能源經濟環境協調發展的最優政策設計

邱立新　徐海濤

摘要：針對我國現階段能耗環境與經濟發展的突出矛盾，構建基于KAYA等式和CGE模型的中國能源-經濟-環境混合模型，模擬研究不同政策變量調整對能源經濟結構變化的敏感程度及各變量對二氧化碳減排成本的有效性。結果表明：工業結構的調整對能源及環境的影響較為顯著，且變量呈現高敏感度，邊際減排成本呈遞增趨勢；外貿程度的下調對經濟的負面影響較大，且由于對能源及環境數據的低敏感性，其邊際減排成本呈遞減趨勢；能源效率的提高對能源及環境改善最為顯著，且不同能源技術對同一政策變量的敏感程度不同。在模擬分析的基礎上給出多種優化組合策略及政策含義，提出政策制定應因地制宜，經濟發達地區應承擔更多的減排義務，經濟欠發達地區在環境承載能力范圍內優先發展經濟等政策建議。

關鍵詞：CGE模型； 政策模擬； KAYA等式； 能源經濟環境

中圖分類號：F206 文獻標識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2018.05.005

1 問題提出

近年來，隨著中國城市化進程的快速推進及人口規模的不斷擴大，能源環境與經濟發展之間的矛盾日漸凸顯，據國際氣候環境研究中心最新數據顯示，中國碳排放總量已占全球排放量的29%，正在超越歐美排放總和。能源約束趨緊、生態環境惡化已逐漸成為制約我國經濟高速增長的剛性約束，如何在經濟、能源、環境三者之間尋求最佳平衡點，是中國現階段經濟結構全面轉型必然面臨的問題。中國地域遼闊，不同地區發展程度迥異，加之新時期我國社會主要矛盾關系的轉變，不同政策的協同制定及差異化實施應成為中國面對社會主義新時期下能源經濟環境問題的重要政策選擇。

對于發達國家而言，由于工業化起步早，能源經濟環境的矛盾在工業革命時期已經顯現，這就促使發達國家在污染治理、政策制定等方面做出明顯改善。在一系列不同政策的干預下，發達國家在20世紀末已基本完成了對環境改善及經濟發展道路的探索，經濟水平已發展到一定高度，這就為其在新時期下對能源環境問題的改善及減排政策福利效應的全面評估提供了充足機會。相較于發達國家，由于經濟發展的滯后性和不穩定性，大部分發展中國家工業化進程仍在推進，這使他們不得不“瞻前顧后”，一方面要考慮經濟發展的持續性，另一方面不得不考慮工業化進程帶來的能源環境問題。中國作為發展中國家，同樣面臨著經濟發展與能源環境改善的雙重矛盾。黨的十九大報告提出，“既要金山銀山，也要綠水青山，綠水青山就是金山銀山”，闡釋了經濟發展與環境保護的辯證關系，科學破解了經濟發展和環境保護的“兩難”悖論，為能源、經濟、環境協調發展提供了強大的理論指引和思想武器。

要正確地處理好能源經濟環境問題，就要深入了解三者之間的矛盾關系及變化規律。從理論上看，能源既是社會生產發展的主要動力來源，亦是人類賴以生存和發展的物質基礎；經濟是人類依靠能源及環境資源進行生產流通環節的投入產出總和；環境是人類進行能源經濟活動的載體，三者相互依存、相互影響。一般說來，三者的主要矛盾關系表現為經濟生產規模擴大，能源資源消耗愈多，環境污染也就越嚴重。當然，三者之間的矛盾也并不是一成不變，其主要受到經濟規律及自然規律的制約。受經濟規律的制約主要體現在生產活動中對客觀經濟規律的遵守，在生產布局上，如果只顧經濟效應，側重于社會整體的生產過程而不關注能源及環境的關系，就會產生大量的能源資源浪費，帶來嚴重的環境負擔，反之如果在生產過程中堅持經濟發展與資源節約、環境保護協同規劃，則會在保證能源及環境效益的前提下獲取經濟利益。受自然規律的影響主要體現于經濟的再生產，社會經濟規模的擴大，需要從環境中獲取能源資源，經濟發展的高低與否一定程度上取決于當下環境的能源資源存量。社會的生產過程在轉化為經濟效益的同時需要產生一定的廢棄物排放，這就使得環境承載力成為經濟發展的又一制約性因素。遵循客觀的自然規律，掌握自然資源的再生機制及生態平衡規律，避免盲目開采及過度排放，就會促使能源、經濟、環境三者之間產生良性循環，實現經濟再生產及資源再生產的統一。因此，要正確處理好能源經濟環境的矛盾問題，化感性認識為理性思考，就不得不兼顧三者利益及其矛盾的各種對立面，這就為不同政策的聯合實施提供了理論依據。

所謂政策的聯合實施包含兩個方面，一是不同政策的協同化制定，如制定節能減排政策要考慮在保證經濟及其他各方面穩定發展的前提下，實現減排效益最大化；二是不同地區政策的差異化實施，即針對不同地區的發展現狀，制定不同的能源經濟環境聯合實施方案。本文研究將從這兩個方面入手，通過KAYA等式與傳統CGE模型相結合，構建出我國能源經濟環境模型，以產業結構、外貿程度、能源強度為模擬變量，分析我國國民生產總值、社會總資本存量、勞動投入量、能源消耗量和二氧化碳排放量等參數的敏感程度，以及不同模擬方案的成本有效性，在此基礎上提出多種優化組合方案，探討各種組合策略在能源環境改善及經濟發展中具有的現實意義。

