中国工业节能经济机制设计研究
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1.2 文献综述

经济增长是社会经济要素与生态环境要素相互作用的结果,在马克思主义经典著作中,关于人与自然、社会的有机统一,人与自然界的物质交换,人类主体性和自然优先性的协调等论述都蕴含着丰富的生态经济思想。马克思指出,劳动生产力由多种因素决定,包括劳动力的熟练程度、科学技术的发展及应用、企业的规模和效能以及自然条件马克思,恩格斯.马克思恩格斯全集:第23卷[M].中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局,译.北京:人民出版社,1992:53.。从这个意义上说,经济增长是人类通过技术实现社会和生态要素间的物质转换的过程。在马克思的论述里,生态环境不仅是经济活动的外在条件,而且是经济增长的内生变量。但从古典经济学的视角来看,能源作为重要的生产投入要素一直未被纳入增长模型的研究体系,传统的增长模型基本上是一个可再生资本和劳动力的两要素模型,土地、能源及其他不可再生资本总体上被忽略了,导致长期以来对能源的掠夺性使用(Nordhaus & Tobin,1972)。直到20世纪70年代初期,丹尼斯和梅多斯等人首次对能源进行了系统的研究分析。他们通过计算机对工业、人口、粮食、污染及资源等因素的关系进行计算和模拟,建立了“世界末日模型”,其结论是如果保持现有的能源资源消耗速度和增长速度,那么世界将会进入资源枯竭时代。随之而至的20世纪70年代石油危机导致的西方世界大范围的经济衰退似乎印证了末日模型的理论,从此,能源问题进入经济学者们的视野并迅速受到关注,成为经济学领域的热点。

1.2.1 能源消费与经济增长的关系研究

(1)国外对二者关系的研究

一个经济体的能源消费总量、结构和效率,不仅与经济体的产业结构和经济发展阶段密切相关,而且受能源禀赋、能源管理水平、技术水平、地理气候条件等多种因素的影响。从这个意义上讲,确定的数量规律并不存在于能源消费和经济发展之间,只能说从一个较长的时期来看,二者之间可能表现出某种关系的趋势。因此,学者对二者间关系的研究在早期主要集中于对二者因果关系的探寻上。Kraft J.等KRAFT J, KRAFT A. On the relationship between energy and GNP[J]. Energy Devolopment,1978,3:401-403.(1978)采用美国27年间的数据进行实证检验,发现美国的国民生产总值和能源消费之间存在单向的因果关系,进而认为美国的能源保护政策不会约束经济增长。由于该实证检验对样本选取表现出较高的敏感性,Yu和HwangYU E S H, HWANG D B K. The relationship between energy and GNP based on new sample[J]. Journal of Energy and Development,1984(4):221-229.(1984)将样本区间的时间段延长到32年,研究结果发现美国的国民生产总值和能源消费之间并不存在因果关系。随后在其他工业化国家,Gigli和SantonGIGLI K, SANTON D H. The causal relationship between energy and GNP:compared study[J]. Energy Economics,1986,2.(1986)分别以英、法两国的数据进行研究,结果表明法国的能源消费和国民生产总值之间存在单向因果关系,而英国则不存在此种关系。

在亚洲国家,YuYU S H, CHOI J Y. The causal relationship between electricity and GNP:an international comparison[J]. Journal of Energy and Development,1985,10:249-272.(1985)通过格兰杰因果检验发现,单向因果关系存在于韩国的国内生产总值和能源消费之间,GlasureGLASURE Y U, LEE A R. Cointegration, error-correction, and the relationship between GDP and electricity:the case of South Korea and Singapore[J]. Resource and Electricity Economics,1998,20:17-25.(1997)也用同样的方法发现新加坡存在从能源到国内生产总值的单向因果关系。Hwang和GumHWANG D B K, GUM B. The causal relationship between energy and GNP:The case of Taiwan[J]. The Journal of Energy and Development,1992,12:219-226(1992)的研究表明,双向因果关系存在于台湾的国内生产总值和能源消费之间。周建和李子奈周建,李子奈.Granger因果关系检验的适用性[J].清华大学学报(自然科学版),2004(3):358-361.(2004)的研究认为,在进行标准的格兰杰因果检验时,如果选取的变量具有非平稳性的特征,则会增大两个本身无关的变量之间出现因果关系的概率,进而得出虚假的检验结论,而早期的格兰杰因果关系检验就是在这样的基础上进行的,所以检验结果的可信度大打折扣。随着研究方法的多样化特别是计量经济学的不断演进,基于平稳数据的协整理论为检验提供了新的途径。它较好地解决了早期检验中非平稳数据的问题,增加了研究结论中因果关系的可信度。这种方法在能源消费与经济增长关系的探寻中得以广泛应用。SternSTERN D I. A multivariate cointegration analysis of the role of energy in the US macroeconomy[J]. Energy Economics,2000,22:267-283.(2000)采用多元协整的方法,利用美国1974—1990年的能源消费和季度收入数据,构建了一个生产函数的误差修正模型,发现单向的因果关系存在于能源和收入之间。AsafuASAFU A J. The relationship between electricity consumption, electricity price and economic growth:time series evidence from Asian developing countries[J]. Energy Economics,2000,22:615-625.(2000)运用相似的方法研究发现,单向的因果关系存在于印度和印度尼西亚的能源消费和国内生产总值之间,而双向的因果关系则存在于菲律宾和泰国的能源消费与国内生产总值之间。Soytas和SariSOYTAS U, SARI R. Energy consumption and GDP:Causality relationship in G-7 countries and Emerging Marking[J]. Energy Economics,2003,25:33-37.(2003)选取了七国集团(G7)国家和9个新兴市场国家的数据进行检验,发现日本、德国、法国和土耳其等国存在从能源消费到国内生产总值的单向因果关系,韩国和意大利则存在从国内生产总值到能源消费的因果关系,双向因果关系存在于阿根廷的能源消费和经济增长之间。

