碳鎖定嵌入機制及產業低碳轉型研究評析與啟示

孫華平，張濟建，孫立成

（1．江蘇大學 產業經濟研究院，江蘇 鎮江 212013；2．上海交通大學環境學院，上海 閔行200240；3． 江蘇大學 管理學院，江蘇 鎮江 212013）

碳鎖定嵌入機制及產業低碳轉型研究評析與啟示

孫華平1，2，張濟建1，孫立成3

（1．江蘇大學 產業經濟研究院，江蘇 鎮江 212013；2．上海交通大學環境學院，上海 閔行200240；3． 江蘇大學 管理學院，江蘇 鎮江 212013）

提高各類型企業的碳排放效率、探索有效的“碳解鎖機制”已成為當前經濟新常態下區域經濟社會可持續發展面臨的緊迫任務和重要課題。本文基于效率視角對區域碳鎖定及低碳轉型相關問題進行了文獻評述與研究展望。梳理發現，目前的研究主要集中在碳鎖定的表現特征、宏觀形成機理及破解路徑等方面，但對于如何測度碳鎖定以及到底哪些因素影響碳鎖定還沒有確切而系統的深入分析，尤其是碳鎖定的微觀嵌入機制及技術演化機理還不明確，如何找到碳鎖定制度共生的邊界條件與破解機制尚需要學界進一步的探索與努力。為解決搭便車等問題，各級政府也應肩負起供應低碳公共品的責任，適時采用環保資金投入、配額及現金獎勵、支持低碳技術優先發展等正向激勵政策手段，鼓勵全社會更多地消費低碳產品，形成發展低碳經濟的良好氛圍。

碳鎖定；嵌入機制；效率；碳解鎖

一、引言

改革開放以來，我國鋼鐵、化工等高耗能重污染型產業的迅速發展，一方面支撐了我國快速發展的工業化與城市化，另一方面也帶來了大量的碳排放，從而使經濟社會的可持續發展面臨著極大的挑戰。目前，我國已超越美國成為世界第一碳排放大國。據IEA（2014）預測，2035年中國碳排放量將占據全球的21.9%。碳排放量的不斷增加會加劇全球性的氣候變化問題，給經濟社會發展帶來諸多不確定性。2016年4月，全球170多個國家與地區首腦在聯合國總部紐約正式簽署《巴黎協定》，體現了人類減少碳排放、應對氣候變化的決心與勇氣。高碳體系的形成，究其原因是產業經濟發展鎖定在以化石燃料為基礎的能源體系格局，是能源價值鏈路徑依賴產生的規模報酬遞增所推動的能源技術和制度的共同演化，即碳鎖定效應（Unruh，2002）。日益嚴重的“碳鎖定效應”對我國當前碳減排工作提出了新的挑戰。同時，新能源技術的發展對碳鎖定效應的解除提出了迫切需求。諸如風力發電、生物質等新技術的發展與應用，不僅可以提升微觀企業的污染治理能力，還可以大幅度提高我國能源利用效率，減少對化石能源的依賴，從而減少碳排放。因此，面對越來越嚴重的“碳鎖定效應”，中國未來面臨的碳減排壓力將日益增大，如何突破傳統的碳減排理念，如何基于新技術對碳鎖定效應進行解鎖，提高各類型企業的碳排放效率，探索有效的“碳解鎖機制”已成為當前經濟新常態下區域經濟社會可持續發展面臨的緊迫任務和重要課題。

效率提升既是資源配置的經濟標準，又是經濟主體行為的優化目標。效率分析為剖析碳鎖定機理及構建碳解鎖激勵機制提供了新的思路。中國密集型產業化石能源消耗比較多、環境污染比較嚴重，碳排放效率比較低。由于對傳統能源與落后生產設備的過分依賴，碳鎖定現象比較嚴重。解除“碳鎖定效應”的關鍵是破除原有的技術—制度的路徑依賴，以節能減排為核心，重點提高能源利用效率，發展可再生能源，同時兼顧傳統工業生產能效與資源利用效率的提高，促進社會活動參與者從事低碳技術及低碳產業的研發，形成“碳解鎖”治理體系。“碳解鎖”治理體系應該關注社會選擇環境規制、新能源使用與技術創新等。隨著碳排放效率的提升，化石能源的消耗量將降低，環境污染物的排放量減少，經濟系統的碳鎖定才能得到慢慢緩解。碳排放效率的動態演化反映了碳鎖定與碳解鎖的博弈。能源技術創新將推動從低碳排放效率向高碳排放效率轉變，從而推動碳解鎖治理體系的構建。因此，積極探索效率分析視角下的碳解鎖機制，如技術進步和自主創新所引起的效率提升、產業機構優化與消費結構引導模式下的節能效應、構建全球性的“碳排放市場”交易機制等，是解決碳鎖定效應問題的可行思路。

