的政策實(shí)踐中，環(huán)境規(guī)制在處理環(huán)境問(wèn)題外部性的成效方面已得到廣泛認(rèn)可，正處于轉(zhuǎn)型時(shí)期的中國(guó)，如何選擇合理有效的環(huán)境規(guī)制政策，實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和節(jié)能減排的雙贏，最終達(dá)到經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，這是當(dāng)前政府亟待解決的重大問(wèn)題。

環(huán)境規(guī)制政策主要分為行政命令型環(huán)境政策和基于市場(chǎng)的環(huán)境政策。長(zhǎng)期以來(lái)，包括中國(guó)在內(nèi)的大部分發(fā)展中國(guó)家，因?yàn)槭袌?chǎng)體系尚未健全完善，在緩解由經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題時(shí)主要采用行政命令型政策，即制定各種環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范強(qiáng)制企業(yè)遵守，但這樣的環(huán)境規(guī)制政策嚴(yán)重依賴(lài)政府的直接干預(yù)，成本較大而且效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的激勵(lì)型環(huán)境規(guī)制工具［3］。從“十五”開(kāi)始，中國(guó)在借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，逐步實(shí)行以財(cái)政補(bǔ)貼和自愿手段為主的激勵(lì)型規(guī)制工具，比如二氧化硫排污權(quán)交易、碳排放權(quán)交易等排污許可交易政策［4-5］，這些政策主要針對(duì)污染物排放。近些年，中國(guó)政府慢慢將注意力轉(zhuǎn)向源頭治理，開(kāi)創(chuàng)性地提出“用能權(quán)交易制度”，用來(lái)控制工業(yè)能源消費(fèi)總量。目前這些政策大多處于試行的初級(jí)階段，市場(chǎng)整體的運(yùn)行效率不高，仍需進(jìn)一步推廣和完善。因此，明確各種創(chuàng)新性政策的實(shí)際效果，研究其經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)節(jié)能減排和政策推廣有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、文獻(xiàn)綜述和研究區(qū)域選取

