节能减排与中国工业的双赢发展：2009-2049，本文主要内容关键词为：中国论文,节能论文,工业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、引言
达成新气候公约和应对金融危机无疑是目前世界各国面临的两大棘手问题。为促成在2009年底的哥本哈根气候峰会上达成一份后京都时代温室气体减排的约束性方案，中国决定到2020年，二氧化碳排放强度比2005年下降40％—45％，并作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划。胡锦涛主席在联合国气候变化峰会上也提出了中国的新节能减排计划，表明中国将大幅降低二氧化碳排放，增加森林面积，使用气候友好科技，在2020年前非化石能源占一次能源消费的比重达到15％。然而，谈判异常艰难，以美国为首的发达国家以担心减排会带来竞争力下降和失业等为借口，竭尽所能妄图颠覆此前达成的协议，推翻共同而有区别的原则，拒绝承担历史减排责任，最终导致了哥本哈根会议没能达成对发达国家有约束力的减排协议。
与此艰难谈判形成鲜明对比的是，美国等发达国家在最新的金融危机拯救计划中都不约而同地将新能源技术和低碳经济作为未来的经济发展方向。奥巴马上任不久就推出了以发展新能源为重要内容的“美国复苏与再投资计划”，并通过了一份温室气体减排法案《美国清洁能源安全法案》，努力发动新能源引擎，把低碳经济打造成新的经济增长点。英国2009年也发布了《英国低碳转换计划》国家战略白皮书。中国与这些发达国家相比在节能减排上毫不逊色。2004年和2005年中国已经分别颁布了《节能中长期专项规划》和《可再生能源法》。温家宝总理在哥本哈根峰会期间曾给出这样一组信息：中国是最早制定实施《应对气候变化国家方案》的发展中国家，是近年来节能减排力度最大的国家也是新能源和可再生能源增长速度最快的国家。根据汇丰银行的一个最新研究报告，在2008年底的4万亿人民币总刺激投资中，中国投入节能减排和生态工程、结构调整和技术改造等低碳项目的资金占到了38％，仅次于韩国81％和欧盟59％的低碳投入深度，高于位于第六的美国(12％)；从绝对规模来看，中国的低碳投入更高居世界第一位，达到2210亿美元，是排在第二位的美国的两倍(Robins et al.，2009)。
为什么各国在节能减排上对外和对内会采取两种截然不同的态度呢？其实各国很清楚，节能减排长期来讲不可避免，事关经济转型和未来新技术制高点之争；但是短期而言尤其在金融危机期间，节能减排又不可避免会消耗本来用于产出的有限资源，对经济增长和复苏带来负面影响，这让他们迟疑不决裹足不前。与此相似，学术界对节能减排的影响也存在两种完全相反的观点：环境波特假说认为节能减排能够带来双赢发展机会，即环境质量和生产率会同时得到提高，社会和经济目标都能够得到满足；而另一些研究者对此则提出批评，他们认为如果存在这样的双赢机会，就不需要由政府额外对企业施加节能减排成本。国内外不少文献都对节能减排的经济影响进行了专门研究(见第二节综述)。
中国目前是仅次于美国的第二大能源消耗国，其中，中美分别为全球第一和第二大煤炭消费国，大量的燃煤发电使得两国也成为了世界上温室气体排放量最大的两个国家，而且2007年中国的二氧化碳排放量超过了美国，这客观上使得中国在国际上面临的节能减排压力加大了。而随着科学发展观的提出，节能减排也已经成为中国经济结构调整和发展方式转变的内在要求。因此，认真分析节能减排对中国经济特别是对金融危机后实体经济的正反面影响，寻找未来几十年重要战略机遇期能够引致双赢发展的最优节能减排路径就是一个十分现实和紧迫的问题，这是本文研究的根本动机。改革开放后工业作为中国的主要实体经济部门平均消费了全国能源的80％，排放出全国二氧化碳的84％，到2008年这两个数据更上升到87％和96％，因此工业部门不可避免将成为节能减排的首要对象。然而中国已进入以重化工业快速发展为特征的工业化中期阶段，工业增长对能耗和排放密集型的重化工业的需求很大，可以想象节能减排对工业经济的负面影响也可能是最大的。因此，正确理解能源、环境与工业之间的关系对于理解中国整体经济走势变化具有重要意义。本文的研究对象将限制在中国工业部门的38个两位数行业，利用一个基于方向性距离函数(Directional Distance Function，DDF)扩展的动态行为分析模型来检验波特假说在中国的存在性，并预测从现在到新中国成立100周年之际中国工业分行业的节能减排最优路径和双赢发展前景。
本文下面的结构安排是：第二节综述环境波特假说及对其检验的国内外文献，引出本文的方法论；第三节设计不同的节能减排路径，并嵌入DDF的方向向量从而扩展出一个动态行为分析模型；第四节对各种节能减排路径效应进行模拟分析，寻找中国工业在2009-2049年间的节能减排最优路径，分别从潜在产出和生产率变化两个角度来探讨双赢发展可能性；第五节为结论。
