二氧化碳動態邊際減排成本及其影響機制

茹 雪，雷鵬飛，劉 培

（1.河南大學中原發展研究院，河南 鄭州 450046； 2.河南大學經濟學院，河南 開封 475004； 3.中南財經政法大學高等教育研究中心，湖北 武漢 430073； 4.中南財經政法大學法治發展與司法改革研究中心，湖北 武漢 430073；5.鄭州航空工業管理學院經濟學院，河南 鄭州 450046； 6.河南大學應用經濟學博士后流動站，河南 開封 475004）

1880年以來每連續十年的全球氣溫總比前一個十年更高［1］。溫度的不斷攀升會誘發一系列無法逆轉的連鎖反應，一方面直接影響人類各項經濟活動，另一方面加劇海平面上升、降水異常、極端氣候事件等現象，進而間接影響社會經濟系統［2］。追根溯源，溫室氣體尤其是二氧化碳排放是造成全球變暖最為主要的原因之一。針對此問題，直接政府管制、碳稅和碳交易等政策被陸續提出。無論政府采取何種政策，有效的減排方案必須滿足邊際減排成本相等的原則，即每個經濟行為主體所付出的最后一單位的二氧化碳減排成本須一致［3-4］。故而，科學和準確地計算二氧化碳邊際減排成本非常重要，其不僅直接反映環境質量與經濟增長之間的關系，更是全球、國家和地區層面制定各項氣候政策的基礎。

習近平在第75屆聯合國大會上宣布“中國將力爭2060年前實現碳中和”。碳中和目標的實現要求社會經濟系統減少甚至脫離對化石燃料的依賴。此次綠色低碳轉型并非自發性的變革，而是一個受控過程，本質上源于對能源和環境制約下經濟增長可持續性的擔憂，其轉型的根本動力不僅僅是生產力進步，而更是為了解決經濟增長與日益惡化的環境、氣候和安全問題之間的矛盾［5-6］。因此，如何降低綠色低碳轉型成本以實現社會經濟系統“軟著陸”是目前亟待解決的現實問題。在上述雙重背景下，該研究對二氧化碳邊際減排成本進行測算與分析，并進一步探究其影響機制，為制定科學、準確和合理的碳減排政策提供參考，以尋求更小代價實現綠色低碳轉型。

1 文獻綜述

二氧化碳邊際減排成本（MAC）是指每減少一單位的碳排放所帶來的經濟產出的減少量［7］。測算方法主要有宏觀經濟模型估算法和效率技術模型估算法兩種。宏觀模型估算法主要通過設定一系列假設，在模型分析過程中納入二氧化碳減排的約束，從而計算二氧化碳邊際減排成本。具體又可細分為自上而下的模型、自下而上的模型和混合模型。在自上而下的研究中，巴曙松等［8］基于VAR模型和脈沖響應函數構建二氧化碳減排成本計算模型。夏炎等［9］通過建立投入產出模型研究中國碳減排成本曲線的動態變化。吳力波等［10］構建中國多區域動態一般均衡模型，模擬分析全國各省份動態邊際減排成本曲線。在自下而上的研究中，譚彥等［11］研究如何利用工程項目經濟模型測算溫室氣體減排量和減排成本。顧阿倫等［12］利用工程技術模型，在識別典型技術、確定減排目標的基礎上，測算水泥行業的減排潛力和減排成本。Sim?es等［13］選用動態優化模型分析不同碳減排政策的邊際減排成本及其減排潛力?；旌夏Ｐ褪窃谝陨蟽煞N模型基礎上的改進。如高鵬飛等［14］利用能源、環境和經濟耦合模型對中國二氧化碳減排成本進行測算，并分析減排實施方式、實施起始年份和限制核電發展等對減排成本的影響。其中，VAR、投入產出和一般均衡等自上而下的模型適合短期經濟分析，能測度氣候政策的宏觀影響，但沒有辦法分析減排的技術構成。而工程經濟和動態優化等自下而上的模型多用于能源行業和較長時間跨度的研究?；旌夏Ｐ碗m集合了上述兩種方法的優點，但計算較為復雜且常用于全球或全國層面的整體分析。

