多種政策對經濟-環境系統的綜合作用分析

梁 賽,張天柱

(清華大學環境學院,北京 100084)

多種政策對經濟-環境系統的綜合作用分析

梁 賽*,張天柱

(清華大學環境學院,北京 100084)

提出了一套分析多種政策手段對社會經濟系統物質流和價值流變化的綜合作用的理論概念,彌補了現有不足.在理論概念的基礎上,構建了由7個子模塊組成的具體模型框架,以反映多種政策手段共同實施對物質流和價值流變化的綜合作用.以我國為案例,利用提出的模型框架評估了我國7類典型環境經濟政策對我國經濟增長和物質流變化的綜合和單獨作用,證明了綜合分析的必要性.

物質代謝；脫鉤；投入產出分析；綠色轉型；綜合作用

建設“綠色經濟”來實現經濟增長與物質代謝的“脫鉤”逐漸成為各個國家經濟-環境決策的指向標.各種政策手段組成的政策體系是一個復雜系統.在對經濟-環境系統進行調控及政策效應分析時,政策體系通過影響多種變量同時發揮作用,而非單一政策分別產生作用.現有的大部分政策手段分析相對比較孤立,對于每種政策手段的分析是相對分割的.例如,對于能源稅政策[1]、二氧化碳稅政策[2]和廢物綜合利用政策[3]等的分析都只關注某一類政策手段對經濟增長和某種物質流變化的影響.政策手段之間存在著相互影響[4],即單種政策手段分別實施的效果之和不等于各種政策手段共同實施的效果[5].大部分現有研究忽略了政策手段之間的相互作用,很少評估多種政策手段共同作用對經濟增長和物質流變化的影響.了解多種政策手段共同實施所產生的影響能夠為政策制定和政策實施提供更可靠的信息[6].因此,亟需一套方法學框架來分析多種政策共同作用產生的經濟-環境影響.

現有評估政策手段的經濟-環境影響的做法主要分為兩類∶關注單種政策手段的做法(如分析能源稅政策[1]、二氧化碳稅政策[2]和廢物綜合利用政策[3]的做法)和關注多種政策手段的做法(如分析多種政策作用下經濟系統未來物質流變化趨勢[5,7]以及各種政策手段對物質流變化的相對貢獻[8-11]的做法).第一類做法主要側重評估單種政策手段對經濟增長和某種物質流變化的影響,無法反映多種政策手段同時作用的情況,也無法反映政策手段對經濟系統整體物質代謝的影響.第二類做法考慮了政策間的相互影響,但其只關注通過經濟系統邊界的物質流變化,無法反映經濟系統內部的物質流變化.經濟系統的功能和外在表現主要由其內部結構決定,因此,刻畫政策手段對經濟系統整體物質流變化(包括內部物質流和邊界上的物質流)的影響能夠為管理者提供更加翔實可靠的信息.

社會經濟系統內同時存在著“物質流”和“價值流”兩種流動,政策手段同時影響社會經濟系統的經濟增長和物質流變化.當前的政策手段綜合分析做法比較完整地反映了經濟系統內部的價值流變化,但是無法完整刻畫經濟系統內部的物質流變化.本研究改進了現有的綜合分析方法,借助實物型投入產出模型完整刻畫經濟系統的物質流情況,并將實物型投入產出模型與價值型投入產出模型對接,實現了經濟系統價值流與物質流的互動,能夠反映多種政策手段共同實施對物質流和價值流變化的綜合作用.

1 模型框架

1.1 理論概念

政策手段對社會經濟系統的調控將同時影響社會經濟系統的物質流和價值流.而且,調控社會經濟系統的政策手段有多種,它們同時影響著社會經濟系統的物質流和價值流.本研究建立的分析多種政策手段綜合作用的理論概念如圖 1所示.

圖1 理論概念示意Fig.1 Conceptual framework

(1) 輸入∶概念模型的輸入變量為實物調控政策和經濟調控政策.實物調控政策直接影響社會經濟系統的實物維度,經濟調控政策直接影響社會經濟系統的價值維度.

