二 模型构建和数据来源
CGE模型可以实现对国民经济体系中各部门在外生冲击下变化的定量分析。常用的计量方法，只可以研究具有链式关系的问题，对网络状关系的问题束手无策，并且其结果会随着变量选取的不同而不同，稳定性差；投入产出法的研究对象不包含家庭、政府等部门，因而其研究范畴有较强的局限性。在CGE模型中，很好地弥补了以上模型的缺憾。经过30多年的发展，CGE模型已在财政、贸易、环境、收入分配等众多领域得到广泛应用。
（一）模型假设与部门分组
本文构建的CGE模型，包含了生产者假设、消费者假设以及价格假设。[11]在部门的分组中，由于数据收集困难，并且投入产出表中的相当一部分部门在模拟煤电外送结构调整时，区别不大，故这里将42部门处理为9大部门。它们分别是：农业部门、原煤部门、石油天然气部门、外销电力部门、内销电力部门、制造业部门、电煤外运部门和其他第三产业部门。
1.电煤外运部门的设置
电煤外运部门，既涉及原煤生产，又涉及相关运输部门，研究该部门需要横跨两大部门。在投入产出表中，由于原煤外运部分属于原煤部门中“流出”一列，因此不能将该部分与相关运输部门进行简单的横向、纵向合并。这里采用如下方法进行处理：
根据货物运输的同质性，对交通运输仓储业进行横向、纵向分割。分割的比例是根据电煤外运部分的货物周转量和其他物品的货物周转量之比得到的。限于缺少2012年山西电煤外运的货物周转量的统计数据，这里根据《山西省交通运输发展展望》中提及的“2000年晋煤外运量25524万吨，货物周转量868.8亿吨公里”进行等比例计算。这样处理的主要理由是，从近20年的运输线路建设历程来看，虽然线路改建、新建线路会导致原有线路出现不同程度的改变，但由于每条线路均以尽可能短的运输距离为目标来建设的，故可以认为同等重量的货物外运出省的货物周转量是固定不变的，由于可以查得2012年山西电煤外运量，因此可以结合2000年山西电煤外运量和货物周转量之比求出2012年山西电煤外运部分的货物周转量。
其中，电煤外运量39934.69万吨是根据2012年山西电煤总产量与山西省内电煤使用量之差得到的。[12]2012年电煤外运的货物周转量为X，经计算得13593190万吨公里。结合2012年山西的总货物周转量，得到电煤外运部分的货物周转量占比为0.406。
以0.406为比例对交通运输仓储业进行横向、纵向分割。此外，因为电煤外运部分的产品不会被本地居民消费，故将原交通运输仓储业的本地居民消费归入非电煤外运的交通运输仓储业，电煤外运的交通运输仓储业的本地居民消费部分的值为0。需要指出的是，为了便于表达，称电煤外运部分的交通运输仓储业为电煤外运部门。
然而，此时的电煤外运部门不能直接用于研究。因为在投入产出表中，电煤外运量在原煤生产部门中“流出”一列，属于原煤部门，不属于电煤外运部门。所以，还需要采取一定的方法将这部分外运的电煤量归入电煤外运部门中，方能运用CGE模拟。方法如下：
首先，将流出的电煤A，横向平移至原煤部门中间投入的电煤外运部门一列A′，将外运的电煤部分当作电煤外运部门的中间投入处理。然后，将各部门的（除电煤外运部门）增加值部分B、C扣除相应的量，并将该量上移至B′、C′部分，如表1所示。
表1 投入产出表的变更简化
关于每个部门扣除的增加值部分，这里认为由电煤外运为各部门带来的增加值同电煤外运部门的产品在各部门的中间使用具有固定比例关系，即：
其中，a为各部门，a=1，…，9，且a≠8（调整电煤外运量的位置对电煤外运部门的增加值不产生影响），ka为电煤外运部门的产品在各部门的中间使用，A为电煤外调量，f为每万元为各部门因电煤外运而产生的增加值，ΔZa为电煤外运为各部门带来的增加值。
