能源消耗二氧化碳排放与中国工业的可持续发展讲解.docx
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能源消耗二氧化碳排放与中国工业的可持续发展讲解
2009年第4期
能源消耗、二氧化碳排放与
*中国工业的可持续发展
陈诗一
内容提要:
在金融海啸凸显实体经济重要性和工业反哺农业时代要求的背景下,本文
讨论了以高能耗和高排放为特征的中国工业的可持续发展问题。
为此本文构造了中国工业38个二位数行业的投入产出面板数据库,利用超越对数分行业生产函数估算了中国工业全要素生产率变化并进行绿色增长核算。
本文的结论是,改革开放以来中国工业总体上已经实现了以技术驱动为特征的集约型增长方式转变,能源和资本是技术进步以外主要驱动中国工业增长的源泉,劳动和排放增长贡献较低甚至为负。
但是,一些能耗和排放高的行业仍然表现为粗放型增长,必须进一步提高节能减排技术,最终实现中国工业的完全可持续发展。
关键词:
能源消耗二氧化碳排放全要素生产率工业增长方式可持续发展
一、引言
新中国成立60年来,中国经济取得了令世界瞩目的高速增长,GDP年均增长率达到8%¹,特别是1978年改革开放以来,年均增长更是高达918%,相对于前30年的大起大落和剧烈波动,新的经济增长更加平稳有序。
众所周知,中国增长具有浓厚的二元经济色彩,是以农业补贴工业取得的,正如图1a所示,以农业为代表的第一产业的GDP份额从解放初期的超过50%持续下降到2006年的1117%,年均增长远低于全国平均水平,只有314%,而工业GDP则保持了高达1115%的年均增长,其份额从1952年的1716%稳步提高到2006年的4313%。
中国工业的这种高增长依赖于重要要素的大量倾斜投入,以改革开放期间为例,工业总产值年均增长达1112%,工业资本存量年均增长912%,工业能耗和二氧化碳(CO2)排放年均增长分别达到6%和613%,而工业部门所吸纳劳动力的增长率只有119%。
从图1b也可以看出,改革开放期间只占全国4011%的工业GDP的取得却消耗了全国6719%的能源,排放出全国二氧化碳的8311%。
显然,中国工业的高增长带有明显的高投资、高能耗和高排放的特征。
在这个相对漫长的工业化初期阶段,固然农业和工业之间的发展是失衡的,但是本文更关心的是严重依赖资源投入的中国工业增长的可持续性问题。
这在金融危机彰显实体经济重要性的今天以及中共十七届三中全会提出全力推动工业反哺农业的时代背景下更具有重要的现实意义,也是最终实现中国经济又好又快发展的根本保证。
可持续发展思想是在上个世纪70年代以来能源危机和环境灾害频发基础上发展起来的,1987年联合国环境与发展委员会首次采纳可持续发展概念,并被国际社会广泛接受。
当然,基于不同领*陈诗一,复旦大学中国社会主义市场经济研究中心,邮政编码:
200433,电子信箱:
shiyichen@。
作者感谢上海市浦江人才计划、上海市重点学科建设项目(B101)和复旦大学985国家哲学社会科学创新基地/中国经济国际竞争力研究0课题对本研究的资助,同时感谢匿名审稿人的有益评论,文责自负。
¹这里增长率都按几何均值计算而得,其中GDP、工业总产值和资本存量增长按1990年可比价水平计算。
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陈诗一:
能源消耗、二氧化碳排放与中国工业的可持续发展
图1中国经济增长与能源消耗、二氧化碳排放(1953)2006)
数据来源:
5新中国55年统计资料汇编6、历年5中国统计年鉴6和5中国能源统计年鉴6等。
作者绘制。
域的具体运用,可持续发展的定义多种多样,其中较多是从经济、技术、环境和社会这些维度来进行定义,并使用不同模型来度量可持续性,涉及资源配置、技术进步、节能减排、收入分配、公平和制度等众多指标。
