能源效率政策中的回弹效应与重点产业选择_一次能源论文

回弹效应与能源效率政策的重点产业选择,本文主要内容关键词为:效应论文,效率论文,能源论文,重点论文,政策论文,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

我国正通过调整产业结构和提高能源使用效率,努力实现以降低总体能耗强度为主的节能目标。其中的产业结构调整政策强调抑制高能耗产业的过快增长,而能源效率政策则强调提高高能耗产业的能源效率水平。在此需要注意的是,提高能源使用效率对于产业有增长促进作用,对于能源消费会产生回弹效应(rebound effects)。这意味着以高能耗产业为重点的能源效率政策其增长促进效果将有悖于抑制高能耗产业过快增长的结构调整意图,所产生的回弹效应可能导致政策的节能绩效欠佳。也就是说,能源效率政策在产业侧重选择时需要更为全面的斟酌。

所谓回弹效应,指能源使用效率的提高既有降低能耗的一面,也有引发能耗增长的一面。提高能源使用效率所节省的能耗被由其引发的能耗增长所抵消,就形成了能耗的回弹。①就生产部门而言,回弹效应包括三个方面(Greening et al.,2000; Dimitropoulos,2007):一是表现为产业的内部能耗强度在能效提高后只是有限下降的直接回弹(direct rebound effect);二是表现为产业的能耗量在产出增长带动下有所增长的间接回弹(secondary effects或input-output effects);三是表现为总体能耗在一系列系统性影响下只是有限下降的总体回弹(market-clearing price and quantity adjustments或economy-wide rebound effect)。前两者是局部产业层面的,后者是经济总体层面的。已有研究表明,回弹效应不仅在理论上是可能发生的(Saunders,1992,2000a,2000b; Binswanger,2001),并且在现实中也显著存在。②值得注意的是,不同生产部门的回弹效应有较大的不同,这种产业差异性既表现在直接回弹效应上(Grepperud et al.,2004),也表现在总体回弹效应上(Liang et al.,2009)。总体回弹效应关系到最终的节能绩效,因此尤为重要,并且提示我们,能源效率政策在产业侧重选择时不能只片面地比较各产业的能耗强度,还需全面地考虑回弹效应的差异,同时,不能只局部地注意个别产业,还需从系统及结构的视角出发,关注对总体能耗的影响。

从系统及结构的角度来看,总体能耗是各产业内部能耗强度与其产出的乘积之和,总体能耗强度是按各产业在经济中所占的比重对各产业内部能耗强度的加权平均。由此可见,产业内部能耗强度的变动只是影响总体能耗变动的一个方面,还有一个方面是产业产出的变动。同样地,总体回弹效应的形成也来自两个方面:一是各产业内部能耗强度回弹即直接回弹效应的贡献,二是各产业产出增长带动下的间接回弹效应的贡献。这样全面审视起来,尽管高能耗产业相对高的内部能耗强度基数,意味着在产出水平不变的情况下,同等幅度的能效改善对于高能耗产业来说其总体节能效果会更为突出,但也意味着,高能耗产业的产出增长会造成更明显的间接回弹进而构成明显的总体回弹。加之由于能耗成本比重高,高能耗产业往往会从能效提高中获得更多的产出增长。这不仅有悖于抑制高能耗产业过快增长的政策指向,从回弹效应的角度来看也会进一步提高其间接回弹。而从总体能耗强度的角度来看,高能耗产业的过快增长令产业结构向高能耗产业倾斜,其结构效应会提高总体能耗强度,因此其不利影响更为鲜明。

从系统和结构的视角考虑上述问题还意味着,局部产业能效改善的总体效果取决于各经济体在结构及系统上的特征,会因地而异。总体回弹效应的计量结果之所以表现出地区差异性(Dimitropoulos,2007),这也是其中原因之一。也就是说,我们无法脱离各经济体的具体情况对各类产业能效提高的总体影响做出一般性的理论判断,因此该问题主要是一个经验考察性问题。

