偏向技術(shù)進(jìn)步有利于可再生能源轉(zhuǎn)型嗎
——基于要素替代彈性的證據(jù)

董春詩(shī)

(西安石油大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，陜西 西安 710065)

0 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)總量在高速增長(zhǎng)的同時(shí)，能源枯竭和環(huán)境惡化等問(wèn)題日趨嚴(yán)重，綠色可持續(xù)發(fā)展成為社會(huì)各界高度關(guān)注焦點(diǎn)?！妒澜缒茉唇y(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，2018年中國(guó)化石能源消費(fèi)量占全球23.77%，可再生能源消費(fèi)量占全球28.87%，碳排放總量占全球27.82%。受制于“富煤、貧油、少氣”的資源稟賦，目前煤炭仍然是中國(guó)依賴(lài)度最高的能源，2018年中國(guó)煤炭消費(fèi)量占全球比例超過(guò)50%。因此，中國(guó)是全球可再生能源轉(zhuǎn)型最為迫切的國(guó)家之一，如何實(shí)現(xiàn)更多可再生能源消費(fèi)是最需要關(guān)注的問(wèn)題。技術(shù)進(jìn)步是可再生能源消費(fèi)最重要的驅(qū)動(dòng)因素之一，因此被視為能源轉(zhuǎn)型最不可缺少的驅(qū)動(dòng)因素[1]。

現(xiàn)有研究更多關(guān)注的是?？怂怪行约夹g(shù)進(jìn)步，中性技術(shù)進(jìn)步的節(jié)能減排效應(yīng)主要通過(guò)同比例改變生產(chǎn)要素使用量實(shí)現(xiàn)，這忽視了技術(shù)進(jìn)步在不同生產(chǎn)要素之間的偏向性[2]。與中性技術(shù)進(jìn)步不同，偏向技術(shù)進(jìn)步能不同比例改變生產(chǎn)要素使用量[3]。例如，當(dāng)偏向技術(shù)進(jìn)步在不可再生能源與可再生能源之間偏向于使用更多可再生能源消費(fèi)，且可再生能源能夠有效替代不可再生能源時(shí)，有利于推動(dòng)可再生能源轉(zhuǎn)型。然而，現(xiàn)有研究很少關(guān)注偏向技術(shù)進(jìn)步與可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)系。為此，本文構(gòu)建一個(gè)偏向技術(shù)進(jìn)步理論分析框架，并采用固定效應(yīng)隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)分析技術(shù)進(jìn)步的偏向性以及化石能源與非化石能源間的替代彈性，進(jìn)而判斷2000—2017年中國(guó)內(nèi)地30個(gè)省域的偏向技術(shù)進(jìn)步是否推動(dòng)了可再生能源轉(zhuǎn)型。

與已有研究相比，本文邊際貢獻(xiàn)在于：①運(yùn)用固定效應(yīng)隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)探索中國(guó)偏向技術(shù)進(jìn)步與可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)系，拓展了現(xiàn)有研究視野；②在偏向技術(shù)進(jìn)步測(cè)度中區(qū)分化石能源與可再生能源，提高了測(cè)算精度；③在偏向技術(shù)進(jìn)步理論框架下測(cè)度化石能源與可再生能源的替代彈性，為未來(lái)研究偏向技術(shù)進(jìn)步與能源轉(zhuǎn)型的關(guān)系提供了新思路。

1 文獻(xiàn)綜述

偏向技術(shù)是相對(duì)中性技術(shù)而言的，其概念最早由Hicks提出，主要用于刻畫(huà)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步在不同生產(chǎn)要素之間的偏向性。Hicks[2]將技術(shù)進(jìn)步的偏向性歸因于技術(shù)進(jìn)步誘導(dǎo)生產(chǎn)要素相對(duì)價(jià)格變化，并指出生產(chǎn)要素的相對(duì)價(jià)格取決于要素稟賦。以Kennedy[4]、Samuelson[5]為代表的經(jīng)濟(jì)學(xué)家認(rèn)為，Hicks對(duì)偏向技術(shù)進(jìn)步誘發(fā)機(jī)制的解釋是不充分的，并進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)偏向技術(shù)進(jìn)步能夠改變生產(chǎn)要素之間的相互替代關(guān)系，因?yàn)榧夹g(shù)進(jìn)步會(huì)偏向使用成本更低的生產(chǎn)要素。由于早期研究對(duì)偏向技術(shù)進(jìn)步的概念界定模糊，因此之后多年陷入沉寂，直到2000年前后，Acemoglu[6-7]重新定義偏向技術(shù)進(jìn)步的概念，并完善其微觀理論基礎(chǔ)。近年來(lái)，偏向技術(shù)進(jìn)步受到諸多學(xué)者關(guān)注，如偏向技術(shù)進(jìn)步測(cè)算方法[8-9]、偏向技術(shù)進(jìn)步與能源消費(fèi)[10]、偏向技術(shù)進(jìn)步的驅(qū)動(dòng)因素[11]及偏向技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境污染[12]等。