比如,林毅夫(Lin,2004)认为技术进步是判断经济增长是否可持续的重要指标,基于中国可以利用后发优势从发达国家引进技术的判断,他断言中国经济在未来二三十年仍然可以保持年均8%的高增长。
大多数文献基于新古典增长理论框架,根据经济增长方式的改变来判断经济发展的可持续性,认为要素扩张型为主的粗放型增长不可持续,只有生产率不断得到改善的集约型增长才是可持续的(Solow,1957;Krugman,1994;Young,1995;Zhengetal.,2007)。
其中比较著名的是Krugman和Young根据全要素生产率核算结果得出东亚增长主要由要素投入推动,在长期是不可持续的结论。
当然也不乏对此提出批评的研究。
然而,这些研究长期以来很少考虑资源和环境因素对增长的影响,背离了可持续发展概念是由对能源和环境问题的担忧而催生的这样一个
现实。
图2主要国家能源消耗和二氧化碳排放比较(1965)2006)
正如前述,中国工业的高增长是以高能耗和高排放为代价的,在经济发展高度全球化的今天,数据来源:
摘自2007年5世界能源统计年鉴6等。
作者绘制。
能源价格的大幅提高和环境质量的急剧恶化必然会对中国经济带来深远影响,对中国工业发展可持续性的研究不能再忽略能源和环境要素。
图2清楚显示,伴随着中国的初步工业化,能源消耗和碳排放急剧增加,目前已经成为仅次于美国的全球第二大能源消耗国和二氧化碳排放国,其中又以二氧化碳排放增长最快,这与中国一次能源结构中不洁净的煤炭所占的比例很高相关。
事实上,中42
2009年第4期
国政府已经意识到节能减排对经济持续健康发展的重要意义,早在1997年5京都协议书6签订之前就开始着手关闭大量的小煤矿、小火电等企业,淘汰水泥、钢铁等行业的落后产能。
现代企业制度改革也促使企业引进节能减排技术,节约能耗降低生产成本。
煤炭等资源价格的市场化改革和非国有工业的快速发展所导致的投资主体多元化也使得稀缺资源在行业间的配置更有效率。
这些努力初见成效,从图1和图2可以看出,从1990年代中期到本世纪初,中国的能耗和排放增长得到了显著抑制,单位GDP的能耗和碳排放也持续下降。
然而,2003年后,中国的重化工业化趋势再度显现,房地产和汽车工业的快速发展,基础设施投资的持续加大,机电和化工等产品出口份额的增加,所有这些都带动了采掘业、石油和金属加工业、建材及非金属矿物制品业、化工和机械设备制造等重化工业行业的急剧膨胀,中国的能耗和排放再次大幅增长,这给国家十一五规划提出的在2005年基础上降低单位GDP能耗20%的指标带来了极大的挑战,也在学术界引起了中国应该走何种工业化道路的激烈争论。
不管怎样,中国的工业化和城市化进程不会停止,能源和污染密集型的钢铁、水泥和化工等行业在可以预见的将来仍然会在经济中发挥不可替代的基础作用,事实上我们正面临着利用重要战略机遇期迅速实现工业化与进行结构调整和增长方式转变的双重压力。
随着科学发展观与构建和谐社会理念的提出以及中国经济和科技实力的明显增强,节约能源与环境保护已经成为转变发展方式和促进国民经济又好又快发展不可或缺的组成部分(中国科学院可持续发展战略研究组,2008)。
因此,研究能源和环境如何影响中国工业的可持续发展就十分必要和紧迫。
本文尝试把能源和环境维度引入可持续发展分析,通过一个扩展的新古典增长模型来进行生产率度量和绿色增长核算,从高能耗、高碳排放对中国工业的增长和生产率的影响两个方面来考察中国工业发展的可持续问题,尽管这没有涵盖可持续发展概念的全部。
正如Jorgenson等(2000)指出的,总量数据和总量生产函数并不足以刻划工业增长的全貌,本文使用1980)2006年中国工业分行业面板数据库和分行业生产函数来揭示中国工业二位数行业的发展模式,并回答以下两个主要问题:
(1)中国工业的发展模式可持续吗?
投入要素特别是能耗和二氧化碳排放与中国工业的生产率和增长之间的关系是怎样的?
(2)不同能耗和排放特征的行业对中国工业全要素生产率的影响有何不同?
高能耗和高污染水平的重化工业行业的生产率表现到底如何?