二、 碳鎖定的特征、成因與嵌入機制

國外學者Unruh（2000）最早提出了碳鎖定(Carbon Lock-in)的概念。Unruh等（2006）認為工業經濟的碳鎖定是由于路徑依賴產生的規模報酬遞增所推動的技術和制度共同演化導致的。由于許多原因，工業化國家不太可能超越碳密集型能源開發。相反，碳鎖定可能是全球化進一步影響氣候變化緩解的必然面臨的問題。碳鎖定為理解宏觀層面低碳經濟發展的障礙提供了一個基礎性的概念。鎖定碳既有技術上的原因，也有制度上的成因。總體上看，國內學者在碳鎖定相關方面的研究剛剛開始，代表性的如謝來輝（2009）結合碳鎖定與低碳經濟的內在關系進行了論述。王岑（2010）認為碳鎖定的核心是能源技術創新和制度創新不足。李宏偉（2013）從技術體制的視角定義了“碳鎖定”，分析了“碳鎖定”演化機制，并在此基礎上探討了“碳解鎖”治理模式與路徑。

就碳鎖定的表現特征而言，主要集中在分產業研究層面。以化石類能源為主導的碳減排技術與特定的社會政治、經濟、文化制度和組織相結合，不但在形式上會形成一個密不可分的“技術—制度”綜合體，而且會使得相關產業部門在碳減排的過程中容易產生特定的路徑依賴，并最終形成碳減排的內在鎖定效應。金碚(2005) 和涂正革等（2009）從產業競爭力視角分析了我國從耗費資源技術為主向節約資源技術為主轉變的必然性。楊玲萍等（2011）重點分析了我國在發電領域、汽車消費領域及建筑能耗領域的碳鎖定現狀，然后基于技術—制度復合體的概念分析了碳鎖定的原因，最后從技術創新與制度變遷的視角提出了碳鎖定的解鎖策略。林伯強等(2014)從中國能源強度變化的視角提出了一個綜合的分解框架。Karlsson（2012）討論了中國的碳鎖定問題，并強調了回彈效應在碳鎖定中的重要作用。劉娟等（2013）在辨析農業碳鎖定和解鎖內涵的基礎上，從低碳農業技術創新與擴散等視角探討了中國農業低碳化發展路徑。孫華平等(2014) 實證分析了碳排放對中美農產品貿易的影響，并提出了我國農業低碳化發展的對策。

碳鎖定是通過技術、組織、社會和制度的協同復雜演化而造成的，而這可以歸因為社會變遷中的路徑依賴（David，2007）。就碳鎖定的成因與影響效應而言，DeCanio（1998）從組織和制度障礙的獨特視角分析了能源節省型投資的效率悖論。Pablo等（2007）運用演化經濟學框架來分析導致鎖定可再生能源技術的因素，對西班牙風能和太陽能光伏產業案例進行了實證分析，發現技術組件特征、基礎設施和制度因素等可造成對可再生能源技術廣泛普及的障礙，并提出了相應的政策措施。王岑（2010）從低碳經濟內涵、低碳經濟與技術創新的關系入手探討我國經濟發展碳鎖定產生的原因，并針對我國工業化城市化發展實際提出了建立低碳經濟的模式。李宏偉等（2013）認為碳鎖定的形成是一系列正反饋機制的作用，在此過程中低碳綠色技術創新及其擴散變得越加困難。影響碳鎖定成本收益的障礙包括金融體制、法制體制如知識產權制度等。碳基技術體制的形成要經過碳基技術市場化、制度化和社會嵌入三個階段。屈錫華（2013）認為我國的碳鎖定現象更多源于我國的體制因素，是包括政府對GDP的過分追求、獨特的工業化和城市化發展路徑以及以煤炭為主的能源結構等因素相互耦合的結果。