从已有研究进展来看,目前欠缺关于我国不同能耗类型生产部门能效提高在降低总体能耗上的差异的比较分析。当注意到我国的能源效率政策倾向过于简单地以高能耗产业作为重点领域时,这一研究欠缺显然亟待补充。另外,已有研究大多分析直接回弹效应或者总体回弹效应,缺乏对间接回弹效应的关注,更鲜见将三者结合起来的分析。目前尚未有研究提出一个定量分析框架,从总体回弹效应中识别出直接回弹效应和间接回弹效应的各自贡献,而这种贡献度的识别便于从三者间关系的角度深入了解总体回弹效应的形成方式。再有,已有研究所讨论的总体回弹效应大多是绝对回弹,也就是在能源消费水平上的回弹,但缺乏从能源效率自身即是一个相对概念出发,分析以产值或增加值衡量的总体能耗强度层面的回弹。对于中国等发展中经济体来说,总体能耗强度是一个重要的政策指标,因此考虑总体能耗强度回弹有更为现实的意义。

综上,本文要完成的工作是比较分析不同能耗强度产业的能效提高在降低我国总体能耗以及总体能耗强度上的表现,并主要关注间接回弹效应在其中的作用。本文通过可计算一般均衡模型(computable general equilibrium,CGE)的情形模拟来讨论上述问题。在对模拟结果的比较分析中,本文利用了关于总体能耗变动及总体能耗强度变动的结构分解分析(structural decomposition analysis,SDA)方程,并参考此类方程构建了针对总体能耗回弹及总体能耗强度回弹的SDA方程,把总体回弹的形成分解为直接回弹的贡献和间接回弹的贡献。

本文以下第二部分综述已有研究,第三部分介绍本文构建的能源环境CGE模型和SDA模型;第四部分对模拟结果进行比较分析;最后部分总结本文结论及政策启示。

二、研究综述

(一)关于能效回弹效应

对回弹效应的理论研究主要基于微观的生产理论和消费理论以及新古典主义的经济增长理论。如Saunders(1992,2000a,2000b)的系列研究基于新古典增长理论论证了回弹效应的产生及其条件,Binswanger(2001)则基于消费者理论进行了理论分析。

关于直接回弹效应的经验研究可按照能源需求主体的不同分为居民和生产部门两大类。Greening et al.(2000)和Binswanger(2001)归纳了国外大量有关直接回弹效应的经验研究。从中看出,基于不同主体、不同部门和不同地区乃至不同时段的经验数据,回弹效应的实证结果有较大差异。在对我国的研究中也同样如此(国涓等,2010;陈凯等,2011;肖序、万红艳,2012)。③

关于总体回弹效应的实证研究所运用的模型框架有较大不同,包括以新古典经济增长理论为基础的宏观计量模型和以一般均衡理论为基础的可计算一般均衡模型等。前者主要用于对总体回弹效应的经验实证,后者则主要用于对总体回弹效应的模拟分析。不过,基本结果均显示,总体回弹效应因时因地而异(Allan et al.,2007; Hanley et al.,2009; Glomsrod et al.,2005;刘源远、刘凤朝,2008;Liang et al.,2009;查冬兰、周德群,2010;李元龙、陆文聪,2011;冯烽、叶阿忠,2012)。值得注意的是,Liang et al.(2009)的分析显示了总体回弹效应也存在产业差异性,即不同部门的能效提高的总体回弹效应是不同的。

综合已有研究来看,能效回弹效应在理论上是成立的,在经验上也大多实际存在。不过,针对不同主体、不同部门和不同地区乃至不同时段的实证结果有较大差异。在关于我国的研究中,虽然也有研究表明存在产业差异性,但尚未有研究比较分析不同能耗类型产业能效提高的总体表现的差异问题。同时,已有研究大多讨论的是绝对量上的回弹,缺乏讨论能耗强度层面的回弹。再有,已有研究多见于针对直接回弹效应或总体回弹效应的分析,而欠缺针对间接回弹效应的专门考察。尚未有研究提出一个定量分析框架,从总体回弹效应中识别出直接回弹效应和间接回弹效应的各自贡献。对此,下节介绍的从产业内部和产业产出或产业结构两个方面对总体能耗变动进行因素分解的SDA模型具有启发性。

(二)总体能耗变动中的产业内部因素和产业结构因素

首先,在总量层面上,生产部门的总体能耗是各产业的能耗强度与各产业产出的乘积和。以G表示生产部门的能耗总量,表示各产业的能耗量、表示各产业增加值、表示各产业的能耗强度,以Δ表示变动,可有:

其次,在强度层面上,生产部门的总体能耗强度是按各产业在经济中的比重对各产业能耗强度的加权平均。以表示各产业增加值占国民生产总值的比重,则有:

(1)式和(2)式分别是在总量和强度层面上对生产部门总体的能耗变动进行的因素分解。其中右侧第一项为各产业内部能耗强度变化对总体能耗或其强度的影响,称为“产业内部效应”;第二项在数量层面上是各产业产值或增加值变动的总体影响,称为“产业产出效应”,在强度层面上则是产业结构变动的总体影响,称为“产业结构效应”。

在国内外能源环境问题的研究文献中,结合产业内部和产业结构两方面因素来考察总量问题的并不少见,典型的如指数分解分析(index decomposition analysis,IDA)以及结构分解分析(structural decomposition analysis,SDA)。④在应用SDA时又大多结合投入产出模型(input-output model,I-O),从而将产业结构与中间需求和最终需求等联系起来。

应用上述分解分析模型对我国能耗问题的定量分析大多表明,产业结构变迁在我国的节能降耗中起到的是负面作用(史丹,2002;Ma et al.,2008;李力、王凤,2008;夏炎等,2009;刘瑞翔、姜彩楼,2011)。在一些基于多部门框架对我国未来能源环境问题进行的前瞻性定量分析中,也多从产业内部和产业结构两方面对我国未来能源环境的变动进行讨论。由于其中涉及多部门结构问题,因此此类研究大多基于应用了CGE模型的模拟结果(翟凡、李善同,1998;段志刚,2004;魏巍贤,2009)。

综合已有研究来看,产业结构变迁是影响我国能源消耗的一项重要因素,并且主要表现为负面影响。不过,尚未有研究从这一视角考察能源效率政策对我国总体能耗的影响问题。同时不难发现,能效回弹命题中的直接回弹效应和间接回弹效应与产业内部因素和产业结构因素存在对应关系,可借助内部效应和结构效应框架将总体回弹与直接回弹和间接回弹联系起来。不过,目前尚没有研究将上述框架应用于对回弹效应的讨论和分析。

三、研究方法

(一)本文的CGE模型

1.生产活动。如上所述,本文要完成的工作是比较分析不同能耗强度产业的能效提高在降低我国总体能耗以及总体能耗强度上的表现。有鉴于此,本文模型中的生产活动分为一次能源产业、二次能源产业、高能耗产业和低能耗产业四大类。⑤分出一次能源产业和二次能源产业是因为如后述结果所示,不同能耗强度产业的能效改善对总体能耗的影响方式有明显不同,而这种不同与各产业的能源结构关系密切。

对生产活动的描述采用多层嵌套的模型结构,这有利于处理多种投入要素间的替代和非替代关系。如式(5)所示,第一阶段为投入劳动和资本两种初始要素基于CD函数合成增加值。如式(6)所示,第二阶段为基于Leontief函数型的投入增加值和包括能源产业产品在内的各类中间品合成一般意义上的产品。各产业部门依据成本最小化原则确定对各类投入的需求及产品产量。

一些关于能源效率的模拟分析在能源的供给侧也就是能源产业的产出上设置能效因子(Allan et al.,2007; Liang et al.,2009;李元龙、陆文聪,2011)。不过,本文要模拟的是能源使用侧的局部产业的能效提高。因此,本文在各产业对能源产品的中间投入系数前设置能效因子,这样就可以针对性地设定局部产业的能效提高。能效因子的初始值为1;而设能效因子<1,意味着能源使用效率有所提高,实际利用的能值高于能源投入量。另外,本文对各产业包括能源投入在内的中间投入的Leontief型函数设定,意味着产业内部将不会出现因替代效应和收入效应等导致出现的直接回弹。

2.居民部门。居民的收入来源于初始要素的报酬,在从总收入中支付所得税和按一定的储蓄倾向储蓄之后的收入余额约束下,以效用最大化原则决定其消费支出。

3.企业部门。企业部门的收入来源于以一定的盈余率获得的营业盈余,这些收入与其他社会储蓄资金一道最终用于投资。

4.政府部门。政府以一定的税率从生产活动征收生产税和从居民征收所得税作为收入,并按一定的储蓄倾向储蓄后按固定比例用做各类政府消费支出。

5.总供给和总需求。以多层嵌套的常替代弹性(constant elasticity of substitution,CES)函数描述对本地产品和区外品的需求,以多层嵌套的常转换弹性(constant elasticity of transformation,CET)模型描述本地产品对地区内外的供给。