协整格兰杰因果检验和标准格兰杰因果检验一样,依然对数据的选取比较敏感,数据样本区间不同,研究的因果结论会呈现出较大的差异性。Hwang和Gum(1992)的研究结果认为,我国台湾存在能源消费与经济增长的双向因果关系。Cheng和LaiCHENG B S, LAI T W. An investigation of co-integration and causality between electricity consumption and economic activity in Taiwan[J]. Energy Economics,1997,19:435-444.(1997)选取了我国台湾1955—1993年的数据,却得出二者之间只存在从经济增长到能源消费的单向关系,而后来YangYANG H Y. A note on the causal relationship between electricity and GDP in Taiwan[J]. Energy Economics,2000,22:309-317.(2000)将样本数据期间扩展到1999年后,研究结果又回到Hwang和Gum的结论。Yang认为是价格指数的不同和样本区间的变化导致了结果的差异。

协整检验方法的不断发展和完善,为能源与经济之间关系的基本判别提供了理论和实证基础。研究者们的实证结果增加了对二者之间长期均衡关系规律的认识,并对能源和经济短期波动关系有足够的预期及应对措施。协整检验逐渐成为能源经济领域研究的重要方向之一。Silk等SILK J I, JOUTZ F L. Short and long-run elasticities in US residential electricity demand:a cointegration approach[J]. Energy Economics,1997,19:495-513.(1997)通过建立模型,以美国为考察对象,研究季节、价格等对电力消费弹性系数的影响。Bentzen和EngstedBENTZEN J, ENGSTED T. Short and long-run elasticities in energy demand:a co-integration approach[J]. Journal of Energy Economics,1993,16(2):139-143.(1993)通过建立误差修正模型,对丹麦的能源需求和国内生产总值进行研究,分析了丹麦能源需求的弹性变化情况。Glasure和LeeGLASURE Y U, LEE A R. Cointegration, error-correction, and the relationship between GDP and electricity:the case of South Korea and Singapore[J]. Resource and Electricity Economics,1997,20:17-25.(1997)在对新加坡的研究中引入能源需求滞后因素,分析其能源消费与国内生产总值的均衡关系。此外,很多学者将能源效率和技术进步因素纳入研究,通过生产函数和效用函数建立协整模型分析能源需求。Rodney等RODNEY S. Road transport energy demand in Australia:a co-integration approach[J]. Energy Economics,1995,17:329-339.(1995)通过效用函数对澳大利亚的交通能源需求进行了分析。GhaliGHALI K H, EL-SAKKA M I T. Energy use and output growth in Canada:a multivariate cointegration analysis[J]. Energy Economics,2004,26:225-238.(2004)将加拿大的产出与能源消耗、资本投入、劳动力投入之间的关系通过生产函数模型进行分析,结果证实这些变量之间有协整关系,且劳动力投入和能源消耗之间具有很强的替代关系。

(2)国内对二者关系的研究

我国能源消费弹性系数在经济增长的过程中大部分时候都小于1,能源消费变化趋势情况与别国不同,特别是在1997—1999年,能源消费量在国内生产总值以8%的速度增长的情况下却表现为负增长,而“十一五”初期却又呈现出相反的趋势,这些阶段性的变化引起了学者们的关注。史丹史丹.我国经济增长过程中能源利用效率的改进[J].经济研究,2002(9):49-56.(2002)从短期波动和长期趋势的角度,认为能源效率提高是我国能源消费减缓的原因,而经济体制改革、产业结构调整以及对外开放等都是影响能源效率的因素。韩智勇等韩智勇,魏一鸣,范英.中国能源强度与经济结构变化特征研究[J].数理统计与管理,2004,23(1):1-6.(2004)在史丹研究的基础上,从效率和结构两个方面,定量分析结构调整和技术进步对能效提升的作用程度,认为经济机构对能源效率的影响存在不同方向,工业部门能耗强度下降是能效提升的主要原因。施发启施发启.对我国能源消费弹性系数变化及成因的初步分析[J].统计研究,2005(5):8-11.(2005)从能源强度、单位产品能耗的角度对能源消费弹性系数波动的原因与其他国家进行对比,认为产业结构的优化对能源消费的影响最为重要。还有许多学者通过因果检验及协整分析对我国经济增长与能源消费的关系进行研究。韩智勇等韩智勇,魏一鸣,焦建玲,等.中国能源消费与经济增长的协整性与因果关系分析[J].系统工程,2004(12):17-21.(2004)通过协整检验对我国改革开放以来一直到2000年的能源与经济数据进行研究,结果表明双向因果关系存在于两者之间,但从长期来看并没有呈现出协整性。吴巧生等吴巧生,成金华,王华.中国工业化进程中的能源消费变动——基于计量模型的实证分析[J].中国工业经济,2005(4):30-37.(2005)将中国的能源消费和经济增长的关系与美国进行对比研究,认为中国的能耗强度与工业化水平之间存在长期均衡关系。马超群等马超群,储慧斌,李科,等.中国能源消费与经济增长的协整与误差校正模型研究[J].系统工程,2004(10):47-50.(2004)选取我国1954—2003年的数据进行研究,发现双向因果关系存在于能源消费与国内生产总值之间,国内生产总值和电力、煤炭消费则表现为单向因果关系,国内生产总值与天然气、电力和石油之间不存在长期均衡关系。林伯强林伯强.中国能源需求的经济计量分析[J].统计研究,2001(10):34-39.(2001)通过建立协整模型和误差修正模型,分析经济增长、能源消费、产业结构、能源价格等影响因素,认为我国能源消费收入弹性较低,价格弹性较高,结构变化显著影响能源消费。在2003年的研究中,林伯强林伯强.电力消费与中国经济增长——基于生产函数的研究[J].管理世界,2003(11):18-27.通过电力需求侧模型,研究不同影响因子对能耗强度的影响,结果表明技术效率的提升、能源价格对能耗强度存在显著的正向影响。