（一）文獻(xiàn)綜述

關(guān)于環(huán)境規(guī)制對(duì)能源消費(fèi)和污染物排放的影響，近些年的研究多集中于以市場(chǎng)為基礎(chǔ)的激勵(lì)型環(huán)境政策。傳統(tǒng)的政府干預(yù)經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為，市場(chǎng)機(jī)制無(wú)法消除環(huán)境的外部性而政府擁有完全信息，因此行政命令型政策在解決環(huán)境外部性方面是有效的。基于這一理論，Porter（1995）肯定了政府管制對(duì)解決環(huán)境問(wèn)題的作用，提出嚴(yán)格的管制會(huì)誘發(fā)企業(yè)創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙贏，即“波特雙贏假說(shuō)”［6］。Boyd（1999）通過(guò)對(duì)造紙廠和玻璃廠的實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，政府實(shí)行嚴(yán)格的環(huán)境管制能夠在沒(méi)有降低企業(yè)生產(chǎn)率的情況下減少污染［7-8］。但新古典經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為政府很難擁有完全信息，單純依賴(lài)行政命令型政策違背等邊際原則，即缺乏效率也會(huì)抑制技術(shù)創(chuàng)新［9］。Carlson（2000）考察了美國(guó)二氧化硫排污權(quán)交易，發(fā)現(xiàn)比起行政命令型政策，排污權(quán)交易每年可以節(jié)約10億美元［10］。國(guó)內(nèi)研究也表明激勵(lì)型環(huán)境規(guī)制政策能顯著影響能源消費(fèi)［11］和碳排放強(qiáng)度［12］。林艷（2016）在總結(jié)分析我國(guó)環(huán)境規(guī)制政策時(shí)提出，要轉(zhuǎn)變政府職能、優(yōu)化環(huán)境稅收體系、開(kāi)征環(huán)境稅、加大對(duì)節(jié)能環(huán)保的支出力度等基于市場(chǎng)的政策建議［13］。張國(guó)興等（2018）對(duì)京津冀地區(qū)1981年以來(lái)的環(huán)境規(guī)制措施做了量化處理，得出人事措施、行政措施、引導(dǎo)措施、財(cái)稅措施、金融措施等不同環(huán)境規(guī)制政策對(duì)京津冀節(jié)能減排的有效性具有明顯的差異，他認(rèn)為要因地制宜地制定環(huán)境規(guī)制政策［14］。盧洪友（2017）通過(guò)省級(jí)面板數(shù)據(jù)模型，實(shí)證檢驗(yàn)我國(guó)環(huán)境稅費(fèi)政策對(duì)節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及要素收入分配的影響效應(yīng)［15］。陶長(zhǎng)琪等（2018）的研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制效果與能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)演變相關(guān)，必須立足能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)控制環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度，否則環(huán)境規(guī)制效率極低［16］。涂正革等（2016）通過(guò)構(gòu)建DEA模型進(jìn)行核算，發(fā)現(xiàn)全面實(shí)行二氧化硫排污權(quán)交易機(jī)制后即可實(shí)現(xiàn)GDP增速，也有助達(dá)成污染物排放減半的綠色發(fā)展目標(biāo)［17］。也有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，碳排放權(quán)交易可以顯著促進(jìn)地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)的綠色發(fā)展［18］，但這種作用在不同行業(yè)間存在異質(zhì)性［19］。張寧等（2019）認(rèn)為與行政命令型政策相比，用能權(quán)交易政策會(huì)帶來(lái)較高的平均經(jīng)濟(jì)潛力和節(jié)能潛力，在實(shí)施用能權(quán)交易政策時(shí)，必須堅(jiān)持市場(chǎng)交易為主，政府調(diào)控為輔，而且要根據(jù)各行業(yè)特點(diǎn)有差異地設(shè)計(jì)各行業(yè)初始能源配額，利用用能權(quán)交易來(lái)實(shí)現(xiàn)中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和節(jié)能減排的雙贏發(fā)展［1］。

縱觀現(xiàn)有的研究文獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)：首先在關(guān)于環(huán)境規(guī)制對(duì)節(jié)能減排的影響文獻(xiàn)中，學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)主要集中在環(huán)境稅、碳稅政策以及區(qū)域性排放目標(biāo)約束對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的作用上，針對(duì)污染物排污許可交易政策比如碳交易政策、硫排放權(quán)交易政策等的研究較少，而且對(duì)于用能權(quán)交易這一創(chuàng)新性政策更是鮮有文獻(xiàn)關(guān)注，這些創(chuàng)新性政策的效果如何，是否能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的雙贏，都還尚未有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。其次，在研究方法上多為計(jì)量經(jīng)濟(jì)的實(shí)證檢驗(yàn)，不可否認(rèn)經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境是一個(gè)相互耦合的系統(tǒng)，需要整體動(dòng)態(tài)的分析，并且在制定工業(yè)環(huán)境規(guī)制政策方面，還需要考慮地區(qū)和行業(yè)差異，不能一概而論。基于此，本文運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，從系統(tǒng)角度出發(fā)，構(gòu)建資源型地區(qū)工業(yè)產(chǎn)業(yè)的能源消費(fèi)和污染物排放模型，并在子系統(tǒng)內(nèi)賦予財(cái)政補(bǔ)貼、用能權(quán)交易、排污權(quán)交易和碳排放權(quán)交易等基于市場(chǎng)的環(huán)境規(guī)制政策因子，動(dòng)態(tài)直觀地考察這些環(huán)境規(guī)制政策對(duì)控制工業(yè)能源消費(fèi)和減少污染物排放的有效性，以期為資源型地區(qū)工業(yè)環(huán)境規(guī)制政策創(chuàng)新提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