2 文獻梳理

20世紀20年代，前蘇聯首先開始關注能源與經濟的綜合研究，這在當時被稱為能源經濟學。1973年，世界能源危機爆發，發達國家經濟發展受到嚴重影響，西方學者開始注重能源經濟學的研究。Kraft J和Kraft A[1]實證分析了美國20世紀40年代到70年代的能源消費和經濟增長的關系，Solow[2]、Stiglitz[3]、Heal[4]等均利用經濟增長模型完成了對能源資源開采及利用的最優路徑的探索。在能源經濟的兩元研究中，能源消費和經濟增長的雙向因果關系被認為是切實存在的。賀小莉和潘浩然以中國30個省份1990～2011年面板數據為基礎，論證了中國能源消費與經濟增長的正相關非線性關系，并且指出隨著經濟的進一步發展，能源消費對經濟增長的變化將會更加敏感[5]。郭晶和王濤在對能源消費與經濟增長的動態變化關系研究中指出能源消費與經濟增長的關系存在著動態性、非同步性和周期性的特征，這也說明了中國經濟增長與能源消費依舊存在一定程度上的動態非平衡性[6]。

隨著工業化進程的加快，化石能源的大量開發利用導致了生態環境的惡化，人們開始逐漸從經濟學視角探究環境問題，環境經濟兩元研究體系逐漸形成。Nordhaus[7，8]對環境約束與經濟增長之間關系的研究被認為是環境經濟兩元研究的先河。20世紀90年代，Grossman和Krueger[9]對66個國家的不同地區的14種污染物質在12年間的變動趨勢進行了深入的研究，結果顯示環境污染度程度與人均收入的變動情況呈現倒U型關系，這就是著名的環境庫茲涅茨曲線假說。在隨后的十幾年時間里，國內外不少學者均對該假說做了充分的論證，包括Stockey[10]利用AK模型對收入及環境質量關系的研究以及劉榮茂[11]、王敏[12]等對中國環境污染與經濟增長之間倒U型關系的驗證。由于地區發展的不均衡性，環境污染與經濟增長之間的關系在不同地區呈現出較為明顯的差異，李茜和胡昊[13]等就曾驗證出經濟增長與環境污染的雙向傳導作用存在著顯著的區域差異。

進入20世紀90年代后，在相關領域研究的不斷深入下，國際上許多能源研究機構和環保機構開始加緊合作，構建出能源、經濟、環境三元研究體系（3E系統分析）。Nick D. Hanley[14]認為，政府如果只單方面注重能源在經濟方面的作用，盲目地促進生產和消費增加，其結果只會造成更多的環境污染。因此，綜合考慮能源、經濟、環境三個方面，才能真正意義上解決社會發展過程中面臨的經濟增長與環境污染的矛盾問題。Ivan和Lucille[15]在可持續發展戰略的能源指標體系研究中曾指出應該從經濟增長、社會發展及環境保護三個方面評價國家的可持續發展戰略。3E的多元分析方法為中國應對氣候變化和新時期下可持續發展問題打開了嶄新的大門。胡紹雨[16]通過對中國能源、經濟與環境三個系統協調發展系數的測算，指出在當下中國社會環境中，產業結構的失衡、地方政策實施力度的趨緩必將產生局部地區環境與經濟發展的不協調。趙芳指出，環境、資源的公共性與不明晰的產權安排，使得環境資源利用中存在著廣泛的不經濟性，這種不經濟性同樣體現在不完善的市場與價格機制的制定上，這就直接導致了中國3E系統非協調發展現象的產生[17]。中國地域面積較大，地區差異化顯著，蘇靜、胡宗義等在對中國30個省域3E系統協調的測算分析下，發現有26個省域3E系統協調水平處于不同程度的失調狀態，并且協調水平存在很大的空間依賴性[18]。逯進、常虹等通過3E系統耦合機制分析得出了耦合度由東到西的遞減態勢，這在一定程度上說明了空間視角對中國3E分析的必要性[19]。

從研究方法上來看，可計算一般均衡模型（CGE模型）以及KAYA恒等式是進行3E系統分型的兩個有力工具。CGE模型主要分為兩大類：靜態GCE模型及動態CGE模型。靜態CGE模型通過構建社會整體的供需及市場關系，在一系列優化條件下，分析在特定時期內能源經環境的關系問題。劉亦文和胡宗義利用靜態CGE模型仿真分析了三種場景下能源技術變動對中國宏觀經濟變量、產業資本收益率、產業發展及節能減排的影響程度[20]。趙偉等也在能源經濟環境分析中采用靜態CGE模型對 “十二五” 規劃部署以來的中長期的宏觀環境、產業演化與結構調整路徑進行情景模擬[21]。動態CGE模型通過與基準情景的對比，分析一段時間內相關研究變量變動程度，郭正權、鄭宇花等運用動態CGE模型對中國未來十幾年間經濟增長態勢及能源消費趨勢進行了預測分析[22]。KAYA模型的應用成果多集中在對能源環境影響因素的分析，張偉等曾在中國產業結構及能源結構的分析上，利用KAYA等式分析得到了能源使用效率主要受二次產業的影響[23]。還有部分研究集中于對具體行業及具體省份的影響因素研究[24-26]。

