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环境规制与化石能源消耗

范文

周肖肖+丰超+胡莹+魏晓平

摘要：为从根本上缓解经济发展的环境和能源压力，反思中国现行具有明显偏向性的环境政策能否在促进减排的基础上实现节能。在经济增长理论体系框架下，梳理环境规制与化石能源消耗的关系，从直接和间接两方面分析其非线性关系，指出环境规制节能的直接效应是绿色悖论和成本效应博弈的结果，间接效应则主要来自技术溢出和结构效应两个方面。在此基础上，引入生产技术进步、治污技术进步、产业结构、要素投入结构和能源消费结构作为中介变量，构建环境规制的节能路径模型，并基于2003-2012年中国省级面板数据，采用系统-GMM和门槛回归方法进行实证检验。结果表明：环境规制与人均能源消费呈现倒“U”型关系，即只有超越一定门槛，环境规制的节能效用才能凸显。然而，由于环保投资增速低于工业化速度，中国大部分省份都未能跨过这一道“门槛”，仍处在环境规制的节能悖论时期，一定程度上反映出中国环境规制政策存在水平较低、执行力不足等问题。环境规制的间接节能路径中技术溢出效应不显著，因技术进步的遵循成本效应与波特假说效应的不确定性，导致中国环境规制的节能作用中未能享受技术溢出的福利；而结构效应中仅能源消费结构交叉项显著为负，表明当前中国环境规制不仅未能倒逼产业结构升级实现节能，反而因产业转移、产业逆淘汰现象加速了化石能源耗竭；高耗能产业的资本密集型特征导致要素投入结构对环境规制节能效果的强化作用不明显；中国特殊的资源禀赋现状决定了以煤为主的能源消费结构，环境规制通过调整能源消费结构实现能源节约效果显著，未来持续发展的潜力巨大。同时证实存在中介变量的门槛效应，反映了不同技术水平和结构条件下，环境规制对化石能源消耗的影响不同。为此，建议未来环境政策因地制宜，充分利用对技术进步和结构变迁的引导作用，迫使能源峰值提前到来，实现其节能的政策目的。

关键词：环境规制；化石能源消耗；技术效应；结构效应

中图分类号：F205

文献标识码：A 文章编号：1002-2104（2015）12-0035-10

以资源密集开采和快速消耗实现城市化和工业化的中国经济随着环境容量和资源承载力的急速下降正面临着前所未有的压力，“黑色困惑”成为困扰中国经济健康持续发展的首要问题。自深刻认识到环境和能源成为经济发展的瓶颈以来，社会各界一直在探索实现经济增长和节能减排博弈均衡的方法。由于节能减排的公益性、外部性和动力缺乏性等导致了市场机制失灵，制度成为节能减排的突破口。其中，作为调控手段的环境规制制度是“十六大”以来中国政府一直积极推行的政策制度之一，近年来不断得到强化和正规化，在节能减排领域初见成效。然而，基于减排导向的环境规制更加关注对中国环境压力的缓解，强调治污在环境政策决策中的重要性，一定程度上弱化了节能的政策功能。节能和减排是一个问题的两个方面，不同行业能耗和排放存在非对称性，两者不能混为一谈。解决排放问题，重点应当是在经济发展中减少能耗，而不是能耗之后再去解决减排问题，因此，节能减排的根源是降低具有可耗竭性和环境负外部性的化石能源的消耗。我们不得不反思现行的具有明显偏向性的环境政策能否在促进减排的基础上实现节能，从根本上缓解经济发展的环境和能源压力。基于此，本文主要探讨环境规制对化石能源消耗的约束作用是否显著、作用的强度及其影响路径和内在机理，以期纠正环境政策实践的偏差，引导后续环境政策的调整和完善。

