環境規制與化石能源消耗

周肖肖+豐超+胡瑩+魏曉平

摘要：為從根本上緩解經濟發展的環境和能源壓力，反思中國現行具有明顯偏向性的環境政策能否在促進減排的基礎上實現節能。在經濟增長理論體系框架下，梳理環境規制與化石能源消耗的關系，從直接和間接兩方面分析其非線性關系，指出環境規制節能的直接效應是綠色悖論和成本效應博弈的結果，間接效應則主要來自技術溢出和結構效應兩個方面。在此基礎上，引入生產技術進步、治污技術進步、產業結構、要素投入結構和能源消費結構作為中介變量，構建環境規制的節能路徑模型，并基于2003-2012年中國省級面板數據，采用系統-GMM和門檻回歸方法進行實證檢驗。結果表明：環境規制與人均能源消費呈現倒“U”型關系，即只有超越一定門檻，環境規制的節能效用才能凸顯。然而，由于環保投資增速低于工業化速度，中國大部分省份都未能跨過這一道“門檻”，仍處在環境規制的節能悖論時期，一定程度上反映出中國環境規制政策存在水平較低、執行力不足等問題。環境規制的間接節能路徑中技術溢出效應不顯著，因技術進步的遵循成本效應與波特假說效應的不確定性，導致中國環境規制的節能作用中未能享受技術溢出的福利；而結構效應中僅能源消費結構交叉項顯著為負，表明當前中國環境規制不僅未能倒逼產業結構升級實現節能，反而因產業轉移、產業逆淘汰現象加速了化石能源耗竭；高耗能產業的資本密集型特征導致要素投入結構對環境規制節能效果的強化作用不明顯；中國特殊的資源稟賦現狀決定了以煤為主的能源消費結構，環境規制通過調整能源消費結構實現能源節約效果顯著，未來持續發展的潛力巨大。同時證實存在中介變量的門檻效應，反映了不同技術水平和結構條件下，環境規制對化石能源消耗的影響不同。為此，建議未來環境政策因地制宜，充分利用對技術進步和結構變遷的引導作用，迫使能源峰值提前到來，實現其節能的政策目的。

關鍵詞：環境規制；化石能源消耗；技術效應；結構效應

中圖分類號：F205

文獻標識碼：A 文章編號：1002-2104（2015）12-0035-10

以資源密集開采和快速消耗實現城市化和工業化的中國經濟隨著環境容量和資源承載力的急速下降正面臨著前所未有的壓力，“黑色困惑”成為困擾中國經濟健康持續發展的首要問題。自深刻認識到環境和能源成為經濟發展的瓶頸以來，社會各界一直在探索實現經濟增長和節能減排博弈均衡的方法。由于節能減排的公益性、外部性和動力缺乏性等導致了市場機制失靈，制度成為節能減排的突破口。其中，作為調控手段的環境規制制度是“十六大”以來中國政府一直積極推行的政策制度之一，近年來不斷得到強化和正規化，在節能減排領域初見成效。然而，基于減排導向的環境規制更加關注對中國環境壓力的緩解，強調治污在環境政策決策中的重要性，一定程度上弱化了節能的政策功能。節能和減排是一個問題的兩個方面，不同行業能耗和排放存在非對稱性，兩者不能混為一談。解決排放問題，重點應當是在經濟發展中減少能耗，而不是能耗之后再去解決減排問題，因此，節能減排的根源是降低具有可耗竭性和環境負外部性的化石能源的消耗。我們不得不反思現行的具有明顯偏向性的環境政策能否在促進減排的基礎上實現節能，從根本上緩解經濟發展的環境和能源壓力?；诖耍疚闹饕接懎h境規制對化石能源消耗的約束作用是否顯著、作用的強度及其影響路徑和內在機理，以期糾正環境政策實踐的偏差，引導后續環境政策的調整和完善。