能源轉(zhuǎn)型的概念于1980年首次被德國(guó)科學(xué)院提出，其目的是為了應(yīng)對(duì)當(dāng)時(shí)正肆虐歐洲的第二次石油危機(jī)。在經(jīng)濟(jì)衰退、能源枯竭和環(huán)境惡化等多重因素驅(qū)動(dòng)下，能源轉(zhuǎn)型成為能源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域備受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，如能源轉(zhuǎn)型內(nèi)涵[13]、能源轉(zhuǎn)型路徑[14]、能源轉(zhuǎn)型模式[15]等。技術(shù)進(jìn)步在能源轉(zhuǎn)型中扮演著重要角色，其作用主要是通過(guò)影響能源消費(fèi)進(jìn)而促進(jìn)轉(zhuǎn)型。已有研究結(jié)論可歸納為3類(lèi)：第一類(lèi)研究認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步會(huì)增加能源消費(fèi)量，尤其是可再生能源消費(fèi)[16]；第二類(lèi)研究認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步能夠通過(guò)提高全要素生產(chǎn)率、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等途徑，減少化石能源消費(fèi)，進(jìn)而有利于能源轉(zhuǎn)型[17-18]；第三類(lèi)研究發(fā)現(xiàn)，技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)具有顯著非線性效應(yīng)，技術(shù)進(jìn)步初期有利于節(jié)約能源，當(dāng)技術(shù)達(dá)到一定水平后會(huì)產(chǎn)生回彈效應(yīng)，增加能源消費(fèi)，此時(shí)對(duì)能源轉(zhuǎn)型的影響是不確定的[19-20]。然而，上述涉及的技術(shù)均是?？怂怪行缘?，忽略了技術(shù)進(jìn)步在生產(chǎn)要素間的偏向性。近年來(lái)，偏向技術(shù)進(jìn)步在能源經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域逐漸得到關(guān)注。王班班和齊紹洲[21]研究發(fā)現(xiàn)，1999—2012年中國(guó)工業(yè)技術(shù)進(jìn)步呈現(xiàn)出節(jié)約能源特征；何小鋼和王自力[22]發(fā)現(xiàn)，1981—2000年中國(guó)33個(gè)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步偏向于能源消耗；Zha等[10]研究發(fā)現(xiàn)，1990—2012年中國(guó)工業(yè)技術(shù)進(jìn)步偏向于使用能源，主要是因?yàn)閯趧?dòng)密集型產(chǎn)業(yè)不斷減少。

目前，鮮有研究關(guān)注偏向技術(shù)進(jìn)步與可再生能源轉(zhuǎn)型的關(guān)系。偏向技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源轉(zhuǎn)型的影響主要取決于技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性，當(dāng)技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多可再生能源和更少化石能源，則有助于能源轉(zhuǎn)型[23-24]。然而，可再生能源消費(fèi)量及其比例的提升，可能不是有效的能源轉(zhuǎn)型，因?yàn)榛茉聪M(fèi)量也在不斷上升[25]。因此，學(xué)者們將這種現(xiàn)象描述為能源增加，認(rèn)為可再生能源消費(fèi)量增加只能被視為是一次能源補(bǔ)充。僅依據(jù)偏向技術(shù)進(jìn)步在可再生能源與不可再生能源之間的偏向性，無(wú)法科學(xué)判斷能源轉(zhuǎn)型是否在發(fā)生。因此，在識(shí)別技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性后，還需要進(jìn)一步計(jì)算可再生能源對(duì)化石能源的替代彈性。目前，已有研究關(guān)注了技術(shù)進(jìn)步的要素替代效應(yīng)，如Serletis等[26]通過(guò)測(cè)算美國(guó)不同能源之間的替代彈性發(fā)現(xiàn)，可再生能源對(duì)化石能源的替代效應(yīng)十分有限；Wesseh&Lin[27]發(fā)現(xiàn)，西非國(guó)家共同經(jīng)濟(jì)體的可再生能源與不可再生能源之間存在相互替代關(guān)系。因此，如果技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多可再生能源，且可再生能源能夠有效替代化石能源，則偏向技術(shù)進(jìn)步有助于能源轉(zhuǎn)型。

2 方法與數(shù)據(jù)