1文献综述

关于环境规制和化石能源消耗的理论研究基本上都是放在经济增长理论体系下，构建能源-环境-经济三元系统。不同假设（市场类型、效用函数、资源储量、污染类型等）和均衡条件下环境约束对化石能源消耗的影响莫衷一是，相关文献的结论可以归纳为以下三类：第一类研究结论认为，考虑环境约束下的化石能源最优消耗路径会放缓[1-3]；第二类则认为，环境约束先抑制化石能源消耗，后加速其开采速度[4]；此外，还有研究表明由于外部因素不确定性，环境约束对化石能源的消耗的影响亦具有不确定性[5-7]。

当前，部分学者以能源效率为研究对象，就环境规制和化石能源消耗（或节能潜力）的关系做了大量实证研究。实证结果基本上亦可以划分为三类：①环境规制提高能源效率，促进节能潜力提升。如：Sabuj[8]根据对印度水泥工业的实证研究证明环境规制具有双重红利：降低污染、提升能源利用效率。Bi et al.[9]通过比较考虑环境约束前后火力发电行业全要素能源效率变化，证明控制主要污染物排放能够同时提升环境效率和能源效率。②环境规制对能源效率具有“波特假说”效应。Valeria & Francesco[10]的研究表明在国际贸易背景下，环境规制对能源技术的出口动态影响符合波特假说。余永泽、杜晓芬[11]考察了我国政府采取的“胡萝卜加大棒”的激励约束机制成效，发现只有当经济发展飞越过某一拐点后，环境规制的节能减排效应才能充分发挥积极作用。③环境规制对能源效率的影响具有不确定性，因经济-环境-能源系统的复杂性和动态性，环境政策的节能效果取决于政策执行力和偏误程度。

已有文献将能源效率的改进情况作为评价环境规制对能源消耗约束效果的标准，忽略了能源效率和能源消耗之间的回弹效应，在能源消费基数较大的情况下，降低能耗并非易事。然而，文献中很少从“量”上对节能效果进行评估，未能与理论研究相对应。环境规制对化石能源消耗的约束是多条影响路径综合作用的结果。本文将从技术和结构两个方面探讨环境规制对化石能源消耗的作用机理和影响效果。

2环境规制的节能路径分析及模型构建

2.1环境规制节能机理分析

环境规制节能机理的最直接体现是“成本效应”，即通过一系列政策和措施将生产生活过程中产生的环境负外部性内生化，构成厂商的完全成本，从而提升均衡价格降低消耗量。然而，Sinn[12]的“绿色悖论”理论指出，随着环境规制强度的渐增，在可预见到未来更高的化石能源消耗成本情况下，厂商会提前开采能源，并在新的环境规制标准实施前出售完能源资产，造成短时间内环境和资源的迅速破坏。针对中国的实证研究中也同样发现“绿色悖论”现象[13-14]。因此，环境规制对化石能源消耗的直接效应体现为“成本效应”和“绿色悖论”拉锯的结果。

技术进步（技术效应）、结构优化（结构效应）等是节能减排的根本方法。环境规制通过自身政策导向功能引导不同类型的效应偏向。换句话说，环境约束机制的节能作用机理是通过引导技术进步方向和结构变革趋势从而实现能源资源节约（见图1）。有学者认为能源价格与技术发展是降低中国工业行业能耗强度的重要因素，不同类型技术的能耗不同[14]。若将能源以一种投入要素加入经济增长模型中，环境规制即是强制企业将能源资源的外部成本内部化，引致要素市场相对价格发生变化，一方面导致相对昂贵要素生产下降，即降低化石能源消耗；另一方面必然激发倾向于节约相对昂贵要素的技术进步发生[15]，相应的技术进步有三类：能源节约型技术进步主要降低稀缺性成本；污染治理型技术进步主要针对环境负外部性成本；后备技术进步主要是通过替代效应降低能源资源的使用价值。能源节约型技术进步的节能效果由于需求市场对能源密集型产品价格弹性的大小而最终表现为回弹效应或者技术溢出效应，因此，能源节约型技术进步与能源消耗的关系不确定。由于能源密集型产品往往都是污染密集型产品，治污技术进步降低了能源密集型产品的成本，形成较低的均衡价格（或抵消遵循成本导致的价格上升），最终促进化石能源的消耗。新能源的替代会挤占化石能源的一部分市场，但新能源技术的突破性进展会使资源开发者对未来悲观预期降低化石燃料的影子价格导致提前开采和消耗[16]，因此，后备技术进步对当前化石能源消耗的影响取决于替代规模。然而，由于替代能源所占比重较低，且后备技术进步难以衡量，同时考虑到新能源和化石能源较强的替代性，本文以全要素能源效率代替生产技术进步，一定程度上涵盖了后备技术的作用，因此，在后文实证检验中不再考察后备技术进步的作用。