1文獻綜述

關于環境規制和化石能源消耗的理論研究基本上都是放在經濟增長理論體系下，構建能源-環境-經濟三元系統。不同假設（市場類型、效用函數、資源儲量、污染類型等）和均衡條件下環境約束對化石能源消耗的影響莫衷一是，相關文獻的結論可以歸納為以下三類：第一類研究結論認為，考慮環境約束下的化石能源最優消耗路徑會放緩[1-3]；第二類則認為，環境約束先抑制化石能源消耗，后加速其開采速度[4]；此外，還有研究表明由于外部因素不確定性，環境約束對化石能源的消耗的影響亦具有不確定性[5-7]。

當前，部分學者以能源效率為研究對象，就環境規制和化石能源消耗（或節能潛力）的關系做了大量實證研究。實證結果基本上亦可以劃分為三類：①環境規制提高能源效率，促進節能潛力提升。如：Sabuj[8]根據對印度水泥工業的實證研究證明環境規制具有雙重紅利：降低污染、提升能源利用效率。Bi et al.[9]通過比較考慮環境約束前后火力發電行業全要素能源效率變化，證明控制主要污染物排放能夠同時提升環境效率和能源效率。②環境規制對能源效率具有“波特假說”效應。Valeria & Francesco[10]的研究表明在國際貿易背景下，環境規制對能源技術的出口動態影響符合波特假說。余永澤、杜曉芬[11]考察了我國政府采取的“胡蘿卜加大棒”的激勵約束機制成效，發現只有當經濟發展飛越過某一拐點后，環境規制的節能減排效應才能充分發揮積極作用。③環境規制對能源效率的影響具有不確定性，因經濟-環境-能源系統的復雜性和動態性，環境政策的節能效果取決于政策執行力和偏誤程度。

已有文獻將能源效率的改進情況作為評價環境規制對能源消耗約束效果的標準，忽略了能源效率和能源消耗之間的回彈效應，在能源消費基數較大的情況下，降低能耗并非易事。然而，文獻中很少從“量”上對節能效果進行評估，未能與理論研究相對應。環境規制對化石能源消耗的約束是多條影響路徑綜合作用的結果。本文將從技術和結構兩個方面探討環境規制對化石能源消耗的作用機理和影響效果。

2環境規制的節能路徑分析及模型構建

2.1環境規制節能機理分析

環境規制節能機理的最直接體現是“成本效應”，即通過一系列政策和措施將生產生活過程中產生的環境負外部性內生化，構成廠商的完全成本，從而提升均衡價格降低消耗量。然而，Sinn[12]的“綠色悖論”理論指出，隨著環境規制強度的漸增，在可預見到未來更高的化石能源消耗成本情況下，廠商會提前開采能源，并在新的環境規制標準實施前出售完能源資產，造成短時間內環境和資源的迅速破壞。針對中國的實證研究中也同樣發現“綠色悖論”現象[13-14]。因此，環境規制對化石能源消耗的直接效應體現為“成本效應”和“綠色悖論”拉鋸的結果。

技術進步（技術效應）、結構優化（結構效應）等是節能減排的根本方法。環境規制通過自身政策導向功能引導不同類型的效應偏向。換句話說，環境約束機制的節能作用機理是通過引導技術進步方向和結構變革趨勢從而實現能源資源節約（見圖1）。有學者認為能源價格與技術發展是降低中國工業行業能耗強度的重要因素，不同類型技術的能耗不同[14]。若將能源以一種投入要素加入經濟增長模型中，環境規制即是強制企業將能源資源的外部成本內部化，引致要素市場相對價格發生變化，一方面導致相對昂貴要素生產下降，即降低化石能源消耗；另一方面必然激發傾向于節約相對昂貴要素的技術進步發生[15]，相應的技術進步有三類：能源節約型技術進步主要降低稀缺性成本；污染治理型技術進步主要針對環境負外部性成本；后備技術進步主要是通過替代效應降低能源資源的使用價值。能源節約型技術進步的節能效果由于需求市場對能源密集型產品價格彈性的大小而最終表現為回彈效應或者技術溢出效應，因此，能源節約型技術進步與能源消耗的關系不確定。由于能源密集型產品往往都是污染密集型產品，治污技術進步降低了能源密集型產品的成本，形成較低的均衡價格（或抵消遵循成本導致的價格上升），最終促進化石能源的消耗。新能源的替代會擠占化石能源的一部分市場，但新能源技術的突破性進展會使資源開發者對未來悲觀預期降低化石燃料的影子價格導致提前開采和消耗[16]，因此，后備技術進步對當前化石能源消耗的影響取決于替代規模。然而，由于替代能源所占比重較低，且后備技術進步難以衡量，同時考慮到新能源和化石能源較強的替代性，本文以全要素能源效率代替生產技術進步，一定程度上涵蓋了后備技術的作用，因此，在后文實證檢驗中不再考察后備技術進步的作用。