6.均衡和闭合。总储蓄是居民储蓄、政府储蓄、企业收入和区外净储蓄的和,且采用新古典闭合令总投资等于总储蓄,即模型为储蓄驱动型。考虑到要素在地区内外的可流动性,设劳动力在部门间可流动但总量固定,资本则充分供给。本国对本国产品的总需求等于本国厂商对本国的产品供给。贸易价格外生,贸易收支的宏观闭合采用资本流入外生固定,汇率内生调整的方式。

除与贸易品的替代弹性和转移弹性外,其他参数基于以我国2007年投入产出表为基础编制的各地社会核算矩阵(social accounting matrix,SAM)数据标定(calibration)。⑥

(二)模拟情形设计

本文针对性地设定了以下两种模拟情形:

情形Ⅰ:高能耗产业的能效提高10%。具体为高能耗产业的能效因子由1下降为0.9。⑦

情形Ⅱ:低能耗产业的能效提高10%。具体操作同上。

(三)总体回弹效应的SDA模型

表示能源效率改善水平,则在其他条件不变的情况下,提高能效后的能耗总量应为:

如果(7)式的结果大于0,说明出现了总体回弹,本文称此为总体能耗回弹。不难看出,公式(7)将总体回弹与直接回弹和间接回弹联系了起来,反映了总体回弹的形成方式。首先,如果右侧第一项中的,表明各产业内部能耗强度的实际下降幅度小于能效提高的水平。不难理解,这意味着出现了产业内部的直接回弹。该因素与各产业产出相乘并求和,就是直接回弹效应在总体能耗回弹效应中的贡献。其次,如果右侧第二项中的,说明产业产出出现了增长。与产业能耗强度相乘意味着能效提高影响下的产出增长带动形成了间接回弹。对各产业求和就是间接回弹效应在总体能耗回弹效应中的贡献。与公式(1)比较可知,此处的间接回弹效应等同于产业产出效应。

在(7)式的基础上,可进一步就总体能耗强度上的回弹效应构建如下SDA模型:

如果(8)式的结果大于0,说明在强度层面上出现了总体回弹,本文称此为总体强度回弹。首先,与公式(7)一样,如果右侧第一项中的,说明在产业内部出现了直接回弹。该因素与各产业内部强度在总体强度中的权重亦即产业结构比重相乘,就是直接回弹效应在总体强度回弹效应中的贡献。其次,右侧第二项表示各产业产出的非同比变动影响了各产业的内部能耗强度在总体能耗强度中的权重,从而影响了总体能耗强度,是间接回弹效应在总体强度回弹效应中的贡献。如果产业结构的重心向高能耗产业倾斜,其所占权重提升,则总体能耗强度将会下降,反之则反。与公式(2)比较可知,此处的间接回弹效应等同于产业结构效应。

四、模拟结果的比较分析

(一)对模拟结果的比较

1.各产业情况

(1)能效提高产业自身的能源使用量在两种情形中都有明显的下降,但是下降幅度都低于其10%的能效提高水平,这表明在能效提高产业自身能耗层面上出现了程度不等的能耗回弹。如上所述,本文模型中各产业对能源产品的投入是系数固定的Leontief型的,而本文的模拟情形则是下调各产业对能源产品的投入系数。因此,在能效提高10%也就是对能源产品的投入系数减小10%后该系数即固定不变,能效提高产业自身能耗强度也就随之下降10%,不存在产业内部能耗强度在能效提高后只是有限下降的直接回弹。换句话说,上述能耗回弹全部是产出增长带动下的间接回弹。

从表1的结果来看,能效提高产业的增加值在两种情形中均有增长,表明提高能源使用效率对相关产业有增长促进作用。在产出增长的带动下,各能效提高产业的能耗量均有所增长,就形成了间接回弹。比较来看,由于高能耗产业的产出增长幅度更大,因此情形Ⅰ中高能耗产业上的间接回弹效应比情形Ⅱ中低能耗产业上的间接回弹效应更为明显。

(2)对于非能效提高产业来说,属于能源产业与否其经济及能耗表现截然不同。一方面,两种情形中能效提高产业的产出增长都对能源产业以外的非能效提高产业产生了带动作用,其能源使用量都在各自产出增长的带动下有了增长,也就是形成了另一部分的间接回弹;另一方面,能源产业的产出在两种情形中都明显下降,其能源使用量也因生产的萎缩而明显下降。从回弹效应的角度来说,形成的是反向的,也就是减少而非增加能耗的间接回弹效应。比较来看,情形Ⅰ中一次能源产业的表现更突出,而情形Ⅱ中二次能源产业的表现更突出。