2.1 固定效應(yīng)隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)

參考Yang等[23]的做法，本文采用固定效應(yīng)隨機(jī)前沿模型估計(jì)隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)，其一般形式如下：

yit=αi+βxit+vit-uit

(1)

其中，i、t分別表示地區(qū)和年份，y表示產(chǎn)出，α表示個(gè)體固定效應(yīng)，x代表投入要素向量集，β代表投入要素待估系數(shù)的向量集；v是隨機(jī)誤差項(xiàng)，表示統(tǒng)計(jì)誤差和各種隨機(jī)因素對(duì)前沿產(chǎn)出的影響；u是技術(shù)無(wú)效率項(xiàng)，表示實(shí)際產(chǎn)出與技術(shù)前沿產(chǎn)出的差距。對(duì)于投入要素而言，化石能源和可再生能源是兩種不同生產(chǎn)要素。然而，現(xiàn)有研究大多以資本、勞動(dòng)和能源作為投入要素，沒(méi)有區(qū)分化石能源與可再生能源對(duì)產(chǎn)出的不同貢獻(xiàn)。為此，本文將化石能源和可再生能源作為兩種獨(dú)立生產(chǎn)要素，以識(shí)別技術(shù)進(jìn)步在兩者間的偏向性。

傳統(tǒng)生產(chǎn)函數(shù)認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步是中性的，但在要素成本和邊際生產(chǎn)率驅(qū)動(dòng)下，技術(shù)進(jìn)步會(huì)偏向更多使用某一生產(chǎn)要素。因此，本文參考Wesseh&Lin[27]的做法，對(duì)式(1)進(jìn)行擴(kuò)展處理。

其中，Y代表各省產(chǎn)出，K、L分別代表資本和勞動(dòng)，F(xiàn)、R分別代表化石能源和可再生能源。

(1)產(chǎn)出(Y)。本文選取各省2000年不變價(jià)GDP作為產(chǎn)出衡量指標(biāo)。

(2)資本投入(K)。本文采用資本存量作為資本投入的代理變量，基于單豪杰[28]的研究，采用永續(xù)盤(pán)存法估算各省資本存量，公式表示如下：

Kit=Iit/Pit+(1-σ)Ki,t-1

(3)

其中，Kit、Iit、Pit和σ依次表示第i個(gè)省第t年的資本存量、固定資本形成總額、固定資產(chǎn)價(jià)格平減指數(shù)和資產(chǎn)折舊率。

(3)勞動(dòng)投入(L)。本文采用勞動(dòng)投入量作為勞動(dòng)投入的代理變量，借鑒張寧和張維潔[29]的做法，以各省就業(yè)總?cè)藬?shù)表示勞動(dòng)投入量。

(4)化石能源投入(F)。本文采用化石能源消費(fèi)量作為化石能源投入的代理變量，借鑒Yang等[12]的做法，以煤炭、石油和天然氣消費(fèi)量之和表示化石能源消費(fèi)量。

(5)可再生能源投入(R)。本文采用可再生能源發(fā)電量作為可再生能源投入的代理變量，考慮數(shù)據(jù)可得性，本文以水力發(fā)電量、風(fēng)力發(fā)電量和太陽(yáng)能發(fā)電量之和表示可再生能源消費(fèi)量。

根據(jù)Shao等[9]的研究，將技術(shù)進(jìn)步定義為：在控制其它因素時(shí)，前沿技術(shù)隨時(shí)間的變化率。因此，技術(shù)進(jìn)步可表示為：

(4)

其中，TP表示技術(shù)進(jìn)步指數(shù)；β1+β2t代表純技術(shù)效率變化，用于衡量技術(shù)溢出和技術(shù)擴(kuò)散對(duì)前沿技術(shù)變化的影響；β7lnK+β8lnL+β9lnF+β10lnR代表偏向技術(shù)變化，用于衡量各要素生產(chǎn)技術(shù)對(duì)前沿技術(shù)變化的影響。偏向技術(shù)的概念是相對(duì)于?？怂怪行约夹g(shù)而言的，中性技術(shù)變化假定所有生產(chǎn)要素的邊際生產(chǎn)率會(huì)同等比例變化，偏向技術(shù)變化則假定所有生產(chǎn)要素的邊際生產(chǎn)率不是同等比例變化。為了更直觀地闡述偏向技術(shù)，圖1給出了中性技術(shù)變化和偏向技術(shù)變化可能的情形。其中，S和T是兩個(gè)不同時(shí)期，L1(y,b)、Ln(y,b)、L21(y,b)和L22(y,b)表示不同生產(chǎn)技術(shù)曲線，y、b分別表示期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。以化石能源和可再生能源為例，假設(shè)從S時(shí)期至T時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步是希克斯中性的，則L1(y,b)會(huì)平移至Ln(y,b)，此時(shí)技術(shù)進(jìn)步同等比例節(jié)約了可再生能源和化石能源；假設(shè)從S時(shí)期至T時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多化石能源，則L1(y,b)會(huì)旋轉(zhuǎn)至L22(y,b)；假設(shè)從S時(shí)期至T時(shí)期的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多可再生能源，則L1(y,b)會(huì)旋轉(zhuǎn)至L21(y,b)。顯然，當(dāng)技術(shù)進(jìn)步偏向于更多使用某種生產(chǎn)要素時(shí)，則生產(chǎn)技術(shù)曲線會(huì)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)效應(yīng)；當(dāng)技術(shù)進(jìn)步同等比例節(jié)約生產(chǎn)要素使用量時(shí)，則生產(chǎn)技術(shù)曲線會(huì)出現(xiàn)平移效應(yīng)。