（二）區(qū)域選取

本文選取山西省作為研究對(duì)象主要基于以下幾個(gè)原因：首先，山西省是資源型地區(qū)的典型代表，它是全國(guó)重要的煤炭能源基地，在全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源安全中占有舉足輕重的地位。當(dāng)前，山西省已進(jìn)入重化工業(yè)加速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，在此階段，控制工業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放至關(guān)重要。山西省作為能源富集區(qū)擁有得天獨(dú)厚的煤炭和其他礦產(chǎn)資源優(yōu)勢(shì)，而建立在資源優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上的重型工業(yè)是山西省經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，既帶動(dòng)了山西省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，同時(shí)也為全國(guó)經(jīng)濟(jì)提供了強(qiáng)大的能源支持。但長(zhǎng)期以來(lái)，以工業(yè)為支柱的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致山西經(jīng)濟(jì)能耗強(qiáng)度大、碳排放量大、污染嚴(yán)重和不可持續(xù)，生態(tài)環(huán)境惡化加劇。因此，工業(yè)產(chǎn)業(yè)加大節(jié)能減排力度勢(shì)在必行。其次，山西省政府高度重視省內(nèi)生態(tài)文明建設(shè)，為了提高能源利用效率和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源節(jié)約雙贏，推動(dòng)形成節(jié)能綠色發(fā)展的新方式，山西省政府已經(jīng)發(fā)布46條舉措力爭(zhēng)完成節(jié)能減排目標(biāo)，預(yù)期到2020年，全省萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比2015年下降15%，能源消費(fèi)增量控制在3 010萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤以?xún)?nèi)，各項(xiàng)污染物排放量也限定了標(biāo)準(zhǔn)。其中重點(diǎn)完善了各項(xiàng)環(huán)境規(guī)制政策：一是完善能源價(jià)格收費(fèi)政策，加快資源環(huán)境價(jià)格改革，健全價(jià)格形成機(jī)制；二是完善財(cái)政稅收激勵(lì)政策，加大對(duì)節(jié)能減排工作的資金支持力度；三是健全綠色金融體系，支持以用能權(quán)、碳排放權(quán)、排污權(quán)和節(jié)能項(xiàng)目收益權(quán)等為抵（質(zhì)）押的綠色信貸；四是建立市場(chǎng)化交易機(jī)制，健全用能權(quán)、排污權(quán)、碳排放權(quán)交易機(jī)制。這些環(huán)境規(guī)制政策以及其他舉措目前正在試行階段，這些政策是否能夠有效控制工業(yè)能源消費(fèi)總量和減少碳排放，仍需實(shí)證檢驗(yàn)。綜上所述，山西省作為資源型地區(qū)的典型代表，又在積極踐行各種環(huán)境規(guī)制政策，因而研究山西省的環(huán)境規(guī)制政策效果能夠?yàn)槠渌Y源型地區(qū)提供很好的借鑒。

三、能源消費(fèi)和污染物排放系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建

（一）模型總體結(jié)構(gòu)

能源消費(fèi)與污染物排放系統(tǒng)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中一個(gè)較為具體的部分，在參考已有文獻(xiàn)［20-22］和結(jié)合工業(yè)實(shí)際情況的基礎(chǔ)上，確定系統(tǒng)邊界并分析其因果反饋關(guān)系?；谏轿魇」?jié)能減排現(xiàn)狀以及工業(yè)能源消耗和污染物排放，所建立的節(jié)能減排系統(tǒng)主要由六大子系統(tǒng)構(gòu)成，分別是以人口為基礎(chǔ)的社會(huì)支撐子系統(tǒng)、反映經(jīng)濟(jì)水平的經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)、反映科技進(jìn)步的科技投入子系統(tǒng)、反映能源使用狀況的能源消費(fèi)子系統(tǒng)、反映污染物排放與控制的環(huán)境治理子系統(tǒng)和反映環(huán)境規(guī)制政策力度的政策調(diào)控子系統(tǒng)。

