能源持續利用、環境治理和內生經濟增長

摘要 能源可持續利用和環境保護是一國經濟可持續發展的重要內容。中國經濟要保持長期快速增長，就必須維護環境質量，避免能源耗竭。本文把能源和環境引入生產函數，建立了一個在能源和環境雙重約束下的內生經濟增長模型，并借助該模型討論經濟可持續增長和能源持續利用的條件，研究環保投資在環境保護和經濟增長中的作用，分析我國環保投資和能源開發中存在的問題。結果表明：在能源和環境的雙重約束下，維持經濟可持續增長必須促進人力資本積累，提高環保投資效率及其對改善環境質量的貢獻率，降低能源強度并加大可再生能源開發。因此，只有建立能源節約和再利用的循環經濟，依靠技術進步支撐經濟增長方式轉變，保護自然環境和生態平衡，我國才能實現經濟可持續增長。

關鍵詞 能源；環境；經濟增長

中圖分類號 F061.3 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2007）05-0027-06

能源可持續利用和環境保護是經濟社會可持續發展的重要組成部分。改革開放以來，我國經濟建設取得了令人矚目的成就，然而伴隨經濟高速增長和工業化進程加快，能源緊缺和環境污染已嚴重制約我國社會經濟發展。如何實現能源發展與環境保護的雙贏，是全社會普遍關注的熱點問題。為了實現經濟可持續增長，我國必須在能源、環境的雙重約束下尋求經濟增長的最優路徑。

1 文獻綜述

耗竭資源（主要包括不可再生能源和礦產資源等）曾經是20世紀70年代經濟增長理論研究中的一個重點。這一時期的研究成果主要通過將耗竭資源引入新古典增長模型，探討其對經濟長期增長的影響。Rashe和Tatom［1］首次將耗竭資源引入CobbDouglas生產函數，試圖尋求耗竭資源利用和長期經濟增長之間的基本規律。Hartwick［2］則從社會總財富代際公平的角度去衡量耗竭資源的最優分配，主張用總資本存量指標來度量可持續發展，并提出著名的Hartwick準則。將耗竭資源引入新古典增長模式雖然確立了其在經濟增長中的作用機制和影響力，卻無法克服新古典增長模式的內在矛盾，即長期經濟增長依賴要素收益遞增，而新古典增長模式卻以收益遞減為理論前提。在技術不變的假定下，收益遞減注定了資源耗竭率隨經濟規模擴大而遞增，如果資源再生率小于耗竭率，一國經濟最后只能進入零增長。

20世紀80年代中期以來，以Romer、Lucas、Stokey、Aghion、Howitt、Grossman 和Helpman等人為代表的一批經濟學家，在對新古典增長模式重新思考的基礎上，提出了以內生技術變化為核心的新增長理論，重視對知識外溢、人力資本外在性、新產品引進、知識外溢和邊干邊學［3～6］等新問題的研究。新增長理論將知識和專業化的人力資本引入增長模式，認為人力資本積累可以使其他投入要素的收益和總規模收益遞增。在此基礎上，楊宏林、田立新等［7，8］將能源引入Lucas的內生增長模型，討論了人力資本積累在擺脫能源存量限制中的作用。王海建［9～12］以多種內生增長模型為基礎，研究了資源耗竭、人力資本積累與經濟增長之間的關系。于渤、黎永亮、遲春潔等［13］把能源耗竭和污染治理同時引入內生增長模型，更為全面地描述經濟可持續增長的必要條件。這些研究成果雖然考慮了能源和環境對經濟的約束，但只注意到污染對經濟增長的負作用，并沒有注意環境質量對經濟增長的貢獻，同時還忽略了環保投資對環境質量的改善能力。為解決這一問題，本文試圖在Lucas［4］，Aghion和Howitt［14］的研究基礎上，將能源和環境質量同時引入生產函數，探討在此雙重約束下的經濟可持續增長。

