能源回彈效應下高碳產業低碳轉型過程中的技術突變性

張濟建，萬安位，宋雅靜

(江蘇大學 財經學院，江蘇 鎮江 212013)

0 引言

高碳產業低碳轉型關系到中國經濟可持續發展，是中國經濟實現低碳化的重要途徑[1]，具有復雜性、動態性與長期性特征[2]。鑒于此，高碳產業低碳化應多管齊下，采取政策引導[3]、產業集聚[4]、交易倒逼[5]、節能減排效率提升[6]等多種途徑，其中最有效的途徑是技術進步[7]。碳減排技術積累，特別是低碳技術突變對減碳成效有決定性作用(梁中，2017)。然而，雖然碳減排技術突變有助于加快減排速度[8]，但也有可能適得其反，這一負面影響源于經濟目標為導向的發展模式。碳減排技術突變最初帶來的是碳排放量的減少，但為了實現更高的經濟增長目標，在環保達標的前提下，經濟體可能投入更多能源以拉動經濟增長，導致能源消耗不降反增，即出現源利用回彈[9]。這一現象廣泛存在，美國制造業能源回彈率為24%[10]，中國總體能源消費平均回彈率為53%[11]，其中重工業為74.3%[12]，輕工業為37.7%[13]，紡織業為20.99%[14]，食品業為34.39%[15]。所以，在設定碳減排目標、制定碳減排政策時，應充分考慮回彈效應。

由此可見，中國高碳產業低碳轉型成功的關鍵在于考慮能源回彈效應對技術減排的影響，分析碳減排技術突變性，以便科學實施碳減排政策。學界關于技術突變性研究的重點體現在以下4個方面：

(1)低碳化是低碳技術突變的基本路徑。學界對低碳化路徑存在較大爭議[16]，主要路徑包括碳減排產品研發與生產[17]、提升碳排放效率[18]、運用清潔技術[19]、低碳化工藝流程[20]、碳交易[21]。不同路徑對不同企業碳減排和技術突變作用各異，企業應根據自身具備的技術要素稟賦和所處技術環境進行不同的選擇。

(2)低碳技術突變的最大阻力是碳鎖定。該研究一是運用脫鉤理論[22]，分析高碳產業碳鎖定程度，測算經濟發展與碳排放的依存關系。依存度越大，低碳技術突變可能性越?。欢歉咛籍a業碳解鎖路徑，如碳稅路徑[23]、碳交易路徑[24]、低碳技術創新路徑[25]、破除高碳產業低碳化障礙路徑[26]等，概括為制度解鎖[27]和技術解鎖[28]兩個路徑，后者是低碳技術突變的根本(李宏偉，2013)，其實質是跨越碳減排技術門檻[17]。

(3)低碳技術突變實質上是低碳創新成果積累?！岸蝿撔隆崩碚摵图夹g生命周期理論均描述了這一過程，前者認為技術突變需要經歷技術引進、消化和吸收3個階段[29]；后者依據不同技術時期成本，將技術發展分為引入、成長、成熟和衰退4個時期，其中第一和第三個時期是技術突變的最佳時機[30]。技術引入初期是新舊技術更迭的混沌期[31]，這一階段往往會出現重大技術創新(吳曉波等，2004)，為技術突變提供了良機。在每個技術突變期，高碳產業低碳化過程中均會表現出技術門檻效應。深入研究該效應，有助于總結高碳產業低碳化技術突變規律。

(4)低碳技術突變可能產生負面效應。技術突變在引致碳排放量減少的同時，還會因為環境制度粘性和能源開采成本降低而導致能源使用量上升[32]。特別是中國當前正處于快速發展階段，中心任務仍然是經濟增長，因能源利用效率提升而節約的能源會繼續投入到擴大再生產中。更甚者，因為技術進步而節約的能源預期具有可持續性，產業反而產生了投入更多能源的沖動，進而導致能源回彈效應的發生。因此，低碳技術突變不應忽視能源回彈效應。該效應研究主要包括3種方法：一是利用一般均衡模型模擬該效應[33]；二是建立能源消費與經濟發展間的計量模型[34]；三是通過需求系統模型分析能源價格與消費結構間的關系，分析能源效率變動對能源回彈效應的影響[35]。