除了协整检验外,学者们也尝试通过不同的方法研究二者的关系。黄飞黄飞.能源消费与国民经济发展的灰色关联分析[J].热能动力工程,2001(1):89-90.(2001)对经济增长与煤炭、石油和电力等进行关联度分析。他采用的是灰色系统理论分析方法,研究表明,煤炭与产出的关联度最低,其次是电力,石油与产出的关联度最高。Masih R.MASIH R, MASIH A M M. Stock-Watson dynamic OLS(DOLS)and error-correction modeling approach to estimating long-and short-run elasticities in a demand function:new evidence and methodological implication from an application to the demand for coal in mainland China[J]. Energy Economics, 1996,18:315-334.(1996)以我国煤炭消费为研究对象,用动态最小二乘法,从长期和短期的角度,研究其需求弹性。梁巧梅等梁巧梅,魏一鸣,范英,等.中国能源需求和能源强度预测的情景分析模型及其应用[J].管理学报,2004(1):62-65.(2004)基于能耗强度和能源需求的投入产出情况建立情境分析模型,将经济增长对能耗强度和能源需求的影响进行定量分析。魏巍贤等魏巍贤,高中元,彭翔宇.能源冲击与中国经济波动——基于动态随机一般均衡模型的分析[J].金融研究,2012(1):51-63.(2012)采用动态随机一般均衡模型(DSGE),研究能源冲击对我国经济的影响,模拟结果表明,在各种冲击来源中能源冲击对宏观经济的影响最为显著。

在我国,能源作为重要的调控目标,必然受到政府管制和经济体制改革政策导向的影响,这些外生冲击因素会破坏经济增长与能源消费之间的稳定性。随着实证研究方法的不断发展和理论成果的丰富,学者们对二者间关系的短期波动性和非线性特征有了更为清晰的认识。王火根、龙建辉王火根,龙建辉.能源消费与经济增长非线性关系分析:基于门限协整系统[J].技术经济与管理研究,2008(4):94-97.(2008)通过非线性框架对二者关系进行再检验,发现一个两机制非线性门限协整存在于经济增长和能源消费之间,当偏离比门限值大的时候,二者关系的调整趋于均衡的方向,反之,则趋于不向均衡状态调整,从调整的速度来看,能源消费比经济增长更快。赵进文、范继涛赵进文,范继涛.经济增长与能源消费内在依从关系的实证研究[J].经济研究,2007(8):31-42.(2007)的研究发现,产出与能源消费量的关系用非线性来描述更为恰当,他们认为典型的阶段性和非对称性特征存在于经济增长对能源消费的影响中。刘长生等刘长生,郭小东,简玉峰.能源消费对中国经济增长的影响研究——基于线性与非线性回归方法的比较分析[J].产业经济研究,2009(1):1-9.(2009)通过闭回归模型证实倒U形特征存在于能源对增长的作用中,他也认为能源消费与经济增长之间存在非线性关系,且认为是制度、政策等外生冲击导致的这种非线性属性。众多学者的研究结论反映出这种基于线性框架的分析结果也似乎难以一致,高度敏感性同样存在于样本的选择中。

1.2.2 能源消耗强度的研究

研究能源问题的初衷在于解决现实经济社会发展中能源的不可再生性和稀缺性约束,而围绕能源消费总量的研究只能解释它与经济发展之间的作用方向、依赖程度等,无法解决资源能源的约束对经济发展的制约作用,而提高生产率即追求更多的产出、消耗更少的能源是各国政府都关注且亟待解决的现实问题。正是基于这样的背景,许多学者都将研究的方向从总量向效率转移,如何通过生产率的改善和能源效率的提升来确保经济的可持续发展,即节能发展的现实路径开始进入学者们的研究体系。

大部分国家对能源的调控和约束都围绕能耗强度(能源消费总量与国内生产总值的比值)这一指标进行,因此,很多研究都是围绕这一指标的变化展开的,通过不同的方法,选取不同的视角,分析指标变化的机理,从而为政策的制定提供理论证明。部分学者采用拉氏和迪氏因素分解模型研究能耗强度的历史变动水平,从结构变化和技术进步引致的要素流动和效率改善两个角度解释能耗强度的变动。Ang和ZhangANG B W, ZHANG F Q. A survey of index decomposition analysis in energy and environmental studies[J]. Energy,2000,25(12):1149-1176.(2000)选用发展中国家的数据进行研究,结果显示,产业结构调整不是能耗强度降低的主导因素,影响能耗强度的主要变量是技术模仿和技术引进所致的部门能效改善。周勇等周勇,李廉水.基于AWD的我国能源强度变化因素分析[J].煤炭经济研究,2006(5):39-43.(2006)的研究结果却相反。他认为能耗强度降低主要是结构调整引起的,而效率改善的作用则比较微弱。Jorgenson(1999)、Sinton(2003)、刘红玫等(2002)、吴巧生(2006)、李力(2008)、师博(2010)等中外学者选取中国数据进行研究的结果都表明,技术变化引致的能效提升是节能降耗的显著动因。

但是这种从效率和结构的视角分解能耗强度的影响因素和协整分析类似,形成的结论同样无法一致。Ang和Zhang(2000)、魏楚魏楚,沈满红.能源效率研究发展及趋势:一个综述[J].浙江大学学报(社科版),2009(3):55-63.(2009)等认为原因主要在于,一方面是对样本数据的选取解释,例如,在研究产业结构对能耗强度的影响时,对如何表征产业构成,有的从轻工业和重工业的视角,有的按照第一、二、三产业的划分方式,还有的从农业、工业、建筑业、交通运输业、商业和其他等六个部门的构成份额来代表产业结构。不同的样本选取方法会带来有差异的结果。另一方面的原因在于样本时间区间的差异,不同时间序列段内能耗强度的阶段性变化和工业发展程度会表现出不同的特征,例如,1998—2000年,在经济高速增长的情况下能源消费量不增反降,2002—2005年,能源消费量突然高速增长。样本选取的不同,因素分解的结论也会不同。此外,分解方法的不同、残差项的处理等都会影响结论的一致性。

这些不同的分析结论,使节能路径的选择缺乏可比性,无法为政府决策提供更有说服力的证据。在这样的背景下,学者们在原有因果关系的基础上,试着从政策、规制、能源价格、技术、能源内部结构等综合性的角度研究能耗强度的影响机理,从而分析出到底是哪种因素导致了能耗强度的变化,以及影响的程度如何。Birol和KepplerBIROL J H, KEPPLER. Price, technology development and the rebound effect[J]. Energy Policy,2000,28(6-7):457-469.(2000)从要素替代和诱致型技术创新的视角展开研究,利用新古典数理分析模型,证实了能源价格的提升将提高能源利用率,从而降低能耗水平。Mielnik等MIELNIK O, GOLDEMBERG J. Converging to a common pattern of energy use in developing and industrialized countries[J]. Energy Policy,2000,28(8):503-508.(2000)选取发展中国家和发达国家的不同数据,研究能源价格、技术革新及资本形成对能耗强度的影响,研究发现,能耗强度的主要影响因素是资本形成,且这种影响随着产出的增加而被强化。MarkandyaMARKANDYA A, PEDROSO-GALINATO S. Energy intensity in transition economies:is there convergence towards the EU average?[J]. Energy Economics,2006,28(1):121-145.(2006)选取经济转型国家的数据,发现能源效率提升的主要动力来源于这些经济转型国家要素价格的改革和企业所有制的调整与重组。

