環境技術政策研究的系統和演化轉向——“碳鎖定”與技術體制轉型

李宏偉 屈錫華 楊梅錦

直到1990年代以前，環境技術政策研究都建基在嚴格的新古典微觀經濟學假設之上:經濟活動造成的環境外部性導致競爭性市場實現帕累托效率的凸性條件不再成立?！?〕因此，核心問題在于使環境外部性內部化，恢復競爭市場的凸性條件，確保市場機制通過“需求拉動”和“供給推動”促進技術創新，從而提高單一技術的環保性能或創造新的“環境技術”，以減少生產流程和產品的污染。這種以新古典微觀經濟學為基礎，將技術視為單一人工制品，將技術變遷視為線性創新過程的環境技術政策研究范式，由于無法應對如全球變暖等復雜環境問題，以及技術體制演化中的報酬遞增和“鎖定”現象，在1990年代之后出現了明顯的系統和演化轉向。

一、環境技術政策研究的系統和演化轉向

環境技術政策研究的系統轉向是對環境問題逐漸顯現的復雜性和廣泛性的回應。隨著經濟的快速發展和城市化進程的加快，諸如城市交通擁堵、垃圾處理等問題，已經遠遠超越了單一技術創新能夠解決的范圍;溫室氣體排放導致的全球變暖問題，更是涉及由不同要素構成的技術系統，以及技術系統與經濟、社會和生態等系統的相互關系。例如，作為重要碳排放源的道路交通運輸系統，除了汽車技術系統外，還包括生產系統、維修與分銷網絡系統、道路基礎設施系統、能源基礎設施系統、法律和管制系統等。任何一個子系統不存在或發展滯后，都會影響整個系統的正常運行。因此，雖然對單一技術的漸進性改進或對原技術系統的優化，能在一定程度上控制污染物和提高生態效率，但是，考慮到碳排放導致的全球變暖的速度與程度，必須實現碳基技術系統的轉型。相應地，環境技術政策研究不能固守傳統的新古典經濟學范式，將技術視為“人工制品”或嵌入到人工制品中的知識和技巧，以及將技術創新視為從R＆D到新產品的線性過程，而應該實現研究的系統轉向。

環境技術政策研究的“系統范式”的核心議題涉及到技術系統的演化問題，亦即系統的穩定性和變遷。從穩定性的角度來說，技術系統內部各要素之間，以及技術系統與其他系統之間相互嵌套的關系，決定了技術系統變遷十分緩慢。從技術系統內部來說，如果要引入一項新的替代技術，很可能要求對整個系統做出調整，這可能影響整個系統的穩定性。從系統關聯來看，由于技術系統嵌入其他社會系統中，因此，受到來自系統外部“選擇環境”(selection environment)的影響，隨著社會-技術系統中各要素的耦合，系統會沿著一條逐漸穩固的路徑發展，即出現路徑依賴。另一方面，決定技術系統變遷的因素也同樣取決于技術系統的“適應能力” (adaptive capabilities)和所面臨的“選擇環境”之間的共同演化。二者的互動方式和性質決定了技術系統變遷的具體形態和途徑?？傊?，環境技術政策研究的“演化范式”認為，技術系統內部各要素之間，以及技術系統與其他系統構成的外部環境之間的共同演化，既可能引導技術系統進入特定的軌道，并阻礙現存技術系統轉向另一個新的技術系統，從而使技術系統具有自我強化，路徑依賴和趨向穩定的特征;也可能改變技術系統內部的適應能力和與外部環境的關系，進而推動技術系統的變遷。

在環境技術政策研究的系統和演化轉向的背景下，圍繞技術系統的穩定性和變遷兩大主題，形成了“碳鎖定”和技術體制轉型研究兩大極具特色的理論視野。

二、“碳鎖定”

從20世紀70年代中期開始，路徑依賴和鎖定一直是技術演化關注的熱點問題，直到1990年代之后，環境領域中的技術鎖定問題才逐漸引起一些研究者的注意?！?〕該問題真正受到廣泛關注，是在西班牙學者Gregory Unruh(2000)提出“碳鎖定”(Carbon Lock-in)概念之后。〔3〕