二、文献综述
近20年来，能源、环境与经济之间的关系(即3E问题)始终是学者和决策者激烈讨论的话题。传统经济学观点认为环境规制不可避免会增加厂商成本并侵蚀其国际竞争力。世界竞争战略之父波特教授等则认为这种基于新古典静态竞争模式的简单二分法并不恰当，利润最大化只在静态模型中方能实现，而在现实中竞争力模型应该是动态的，因为技术是不断变化的，创新和改进空间是无限的，加上信息不完全和厂商管理的无效率，最优决策实际上很难作出，只要厂商加强管理并改进技术，就会获得更大收益，因而环境规制的重点并不在过程而要看最后形成的结果。在动态条件下，环境质量提高与厂商生产率和竞争力增强的最终双赢发展是可能的。这些观点通常被称为环境波特假说(Porter，1991；Porter and Van der Linde，1995；Ambec and Barla，2002)。具体而言，高能耗、高排放实际上是某种形式经济浪费和资源无效运用的信号，正确设计的基于经济激励导向的严格环境规制从较长时期来看可以激发创新、促进节能减排技术或新能源技术的研发、改进生产无效性和提高投入生产率，最终部分或全部抵消短期执行环境政策的成本，甚至为厂商带来净收益，这是实现波特假说的创新补偿途径。①进一步，在国际社会环境意识日益提高的情况下，厂商通过率先采取环境规制所要求的环境友好技术可以优先于其竞争者在国际市场中获得更多青睐和竞争力，这是实现波特假说的国际市场先动优势途径，也是创新补偿途径能够有效实施的前提。两种途径在动态模型中的联动使得环境规制能够给厂商带来绝对竞争优势。波特假说的提出者和支持者以大量案例来佐证该理论的正确，比如他们发现具有国际竞争力的厂商并不是因为使用了最便宜的生产投入或拥有较大的规模，而是企业本身具有不断创新和技术进步的能力。上世纪70年代中东石油危机对日本经济的影响也是最好的例证。当时能源价格跳跃式上涨导致日本经济出现大幅度衰退，但这同时也刺激了日本研发节能技术的动力，使得日本经济能够在相当长时期内保持增长和强大的世界竞争力。总之，环境波特假说的关键点在于打破新古典静态分析框架以引入动态的创新机制。②当然，许多研究者(Palmer et al.，1995；Jaffe et al.，1995)批评波特假说，认为这是对有效市场假说的新古典主义理论的基本挑战，他们反问，为什么厂商自己不能够看到这种双赢机会呢？
国外与波特假说相关的实证研究很多。Mohr(2002)基于离散技术变化的“干中学”一般均衡框架推导得到了与波特假说一致的结论，该模型显示内生技术改变使得波特假说变得可行。Murty & Kumar(2003)发现厂商的技术效率随着环境规制强度的增加而增加，这支持了环境规制的波特假说。Beaumont & Tinch(2004)认为减排成本曲线是一个有效的环境治理方法，有助于厂商获得经济和环境的双赢局面或至少是赢平的前景。Cerin(2006)的研究支持了波特假说，他基于科斯的产权和交易成本理论发现了双赢发展的私人动机，不过公共支持对于产生这种动机是必须的。Kuosmanen et al.(2009)利用环境成本收益分析(ECBA)方法研究了温室气体减排等环境政策对经济的影响。结论中性或相反的研究也有不少。Boyd &McClelland(1999)基于谢泼德投入距离函数来直接度量环境规制可能造成的效率损失，基本结论是对波特假说争论的两种观点都获得支持。Xepapadeas &De Zeeuw(1999)把环境税形式的较严格的环境政策效应分解为生产率效应和利润一排放效应进行分析，指出尽管不能期待环境规制导致排放减少和利润增加的双赢情景，但某种折衷是可能达到的，比如生产率增加以及对利润的影响远小于减排量。Feichtinger et al.(2005)的研究在考虑非线性效应和学习效应的情况下拒绝波特假说。
国内相似的研究也不少。魏涛远和格罗姆斯洛德(2002)发现征收碳税将使中国经济状况恶化，但二氧化碳的排放量有所下降；从长远看，征收碳税的负面影响将会不断弱化。陈文颖等(2004)设计了6种二氧化碳减排情景，应用中国MARKAL-MACRO模型进行模拟分析，定量地描述了各种减排情景下对GDP影响的时间模式。王灿等(2005)利用可计算一般均衡(CGE)模型分析得出中国实施碳减排政策对GDP和就业有负面影响，但是有助于能源效率提高。蔡昉等(2008)发现二氧化碳库兹涅茨曲线的拐点远远晚于其他污染物，这说明中国二氧化碳减排需要一个长期的过程，不能一蹴而就。林伯强和何晓萍(2008)研究发现对油气开采行业征收20％以下的资源税对宏观经济的负面影响并不大。国务院发展研究中心课题组(2009)应用产权理论和外部性理论研究认为，如果各国排放权得到明确界定和严格保护，节能减排就会成为一种有利可图的行为，这将为低碳经济发展模式替代传统高能耗高排放发展模式提供强大动力。潘家华和陈迎(2009)则设计了一个不同于京都议定书但同时考虑了公平和可持续性的碳预算方案。张红凤等(2009)认为，严格而系统的环境规制政策可以改变环境库兹涅茨曲线的形状和拐点，使得在一个相对较低的污染水平越过拐点成为可能，以实现环境与经济的双赢发展。樊纲等(2010)研究发现中国约有20％左右的国内实际排放是由他国消费所致，而大部分发达国家如英国和法国等则相反，因此应根据最终消费来衡量各国碳排放责任。