本文接下来的结构安排如下:
第二节综述研究能源和排放的文献,特别阐明能源和排放要素在经济增长方程中的作用;第三节介绍本文使用的新古典增长模型以及相应的生产率度量和增长核算方法;第四节描述中国工业分行业面板数据库的构造,其中资本存量和二氧化碳排放的估算方法和部分结果参见附录;第五节对实证结果进行讨论,并回答上文提出的两个问题;最后给出本文的结论及政策性含义。
二、文献综述
关于能源和环境问题的研究文献可以分为两大类。
一类集中于考察影响能源或环境变化的因素,比如中国1990年代中后期能耗和污染排放为什么出现停滞或下降。
这类文献通常利用各种分解技术把能耗(或排放)变化(或强度,或弹性)拆分成几种效应,比如从重工业向轻工业转移的结构效应、技术进步或效率变化效应等;或者利用回归进行因素分析,最终找出主要的解释原因。
另一类文献则反方向研究能源或环境对产出的影响,比如收入与环境关系的Kuznets曲线研究以及把能源或排放纳入增长理论模型的研究。
本文遵循第二类文献中的增长理论框架,把能源消耗和二氧化碳排放作为与传统要素资本和劳动并列的投入要素引入超越对数生产函数来估算中国工业分行业的生产率,并进行绿色增长核算,以分析能源和环境对中国工业可持续发展的影响。
下面简述能源和排放变量在增长方程中的作用以及通常的处理方法。
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陈诗一:
能源消耗、二氧化碳排放与中国工业的可持续发展
基于对能源问题的大量研究,人们已经普遍承认能源因素对经济成长的表现至关重要。
文献中对能源变量的处理比较简单,通常比较一致地把能源消耗看作新的投入要素并在可持续增长中发挥其作用。
具体而言,能源不仅可以被看作生产过程的中间投入品,以其市场价格构成最终产品的部分价值,而且也和传统的资本和劳动要素一样,在生产过程中发挥价值创造的功能。
Jorgenson首先提出了著名的KLEM模型,即把能源和其他原材料作为中间投入品,与资本和劳动一起引入生产函数,对美国二战后的经济增长和生产率进行分析,该模型被广泛运用至今。
国内的相关研究如林伯强(2003)。
对环境污染排放变量在增长可持续研究中的处理有些复杂,由于缺乏污染的市场定价或与污染税相关的环境政策,把污染排放计入生产成本比较困难,因此,长期以来往往被研究所忽视。
目前,文献中通常有两类处理排放变量的方法:
一种方法也把污染排放作为投入要素,不过是未支付的投入,与资本和劳动投入一起引入生产函数,代表文献如Mohtadi(1996)等,把排放和能源一起作为投入的代表文献有Ramanathan(2005)、Luetal1(2006)等;另一种方法则把污染看作非期望产出,和期望产出(比如GDP)一起引入生产过程,利用方向性距离函数来对其进行分析,比如Chungetal.(1997)、涂正革(2008)等。
本研究采取把二氧化碳排放看作投入要素的第一类处理方法,是基于这样的思路,即自然环境吸纳和沉积废弃物的功能可以为经济提供某种形式的社会资本服务,经济活动单位通过这种社会资本服务或者说对自然环境的消耗可以在给定其他投入要素的前提下增加它的产出水平;然而,虽然个别经济单位可以通过增加污染排放来提高其净产出,但是累积的排放物会通过降低整体环境所提供的社会资本服务的质量而最终给各个经济单位带来负的外部性。
也就是说,无管制的污染排放作为投入会通过两种方式作用于经济增长,一种是以自然环境面目发挥社会资本的作用,对增长的影响为正,此时,排放就类似于生态形式社会资本的投入使用;当然,持续的环境资本消耗自然会导致总的社会资本的下降,进而降低自然环境的质量,这时排放对增长可持续性的影响则是负面的。
这种无管制排放对经济成长的最终影响取决于两种效应的相对变化。
如果存在环境管制,那么减排也会消耗或占用本来用于生产好产出的某些投入,因而会相应降低期望产出的数量。
当然,参数化生产函数的单一产出特性也要求把排放作为投入处理,方向性距离函数虽然可以同时处理多产出,但是其非参数化特征使得分析投入对增长的影响时不太方便。
三、方法
本文分析对象为1980)2006年间中国工业38个二位数行业,分行业生产函数设定为:
Yit=f(Kit,Lit,Eit,Cit,t)
(1)
其中,下标i代表工业分行业(i=1,2,,,38
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