綜觀上述文獻，不難發現，無論是能源-經濟和環境-經濟的二元系統分析，或是能源-經濟-環境的三元系統分析，關于如何實現經濟的可持續發展仍是一個高度關注、有待探討的問題。現有研究成果雖已證實了3E之間的各種協同關系，但從微觀層面具體分析3E影響因素進而給出最優化的政策組合建議的研究成果較少；從研究方法看，多數研究成果在研究方法的選擇上多集中于CGE模型、因素分解模型等單一模型，單一的研究方法在解決多重問題時難免會不夠全面。基于此，本文基于中國135個行業部門投入產出數據，構建CGE模型擴展模型，以產業結構、外貿程度、能源效率、勞動投入量、能源使用量、二氧化碳排放量等具體參數指標，對中國3E系統的相互作用進行實證分析，設計最優化組合方案，滿足不同發展程度地區的差異化需求。

3 理論框架

可計算的一般均衡模型（CGE模型）是進行經濟系統分析的有力工具，它通過一組方程來描述經濟市場中供給與需求的關系，并在各優化條件下，得出在各個方面都達到均衡的一組數量和價格[27]。本文通過將CGE模型與KAYA等式相結合，通過模型框架設計及核心函數設定，構建中國四部門能源經濟的混合模型。以2012年投入產出數據為依據（目前能獲得的投入產出數據最新的為2012年），運用GAMS程序，對模型變量進行求解，并對相關數據進行模擬分析。

3.1 模型框架設計

圖1是本文構建的四部門經濟結構的基礎框架圖。圖中，企業、政府、居民及國外（進出口）為部門主體，國民收入主要取決于國內消費、投資、政府支出以及凈出口，國外經濟活動通過進出口方式進行。中間投入、能源、資本以及勞動共同構成了要素市場，通過國內生產及外貿進口提供，滿足企業、政府、居民及出口需求。資金的循環流動通過要素市場將四個經濟部門聯系在一起：資金以勞務的形式通過要素市場由企業流向居民，向政府支出稅收后，居民將剩余收入用于個人消費及儲蓄；企業通過要素市場購買勞務及生產要素，用于轉增資本及再生產，通過產品和勞務的購買，資金由政府和居民流向企業；政府以各項稅收為主要資金流入，對企業及居民的轉移支付為主要的資金流出；最后，對國外的出口會產生資金流入；相反，進口會產生資金流出。

圖1 中國宏觀經濟結構圖

3.2 KAYA等式變量分解

本文借鑒日本學者Yoichi Kaya提出的用以表達碳排放量與相關變量關系的KAYA恒等式進行變量分解后，與CGE模型相結合，構建中國能源經濟環境模型。KAYA等式表示為：

該等式中二氧化碳排放量被分解為與人類生產活動相關的四個要素，其中，P表示人口總數，反映了碳排放在社會環境中的規模效應；為人均GDP，是分析一個國家宏觀經濟環境的重要指標；表示能源消費強度，指一定時期內單位GDP的能源消費量，它反映了經濟增長對能源消費的依賴程度，是衡量一個國家能源利用效率的重要指標，與經濟增長方式、能源消費構成及能源技術水平等密切相關；表示單位能源消費量的碳排放強度，每種能源的碳排放系數是一定的，能源種類不同，碳排放量會有差異，它反映了能源結構與碳排放量之間的關系。綜上可見，KAYA等式將碳排放影響因素概括為人口、經濟、能源和技術4個方面。本文選取產業結構、能源強度及貿易程度為自變量，地區生產總值、勞動人口投入量、能源消費總量及二氧化碳排放量為因變量，模擬不同政策變量調整下，能源經濟環境的變動情況。

4 模型設計與數據處理

本文以一般均衡理論為主要依據，在傳統的CGE模型基礎上引入帶有技術累積機制的能源模塊，模型中包含生產模塊、外貿模塊、價格模塊、消費行為模塊及能源模塊5大部分，主要模塊函數設計如下：

4.1 生產模塊

生產模塊函數設定采用恒替代彈性生產函數，即CES生產函數，是CGE模型中使用最頻繁的非線性函數。其標準格式如下：

4.2 外貿模塊

本文CGE模型基于四部門經濟體構建，國內生產活動需要的中間投入商品不僅來自于國內的產出，也有一部分來自于國外進口。同樣，國內產出不僅滿足于國內需求，同時也用于出口創匯。針對開放經濟結構，在CGE模型中通常將生產活動與商品區分開來，其中商品被分為國內生產用于出口部分QE，國內生產用于國內銷售部分QD以及市場上銷售的進口商品QM（分配結構見圖3）。國內總產出Q如何在出口及國內供給之間分配，取決于國際價格以及國內價格的相對水平，即受匯率的影響。本文采用CET（Constant Elasticity of Transformation）函數（公式7）對國內產出商品的分配情況予以描述。

4.3 收入模塊與支出模塊

由于相關參數獲取難度較大，現有文獻中可借鑒成果較少，因此本文對收入和支出兩部分建模采用一般線性函數。

收入模塊由居民收入、企業收入和政府收入三部分組成，其中居民收入包括居民勞動收入、居民資本收入以及政府和企業對居民的轉移支付；企業收入包括企業當季各部門總的資本收入以及企業的國外投資收益；政府收入包括商品間接稅收入、商品關稅收入、居民所得稅、企業所得稅以及國外收益。