如上所述，对波特假说正反两方面的观点进行实证检验的文献很多，但是似乎并没有得出一致性的结论，这可能与不同研究采用不同的分析数据、分析时期或者研究对象所处的经济治理体制甚至文化不同有关，但是缺乏一个合理的分析环境和经济联系的理论框架似乎是更主要的原因。比如通常使用的CGE模型更利于比较静态分析，其动态扩展在实证中使用还较少或较简单；参数化计量模型则受制于先验的方程形式和分布假定；环境成本收益分析首先需要对环境影响进行经济评估，这本身在技术上就富有挑战；基于产权、外部性和交易成本理论的分析对于量化环境规制的具体经济影响力不从心；传统的谢泼德距离函数则无法区分CDP和环境污染这两种产出的不同本质，如此等等。直到方向性距离函数(DDF)的出现才对GDP和污染进行既区分又联系的分析提供了一个合理的替代框架，DDF的设计恰好体现了波特假说中期望产出增加和非期望产出同时减少的思想，因此，DDF提供了检验波特假说的最合理方法。涂正革(2008)和王兵等(2008)曾利用标准DDF度量工业效率和生产率。本文根据Boyd et al.(2002)的思想分别基于环境污染自由处置和弱处置这两种DDF来度量节能减排的潜在收益和产出损失以及节能减排过程中生产效率和技术进步如何此消彼长并最终对全要素生产率造成影响。本文在方向向量中引入了不同的节能减排路径，为了进行动态预测，同时又引入了时间滞后算子，这样就形成了一个基于标准DDF的扩展的动态行为分析模型，可以有效地对从现在到新中国成立100年之际的中国工业38个两位数行业节能减排的双赢发展前景进行预测。具体方法见下一节。
三、研究方法
(一)节能减排路径设计
未来不同的节能减排路径方案对经济的影响是不同的(Lee et al.，2007；Kuosmanen et al.，2009)。本文设计了5种节能情景和9种二氧化碳减排路径，计45种可替代的政策组合，并评估它们对中国工业分行业潜在产出和生产率的不同影响，以寻找能够达到中国工业双赢发展的最优节能减排路径。
对节能方案的设计基于2006年中国“十一五”规划纲要提出的节能减排约束性指标，即2006-2010年期间单位GDP能耗降低20％。考虑到能源强度年均下降4％并不容易实现，在本文中，我选择单位工业总产值能耗年均降低3％这样一个幅度稍小的节能目标，基于未来中国工业产出年均增长可能达到4％、6％、8％、10％和12％这5种长期目标，计算能够达到该节能目标的相应能源消耗年均增长率分别为0.9％、2.8％、4.8％、6.7％和8.6％。③根据陈诗一(2009)提供的中国工业在1981-2006年间工业总产值和能耗年均增长分别为11.2％和6％的数据，本文设定的未来产出和能耗增长目标适中或稍轻，基本可以实现。
本文对二氧化碳减排方案的设计则遵循循序渐进、由易到难的原则，以体现中国作为发展中国家发展仍然是第一要务的国情；减排是一个广义的概念，不一定排放绝对量下降了才是减排，只要实际排放量相对于通常情景(BaU)下降了就是减排，所以排放增长率下降也是一种合理的减排。本文所设计的9种减排路径如图1所示，按照执行力度由轻到重的顺序分别为：(1)工业各行业二氧化碳排放由2009年的各自增长率线性均匀降低到2049年的零增长率，这与2009年8月17日发改委应对气候变化司司长苏伟首次提出的中国减排时间表(即到2050年排放达到峰值不再上升)相一致；(2)工业各行业排放由2009年各自增长率逐年降低到2039年的零增长率，在2039年排放达到峰值后再逐年降低到2049年减排率-1％的目标；(3)工业各行业排放由2009年各自增长率逐年降低到2029年的零增长率，然后再逐年降低到2049年减排率-1％的目标，减排路径2和3与2009年12月6日科技部部长万钢所预测的中国碳排放量将于2030年至2040年间达到峰值的时间点差不多；(4)工业各行业排放由2009年各自增长率逐年降低到2019年的零增长率，然后再逐年降低到2049年减排率-1％的目标；(5)工业各行业碳排放增长保持2009年各自增长率的一半；(6)工业各行业排放总量始终保持2009年的绝对水平，即未来维持零增长率；路径7-9维持固定的减排率，即每年在上年二氧化碳排放总量的基础上分别减排-1％、-5％和-10％。本文按徐嵩龄和沈可挺(2006)的研究把前4种减排路径称为发展型减排路径，后5种则称为强制型减排路径。
图1 中国工业二氧化碳排放减排路径(1—9)设计(2009-2049)