已有文獻雖然為高碳產業低碳化技術突變研究提供了開闊思路，但仍有以下3個問題值得深入探討：①盡管學界普遍認為低碳技術積累能引發碳減排技術突變[36]，但針對中國高碳產業展開相關分析的研究較少。中國高碳產業碳減排技術突變動力、約束條件、變化規律均不明晰[37]，其關系到高碳產業低碳技術研發成效及中國工業經濟可持續性發展，因此需要深入研究；②現有文獻缺少中國高碳產業技術突變性測算方法，這也是高碳產業技術突變性未引起足夠重視的原因之一。定量方法缺失導致無法形成對高碳產業技術突變性的系統分析和具象化研究，進而無法制定完備的高碳產業低碳化具體措施。為彌補這一缺陷，本文借用門檻模型，依據低碳技術對碳減排影響的門檻效應，描述中國高碳產業的低碳技術突變性；③由于高碳產業技術突變性定量研究不夠深入，因此無法科學刻畫能源回彈效應的影響。然而，能源回彈效應是影響高碳產業低碳技術突變的主要因素之一，這一效應研究的缺失導致遺漏了碳減排技術突變的重要阻滯因素，錯誤估算了技術突變所需時間，提高了高碳行業低碳技術投入成本。鑒于此，本文選用CD生產函數測算能源回彈效應，基于測算結果分析其對高碳產業技術突變性的阻力，探尋能源回彈規律，加快高碳產業技術突變速度。

1 研究設計

1.1 模型設計

1.1.1 高碳產業確定

參照李小平和盧現祥[38]的研究，本文將高碳排放產業設定為10個行業，分別是黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)，有色金屬冶煉及壓延加工業(YS)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(SY)，醫藥制造業(YY)，化學工業(HX)，電力、燃氣的生產和供應業(DL)，其它非金屬礦物制品業(QT)，金屬制品業(JS)，儀器儀表及文化、辦公用品制造業(YQ)，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(TX)。

1.1.2 能源回彈效應測算模型

在新古典增長理論框架下，無論是運用CD函數從宏觀經濟角度分析，還是運用微觀經濟效用理論和成本理論，均證明能源利用回彈效應廣泛存在。由能源利用效率提升導致的回彈效應，引致碳減排受阻，進而改變了高碳產業低碳化過程中的技術突變。這一變化的具體機理是，碳減排技術本可以實現碳排放的大幅降低，但是由于存在回彈效應，導致碳排放變化幅度不大，甚至反增，本應出現的碳減排技術突變被推遲甚至消失。所以，在分析高碳產業低碳技術突變時，考慮回彈變量的約束必不可少。

本文運用CD生產函數測算回彈效應。基于新古典經濟理論，假設條件如下：首先，生產系統包括資本、勞動力和能源3種投入，且三者存在一定的可替代性，能源不需要轉換則可以直接參與生產；其次，在完全競爭市場結構中，價格具有外生性特征，且投入與產出的相對價格比較穩定；再次，資本與勞動力技術進步不具有外生性，相比能源效率而言其隨時間穩步增加；最后，經濟體規模報酬不變。

設Y為高碳產業的總產出；E表示能源消耗量；EI為能源強度；△E為能源節約量；σ表示技術進步對經濟增長的貢獻率；RE表示回彈效應。

△E=Yt+1×(Et-Et+1)

(1)

除能源利用效率提高外，技術進步還會促進經濟增長，即△Y=σt+1×(Yt+1-Yt)。

經濟增長又會引發對能源更多的需求：

Edt+1=σt+1×(Yt+1-Yt)×EIt+1

(2)

那么，由技術進步導致的能源回彈效應為：

(3)

技術進步貢獻率σ可利用CD函數測得。

設CD生產函數為：

Y=Af(K,L,E)

(4)

其中，Y、K、L和E的表示不變，A表示技術進步，進一步設A=A0eat，則生產函數具體形式為：

Y=A0eatKαLβEγ

(5)

式(5)兩邊取對數：

lnY=lnA0+at+αlnK+βlnL+γlnE

(6)

根據索羅余值：

(7)

將σ代回式(3)，即可得到能源回彈效應。

1.1.3 門檻效應模型

本文中的技術突變可用門檻效應衡量。技術突變性是指當技術積累到一定程度時會產生質的飛躍，而這種突變性技術又會深刻影響產業碳排放量。具體表現為當發生突變性技術時，碳排放量會突然增加或減少，這一變化可用門檻效應模型識別。

門檻研究方法主要包括3種：一是交叉項模型，二是分組檢驗法，三是Hansen門限面板模型。第一種方法需要依據一定標準進行分組，這種分組方式比較主觀；第二種方法往往涉及到變量之間的交叉關系，這一關系設定是主觀的，雖然能估計出門檻值，但其正確性無法驗證，也無法避免“門檻效應”的內生性。式(7)Hansen門限面板模型較好地解決了上述問題，因此應用最為廣泛。

yit=uit+β1xitI(qit≤γ1)+β2xitI(γ1γn)+eit

(8)

如果只有一個門檻值，那么式(8)為：

yit=uit+β1xit+eit,(qit≤γ1)