2.总体情况

首先,在能耗总量方面,经济总体的能源使用量在两种情形中都出现下降,但有一定的结构性差异。情形Ⅰ中一次能源受到的影响相对更大,情形Ⅱ中二次能源受到的影响相对更大。总体来看,双方在降低一次能源的使用总量方面差距较小,而在降低二次能源的使用总量方面情形Ⅱ则明显更优。其次,在总体能耗强度方面,两种情形中经济总体的能源使用强度均有下降,比较来看,情形Ⅱ全面地优于情形Ⅰ。

3.几点讨论

造成能效提高产业自身间接回弹效应差异的直接原因是各情形中能效提高产业的产出增长幅度不同,而进一步的原因在于能耗成本在各产业的生产成本中所占比重不同。高能耗产业相对较高的能耗强度意味着能耗成本在其总成本中的比重相对更高,因而提高能源使用效率对于降低高能耗产业生产成本的效果就更为明显,进而对高能耗产业的增长促进作用就更强,由此导致高能耗产业能效提高后其自身能耗的间接回弹就更大。

造成不同能源产业的反向间接回弹效应差异的直接原因,是各情形中不同能源产业的产出下降幅度不同,而进一步的原因在于高能耗产业和低能耗产业的能源结构差异及其经济体量的差异。首先,高能耗产业更多使用的是煤炭和石油等一次能源,而低能耗产业更多使用的是汽油和电力等二次能源。根据本文SAM数据,高能耗产业对二次能源产品的中间投入系数是其对一次能源产品的3倍,而在低能耗产业则是15倍。其次,虽然低能耗产业的各项能耗强度指标都远低于高能耗产业,但在二次能源的使用强度上双方相差的比率较小,低于双方产出相差的比率。也就是说,从绝对量来看,虽然在一次能源使用量上是高能耗产业远大于低能耗产业,但在二次能源的使用量上则是低能耗产业大于高能耗产业。本文SAM数据表明,高能耗产业对一次能源产品的中间投入量占经济总体的投入量的20%,超出低能耗产业的6%;而高能耗产业对二次能源产品的中间投入量占经济总体的投入量的29%,低于低能耗产业的40%。因此,在同等水平的效率改善下,高能耗产业对一次能源的影响更大,而低能耗产业则对二次能源的影响更大。这就导致了高能耗产业的能效提高更多地抑制了一次能源产业,而低能耗产业的能效提高更多地抑制了二次能源产业。不过,低能耗产业偏重二次能源的能源结构和偏重影响二次能源产业的特征最终并未导致其能效提高在减少一次能源的使用总量方面明显低于高能耗产业。

通过上述分析可知,两种情形下各个产业的能耗变动情况各有不同,与其总体节能绩效各异密切相关,即双方的总体能耗变动方式有明显不同。以下结合SDA结果对此具体分析。

(二)总体能耗及强度变动的因素分解分析

1.总体能耗变动的因素分解分析

如上所述,两种情形在降低一次能源的使用总量方面差距较小,而在降低二次能源的使用总量方面情形Ⅱ则明显更优。而在总体能耗强度方面,情形Ⅱ全面地优于情形Ⅰ。表2给出了根据公式(1)对总体能耗变动的SDA分解结果,据此分析造成双方绩效差异的原因。

(1)关于总体的二次能源使用量,双方都主要是通过内部效应贡献于总体能耗量的下降的,但情形Ⅱ的内部效应明显大于情形Ⅰ的内部效应,并且这一内部效应上的差距最终导致前者的二次能源使用总量下降幅度更大。如公式(1)所示,在同等水平的能效改善情况下,内部效应的贡献度取决于产业的能耗强度基数及其经济体量。如前所述,虽然低能耗产业的各项能耗强度指标都远低于高能耗产业,但其中的二次能源能耗强度与高能耗产业的相差比率较小,低于双方产出的相差比率。因此,对于同等水平的能效改善,低能耗产业能效提高的内部效应对降低总体二次能源使用量的贡献度高于其对降低总体一次能源使用量的贡献度,也高于高能耗产业的内部效应对降低总体二次能源使用量的贡献度。