支出模塊與收入模塊相對應，同樣由居民、企業及政府三部分組成。居民支出包含居民儲蓄及產品消費；企業支出包含對居民的轉移支付、企業儲蓄、資本投入及國外投入；政府支出主要包含對居民和企業的轉移支付、政府儲蓄、產品消費及國外投入。

4.4 能源模塊

能源模塊以本文3.2章節為依據，將KAYA公式分解后的細分變量進行函數表達，并與CGE模型相結合，構成混合模型的能源模塊。該模塊主要包括碳排放量的核算，產業結構、外貿程度及能源強度的函數表達等。在碳排放量計算中，考慮到數據獲取的難易程度以及計算結果的準確性，本文選取煤炭、石油、天然氣三種主要化石能源的一次消費量，采用排放系數法核算碳排放總量，函數表達如下：

（11）

式11表示碳排放總量等于部門各能源（煤炭、石油、天然氣）消費量與相應能源碳排放系數 乘積的總和。

4.5 均衡模塊

4.5.1國際收支平衡

本文選擇國外儲蓄為外生變量，匯率為內生變量的閉合原則，這意味著進出口可以通過匯率的改變來影響整個經濟，其中國際總支出等于進口商品、企業國外投入以及政府國外投入三者總值之和；國際總收入等于商品出口、企業國外收入、政府國外收入三者總值之和加上國外儲蓄。

4.5.2儲蓄投資平衡

本文儲蓄投資閉合規則采用新古典主義閉合原則，既儲蓄由投資決定，經濟中所有儲蓄都將轉化為投資。

4.5.3產品市場均衡

產品市場均衡滿足總需求等于總供給。

4.5.4勞動力市場均衡

假設工資為內生變量，受到經濟政策影響后，經過工資的充分調整，可以實現勞動力市場的出清。

4.5.5資本市場均衡

假設資本價格為內生變量，受到經濟政策影響后，由于資本價格的變化，企業可以調整資本存量，資本實現自由流動，最終實現資本的充分利用。

4.6 SAM表構建

社會經濟核算矩陣（Social Accounting Matrix， SAM）是CGE模型的數據基礎，本文以2012年135部門投入產出表為依據（截至2017年底，能獲得的最新投入產出數據為2012年），將產業部門整合為農業、重工業、輕工業、建筑業、交通運輸及倉儲業、第三產業、煤炭、石油、天然氣、二次能源、其他能源11個部門，要素賬戶包括勞動力及資本，機構賬戶包括居民、企業及政府。本文所構建社會核算矩陣中的數據大部分均來自中國2012年投入產出表，其余少部分數據來自于中國財政統計年鑒以及中國統計年鑒。由于數據來源差異及相應的統計誤差，初始SAM表為非平衡狀態，本文采取直接交叉熵法進行調平。

5 政策模擬分析

根據本文所構建的中國能源經濟環境模型，分別模擬第二產業比重下調1%、3%、5%，第三產業比重上調0.5%、1%、2%及外貿比重下調1%、3%、5%時，我國經濟環境及能源環境的變化趨勢。

5.1 能源-經濟-環境分析

5.1.1產業結構對能源經濟環境的影響分析

如表1所示，第二產業比重下調會顯著影響減排量，當比重分別下調1%、3%、5%時，二氧化碳排放量將分別減少0.79%、1.98%、3.86%，降幅顯著。實際上，我國目前產業結構依舊存在第二產業比重過高，第三產業比重較低的情況，大量的高耗能產業是碳排放的主要來源，如何限制高耗能產業繼續擴張，促進新型工業發展，是近年來國家主要關注的問題。適當調整產業結構，引導高耗能產業轉型升級，將對溫室氣體排放帶來極大改善。換個角度分析，產業結構升級，可以減少社會整體對化石能源的依賴，第二產業比重下調1%時，能源消費量就會減少0.75%，并且隨著二產比重的繼續下調，能源消費量將呈現持續下降的趨勢。能耗減少會從根本上帶動工業由能源密集型向資源節約型方向轉變。其他變量中，GDP、社會總資本存量、勞動投入量與工業結構存在明顯的正向非線性關系。第二產業比重下調會對社會經濟產生比較明顯的負面影響，GDP及社會總資本存量減少，社會勞動投入量也會相應下滑。從宏觀視角來看，單純的去工業化發展所帶來的減排收益難以平衡由此所帶來的經濟損失，社會經濟體的非帕累托最優狀態明顯，效率降低及過度的工業產業鏈縮減是經濟效用流失的重要原因；微觀方面看，第二產業比重下調造成經濟社會全要素生產率下降，生產要素的不均衡分配使得大量投資流向非產出性部門，社會總資本存量降低，企業較低的資本存量造成對廉價勞動力的過度依賴，扭曲了社會勞動資源的分配，過于廉價的勞動報酬帶來勞動人口失業，社會總勞動投入量減少，總體消費能力下降。