（二）模型因果反饋關(guān)系

工業(yè)節(jié)能減排各個(gè)子系統(tǒng)之間通過(guò)各自的影響作用相互聯(lián)系。以工業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放具體實(shí)際為依據(jù)，考慮數(shù)據(jù)的可獲性并篩選各個(gè)子系統(tǒng)內(nèi)相關(guān)變量并分析變量之間的關(guān)系［23］，子系統(tǒng)及其主要變量見(jiàn)表1所列。

表1 工業(yè)節(jié)能減排各個(gè)子系統(tǒng)及其主要變量

進(jìn)而得出節(jié)能減排系統(tǒng)的因果回路圖如圖1所示。主要反饋關(guān)系如下：在社會(huì)支撐子系統(tǒng)內(nèi)，人口總量是各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的基礎(chǔ)，人口越多，全社會(huì)的勞動(dòng)力資源就越多，社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益就越好，相應(yīng)地會(huì)帶動(dòng)人口的增長(zhǎng)。但是，人口總量越多所消耗的能源和排放的污染物就越多，反過(guò)來(lái)，能源短缺和環(huán)境惡化會(huì)抑制人口總量的過(guò)度增長(zhǎng)。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)內(nèi)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，對(duì)工業(yè)的投資越多，工業(yè)增加值就越高，反過(guò)來(lái)會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。同樣地，經(jīng)濟(jì)發(fā)展越好，對(duì)環(huán)保、節(jié)能和研發(fā)的投入就越多，環(huán)境質(zhì)量改善以及科技進(jìn)步也會(huì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)水平增長(zhǎng)。在能源消費(fèi)和環(huán)境治理子系統(tǒng)內(nèi)，工業(yè)能源消費(fèi)量越多，工業(yè)產(chǎn)值越高，工業(yè)“三廢”和碳排放量就越多，環(huán)境約束會(huì)限制能源的消耗水平和工業(yè)產(chǎn)值的增長(zhǎng)。在政策調(diào)控子系統(tǒng)內(nèi)，政府通過(guò)頒布各項(xiàng)環(huán)境規(guī)制政策，宏觀調(diào)控工業(yè)能源消費(fèi)和工業(yè)污染物排放。

圖1 模型因果回路圖

（三）工業(yè)節(jié)能減排系統(tǒng)模型構(gòu)建

在確定各個(gè)子系統(tǒng)變量以及因果反饋關(guān)系的基礎(chǔ)上，繪制工業(yè)產(chǎn)業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放系統(tǒng)流圖?；谏轿魇」I(yè)的實(shí)際特征，選取關(guān)鍵變量，主要以工業(yè)煤炭、石油、天然氣和電力的消費(fèi)量以及工業(yè)“三廢”和碳排放量來(lái)表現(xiàn)山西省工業(yè)的能源消耗和污染物排放情況。煤炭、石油、天然氣和電力的消費(fèi)以終端消費(fèi)為準(zhǔn)，計(jì)量單位均轉(zhuǎn)化為萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，且煤炭的消費(fèi)包括原煤、焦炭、洗精煤及其他洗煤。山西省廢氣污染排放主要是二氧化硫，所以在系統(tǒng)內(nèi)排污權(quán)交易主要針對(duì)二氧化硫。通過(guò)引入水平變量、速率變量和輔助變量，最終構(gòu)造出系統(tǒng)流圖如圖2所示。

（四）模型主要方程和參數(shù)確定

模型主要數(shù)據(jù)來(lái)源于2006-2018年的《山西省統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、山西省人民政府辦公廳公告和一些公開(kāi)發(fā)表的文獻(xiàn)資料，數(shù)據(jù)來(lái)源可靠準(zhǔn)確。根據(jù)收集處理好的數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算、回歸分析和經(jīng)驗(yàn)預(yù)測(cè)［24-27］等方法推導(dǎo)變量之間關(guān)系的方程表達(dá)式，使其能夠較為準(zhǔn)確地模擬現(xiàn)實(shí)情況。模型的參數(shù)主要包括常數(shù)、初始值和表函數(shù)。對(duì)于一些無(wú)法在文獻(xiàn)資料中獲取的參數(shù)，比如出生率、死亡率、各種能源消耗系數(shù)、工業(yè)“三廢”排放系數(shù)以及碳排放系數(shù)等，本文利用表函數(shù)來(lái)加以確定。模型的主要變量方程式見(jiàn)表2所列。