这里所设计的节能减排路径计45种政策组合将被合理嵌入到下一小节所要介绍的动态行为分析模型的方向向量中。④
(二)动态行为分析模型
本小节介绍评估节能减排行为经济影响的动态行为分析模型(Dynamic Activity Analysis Model，DAAM)，由笔者基于Chambers et al.(1996)和Chung et al.(1997)所提出的标准方向性距离函数(DDF)和行为分析模型(AAM)扩展而来。在本研究中，分析对象为38个两位数工业行业(i=1，2，…，38)，预测时期跨度为t=2009，2010，…，2049计40年，每个行业有3种投入(j=1，2，3，即资本、劳动和能源)、1种期望产出(即工业总产值)和1类非期望产出(即二氧化碳排放)。⑤
其中，g代表好坏产出变化的方向向量，如图2标准情形所示为g=(y，-b)。β则代表给定投入水平下好坏产出同比例放缩的最大可能比例，即所要度量的方向性距离函数值。由此可见，谢泼德距离函数是方向性距离函数的特例而已。
图2 方向性产出距离函数示意
1.生产无效性与节能减排行为的潜在生产损失
如图2所示，正是由于A点处于有效率的生产前沿内部，这种由于高能耗高排放等因素引起的生产无效性也就赋予其通过节能减排在给定投入和现有产出基础上进一步增加产出的潜在空间，但是产出向量到底由A点映射到B点还是C点则取决于非期望产出是弱处置还是自由处置的技术假定。如果假定非期望产出是自由处置的，也就是说这种处置不需要花费额外的代价，厂商都会去自发去除这种自己也不想要的副产品，这时在现有期望产出基础上进一步的潜在产出增长就是最大的，其值等于距离函数值
，也即AC/Og的距离比，由于这种情景下能源和环境对产出并不形成制约，因此C点的生产是最有效的。然而现实中降低非期望产出不可能不花费代价，肯定要占用生产好产出的资源，导致在给定投入下降低好产出水平，因而这种降低坏产出的行为不是厂商自愿想做的，必须通过强制的环境治理来达到。所以与现实环境治理行为相对应的更现实的技术假定应该是弱处置的非期望产出，产出向量由A点投射到B点，这是文献中标准的DDF情形，其分析模型故而被称为环境治理下的(节能减排)行为分析模型。这时距离函数值
就等于AB/Og，这种潜在的期望产出增长是更多好产出和更少坏产出中间的一个折衷，必然要小于强处置所度量出的最大生产无效性所对应的最大潜在产出。因此，和之间的差异正好反映了由于可观察的自由处置的缺乏(更形象地说，由于环境治理所要求的节能减排行为)所引致的潜在生产损失⑥，即l=-＜0。如果在某一时点的当期产出基础上，该潜在产出损失的绝对值｜l｜小于潜在产出增长，则可以说，基于产出视角，节能减排行为导致了波特假说里双赢情景的发生；否则节能减排就不能达到双赢发展。本文将利用Boyd et al.(2002)提出的这个方法通过比较强弱处置两种DDF值来度量节能减排行为的潜在产出损失大小，并寻找可以达到最小潜在损失的最优节能减排路径。本文的潜在损失度量ι也与Fare et al.(1989)和Boyd &McClelland(1999)介绍的产出损失度量相似。
2.动态行为分析模型
方向性距离函数通过在每个观察值的邻域施加一个分段的线性生产技术并求解一系列线性规划来进行计算。对于中国工业38个两位数行业的第i个分行业而言，在t时点基于t期观察值计算上述新定义的动态方向向量所构成的强弱处置两种DDF的线性规划分别介绍如下。
弱处置方向性距离函数(非期望产出是弱处置的)：
在线性规划(3)中，β=0意味着该行业处于生产前沿之上，它的生产是有效率的；而β＞0则表示该行业在生产上是无效的。在上式的限制条件中，期望产出的不等式设定表明期望产出是自由处置的，即期望产出的降低不需要非期望产出的同时降低；正是非期望产出的等式设定赋予其弱处置的技术假定；而投入要素的不等式设定也说明投入是强处置的，如果投入增加，那么产出一定不会下降。强度变量
则是在构造生产前沿时分配给每个行业的权重。如(3)式所示，动态产出方向向量和投入向量的新定义不仅成功地把各种可能的节能减排路径嵌入其中⑦，巧妙地诠释了节能减排的基本思想，而且也与环境波特假说的动态竞争机制相一致，使得预测节能减排行为的动态影响成为可能，因此本文把基于此动态方向向量和投入向量所构造的新的DDF和AAM赋予新的术语：动态(节能减排)行为分析模型(DAAM)。
3.曼奎斯特-鲁恩博格生产率指数