制度的嵌入是碳鎖定效應形成的重要條件，碳鎖定效應是由眾多驅動力共同作用的結果，既有宏觀——政府部門推動所形成的壓力引導，也有微觀——企業本體自身承受的能力限制，更有政府與企業及企業與企業之間互動的響應力牽引。在傳統的工業經濟時代，大機器工業推動了生產力的大發展，但同時也導致了對石化能源系統的高度依賴。報酬遞增形成的路徑依賴最終導致高碳技術和相應配套制度的穩態鎖定與共生，從而使得碳鎖定體制具有極強的穩定性并對可能的能源技術變化進行抵制。中國在工業化發展過程中形成的以煤炭、石油等能源為基礎的產業最容易形成“碳鎖定效應”并使其固化。在發展初期，傳統高碳企業盡管帶來一系列的環境問題，但由于這種技術帶來的市場份額和高利潤率，以及政府片面追求GDP政績的正反饋機制，阻礙了替代技術的研發運用，并形成一定時間的“高碳技術鎖定”；在發展中后期，依賴傳統能源的企業生產技術落后，改變生產設備與能源消費結構的話，將增加企業的生產成本，傳統企業形成對落后設備與化石能源的路徑依賴，即碳鎖定效應。

三、碳排放效率及其測算研究

正是碳排放效率導致了長期的碳鎖定，這可以認為是一枚硬幣的兩面。就碳排放效率研究的脈絡而言，早先諸多研究集中于與之相關的能源效率測度及其影響因素等（周鵬等，2008；屈小娥，2011；師博等，2013；Bourrelle，2014）。李廉水等（2006）發現能源效率的提高源自于產業結構的調整和技術的進步。Krones等（2014）認為能源效率已經發展成為工業企業的重要目標。張志輝（2015）發現產業分工與區際轉移是造成我國區域能源效率差異的重要因素。林伯強等（2015）基于超越對數生產函數的隨機前沿分析研究了我國的區域節能潛力。相關的研究還包括環境效率及生態效率等（Derwall等，2005；Li Mingquan等，2014）。諸大建（2006）提出生態效率指標可以作為循環經濟發展的科學度量指標。楊俊等（2010）研究發現全國環境效率總體水平較低，省際、區域間差距較大。王兵等（2010）采用SBM方法測算了我國30個省區市的環境效率，并實證分析了環境效率的影響因素。楊龍等（2010）運用熵權法構造了各地區綜合環境污染指數，發現全國總體綠色經濟效率不存在收斂趨勢，但東部與中部地區綠色經濟效率表現出俱樂部收斂。Vlontzos等（2014）基于非徑向數據包絡分析（DEA）模型評估了歐盟主要成員國的能源和行業環境效率。Yang Li等（2014）基于環境超效率數據包絡分析（SEDEA）模型，利用中國30個省區市2000-2010年的數據測度了中國的環境效率，研究發現東部地區的生產效率更高。

就碳排放效率的測度而言，多數研究為實證研究，如Herrala等(2012)采用新的前沿邊界分析(SFA)方法來測算碳排放效率。Choi等(2012)基于碳排放的邊際減排成本的方法，運用Slacks-based DEA雙重模型測度了中國2001-2010年碳排放的邊際減排成本。朱德進等(2013)利用SBM模型對我國28個省區市的碳排放效率進行了測算，發現多數地區的碳排放效率處于較低水平，且部分地區差異較大，還發現各省區市的進出口貿易與碳排放效率之間存在倒U形關系。張偉等（2013）測度了我國30個區市的全要素能源效率和碳排放的全要素效率及Malmquist生產率指數，并分析了效率變化的動態影響因素。曹珂等（2014）在全要素框架下測算并分析了中國30個省區市的碳排放效率，并分析了其背后的驅動因素。還有不少學者研究了碳排放披露問題，如Luo等（2014）。