圖1 偏向技術(shù)變化與中性技術(shù)變化

2.2 要素偏向性識(shí)別方法

為進(jìn)一步揭示技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性，本文沿用Diamond[30]的方法估算生產(chǎn)要素的相對(duì)偏倚程度，一般形式為：

(5)

其中，n、q是兩種不同生產(chǎn)要素，MPn、MPq分別是n和q的邊際生產(chǎn)率，Biasnq表示技術(shù)變化引起要素n與q之間邊際產(chǎn)出增長(zhǎng)率的差異。Biasnq>0(<0)表示在一次生產(chǎn)中技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多n(q)或節(jié)約更多q(n)；Biasnq=0表示技術(shù)進(jìn)步是?？怂怪行缘模夹g(shù)變化會(huì)同比例增加或節(jié)約n和q。

根據(jù)式(5)，可以估算技術(shù)進(jìn)步在任意兩種生產(chǎn)要素之間的偏倚程度，本文以化石能源和可再生能源為例。結(jié)合式(2)、(5)，BiasFR可表示為：

(6)

其中，εF、εR分別是化石能源和可再生能源的產(chǎn)出彈性。因此，化石能源和可再生能源的邊際生產(chǎn)率可分別通過(guò)求解式(7)、(8)得到。

(7)

(8)

2.3 要素替代彈性測(cè)算方法

不同生產(chǎn)要素間的替代或互補(bǔ)關(guān)系能夠反映要素投入相對(duì)增加或減少。以F和R為例，如果F與R具有穩(wěn)定的替代關(guān)系，則F投入增加會(huì)使R投入減少；如果F與R具有穩(wěn)定的互補(bǔ)關(guān)系，則F投入增加會(huì)使R投入增加。因此，根據(jù)F與R之間的替代或互補(bǔ)關(guān)系，可以判斷出偏向技術(shù)進(jìn)步是否推動(dòng)了可再生能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型。要素間的替代彈性是要素投入結(jié)構(gòu)變化與邊際替代率變化的比率，替代彈性公式如下：

(9)

其中，SubsFR表示要素F與要素R間的替代彈性。結(jié)合式(7)、(8)，要素F與要素R間的邊際替代率為：

(10)

結(jié)合式(9)、(10)，可得：

SubsFR=

(11)

通過(guò)式(11)可計(jì)算任意兩種要素間的替代彈性。其中，SubsFR>0(<0)表示要素F與要素R間具有替代(互補(bǔ))關(guān)系，SubsFR=0表示要素F與要素R間不具有替代或互補(bǔ)關(guān)系。

2.4 數(shù)據(jù)描述

基于數(shù)據(jù)可獲取性，本文選取2000—2017年中國(guó)內(nèi)地30個(gè)省域面板數(shù)據(jù)作為研究樣本(西藏因數(shù)據(jù)不全未納入統(tǒng)計(jì))。為消除通貨膨脹等因素的影響，將資本存量和GDP按照價(jià)格指數(shù)平減為2000年不變價(jià)格。GDP及其價(jià)格指數(shù)、資本存量等數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》，勞動(dòng)投入數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)勞動(dòng)統(tǒng)計(jì)年鑒》，化石能源投入數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，可再生能源投入數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)電力統(tǒng)計(jì)年鑒》。相關(guān)變量統(tǒng)計(jì)描述見(jiàn)表1。