Unruh認為，當前的工業經濟已經進入了“碳鎖定”狀態，亦即“鎖定”在了以化石燃料為基礎的能源系統中?！疤兼i定”產生的市場失靈和政策失靈，阻礙了低碳技術的應用和擴散，即便這些技術相比主導技術具有環境和經濟的雙重優勢。“碳鎖定”產生于規模報酬遞增驅動的技術和制度的共同演化過程。技術使用過程中有四種報酬遞增機制:規模經濟、學習效應、適應性預期和網絡經濟性?！?〕同樣，在制度變遷中也存在這四種機制。〔5〕這意味著，技術經濟系統一旦確立，就會因自我強化難以發生轉向。為了闡釋技術系統和制度之間的相互作用產生的“碳鎖定”，Unruh引入了“技術-制度綜合體”的概念。技術-制度綜合體是由物理、社會和信息等各種要素相互關聯形成的網絡。網絡中的技術、基礎設施、關聯產業和消費者之間的關系產生的正外部性強化了“鎖定”效應。因為網絡的價值會隨著該技術系統的使用者數量的增加而提高。例如，以機動車為基礎的交通系統和大型的集中電力生產系統都有其以化石燃料為基礎的“主導設計”。這些主導設計為企業限定了特定的“技術軌道”，使之傾向于沿著“技術軌道”進行流程創新和產品創新，沿著“技術軌道”對主導設計的改進會限定企業的知識基礎和投資決策，從而使企業更可能遵從為其企業獲得競爭優勢的以主導設計為基礎的核心競爭力。如此，對主導設計的進一步投資會強化鎖定的條件。不僅是企業自身更愿意投資主導設計，融資機構和使用者也更愿意支持生產主導設計的企業。此外，無論是管制結構的正式規則，還是行為規范這樣的非正式制度，都會起到強化技術系統的作用。以電力生產“技術-制度綜合體”為例，滿足社會日益增加的電力需求和以降低單位電價為目的管制框架共同形成的制度因素，促進了主導的碳基電力技術系統的擴張?！?〕

總之，“碳鎖定”研究認為，因報酬遞增和正網絡外部性產生的碳基技術-制度綜合體鎖定，阻礙了技術系統轉向更可持續發展的道路。因此，打破鎖定是恰當處理技術與環境關系，發展低碳經濟的關鍵。但是，由于“碳鎖定”以路徑依賴理論為基礎，將打破鎖定的方式更多地訴諸于系統之外的“外部沖擊”，如社會運動、偶發的焦點事件等，〔7〕因而忽視了其他“解鎖”方式，更未能全面深入地探討碳基技術體制演化的問題。

三、技術體制轉型

基于多層次視角 (multiple-level perspective)的技術體制轉型研究則重點關注技術系統的變遷。

如果說“碳鎖定”重在解釋技術系統的穩定性，那么，由荷蘭學者發起的“技術體制轉型研究”則重點關注技術系統的變遷。該研究認為，在原有技術系統內進行的單一技術的漸進性改進或對原技術系統進行優化的方式，只能在一定程度上控制污染物和提高生態效率。要在實質意義上改善環境，必須實現技術系統的轉型，即從高碳技術系統轉向低碳技術系統?！?〕(見圖1)這種轉型的實質是從一個被鎖定的技術體制轉向另一個技術體制，從而使承擔某種社會功能 (如交通運輸、能源供應)的體制結構發生根本性轉變?！?〕這種轉變是微觀層次的技術縫隙、中觀層次的技術體制和宏觀層次的社會-技術“景觀”相互作用、共同演化的結果。

圖1 技術系統與環境改善的關系

技術體制是轉型研究的起點。技術體制由Nelson and Winter首先提出，它指限定工程技術人員探尋問題解決方案、進行技術創新的共享認知慣例。〔10〕Kemp等人則認為，除了認知性因素外，技術的“社會嵌入性”也會影響技術的模式化發展?！?1〕因此，技術體制應該是指導技術經濟活動的一系列規則的集合。這些規則“嵌入由工程技術方法、生產過程技術、產品特性、技能和流程、問題的界定方式等組成的復雜系統中。而所有這些要素又反過來嵌入到制度和基礎結構中”?！?2〕在此基礎上，Geels進一步提出了“社會-技術體制”概念?！?3〕此概念不僅包括嵌入技術人員思維中的認知慣例和嵌入企業的規則集合，而且還涵蓋了更廣泛的社會團體，如政府機構、消費者、供應商、NGO、研究機構等。換言之，社會-技術體制不僅包括了技術體制，還包括了與技術體制相互作用、相互嵌套的其他系統 (如政策系統、社會文化系統等)。這種嵌套性意味著技術體制的變遷將牽涉到眾多相互關聯的社會性和技術性要素的調整，這使得技術體制的變遷非常困難?？梢钥闯?，技術體制轉型研究持有與“碳鎖定”理論類似的觀點。盡管如此，技術體制轉型研究更關注被鎖定的體制結構的變遷。技術體制轉型研究認為，打破“碳鎖定”，實現技術體制轉向的動力機制在于縫隙、體制和社會-技術景觀三個層次的共同演化?！?4〕