分行業碳排放效率研究方面，游和遠等（2010）將土地利用中碳排放作為投入，基于投入導向的CCR與BBC模型，測算并得到了中國30個省區市土地利用碳排放效率，發現土地利用變化與碳排放之間存在著顯著關系。Zha等（2010）評估和比較了我國1991-2004年城市和農村的碳排放量，然后用對數平均Divisia指數分解法分析可能影響碳排放量的因素，研究發現，能源強度和收入的影響對中國城市和農村居民的碳排放量的增減貢獻最大。Zhou等(2012)認為用非徑向方向性距離函數建模方法，可以準確測量發電的能源效率和碳排放效率。周五七等(2012) 基于中國分省的面板數據，借鑒SBM模型對我國工業碳排放效率及其區域差異進行了測度分析和收斂性檢驗。林秀群（2014）通過建立包括陸地濕地和海洋的碳承載力碳超載率的計算模型，采用供需平衡法建立了區域碳鎖定時間和趨勢的判定模型。徐盈之等（2015）從制度創新與技術進步等視角，采用投入產出法以及PLS結構方程模型，對我國碳鎖定狀況及碳解鎖路徑進行了實證研究。

四、效率分析視角下碳解鎖激勵機制研究

提高碳排放效率進而提出有效的碳鎖定效應的解鎖機制，是研究碳鎖定問題并實現低碳轉型發展的最終歸宿。然而，從碳解鎖的參與主體來看，政府和企業是破解碳鎖定效應的主導力量，如何激勵政府和企業沿著預期的路徑解除碳鎖定效應將是構建低碳經濟的關鍵。效率分析視角下碳解鎖激勵機制探索有利于我國污染產業碳減排目標的實現，構建低碳經濟發展模式。基于碳減排效率視角，探索碳基技術的制度創新和變革模式，有助于產業結構的轉型升級，并可為低碳經濟建設提供新的增長點。魏楚等（2007）發現產業結構的調整對能源效率具有逐漸增加的正向影響，而政府對于市場經濟的干預對能源效率的影響為負，但是影響程度逐漸降低。因而，碳解鎖的關鍵在于綜合運用政策杠桿和市場化手段推進能源效率的提升，并加快新能源的推廣。薛俊寧等(2014)使用DEA-SBM模型測算了中國31個省區市碳排放效率，發現提升碳排放效率可以通過發展高新技術產業、產業結構優化、人均GDP的提高和技術進步來提升碳排放效率，但高新技術產業對碳的影響具有邊際遞減效應。Song等（2014）等通過理論與實證分析，提出了提高環境效率以及針對在中國的解決方案，如技術進步和合理的環境政策制定。

碳排放的產業異質性特征很強，如Liu等(2012)發現行業排放強度存在巨大差異，并探討了中國的地區和行業溫室氣體排放模式及其驅動力。因而對典型高碳行業的碳排放特征進行系統深入的研究非常必要，如僅鋼鐵行業碳排放量就占我國碳排放總量的七分之一。鋼鐵行業等高排放行業不能僅將技術進步作為提高能源效率的唯一手段來解決能源約束問題，適當的行業能源政策管制手段是有必要的。目前我國鋼鐵行業能源使用效率具有顯著的區域差異，其中東部地區能源效率明顯好于其他地區并呈現出較好的收斂性。就鋼鐵行業碳排放特征及影響因素而言，劉貞等（2012）基于技術進步與碳減排外部性的情景仿真模型，發現鋼鐵產品集中度低，排放污染物水平較高。李長勝等（2012）構建了兩階段博弈模型以刻畫鋼鐵行業碳減排強度的機制。Wang等（2014）從產業碳排放效率視角提出了治理碳鎖定的策略。Karmellos等（2015）認為減少建筑業一次性能源消費對整個能源鏈非常重要。優化能源效率的措施主要是減少能源消耗和初始投資成本。

有效解除碳鎖定效應既是行業部門產業升級轉換的需要，也是碳減排效率提高、實現低碳經濟轉型的重要基礎，合理的政策體系是解除碳鎖定效應的根本，特別是對以化石類能源消費為主的高碳產業顯得尤為重要。劉勝（2011）提出治理這一市場失靈問題，政府應出臺政策進行適當干預和引導，從政策角度而言，需要系統制定低碳經濟發展方向和碳減排目標等方面的宏觀與微觀政策。屈錫華等（2013）認為打破碳鎖定須從技術、制度、產業三個層面實施相應的解鎖策略。李宏偉（2013）認為探尋碳解鎖路徑的關鍵在于厘清碳基技術體制的動態演化過程。傳統經濟高碳化鎖定的核心在于碳減排技術與制度之間所形成的利益共生關系，考慮到區域博弈的動態性，碳減排技術與碳減排制度相結合的穩態度是進行碳解鎖必須打破的狀態（孫華平等，2008）。在具體的碳解鎖實施路徑設計上，要從政府和企業兩個視角著力，基于碳減排投入產出效率的持續提升，構建碳解鎖的激勵機制，進而逐步打破碳鎖定效應的穩態化發展路徑。