由于弱处置的方向性距离函数(3)模拟的正是环境治理下的节能减排行为，因此还可以基于该距离函数值通过曼奎斯特-鲁恩博格生产率指数(Malmquist-Luenberger Productivity Index，MLPI)来度量考虑了能源和环境因素后的中国工业环境全要素生产率变化，并进一步将其分解为技术效率变化(MLECH)和技术进步变化(MLTCH)。该指数的计算原理与传统曼奎斯特生产率指数一致，这里省略其计算公式。所计算的生产率指数为环比发展指数形式，其值大于1，说明全要素生产率跨期得到了提高；其值小于1，说明生产率负增长；而生产率指数等于1说明生产率保持不变。对技术效率变化和技术进步率的解释同样如此。技术前沿面跨期可能发生移动，基于该前沿面计算的绝对效率值跨期不可比较，但是通过MLPI计算并分解的MLECH指数使得技术效率的跨期比较成为了可能。不同于前面的潜在产出视角，这里还将从生产率指数及其因子指数预测的角度来检验未来40年环境质量提高的同时生产率是否也得到了改善的环境波特假说。吴敬琏(2006)已指出，现代经济增长相对于早期经济增长已经不是靠要素积累，而要靠技术和效率提高来实现。涂正革和肖耿(2009)也发现了环境全要素生产率已成为中国工业高速增长和污染减少的核心动力。Peretto(2009)则指出技术进步必须成为评估能源和环境政策长期经济效果的重要因素。所以，技术、效率和生产率视角的双赢发展判断是必要的。
四、预测分析
本文利用陈诗一(2010)有关中国工业38个两位数行业在1980-2008年间的投入产出历史面板数据对2009-2049年间中国工业分行业是否获得双赢发展机会的环境波特假说进行检验。这些数据的行业归并、工业统计口径调整和价格平减原则在陈诗一(2009)和张军等(2009)中也有所叙述。具体而言，期望产出为工业总产值，非期望产出为二氧化碳排放，三种投入要素分别为利用永续盘存法根据固定资产原值和净值数据估算的资本存量、从业人员年平均数和一次能源消耗量。2008年的截面数据为预测基准数。预测各行业未来投入产出水平的平均变化率为其历史几何平均数。
(一)不同节能减排路径的双赢发展前景模拟
表1报告了基于5种节能方案和9种减排路径所组成的45种节能减排路径下中国工业在整个预测期间潜在产出增长和潜在生产损失l的平均模拟结果以及相应的潜在产出损失净额。⑧该平均结果通过在所有行业基础上加权平均与整个时期上简单平均计算而得，权重为各行业的工业总产值份额。
从表1可以看出，节能减排的潜在产出增长、潜在产出损失以及损失净额这三个重要指标的数值分布很有规律性。随着工业总产值年均增长率的提高，潜在产出增长幅度是逐步下降的，由4％工业总产值增长组的73％降至10％增长组的60％多一点。可见，工业的较快发展会降低生产无效性的普及程度，因而潜在的产出提升空间也相对缩小。但是，节能减排的潜在产出损失总体来说却保持增加趋势(虽然增长组别间数值有所交叉)，两者相较可以得到潜在损失的净额实际上增加了，数值范围由4％增长组的[-18.12％，-170.71％]增加到10％增长组的[-36.41％，-185.23％]。由此可以看出，最优节能减排路径应该在工业总产值增长较低的组别。表1把前4种较温和的减排归入渐进式发展型减排组，而把后5种较剧烈的减排看作限定式或强制型减排。可以看到，随着减排路径由1到9的治理力度逐步加强，潜在产出增长变化不大，但是潜在生产损失却急剧增加，由减排路径1大约损失[-91.55％，-97.09％]猛增到减排路径9损失[-244.64％，-248.87％]，净损失总体上是增加的，可见我国最优的节能减排路径应该在发展型组。表1用粗体标出各增长组别净损失最小的数值，综合各组来看，净损失最小的应为4％工业增长组别的-17.93％，对应减排路径3。考虑到中国以增长求发展和工业总产值增长不宜较慢的国情，本文最终选择工业总产值年均增长6％(达到能源强度年均减少3％预定节能目标的配套能源消耗年均增长率为2.8％)组别中最小净损失-22.95％所对应的减排路径2作为中国工业未来40年的最优节能减排路径，这是一个既考虑发展问题又切实节能减排的基于中国国情的渐进式发展型节能减排路径，即通过均匀降低二氧化碳排放的年均增长率，使得二氧化碳排放在2039年达到最高峰，其后继续均匀减排至2049年的-1％的减排率。⑨
表1的发现与现有文献的普遍结论一致。Schaltegger &Synnestvedt(2002)指出并不是环境总量而是获得某一环境质量水平的环境治理路径在影响着环境和经济之间的正负向关系，环境保护行为的成功与否取决于这种具体选择的环境治理行为的种类而非数量。Roughgarden &Schneider(1999)使用动态整合气候一经济模型来计算最优碳税和减排率，得出降低全球气候变暖的有效政策应该是运用较小碳税和较低减排率的机制来相对适量降低温室气体排放的数量。陈文颖等(2004)的研究发现，越早开始实施减排则GDP损失率越大；若从2040年提早到2030、2020或2010年开始实施碳减排，GDP总损失将分别增大0.66、1.16、1.47倍。徐嵩龄和沈可挺(2006)也指出，在中国，发展型减排方案优于强制性减排，对于发展型减排而言，其碳排放总量依然可以增长，它着眼的是减少单位GDP的碳排放强度。对于已超额排放的附件I国家必须选择强制性减排，只有非附件I国家比如中国才能选择发展型减排。Kuosmanen et al.(2009)认为，如果仅仅对减排的最低经济成本感兴趣的话，最佳的减排路径是基于某个时期跨度上的均匀减排。这些文献都说明，渐进式的温和减排方式确应是首选。与本文节能减排和发展问题紧密相连的基本观点相似，Reddy &Assenza(2009)也强调对发展中国家而言，气候保护政策的实行必须与发展优先的政策相结合，环境治理必须在可持续发展的框架中进行分析。当然，本文最优路径的选择也意味着偏高的产值和能耗增长组合似乎与高增长、高能耗和高排放的粗放式增长方式相关联，并不利于中国工业双赢发展，产出增长速度的适当调整和能耗增长的适度降低也许对中国工业的结构转型、发展方式转变和未来可持续发展更加有利。