2 能源與環境雙重約束下的產出模型

2.1 能源、環境與產出

張?彬等：能源持續利用、環境治理和內生經濟增長在新古典增長模式中，資本邊際收益遞減導致經濟增長嚴重依賴于能源存量。為克服該缺陷，本文借助Lucas模式，將人力資本積累引入生產函數。假定勞動力總量恒等于人口總數且為常數，將生產函數中的各個要素投入標準化為人均水平。用B_t來表示一個典型生產者的技能水平，且該生產者投入u_t份額的非閑暇時間用于商品生產，而將1-u_t的時間用于人力資本積累。

為了在增長模型中考慮環境和能源問題，Stokey［15］、陳超和王海建［16］等將環境污染引入生產函數，但他們衡量污染程度的變量實際上不受技術變化和環境治理的影響，因此在某種程度上具有將環境影響外生化的含義。于渤等［13］提供的方法雖然將環境和能源問題內生化，但由于污染物對產出只可能具有負的貢獻率，模型難以解釋環境對經濟增長的正效應，而且沒有充分考慮環保投資對環境的影響。為了解決這些問題，本文同時將能源和環境質量引入生產函數。假定能源投入m_t，環境質量Rt都是產出的必要條件，則經濟中的人均產出Y_t取決于人均資本存量K_t，有效勞動B_t×u_t，能源投入m_t和環境質量R_t，生產函數F采用Cobb-Douglas形式，考慮時間連續的情況并略去下標t，有：

2.2 消費和投資行為

我們將投資分為2種，一種直接增加資本存量，另一種則用于改善環境質量。因此支出由3個部分組成：消費C，資本累積Κ^＆和環保投資E，在不考慮資本折舊的情況下有：

為了簡便起見，假設環保投資和資本存量之間存在如下關系：E=pK，其中p∈(0，1)為環保投資占資本存量的比例，則有：

2.3 人力資本積累

根據上文假定，生產者將1-u的時間用于人力資本建設，則一個典型生產者人力資本的變動為：

其中，W相當于熊彼特模型中創新速率與研究技術參數的乘積，可以被視為人力資本生產累積率。

2.4 環境約束

為了將環境約束引入內生增長模型，我們假定環境質量R受兩個方面的影響。一方面，環境有自我凈化能力；而另一方面，人類的生產活動對環境發展產生影響。因此，定義環境約束方程如下：

2.5 能源約束

為了實現經濟可持續增長，決策者必須將一定的能源投入生產（本文假定能源的生產能力總可以滿足社會對能源的需求）。用S代表人均能源存量，則S包含兩種不同性質的能源，一類是可再生能源，另一類是不可再生能源。可再生能源的存量以一定的速度增長；不可再生能源的存量雖然不可長期增長，但隨著勘探和生產技術的不斷進步，可利用的不可再生能源也可發生變化。假設能源存量S的自然增長速度（即不考慮能源消耗下的增長速度）為常數μ，投入生產的能源為m，則能源存量S的變化率滿足如下方程：

2.6 消費者效用最大化

4 經濟增長、能源可持續利用與環境保護結果分析

4.1 經濟可持續增長的條件

從環境來看，一方面，提高環保投資力度和效率使環保資本存量逐漸加大，環保投資貢獻率上升則保證產出對環境質量的負面影響可以被降到一個適當水平，假如該水平不高于環境自潔率，一國經濟增長將不會導致生態環境的持續惡化。另一方面，作為要素投入的環境質量上升可以推動經濟增長。從能源來看，提高能源勘探技術和利用效率加大了不可再生能源的增長率，而開發可再生能源則提高其在能源生產消費結構中的比例，二者的聯合作用可以保證能源存量正增長，能源實現可持續利用。從技術來看，人力資本投資——尤其是人力資本的外在效應具有遞增收益，它使人力資本成為“經濟增長的發動機”。同時，隨著人力資本積累和技術進步，環保投資對環境質量的貢獻率和能源再生率都得到提高，從而實現能源可持續利用和生態環境可持續發展。