根據我國區域碳排放效率的差異，可以相機采用政府主導型解鎖機制和企業自主型解鎖機制。對于政府主導型解鎖機制而言，主要適用于碳排放水平相對較低同時市場化機制尚不健全的中西部地區，分別考慮采用政府碳配額限額、環境規制、現金懲罰等反向激勵手段及環保資金投入、配額及現金獎勵、技術優先支持等正向激勵手段，促使企業環境行為的改善和碳排放效率的提高。就企業自主型解鎖機制而言，主要適用于市場機制相對成熟的東沿海地區，分別考慮采用鼓勵企業環保資金投入、碳配額富余及交易、減排成本遞減、技術引入鼓勵等措施，引導企業構建自主解鎖的動力機制。在具體的產業實踐中，要結合碳解鎖主體行為特征對上述不同激勵因素及其組合進行動態調整，以找到區域碳解鎖的最優路徑，從而為我國實現低碳經濟發展探索成功經驗與模式。

五、研究評析與啟示

目前的研究文獻勾勒了碳鎖定的基本框架，為我們的后續研究奠定了重要基礎。總起來看，目前學者的關注點宏觀視角多于微觀，且主要集中在碳鎖定的表現特征、宏觀形成機理及破解路徑等方面，從政府角度出發的政策建議甚多。但目前的研究對于如何測度碳鎖定的程度以及到底哪些因素影響碳鎖定還沒有確切而系統的分析，尤其是碳鎖定的微觀嵌入機理及技術演化動力機制還不明確，如何針對不同的碳基技術體制找到碳鎖定制度共生的邊界條件與破解機制尚需要學界進一步的探索與努力。需要通過更縝密的調研分析我國特定行業如鋼鐵行業發展各階段碳鎖定效應的靜態特征，并剖析其動態演變特征。在政策體系構建方面，目前的研究尚不系統。需要在充分把握碳鎖定特征、影響因素、形成機理及碳解鎖激勵機制的基礎上，就解除諸如鋼鐵行業等一類高碳產業的碳鎖定效應提出一系列既考慮碳鎖定內涵特征又能實現行業低碳發展要求的對策建議，從而為高碳行業碳減排目標的實現提供政策上的支持。

經濟高碳化發展的代價極其高昂，因而這種發展模式是不可持續的。為治理這類頑疾，必須探索碳鎖定的解鎖策略。碳鎖定效應是碳減排技術與碳減排制度相互耦合相互共生而形成的具有排他性特征的路徑依賴關系，其穩態性特征越明顯則表明碳鎖定效應愈強。就碳解鎖本質而言，關鍵是通過綠色低碳技術的創新與擴散實現產業的低碳化轉型。有學者認為逃避鎖定的條件不太可能在傳統的經濟系統內部生成，認為可能需要外生力量，因為碳鎖定具有自我維持的慣性，因而在實踐中表現為極高的穩態性。我們認為要因地制宜，結合內外條件提升企業的創新能力，并在制度層面打破碳鎖定的穩態嵌入。在中觀和微觀層面，應創造條件積極發展低碳產業，打造低碳城市與社區，倡導低碳生活方式，構建激勵機制鼓勵企業與個人及環境類非正式組織共同參與碳解鎖。