表1 各變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果

3 結(jié)果與討論

3.1 技術(shù)進(jìn)步估計(jì)結(jié)果與討論

表2報(bào)告了超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)的參數(shù)估計(jì)結(jié)果?？梢园l(fā)現(xiàn)，大多數(shù)參數(shù)均在10%統(tǒng)計(jì)水平上顯著異于0，極大似然函數(shù)值和LR檢驗(yàn)結(jié)果表明本文估計(jì)模型具有很強(qiáng)的解釋力。復(fù)合殘差值為0.001 3且在1%統(tǒng)計(jì)水平上顯著，表明誤差項(xiàng)和無(wú)效率項(xiàng)波動(dòng)較小。因此，固定效應(yīng)隨機(jī)前沿模型能夠很好地刻畫(huà)技術(shù)效率變化。此外，時(shí)間與生產(chǎn)要素的交互項(xiàng)系數(shù)、不同生產(chǎn)要素的交互項(xiàng)系數(shù)及相同生產(chǎn)要素的交互項(xiàng)系數(shù)均顯著異于0，這為技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性和要素替代彈性分析提供了良好基礎(chǔ)。

基于表2的估計(jì)結(jié)果，本文估計(jì)了2000—2017年中國(guó)各省域技術(shù)進(jìn)步指數(shù)。為了說(shuō)明中國(guó)各省域技術(shù)進(jìn)步指數(shù)的時(shí)間變化趨勢(shì)，以2000年、2006年、2011年和2017年各省技術(shù)進(jìn)步指數(shù)為例，詳見(jiàn)圖2。由圖2(a)可知，2000年中國(guó)僅北京、上海、江蘇、浙江和廣東的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)超過(guò)0.72，其余省份均低于0.72。其中，僅上海的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)超過(guò)0.76，北京、江蘇、浙江介于0.72～0.74之間，廣東介于0.74～0.76之間。由圖2(b)可知，2006年技術(shù)進(jìn)步指數(shù)超過(guò)0.72的省市有北京、天津、上海、江蘇、浙江、福建、江西和山東，其余省份均低于0.7。其中，上海和廣東的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均超過(guò)0.8，北京、江蘇和浙江均超過(guò)0.78。相較于2000年，2006年大部分省份的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)都有不同程度提高。由圖2(c)可知，2011年中國(guó)技術(shù)進(jìn)步指數(shù)低于0.72的省(市、自治區(qū))有天津、河北、山西、遼寧、福建、海南、寧夏和新疆，其余省份均高于0.74。2011年中國(guó)絕大部分省份的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)相較2000年均有所提高。由圖2(d)可知，2017年技術(shù)進(jìn)步指數(shù)小于0.72的區(qū)域進(jìn)一步縮小，僅河北、山西、遼寧和海南低于0.72，北京、上海、廣東和重慶的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均超過(guò)0.8，介于0.74～0.78之間的省份有10個(gè)，該數(shù)量相較之前年份有顯著提升。2017年各省技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均高于2000年。對(duì)比2000年、2006年、2011年和2017年各省技術(shù)進(jìn)步指數(shù)發(fā)現(xiàn)，各省技術(shù)進(jìn)步指數(shù)隨時(shí)間推移均有顯著提高。

表2 超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)參數(shù)估計(jì)結(jié)果

圖2 不同年份中國(guó)省域技術(shù)進(jìn)步指數(shù)

3.2 要素偏向性識(shí)別結(jié)果與討論

通過(guò)前文分析結(jié)果可知，2000—2017年間中國(guó)各省技術(shù)進(jìn)步指數(shù)逐漸提升，說(shuō)明期間各省技術(shù)水平均有所提高。然而，僅從技術(shù)進(jìn)步指數(shù)變化中無(wú)法識(shí)別出技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性。基于此，本文重點(diǎn)討論技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性。表3報(bào)告了2000—2017年中國(guó)整體技術(shù)進(jìn)步在資本、勞動(dòng)、化石能源和可再生能源之間的偏向性，可以看出整體上技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多資本，其次依次是化石能源、勞動(dòng)和可再生能源。其中，2000—2001年和2003—2004年技術(shù)進(jìn)步均偏向于使用更多勞動(dòng)，說(shuō)明期間主要采用勞動(dòng)密集型生產(chǎn)模式；2000年、2005—2008年、2012—2013年和2015年技術(shù)進(jìn)步均偏向于使用更多化石能源，說(shuō)明期間主要采用化石能源密集型生產(chǎn)模式；2009—2011年、2014年和2016—2017年技術(shù)進(jìn)步均偏向于使用更多資本，說(shuō)明期間主要采用資本密集型生產(chǎn)模式。值得關(guān)注的是，化石能源與非化石能源的偏倚程度在所有年份均大于零，說(shuō)明2000—2017年中國(guó)整體技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多化石能源。該結(jié)論能很好解釋的一個(gè)客觀事實(shí)是，樣本期間內(nèi)中國(guó)技術(shù)進(jìn)步在不斷提升的同時(shí)，能源枯竭和環(huán)境污染問(wèn)題也在不斷加劇。事實(shí)上，Zha等[10]也發(fā)現(xiàn)，技術(shù)進(jìn)步是顯著偏向化石能源的，且這種偏倚程度還在不斷增加。