(9)

yit=uit+β2xit+eit,(qit>γ1)

其中，i代表行業，t代表年份，xit為n×1維解釋變量向量，qit是門檻變量，該值既可以是xit中的一個變量，也可以是獨立的門檻變量。γi表示門檻值；I(·)為指示函數。當qit≤γ1時，回歸系數取β1；當qit>γ1時，回歸系數為β2，即門檻變量qit將樣本劃分為兩個子樣本。如果門檻值有N個，那么樣本將被分為N+1。

在實際應用中，門檻效應與碳排放關系分析具體步驟包括：首先判斷是否存在門檻及門檻數量，根據固定效應模型檢驗門檻效應是否存在。分別在單門檻、雙門檻和三門檻假設下，運用Stata14軟件，采用Bootstrap方法進行檢驗；其次，計算各門檻值，利用似然比檢驗統計量，估計門檻取值；最后，分析門檻變量對因變量的影響。

1.2 指標選取與數據來源

1.2.1 關鍵變量

(1)碳排放量作為因變量同時也是關鍵指標之一。其測算方法由聯合國政府間氣候變化專門委員會指定的“2006年國家溫室氣體清單指南”中的“能源”部分提供，具體根據中國《能源統計年鑒》中行業能源的最終消費測算，測算步驟參照李小勝和安慶賢[39]的研究，如式(10)所示。NCV為一次能源的平均發熱量，CEF為碳排放系數，COF為碳氧因子，44為二氧化碳分子量，12表示碳分子量，CEFi×COFi×44/12為碳排放系數，該系數可從“2006年IPCC國家溫室氣體清單指南”中獲得，NCV數值從“GB/T2589-2008綜合能耗計算通則”中獲取。其中，引起間接碳排放的電力能源根據電力排放因子獲得，其數據來源于“能源消耗引起的碳排放工具指南(2.1版)”，單位選擇億t。

(10)

(2)低碳技術研發(R&D)變量。學界關于技術進步對碳減排的作用已經達成共識[40]。盡管減排技術很多，如可分為清潔技術和污染技術(閆逢柱等，2011)；環保技術、生產技術、混合技術、結構生產技術和機構環保技術[41]；環境技術、能源利用技術、資本體現式技術和廣義技術[42]。各技術減排效果雖然不同，但技術越先進越環保的觀點已被多數學者認可。本文重點分析對碳減排突變性產生影響的技術，因此選用低碳技術創新專利(Y02)，這一技術指標源于2013年美國和英國共同發布的CPC(合作專利分類法)[43]，并且只考慮中國人在國內申請的專利。將該指標作為門檻變量，采用各高碳產業的Y02總量與專利總量的比值衡量。

(3)能源回彈(ET)變量。能源回彈效應根據式(3)計算得到。

1.2.2 控制變量

(1)產業集聚度(IAD)。即相同企業的集中程度，集中度越高，反映碳減排技術交流越頻繁。產業集聚對碳減排的影響主要體現為4個方面：一是促進碳減排知識溢出，提高知識共享效率；二是加大基礎設施共享，避免重復建設；三是吸引高技術人才；四是示范效應迫使各企業均采用環保技術。國內外一些學者也證明產業集聚有助于碳減排(王群偉等，2014)，本文用區位熵表示。具體計算公式為：

(11)

其中，Ii為某一地區第i個行業的就業人數，I表示同一地區的總就業人數。

(2)產權結構(OS)。企業產權對碳排放的影響比較顯著[44]。公有制企業除具備營利這一企業共同目標外，還肩負著社會責任，因此這類企業存在碳減排意愿。而在非公有制企業中，營利是主要目標。由于碳減排增加了企業成本，因此其碳減排意愿較差。但是，在環保日益受到公眾關注和企業社會責任備受重視條件下，非公有制企業環保意識逐漸增強。本文選擇產業公有制投資比例作為產權結構資本。

(3)環境規制(ER)。因為碳排放具有外部性，如果政府不干預，那么企業將沒有減少碳排放的主動性。環境規制是低碳技術創新的重要影響因素，是減少碳排放的主要途徑[45]。政府對碳減排可采取的規制方式包括碳稅、碳交易和行政法律等。本文用環境治理費用占利潤總額的比例作為環境規制的衡量指標。

(4)產業結構(IS)。產業結構是影響碳減排的關鍵因素，但是不同產業對碳排放的影響不同。二次產業比重越大，碳排放越多[46]。但是，如果制造業與服務業相互補充，那么碳排放反而會減少[47]。然而，也有一些研究發現，產業結構對碳排放的影響比較有限[48]。產業結構表示為高碳產業產值占GDP的比例。