环境规制的结构效应主要从要素投入结构、产业结构和能源消费结构三个方面予以解释：要素禀赋假说认为能源（污染）密集型产品往往都是资本密集型产品，一般发达地区具有生产能源密集型产品的比较优势，但是较高的环境规制水平一定程度上抵消了这种优势，因此，环境规制通过调整要素禀赋从而实现化石能源节约。随着中国工业化（特别是重化工业的兴起）的推进，产业结构作为节能减排的一条途径呈现严重的方向性偏误（一产不稳、二产不强、三产不大），产业结构升级的节能减排效果甚微，在稳增长的前提下，环境政策能否促进产业结构升级实现节能还有待考量。此外，能源消耗从自身内部特征出发，还受到能源消费结构的制约，中国能源需求具有两大基本特征，即增长较快和以煤为主的一次能源结构，不同能源具有不同热值和排放系数，煤炭作为中国主要能源在热值和排放都不具优势，若环境规制通过改变能源消费结构，降低煤炭消耗比重，则在一定程度上缓解能源需求的增长。

综上所述，环境规制对化石能源消耗的影响有直接和间接两条路径：直接效应是环境规制通过内部化环境负外部提升开采使用成本降低化石能源消耗与主导厂商对未来的悲观预期致使化石能源提前消耗两者博弈的结果。间接路径是指环境规制通过引导结构调整偏向和技术进步偏向从而实现节能的政策目标。不论是直接或间接影响，环境规制的节能效应都受到规制强度的影响，即当环境规制达到合适强度时，环境规制的直接效应、技术效应和结构效应才能发挥积极作用，实现节能的目标。因此，本文首先利用面板数据判断环境规制和化石能源消耗的非线性关系存在与否及其类型，进而利用门槛面板模型检验环境规制节能的“门槛效应”，为不同地区制定最佳环境规制水平提供参考。

2.2计量模型构建

为检验环境规制对化石能源消耗的直接效应，借鉴环境库兹涅茨曲线在分析环境污染和经济增长时采用的二次曲线分析方法，同时考虑被解释变量可能存在自相关，将其滞后一期纳入到解释变量中，构建如下动态模型：

3变量选择与数据说明

3.1变量选择

化石能源消耗（fec）：化石能源主要包括煤、石油、天然气等。各省能源消耗总量中扣除非化石能源消费量作为化石能源消耗总量，并以人均能源消耗（各省化石能源消耗总量/总人口）作为被解释变量的替代指标。

环境规制（er1、er2）：借鉴张成等的方法构建环境规制强度的指标er1和er2，即：er1=各省工业污染治理投资完成额/工业增加值，er2=各省工业污染治理投资完成额/规模以上工业企业主营业务成本。

技术进步变量：生产型技术进步（enve）和污染治理型技术进步（enve）分别以能源效率和环境效率作为其替代指标。本文秉承并拓展Wang et al.[17]的思路，考虑各年份省际间效率值的可比性，借鉴Wang et al.[18]的思想，结合超效率DEA和“能源-环境”效率评估模型测算中国30省份2003-2012年能源和环境效率。结构变量：经济结构（is），以第二产业增加值/GDP表示；要素投入结构（ins）以资本-劳动比表示；能源消费结构（ecs）以煤炭消费量占能源消费总量的比重衡量。