第三產業方面，產業結構的服務型轉變對推進經濟社會發展具有顯著的積極作用。當第三產業比重上調0.5%時，國內生產總值相應提高1.21%，社會總資本存量提高0.46%，勞動投入量增加0.57%。第三產業的發展將提高社會整體資源配置效率，大部分“資本紅利”流向以服務業為主的高經濟產出集群，經濟增長動力由工業產出為主向全要素生產率提升轉換，高GDP回報率是此時產業結構“正向”轉變的主要體現。此外，高新技術產業集群的聚集，會吸引大量投資涌入，尤其對于大中型城市而言，三產比重上升將帶來的大量國內資本及外來資本投入實現了生產要素的良性配置，促使經濟空間集聚效應形成，社會總資本存量提升明顯。于此同時，新興產業的萌發以及外來企業的駐進，擴大了原有的市場范圍，加速了技術及知識溢出，為人力資本帶來充分的交流實習機會，經濟“集聚效應”帶來的企業規模報酬遞增使高勞動報酬供給成為可能，這就為勞動投入量的增加提供了充分解釋。從能源環境方面看，第三產業比重的提升限制了傳統高耗能產業的發展空間，產業的結構性轉變撬動了企業的綠色化發展，擺脫了對能源的過度依賴，能源消費量持續走低。新興工業及新型能源企業的加入，弱化了經濟社會以環境換增長的路徑依賴，碳排放量及碳排放強度都明顯好轉。

從敏感度分析，能源總消費量及二氧化碳排放量對工業調整最為敏感，當第二產業比重分別下調1%、3%、5%時，能源消費總量降幅可以達到0.75%、2.01%、4.02%，二氧化碳排放量降幅將達到0.79%、1.98%、3.96%；工業排放是社會碳排放總量的主要組成部分，能源是工業尤其是高耗能產業投入產出的主要消耗品，當第二產業比重縮減時，帶來了高密度能源聚集群的“稀釋效應”，能源消費彈性大幅縮緊，因此碳排放量等的高敏感度是第二產業減少的必然反映。反觀第三產業，GDP、社會總資本存量等經濟變量對第三產業結構的調整更為敏感，當第三產業比重上升0.5%、1%、2%時，GDP總量漲幅均超過1%，達到了1.21%、2.34%、4.56%，能源強度降幅也達到了0.74%、1.47%、2.81%。第三產業的發展，促進了資本聚集效應的形成，高經濟產出集群的加入，為社會總產出帶來巨大貢獻。“結構紅利”及“人口紅利”的雙向影響，催生了社會經濟的高彈性傾向，為GDP等的高敏度提供了依據。我國目前正處于城市化快速推進期，加快經濟體制改革、促進產業結構優化升級是社會主義現代化建設的首要任務，擴展第三產業發展空間的同時，適當淘汰高耗能產業，降低傳統重工業的發展空間，可以促使能源經濟環境的協調發展。若盲目下調工業結構比例或單純發展第三產業，將會使能源環境與經濟矛盾愈加凸顯。

5.1.2外貿結構對能源經濟環境的影響分析

如表2所示，外貿程度的下降與各變量均呈現正相關關系。從經濟水平看，降低外貿占比會拉低社會的經濟發展水平，GDP及社會總資本存量都有明顯程度下降，勞動投入量減少，人口失業率增加。降低出口貿易比，將造成現有要素分配機制的失衡，資本產生凈向流出，外資經濟逐漸解體。受政策限制干預，地區將產生外資的“排他效應”，這種外貿經濟的“邊緣化發展”，直接導致地區經濟結構的異質性轉變。對本地區經濟技術的過度依賴，使得經濟創新活力喪失，企業開始走向“老齡化”發展。資本撤出帶來的全要素生產率降低致使社會總產出下降，資本存量降低，企業及外來資本的流出，帶走大量高端人才及勞動力，社會整體勞動投入量呈遞減趨勢。再看能源環境方面，外貿程度下降將帶來二氧化碳排放量及能源消費量的減少，能源環境呈現綠色發展趨勢。中國是加工貿易大國，2015年，我國加工貿易出口已占出口總額的35.1%，外貿程度的下降，一定程度上緩解了粗放式加工貿易帶來的能源浪費，擺脫了以“能源換外資”的路徑依賴，為溫室氣體排放量及能耗的降低提供了可能。

從敏感度分析，雖然外貿程度比重的下調會帶來能源及環境的改善，但趨勢并不明顯，如表2所示，在外貿程度下降1%時，帶來的二氧化碳排放量及能源強度降幅僅有0.12%及0.04%，敏感度不高。但是相較于能源環境變量而言，GDP及勞動投入量等經濟指標更為敏感，在外貿程度下降1%時，GDP降幅就已經達到了0.76%，勞動投入量也下降了0.45%，這意味著過度下調外貿結構是在以“環境換發展”。在我國碳排放構成中，工業排放占據首要位置，占比約為68%，其次為交通及生活能耗，約占24%，而外貿帶來的碳排放占比則相對較小。我國是進出口大國，截至2015年，我國外貿占GDP比重已超60% ，占國際市場份額的13.4%左右，對外貿易收緊帶來的國際收支失衡，致使資本流出大于收益流入，對經濟結構的影響將異常明顯。

5.1.3 能源效率對能源經濟環境的影響分析

據表3結果顯示，三種不同化石燃料能源效率的提高，均會推動社會經濟的綠色發展。能源效率在一定程度上反映了社會整體的能源技術水平，能源技術進步，將帶動能源企業及傳統高能耗工業的內部升級，效率大幅提升，高產出回報為企業技術的持續進步及經濟的規模化發展提供了有力保障。由于能源效率的改善，企業將減少在能耗品上的成本，有利于擴大企業資金流動空間，這意味著將有更多的資金剩余轉向勞動者報酬，帶來社會整體勞動力的增加。另一方面，能效提高緩解了對能源消費品的過度依賴，傳統粗放式經濟增長向集約型經濟增長方式轉變，二氧化碳排放量顯著降低，環境與發展之間的矛盾趨于平緩。