(2)双方在降低二次能源使用量上的差异进一步关系到在降低一次能源使用量上的差异——高能耗产业能效提高所形成的产出效应和内部效应在降低一次能源总量上所发挥的作用相当,而低能耗产业能效提高则更主要是通过产出效应降低一次能源总量。也就是说,低能耗产业提高能效所减少的自身的一次能源使用量对于降低总体经济的一次能源使用量来说影响有限。低能耗部门更多的是间接地通过二次能源产业的产出下降所导致的一次能源使用量下降来实现一次能源使用总量的下降。由于二次能源产业作为能源转换部门对一次能源的投入系数很高,加之低能耗部门相对偏重二次能源的能源结构特征对二次能源产业的抑制作用明显,因此,低能耗部门的能效提高最终仍然较好地减少了经济总体的一次能源使用量。这就解释了为什么二次能源比重偏高的低能耗产业在降低总体的一次能源能耗方面仍然取得了仅略低于高能耗产业的较好效果。

2.总体能耗回弹的因素分解分析

如前所述,鉴于本文的模型设定,本文模拟结果中不存在产业内部能耗强度在能效提高后只是有限下降的直接回弹。换句话说,总体能耗回弹的因素分解公式(7)的右侧第一项在本文为0,本文模拟结果中的总体回弹全部来自于第二项的间接回弹,并对应于表2中的产出效应,而公式(5)所表示的在其他条件不变的情况下局部产业的能效提高所节省的能耗总量则对应于表2中的内部效应。因此,本文的总体能耗回弹率即为:产出效应/内部效应。表3结果表明,两种情形下总体能耗回弹率都为负,意味着形成了降低总体能耗的、反向的总体回弹。进一步观察可以发现,这一效果是由于能源产业上的反向间接回弹大幅超出了非能源产业上的间接回弹。比较来看,这种情况在低能耗产业能效提高时表现得更强,特别是在一次能源方面,双方的差距极为明显,而造成这种差距的主要原因是情形Ⅱ中二次能源产业对一次能源的反向间接回弹效应更为突出。显然,正是由于这一反向间接回弹效应的弥补作用,情形Ⅱ最终也有效地降低了经济总体的一次能源使用量。

3.总体能耗强度变动的因素分解分析

如前所述,两种模拟情形在降低总体能耗强度上的绩效优劣鲜明。表4给出了根据公式(2)对总体能耗强度变动的SDA分解结果,据此分析造成双方绩效差异的原因。

(1)对于二次能源的总体强度下降来说,情形Ⅰ和情形Ⅱ都主要通过能效提高产业自身内部能耗强度的下降贡献于总体能耗强度的下降。如前所述,低能耗产业的能源结构偏向于二次能源且其在经济中的比重较高,因此情形Ⅱ中内部效应的贡献更突出,且超出了在结构效应上与情形Ⅰ的差距。

(2)对于一次能源的总体强度下降来说,情形I中内部效应和结构效应的作用相当。也就是说,高能耗产业一方面是通过内部能耗强度下降贡献于总体能耗强度的下降,另一方面是通过降低了能耗强度较高的能源产业在经济中的比重贡献于总体能耗强度的下降。情形Ⅱ中结构效应的贡献度则明显更高。也就是说,低能耗产业更主要靠的是产业结构效应。并且,降低二次能源产业比重所产生的结构效应效果明显,从而充分弥补了在内部效应方面与情形Ⅰ的差距。

(3)造成双方结构效应差异的还有一个比较重要的原因。对于总体能耗而言,各产业的产出增长都形成间接回弹。但是,对于总体能耗强度来说,高能耗产业的产出增长和低能耗产业的产出增长有截然相反的含义。如公式(2)所表明的,产业结构重心向低能耗产业倾斜,其结构效应是降低总体能耗强度的。从回弹效应的角度来说,也就是形成反向的强度回弹。但产业结构重心向高能耗产业倾斜,其结构效应则相反是提高总体能耗强度的。从回弹效应的角度来说,也就是正向的强度回弹。这一点在单独就非能源产业能耗强度变动的因素分解(表5)中反映得更为鲜明——对于非能源产业总体的能耗强度变动来说,情形Ⅰ的结构效应起到的是提高非能源产业总体能耗强度的作用,非能源部门的总体能耗强度因此提高了0.84%,出现了总体强度回弹;情形Ⅱ的结构效应起到的是降低非能源产业总体能耗强度的作用,非能源部门的总体能耗强度因此降低了0.31%,出现的是反向的总体强度回弹。