縫隙是根本性技術創新的微觀場所。很多重大創新在發展初期往往成本/性能較差，或者難以與主流市場的使用者的偏好、習慣和預期契合，因而其發展前景充滿了不確定性，難以與既存主導技術競爭。而縫隙 (專業部門、細分市場)往往由主導技術體制之外或邊緣的行動者 (政府機構、企業或非政府組織)提供，因此，能保護創新免受主流市場選擇環境的壓力。此外，縫隙還為消費者和其他社會團體了解和學習新技術提供了機會和平臺，從而也為構建支持新技術的社會網絡 (如供應鏈、使用者-生產者關系)的構建創造了條件。

社會-技術景觀是對技術縫隙和體制具有結構性影響的宏觀外部環境，包括了一系列長期變化的趨勢，如物質基礎設施、政治文化，社會價值觀、宏觀經濟、人口和自然環境等因素。社會技術景觀的變化通常不受行動者的直接影響，因此，變化比較緩慢。

縫隙、技術體制與景觀共同構成了一個嵌套的層級結構。(見圖2)這三個層次的互動過程會引技術體制的轉型。具體而言，雖然技術體制具有路徑依賴和鎖定特征，體制內的創新往往也是漸進性的，但是，當體制所嵌入的社會-技術景觀發生變化，使體制承受較大的外部壓力，就可能造成體制內部的緊張和問題。當體制無法有效地應對壓力時，就可能失穩，從而為縫隙創新打開機會之窗。如果縫隙中發育起來的新技術通過學習過程、價格-性能改進以及得到社會網絡的支持而獲得內源發展動力時，就可能突破縫隙，進入主流市場，與現存技術體制展開競爭，甚至替代原有體制。技術體制轉型的具體路徑和方式，取決于三個層次的動態演化關系。具體而言，包括了社會-技術景觀變化的類型和特點、對體制造成壓力的程度和性質以及體制的適應能力 (包括感知和應對壓力的能力)和可利用的資源類型 (內外部資源)，〔15〕以及技術縫隙發展的戰略 (縫隙積累或混合)。〔16〕

圖2 三個層次相互嵌套構成的層級結構

總之，利用多層次視角，技術體制轉型研究詳細地分析了影響體制變遷的各種因素，以及實現變遷的動力機制和途徑，為打破“碳鎖定”提供了更全面、更多樣和更具體的理論依據。

四、政策啟示與研究展望

基于新古典微觀經濟學的傳統環境技術政策主要包括經濟性工具 (如政府采購、財政補貼)和管制性工具 (環境保護法)，其目的是在發揮市場機制主導作用的前提下，事后糾正市場機制無法解決的技術對環境造成的負外部性。因此，這些政策主要致力于原有技術的增量性改進和“末端治理”技術的開發和應用。雖然這些政策工具對于處理局部和單一的污染有一定的效果，但考慮到全球變暖的速度和程度，必須實現整體技術制度的轉型?！疤兼i定”和技術體制轉型研究表明，技術體制的鎖定與變遷牽涉不同層次、不同系統和不同行動者的交互關系和共同演化，因此，其實質是一個公共治理問題。相應地，政策工具也應該有所調整，即在傳統的政策工具基礎上構建具有演化性質的新型政策體系，包括預防性政策、轉型性政策和協調性政策。

1、預防性政策。在技術演化的過程中，由于存在環境意義上的次優技術鎖定的可能性，而經濟活動的參與者 (政府、企業和科研機構)由于有限理性和不完全信息，不可能預先完全確定哪些技術具有最佳的環保性能。在這種情況下，采取環境技術評估和污染預防等措施就是非常有必要的。在預防性政策中，最重要的是恰當處理技術多樣性和最優性之間的關系。在技術發展前景不確定的情況下，為了避免過早做出選擇，進入鎖定狀態，政策工具應該適當激勵、引導技術多樣性的發展。

2、轉型性政策?！疤兼i定”研究表明，實現低碳技術應用和擴散的關鍵在于使其獲得報酬遞增和網絡外部性等自增強機制。但是，在沒有外力干預的情況下，既存技術體制的“鎖定”效應會阻礙環境友好型技術獲得內在發展“動能”。因此，政策工具應該致力于打破既存技術體制的“鎖定”。根據多層次視角的技術體制轉型研究的觀點，政策工具可以從三方面入手:第一，利用宏觀環境的變化，例如社會大眾環保意識的增強、傳統化石能源出現危機、偶發的熱點事件等，自上而下地施壓于既存的技術體制，放大并凸顯其內部的矛盾，加速其轉型。第二，實施戰略縫隙管理戰略，通過經濟性、管制性和自愿性 (協商機制、發展論壇等)政策工具自下而上地培育與主導技術競爭的環境友好型技術。第三，充分利用技術體制的“社會嵌入性”，通過改變與目標體制具有互補性的關聯體制，為目標體制內部的參與者提供轉型的機會和資源基礎，從而實現既存體制的內生性變遷。