(2) 社會經濟系統∶概念模型的主體為社會經濟系統.社會經濟系統被劃分為實物維度和價值維度,實物維度與價值維度之間通過轉換因子(一般為產品價格)相關聯.實物維度主要刻畫社會經濟系統的物質流;價值維度主要刻畫社會經濟系統的價值流.

(3) 輸出∶概念模型的輸出為社會經濟系統的物質流清單(對應實物維度)和價值流清單(對應價值維度).

不管是對實物維度直接產生作用的政策手段,還是對價值維度直接產生作用的政策手段,它們的影響均通過實物維度與價值維度的相互關聯而在兩個維度內同時進行傳遞,同時影響社會經濟系統的物質流和價值流.

1.2 模型框架

1.2.1 政策手段梳理 由DPSR框架[12-13]可知,政策手段(即“響應(R)”)主要調控“驅動力(D)”、“壓力(P)”和“狀態(S)”.

調控“驅動力(D)”的政策手段主要是影響消費、投資和貿易這 3類驅動經濟發展的活動.對消費行為和貿易行為的調控主要是通過稅收來實現,稅收會影響產品的銷售價格和進出口價格,從而通過市場機制影響消費行為和貿易行為.對于投資行為的調控,主要是通過強制性手段(比如法令法規和行業準入門檻要求)來控制投資規模和投資結構.因此,調控“驅動力”的政策手段主要是稅收和投資.

調控“壓力(P)”的政策手段主要是對社會經濟系統的物質輸入、物質輸出和內部物質循環進行調控.對物質輸入端的調控主要表現為提高生產技術水平來減小資源消耗、以及開發可再生能源來替代化石燃料;對物質輸出端的調控主要表現為提高生產技術水平來減小污染產生量、以及增加污染物治理的工程設施來減小污染物排放量;對內部物質循環的調控主要表現為鼓勵可回收資源的回收利用.因此,調控物質輸入的政策手段主要是技術政策和能源結構調整;調控物質輸出的政策手段主要是技術政策和污染物減排工程投資;調控內部物質循環的政策手段主要是廢物綜合利用.

調控“狀態(S)”的政策手段主要表現為對自然環境的保護和修復,它們是通過環境污染治理投資來實現的.

綜上所述,實現經濟增長與物質流“脫鉤”的政策手段主要包括∶稅收、投資、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用.

1.2.2 模型整體框架 本研究建立的多種政策手段綜合作用分析模型的框架結構如圖2所示.

模型框架包括4部分∶政策手段模塊、輸入變量模塊、模型計算模塊和結果輸出模塊.以單個社會經濟區域為案例進行模型框架設計,未考慮與進出口貿易相關的稅收政策,即進出口貿易在本研究的模型框架中被作為內生變量處理.

1. 政策手段模塊和輸入變量模塊

依據1.2.1節的政策手段概述可知,實現經濟增長與物質流脫鉤的政策手段主要包括∶稅收、投資、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用.

通過政策手段量化,便可以將各種政策手段轉變成模型的輸入變量.

(1) 稅率

稅收政策手段主要體現為稅率的變化,稅率變化將影響產品價格和消費者的消費行為.環境稅稅率是環境稅-產品價格模型的輸入變量,其他直接針對產品的稅收稅率(如資源稅、燃油稅等)既是不變替代彈性(CES)-消費需求模型的輸入變量,也影響模型的內生變量(產品價格矩陣).

(2) 投資規模和投資結構

投資主要體現為投資規模和投資結構,各個行業的投資規模及其差異反映了產業結構調整的方向.例如,對房地產行業、戰略性新興產業、冶金行業和建材行的投資規模及其差異反映了國家產業結構調整的方向.投資規模和結構是價值型投入產模型的輸入變量.