由于表1显示所有节能减排路径的潜在净损失都是负数，即使是最优节能减排路径似乎也不能达至中国工业的最终双赢发展。这个结论正确吗？本文将在下一小节从分行业的角度来进一步分析这个问题。
(二)最优节能减排路径对工业未来潜在产出的影响
Murty &Kumar(2003)指出，环境治理行为所导致的双赢机会在不同的行业是不同的，对不同行业的具体分析有利于决策者制定出更加合理的环境政策。其实这也是本文对中国工业38个两位数行业而非仅仅总量数据进行分析的初衷。因此，在上一小节得出的以2039年为排放拐点的最优节能减排路径下，本文进一步模拟了工业分行业未来40年的潜在生产损失和收益，图3报告了各个行业具体的预测前景。⑩
表1显示节能减排的潜在净损失都为负数，也就是潜在生产损失的绝对值｜l｜的平均值都要大于潜在产出的平均增长，即使是最优的节能减排路径也不例外。但是，如果把这种加总的分析分解到如图3所示的各个行业和各个时点，情况实际上完全不同。图3中虚线表示节能减排的潜在生产损失绝对值，实线表示潜在的产出增长。可以发现，各个行业的潜在产出损失基本上都呈现由大到小逐步降低的趋势，大部分行业的潜在产出增长变化不大；除了黑金采选、纺织服装、皮革毛羽、文教体育、塑料制品和燃气煤气外，其它各个行业在2049年前某个时点后都出现了潜在产出损失小于潜在产出增长的前景。这就说明，对于大多数工业行业来说，节能减排行为在未来都会导致潜在产出收益大于潜在产出损失的双赢发展机会；即使对于上述黑金采选等5个例外的工业行业，潜在损失也保持下降趋势，在2049年后某个时点也基本上会低于潜在收益。因此，双赢发展也是完全可以预期。由于各行业在较近的未来基本上都有着较大的潜在生产损失数值(仅医药工业和通信设备制造业除外)，这是导致表1所报告的平均净损失额都为负特别是最优路径的平均净损失也为负的原因之一，可见总量分析的结论很不可靠，甚至会得出双赢发展不可能的相反结论。其中，石油开采、黑金采选、木材采运和燃气煤气等能耗和排放密集型行业的潜在生产损失尤其大，这应该也是导致全行业加总的潜在损失为负的原因之一。而且，正如前面在波特假说中所谈到的，节能减排看的是最终水平效果而非累计效应，所以初期的高潜在损失影响的只是那个时期，对分析未来双赢机会并没有多大的意义。正如上文所述，医药工业和通信设备制造业是仅有的两个在整个预测期间都保持了双赢发展的工业行业。而通用设备、专用设备、交通设备和仪器仪表制造业在2029年前后基本上都实现了有效率的生产，即处于生产前沿之上，这时无论节能减排与否，潜在的产出增长空间都几乎为零。总而言之，图3的分行业预测表明，在较近的未来环境波特假说不能成立，节能减排会导致产出代价，但是随着时间推移，波特假说最终得到支持，中国工业节能减排的双赢发展前景完全可以预期。
图3 最优节能减排路径下工业两位数行业的双赢发展前景预测(2009-2049)
如果各行业的双赢变化模式显得有些复杂，也可以把这些行业分成轻工业和重工业两类来加以观察。本文利用张军等(2009)的分类方法，根据2008年工业各行业资本劳动比从低往高的排序，将38个行业分为轻重工业两组，然后加权算术平均求出轻重工业和工业全行业的平均变化趋势，权重为各行业的工业总产值份额。图4报告了在最优节能减排路径下轻重工业(a和b图)和工业全行业(c图)未来40年的潜在产出损失(浅色柱表示)和收益(深色柱)的平均变化趋势。可以看出，轻工业组的潜在产出损失由2009年的-173.95％降低到2049年的-46.85％，降幅颇大，而潜在收益则由2009年的80.51％降低到2049年的46.86％，降幅较小；而重工业组的对应数据明显要小于轻工业组，潜在产出损失变化范围为[-67.95％，-16.32％]，潜在收益的变化范围为[50.62％，27.75％]。显然，轻工业节能减排的潜在损失大，但是潜在收益也大，重工业正好相反；轻工业组直到2024年后才基本达到潜在损失和收益相差无几的情形，而且一直持续到2049年，勉强维持一个双赢的局面；而重工业从2014年就出现了节能减排的双赢前景，而且潜在收益相对于潜在损失存在较大的优势。可见，重工业更是节能减排行为的受益者，轻工业也不是节能减排的受损者。工业全行业的潜在生产损失和收益大小则介于轻重工业之间，潜在产出损失由2009年的-108.72％下降到2049年的-25.55％，潜在产出增长则由2009年的62.11％降低到预测期末的34.97％，由于重工业的权重更高，因此工业全行业显示的潜在产出变化模式更类似于重工业，从2018年就进入了节能减排的双赢发展局面，而且优势显然。