表2 模型主要變量方程式

續(xù)表2

（五）模型有效性檢驗(yàn)

本文使用Vensim Ple軟件對(duì)模型進(jìn)行仿真模擬。模型構(gòu)建完成后，需要進(jìn)行直觀檢驗(yàn)、歷史性檢驗(yàn)、穩(wěn)定性檢驗(yàn)和靈敏度檢驗(yàn)，檢驗(yàn)通過(guò)后可進(jìn)行下一步的仿真分析。由于篇幅限制，本文僅展示歷史性檢驗(yàn)結(jié)果。模型的初始年份為2005年，模擬時(shí)間為2005-2030年。其中2005-2017年為模型檢驗(yàn)階段，本文通過(guò)對(duì)人口總量、GDP、工業(yè)煤炭消費(fèi)量、石油消費(fèi)量、廢水排放量和SO2排放量進(jìn)行檢驗(yàn)，以山西省2006-2018年統(tǒng)計(jì)年鑒上可獲取的數(shù)據(jù)為參照，驗(yàn)證模型的有效性。歷史性檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3所列。

表3 歷史檢驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表3

表3所顯示的各個(gè)主要變量歷史值與仿真值之間的誤差最大不超過(guò)5%，說(shuō)明山西省工業(yè)節(jié)能減排系統(tǒng)的仿真值有較高的精度，擬合情況良好，可以進(jìn)行下一步的仿真預(yù)測(cè)。

四、模型仿真結(jié)果分析

模型的仿真時(shí)間邊界為2005-2030年，為了考察現(xiàn)行政策下的節(jié)能減排成效以及不同環(huán)境規(guī)制政策強(qiáng)度對(duì)工業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放的影響，本文選擇了財(cái)政補(bǔ)貼政策因子、用能權(quán)交易價(jià)格浮動(dòng)、排污權(quán)交易價(jià)格浮動(dòng)和碳排放權(quán)交易價(jià)格浮動(dòng)作為環(huán)境規(guī)制政策變化的參數(shù)變量，通過(guò)改變不同政策變量的參數(shù)值來(lái)考察不同環(huán)境規(guī)制政策對(duì)節(jié)能減排的影響作用，各政策參數(shù)設(shè)置見(jiàn)表4所列。

每一個(gè)政策參數(shù)變量分別設(shè)立兩個(gè)方案，政策方案一表示目標(biāo)政策的實(shí)施與現(xiàn)行政策的比較；政策方案二表示在同一目標(biāo)政策下，不同實(shí)施強(qiáng)度對(duì)整體能源消耗和污染物排放的影響。

本文先給出現(xiàn)行政策下山西省GDP、工業(yè)產(chǎn)值以及各種能源消費(fèi)的仿真圖，用以分析當(dāng)前政策下的節(jié)能減排情況，如圖3、圖4所示。