中国在经济保持高速增长的情况下能源消费持续下降,能效水平不断提升,被学界认为是“中国经济之谜”,中外许多学者致力于寻找谜底。FisherFISHER-VANDEN K, JEFFERSON G H, LIU H M. What is driving China's decline in energy intensity?[J]. Resource and Energy Economics,2004,26(1):77-97.和Jefferson(2004)以中国企业为样本数据的研究表明,能源价格、企业研发投入、企业所有制改革、产业结构等是我国能耗强度降低的原因,能源价格变化是影响能耗强度最主要的因素。杭雷鸣、屠梅曾杭雷鸣,屠梅曾.能源价格对能源强度的影响——以国内制造业为例[J].数量经济技术经济研究,2006(12):93-100.(2006)以制造业为研究对象进行研究,结果表明对外开放对该行业的能耗强度影响十分显著。刘畅等刘畅,崔艳红.中国能源消耗强度区域差异的动态关系比较研究——基于省(市)面板数据模型的实证分析[J].中国工业经济,2008(4):34-43.(2008)建立了一个影响因素模型,证实了上述结果。他将各省按照能效水平分成高、中、低区域,研究不同影响因素的区域特征,在他的研究中,低能耗区域对各种影响因素十分敏感,能够针对变化迅速调整并实现区域内的均衡;在中等能耗区域,能源价格弹性较高,固定资产投资在各影响因素中对能耗强度的作用最为显著;而高能耗区域对各种因素的短期波动调整比较缓慢。此后,刘畅等刘畅,孔宪丽,高铁梅.中国能源消耗强度变动机制与价格非对称效应研究:基于结构VEC模型的计量分析[J].中国工业经济,2009(3):59-70.(2009)选取工业行业作为研究对象,采用同样的方法得出了类似的结论,能耗强度的主要影响因素为能源价格、研发投入、所有制结构以及贸易出口结构,同时,能源结构的优化也具有十分积极的作用。董利董利.我国能源效率变化趋势的影响因素分析[J].产业经济研究,2008(1):8-19.(2008)通过建立非线性函数模型,得出了和刘畅相似的结论,同时,他的研究还表明U形变化能够很好地描述我国能源消耗强度与经济增长的关系特征,且在人国内生产总值较低的水平上出现U形拐点。

亦有少量学者围绕中央政府的考核指标、调控政策及节能规制等对能耗强度的作用程度进行研究。胡鞍钢等胡鞍钢,鄢一龙,刘生龙.市场经济条件下的“计划之手”[J].中国工业经济,2010(7):26-35.(2010)就将一个时期内的国民经济和社会发展五年规划纲要中是否明确能耗下降目标纳入影响模型,结果证明,规划纲要中明确的节能目标对能耗强度的下降作用十分显著,随着具体节能约束目标的提出和执行,结构突变点出现在能耗变动轨迹中。他对比了“十五”和“十一五”期间国内生产总值能耗与规划纲要约束性目标的关系,进一步肯定了政府宏观调控和干预的显著作用。魏楚、沈满洪魏楚,沈满洪.能源效率及其影响因素:基于DEA的实证分析[J].管理世界,2007(8):66-75.(2007)的研究也表明,政府投资结构和支出结构也是影响能耗强度水平的显著因素。

1.2.3 全要素能源效率的测度方法

大量研究表明,提高能源生产率和改善能源效率可以显著降低能耗强度,而能源效率如何衡量或测度就成了我们不得不思考的问题。政府的约束性目标通常放在能耗强度这一指标上,但部分学者却对这一指标能否很好地诠释能源效率的作用机理产生疑问,在这样的背景下,全要素能源效率的测度,成了节能研究领域的重要方向。

Hu和WangHU J L, WANG S C. Total factor energy efficiency of regions in China[J]. Energy Policy,2006,34(17):3206-3217.(2006)通过数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA),对全要素能源效率测度方法进行了开创性的研究。他将能源效率通过最优能源投入与真实能源投入的比值来表征,综合考察全部要素投入后的能源效率,这种估算更符合对“效率”的传统定义,让样本不同的能源效率具有了比较的可能。魏楚等(2007,2008,2009)随后选取不同国家、不同区域的数据对全要素能源效率进行了多维度的实际测算。他的系列研究解释了规模效率是我国能耗强度高的原因之一,同时,他计算了我国省际区域节能的潜力差异,从而对政府节能目标的分解提供了数据和理论支撑。随后许多学者将样本着眼于省际或行业层面,在同样的框架下进行研究,并对部分分析进行修正。师博等师博,沈坤荣.市场分割下的中国全要素能源效率:基于超效率方法的经验分析[J].世界经济,2008(9):49-59.(2008)针对多个前沿单位难以比较的问题尝试采用超效率的DEA模型,在对比省际区域能源的基础上,提出我国能源效率低下的主因是资源配置的扭曲。李世祥等李世祥,成金华.中国工业行业的能源效率特征及其影响因素——基于非参数前沿的实证分析[J].财经研究,2009(7):134-142.(2009)则将研究聚焦在工业行业的数据上。他注意到比较对象的结构差异最终会影响能源效率的测度,同时,样本参与的效率值因为当期前沿的构建而不具有可比性,因此,他采用了连续前沿的方法以及总成本最小化、能源投入最小化等多个DEA模型。李廉水等周勇,李廉水.中国能源强度变化的结构与效率因素贡献——基于AWD的实证分析[J].产业经济研究,2006(4):68-74.  李廉水,周勇.技术进步能提高能源效率吗?——基于中国工业部门的实证检验[J].管理世界,2006(10):66-74.(2006)发现不同要素的影响在能效测度中无法分离,于是,他在能效研究中引入了DEA-Malmquist指数方法,将技术进步、规模效率等因素对能源效率的影响进行了分解。杨红亮等杨红亮,史丹.能效研究方法和中国各地区能源效率的比较[J].经济理论与经济管理,2008(3):12-20.(2008)则在能源效率分解模型中纳入了环境变量,从而提出“实际和理论节能潜力”的概念。唐玲等唐玲,杨正林.能源效率与工业经济转型:基于中国1998—2007年行业数据的实证分析[J].数量经济技术经济研究,2009(10):34-38.(2009)将考察的重点放在了工业行业层面,重点研究了能源效率中工业经济转型这一影响因子。此外,史丹等史丹,吴利学,傅晓霞,等.中国能源效率地区差异及其成因研究——基于随机前沿生产函数的方法分解[J].管理世界,2008(2):35-43.(2008)对我国省际能效差异进行了深入的研究,他对地区能效的估算采用的是随机前沿生产函数和方差分解的方法。