图4 最优减排途径下工业全行业和轻重工业双赢发展前景预测(2009-2049)
图5 最优节能减排路径下工业全行业和轻重工业生产率指数及其因子指数变化(2009-2049)
(三)最优节能减排路径对工业未来生产率的影响
图5报告了最优节能减排路径下中国工业全行业(c图)和轻重工业(a和b图)全要素生产率(即曼奎斯特-鲁恩博格生产率指数MLPI)及其分解(技术效率MLECH和技术进步MLTCH)在整个预测期间的平均变化趋势，分组方法和权重选取与图4相同。三个子图显示出一个相似的模式，即中国工业的全要素生产率在2032-2033年前主要受技术效率的影响，环境规制引致的吸收前沿技术的追赶效应十分明显，当生产效率提高至极限和追赶效应释放完毕以后，技术进步在逐步累积中开始上升为主导力量，也即2033年后生产率主要受技术进步影响，整个中国工业的生产率基本上按双赢发展路径发生积极的变化。
具体而言，节能减排在初期主要对技术进步造成负面影响，而且对轻工业的影响大于重工业，比如轻工业2023年的技术进步水平只有2022年的98.48％，生产前沿的倒退幅度达到整个预测期间的最大(-1.52％)，重工业技术进步的最大倒退幅度为2026年的-0.5％，工业全行业技术进步的最大倒退幅度为2024年的-0.74％。但是，由于追赶效应明显和技术效率高涨(在技术效率的高峰时刻，即轻工业在2022年达到前一年的1.016倍，重工业在2029年达到上年的1.011倍，而全行业在2023年的技术效率也是上年的1.01倍)，全要素生产率将一直保持稳步上升的态势。2031年后对技术进步的负面影响逐步消退，技术进步率由负转正发生质变，稍后3、4年赶超效应逐步消失(尤其在重工业部门)；2037年左右，由于长期的引进、吸收、消化和创新，技术进步终于达到其高峰(特别是在能源和排放密集的重工业，技术进步在2036年达到了上年的1.044倍)；此后轻工业的技术进步和生产率维持稳定稍有上升，重工业和主要受重工业影响的全行业的技术进步和生产率由于排放拐点后减排力度的增加将回落到一个稍低但更稳健的上升路径。整体而言，从生产率的视角来看，节能减排行为主要在初期对工业部门的技术进步造成一定负面影响，对技术效率和合成的全要素生产率的影响则是正面的：在2009-2049年整个预测期间全要素生产率稳步提升，轻重工业和工业全行业的平均生产率增长将分别达到0.81％、1.11％和1％；2049年的生产率增长将分别达到2.02％、1.54％和1.72％。生产率提高了，节能减排目标实现了，这是一个双赢发展的前景。
五、结论
为了促进经济转型和发展方式转变，节能减排已成为各国未来可持续发展的必由之路，能源利用水平和环境保护能力也必将成为评价一个国家未来经济发展水平高低的重要指标。然而，节能减排必然会占用正常生产的有限资源，造成产出和竞争力下降等负面影响，金融危机无疑更会加重各国政府的这种担忧。各国在节能减排问题上的游离也反映在学术观点的争论上，即所谓环境波特假说的支持和质疑之争。本文利用能够体现波特假说好坏产出同时增减思想的方向性距离函数，扩展了动态(节能减排)行为分析模型，对中国工业38个两位数行业未来40年(2009-2049)的节能减排双赢前景进行了预测分析，以验证环境波特假说在中国的存在性。
基于产出视角的预测分析结果表明，节能减排行为在初期会造成较大的潜在生产损失，但长期来看，潜在生产损失将会逐步下降，最终会低于潜在产出增长，达到波特假说所描述的双赢发展前景。相对于轻工业，节能减排行为的这种双赢机会在重工业和主要受重工业影响的全行业中表现更明显。比如，2049年工业全行业的潜在产出损失和收益将分别达到-25.55％和34.97％，潜在生产净增长将达到9.42个百分点。基于生产率角度的预测分析表明，节能减排在初期会对技术进步造成较大的负面影响，特别是对轻工业而言，但是由于前期赶超效应明显和技术效率高涨以及后期技术进步上升成为主导力量，中国工业的全要素生产率并没有受到影响，而是始终保持稳步逐年小幅提高的态势，在2009-2049年整个预测期间，轻重工业和工业全行业的平均生产率增长分别达到0.81％、1.11％和1％。总体而言，尽管在初期会造成一定的损失，从长期来看，节能减排行为不仅会实现提高环境质量的既定目标，而且能够同时提高产出和生产率，最终实现中国工业未来40年的双赢发展。本文的预测分析支持环境波特假说。