綜上所述，本文設立兩個面板模型，對比分析能源回彈效應對碳排放的影響。一是不考慮能源回彈效應，只研究低碳技術對碳排放的影響。將其設定為模型1。以碳排放量為因變量，以低碳技術研發為核心變量和門檻變量，以產業集聚度、產權結構、環境規制和產業結構為控制變量，建立面板門檻效應模型；二是在模型1的基礎上，考慮能源利用回彈效應影響因素的模型2，以回彈效應作為核心變量，以低碳技術研發作為門檻變量，其它控制變量不變，構建面板門檻效應模型。

本文高碳產業的Y02專利數據來自Incopat專利數據庫。以各高碳行業大中型企業為研究對象，并將同一行業中各企業Y02專利數據匯總為行業層面數據。采集大中型企業數據的原因是，低碳技術創新需要企業投入大量資金和高科技人才，直接收益回報率較低，而且還需承擔較大的研發失敗風險，因此Y02專利大多來自于大中型企業。其它數據主要來源于歷年《中國統計年鑒》、《中國能源統計年鑒》、《中國科技年鑒》和《中國環境統計年鑒》，各變量描述性統計結果如表1所示。

表1 變量描述性統計結果

2 實證分析

2.1 能源回彈系數

根據式(3)～(8)可得1996-2017年10個高碳行業的能源回彈系數，如圖1所示。從中可見，只有醫藥制造業(YY)的回彈系數均值小于0，即出現了能源節約。原因在于：一是該產業技術進步較快。創新能力是醫藥企業主要競爭力來源，醫藥產品更新換代速度決定企業市場地位，技術創新能力則反映企業生命力。所以，醫藥企業間市場競爭的實質是技術競爭，其中節能減排技術直接影響企業生產成本和社會聲譽，因此減少碳排放、降低能源回彈系數也是其競爭內容；二是中國醫藥制造業已初具產業集聚規模，集聚模式有助于技術進步。中國醫藥制造產業集聚特征明顯，主要集中在東南沿海地區[49]。產業集聚有助于加快技術交流速度，各藥企間有機會充分相互學習節能減排技術，這也可能是其能源回彈系數較低的原因。

其余9個高碳產業的能源回彈系數均值都大于0，意味著它們全部出現了能源回彈現象。由于技術進步等原因帶來了能源節約利用，能源效率改善、投入成本降低反而刺激了企業能源需求，導致能源使用量增加，即能源回彈系數大于0。其中，回彈系數最大的是其它非金屬礦物制品業(QT)，主要包括玻璃、陶瓷、建筑材料等，處于房地產行業上游。房地產已經成為影響中國經濟發展的重要產業，關系到中國經濟的健康和平穩運行，所以大量文獻深入分析了其與其它產業的關聯度。房地產對建筑材料業的直接消耗系數達到0.044 5，對QT整體產業的直接消耗系數達到0.011 9[50]。因此，房地產對QT的直接拉動作用顯著。中國經歷了多輪房地產行業的過速增長，導致與之相配套的QT需求數量也呈現爆發式增長，具體表現為只追求經濟績效，而忽視環境保護和能源節約，這可能是其能源回彈系數最大的原因。相比較而言，通信設備、計算機及其它電子設備制造業(TX)系數最小。這是因為，近些年該行業在中國剛進入快速發展階段，能源投入量也??；與此同時，國家開始重視環保，鼓勵企業加大技術研發投入，并且該行業本身技術水平較高，也會減少能源投入，因此TX能源回彈率控制在較低水平。

圖1 各高碳產業1996-2017年能源回彈系數離散度

為緩解各高碳產業能源利用中出現的能源回彈效應，應首先評估能源回彈效應治理難度。為此，本文運用圖1箱線圖測算，如果高碳行業全距和四分位差都比較大，那么能源回彈治理相對容易。這是因為，離散度越大，表明該產業回彈率伸縮幅度越大，只要治理科學，回彈率具備大幅度下降的可能。相反，如果高碳產業全距和四分位差都比較小，那么回彈治理難度也較大。這是因為，該產業回彈率降低幅度有限，治理難度較大。

由全距可知，在9個存在回彈現象的高碳產業中，電力、燃氣生產和供應業(DL)波動幅度最大，回彈系數最大值為3.695，最小值為-0.734，全距達到4.429；回彈系數離散度最小的為儀器儀表及文化、辦公用品制造業(YQ)，最大值為0.589，最小值為0.292，離散度僅為0.297。為避免極值的影響，結合四分位差分析回彈系數波動幅度。四分位差最大的為黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)，達到1.604，最小為通信設備、計算機及其它電子設備制造業(TX)，僅為0.158 4。