效率技術模型估算法是在生產理論的基礎上，構造方向性距離函數，假定一定的技術、經濟和環境約束以及生產可行集合，通過測算距離函數的值從而估計二氧化碳邊際減排成本。傳統的方向性距離函數是謝潑德距離函數（SDF），假定給定投入時期望產出和非期望產出同比例、同方向增加，并不能刻畫期望產出和非期望產出隨著生產過程中環境技術的變化而變動的趨勢。Chambers等［15］和Chung等［16］依據Luenberger［17］短缺函數的處理方式對上述函數進行改進，放松假設至期望產出增加時非期望產出可增加、減少或不變。之后，Lee等［18］認為采用方向性距離函數估計非期望產出的影子價格時存在技術無效率的情況，應在計算過程中引入無效因子系數。

效率技術模型估算法又可分為參數法和非參數法兩種［19-20］。參數法需要將生產前沿預設為一定的函數表達式。例如，魏楚［4］和陳德湖等［21］利用二次型函數分別測算并分析中國城市和省份的二氧化碳邊際減排成本。Du等［22］估算中國燃煤電廠二氧化碳排放的環境效率、減排潛力和邊際減排成本。蔣偉杰等［3］對二次型函數進行改進，測算中國工業行業二氧化碳影子價格并分析碳排放強度對其影響。非參數法利用DEA來估計生產前沿，并不需要對生產函數做出預先假設，允許無效率生產行為存在，并能夠對全要素生產率進行分解。最早采用非參數法測算污染物邊際減排成本是Boyd等［23］。隨后諸多學者參考這種思路進行了大量的研究。如陳詩一［24］通過估算中國工業行業二氧化碳邊際減排成本進而預估正確的碳稅稅率。劉明磊等［25］測算中國省份層面二氧化碳排放績效水平和邊際減排成本。吳英姿等［26］估算中國工業綠色生產率和減排成本并分析其影響因素和行業差異。吳賢榮等［27］測度中國各省的低碳農業績效水平并引入碳排放影子價格對農業邊際減排成本進行分析。Duan等［28］測算并分析中國各省三次產業的二氧化碳邊際減排成本。

此外，在二氧化碳減排成本影響因素的相關研究中，較多學者關注碳減排政策對減排成本的影響。例如，Morris等［29］發現碳邊際減排成本會受國內外減排政策的影響。陳詩一［24］認為要依據碳邊際減排成本設置碳稅稅率。吳力波等［10］基于動態邊際減排成本研究碳排放權交易與碳稅的選擇機制。Wu等［30］研究表明碳排放權交易市場中成員的數量和初始碳排放權的分配方案等均可影響碳減排成本。除此之外，影響碳減排成本的其他因素還有碳排放強度和碳排放效率［31-33］、能源結構和產業結構［8，27，34］以及科技進步［35］等。

現有關于二氧化碳邊際減排成本的文獻十分豐富，為研究奠定了重要的基礎，但仍存在一些不足，尚待探索。一是多停留在對二氧化碳邊際減排成本的簡單測算、靜態分析或比較靜態分析、空間演化特征等層面，缺乏較長時期的動態分析。二是測算方法比較單一，往往選用一種方法計算二氧化碳邊際減排成本。其中，基于效率技術模型的研究均選擇弱低碳生產技術行為模式（經濟增長且二氧化碳排放量不變）為基期。三是并未形成邊際減排成本影響機制的系統分析框架，較少結合減排空間、經濟發展路徑和技術進步等因素進行分析。故而，該研究基于三種方向性距離函數的行為模式構建三種二氧化碳邊際減排成本的計算方法，從全國、區域和省份三個層面，測度和分析中國30個省份（未涉及西藏和港澳臺地區）1998—2019年間三種二氧化碳邊際減排成本。在進一步分析中，從減排空間和技術進步兩個視角搭建二氧化碳邊際減排成本影響機制的理論分析框架，并進行實證檢驗。