投入产出的技术效率提升,是全要素能源分析的目的所在,即在相同条件下,追求更多的产出,或者投入更少的要素。而能源价格变化引起的要素组合改变,显著地表现在能源效率的衡量中。如果说技术内生进步具有自然惯性,那么政府的宏观调控和干预则会显著体现在要素配置的变化中。PoppPOPP D. Induced innovation and energy prices[J]. The American Economic Review,2002,92(1):160-180.(2002)等选取1970—1994年美国的能源专利数据进行研究,发现能源价格对技术创新的正效应作用十分显著。在此基础上,许多学者围绕能源替代弹性的度量,通过实证检验分析劳动、原材料、资本等要素对能源的替代程度。Ozatalay等OZATALAY S, GRUBAUGH S, LONG T V. Energy substitution and national energy policy[J]. American Economic Review,1979,69(2):369-371.(1979)选取了7个发达国家的样本数据进行研究,发现作为能源的替代品,除了原材料之外,劳动和资本都可以。从这个意义上说,稀缺的资源要素不会影响经济的可持续增长。Berndt和WoodBERNDT E R, WOOD D O. Technology, prices, and the derived demand for energy[J]. Review of Economics and Statistics,1975,57(3):259-268.(1975)的研究结果也证实了可替代的关系存在于两者之间。PindyckPINDYCK R S. Interfuel substitution and the industrial demand for energy:an international comparison[J]. Review of Economics and Statistics,1979,61(2):169-179.(1979)选取英国1959—1974年的数据,通过超越对数生产函数计算出能源与劳动、资本之间的偏替代弹性率发现,替代关系均存在于能源与劳动、能源与资本之间。长期来看,能源与劳动之间的替代关系更强,因此,保护能源的政策有利于促进就业的增长。KhannaKHANNA N. Analyzing the economic cost of the Kyoto protocol[J]. Ecological Economics,2001,138(1):59-69.(2001)在此基础上选取了日本京都工业数据,研究其要素弹性,结果表明较为显著的替代关系存在于煤炭、石油、天然气等不同的一次能源之间,但弹性序列的变动规律不明显,存在较大的波动性。此外,Kemfert和WelschKEMFERT C, WELSCH H. Energy-capital-labours substitution and the economics efforts of coabatement:evidence for Germany[J]. Journal of Policy Modeling,2000,22(6):641-660.(2000)等学者通过常数替代弹性(CES)函数对德国进行了研究,从碳排放及环境影响的角度分析了能源、劳动和资本之间的替代弹性变化。

在中国,由于发展中国家和计划经济影响的双重特征,能源价格体系在政府的指导和管制下形成,使得与能源价格有关的理论比较薄弱。在政府的指导下,能源价格变化不敏感,加上能源行业准入和退出障碍较多,企业自主权不充分,管理比较僵硬,等等,从而破坏了能源产品价格到结构调整的影响传导路径。这也导致在研究领域,与其他生产要素和能源要素间的替代作用相关的内容比较缺乏,大部分的研究都倾向于定性的分析,如于立(1994)、史丹(2002)、陈文山(2005)、赵建军(2005)、徐绍峰(2005)、刘树杰和陈扬(2005)等的研究。在实证研究方面,郑照宁、刘德顺郑照宁,刘德顺.考虑资本—能源—劳动力投入的中国超越对数生产函数[J].系统工程理论与实践,2004(5):51-54.(2004)利用超对数生产函数研究发现,我国劳动与能源之间的替代弹性较低,技术进步在各种投入之间的差异不大,技术进步的速度表现为资本大于能源大于劳动,从长期来看,差异在逐步缩小。陶小马等陶小马,邢建武,黄鑫,等.中国工业部门的能源价格扭曲与要素替代研究[J].数量经济技术经济研究,2009.(11):3-16.(2009)采用同样的方法对工业部门的要素价格扭曲程度进行了研究,研究结果表明,能源价格存在严重扭曲,替代关系在一定阶段内存在于劳动和能源之间,互补关系存在于原材料等要素和能源之间,而资本和能源之间的替代或者互补关系不明确。鲁成军等鲁成军,周端明.中国工业部门的能源替代研究——基于对ALLEN替代弹性模型的修正[J].数量经济技术经济研究,2008(5):30-43.(2008)以工业为样本测算Morishima替代弹性,研究结果表明,资本和能源存在互补关系,而劳动和能源之间则是替代关系,工业部门能源的自价格弹性十分微弱,工业增长与劳动力禀赋的结合带来了工业能耗的下降。杨福霞等杨福霞,杨冕,聂华林.能源与非能源生产要素替代弹性研究——基于超越对数生产函数的实证分析[J].资源科学,2011,33(3):460-467.(2011)选取了1978—2008年的数据,利用超越对数生产函数估算能源与资本和劳动力之间的希克斯替代弹性,研究结果表明,能源与资本之间、能源与劳动之间的替代弹性分别为0.49和1.03。樊茂清等樊茂清,任若恩,陈高才.技术变化、要素替代和贸易对能源强度影响的实证分析[J].经济学(季刊),2009(4):237.(2009)以制造行业为对象,考察对外贸易和要素替代对能耗强度的影响。他将结构参数和非中性技术进步加入方程,研究结果表明不同的制造业的要素替代特征差异较大,Morishima互补关系在资本和能源之间不存在。

这些围绕能源消费和能源效率的大量研究,为我国节能经济机制的设计和节能路径的选择提供了细致、全面的背景。本书正是在这些研究的基础上,通过比较、分析和判断,并结合当前我国工业节能领域存在的问题,形成了本书的研究思路。