(3) 技術參數和物質消費結構

技術政策主要體現為技術參數的變化,能源結構調整和廢物綜合利用主要體現為物質消費結構的變化.技術參數的變化是指生產單位產品的資源消耗量和污染物產生量的變化;物質消費結構變化是指可再生能源與非可再生能源的比例、新鮮水與重復用水的比例、以及再生產品與傳統產品的比例的變化.

技術參數和物質消費結構直接影響社會經濟系統的實物維度,是實物型投入產出模型的輸入變量,它們影響模型的內生變量(直接消耗系數矩陣),技術參數同時還影響模型的另一個內生變量(污染物強度矩陣).

同時,技術參數和物質消費結構還影響企業的生產成本,進而影響產品價格和消費者的消費行為.技術參數和物質消費結構分別影響技術參數-產品價格模型和物質消費結構-產品價格模型的輸入變量.

2. 模型計算模塊

模型計算模塊包括7部分∶環境稅-產品價格模型、技術參數-產品價格模型、物質消費結構-產品價格模型、不變替代彈性型(CES)-消費需求模型、價值型投入產出模型、實物型投入產出模型和產品價格矩陣.

(1) 環境稅-產品價格模型、技術參數-產品價格模型和物質消費結構-產品價格模型將環境稅、技術政策、能源結構調整政策和廢物綜合利用政策的影響傳遞到產品價格上,使得環境稅、技術政策、能源結構調整政策和廢物綜合利用政策與產品價格矩陣關聯.

(2) CES-消費需求模型刻畫稅收、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用政策導致的產品價格變化對消費行為的影響.

(3) 價值型與實物型投入產出模型

價值型投入產出模型刻畫了經濟系統的價值流動,可以反映產品價格、消費行為和投資行為對經濟系統的行業增加值、行業總產值、國內生產總值和國內總產值的影響.實物型投入產出模型刻畫了經濟系統的物質和能量流動,其直接消耗系數可以反映經濟系統生產活動的技術水平和物質消費結構,可以反映技術參數變化和物質消費結構變化對經濟系統的資源開采量、資源消費量、污染物產生與排放量、可回收資源循環利用量、以及可再生能源開發利用量的影響.

(4) 產品價格矩陣

價值型投入產出模型與實物型投入產出模型通過產品價格矩陣相關聯,產品價格矩陣可以反映產品價格的變動.產品價格矩陣同時受到直接針對產品的稅率、環境稅-產品價格模型、技術參數-產品價格模型和物質消費結構-產品價格模型等多個因素的影響,本框架認為這些因素的影響可以直接疊加,亦即不考慮各因素之間的相互影響關系.后續研究可以將因素之間的相互關系作為改進該框架的一個研究重點.

3. 結果輸出模塊

模型框架的輸出結果為∶社會經濟系統的物質流清單(對應實物維度)和價值流清單(對應價值維度).

1.2.3 各個子模塊描述 1. 價值型投入產出模型

以貨幣單位表示的國民經濟統計體系和國家定期編制的價值型投入產出表為價值型投入產出模型的應用提供了可靠的數據基礎,使得價值型投入產出模型在環境管理領域得到了廣泛應用.價值型投入產出模型以貨幣單位表示,刻畫了社會經濟系統內部的價值流動過程.關于價值型投入產出模型的概念框架和數學關系的具體描述,請見Miller等[14]的研究.

圖2 分析多種政策手段綜合作用的模型框架示意Fig.2 The framework for analyzing integrated policy impacts

2. 實物型投入產出模型

現有的政策評估研究將經濟系統作為一個“黑箱”看待,而實物型投入產出模型則將“黑箱”打開,揭示了經濟系統內部復雜的實物型結構,彌補了現有不足.實物型投入產出模型以實物單位刻畫社會經濟系統內部以及社會經濟系統與自然環境之間的實物流動情況,其包括實物型投入產出核算表和實物型投入產出調控表兩部分[15].