2 研究設計

2.1 研究方法

2.1.1 方向性距離函數

方向性距離函數通過測算觀測值到生產邊界的距離，從而評估單位經濟體的經濟績效和環境績效。這種表述方式不僅可以描述波特效應的類型，也可以表示其他低效率的類型。具體計算公式如下：

其中：①y是期望產出，表示好的產出，常采用GDP。②b是非期望產出，多指環境污染或二氧化碳排放等壞的產出。③x是要素投入，常用資本、勞動、技術等。④g是方向向量，表示期望產出（y）和非期望產出（b）同比例增減的方向，其不同的取值可以指代不同的環境技術水平。⑤β是方向性距離函數的值，是期望產出（y）和非期望產出（b）增減的比例。β=0則意味著生產者近乎沒有改善效率的空間。等式左邊(y，b，x；g)本質上是在既定環境技術（g）和要素投入（x）的前提下，觀測值(y，b)到達最佳生產邊界的最大擴張比例值，即方向性距離函數的值（β）的最大值。P(X)是產出的集合，所有觀測值必須滿足(y，b)∈P(X)，同時也意味著(y，b，x；g)≥0。

2.1.2 三種行為模式

Boy等［23］根據不同的二氧化碳排放控制程度，構造出忽視環境保護的傳統生產技術、弱低碳生產技術和強低碳生產技術三種低碳水平強弱不等的生產技術，分別對應非期望產出自由可處置（SDF）、非期望產出為零（僅有期望產出）（DOO）和非期望產出弱可處置（WDB）的三種行為模式，如圖1所示。

（1）SDF行為模式。在經濟發展初期，生產者多采取忽視環境保護的傳統生產技術，對應期望產出與非期望產出同比例、同方向放縮的謝潑德距離函數（SDF），在圖1中表示為生產由A點移向A*點。SDF行為模式可用以下公式闡明：

圖1 三種行為模式

（2）DOO行為模式。在企業進行生產技術改造和技術創新時，根據采取的清潔低碳技術水平的高低，碳減排的效果一般分為兩種：二氧化碳排放保持在原來水平和二氧化碳排放下降至原來水平之下。這里先討論前一種情況，即生產者能夠在增加期望產出的同時保持非期望產出不變，在圖1中表示為生產由A點到B點，相對應的生產技術可以被稱為弱低碳技術。DOO行為模式可用以下公式闡明：

（3）WDB行為模式。如果生產者采取更加先進的清潔生產技術，使得生產者在保持經濟產值增加的同時減少二氧化碳排放量至原來的水平之下，在圖1中可以表示為生產者從A點到E點。這時生產者所采取的生產技術可以被稱為強低碳技術，從而使得生產者在增加期望產出的同時減少非期望產出。WDB行為模式可用以下公式闡明：

2.1.3 二氧化碳邊際減排成本

該研究選用方向性距離函數法測算不同情形下的二氧化碳邊際減排成本，與以往研究的不同在于：考慮到更復雜的現實，不僅選擇以期望產出增加、非期望產出不變的DOO行為模式為基期，也同時增加以期望產出增加、非期望產出增加的SDF行為模式為基期。