表3 技術(shù)進(jìn)步的要素偏向性

表4報(bào)告了2000—2017年各省技術(shù)進(jìn)步在化石能源與可再生能源之間的偏向性，可以看出各省份技術(shù)進(jìn)步在化石能源與可再生能源之間存在顯著差異。2000—2005年，各省技術(shù)進(jìn)步均偏向于使用更多化石能源，相對(duì)節(jié)約可再生能源；2006—2011年，除上海、浙江、湖北和云南偏向使用更多可再生能源外，其它省份技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多化石能源；2012—2017年，北京、上海、浙江、安徽、湖北、海南和重慶的技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多可再生能源，而其它省份則表現(xiàn)出相對(duì)節(jié)約可再生能源的偏向特征。從各省偏向性局部差異看，北京、上海、浙江、安徽、湖北、海南和重慶的偏向性由相對(duì)節(jié)約可再生能源過(guò)渡為相對(duì)節(jié)約化石能源，而其余省份在樣本期間內(nèi)始終以相對(duì)節(jié)約可再生能源為主。

表4 技術(shù)進(jìn)步的偏向性(化石能源與可再生能源)

整體而言，2000—2017年中國(guó)僅有上海、浙江、湖北和云南表現(xiàn)出相對(duì)節(jié)約化石能源的偏向特征，表明上述4個(gè)省市的生產(chǎn)模式相對(duì)綠色可持續(xù)。究其原因，不難發(fā)現(xiàn)上述省份的可再生能源生產(chǎn)規(guī)模更大，對(duì)應(yīng)的可再生能源生產(chǎn)技術(shù)水平也相對(duì)先進(jìn)。例如，云南和湖北的可再生能源規(guī)模位居全國(guó)第二、三位，其可再生能源生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，尤其是水力發(fā)電技術(shù)。因此，對(duì)于這些省份而言，其技術(shù)進(jìn)步會(huì)偏向于使用更多可再生能源。相比之下，其它省份的技術(shù)進(jìn)步則導(dǎo)致使用化石能源的邊際產(chǎn)出增長(zhǎng)率較高，表明中國(guó)大部分省份在樣本期間內(nèi)保持較高的能源需求水平，依然處于相對(duì)污染與不可持續(xù)的生產(chǎn)模式。究其原因，煤炭和石油仍是大多數(shù)省份最依賴(lài)的能源，其生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新投資高于其它生產(chǎn)要素。例如，山西和內(nèi)蒙古是煤炭稟賦最高的兩個(gè)省份，其煤炭對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)遠(yuǎn)高于其它生產(chǎn)要素；陜西和山東是石油稟賦較高的兩個(gè)省份，其石油對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)高于其它生產(chǎn)要素。因此，對(duì)于這些省份而言，其技術(shù)進(jìn)步會(huì)偏向于使用更多化石能源。與本文研究結(jié)果相悖的是，一些研究認(rèn)為，技術(shù)進(jìn)步會(huì)改善全要素能源(尤其是化石能源)效率，有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排[12]。然而，2020年《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，1965—2019年間中國(guó)化石能源消費(fèi)總量在不斷增加。因此，技術(shù)進(jìn)步會(huì)刺激生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)張，能源需求水平也在日益提高，技術(shù)進(jìn)步對(duì)可再生能源轉(zhuǎn)型的作用還需要在偏向性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步測(cè)算技術(shù)進(jìn)步的要素替代彈性。