4.2 能源消耗與經濟可持續增長

由于能源是生產活動的必要組成部分，因此對于封閉式經濟而言，能源存量S不能為負，即能源存量增長率ｇS必須大于零。由式（25）、（26）可得能源持續利用的條件：

通過式(35)可知，只要μ-ρ≥0且式（34）成立，則能源存量S遞增，經濟在能源可持續利用的基礎上實現長期增長。同時，該結論表明：能源可持續利用和經濟可持續增長都需要一個較大的能源再生率μ。因此一國必須降低能源強度，提高不可再生能源勘探和利用的技術水平，并積極開發可再生能源。

在建設與中國經濟增長、資源和環境狀況要求相適應的能源開發和利用體制方面，市場機制比行政手段更有效。選擇能源跨期利用的合理路徑主要依靠市場，同時輔以適度的政府干預。為了建立有效的市場機制，實現能源優化配置，必須讓價格真實地反映供求關系，從而能夠引導適度投資。因此，降低能源強度的關鍵是在經濟發展戰略中考慮到能源約束，建立合理的能源價格機制，使能源價格既能反映能源資源稟賦，又能反映能源生產成本，還能反映能源消費所帶來的外部效應。

在建立合理的能源價格機制的同時，還要充分鼓勵可再生能源的發展。模型結果表明：不可再生能源的自然增長受到能源儲量的限制，只能依賴于勘探和利用技術的提高，因此其自然增長率隨時間推移逐漸收斂于零；而可再生能源的自然增長率不受儲量限制，可以保持一個相對較高的水平。我國能源供求結構上以煤炭、石油為主，可再生能源開發利用較為落后，能源的總體自然增長率偏低。近年來，世界油價盤踞高位，國際能源環境不甚樂觀。因此，解決能源問題必須立足國內，通過產業結構、產品結構和能源結構調整提高能源開發利用的效率，有序擴大非煤炭能源生產，充分利用水能，并積極開發可再生能源。

4.3 環境保護與經濟可持續增長

經濟可持續增長的條件和式（23）表明：必須使環保投資在資本存量中的比例p保持不變，且對環境質量改善的貢獻率a₁相對較高。這意味著隨著經濟規模的不斷擴大和資本存量上升，環保投資額度必須隨之增大，效率逐漸提高，方能保證經濟可持續增長。其中，環保投資比例p可以通過如下方法確定：

從模型結果可知：環境保護與經濟可持續增長密切聯系，而解決環境問題的關鍵在于加大環保投資數量，提高投資質量。近年來，我國在污染治理、環境質量改善和生態保護等方面的投資取得了較好的成效，但現行環保投資仍延續計劃經濟下的體制，存在著諸多問題。

首先，我國環保投資總量不足。環保投資主體單一，政府投資占主導地位，而私人投資相對較少。由于環境經濟存在外部性，私人邊際成本和社會邊際成本、私人邊際收益和社會邊際收益不一致，導致按企業利潤最大化確定的產量和按社會福利最大化確定的產量嚴重偏離。在缺乏平衡機制的條件下，這種偏離無法在市場上自動消除，因此企業沒有減排降污的意愿和必要。另一方面，市場機制無法自動將克服外部性的能力轉化為企業優勢，因此實施環境保護的企業在成本收益上并不顯著優于未實施環境保護的企業，從而缺乏繼續實施環保行為的動力。當環保行為無法改善企業自身福利時，環保投資的市場規模和收益就難以準確衡量，導致私人資本不愿介入，只能依賴有限的政府財政。從實際情況看，我國環保投資在財政預算支出中的比重遠低于發達國家，偏低的環保投資水平限制了政府對環境保護的宏觀調控力度，一些典型的環境問題得不到及時有效的解決。

其次，我國環保投資效率不高。從技術層面分析，我國環境保護技術較為落后，環保設施長期得不到維護和更新，加之運營管理效率不高，導致設施難以達到設計的預期效果。從投資模式層面分析，環保設施建設和運行效率低的根源在于缺乏市場競爭機制。長期以來，我國環保采用政府投資建設、事業單位管理運營的模式，不利于環保行業競爭。大部分污染企業都是自建自營環保設施，沒有充分利用社會分工，不能發揮專業化治污企業的資金技術優勢和規模經濟效應。分散治理模式導致環保投資效率損失嚴重，投資回報率低，環保企業投資意愿淡薄，從而嚴重制約我國環保業發展。從制度層面分析，以政府為主體的環保投資有時只注重局部污染防治，而忽略綜合環境治理。此外，由于環保投資缺乏有效的監督機制，本應用于污染治理的資金常常被擠占或挪用，減弱了環保投資的實際效率。