首先，羅列以SDF行為模式為基期的邊際減排成本計算的系列公式。

第一步，測算生產者從采取忽視環境保護的生產技術到選擇弱低碳和強低碳生產技術的行為轉變時經濟產值的變化（EG）：

第二步，測算生產者從傳統生產行為轉變為弱低碳和強低碳行為時二氧化碳排放減少的變化（CE）：

第三步，計算以SDF行為模式為基期的邊際減排成本（MAC）：

其次，羅列以DOO行為模式為基期的二氧化碳邊際減排成本計算的系列公式。與上面的計算方法類似。相應計算公式分別如下：

2.2 數據來源與處理

2.2.1 投入變量

投入變量涵蓋三種生產要素。①資本。選取各省份資本存量，采用永續盤存法，具體計算參照張軍等［36］的做法。②勞動。基于各省份就業人員總數，由本年度年末就業人員總數與上一年年末就業人員總數平均而得。③能源。選取各省份能源消費總量，主要涵蓋煤品、油品、天然氣、電力和其他能源，并根據各種能源的折算系數換算成統一的計算單位。

2.2.2 產出變量

產出變量有兩種。①期望產出。選取各省份GDP，并以1998年為基期進行平減。②非期望產出。選取各省二氧化碳排放量。為盡可能涵蓋較多的排放源，參照成艾華等［37］的做法，不僅計算17種一次性能源的直接二氧化碳排放量，也計算電力和熱力的間接二氧化碳排放量。

考慮到樣本22年的時間跨度，為統一計算口徑，選取的17種一次性能源分別為原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦爐煤氣、其他煤氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、天然氣、其他石油制品和其他焦化產品。同時，根據《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中各種一次性能源的碳氧化率、平均低位發熱量、燃料排放因子和碳轉換系數等，計算一次性能源的二氧化碳排放量，并按照每種能源標準煤的折算系數換算成統一單位。

熱量和電力的二氧化碳排放量計算需要分別依靠熱力和電力排放系數。首先，用17種一次能源加總算出熱力排放總量，并根據各地區的熱力終端發熱量計算熱力排放系數。其次，利用區域電網電力排放系數代替各地區電力排放系數，加總得出區域電網的電力排放總量，并按照終端能源使用電力數量進行加權平均得到各地區電力排放量系數。其中，區域電網電力的排放系數依據《2010中國區域電網基準線排放因子》。

3 測算結果與分析

3.1 全國層面

圖2展示了全國層面1998—2019年三種二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。從圖2（a）中可以看出：經濟行為主體從弱低碳生產模式轉變為強低碳生產模式（弱-強）時的邊際減排成本明顯大于從傳統生產模式轉變為弱低碳生產模式（傳統-弱）時，以及從傳統生產模式轉變為強低碳生產模式（傳統-強）時的邊際減排成本。在較低的兩種邊際減排成本中，“傳統-強”模式時成本高于“傳統-弱”模式時成本?！皞鹘y-弱”時邊際減排成本隨時間的波動最為強烈，大致呈現略微上升、大幅度下降、大幅度上升的“N”型。從圖2（b）中可以看出：經濟行為主體“傳統-弱”模式時邊際減排成本始終小于0，最高為2002年的-214元/t左右，最低為2012年的-1 055元/t左右。從圖2（c）中可以看出：經濟行為主體“傳統-強”模式時邊際減排成本最高為2001年的173元/t左右，最低為2010年的-61元/t左右，一直趨近于0。從圖2（d）中可以看出：經濟行為主體“弱-強”時邊際減排成本最高為2001年的873元/t左右，最低為1998年的591元/t左右，一直保持在較高的狀態。從圖2（b）、圖2（c）和圖2（d）的對比來看：三種邊際減排成本隨時間的波動趨勢大體相似，呈現上升、下降、再上升的“N”型。

圖 4為Ma∞=1.5時燃燒室內的流線、 聲速線和當地Mach數分布圖. 根據圖 4(a)可見楔板后側和凹腔內均出現較大范圍回流區, 圖 4(b)顯示除噴流膨脹區和楔板后緣小部分區域外, 燃燒室整體為亞聲速流動(Ma<1), 這是由于當Ma∞=1.5時, 燃燒室內發生高化學當量比的富油燃燒, 燃燒產生的巨大熱量造成熱壅塞, 使流動發生壅堵, 隔離段內產生正激波且被推至隔離段入口處(如圖4(b)所示).