環境規制的結構效應主要從要素投入結構、產業結構和能源消費結構三個方面予以解釋：要素稟賦假說認為能源（污染）密集型產品往往都是資本密集型產品，一般發達地區具有生產能源密集型產品的比較優勢，但是較高的環境規制水平一定程度上抵消了這種優勢，因此，環境規制通過調整要素稟賦從而實現化石能源節約。隨著中國工業化（特別是重化工業的興起）的推進，產業結構作為節能減排的一條途徑呈現嚴重的方向性偏誤（一產不穩、二產不強、三產不大），產業結構升級的節能減排效果甚微，在穩增長的前提下，環境政策能否促進產業結構升級實現節能還有待考量。此外，能源消耗從自身內部特征出發，還受到能源消費結構的制約，中國能源需求具有兩大基本特征，即增長較快和以煤為主的一次能源結構，不同能源具有不同熱值和排放系數，煤炭作為中國主要能源在熱值和排放都不具優勢，若環境規制通過改變能源消費結構，降低煤炭消耗比重，則在一定程度上緩解能源需求的增長。

綜上所述，環境規制對化石能源消耗的影響有直接和間接兩條路徑：直接效應是環境規制通過內部化環境負外部提升開采使用成本降低化石能源消耗與主導廠商對未來的悲觀預期致使化石能源提前消耗兩者博弈的結果。間接路徑是指環境規制通過引導結構調整偏向和技術進步偏向從而實現節能的政策目標。不論是直接或間接影響，環境規制的節能效應都受到規制強度的影響，即當環境規制達到合適強度時，環境規制的直接效應、技術效應和結構效應才能發揮積極作用，實現節能的目標。因此，本文首先利用面板數據判斷環境規制和化石能源消耗的非線性關系存在與否及其類型，進而利用門檻面板模型檢驗環境規制節能的“門檻效應”，為不同地區制定最佳環境規制水平提供參考。

2.2計量模型構建

為檢驗環境規制對化石能源消耗的直接效應，借鑒環境庫茲涅茨曲線在分析環境污染和經濟增長時采用的二次曲線分析方法，同時考慮被解釋變量可能存在自相關，將其滯后一期納入到解釋變量中，構建如下動態模型：

3變量選擇與數據說明

3.1變量選擇

化石能源消耗（fec）：化石能源主要包括煤、石油、天然氣等。各省能源消耗總量中扣除非化石能源消費量作為化石能源消耗總量，并以人均能源消耗（各省化石能源消耗總量/總人口）作為被解釋變量的替代指標。

環境規制（er1、er2）：借鑒張成等的方法構建環境規制強度的指標er1和er2，即：er1=各省工業污染治理投資完成額/工業增加值，er2=各省工業污染治理投資完成額/規模以上工業企業主營業務成本。

技術進步變量：生產型技術進步（enve）和污染治理型技術進步（enve）分別以能源效率和環境效率作為其替代指標。本文秉承并拓展Wang et al.[17]的思路，考慮各年份省際間效率值的可比性，借鑒Wang et al.[18]的思想，結合超效率DEA和“能源-環境”效率評估模型測算中國30省份2003-2012年能源和環境效率。結構變量：經濟結構（is），以第二產業增加值/GDP表示；要素投入結構（ins）以資本-勞動比表示；能源消費結構（ecs）以煤炭消費量占能源消費總量的比重衡量。

其他控制變量：人均收入（pgdp）以地方生產總值與總人口的比重表示；人均受教育水平（hl）將不同受教育等級分類并賦值，通過加權平均獲得；外商直接投資（fdi）以實際利用外商直接投資占地方生產總值的比重表示；貿易開放程度（open）：以按境內目的地和貨源地分進出口總額與地方生產總值的比重衡量。