4.总体强度回弹的因素分解分析

同样地,鉴于本文的模型设定,本文模拟结果中不存在产业内部能耗强度在能效提高后只是有限下降的直接回弹。因此,总体强度回弹的因素分解公式(8)中的右侧第一项在本文模拟结果中为0,总体强度回弹全部来自于间接回弹,并对应于表4中的结构效应,而在其他条件不变的情况下局部产业的能效提高所降低的总体能耗强则对应于表4中的内部效应。因此,本文的总体强度回弹率即为:结构效应/内部效应。

与总体能耗回弹的结果相似,表6结果表明,两种情形下总体强度回弹率都为负,进一步观察可以发现,这一效果是由于能源产业上的反向间接回弹大幅超出了非能源产业上的间接回弹所致。同时,比较来看,这种情况在低能耗产业能效提高时在一次能源方面表现得更强,而其主要原因是情形Ⅱ中二次能源产业对一次能源的反向间接回弹效应更为突出所致。另一个原因是,情形Ⅰ中高能耗产业上的间接回弹对于降低总体能耗强度造成的消极影响远大于情形Ⅱ中低能耗产业上的间接回弹。

五、结论

本文重点要强调的是,作为经济系统的构成部分,局部产业的能效提高将通过经济系统中各方面的关联互动而影响到经济总体。因此,能源效率政策在选择产业侧重时,不能只局部地注意个别产业,还需从系统及结构的视角出发关注总体影响。本文利用CGE模型对提高高能耗产业和低能耗产业的能源效率对中国总体能耗的影响进行了模拟和比较分析,结果表明:

第一,局部产业能效提高的总体回弹效应与发生在各产业层面的间接回弹效应的差异密切相关。首先,由于提高能效可降低生产成本从而有利于产业发展,能效提高产业因此获得产出增长,自身能耗也出现产出增长带动下的间接回弹。同时,能效提高产业还将带动能源产业以外的非能效提高产业的产出增长,进而形成另一部分间接回弹。不过,这些间接回弹都不足以导致上述产业的各自能耗量出现不降反升的回火。进而,由于它们的能耗量下降抑制了能源产业的产出,从而在能源产业出现了产出下降带动下的能耗量下降,形成了反向的间接回弹。并且,这一反向间接回弹大幅超出了非能源产业能耗上的间接回弹,因此总体能耗量最终得以下降。也就是从回弹效应的角度来说,高能耗产业及低能耗产业的能效提高都将产生反向的总体能耗回弹效应。

第二,对于总体能耗强度而言,抑制能源部门的产出从而降低能源部门在经济中比重具有降低总体能耗强度的结构效应,即产生反向的总体强度回弹。不过,能效提高促进下的高能耗产业和低能耗产业的产出增长则具有截然不同的结构效应和总体强度回弹效应——高能耗产业的产出增长导致该产业在经济中的比重上升,产生提高总体能耗强度的结构效应,并形成总体强度回弹;而低能耗产业则相反,产出增长下该产业在经济中的比重上升产生降低总体能耗强度的结构效应,以及形成反向的总体强度回弹。双方的这种差异最终导致低能耗产业的能效提高在降低总体能耗强度方面明显优于高能耗产业。

第三,由于高能耗产业和低能耗产业的能源使用结构有明显不同,高能耗产业相对偏重使用一次能源,而低能耗产业相对偏重使用二次能源,由此导致双方的能效提高在影响各类能源的总体使用量的方式上有明显的差异。尤其在降低一次能源的总体能耗方面,高能耗产业能效提高时内部效应和产出效应所发挥的作用相当,而在低能耗产业能效提高时产出效应的贡献突出。具体而言,就是低能耗产业更主要的是通过其能效提高对二次能源产业产生的产出抑制作用,间接地由二次能源产业的产出下降所形成的反向间接回弹效应来降低对一次能源的总体能耗量及能耗强度。

第四,总体来看,低能耗产业能效提高的总体效果更优。在降低一次能源的使用总量方面提高高能耗产业能效和提高低能耗产业能效的效果差距较小,在降低二次能源的使用总量方面后者明显更优,而在降低总体能耗强度方面后者则全面地优于前者。