為便于分類管理，本文對10個產業的能源回彈率進行分類。分類管理的優點在于：一是保證管理措施更具有針對性，二是保證管理的高效性。運用SPSS 25軟件完成聚類，結果如圖2所示?；貜椣禂稻唧w可分為3類：第一類是高回彈系數，包括黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)及電力、燃氣生產和供應業(DL)；第二類是低回彈系數，大部分回彈系數分布在0～0.5之間，共有7個產業；第三類出現了能源節約，即回彈系數小于0，只有醫藥制造業(YY)符合。進一步，聚類分析所得的3類回彈系數及其均值變化趨勢如圖3所示。

結合經濟周期、離散度及聚類結果分析能源回彈系數最大產業和最小產業特征。電力、燃氣生產和供應業(DL)以及黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)為高能源回彈類，其回彈系數離散度大的原因在于，前者為經濟發展提供能源，后者提供原材料，所以二者受經濟周期的影響明顯。在經濟衰退期，能源利用率下降，鋼鐵及其制品需求大大減少，碳排放量自然下降；在經濟高漲期，無論是能源需求量還是鋼鐵原材料需求量大大提升，在成本壓力下，碳排放量增加，能源回彈系數上升。YQ和TX能源回彈系數離散度小的原因在于，前者要么是儀器儀表耐用品，要么是辦公用具低值易耗品，受經濟周期影響小，所以碳排放量穩定，每年的能源回彈系數差別不大；后者在高速發展同期，中國政府開始大力實施環境保護和能源節約利用政策，所以該產業每年的能源回彈系數差別不大。從回彈系數最小值看，只有YQ大于0，其它均小于0?；貜椣禂挡▌右幝山Y合其最小值可知，絕大部分行業有能力實現能源節約利用。但是，僅YY的中位數小于0，其它產業均大于0。這表明，上述有節能能力的企業可能受利益驅使，基本上選擇了增加能源使用量，因此這些產業回彈系數平均水平大于0。本文進一步對高碳產業能源回彈系數進行如下分析：

(1)回彈系數分為3類，表明技術進步是一把“雙刃劍”，既能節約能源，又有可能造成能源利用回彈。技術進步無疑帶來了能源節約和碳排放減少，但這也可能是引發高碳產業更多能源需求的原因。對于政府鼓勵的產業或是拉動當地經濟增長的產業而言，能源回彈現象往往比較嚴重，因此政府對控制能源回彈起關鍵作用。

(2)高能源回彈產業回彈系數整體上出現兩次極大值，分別出現在1999-2000年和2010-2011年。出現極大值的主要原因在于，中國政府應對這兩個時期經濟危機的政策不同。前一極值的出現可能由1997年亞洲經濟危機引起，后者則由2008年全球危機引發。為化解1997年經濟危機，中國政府采取了穩定匯率的經濟政策，堅持人民幣不貶值，配合以基礎設施投資建設，表現為高碳產業投資擴張。當時，國家計劃委員會重新規劃了電力工業產業政策，裝機容量、年發電量和電線路里程均提出擴張計劃，目標分別達到2.9萬億kW、14 000億kW·h和17.12萬kW。但是，由于此次危機中基礎設施建設投資是拉動經濟的輔助手段，因此其投資擴張有限，能源需求雖有增加，但比較克制。因此，盡管能源回彈率在1999-2000年達到一個峰值，但能源回彈幅度有限，最大值為2。

圖2 回彈系數聚類

圖3 3類回彈系數及其均值變化趨勢

(3)與之相比，中國應對2008年經濟衰退的主要方式是直接發展高碳產業，因為這些產業對經濟增長的拉動作用明顯，緩解經濟衰退的作用顯著。中國在2009年出臺了十大產業振興規劃，其中就包括黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)中的鋼鐵和黑色金屬產品。盡管規劃一再強調控制生產總量，淘汰落后產能，合并重組優化產業結構，但總要求是擴大內需，拉動國內鋼材和黑色金屬產品消費需求，爭取國際市場份額。因此，實質上還是增加了產量，這導致大量高碳產業盲目投產和增產，忽視了碳排放問題，致使能源回彈率大大提升，在2010-2011年最大值接近4。之后，中國提出供給側改革，淘汰落后產能，降低碳排放，特別是提出中國工業綠色發展，這也可能是從2014年開始能源使用效率提升、回彈率下降的主要原因。如圖3所示，2013年之后能源回彈率出現整體下降。