低碳化發展需要進行一系列的軟制度創新，因而構建一個包容低碳技術的政策體系十分關鍵。只有準確有效地把握碳鎖定效應的階段性特征，才能構建激勵相容的碳解鎖激勵機制。對我國而言，要解決碳鎖定這一問題，必須從我國新階段經濟常態化發展的具體國情出發，切實轉變政府職能，積極轉變經濟發展方式。尤其是要對低碳經濟發展的供需兩面進行結構化調整，積極打造碳技術包容性創新系統，發展低碳產業相關技術，并大力引導對低碳產品的消費，在此基礎上不斷完善促進低碳經濟發展的體制機制。從供給側的技術創新戰略來看，積極研發低碳技術、建立包容性技術創新系統的關鍵是確保低碳技術在發展過程中獲得正反饋機制。低碳化發展首先要克服碳解鎖的制度成本，包括沉沒成本和轉換成本，因而運用政策杠桿逐步降低碳解鎖技術發展的各種成本非常關鍵。同時，要對相關的新能源技術進行分類，優先資助那些產業關聯度大、需求覆蓋面廣、節能潛力大并容易形成經濟規模優勢的新能源產業。

不同碳解鎖激勵因素及其組合下碳解鎖主體的行為選擇是提煉碳解鎖激勵機制的重要基礎，也是優化碳解鎖激勵策略的關鍵前提。從政策實施主體來看，需要整合政府引導型經濟激勵政策和微觀經濟個體自愿參與型政策工具，使這些政策能夠有效銜接、相互配合，形成低碳經濟政策鏈。在具體的政策工具選擇上，應更多地考慮采用政府碳配額限額、環境規制、技術規制及現金懲罰等反向激勵手段，促使企業環境行為的改善和碳排放效率的提高。同時，為解決搭便車等問題，各級政府也應肩負起供應低碳公共品的責任，適時采用環保資金投入、配額及現金獎勵、支持低碳技術優先發展等正向激勵政策手段，鼓勵全社會更多地消費低碳產品，形成發展低碳經濟的良好氛圍。

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〔執行編輯：秦光遠〕

Reviews and Implications of Studies on Carbon Lock-in Embedding Mechanism and Industrial Low-carbon Transformation

Sun Hua-ping1,2Zhang Ji-jian1Sun Li-cheng3
(1. Research Institute of Industrial Economics, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang , 212013 2. School of Environmental Science and Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai Minhang, 200240 3. School of Management, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu, 212013)

It has become an urgent and important task to explore effective carbon unlocking mechanism for various types of enterprises to improve efficiency of carbon emissions facing the sustainable development of regional economic and social situation of the current economic new normal. In this paper, we gave the literature reviews and research prospects of regional carbon lock-in based on the perspective of efficiency. We found that the research are mainly focused on the characteristics and macro formation mechanism of carbon lock-in and unlock path of carbon lock-in of the system, but lack of measure method of carbon lock-in effect, especially the micro-mechanism of carbon lock-in and the technological mechanism of its evolution are still not clear. How to find the boundary conditions and the mechanism of the coexistence of carbon lock-in system are still needed to be further explored and studied. In order to solve the problem of free riding, governments should also shoulder the responsibility of the public goods supply of low carbon at all levels by environmental protection investment, timely use of quotas and cash reward to support the low carbon technology adoption based on positive incentive policies, and encourage the whole society to consume more low carbon products, construct a good atmosphere for the development of low carbon economy.

Carbon Lock-in; Embedding Mechanism; Efficiency; Carbon Unlock

F062.4

A

2095-7572(2016)06-0116-9

2016-9-10

本文系國家自然基金(71371087、71673117)、中國博士后基金（2016M601568）、全國統計科學研究項目（2014LY036）、教育部人文社會科學青年基金（14YJC790106）、江蘇省社科基金（13JDB030）、江蘇省高校自然科學研究項目(14KJB170002 )的階段性成果。本文還得到了國家留學基金委（201408695003）和江蘇大學“青年骨干教師培養工程”（5521380003）資助。

孫華平（1979—），男，漢族，山東兗州人，江蘇大學產業經濟研究院/財經學院副教授，生態經濟與區域發展研究所所長，經濟學博士，碩士生導師；上海交通大學環境學院產業生態學方向博士后，美國內華達大學（UNR）商學院經濟系訪問學者，研究方向為產業創新與綠色經濟；張濟建(1965—)，男，漢族，江蘇海安人，江蘇大學副校長、產業經濟研究院/財經學院教授，碩士生導師，研究方向為能源經濟；孫立成(1977—)，男，漢族，安徽安慶人，江蘇大學管理學院副教授，碩士生導師，研究方向為低碳經濟。