由圖3可以看出，山西省經(jīng)濟(jì)在未來(lái)幾年發(fā)展趨勢(shì)良好，始終保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。在山西省政府大力倡導(dǎo)改變傳統(tǒng)資源型產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)以來(lái)，工業(yè)增加值增速放緩，工業(yè)產(chǎn)值趨于穩(wěn)定。由圖4可以看出，在現(xiàn)行政策下，2017年以后的山西省工業(yè)煤炭消費(fèi)量呈大幅上升趨勢(shì)，到2021年左右達(dá)到峰值后開(kāi)始下降，煤炭消費(fèi)是碳排放的主要來(lái)源，煤炭消費(fèi)的增長(zhǎng)使碳排放量也隨之上升，從而對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可逆的破壞。石油能源消費(fèi)量大體保持穩(wěn)定，可見(jiàn)在工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)初級(jí)化石能源的依賴(lài)性仍舊較強(qiáng)，政府仍需加大節(jié)能減排政策力度，加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。山西省政府近些年逐步開(kāi)始推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低煤炭的消費(fèi)比重，加強(qiáng)煤炭清潔高效利用，將重心慢慢向天然氣、電力以及其他可持續(xù)能源等替代能源轉(zhuǎn)移，從仿真圖中也可以看出，在2020年以后工業(yè)煤炭消費(fèi)量開(kāi)始減少，工業(yè)天然氣消費(fèi)量和工業(yè)電力消費(fèi)量穩(wěn)步上升。

圖3 現(xiàn)行政策下GDP、工業(yè)產(chǎn)值變化情況

圖4 現(xiàn)行政策下工業(yè)各項(xiàng)能源消費(fèi)變化情況

三種政策方案下各變量的比較結(jié)果如圖5至圖7所示（由于篇幅限制，僅給出部分具有代表性的模擬結(jié)果圖）。

由圖5至圖7可以看出，在現(xiàn)行政策下，能源消費(fèi)依然有明顯的資源消耗型特征，能源消費(fèi)總量總體上來(lái)說(shuō)仍是居高不下，各項(xiàng)污染物排放量離目標(biāo)水平仍有一段距離，環(huán)境規(guī)制政策的“倒逼減排”效應(yīng)未完全顯現(xiàn)，存在滯后現(xiàn)象。政策方案一加大了財(cái)政補(bǔ)貼的力度，對(duì)比初始政策，環(huán)保投入有了一定幅度的增加，環(huán)境污染程度有所減緩，各項(xiàng)污染物的排放也有所下降。在政策方案一中，對(duì)比初始政策，工業(yè)能源消費(fèi)總量、SO2產(chǎn)生量、工業(yè)固廢產(chǎn)生量和工業(yè)碳排放量均低于現(xiàn)行政策水平，當(dāng)各項(xiàng)政策力度提升到政策方案二時(shí)，能源消費(fèi)量和污染物排放量低于方案一，處于最低水平，這說(shuō)明各項(xiàng)環(huán)境規(guī)制政策能夠控制能源消費(fèi)總量和減少污染物排放。用能權(quán)交易政策處于剛剛起步階段，主要是從源頭入手控制能源消費(fèi)，碳排放權(quán)交易和排污權(quán)交易能夠直接管控污染物的排放，這些環(huán)境規(guī)制政策往往緊跟市場(chǎng)動(dòng)向，其價(jià)格波動(dòng)十分迅速，企業(yè)也會(huì)根據(jù)不斷變化的價(jià)格來(lái)調(diào)整自身策略，當(dāng)提高各項(xiàng)交易權(quán)價(jià)格時(shí)，企業(yè)因?yàn)橹鹄拘詴?huì)主動(dòng)減少能源消耗和污染物排放，但是環(huán)境規(guī)制政策力度并不能無(wú)限制地增加，價(jià)格也不能完全交由市場(chǎng)決定。由圖5至圖7可以看出，政策方案二繼續(xù)加大環(huán)境規(guī)制力度，即將各項(xiàng)政策參數(shù)值翻倍，能源消費(fèi)量和污染物排放量的控制效果并未翻倍提升。這可能是由于環(huán)境規(guī)制政策干預(yù)過(guò)度，政策措施較為苛刻，既增加了實(shí)施成本，影響財(cái)政收入，也會(huì)對(duì)工業(yè)增加值產(chǎn)生影響，而且目前各項(xiàng)交易市場(chǎng)并未完善，交易機(jī)制運(yùn)行也不成熟。政府應(yīng)根據(jù)實(shí)際的市場(chǎng)形勢(shì)和節(jié)能減排現(xiàn)狀，合理選擇有成效的交易價(jià)格。總體來(lái)說(shuō)，政策方案二對(duì)工業(yè)能源消費(fèi)和碳排放的控制效果更佳，在此政策下，山西省能夠完成2020年工業(yè)節(jié)能減排目標(biāo)。