(4)低能源回彈系數產業回彈系數整體只出現一次極大值，即2010-2011年。低回彈系數產業包括：醫藥制造業(YY)，化學工業(HX)，儀器儀表及辦公用品制造業(YQ)，以及通信設備、計算機及其它電子設備制造業(TX)。如圖3所示，相比于高能源回彈系數產業，它們在1997年并未出現明顯波峰，這可能與當時中國產業發展所處階段有關。這一時期世界化工產業進入成熟期，該產業在中國迅速發展，對中國經濟的拉動作用比較明顯，因此它在4個產業中能源回彈率最大，意味著中國投入了相當多的能源發展這一產業。其它產業要么處于起步階段，如TX；要么對經濟的拉動作用有限，如YY和YQ。中國政府擺脫金融危機的重心并未落在這些產業上，因此其能源回彈率較低，甚至醫藥制造業還出現了能源節約。經過10年發展，中國產業結構發生較大改變，中國成為制造業大國，計算機和通信技術及生物醫藥已成為國家支柱產業。因此，中國為應對2008年金融危機，HX、YQ和TX三個支柱產業自然成為拉動經濟增長的主力。

為發展通信設備、計算機及其它電子設備制造業，國家提出《電子信息產業調整和振興規劃2009-2011》，將其定位為戰略性、基礎性和先導性產業，是保增長、擴內需、調結構的重要產業；同樣，2005年中國已經將儀器儀表行業作為專項發展重點，到2008年多部門聯合發出《關于加強創新方法工作的若干意見》，儀器儀表產業得到進一步支持。所以，與2010年相比，2015年儀器儀表制造業規模以上企業完成工業產值9 500億元，增長了83.86%；利潤824億元，增加71.36%；進出口總額676億美元，增長43.08%。其中，進口414億美元，增長43.08%；出口262億美元，增長83.26%。同一時期，化學工業(HX)也進入結構調整能源利用提效階段。2011年10月1日正式出臺《化工企業能源審計規范》，進一步約束企業能源利用。但是，化工工業生產原料本身就是能源，所以生產一定量產品除非出現生產工藝進步，否則很難減少能源用量。雖然這一規定的出臺對該行業能源回彈起到限制作用，但仍然存在節能空間。這3個產業具有共性特征，均為國家優先發展產業，是應對經濟危機的重點產業，因此難免發展速度過快，出現能源投入過量。即使國家出臺相關政策加以約束，仍無法完全限制這些行業發展，導致能源回彈現象出現。

從2012年開始，醫藥制造業主營業務收入和利潤增速均有所放緩，當年主營業務收入達到17 083億元，增速19.8%，到2016年兩項指標分別為28 063億元，增速下滑至9.9%；利潤變化情況相同，由2012年增速19.8%下滑至2016年的13.9%。雖然2017年之后這些指標有一定程度上升，但基本穩定。國家本著老百姓“能看得起病，吃得起藥”的原則不斷出臺各類醫藥政策，如集中采購和帶量采購，幫助消費者在消費端與醫藥企業談判，由此大大減少了醫藥企業利潤。因此，醫藥制造企業當前已經轉變過去重視營銷的生存模式。當前，一方面重視研發，盡快出新藥，避免帶量采購的出現及盲目生產帶來的能源過度使用；另一方面注重節能降耗、降低成本，所以也非常重視能源高效利用。綜合這兩方面，該行業不僅沒有出現能源回彈，反而出現了能源節約利用。

2.2 門檻效應

本文運用Stata14軟件，采取Bootstrap方法檢驗門檻效應，結果如表2所示。從中可見，在5%顯著性水平上，在沒有能源回彈效應的模型1中存在兩個技術門檻，在有能源利用回彈效應的模型2中僅僅出現一個技術門檻。

表2 門檻效應檢驗結果

利用似然比檢驗統計量，在95%置信區間內分別估計模型1和模型2的門檻取值，結果如表3所示。從中可見，模型1有兩個門檻，取值分別為0.237 3和0.487 5，模型2有一個門檻，其值為0.451 6。

表3 門檻估計值檢驗結果

運用面板門檻效應模型分析低碳技術對碳排放的影響，模型3不考慮能源回彈效應，而模型4考慮，結果如表4所示。

表4 面板門檻效應模型估計結果

由表4可知，低碳技術與碳排放間呈反比例關系。創新型發明越多，碳排放量越小，驗證了技術進步能有效減少碳排放量。值得注意的是，盡管技術進步有助于碳排放量降低，但在模型3中，這一過程出現了兩個技術門檻，即兩次技術的突變式發展。最初，技術進步一個單位，碳排放減少1.359 2個單位，這一比例關系持續到第一個技術門檻值0.237 3。經過前期技術積累，低碳技術碳減排在這一門檻處出現一個加速度，發生了技術突變，低碳技術與碳減排間的比例關系由1.359 2提高到2.237 2。之后，低碳技術進步繼續積累，并在第二個技術門檻值0.487 5處對碳減排的影響由2.237 2突變至3.955 8，技術碳減排速度再次加快，又出現了技術突變。作為門檻的低碳技術的3個回歸系數絕對值連續兩次增加，低碳技術碳減排作用不斷增強，碳排放數量呈加速下降趨勢，說明技術積累到一定時期出現技術突變性，而這種技術突變性會大大減少高碳產業碳排放量。但是，這一下降并非線性趨勢，而是一個階梯式下降過程。因此，低碳技術與碳排放關系表現出兩個特征：一是持續下降；二是二者關系發生階段性突變。