實物型投入產出核算表以重量為單位,關于其具體介紹請參見徐一劍等[15]研究.為了保持行平衡和列平衡關系,核算表只考慮以重量單位表示的物質,不能核算電力、熱力和服務等不能以重量單位表示的產品.因此,雖然實物型投入產出核算表較完整刻畫了社會經濟系統的物質流動情況,但是不適宜用于調控社會經濟系統的物質代謝.當使用實物型投入產出模型進行社會經濟系統物質代謝調控時,則需要建立實物型投入產出調控表.

實物型投入產出調控表只存在行平衡關系,而且調控表考慮了不能以重量單位表示的物質,例如,調控表以 J為單位來刻畫熱力電力以及可再生一次能源,以貨幣為單位來刻畫服務業.同時,調控表的最終需求扣除了非產品的機器設備、耐用消費品和污染物排放量以解決物質代謝調控時產生的非線性問題[16].本研究建立的實物型投入產出調控表是一種混合單位投入產出表,具體描述和編制方法請見 Hawkins等[17]和 Liang等[3-4,18-20]研究.

3. 產品價格矩陣

價值型投入產出表與實物型投入產出調控表之間通過生產者價格和銷售價格相關聯.對于中間流量矩陣,價值型投入產出表與實物型投入產出調控表(扣除調控表的部門間廢物綜合利用量)之間通過生產者價格相關聯;對于最終需求中的向量,價值型投入產出表與實物型投入產出調控表之間通過銷售價格相關聯.

4. 環境稅-產品價格模

環境稅是指對產品生產過程中所產生/排放的污染物征收的稅.對產品生產過程的污染物征收環境稅將增加產品的生產者價格和銷售價格.本模型假定產品銷售價格的變化幅度與其生產者價格的變化幅度一致.模型的表達式如下∶

式中∶ppi’代表征收環境稅后第i種產品的生產者價格;ppi代表征收環境稅前第i種產品的生產者價格;ti表示第i種產品的產量;wij表示第i種產品生產過程產生/排放的第 j種污染物的重量;rj表示第j種污染物的環境稅率;m代表第i種產品生產過程產生/排放的污染物的種類;eij是實物型投入產出調控表中污染物強度矩陣的元素,其代表生產單位實物量的第i種產品所產生/排放的第j種污染物的重量.

5. 技術參數-產品價格模型

技術參數的變化將直接影響企業的生產成本,生產成本的變化進而影響所生產產品的價格.

式中∶ppj’和 ppj分別代表技術政策影響之后和技術政策影響之前第j種產品的生產者價格;tj表示第j種產品的產量;zpij’和zpij分別表示技術政策影響之后和影響之前第j種產品生產所需要的第i種產品的投入量;ppij表示第j種產品生產過程中使用的第 i種產品對應的價格;apij’和 apij是實物型投入產出調控表中直接消耗系數矩陣的元素,其分別代表技術政策影響之后和影響之前生產單位實物量的第j種產品所需要的第i種產品的實物量.

6. 物質消費結構-產品價格模型

物質消費結構的變化將直接影響企業的生產成本,生產成本的變化進而影響所生產產品的價格.物質消費結構的直接作用對象是實物型投入產出調控表的直接消耗系數矩陣.因此,物質消費結構-產品價格模型也可以由式(2)表達.

7. CES-消費需求模型

本研究的不變替代彈性-消費需求模型基于不變替代彈性型(CES)效用函數, 可以反映某種商品銷售價格的變化對消費者行為的影響.依據張金水[21]的研究,當消費者的效用達到最大時,不變替代彈性-消費需求模型的表達式為∶

式中∶χi代表消費者對第 i種商品的消費量;ai是指消費者對第 i種商品的偏好系數;σ為模型參數,σ>0;spi代表第i種商品的銷售價格;M代表消費者的總支出金額.

2 綜合作用分析方法

在稅收、投資、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用等政策手段的共同作用下,計算其對社會經濟系統的物質流和價值流變化的綜合影響的步驟如下所示.此處的稅收選取資源稅和環境稅為例.