從敏感度分析來看，三種能源中，煤炭效率的提高，對二氧化碳排放的改善最為明顯，達到了2.45%。長久以來，煤炭占據著中國能源消費結構的首要位置，電力熱力等行業一直是煤炭消費大戶，對二氧化碳排放的貢獻極大。馬麗梅[28]曾在研究中指出，國內電力行業大量引進價格低廉的低卡進口煤與優質煤摻雜使用進行供電以降低成本，而這些進口煤尤其是褐煤對空氣污染極為嚴重，褐煤進口量的增加變向提高了能源消耗結構中煤炭占據的比例。煤炭效率的改善，將有效緩解電力行業在控制成本上的“投機取巧”，大幅降低由混合煤帶來的空氣污染問題；而對于石油而言，其對經濟的增長貢獻更大，其中GDP增幅達到了1.42%。由于開采技術的進步及運輸效率的提升，石油已逐漸代替煤炭成為主要的能源消耗品，比煤炭更高的發熱量，有效提升了企業的生產效率，從長期來看，將為社會發展帶來巨大的經濟貢獻。天然氣對各變量指標敏感程度較為均衡，均在1%～2%之間，主要原因在于，中國目前的天然氣使用量相對偏低，能源消耗品依舊以煤炭和石油為主，天然氣在經濟及能源環境方面的優勢還沒有完全凸顯，隨著天然氣使用的不斷推廣，其對經濟及環境的貢獻將會進一步提升。

5.2 成本有效性分析

由于下調工業結構及外貿程度等帶來的能源環境改善會在一定程度上使整體經濟呈現下滑趨勢，因此本文以各經濟變量的變化率與二氧化碳排放量的下降幅度之比作為各經濟變量的邊際減排損失，衡量政策變量調整的成本有效性，計算結果見表4、表5。

5.2.1 工業結構調整下的邊際減排損失分析

表4顯示，隨著第二產業比重的不斷下調，各經濟變量的邊際減排損失呈上升趨勢。以GDP為例，當第二產業比重下調1%時，二氧化碳邊際減排損失為0.71；下調3%時，邊際減排損失為0.87；下調5%時，邊際減排損失為0.94。第二產業下調初期，較小的降幅并未瓦解工業化帶來的經濟優勢，要素分配依然趨向于工業產出為主，此時并未對經濟發展帶來較大波動，減排損失在可控范圍之內。隨著第二產業比重不斷下調，經濟變量敏感性逐漸增加，此時工業化經濟逐漸解體，大面積工業聚集區消失，工業企業發展空間被擠壓，要素分配開始失衡，社會經濟呈現倒退發展趨勢。當第二產業比重持續下調，能源環境的改善與經濟發展之間逐漸失衡，原本相同的減排量需要更多的“經濟犧牲”為代價，這就使得邊際減排損失逐漸增大。

5.2.2 外貿結構調整下的邊際減排損失分析

表5所示，隨著外貿程度的不斷下調，邊際減排損失呈逐漸下降趨勢。以GDP為例，當外貿程度下調1%時，邊際減排損失為6.33；下調3%時，邊際減排損失為4.04；下調5%時，邊際減排損失為3.01；外貿結構調整初期，外貿限制使得資本外流，大量外資撤出造成了社會經濟狀態的失衡，資本存量降幅明顯，由于對溫室氣體減排量的低貢獻程度，此時的減排損失必然過高。隨著外貿比例的不斷下調，雖然對外資影響依然持續存在，但是外資撤出留下的經濟空缺變相地為國內資本投資帶來發展空間，內貿比例的提升一定程度上緩解了經濟的下降趨勢，當碳排放量保持同比例下將時，由于內貿比例的提升帶來的經濟降幅放緩，反而使得外貿下調的邊際減排損失呈現下降趨勢。

6 最優組合策略分析

本文在結合上述模擬變量設定的前提下，列出了總計27種不同策略組合，并得出了不同組合方式下各變量的變動情況（見表6）。數據結果顯示，大部分組合策略都是在改善碳排放量的同時，使得經濟變量呈現下降趨勢，這種策略對于工業化發展中期的中國不是可取方案。除此之外，僅有4種組合策略是在保證經濟增長的前提下實現了碳排放量的減少（脫鉤模式），分別為：“-1，1，-1”、“-1，2，-1”、“-1，2，-3”和“-3，2，-1”策略組合（表中下劃線表示）。

（1）四種組合策略中，“-1，1，-1”策略成效最不顯著，其無論對經濟增長或者能源環境的改善都不十分敏感。在這種組合條件下，雖然能保證社會效率為正值，但是依舊存在帕累托改進，沒有達到對生產要素的有效利用，沒有體現地區發展的異質性問題。這種組合條件下所產生的社會經濟狀況正是現階段中國大部分地區所面臨的經濟發展陷阱，如何擺脫這種困境，必須在制定策略時考慮到地區經濟發展的非均衡性。