在考慮能源回彈效應影響因素后，模型4中不僅低碳技術研發門檻減少一個，而且門檻前后低碳技術對碳減排的影響系數也隨之下降，意味著低碳技術碳減排速度放緩。具體而言，模型3中出現的第一個門檻值為0.237 3，相比模型4在0.451 6處才出現技術門檻，已接近模型3中第二個門檻值0.487 5。這表明，受能源利用回彈因素的影響，門檻出現時間推遲，碳減排要求有更多減排技術積累才會出現技術突變。并且，模型4門檻前后低碳技術與碳排放間關系由1.278 1降至0.807 3。這表明，能源利用回彈導致技術創新帶來的碳減排能力下降。進一步，其門檻前后能源利用回彈率對碳排放的影響也呈下降趨勢，回歸系數由1.450 1下降為1.163 2，減少原因可能受回彈限度的制約。由于受各種環保制度的約束，碳排放不可能無限增長，隨著排放量接近環保要求上限，企業或政府將采取一定措施制止其繼續增長以免受處罰，這可能是模型4中能源回彈率系數下降的原因。從另一方面也說明，高碳產業可通過技術創新提高能源利用效率，改善其能源回彈效應。

不考慮能源利用回彈因素時，模型3出現兩次低碳技術突變；考慮能源回彈效應，碳排放減少能引發企業生產沖動，導致低碳技術突變次數減少。這是因為，經濟利益是企業的主要目標，這一目標的實現有賴于提產量和降成本，這恰恰與碳減排相矛盾。具體而言，企業碳排放具有外部性，國家環保政策具有粘性，即使企業減碳數量遠遠低于環保標準，它也無法從中獲取相應經濟利益，再加上國家碳排放標準無法及時調整，所以一個時期內企業的最大收益是將碳排放量保持在國家標準上。因此，當技術帶來碳排放量下降且低于國家標準后，高碳企業的理性行為是提升產量、增加碳排放量，或是減少碳減排設備和技術投入，保持碳排放量不超過標準即可。所以，低碳技術在減少碳排放的同時，反而引發了高碳產業擴大產能的需求和減少低碳技術投入的渴求。因此，在模型4中，減少一個門檻，一方面說明企業并沒有持續加大碳減排技術研發的動力，僅是達到環保標準即可；另一方面，技術門檻前后技術研發與碳減排間系數由-1.278 1變為-0.807 3，表明低碳技術對碳減排的作用下降，說明企業減少了碳減排技術使用，如為節約成本減少使用碳減排設備等。

3 結語

3.1 研究貢獻

本文創新之處在于：①拓展了低碳技術突變研究新領域，探索中國高碳產業低碳技術突變規律；②引入中國高碳產業低碳技術突變分析方法，基于門檻技術確定低碳技術突變點；③完善了中國高碳產業低碳技術研究理論體系，豐富了能源回彈效應對技術突變性作用的研究。

3.2 中國高碳產業能源回彈效應研究結論

(1)高碳產業能源回彈效應具有動態性和行業差異性。本文運用能源回彈系數離散度和聚類分析，將中國高碳產業能源回彈效應分為3類：高回彈效應、低回彈效應和能源節約。第一類產業回彈系數大于0.5，包括黑色金屬冶煉及壓延加工業(HS)以及電力、燃氣的生產和供應業(DL)；第二類產業大部分回彈系數分布在0～0.5之間，主要包括如下產業：有色金屬冶煉及壓延加工業(YS)，石油加工、煉焦及核燃料加工業(SY)，醫藥制造業(YY)，化學工業(HX)，其它非金屬礦物制品業(QT)，金屬制品業(JS)，儀器儀表及文化、辦公用品制造業(YQ)，通信設備、計算機及其他電子設備制造業(TX)；第三類能源回彈系數小于0，只有醫藥制造業(YY)。