如前所述,本文重点强调的是,需要从系统及结构的视角出发,关注局部产业的能效变动对总体能耗的影响。就本文所揭示的机制来看,首先,对于低能耗产业能效提高的影响应予重视,充分利用其相对集约使用二次能源和经济体量较大的特点,通过提高其能源效率更有效地降低对二次能源的总体能耗,同时也可间接地降低对一次能源的总体能耗,并可通过能效提高的增长促进作用提高其在经济中的比重,更好地降低总体能耗强度。其次,高能耗产业会从能效提高中获得更大的产出增长,而这有悖于抑制高能耗产业过快增长的政策指向,并导致其总体节能绩效欠佳。因此,一方面,可考虑对高能耗产业提出更为严格的能效改善要求,以更大幅度的内部能耗强度下降来补偿其产出效应及结构效应也就是间接回弹效应方面的不足。另一方面,可考虑与能源价格政策及能源税政策等组合实施,以平衡能源效率政策的上述不足。国外已有研究表明,能源价格政策可有效抑制回弹效应(Roy,2000; Birol et al.,2000)。针对我国的经验研究也表明,能源价格上涨有效降低了我国生产部门的能耗强度(杭雷鸣、屠梅曾,2006;樊茂清等,2012)。基于CGE模型的模拟分析则表明,能源价格政策将有利于降低我国的总体能耗,而其中能源密集型产业的产出尤其会受到较大抑制,令我国的产业结构向节能型转型(林伯强、牟敦国,2008;胡宗义、刘亦文,2010)。此外,能源税政策也有相似的效果(何建武、李善同,2009;高颖、李善同,2009;杨岚等,2009)。这意味着,由于能够平衡能源效率政策对能源成本进而对生产成本的影响,能源价格政策及能源税政策对高能耗产业的影响与本文揭示的能源效率政策的不足具有互补关系。

本文研究尚有待深化和完善。首先,上述能源效率政策与能源价格及能源税政策组合实施的综合效果及其互补性是有待进一步确认的命题。此外,有必要从动态视角对上述问题进行进一步的分析。再有,本文的分析框架没有纳入区域之间的关联互动,在如联防联控等跨区域能源环境问题以及节能政策措施的地区差异性等方面的问题上有待进一步扩展。其他还有如本文没有涵盖生活性的能源消费等等,这些均有待补充和完善。

本文同时感谢匿名审稿人的有益建议,当然文责自负。

注释:

①引发的能耗增长过多,会导致能耗不降反升,称为回火(backfire)。

②关于回弹效应实证研究的国内外综述可参考Greening et al.(2000)、Dimitropoulos(2007)、Sorrell et al.(2009)和林民书等(2010)、薛澜等(2011)、查冬兰等(2012)。

③有必要指出的是,国内的这些研究讨论的是以全要素生产率为代表的中性技术进步或称广义技术进步对能耗的影响,因此就能效回弹效应命题而言,这些研究的分析焦点其实是有一定偏离的。

④国外研究综述可参考Ang(2004)。

⑤一次能源产业包括煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业;二次能源产业包括石油加工业、煤炭加工业和电力及热力的生产和供应业、燃气生产和供应业;高能耗产业包括造纸业、化学工业、金属冶炼及压延加工业和非金属加工业;其他为低能耗产业。

⑥尽管我国最新的投入产出表是2010年的,但该表是延长表,编制中不进行专项调查,通过调整和修正2007年基准年表中的中间投入系数而得到。在对中间投入系数的技术因素调整中,只对可以获取到相关统计资料的重点系数进行调整。这些调整的重点系数中涉及能源的又只包括农业、工业和建筑业的能源投入,其他部门及其对能源的投入系数等则是非重点系数。这些非重点系数是在重点系数控制不变的约束下对2007年的系数进行修订得到的。这将导致延长表中的重点系数接近当年现实但非重点系数与现实有差距的不一致性。有鉴于此,本文选择了基于专项调查编制的2007年投入产出表作为数据基础。参考已有研究(贺菊煌等,2002),本文将替代弹性和转换弹性近似设定为2。

⑦本文讨论的重点是比较不同部门实现同等能源技术进步下的效果间差异,提高10%仅是一个模拟用的实验性设定并无实际针对性。

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能源效率政策中的回弹效应与重点产业选择_一次能源论文
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