3.3 要素替代彈性測(cè)算結(jié)果與討論

表5報(bào)告了2000—2017年資本、勞動(dòng)、化石能源與可再生能源間的替代彈性。依據(jù)前文要素彈性的判別方法，可以看出資本對(duì)勞動(dòng)的替代彈性在樣本期間內(nèi)均大于零，說(shuō)明資本與勞動(dòng)之間存在穩(wěn)定的替代關(guān)系。資本與化石能源的替代彈性在不同年份表現(xiàn)出差異，二者的替代彈性在2011—2014年和2016—2017年大于零，其余年份則小于零，說(shuō)明二者關(guān)系并不穩(wěn)定，但整體上是互為替代關(guān)系。與資本和勞動(dòng)的關(guān)系一致，資本與可再生能源的替代彈性在樣本期間內(nèi)均大于零，表明資本與可再生能源之間具有穩(wěn)定的替代關(guān)系。勞動(dòng)與化石能源的關(guān)系在樣本期間內(nèi)互為替代關(guān)系，但這種替代關(guān)系并不穩(wěn)定，二者在2000—2001年、2005年、2011年和2013年表現(xiàn)為互補(bǔ)關(guān)系。勞動(dòng)與可再生能源在樣本期間內(nèi)具有較穩(wěn)定的互補(bǔ)關(guān)系，僅在2005年和2014年互為替代關(guān)系。本文最為關(guān)注的是化石能源與可再生能源之間的關(guān)系，彈性系數(shù)表明二者雖然整體上表現(xiàn)為替代關(guān)系，但這種替代關(guān)系并不穩(wěn)定，因?yàn)闃颖緟^(qū)間內(nèi)二者在替代關(guān)系與互補(bǔ)關(guān)系中多次轉(zhuǎn)換，該結(jié)論與Yang等[23]的結(jié)果相似。上述發(fā)現(xiàn)表明，化石能源與可再生能源之間的關(guān)系相對(duì)易于調(diào)整。

表5 要素替代彈性測(cè)算結(jié)果

表6報(bào)告了2000—2017年各省化石能源與可再生能源之間的替代彈性?？梢钥闯?，2000—2005年中國(guó)僅有上海、浙江、湖北、廣東、海南和云南6個(gè)省市的化石能源與可再生能源互為替代關(guān)系，在其它省份則表現(xiàn)為互補(bǔ)關(guān)系，表明在此期間能源需求處于較高水平，可再生能源增加只是對(duì)能源消費(fèi)總量的一次補(bǔ)充。與2000—2005年不同的是，2006—2011年中國(guó)有10個(gè)省(市、自治區(qū))(河北、內(nèi)蒙古、黑龍江、江西、湖南、貴州、甘肅、青海、寧夏和新疆)的化石能源與可再生能源具有互補(bǔ)關(guān)系，在其它省份則表現(xiàn)為替代關(guān)系。究其原因，上述表現(xiàn)為互補(bǔ)關(guān)系的省份中有的能源需求水平較高，如上海、浙江和廣東，這些省市僅僅依賴(lài)化石能源供應(yīng)可能無(wú)法滿足能源需求，因此需要額外的可再生能源作為補(bǔ)充。值得關(guān)注的是，2000—2005年大多數(shù)省份化石能源與可再生能源之間的互補(bǔ)關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)?006—2011年的替代關(guān)系，表明可再生能源增加在一定程度上會(huì)減少化石能源消費(fèi)。2012—2017年中國(guó)有8個(gè)省(市、自治區(qū))(河北、內(nèi)蒙古、黑龍江、江西、云南、甘肅、青海和新疆)的化石能源與可再生能源之間具有互補(bǔ)關(guān)系，其它省份則互為替代關(guān)系。究其原因，上述省份的能源消費(fèi)規(guī)模在逐漸擴(kuò)張，能源需求水平也在不斷提高，需要更多能源供給滿足其生產(chǎn)需求，這也可能是化石能源與可再生能源之間具有互補(bǔ)關(guān)系的潛在原因。從2000—2017年平均水平看，中國(guó)有13個(gè)省份的化石能源與可再生能源之間具有互補(bǔ)關(guān)系，其它17個(gè)省份則表現(xiàn)為替代關(guān)系。因此，整體上二者具有替代關(guān)系，但從局部看，各省存在差異。

表6 要素替代彈性測(cè)算結(jié)果(化石能源與可再生能源)