2009年11月25日国务院常务会议决定，为切实贯彻科学发展观，加快转变发展方式，到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40％—45％，年均减少4％左右。笔者粗略估算了—下，在本文年均产出增长6％的预设情景下，由该相对减排指标换算得到中国的二氧化碳排放年均增长必须控制在1.8个百分点左右，而根据本文最佳减排路径中的绝对减排指标可以得到中国二氧化碳排放年均还能增长2.5％。可见，我国设定的碳强度相对减排约束性指标稍高了一点。当然，如何具体执行本文选择的通向未来中国工业双赢发展的最优节能减排路径，或者说如何控制工业能耗和二氧化碳排放增长率(或减排率)则是另外一个问题，笔者将另文研究。现借用(稍作修改)解振华(2008)序言中的观点来结束本文：结构调整是节能减排的根本途径(11)，科技进步是节能减排的关键所在，生态税制是节能减排的重要措施，环境治理是节能减排的必由之路，深化改革是节能减排的内在动力。
本文先后在香港城市大学第三届全中国经济(AcE)国际会议和复旦大学中国经济国际竞争力研讨会上报告，作者感谢袁志刚教授、华民教授、孙立坚教授、沈国兵副教授和Li Kui-Wai博士的建设性点评。两位匿名审稿人对本文提出了十分宝贵的修改意见，作者也在此表示感谢。文责自负。
注释：
①创新补偿途径是波特假说的核心，又可以分为产品补偿和过程补偿。
②感谢审稿人对波特假说机制进一步解释的建议和案例提供。
③计算能源强度的分母可以使用GDP,也可以使用增加值。由于本文投入要素包括了中间投入品性质的能源消费，产出必须选择工业总产值，所以本文最终选择的是能耗和总产值组合来计算能源强度。所幸，这里不管是用工业总产值还是工业增加值作为分母来计算能源强度并不影响由能源强度和产出增长的变化率所计算出来的能源消费变化率数值。作者感谢审稿人对能源强度定义准确性的强调。
④二氧化碳的两大排放源是化石燃料燃烧和工业生产过程排放。目前而言，中国的二氧化碳排放主要由化石燃料燃烧所导致即由一次能耗决定。但是，从增长速度来看，工业生产过程中二氧化碳排放的增长速度大大高于燃料燃烧二氧化碳的增长速度；从所占比例看，工业过程排放二氧化碳所占比例也在增大，而燃料燃烧二氧化碳比例在减少，因此，未来二氧化碳排放未必主要由一次能耗决定，这就使得本文对未来节能减排路径分开设计成为可能。审稿人对该问题的评论有助于本文的叙述更加严密。
⑤本文以二氧化碳减排为例，分析方法同样适用于二氧化硫、工业“三废”等其它污染的减排。
⑥事实上，不付出努力根本不可能去除坏产出(比如二氧化碳排放)，而这些努力都会相应转换成生产损失。环境治理所要求的坏产出处置行为就是这样一种努力。
⑦比如可以嵌入动态变化的减排率序列进行计算就是该设计的一大好处，大部分文献都是设定几个固定的减排率然后一个一个模拟计算。
⑧为了报告的方便，表1没有报告工业总产值年均增长12％这一组的结果。该组也遵循表1所显示的趋势，其潜在损失净额比前面4种工业总产值增长组都要大，因此，该组中不存在最优节能减排路径。
⑨本文没有选择表1工业总产值4％增长组别中损失净额更小的4个发展型路径，而是选择了工业总产值年均增长6％组别中的最优路径作为本文最终选择的最优节能减排路径。这样选择的原因一是基于如果后一次优路径都能够达到双赢发展可能性的话，那么前一净损失更小的路径更能够达到双赢发展这样一个假定(该假定在本研究中已经被证实是正确的，为节省篇幅没有报告相关结果)；二是基于中国保增长促发展的基本思想，必要的产出和能源增长是必须的。林毅夫(Lin，2004)基于中国可以利用后发优势从发达国家引进技术的判断，曾断言中国经济在未来二三十年仍然可以保持年均8％的高增长。王小鲁等(2009)也预测中国经济在2008-2020年间仍然可能保持9％以上的增长率。本文将工业总产值年均增长最终选定在6％水平。虽然看似保守，但是更为合理，因为本文预测的时间更长。长期来讲由于工业产出基数增加，增长率必然会下降，不可能总保持现在的高增长，因此选定一个稍低的工业平均增长水平更易达到；而且本文针对的是工业增长，按照产业结构调整的标准演化路径，未来工业比重将呈现驼峰型变化特征，工业增长在长期将下降而服务业的增长会更快，导致全国经济增长平均高于工业增长也是合理的。本文选择2039年作为中国二氧化碳排放拐点也符合中国智库和研究机构普遍认为的碳排放峰值可能会出现在2020年至2050年间的预期，与2009年12月科技部部长万钢的碳拐点预测也比较一致。因此，本文最终选择的最优节能减排路径符合中国国情。感谢审稿人与此相关的评论。
⑩为绘图的方便，本文只绘制了35个两位数行业的双赢预测情景，没有包括水的生产与供应业(重工业)、化学纤维制造业(轻工业)和其他工业。这三个行业的双赢预测情景同样符合本文的基本结论。
(11)审稿人也强调了能源消费种类结构调整特别是非化石能源或可再生能源比重的增长对节能减排的明显作用。
标签：节能减排论文; 生产率论文; ddf论文; 经济模型论文; 损失函数论文; 工业生产论文; 动态模型论文; 经济学论文;