(1) 計算價格矩陣和直接消耗系數矩陣.通過資源稅稅率確定資源價格的變化,通過環境稅-產品價格模型、技術參數-產品價格模型和物質消費結構-產品價格模型確定環境稅征收、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用政策對產品的生產者價格和銷售價格的影響.據此,可以確定中間流量的價格矩陣 ppij和最終需求的銷售價格矩陣spi.通過技術參數變化和物質消費結構變化可以確定實物型投入產出模型的直接消耗系數矩陣Ap和污染物強度矩陣E.依據產品價格矩陣,可以計算得到價值型投入產出模型的直接消耗系數矩陣Am.

(2) 計算消費行為變化和投資.通過式(3)所示的CES-消費需求模型可以計算得到產品的銷售價格變化對消費行為fp和fm的影響(即對各種產品的實物消費量和價值消費量的影響).依據各行業的投資額確定價值型投入產出模型的資本形成cm,通過產品價格矩陣可以計算得到實物型投入產出模型的存量變化sp.

(3) 計算產品的總產出.假定實物型投入產出模型的凈出口ep中的元素與其總產出χp中的相應行元素成比例變化.類似的,假定價值型投入產出模型的凈出口em中的元素與其總產出χm中的相應行元素成比例變化.定義矩陣 Pep,其對角元素表示實物型投入產出模型的凈出口 ep中的元素與其總產出χp中的相應行元素的比值,類似的,定義矩陣 Pem,其對角元素表示價值型投入產出模型的凈出口em中的元素與其總產出χm中的相應行元素的比值.依據式(4)和式(5)計算各部門的價值總產出χm和實物總產出χp.

(4) 計算物質流和價值流.依據實物型投入產出調控表和價值型投入產出表的行平衡關系,可以計算得到實物型投入產出模型的中間流量矩陣 Zp、價值型投入產出模型的中間流量矩陣Zm和社會經濟系統的污染物的量Wtp’和Wp’.進而根據實物型投入產出核算表和價值型投入產出表的列平衡關系,可以計算得到社會經濟系統的本地開采量dp和各部門的增加值vm.

通過上述四個步驟,可以得到一組新的實物型投入產出表(包括核算表和調控表)和價值型投入產出表,從而可以刻畫社會經濟系統達到新的平衡狀態時的物質流和價值流.

如果只變化某一種政策手段對應的輸入參數,保持其他政策手段對應的輸入參數不變,則可以分析單種政策手段對社會經濟系統的物質流和價值流變化的影響.將單種政策手段的影響之和與多種政策手段綜合作用的影響進行比較,便可以考察多種政策綜合分析與單一政策分析的差異.

3 案例應用

以我國為案例,基于2007年相關數據構建基準模型,并依據相關研究對我國 7類典型環境經濟政策手段(征收環境稅、資源稅改革、產業投資結構調整、污染物減排工程投資、技術政策、廢物綜合利用和能源結構調整)未來趨勢的情景分析,以2020年為時間節點評估了政策手段綜合作用與單獨作用的差異、以及各種政策手段的優先順序.

2020年7類政策手段對我國國內生產總值的貢獻作用如圖3所示.環境稅、能源結構調整和資源稅對國內生產總值的貢獻為負值.其中,環境稅的影響最大,資源稅的影響最小.產業投資結構調整、污染物減排工程投資、廢物綜合利用和技術政策對國內生產總值的貢獻為正值.其中,產業投資結構調整和污染物減排工程投資的貢獻較大,廢物綜合利用和技術政策的貢獻較小.

這 7類政策手段共同作用時對國內生產總值增長的貢獻小于其分別單獨作用時對國內生產總值增長的影響之和.這意味著,從經濟增長角度來看,各種政策手段之間存在著相互抵消作用.例如,環境稅、技術政策、產業投資結構調整和資源稅在一定程度上減少了經濟系統對可回收資源的回收利用量(圖4).由圖3可知,廢物綜合利用對國內生產總值具有較大的拉動作用.因此,在多種政策手段綜合作用下,環境稅、技術政策、產業投資結構調整和資源稅在很大程度上削弱了廢物綜合利用對國內生產總值的正面貢獻,使得 7類政策手段共同作用時對國內生產總值增長的貢獻小于其分別單獨作用時對國內生產總值增長的影響之和.