（2）“-1，2，-1”組合策略對經濟變量最為敏感，GDP增幅可以達到3.24%，對碳排放的改善也有2.09%的貢獻。在這種組合策略下，經濟發展被看作是城市化推進的先決條件，大量的生產要素被優先分配于以經濟產出為主的企業部門，國民產出是該策略下地區意志的首要體現。能源環境問題作為經濟發展的衍生品，必然對城市化發展產生一定影響，但是相較于經濟發展的優先級，能源環境在該種組合策略下將給予更少的關注，經濟投入量相對較少，但依然能保證能源環境的良性發展。該組合策略更適用于正在嘗試城市化發展的經濟欠發達地區，經濟發展是這些地區的首要任務，在能源環境方面可以允許承擔更少的責任。

（3）“-1，2，-3”組合策略對各變量敏感程度相對較為均衡，能夠在保證GDP增幅為2.18%的前提下，實現碳排放量2.42%的降幅。這種組合策略對生產要素的分配相對均衡，投入產出并沒有過分的偏向任何部門，發展環境趨于穩定，其對經濟發展的傾向并不強烈，經濟呈現出常態化發展趨勢。能源環境方面，該組合策略在能源環境方面的重視程度與經濟增長相近，沒有過分的增加環境投入，碳排放量處于一種穩定下降態勢。這種組合策略適用我國大多數追求均衡發展的二線地區，城市化快速推進期已經度過，更加注重新時期下能源環境與經濟環境的協調發展。

（4）“-3，2，-1”組合策略更加傾向于能源環境的改善，碳排放量數據最為敏感，達到了3.28%的降幅，在四種組合策略中最高，同時GDP也能穩定在2.08%的增幅。該組合策略強調能源環境的改善大于一切，社會大量生產要素向能源方向集中，環境的改善成為其首要解決的問題。在環境改善的同時，少部分要素流向經濟產出，旨在保證經濟的平穩發展，避免經濟倒退效應的產生。這種組合策略特別適合于城市化進程已經完成、經濟發達的一線地區，這些地區更加注重能源環境及生活條件的改善，其對綠色生活環境的向往要大于對經濟發展的需求，由于經濟的高度發展，其在環境改善方面將承擔更大的責任。

7 結論與建議

本文將CGE模型與KAYA等式相結合，構建中國能源經濟環境CGE模型，并從產業結構、外貿程度、能源效率三個方面模擬碳排放量及社會整體經濟的變化情況。整體來看，第二產業比重下調將減少社會整體的能源依賴，帶動經濟環境向集約型發展，但是單純的去工業化發展同樣會帶來的嚴重的經濟負增長問題；第三產業比重增加將拉動社會全要素生產率提升，促使經濟“聚集效應”產生，經濟增長態勢顯著，與此同時，其對傳統工業行業發展空間的擠壓，也會對社會能源環境改善帶來積極影響；外貿程度下調會減少由于粗放式加工貿易帶來的二氧化碳排放量，但是過度的外貿限制將對社會整體資本及投資水平產生負面影響；能源效率的改進體現了能源技術的進步，顯著降低了社會總能源消費量，能源環境問題改善明顯，技術的進步提高了企業的生產效率，對社會產出值的增加具有一定貢獻。結合本文分析結果，給出以下結論及建議：

（1）產業結構、外貿程度及能源效率的改變均在一定程度上對能源經濟環境產生影響。二產占比及能源效率對能源環境影響最大，三產占比及外貿程度對經濟環境敏感程度更高。因此，在相關政策制定及實施時，應當多角度、多層面考慮問題。要想保證經濟穩定發展的前提下改善能源經濟環境就必須多管齊下，在加快經濟結構優化的同時大力發展節能技術，積極開發利用新能源設備，以經濟政策為主、技術措施為輔，實現多種政策手段的有效組合。

（2）根據模擬結果顯示，碳減排力度并非越大越好，要根據地區實際情況進行適當的環境改善。相關部門關于減排方案的選擇將對減排成本帶來直接影響，過度的碳減排要求會使得政策的有效性出現差異，同樣的減排成本并不一定會取得與之相應的減排成果。因此，在政策制定上，要結合不同地區，考察政策實施的有效性，在保證減排成本維持在可控范圍基礎上，完成相關減排策略的實施。另外，由于各經濟變量的敏感程度不一，因此，在政策實施時要循序漸進，避免減排成本過度波動，增加減排成本及難度。

（3）單一的碳減排方案的實施，很大程度上依賴于經濟發展的“讓步”，這就會使經濟發展與能源環境之間一直處于一種非均衡狀態。然而，政策的聯動實施，可以在保證減排成本有效性的前提下實現碳排放量的有效控制。針對不同地區的經濟差異，不同政策組合也可以實現對不同地區的差異化覆蓋。經濟發達地區應擔起更大的減排責任，在政策選擇方面更加傾向于能源領域，輔以經濟領域；對于中等發達地區，應兼顧經濟發展及能源環境改善；經濟欠發達地區，應當更加注重地區的經濟發展，在保證能源環境的前提下，優先發展經濟。

參考文獻：

[1] Kraft J， Kraft A.On the relationship between energy aNP[J]. Energy Development， 1978（3）：401-403.

[2] Solow， Robert M. The Economics of Resources or the Resources of Economics[J]. American Economic Review，1974（2）：1-14.

[3] Stiglitz， Joseph E. Monopoly and the Rate of Extraction of Exhaustible Resources[J].American Economic Review，1976（4）：655-661.