其他控制变量：人均收入（pgdp）以地方生产总值与总人口的比重表示；人均受教育水平（hl）将不同受教育等级分类并赋值，通过加权平均获得；外商直接投资（fdi）以实际利用外商直接投资占地方生产总值的比重表示；贸易开放程度（open）：以按境内目的地和货源地分进出口总额与地方生产总值的比重衡量。

3.2数据说明

数据主要来源于历年《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国能源统计年鉴》、《中国工业经济统计年鉴》以及高校财经数据库。样本期为2003-2012年。为保证数量级一致，对部分变量取对数，下文数据操作均在软件Stata12.0上完成。

4环境规制对化石能源消耗的直接和间接效应实证检验

Hausman检验结果表明固定效应模型较优，考虑变量之间可能存在互为因果的内生性问题，且在影响经济增长的各项因素中必然存在不可观测的个体效应，故采用系统广义矩阵法（GMM），加入解释变量的滞后项，进行动态面板模型估计。

4.1直接效应分析

首先对环境规制对化石能源消耗的直接效应进行估计，回归结果如表1所示，可知模型通过检验，可有效用于下文分析。模型I中环境规制强度对人均化石能源消耗的影响系数为正，说明环境规制不仅没有降低化石能源消耗，反而促进其消耗，呈现“绿色悖论”现象。可能原因在于中国环境规制相关政策一直处在摸索阶段，环境规制政策尚未形成完善的系统化制度体系，环境规制强度水平与国际水平相比较低，加之逐渐恶化的生态环境压力及不断升级的国际舆论压力，在可以预见的未来，国内环境规制必将更加严格，厂商在短期内加速化石能源的开采，并在新的环境规制实施和新技术开发之前，快速销售完化石能源资源是符合理性选择的。同时，环境规制的效果还与规制政策的稳定性和形式密切相关，稳定、形式合理的环境规制政策规制效果越好[1]。因此，当前还处在“摸着石头过河”探索发展阶段的中国环境规制政策未能实现节能反而促进化石能源的快速消耗是中国节能减排这一长期过程中不可避免的短期“绿色悖论”现象。

模型II中环境规制强度变量的一次项和二次项系数分别为正数和负数，且在统计上显著，而模型III中环境规制的三次项系数不显著，说明环境规制与人均化石能源消耗之间呈现倒“U”型关系，拐点大约在1.212E-02。与环境规制强度的均值4.2044E-03和中位数3.3231E-03相比，说明大部分地区的环境规制水平处在拐点水平之下，类似于“EKC”曲线，在普遍较低的环境规制水平下，中国大部分省份的人均化石能源消耗仍处在“爬坡”阶段。

整体上环境规制与人均化石能源消耗呈倒“U”型关系的原因在于：环境规制的直接节能效应是成本效应和“绿色

悖论”综合作用的结果，在规制水平较低的初期，绿色悖论现象占据主要角色，较低的环境规制虽然在一定程度上增加了化石能源的开采和消耗成本，但是由于环境规制水平较低，制度涵盖范围不够全面，并不能纠正中国资源市场长期以来的价格扭曲现象，加之，厂商由于对未来的悲观预期必然提前开采和销售更多的化石能源，导致化石能源

与非化石能源相比仍具有一定的价格优势。此外，能源消费本身具有技术上的路径依赖性，技术进步是一个长期过程，短期内难以实现新能源技术大规模替代，化石能源仍继续占据主流能源地位。随着环境规制强度的逐渐提高，“成本效应”凸显，较高的化石能源成本逼迫部分厂商不得不突破行业壁垒退出市场，严格的环境规制倒逼留下来的厂商努力寻找降低成本的方法，环境规制的节能效果最终随着技术进步和结构调整显现出来。