圖5 環(huán)保投入和工業(yè)能源消費(fèi)總量變化情況

圖6 SO2產(chǎn)生量和工業(yè)固廢產(chǎn)生量變化情況

圖7 工業(yè)碳排放變化情況和各項(xiàng)政策下環(huán)境污染程度

五、結(jié)論與建議

本文從系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)視角出發(fā)，以山西省為例構(gòu)建工業(yè)環(huán)境規(guī)制政策對(duì)能源消費(fèi)和污染物排放產(chǎn)生影響的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析環(huán)境規(guī)制對(duì)工業(yè)節(jié)能減排的影響，主要得出以下結(jié)論：①當(dāng)前山西省的能源消費(fèi)總量和污染物排放量仍處在較高水平，現(xiàn)行環(huán)境規(guī)制政策的“倒逼減排”效應(yīng)不明顯；②各項(xiàng)環(huán)境規(guī)制政策能抑制工業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放水平，但目前山西省工業(yè)的環(huán)境規(guī)制力度仍需加大；③工業(yè)的財(cái)政補(bǔ)貼、用能權(quán)交易、排污權(quán)交易和碳排放權(quán)交易四項(xiàng)政策均能有效控制能源消費(fèi)和污染物排放，但交易價(jià)格應(yīng)根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)設(shè)置在合理的范圍內(nèi)。

資源型地區(qū)利用環(huán)境規(guī)制政策有效控制工業(yè)能源消費(fèi)和污染物排放，可以從以下幾個(gè)方面入手：

第一，在財(cái)政允許的范圍內(nèi)，加大工業(yè)產(chǎn)業(yè)環(huán)保投入的財(cái)政補(bǔ)貼。資源型地區(qū)由于其獨(dú)特的資源稟賦，大多產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為單一，政府應(yīng)該加大對(duì)工業(yè)產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排工作的資金支持力度，對(duì)相關(guān)專(zhuān)項(xiàng)資金合理統(tǒng)籌安排，支持工業(yè)節(jié)能減排重點(diǎn)工程、能力建設(shè)和公益宣傳，并適當(dāng)補(bǔ)貼節(jié)能減排工業(yè)企業(yè)的所得稅、增值稅等，最大限度地調(diào)動(dòng)企業(yè)節(jié)能減排的積極性。

第二，適當(dāng)加大當(dāng)前環(huán)境規(guī)制力度，使環(huán)境規(guī)制的“倒逼減排”效應(yīng)充分顯現(xiàn)。政府可以通過(guò)環(huán)境規(guī)制來(lái)帶動(dòng)工業(yè)技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，但環(huán)境規(guī)制力度不僅要考慮生態(tài)環(huán)境對(duì)污染的承載能力，也要考慮經(jīng)濟(jì)個(gè)體對(duì)環(huán)境規(guī)制力度的適應(yīng)能力。政府應(yīng)充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，遵循市場(chǎng)機(jī)制為主、政府控制為輔的原則，根據(jù)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和環(huán)境資源稟賦，將規(guī)制力度把握在合理區(qū)間。

第三，通過(guò)不斷探索用能權(quán)交易、排污權(quán)交易、碳排放權(quán)交易政策，努力推廣完善排污權(quán)、碳排放權(quán)交易機(jī)制，培育和發(fā)展交易市場(chǎng)，最終實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)環(huán)境規(guī)制政策的波特效應(yīng)。此外，政府也要持續(xù)推進(jìn)環(huán)境保護(hù)稅改革，實(shí)施環(huán)境保護(hù)稅法，按照污染付費(fèi)、公平負(fù)擔(dān)、補(bǔ)償成本、合理盈利的原則，合理提高污染物處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)。