3.2數據說明

數據主要來源于歷年《中國統計年鑒》、《中國環境統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《中國工業經濟統計年鑒》以及高校財經數據庫。樣本期為2003-2012年。為保證數量級一致，對部分變量取對數，下文數據操作均在軟件Stata12.0上完成。

4環境規制對化石能源消耗的直接和間接效應實證檢驗

Hausman檢驗結果表明固定效應模型較優，考慮變量之間可能存在互為因果的內生性問題，且在影響經濟增長的各項因素中必然存在不可觀測的個體效應，故采用系統廣義矩陣法（GMM），加入解釋變量的滯后項，進行動態面板模型估計。

4.1直接效應分析

首先對環境規制對化石能源消耗的直接效應進行估計，回歸結果如表1所示，可知模型通過檢驗，可有效用于下文分析。模型I中環境規制強度對人均化石能源消耗的影響系數為正，說明環境規制不僅沒有降低化石能源消耗，反而促進其消耗，呈現“綠色悖論”現象?？赡茉蛟谟谥袊h境規制相關政策一直處在摸索階段，環境規制政策尚未形成完善的系統化制度體系，環境規制強度水平與國際水平相比較低，加之逐漸惡化的生態環境壓力及不斷升級的國際輿論壓力，在可以預見的未來，國內環境規制必將更加嚴格，廠商在短期內加速化石能源的開采，并在新的環境規制實施和新技術開發之前，快速銷售完化石能源資源是符合理性選擇的。同時，環境規制的效果還與規制政策的穩定性和形式密切相關，穩定、形式合理的環境規制政策規制效果越好[1]。因此，當前還處在“摸著石頭過河”探索發展階段的中國環境規制政策未能實現節能反而促進化石能源的快速消耗是中國節能減排這一長期過程中不可避免的短期“綠色悖論”現象。

模型II中環境規制強度變量的一次項和二次項系數分別為正數和負數，且在統計上顯著，而模型III中環境規制的三次項系數不顯著，說明環境規制與人均化石能源消耗之間呈現倒“U”型關系，拐點大約在1.212E-02。與環境規制強度的均值4.2044E-03和中位數3.3231E-03相比，說明大部分地區的環境規制水平處在拐點水平之下，類似于“EKC”曲線，在普遍較低的環境規制水平下，中國大部分省份的人均化石能源消耗仍處在“爬坡”階段。

整體上環境規制與人均化石能源消耗呈倒“U”型關系的原因在于：環境規制的直接節能效應是成本效應和“綠色

悖論”綜合作用的結果，在規制水平較低的初期，綠色悖論現象占據主要角色，較低的環境規制雖然在一定程度上增加了化石能源的開采和消耗成本，但是由于環境規制水平較低，制度涵蓋范圍不夠全面，并不能糾正中國資源市場長期以來的價格扭曲現象，加之，廠商由于對未來的悲觀預期必然提前開采和銷售更多的化石能源，導致化石能源

與非化石能源相比仍具有一定的價格優勢。此外，能源消費本身具有技術上的路徑依賴性，技術進步是一個長期過程，短期內難以實現新能源技術大規模替代，化石能源仍繼續占據主流能源地位。隨著環境規制強度的逐漸提高，“成本效應”凸顯，較高的化石能源成本逼迫部分廠商不得不突破行業壁壘退出市場，嚴格的環境規制倒逼留下來的廠商努力尋找降低成本的方法，環境規制的節能效果最終隨著技術進步和結構調整顯現出來。