圖2 1998—2019年全國邊際減排成本的變動趨勢

3.2 區域層面

在區域分析時，依據國家統計局最新標準，將全國劃分為東部11個省份、中部8個省份和西部11個省份。圖3展示了東、中、西三個區域的1998—2019年二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。從圖3（a）中可以看出：在三個區域中，經濟行為主體“弱-強”模式時邊際減排成本均最高，始終大于0；“傳統-強”模式時邊際減排成本均次之，正、負值都有，但在數值大小上趨近于0，并隨時間的推移，這種趨勢愈發明顯；“傳統-弱”模式時邊際減排成本均為最低，始終小于0，其隨時間的波動趨勢最為明顯，尤其在東部地區。從圖3（b）和圖3（c）中可以看出：三個區域從“傳統-弱”模式時和“傳統-強”模式時邊際減排成本均呈現“N”型波動，其中東部地區最為顯著。從圖（d）可以看出：三個區域“弱-強”模式時邊際減排成本差異很大，東部和西部呈現出不同的“N”型，中部處于一直上下波動的狀態。

圖3 1998—2019年東、中、西部邊際減排成本的變動趨勢

圖4展示了東、中、西三個地區的1998—2019年二氧化碳平均邊際減排成本。對于東、中、西三個區域的邊際減排成本，“傳統-弱”模式時分別約為-670元/t、-559元/t和-686元/t，“傳統-強”模式時分別約是-8元/t、79元/t和30元/t左右，“弱-強”模式時則依次約是622元/t、795元/t和695元/t。從三個區域的對比來看，三種計算方法下中部二氧化碳邊際減排成本始終最高，東部和西部均偏低。造成上述結果的原因可能是：絕大多數經濟活動分布在東部和中部，西部較少，而在東部和中部中間，重污染產業多集聚在中部，高科技產業則多落地于東部。

圖4 東、中、西部平均邊際減排成本

3.3 省份層面

圖5展示了1998—2019年各省三種二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。圖5（a）展示的是各省份“傳統-弱”模式時邊際減排成本。從中可以看出：不同省份之間的邊際減排成本的差異較大；絕大多數省份的絕大多數年份的邊際減排成本小于零；內蒙古、北京、吉林、天津、寧夏、河北和遼寧等省份的邊際減排成本波動較大，其余省份的波動較小。圖5（b）是各省份“傳統-強”模式時邊際減排成本。從中可以發現：有些省份的邊際減排成本為負，有些為正，還有一些正、負都有；上海、北京、廣東、海南和福建這5個東部省份的邊際減排成本波動較大，其余省份在絕大多數年份波動較小且最終趨近于0；不同省份“傳統-強”模式時邊際減排成本明顯高于“傳統-弱”模式時邊際減排成本。圖5（c）表示的是各省份“弱-強”模式時邊際減排成本。結果表明：雖然不同省份的邊際減排成本變動趨勢差異較大，但所有省份每年的邊際減排成本均為正值；上海、北京、吉林和天津等省份的邊際減排成本波動較大；在絕大多數年份里，各個省份“弱-強”模式時邊際減排成本明顯高于其余兩種情形。

圖5 1998—2019年各省邊際減排成本的變動趨勢

續圖5 1998—2019年各省邊際減排成本的變動趨勢

圖6展示了30個省份1998—2019年間三種二氧化碳平均邊際減排成本。從“傳統-弱”模式來看，所有省份的邊際減排成本均為負值。其中，江西、廣東和四川最高，分別為-32元/t、-79元/t和-141元/t。而吉林、天津和河北最低，分別為-1 367元/t、-1 304元/t和-1 100元/t。從“傳統-強”模式來看，北京、天津、遼寧、山西、內蒙古、吉林、河北、寧夏、上海、新疆、青海、甘肅和黑龍江這13個省份的邊際減排成本均為正值，其余省份則均為負值。其中，最小值為北京的-296元/t，最大值為江西的322元/t，絕對值都不大。從“弱-強”模式來看，所有省份的邊際減排成本均為正值。其中，江西、四川和安徽三個省份最高，都超過1 100元/t。內蒙古、寧夏、山西三個省份的邊際減排成本較低，均不超過200元/t。