1.2.4 经济机制及其设计的理念

(1)理论起源及发展

机制设计理论最早由诺贝尔经济学奖获得者利奥·赫维茨HURWICZ L. Optimality and informational efficiency in resource allocation processes[J]. Mathematical Methods Social Sciences,1960,89(353):27-46.于1960年提出。他研究的问题是,对于一个任意的经济主体或者经济社会目标,基于信息不完全、自由选择等分散化决策的背景,如何设计出一种有效的经济机制,使参与经济活动者的利益与机制设计主体的目标一致。机制设计理论和传统经济学的研究方法不同,传统经济学研究法的出发点是将市场机制作为已知条件,从而研究它导致的市场配置有怎样的差异,而机制设计的研究方法是将经济社会目标作为先决条件,从而去寻找实现这种既定目标的合理的经济机制。也就是说,在参与对象开展经济活动的过程中,经济机制设计者通过构造一种具体的博弈形式,让参与对象在自身效益最大化的条件下选择的策略与约束条件相互作用,从而最终使市场配置的结果与既定的目标一致。经济机制表现的是一个经济系统内部各要素间如何相互作用、联系及制约的体系形式,在社会生产、消费、交换等各个领域都存在经济机制的作用。“机制”这个词语早期属于工程学的概念术语,产生于希腊文mechane,原意为机械、机器或者构造等,后来逐渐发展到其他学科领域。如同工程领域的机械有其自身的运行机制,在经济领域,社会肌体同样有自身的经济运行机制,这种机制在一定的经济规律的支配下,同人的活动发生密切联系。在对经济机制内涵和规律的把握过程中,不能仅仅把它作为一个物理机械的对象,而要关注机制背后关于人的主观因素的分析,因为现实的经济活动总是具有主观因素的人的作用的结果,不管经济活动的形式如何,劳动者和生产资料都是其必不可少的构成要素。经济机制有其自身的规律,但这种规律必定体现在劳动者开展经济活动的过程中,因此,在设计或者分析经济机制时,既要把握注意客观规律,更要重视人的主观能动作用。

机制设计理论早期比较关注机制的成本计算和信息交换问题。20世纪70年代,“显示原理”和“执行理论”的发展使机制设计理论获得了重大进展,GibbardGIBBARD A. Manipulation of voting schemes:a general result[J]. Econometrica,1973,41:587-602.(1973)第一个系统阐述了显示原理。随后,Dasgupta、Hanmaond和MaskinDASGUPTA P, HAMMOND P, MASKIN E. Implementation of social choice rules:some general results on incentive compatibility[J]. Review of Economic Studies,1979,46:181-216.(1979)、Harris和TownsendHARRIS M, TOWNSEND R. Resource allocation under asymmetric information[J]. Econometrica,1981,49:33-64.(1981)等学者将其扩展成贝叶斯-纳什均衡的一般思想。Myerson等(1979MYERSON R. Incentive compatibility and the bargaining problem[J]. Economitria,1979,47(1).,1982MYERSON R. Optimal coordination mechanisms in generalized principal-agent problems[J]. Journal of Mathematical Economics,1982,10(1).,1986MYERSON R. Multistage games with communication[J]. Econometrica,1986,54(2).)在最一般化方面发展了这个原理,并开创性地将其应用于规制和拍卖理论等重要领域。但是显示原理不能解决多重均衡问题,虽然最优的结果可能在某个均衡点实现,但更多时候参与者往往在次优均衡点上结束他们的选择。因此,马斯金(1977)创造性地提出了执行理论,构成了现代机制设计的关键部分。

(2)工业节能经济机制构成及功能

经济机制作为一种复杂的运行体系,主要由相互联系和制约的各种关系总和,以及推动这种关系总和运行的作用机制构成。关系总和和作用机制蕴含于经济机制运行的过程中,通常是无形的,但经济机制的设计和利用过程,即人们利用经济规律发挥经济机制作用的过程,通常具有有形的载体,一般包括经济组织、经济政策和经济杠杆等组成部分。以工业节能领域的经济机制为例,它主要包括以下三个构成部分:第一,经济组织,包括推进整个工业节能经济机制运行的领导、组织和实施机构,中央政府、地方政府、专业管理机构(如行业主管部委、行业协会等)以及工业企业等微观运行主体。第二,经济政策,包括指导工业节能经济活动开展的方针、政策及措施等,还包括可持续发展理念、财政政策、产业政策、区域政策、生态环境保护政策、激励约束政策以及微观环境中的企业技术、工艺、产品的节能措施等。第三,经济杠杆,包括用来调节和引导工业节能经济活动的税收、价格、利润、信贷等。这三个组成部分在工业节能经济机制运行过程中相互联系,相互作用,经济组织通过制定经济方针和政策管理和推动工业节能工作的开展,而这些方针和政策要落到实处并产生效果,又必须通过经济杠杆发挥作用。

在工业节能领域,其经济机制的设计和运行不是自然形成的,而是对过去生产关系和经济发展水平的延续,更是对工业领域现实能源利用效率情况及未来发展方向主动判别和选择的结果。经济机制的形成和发挥作用是一个不断完善的过程,这个过程来源于我们对工业节能领域经济规律的不断认识和深化,我们掌握的规律越透彻,越有利于我们设计出更符合工业节能的经济机制。这也是本书研究的一个出发点和归宿点。本书以工业能源效率为线索,通过梳理当前运行中的工业节能经济机制,找出近年来引起能效变化的主要影响因素的作用轨迹,以此判别到底是哪个环节在经济机制中起了主要作用,从而发现当前工业节能经济机制是否具有持续的效果,为将来工业节能领域经济机制的完善提供思路。