模型I-III的回歸結果中人均化石能源消耗的一階滯后項系數顯著為正，說明動態效應顯著，上一期化石能源消耗對當期化石能源消耗具有顯著的正向驅動作用。除生產技術進步的回歸系數顯著為負外，治污技術進步、經濟結構、要素投入結構及能源消費結構對人均化石能源消耗的回歸系數在10%的水平上均顯著為正。說明生產技術進步促進能源利用率的提高并未呈現“回彈效應”，切實促進了化石能源的節約。治污技術進步作為企業應對環境規制的手段之一，促進了化石能源的消耗，說明當前環境規制水平下，企業通過末端治污的邊際績效較高，一定程度上緩解了環境規制帶來的成本壓力，在“綠色生產”的庇護下加速了化石能源的耗竭。第二產業包括工業和建筑業，均屬能源密集型產業，反應了中國以第二產業為主的經濟結構是化石能源快速消耗的主要因素之一。要素稟賦假說認為能源密集型產品一般都是資本密集型產品，要素投入結構的回歸系數在1%的水平上顯著為正說明中國尚未超越資源型產業攀升到工業階梯之上。能源消費結構與人均化石能源消耗正相關，一定程度上說明了中國“富煤貧油少氣”的資源稟賦現狀誘導部分地區過渡依賴煤炭發展資源型經濟，以煤為主的能源消費結構必將成為減少化石能源消耗的瓶頸之一，能源資源富集地區應警惕“資源詛咒”現象的發生。

其他控制變量的回歸結果呈現以下特征：人均收入顯

著地與人均化石能源消耗正相關，說明中國傳統的高能耗、高污染的生產方式并未徹底改變，經濟發展建立在能源資源的過渡開發利用之上。人均受教育水平反映的是人力資本的質量，體現一國對未來生產性投資的重視程度，一定程度上反映節能意識的高低，人均受教育水平的回歸系數顯著為正，反映了我國較低的人力資本質量加速了資源浪費，間接說明中國較低的教育投資以及極端不平衡的人力資本分布結構已經成為阻礙節能減排的潛在因素之一。外商直接投資與人均化石能源消耗在10%的水平上呈顯著正相關關系，說明中國在外資利用上缺乏科學的引導機制，導致FDI更多流向“兩高一資”產業成為“壞”的資本，未能發揮其作為技術溢出載體的光環效應。貿易開放程度與被解釋變量的顯著正相關關系一定程度上反映了中國進出口產品以資源型產品為主的結構。

為了考察環境規制的節能效果的穩健性，以er2作為環境規制的衡量指標進行了類似的回歸，下文中各個模型均進行了基于er2的類似回歸，回歸結果均與基于er1回歸的結果相一致，限于篇幅，相應回歸結果不再給出。

4.2間接效應分析

表2是環境規制的間接節能效應動態面板回歸結果。本文以環境規制變量與技術進步變量和結構變量的交叉項分別體現環境規制影響化石能源消耗的間接途徑。模型IV-XI均通過過渡識別檢驗，同時擾動項不存在自相關說明工具變量選擇合理，模型回歸結果有效。

由模型IV-VIII的回歸結果可知在控制單獨間接路徑條件下，僅環境規制與生產技術進步和經濟結構的交叉項在10%的水平上顯著，說明在未能完全刻畫環境規制的間接節能路徑的情況下，環境規制與生產技術進步協同作用的結果反而促進了化石能源的消耗，與直接效應結果相比，生產技術進步的系數發生變化，說明在不存在生產技術進步回彈效應的情況下，環境規制抑制了生產技術進步，表現為“遵循成本”效應，并最終導致化石能源消耗高居不下。同理，環境規制與經濟結構的交叉項系數在10%的水平上顯著為正，結合直接效應的回歸結果，說明環境規制在調整經濟結構方面并沒有像理論預期一樣，通過較高的成本擠出競爭力弱的企業，提高行業集中度的同時降低化石能源消耗。究其原因在于在環境規制政策開展初期，規制水平整體偏低，在較高的行業壁壘和技術鎖定效應的作用下，加之，中國工業化進程對資源型產業的過度依賴以及中國階梯發展的產業結構，參差不齊的環境規制政策給自東向西轉移“兩高一資”產業的權宜之計提供了保護傘，經濟轉型策略的現實績效差強人意（特別是資源稟賦型產業），通過產業結構升級實現間接節能的期望破滅。其他變量的交叉項回歸結果均不顯著，說明其作為單一間接路徑的影響力較小，難以與環境規制制度產生共振的節能效應。