圖6 各省份平均邊際減排成本

3.4 測算結果的合理性分析

3.4.1 關于二氧化碳排放

二氧化碳排放量是計算其邊際減排成本的基礎數據，于該研究至關重要。為驗證二氧化碳排放測算結果的合理性和準確性，選用世界銀行數據庫發布的數據進行對比分析。從圖7可以明顯看出，該研究測算所得的二氧化碳排放量數據明顯高于世界銀行，造成這種差異的原因在于后者僅測算能源消耗的直接排放量，并未計算源于熱力和電力的間接排放量。圖8則表明，該研究測算所得的二氧化碳排放量增長率趨勢與世界銀行公布的數據基本一致，說明該研究測算所得的二氧化碳排放量數據具有較高的可信度。

圖7 1998—2019年中國二氧化碳排放的變動趨勢

圖8 1998—2019年中國二氧化碳排放增長率的變動趨勢

3.4.2 關于二氧化碳邊際減排成本

為驗證該研究測算所得的二氧化碳邊際減排成本的準確性和合理性，選擇同樣采用省份為樣本數據的相關研究進行比較，見表1。由于研究方法和樣本時期的不同，研究結果差別較大。但從中可以看出，選取的時間越早，二氧化碳邊際減排成本越低，如Wang等［38］、Choi等［31］和Wei等［39］，而選取的時間越晚，計算所得的二氧化碳邊際減排成本較高，如Du等［40］、魏楚［4］、劉明磊等［25］、陳德湖等［21］和楊子暉等［41］。該研究選取1998—2019年間22年的長樣本數據，測算的結果應該比只選用早期樣本的大，但比只選用近期樣本的小。同時，由于二氧化碳排放量數據囊括了直接和間接兩種能耗，也會進一步導致二氧化碳邊際減排成本偏小。該研究計算所得的“弱-強”模式時二氧化碳邊際減排成本的均值約為694元/t，具有一定的合理性。

表1 該研究測算結果與已有研究的對比

4 影響機制的進一步分析

4.1 理論分析

減排空間和技術進步是影響二氧化碳邊際減排成本最為重要的兩個因素，先后起主導作用。經濟發展是一個漸進的過程，大致可分為粗放型和集約型兩個階段。在粗放型階段，碳排放空間較大，經濟行為主體多采用傳統生產技術，資源利用率低、浪費現象嚴重。對應前文中經濟主體“傳統-弱”模式時二氧化碳邊際減排成本，減少碳排放、提高能源效率則能夠節約成本，如圖9中A點之前曲線所示。隨著碳排放量的持續增加，全球物理減排空間和潛力越來越小，碳邊際減排成本越來越高，經濟發展進入集約型階段。對應前文中經濟主體“弱-強”模式時二氧化碳邊際減排成本，邊際減排成本為越來越高的正值。集約型階段可劃分為減排空間起主導作用的時期和技術進步起主導作用的時期，分別可用圖9中A、B兩點之間和B點之后的曲線表示。在集約化發展過程中，生產技術不斷更迭，在B點之后，相較于沒有技術進步時（MAC1），技術突破會降低二氧化碳邊際減排成本（MAC2）。面對同樣的減排約束和減排壓力，經濟行為主體可以進行更少的投入就可以獲得同樣的減排效果。

相關經典研究也佐證了以上觀點。Mckitrick［42］曾推導出一個存在拐點的邊際減排成本曲線，認為在減排初期，減排空間較大，政策投入所需的成本較小甚至接近于零，但是在減排后期，經濟行為主體面臨的減排空間越來越小，要實現同樣的減排效果則需要更大力度的減排投入。吳力波等［10］采用中國省份層面的數據同樣發現了減排空間對減排成本的影響和減排成本曲線中拐點的存在。