圖3 各類政策手段對我國國內生產總值變化的貢獻作用Fig.3 Contributions of various policies to changes in China’s gross domestic product

2020年7類政策手段對我國整體物質流的貢獻作用如圖4所示.技術政策、能源結構調整、產業投資結構調整、資源稅和環境稅能夠減少經濟系統的整體物質流.對于本地開采量、直接物質投入量、本地物質消費量和本地廢物產生量,技術政策的貢獻作用最大,資源稅的貢獻作用最小;對于本地處置后排放量,產業投資結構調整的貢獻作用最大,資源稅的貢獻作用最小;對于存量凈增加量,環境稅的貢獻作用最大,資源稅的貢獻作用最小.

廢物綜合利用活動和污染物減排工程投資則會增加社會經濟系統的整體物質流.其中,廢物綜合利用的貢獻作用大于污染物減排工程投資.

這 7類政策手段共同作用時對物質流的削減效果大于其分別單獨作用時的削減效果之和.這意味著,從物質減量化角度來看,各種政策手段之間存在著相互增強作用.例如,環境稅、技術政策、產業投資結構調整和資源稅在一定程度上減少了經濟系統對可回收資源的回收利用量(圖4).而廢物綜合利用會很大程度上增加經濟系統的物質流規模(圖4).因此,環境稅、技術政策、產業投資結構調整和資源稅在很大程度上削弱了廢物綜合利用對物質流規模的拉動效果.使得7類政策手段共同作用時對物質流的削減效果大于其分別單獨作用時的削減效果之和.

圖4 各類政策手段對我國整體物質流變化的貢獻作用Fig.4 Contributions of various policies to changes in China’s material flows

圖3和圖4的結果說明∶政策手段共同實施的綜合作用效果并不簡單等于各種政策手段分別單獨作用時的效果之和.基于孤立的政策手段分析結果不能準確推算出多種政策手段共同作用時對社會經濟系統物質流和價值流變化的綜合影響.因此,對多種政策手段進行綜合分析是十分必要的.

4 結論

4.1 本研究提出了一套分析多種政策手段對社會經濟系統物質流和價值流變化的綜合作用的理論概念,將社會經濟系統分為實物維度和價值維度兩類屬性進行刻畫.

4.2 在理論概念的基礎上,本研究構建了具體的模型框架,由7個子模塊組成.模型框架能夠反映多種政策手段共同實施對物質流和價值流變化的綜合作用,識別政策手段的優先順序.

4.3 以我國為案例,利用本文提出的模型框架評估了我國 7類典型環境經濟政策(征收環境稅、資源稅改革、產業投資結構調整、污染物減排工程投資、技術政策、能源結構調整和廢物綜合利用)對我國經濟增長和物質流變化的綜合作用、及其優先順序,研究結果證明了進行綜合分析的必要性.

4.4 調控經濟-環境系統的政策決策,需要優化政策手段的組合方式,使政策體系的綜合效應最佳.

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Analyzing integrated impacts of various policies on economic-environmental systems.

LIANG Sai*, ZHANG Tian-zhu
(School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China). China Environmental Science, 2014,34(3)：793～800

This study proposed a concept to analyse integrated impacts of various policies on physical and monetary flows of the socioeconomic system. We further established a framework comprising seven sub-modules based on this concept. Taking China as an example, we analysed both integrated and individual impacts of China’s seven categories of economic-environmental policies on its economic growth and material flows. Results demonstrated the necessity of integrated policy analysis.

material metabolism；decoupling；input-output analysis；green transformation；integrated impacts

X196

：A

：1000-6923(2014)03-0793-08

梁 賽(1984-),男,河北辛集人,清華大學博士研究生,主要從事環境系統分析與可持續物質管理研究.發表論文30余篇.

2013-06-25

國家科技支撐計劃(2012BAC03B01)

* 責任作者, 博士, liangsai09@gmail.com