经济机制的功能主要包括以下三个方面:第一,资源配置功能。人类各种类型的经济活动同自然资源之间的特定关系是资源配置问题产生的根源,而经济机制对资源配置的作用主要表现在,经济机制可以驱使资源尽量最大化地符合人的效用的配置状态。具体表现为,经济机制可以推动经济主体积极确定目标,利用资源,有效组合资本、能源、劳动和技术等要素,从而保证经济活动的产出效果。第二,动力功能。经济机制的动力功能就是确保经济主体积极开展经济活动的推动力量,具体表现为,它采用一定的策略诱导、激励经济主体进行最优配置的经济活动,从而持续地满足社会和人类发展的需要。经济主体的理性特征促使其在经济活动中天然地追求行为利益的最大化,并在行为过程中尽量保持最小的机会成本,而好的经济机制具有一种内在的力量,这种力量会推动经济主体在最大化效用和最小成本之间选择最优的均衡。也就是说,效用是经济机制的动力,而成本及需求等则是经济机制的逆向约束,对经济主体进行适当的制约,有点类似于物理界摩擦力对物体运动的效果,彼此相逆的阻力形成了内在的推动力。因此,经济机制的动力功能是通过激励和约束两种功能的同时作用完成的,激励功能促使经济主体积极主动地开展经济活动并不断优化对资源的配置,而约束功能则对经济主体的经济活动的某些方面进行约束,以保证经济活动向预定的方向发展。在能源节约领域,政府可以通过一系列的制度设计,充分发挥经济机制的动力功能,提高经济主体改善能源效率的积极性,并约束能源浪费及污染物过度排放的行为,确保经济活动符合人类社会可持续发展的方向。第三,风险转移功能。人们在组织生产的过程中,总有许多不确定的因素,加之不断变化的需求形式,使得原有的资源配置不一定符合效用最大化的要求。而好的经济机制对于这样的问题具有一定的风险转移功能,具体体现为,以空间为坐标轴的全域范围内和以时间为坐标轴的过去和将来的范围内,经济主体间或区域间的风险转移和风险分散机制。例如,针对工业节能领域的企业或区域间的节能量、排污权交易,能源期货市场、证券及保险市场以及规模经济等。这种风险转移功能在经济机制驱动的资源配置中发挥着重要作用,能确保经济活动持续、稳定的运行。

在亚当·斯密的理想中,市场这只“看不见的手”能够自发地使资源实现有效配置,但现实的情况却是,总是有各种各样的约束条件,使这只“看不见的手”的作用无法充分发挥。例如,在存在外部性、信息不对称、不完全竞争、公共物品、商品不可分以及规模报酬递增等的情况下,市场就无法实现有效的资源配置,也就是说在这样的情况下会存在市场失灵。以工业节能领域的信息不对称为例,个人、企业、地方政府和中央政府所处的环境都是信息不完全的,任何一个主体都不可能完全掌握其他对象的所有“个体私人信息”(我们将地方政府和中央政府也看成个体)。由于无法掌握他人所有信息,因此每个主体都希望分散化决策,但是,现实的情况却是,有关个体偏好、节能技术、节能产品等级等信息分散在不同的主体中,他们出于自身利益的需要而隐藏真实的信息,并且利用这种隐藏的私人真实信息来获取最大化的个人效用。这样的结果是中央政府无法完全了解地方政府的政策选择偏好和区域企业的当下技术及规模状况,地方政府在稳增长和降能耗的选择之间徘徊,企业可能从中央政府和地方政府得到的指令强度不一致,社会公众对工业节能产品的情况不了解从而无法选择。这些现象导致每个主体做出的决策都不是最优的,特别是中央政府由于对真实情况掌握不完全,在指标设计和制度安排中,无法实现资源的有效配置。

既然天然的市场机制无法保证资源的有效配置,那么是否存在其他有效的经济机制来改进市场呢?换句话说,对于一定的经济条件,是否存在某种有效经济机制来更好地实现资源配置的帕累托最优或者社会目标?如果有,那么什么样的经济机制是最优的?通常来讲,判断一个经济机制的优劣有三个基本条件:资源配置是否有效;信息利用是否有效;各主体间是否激励相容。资源配置的有效性通过帕累托最优来判别,信息利用的有效性取决于机制运行的成本是否最低,而激励相容体现的则是各主体的利益与社会目标利益在多大程度上具有一致性。我们清楚了好的经济机制的含义,那么接下来的问题是,如何设计出好的经济机制呢?与赫维茨教授共同获得诺贝尔经济学奖的马斯金、迈尔森二人,在前者研究的基础上进一步发展机制设计理论,通过对个人激励和私人信息的解释和量化,帮助决策者区分市场是否良好、方案是否有效,判断交易机制和管制方案是否有效,等等。

(3)经济机制设计的关注点

经济机制设计最为关注的两个问题是激励相容(Incentive Compatibility)和信息效率(Informational Efficiency)。激励相容是经济机制设计最为核心的概念,这个概念是赫维茨HURWICZ L. On informationally decentralized systems[J]. Decision and Organization,1972:297-336.于1972年提出的。一个激励相容的经济机制会让参与的主体认为,如实报告自己的私人信息是在这个机制中比较占优的策略均衡,在这样的机制下,每个参与主体按照自身效用最大化的原则选择个体目标,而机制运行的最终客观效果却是总体预期的经济社会目标也得以实现。信息效率关注的则是实现既定的经济社会目标所需信息量的问题,即如何控制机制运行成本。一个好的经济机制应当可以在较少的有关经济活动的参与者的信息中良性运行且花费较低的信息成本。设计经济机制和执行经济机制的过程都需要传递有关信息,无论是对于决策者还是执行者,信息空间的维度越少,越能够降低成本和保证效果。

如何理解激励相容呢?我们知道,个体内在地追求自身利益是现代经济学的基本假设,经济机制设计理论将此假定进行深化,认为在信息不完全的条件下,参与主体除非得到好处,否则通常不会真实显示个人的私人信息。“真实显示偏好不可能性”定理就是在这样的情况下由赫维茨提出的,在他的定理里,任何自发的经济机制,只要参与经济活动的个体是有限的,在新古典类经济环境和参与配置为个人理性的约束条件下,都不存在导致市场配置帕累托最优且使参与的每个主体都真实显示自己私人信息的特征。因此,个体需要采取分散化的决策方式进行选择或配置资源。对经济机制的设计者而言,在信息不完全的情况下,他所要坚持的一个基本原则就是,自己所设计的机制能够激励每一个参与主体,让参与主体在实现自己个人效用最大化的同时能够同时实现预期的社会目标。