模型分析的結果要求環保投資額度和效率必須同時提高，二者是一個相互關聯的整體。環保投資效率低下增加了籌集環保資金的難度，而資金不足則無法改進環保投資效率。另外，從我國現有的財政約束和環保業狀況來看，增加政府環保投入有一定難度。因此必須提高環保投資質量、加大環保投資對環境質量改善的貢獻率，并同時培育多元化的投資主體，解決環保投資不足和效率不高的問題。

5 結論與政策建議

上述研究表明，實現經濟可持續增長必須維護環境質量，并保證能源存量能充分滿足能源需求，否則，經濟增長必然受到環境污染和能源耗竭的制約。近年來，中國經濟保持了較高的增長率，但經濟增長所付出的資源環境代價過大。例如，按現行匯率計算，2006年中國GDP總量占世界的比重約5.5%，但能源消耗卻占世界的15%左右。能源消耗和環境壓力表明：中國仍然沒有擺脫以“高投入、高消耗、低效率”為主要特征的粗放型增長方式。如果不盡快轉變增長方式，中國經濟將難以維持長期快速增長。

轉變經濟增長方式必須建立能源節約和再利用的循環經濟，減少環境污染和能源耗竭對經濟增長的制約。從主要依靠資金和能源支撐經濟增長，向主要依靠人力資本投入和技術進步支撐經濟增長轉變；從能源—產出—廢棄物的非循環經濟，向能源—產出—廢棄物綜合治理—再生能源的循環經濟轉變。建立節約型生產方式和消費方式，保護自然環境和生態平衡，走可持續發展的道路。

首先，轉變經濟增長方式必須優化經濟結構。調整三次產業結構，大力發展服務業，從主要依靠工業帶動經濟增長，轉向三次產業協同帶動經濟增長。同時，堅持走新型工業化道路，依靠科技進步，提高自主創新能力。大力推廣高新技術產業，用國家產業政策引導節能、環保和具有競爭優勢的行業發展，提高資源耗費行業的準入門檻，加快產能過剩行業調整。

其次，加大人力資本投資，推動科技進步。我國必須從“投資推動”的粗放型經濟增長向“創新推動”的集約型經濟增長轉變。應該重視人力資本投資對經濟增長的作用，強化人力資本積累，加速科技進步。為推進科技創新，首先應加大對教育的投入，提高教育支出在GDP和國家財政支出中的比重。其次要集中優勢生產要素，組織重大科技專項，爭取在能源和環境的核心領域取得關鍵性技術突破。第三要建立以市場為導向、產學研結合的技術創新體系，引導企業積極開展能源和環境技術創新活動，支持中小企業采用節能降耗新技術。

第三，要將轉變經濟增長方式和節能減排相結合，建立健全的節能減排機制。一方面，以經濟手段為主，充分利用價格機制，使市場主體從自身利益出發，主動降低能源消耗和減少污染排放。推進成品油、天然氣和煤炭等能源的價格改革，建立合理的排放物處理方式和對環境污染的補償機制，使企業和消費者從節能減排中得到利益。另一方面，將經濟手段、法律手段和行政手段相結合，堅決淘汰高能耗、高污染的設備和產品，建立健全節能減排的行政責任制。

第四，改革環境保護投融資機制。政府應該退出企業經營決策領域，承擔環境基礎設施建設、污染綜合治理以及環境管理與監督；企業則根據“污染者付費原則”承擔環境污染的風險。企業可通過銀行借貸或發行有價證券等方式獲取污染防治的資金；而政府可通過法律和經濟手段，如征收排污費和實施罰款，強制違規企業增大環保支出，同時制定稅收和價格優惠政策，鼓勵企業自覺增加環保投入。

（編輯：王興杰）

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