2.剩余其他部门的设置
剩余其他部门，处理方式较为简单，只需对投入产出表相关部门进行横向、纵向处理。合并依据是：农业部门为仅有的第一产业，故单列为一部门。由于本文后边会对二氧化硫、二氧化碳的排放进行测度，基于武亚军等人（2002）的研究结果，污染排放物的90%来自中间投入的使用，也就是石油、煤炭作为中间投入的使用。为了简便计算与表达，认为是作为中间投入的石油和煤炭产生了所有二氧化硫和二氧化碳，因此需将原煤部门和石油天然气部门各列为一部门。在外销电力与内销电力部门的设置中，鉴于热力生产和供应业在电力部门的占比极小，且山西电力结构以火电为主，故这里将电力部门拆分为火电与其他电力部分。具体方法参见谭显东（2008）。另外，山西的火力发电绝大多数为燃煤发电，故认为火电部门为燃煤电力部门，并且外销的电力均来自燃煤发电。接下来，按照2012年山西电力内销火电量与外销电量之比，将火电部门进行横向、纵向分割。最后，将内销火电部分和其他电力部分合并为一部门，称为内销电力部门，剩余的为外销电力部门。建筑业与其他部门差异较大，故将其单独列出。由于在第二产业中，已经将石油天然气部门、建筑部门、原煤部门和电力部门从中分离，剩余的部门几乎等同于制造业，为了方便，将其列为一部门，称之为制造业部门。在剔除了电煤外运部门所涉及的交通部门后，剩余的第三产业列为一部门，即其他第三产业部门。
经处理，新的部门分组设置如表2所示。
表2 处理后得到的部门分组与原统计分组比较
（二）方程构建与数据来源
在方程中，共有生产模块、销售模块、供给模块、主体行为模块、环境模块、市场均衡模块、投资模块、闭合模块以及福利评价模块这9大模块。其中，生产模块采用两层嵌套的CES生产函数描述，中间投入的生产函数是根据列昂惕夫的直接消耗系数组成的；销售模块中的商品采用Armington假设，通过CES函数复合；供给模块同销售模块类似；主体行为模块中，家庭收入为线性函数，包含劳动报酬、资产收入和政府对居民的转移支付。设家庭效应函数为柯布道格拉斯函数，由其可以推出居民对商品的消费需求函数。企业部分包含企业收入和企业储蓄两部分；在环境模块中，原煤、石油的中间使用量与对应二氧化碳、二氧化硫排放系数、对应的转换系数相乘，得到二氧化碳、二氧化硫的排放总量；市场均衡模块中设立了劳动总量均衡方程、资本总量均衡方程；投资模块采用LES函数，对各部门的投资占总投资的比例一定；闭合模块采用路易斯闭合，这与中国属于发展中国家的现实更为贴切，资本总量有限，但劳动力市场供应充足。此外，为了避免劳动价格被模型认作基准价格，导致得不到路易斯闭合效果，本文使用消费者价格指数CPI价格来表示价格基准；福利评价模块中，采用希克斯等价变动理论对福利变动进行测度。需要指出的是，当福利无变化时，该值为0。当其增加时，该值变为正，当其减少时，该值变为负。
本文数据来源有：《中国地区投入产出表》（2007，山西省部分）[13]、《山西统计年鉴》（2013）、国家统计局数据及相关政府文件。SAM表的编制方法具体见王铮（2010），之后，在GAMS 23.3中，利用交叉熵法，对SAM表进行调平，结果如表3所示。
表3 社会核算矩阵
在CGE模型中，参数有外生给定和模型校准两种。其中，各函数的替代弹性值采用贺菊煌（2002）的设定。对于原煤与石油天然气的二氧化硫、二氧化碳排放系数参考IPCC2006，为16千克/吨、2430千克/吨，40千克/吨、2910千克/吨。原煤和石油天然气由实物量转换为价值量的系数通过《山西统计年鉴》（2013）以及SAM表计算得出，为21.965吨/万元和19.479吨/万元。其余参数通过SAM表校准获得。