可以看出,经济机制设计过程中激励相容的问题是非常有意义的,因为对个体效用最大化的考虑以及信息不对称条件下隐藏私人信息的假定是真实存在的,而且现实生活中个体利益和社会利益总是会出现不一致的地方,通常在这样的情形下,显示私人信息并非占优均衡策略,而在别人显示私人信息的时候,可以虚假显示自己的偏好从而操纵最后的结果并获取利益。我们从中得到的思考在于,资源配置的帕累托最优和个体显示真实的偏好通常无法同时实现,因此在经济机制设计中,必须正视这一客观现实。如果希望机制产生资源配置帕累托最优的效果,很多情况下就不得不放弃占优均衡的假设,从而将重点放在对激励相容的设计上。在现实实践中,很多基于良好出发点的政策规制的贯彻执行效果不好,更有甚者,某些参与个体利用既有政策来实现了个人利益的最大化,而预期的总体目标却无法实现,从而导致严重的效率损失。从经济机制设计的角度来看,产生这样的后果的原因不仅仅是受制于技术条件或者物质条件的约束,更主要的是机制设计中激励相容的条件考虑不充分,因此无法实现个体理性目标与总体预期目标的同时达成。经济机制设计理论与传统的理论相比,不仅指出或者解释了不可能的困境,而且为如何走出困境提供了解决办法,通过设计经济机制,让参与经济活动的主体显示个体偏好,由经济机制的约束条件和个体偏好共同决定的行为选择最终保证社会总体预期目标的实现。经济机制设计的理论可以在最优税收、垄断定价、政策法规修订、委托代理等领域被广泛运用。

经济机制设计理论对于处于政治、经济社会制度转型期和制度创新期的国家来说,具有非凡的现实意义。各个国家所处的政治环境和经济环境各不相同,当新古典经济学无法解释现有的经济环境的时候,就需要一种方法或者标准来研究和判别哪种经济制度更具有优势,并且需要一种理论来帮助我们进行制度选择,而经济机制设计理论就为我们提供了这样一种方法。

(4)经济机制设计理论在我国的发展及运用

当前,我国正处于社会主义政治体制改革和经济体制改革的深化期,在机制设计方面面临许多新的变革。经济机制设计能够帮助我们分析体制转型过程中遇到的问题,并对可能的后果进行预测研究和判别,特别是为在某些领域出现的“市场失灵”或者“政府失效”等问题提供解决的思路和办法。此外,它还有利于我们对现行的制度进行比较、评价,从而修订和完善现行制度。

经济机制设计理论在我国的发展主要有两个阶段:第一阶段为20世纪80年代到21世纪初期,部分学者对经济机制设计及其理论开展初步的研究和评价。田国强(1987田国强.经济机制设计理论[J].知识分子,1987(2):59-63.、2003田国强.经济机制理论:信息效率与激励机制设计[J].经济学季刊,2003(2):271-308.)是较早对经济机制设计理论进行研究的学者,他系统地研究了经济机制设计的理论起源、核心概念和应用领域等。李巍巍、施祖麟李巍巍,施祖麟.经济机制设计理论评介[J].数量经济技术经济研究,1993(9):58-62.(1993)在田国强研究的基础上对经济机制设计的模型、配置机制等进行了研究。他们认为,经济机制设计理论将私有品和公共品所依托的经济环境分开研究所得出的结论是令人惊喜的,将微观主体置于利益矛盾的博弈环境中,运用不同的行为构型和多重评价标准解决分散化的决策效果是其他方法不能比拟的。随后,李巍巍等李巍巍,施祖麟.计划与激励:经济机制设计理论的模型方法及思考[J].数量经济技术经济研究,1994(4):54-60.(1994)着眼于计划和激励,从全局对策和局部对策两个角度进一步完善了经济机制设计的模型,对模型设计的前提和假设进行了界定。总体来说,这一阶段的研究以初步的理论介绍和定性的评价为主,对于将经济机制设计理论运用到某个行业或领域的研究较少,理论成果不多。第二阶段为2007年至今。随着2007年赫维茨、马斯金和迈尔森因为机制设计理论而获得诺贝尔经济学奖,机制设计理论受到了国内更多学者的关注。何光辉、陈俊君等何光辉,陈俊君,杨咸月.机制设计理论及其突破性应用——2007年诺贝尔经济学奖得主的重大贡献[J].经济评论,2008(1):149-154.(2008)对经济机制设计理论进行了全面、深入的梳理。孙瑛、殷克东等孙瑛,殷克东,高祥辉.能源循环利用的制度安排与经济的和谐增长:基于政府的机制设计[J].生态经济(学术版),2008(2):99-103.(2008)将该理论运用到能源循环利用领域。他们通过计量模型发现,企业不具有自主激励进行能源循环利用的技术投入,因此需要设计机制和建立博弈模型激励企业选择能源的循环利用。龚强龚强.机制设计理论与中国经济的可持续发展[J].西北师大学报(社会科学版),2008(2):109-114.(2008)从经济机制设计的角度研究了中国的可持续发展,认为开展自主技术创新是我国可持续发展的根本,必须建立和完善包括专利制度在内的一系列制度保障。马本江、徐晨马本江,徐晨.论“存在经济人”假设、经济机制设计与效率不减原理[J].经济问题,2011(12):4-9.(2011)从“存在经济人”假设和效率不减原理的基础上研究机制设计,认为机制设计对社会主义初级阶段经济制度的安排具有非凡的意义。李斌、彭星李斌,彭星.环境机制设计、技术创新与低碳绿色经济发展[J].社会科学,2013(6):50-57.(2013)在研究环境机制设计、技术创新和绿色发展方面引入了机制设计理论,通过实证检验政治晋升、财政分权、政府干预经济程度、命令控制式环境规制、资本体现式技术进步水平等五个指标对碳排放的影响,提出了完善绿色发展的经济机制。

综合国内外的研究情况,对经济机制及其设计的研究从理论和宏观层面进行研究的较多,结合具体部门、行业或者微观经济活动进行运用和设计的研究较少,特别是在工业节能领域,对整体的经济机制设计进行系统研究和设计的很少。本书在这些前期研究成果的基础上,将经济机制设计的理论和方法运用到工业行业的节能领域,充分体现激励相容和显示原理在工业节能经济机制设计中的作用,关注工业企业、地方政府在公共品供给中的占优策略行为,进一步拓展经济机制理论的应用领域,丰富经济机制设计研究的理论成果。