3.4 能源偏向性與要素替代彈性歸類(lèi)分析

正如上文所述，當(dāng)技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多可再生能源，且可再生能源與化石能源之間具有替代關(guān)系(互補(bǔ)關(guān)系)，則偏向技術(shù)進(jìn)步有利于(不利于)可再生能源轉(zhuǎn)型；當(dāng)技術(shù)進(jìn)步偏向使用更多化石能源，且可再生能源與化石能源之間具有替代關(guān)系(互補(bǔ)關(guān)系)，則偏向技術(shù)進(jìn)步不利于(有利于)可再生能源轉(zhuǎn)型。本文按照要素偏向性和要素替代彈性對(duì)各省進(jìn)行歸類(lèi)，如表7所示。其中，Bias-FR>0且Subs-FR>0的省份有天津、江蘇、安徽、福建、山東、湖南、廣東、廣西、海南、重慶、四川、貴州和寧夏，上述省份的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多化石能源，且化石能源增加替代了可再生能源，表明偏向技術(shù)進(jìn)步阻礙了可再生能源轉(zhuǎn)型。Bias-FR>0且Subs-FR<0的省份有北京、河北、山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、江西、河南、山西、甘肅、青海和新疆，上述省份的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多化石能源，盡管可再生能源也在不斷增加，但這些省份更多的是使用化石能源，表明偏向技術(shù)進(jìn)步阻礙了可再生能源轉(zhuǎn)型。Bias-FR<0且Subs-FR<0的省份僅有云南，云南的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多可再生能源，且可再生能源與化石能源表現(xiàn)出互補(bǔ)關(guān)系，表明偏向技術(shù)有利于可再生能源轉(zhuǎn)型。Bias-FR<0且Subs-FR>0的省份有上海、浙江和湖北，上述省份的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多可再生能源，且可再生能源有效替代了化石能源，表明偏向技術(shù)進(jìn)步有利于可再生能源轉(zhuǎn)型。相比之下，Bias-FR<0且Subs--FR>0是最理想的生產(chǎn)模式。

表7 省級(jí)要素偏向性與要素替代彈性分類(lèi)結(jié)果

4 結(jié)論與啟示

作為全球最大能源消費(fèi)國(guó)，中國(guó)是可再生能源轉(zhuǎn)型最為迫切的國(guó)家之一。盡管偏向技術(shù)進(jìn)步是可再生能源消費(fèi)的重要驅(qū)動(dòng)因素，但鮮有研究關(guān)注偏向技術(shù)進(jìn)步是否推動(dòng)了可再生能源轉(zhuǎn)型?；诖?。本文首先基于偏向技術(shù)進(jìn)步理論框架，采用固定效應(yīng)隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)，測(cè)度2000—2017年中國(guó)內(nèi)地30個(gè)省域的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)并識(shí)別其在生產(chǎn)要素中的偏向性。其次，本文進(jìn)一步分析化石能源與可再生能源間的替代彈性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中國(guó)整體技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多資本，其次依次是化石能源、勞動(dòng)力和可再生能源，且化石能源與可再生能源互為替代關(guān)系，這說(shuō)明偏向技術(shù)進(jìn)步阻礙了可再生能源轉(zhuǎn)型。同樣地，本文從分省視角進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，上海、浙江、湖北和云南的技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多可再生能源，且上海、浙江和湖北的可再生能源與化石能源間具有替代關(guān)系，表明這些省市的偏向技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了可再生能源轉(zhuǎn)型。值得關(guān)注的是，部分省份的技術(shù)進(jìn)步在化石能源與可再生能源之間的偏向性隨時(shí)間產(chǎn)生變化，表明二者之間的偏向特征并不穩(wěn)定。同樣地，一些省份化石能源與可再生能源的替代關(guān)系也并不穩(wěn)定。

基于上述研究結(jié)論，各省應(yīng)積極誘導(dǎo)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步偏向于使用更多可再生能源。然而，目前我國(guó)可再生能源生產(chǎn)規(guī)模仍然相當(dāng)有限，僅依靠可再生能源供應(yīng)無(wú)法滿足當(dāng)前能源需求。因此，側(cè)重于可再生能源技術(shù)創(chuàng)新是重點(diǎn)工作，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新降低可再生能源成本，擴(kuò)大可再生能源生產(chǎn)規(guī)模，提高可再生能源供給能力。具體地，對(duì)于可再生能源稟賦較高的省份，應(yīng)加大相應(yīng)可再生能源技術(shù)創(chuàng)新投資。例如，西北地區(qū)具有豐裕的風(fēng)力資源，應(yīng)適當(dāng)加大對(duì)內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等省份的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新投資；西南和華中地區(qū)更適宜發(fā)展水電技術(shù)，如四川、云南、湖北等。不僅如此，還應(yīng)能動(dòng)地改變化石能源與可再生能源間的替代關(guān)系，加快可再生能源有效替代化石能源。各省應(yīng)為可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造優(yōu)質(zhì)發(fā)展環(huán)境，如四川、云南和湖北的水力發(fā)電量接近全國(guó)發(fā)電量的20%，這些省份應(yīng)該為水力發(fā)電相關(guān)企業(yè)提供更多優(yōu)惠政策，尤其是為處于發(fā)展初期的水電相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供一定補(bǔ)助，扶持其提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大可再生能源在能源市場(chǎng)中的份額，加快可再生能源利用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，促使生產(chǎn)技術(shù)偏向使用更多可再生能源，從而實(shí)現(xiàn)可再生能源有效替代化石能源。