3、協調性政策?！疤兼i定”研究和技術體制轉型研究表明，無論是體制的穩定性還是變遷，都是不同系統、不同參與者共同演化的結果。因此，打破環境意義上的次優技術“鎖定”或實現技術體制轉型，必須要協調不同利益主體的訴求和行動。政府應該扮演協調者的角色，采取一系列協調性政策措施，如前景自愿協議、預期管理等，為不同利益主體的協商和相互學習提供平臺。不僅應該促進參與者對新技術、新市場的學習，更重要的是使參與者了解彼此的目的和利益訴求，從而為構建支持新技術發展的社會網絡創造機會。

需要指出的是，雖然環境技術政策研究的系統和演化范式在很大程度上彌補了新古典經濟學范式的不足，但是仍然存在很多缺陷。具體包括:第一，“碳鎖定”和技術體制轉型研究以技術體制作為主要分析對象，但是，由于技術體制的層次性、多維性和系統性，在實際的經濟活動中很難清晰地界定技術體制的邊界，阻礙了對技術體制的穩定性、演化機制和變遷方式的進一步剖析。第二，由于技術體制的穩定性和變遷是基于時間維度的相對概念，因此，嚴格區分鎖定與轉型是非常困難的，這限制了理論的解釋力和應用性。第三，為了說明技術體制長期的演化過程，歷史案例研究是“碳鎖定”和技術體制轉型研究最常用的方法①具有代表性的案例研究包括:電動汽車發展的歷史軌跡 (Cowan，1996);燃氣渦輪機替代蒸汽渦輪機成為電力生產體制的主導設計的歷史過程 (Islas，1997);瑞士1970到2000年間工業化農業向有機農業的轉型過程 (Belz，2004);英國19世紀帆船向蒸汽船的轉型過程 (Geels，2002);美國機動車替代馬車成為主要交通工具的過程 (Geels，2005);活塞式推進系統引擎飛機到渦輪噴氣飛機的發展過程 (Geels，2006);荷蘭1950到2000年的高速公路系統變遷 (Geels，2007);磷酸燃料電池的發展過程 (Hendry，et al.，2007);丹麥生物質燃燒技術在電力體制中的應用 (Raven，2005);荷蘭1970到2000年間熱電聯產技術的應用與擴散 (Raven and Verbong，2006)等。。但是由于前兩個原因，案例研究之間很難進行比較，而且，通過案例研究得出的結論和有效性往往取決于研究者對案例資料的收集情況和處理方式，因此，解釋主義和建構主義的色彩較重。第四，雖然這些研究的政策含義比較清楚，但在實際政策制定和執行過程中的操作往往較困難，因而其有效性尚待檢驗。第五，技術體制的“社會嵌入性”決定了基于社會制度背景的本土化研究和比較研究應當是今后理論拓展的方向，但目前的研究主要以西歐發達國家為背景，雖然新近的研究有拓展到發展中國家的趨勢①例如，Perkins(2001)指出發展中國家在實現低碳技術跨越的過程中也會遇到技術“鎖定”的阻礙;Unruh(2006)認為“碳鎖定”通過全球化機制可能蔓延至發展中國家;Verbong等人 (2010)利用生物質燃氣化案例評估了印度實現系統創新過程中遇到的障礙。，但是仍然非常零散。這些缺陷表明:在環境技術政策研究的系統和演化轉向背景下的理論建構目前還停留在“鑒賞式理論” (appreciative theory)②通過厘清和評價刻畫某個經驗現象的事實，為建立正式模型提供寬泛的概念基礎和必要的理論要素。層面，尚未建立正式模型與分析框架。鑒于此，今后的研究重心應該放在以下兩個方面:第一，理論建構方面。首先應對“技術體制”這一核心概念的邊界進行精確定義。一種可能的方法是以技術的社會功能為基礎進行界定，凡是與該技術社會功能實現相關的要素都應該屬于體制的組成部分。在此基礎上，理論分析層次就可以分成體制內、體制層面和體制關聯。體制內主要關注作為技術和組織慣例的穩定性與演化;體制層面重點分析作為規則集合的體制的整體變化;體制關聯則以體制互補性對目標體制變遷的影響為研究重心。最終目的是要分析三個層次的互動機制，從而形成微觀-中觀-宏觀的體制演化機制分析框架。第二，研究方法方面。以歷史案例研究為主，輔以數學模型和計算機仿真模擬，刻畫在不同條件下技術體制演化的路徑和結果，通過演繹的方式彌補事后案例研究的不足。當前，關于技術和組織演化已有相對成熟的模型，為分析體制內的技術和組織要素的穩定性和變遷鑒定了基礎。難點在于體制層面和體制關聯正式模型的建構，一個值得嘗試的方向是將研究博弈規則變動的主觀博弈，以及互補性問題的超模博弈納入考慮。

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