[4] Heal G.M. And Dasgupta P. Economic Theory and Exhaustible Resources[M]. Cambridge： Cambridge University Press，1979.

[5] 賀小莉，潘浩然.基于PSTR模型的中國能源消費與經濟增長非線性關系研究[J].中國人口·資源與環境， 2013，23（12）：84-89.

[6] 郭晶，王濤.中國能源消費與經濟增長關系的實證分析[J].統計與決策，2017，34（4）：138-141.

[7] Nordhaus W D， Stavins R N， Weitzman M L. Lethal model 2：the limits to growth revisited[J].Brookings Papers on Economic Activity，1992（2）：1-59.

[8] Nordhaus W D ，Regional Dynamic General Equilibrium Model of Alternative Climate-Change Strategies[J].American Economic Review，1996（86）：741-765.

[9] Grossman.G， Krueger.A. Environmental impacts of a North American free trade agreement[D]. CEPR Discussion Paper， 1991：644.

[10] Stokey. Are there Limits Growth[J].International Economic Review， 1998，39（1）：1-31.

[11] 劉榮茂.經濟增長與環境質量：來自中國省際面板數據的證據[J].經濟地理，2006（3）：374-377.

[12] 王敏，黃瀅.中國的環境污染與經濟增長[J].經濟學（季刊）， 2015，14（2）：557-578.

[13] 李茜，胡昊，羅海江，等.我國經濟增長與環境污染雙向作用關系研究——基于 PVAR 模型的區域差異分析[J].環境科學學報，2015，35（6）：1876-1886.

[14] Nick D. Hanley， Peter G. McGregor， J. Kim Swales， Karen Turner. The impact of a stimulus to energy efficiency on the economy and the environment： A regional computable general equilibrium analysis. Renewable Energy， 2006，31（2）：161-171.

[15] Ivan Vera， Lucille Langlois. Energy indicators for sustainable development， Energy Policy， 2007， 32（6）：912-919.

[16] 胡紹雨.我國能源、經濟與環境協調發展分析[J].技術經濟與管理研究，2013（4）：78-82.

[17] 趙芳.能源—經濟—環境非協調發展原因的經濟學解釋[J].中國人口·資源與環境，2008，18（4）：67-72.

[18] 蘇靜，胡宗義，唐李偉.我國能源—經濟—環境（3E）系統協調度的地理空間分布與動態演進[J].經濟地理，2013，33（9）：19-24.

[19] 逯進，常虹，汪運波.中國區域能源、經濟與環境耦合的動態演化[J].中國人口·資源與環境，2017，27（2）：60-68.

[20] 劉亦文，胡宗義.能源技術變動對中國經濟和能源環境的影響——基于一個動態可計算一般均衡模型的分析[J].中國軟科學，2014（4）：43-57.

[21] 趙偉，田銀華，彭文斌.基于CGE模型的產業結構調整路徑選擇與節能減排效應關系研究[J].社會科學，2014（4）：55-63.

[22] 郭正權，鄭宇花，張興平.基于CGE模型的我國能源-環境-經濟系統分析[J].系統工程學報，2014，29（5）：581-591.

[23] 張偉，朱啟貴，高輝. 產業結構升級、能源結構優化與產業體系低碳化發展[J].經濟研究，2016（12）：62-75.

[24] 曹俊文，曹玲娟.江西省農業碳排放測算及其影響因素分析[J].生態經濟，2016，32（7）：66-68.

[25] 戴小文，何艷秋，鐘秋波.基于擴展的 Kaya 恒等式的中國農業碳排放驅動因素分析[J].中國科學院大學學報， 2015，32（6）：751-759.

[26] 王長建，汪菲，張虹鷗.新疆能源消費碳排放過程及其影響因素——基于擴展的Kaya 恒等式[J].生態學報， 2016，36（8）：2151-2163.

[27] 鄭玉歆，樊明太.中國CGE模型及政策分析[M].北京： 社會科學文獻出版社，1999.

[28] 馬麗梅，張曉.中國霧霾污染的空間效應及經濟、能源結構影響[J].中國工業經濟， 2014（4）：19-31.

Optimal Policy Design for Coordinated Development of Energy Economy and Environment Based on CGE Model

QIU Lixin， XU Haitao

（Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266061， China）

Abstract：In China， the contradiction between energy consumption and economic growth becomes more and more severe. In view of this situation， the study constructed a Chinese Energy-Economy-Environment CGE model based on KAYA Equation and CGE model. This study quantified the effect degree of analog variable on sensitivity of energy economic structure and cost effectiveness of emission reduction， and then put forward some optimum combination schemes based on the research results. The results show that lowering the proportion of industrial structure will cause a positive impact on energy environment， and because of a high sensitivity on energy environment， the marginal abatement cost on industrial structure present an increasing trend； lowering the degree of foreign trade has a negative effect on economy， and the marginal abatement cost on foreign trade present a downward trend due to a low sensitivity on energy environment； increasing energy efficiency has the most obvious positive effect on energy environment， and different energy technologies have different sensitivities to the same policy variable； according to the combined strategy， we should adjust policies according to local conditions， economically developed area should undertake more obligations of emissions-reduction and economically less developed regions should give a high priority to the economic development within the range of environmental carrying capacity.

Keywords：CGE model； policy simulation； KAYA equation； Energy-Economy-Environment