(2)高碳產業能源回彈效應受經濟周期和所處產業發展階段的影響。1996-2017年，高能源回彈率的高碳產業經歷了兩次波峰，且均為應對經濟危機，政府實施了積極的貨幣政策，向這些產業注入大量資本，盡量避免中國經濟衰退。相比而言，同一期間低能源回彈率的高碳產業只經歷了一次波峰，即在2011年左右。這表明，這類產業在1997年經濟危機時還未成為拉動經濟的主力，說明碳排放越高的產業對經濟增長的貢獻越大。另一方面，經過10年產業結構調整，能源回彈率低的產業逐漸成為新的經濟增長點，進而成為應對2008年經濟危機的主要力量。

(3)高碳產業能源回彈效應受政策影響作用明顯。通信設備、計算機及其它電子設備制造業(TX)、儀器儀表及文化、辦公用品制造業(YQ)和化學工業(HX)在國家政策鼓勵下出現過速增長，同一時期3個產業能源回彈率均有所提升。

3.3 能源回彈效應約束下中國高碳產業低碳技術研究結論

(1)在能源回彈效應約束下，中國高碳產業低碳技術突變次數減少。1996-2017年，如果沒有能源回彈效應的影響，則會出現兩次技術突變，門檻值分別為0.237 3和0.487 5；如果考慮能源回彈效應約束，那么只出現一次技術突變，門檻值為0.451 6。這表明，能源回彈效應刺激了企業能源需求，隨之增加了碳排放，掩蓋了一個技術門檻，減少了一次低碳技術突變。

(2)在能源回彈效應約束下，中國高碳產業低碳技術進步速度放緩。在這一條件下，技術突變門檻值為0.451 6，已經接近無能源回彈約束下的第二個門檻值0.487 5。這表明，在能源回彈效應影響下，低碳技術突變需要積累更多低碳創新成果。因此，能源回彈效應對低碳技術突變具有阻力作用。

(3)在能源回彈效應約束下，中國高碳產業低碳技術減排能力減弱。不考慮能源回彈效應約束，第一個門檻之后與之前相比，低碳技術碳減排能力提高0.878 0個單位；第二個門檻前后對比，低碳技術減碳能力保持增長趨勢，提升1.718 6個單位。但是，在能源回彈效應影響下，低碳技術減碳能力下降，門檻之后比之前下降了0.470 8個單位。

3.4 政策建議

依據上述結論，提出如下完善能源回彈和低碳技術進步的建議：

(1)分行業實施防止能源回彈的措施。針對高能源回彈產業，增加監督力度，做好實時監控工作。與大數據公司合作，在這些產業生產區安裝環境數據監控裝置，與環保部門聯網，隨時監控生產環境指標變化。對于低能源回彈產業，屬地環境監督部門應該成立專門督查組，采取定期和不定期監察、抽查方式，防止能源回彈效應的發生。對于能源利用節約的醫藥制造業，政府部門應予以不同形式的獎勵，如頒發政府質量獎，在之后的政府采購和政府招標中，獲此獎勵的企業具有優先中標權。通過樹立能源節約和碳減排標桿典型，鼓勵其它高碳企業積極主動節能降耗。

(2)產業政策調控措施。高碳產業能源回彈效應具有顯著的經濟周期波動性，往往是應對經濟衰退的“副產物”。因此，利用貨幣政策和財政政策調控經濟，特別是拉動高碳產業扭轉中國經濟衰退趨勢時，容易出現能源回彈效應。此時，應配合相應產業政策，遵循產業發展規律，引導產業正確發展方向，升級產業結構，實現高碳產業增長；同時，提高能源利用效率，降低其對能源投入的依賴，進而弱化能源回彈效應的影響。

(3)鼓勵并幫助企業完成低碳設備升級和技術創新。高碳產業在能源回彈效應下出現低碳技術突變次數減少、技術進步緩慢及碳減排能力減弱等趨勢。鑒于此，一是合理評估高碳產業減排潛力。隨著高碳產業低碳技術進步與設備不斷升級，其減排能力也隨之提升。為最大限度激發高碳產業減排意愿，同時不增加過度減排負擔，應測算出其減排能力范圍，防止回彈效應出現；二是提高碳減排不力企業稅費，并將其中一部分作為獎勵，給予高碳產業中碳減排力度大的企業，彌補其部分經濟損失。碳減排具有外部性，如果企業減排意愿僅停留在符合排放標準上，那么會損害到碳減排技術進步。然而，低碳技術進步由企業承擔技術投入成本，又依賴于企業推進，如果缺乏一定的激勵措施，就會因為投資風險和負外部性可能導致低碳技術發展停滯；三是低碳技術進步不可避免地會淘汰部分企業，或在區域間發生產業轉移。因此，政府應完善企業破產保護制度，做好區域間產業轉移和承接的“橋梁”，特別是利用產業轉移這一契機，更新生產設備，提升生產環保水平，同時避免產能過剩。