模型I-III的回归结果中人均化石能源消耗的一阶滞后项系数显著为正，说明动态效应显著，上一期化石能源消耗对当期化石能源消耗具有显著的正向驱动作用。除生产技术进步的回归系数显著为负外，治污技术进步、经济结构、要素投入结构及能源消费结构对人均化石能源消耗的回归系数在10%的水平上均显著为正。说明生产技术进步促进能源利用率的提高并未呈现“回弹效应”，切实促进了化石能源的节约。治污技术进步作为企业应对环境规制的手段之一，促进了化石能源的消耗，说明当前环境规制水平下，企业通过末端治污的边际绩效较高，一定程度上缓解了环境规制带来的成本压力，在“绿色生产”的庇护下加速了化石能源的耗竭。第二产业包括工业和建筑业，均属能源密集型产业，反应了中国以第二产业为主的经济结构是化石能源快速消耗的主要因素之一。要素禀赋假说认为能源密集型产品一般都是资本密集型产品，要素投入结构的回归系数在1%的水平上显著为正说明中国尚未超越资源型产业攀升到工业阶梯之上。能源消费结构与人均化石能源消耗正相关，一定程度上说明了中国“富煤贫油少气”的资源禀赋现状诱导部分地区过渡依赖煤炭发展资源型经济，以煤为主的能源消费结构必将成为减少化石能源消耗的瓶颈之一，能源资源富集地区应警惕“资源诅咒”现象的发生。

其他控制变量的回归结果呈现以下特征：人均收入显

著地与人均化石能源消耗正相关，说明中国传统的高能耗、高污染的生产方式并未彻底改变，经济发展建立在能源资源的过渡开发利用之上。人均受教育水平反映的是人力资本的质量，体现一国对未来生产性投资的重视程度，一定程度上反映节能意识的高低，人均受教育水平的回归系数显著为正，反映了我国较低的人力资本质量加速了资源浪费，间接说明中国较低的教育投资以及极端不平衡的人力资本分布结构已经成为阻碍节能减排的潜在因素之一。外商直接投资与人均化石能源消耗在10%的水平上呈显著正相关关系，说明中国在外资利用上缺乏科学的引导机制，导致FDI更多流向“两高一资”产业成为“坏”的资本，未能发挥其作为技术溢出载体的光环效应。贸易开放程度与被解释变量的显著正相关关系一定程度上反映了中国进出口产品以资源型产品为主的结构。

为了考察环境规制的节能效果的稳健性，以er2作为环境规制的衡量指标进行了类似的回归，下文中各个模型均进行了基于er2的类似回归，回归结果均与基于er1回归的结果相一致，限于篇幅，相应回归结果不再给出。

4.2间接效应分析

表2是环境规制的间接节能效应动态面板回归结果。本文以环境规制变量与技术进步变量和结构变量的交叉项分别体现环境规制影响化石能源消耗的间接途径。模型IV-XI均通过过渡识别检验，同时扰动项不存在自相关说明工具变量选择合理，模型回归结果有效。

由模型IV-VIII的回归结果可知在控制单独间接路径条件下，仅环境规制与生产技术进步和经济结构的交叉项在10%的水平上显著，说明在未能完全刻画环境规制的间接节能路径的情况下，环境规制与生产技术进步协同作用的结果反而促进了化石能源的消耗，与直接效应结果相比，生产技术进步的系数发生变化，说明在不存在生产技术进步回弹效应的情况下，环境规制抑制了生产技术进步，表现为“遵循成本”效应，并最终导致化石能源消耗高居不下。同理，环境规制与经济结构的交叉项系数在10%的水平上显著为正，结合直接效应的回归结果，说明环境规制在调整经济结构方面并没有像理论预期一样，通过较高的成本挤出竞争力弱的企业，提高行业集中度的同时降低化石能源消耗。究其原因在于在环境规制政策开展初期，规制水平整体偏低，在较高的行业壁垒和技术锁定效应的作用下，加之，中国工业化进程对资源型产业的过度依赖以及中国阶梯发展的产业结构，参差不齐的环境规制政策给自东向西转移“两高一资”产业的权宜之计提供了保护伞，经济转型策略的现实绩效差强人意（特别是资源禀赋型产业），通过产业结构升级实现间接节能的期望破灭。其他变量的交叉项回归结果均不显著，说明其作为单一间接路径的影响力较小，难以与环境规制制度产生共振的节能效应。

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