4.2 實證檢驗

4.2.1 模型設定與指標選取

為進一步驗證減排空間、技術進步與二氧化碳邊際減排成本之間的關系，設定如下方程：

其中：i表示省份，t表示年份。MAC指代二氧化碳邊際減排成本。選取“傳統-弱”和“弱-強”兩種邊際減排成本進行對比分析，以進一步深入探究經濟發展階段與減排空間、技術進步等之間的關系。ROOM指代物理減排空間。具體選用兩類：一是節能政策時期的虛擬變量。中國從2006年開始從國家層面明確提出并強調能源強度下降的目標，故將2006年作為分界點，之前設置為0，當年及之后設置為1。二是節能約束目標。采用各省份政府公告中“十一五”“十二五”“十三五”中能耗強度降低目標。TECH指代技術進步。選取綠色技術專利作為技術進步的衡量指標。綠色技術專利分為綠色發明和綠色實用新型兩種。由于實用新型專利又稱小發明，主要針對產品的形狀、構造和外觀等方面提出，不需要實質審查且授權時間較短，導致在新穎性和創造性等方面有所欠缺。故具體采用綠色發明專利申請量和授權量。Z代表控制變量。囊括能源結構、產業結構、城市化水平和交通發展水平四種，分別用煤炭占比、第二產業占比、城鎮人口占比和人均私人汽車擁有量表示。μ代表省份固定效應，δ代表年份固定效應，ε代表隨機誤差項。上述變量的描述性統計見表2。

表2 描述性統計

4.2.2 減排空間與二氧化碳邊際減排成本

依據公式（9）分析減排空間對二氧化碳邊際減排成本的影響，回歸結果見表3。前四列結果表明，2006年實施節能減排政策對“傳統-弱”邊際減排成本具有顯著的負向影響，對“弱-強”邊際減排成本無影響。而從后四列的結果可以看出，2006年之后，節能減排目標約束對“傳統-弱”和“弱-強”的邊際減排成本均無顯著影響。意味著，只有當節能減排政策處于初始時期和經濟行為主體處于粗放型發展階段這兩個條件同時滿足時，節能減排政策才能夠起到降低二氧化碳邊際減排成本的效果。因在這時減排空間巨大，存在污染物減排的規模效應，即實施減排行動的時機越早，污染物越多，其邊際減排成本也越低。上述結論與魏楚［4］、楊子暉等［41］的研究結果相一致。

表3 減排空間對二氧化碳邊際減排成本的影響

4.2.3 減排空間、技術進步與二氧化碳邊際減排成本

接下來進一步探究技術進步是否在減排空間對二氧化碳邊際減排成本影響的過程中起到中介作用。

首先依據公式（10）分析減排空間對技術進步的影響，回歸結果見表4。四組回歸結果均表明，減排目標約束會倒逼技術進步，減排目標約束越緊，綠色專利越多。

其次，依據公式（11）分析技術進步對二氧化碳邊際減排成本的影響，回歸結果見表5。從列（1）、列（2）、列（5）、列（6）回歸結果可以看出，技術進步對“傳統-弱”邊際減排成本具有明顯的正向影響，表明在粗放型經濟發展階段，專利的積累會增加二氧化碳邊際減排成本。而從剩余列的回歸結果可以看出，技術進步對“弱-強”邊際減排成本并無影響，意味著在集約型經濟發展階段，專利的積累則不會增加二氧化碳邊際減排成本。

表5 技術進步對二氧化碳邊際減排成本的影響

隨著經濟的持續發展和知識的不斷積累，技術先進性會呈現階段性變化，技術進步可分為萌芽期、成長期、成熟期和衰退期［43］。從中美專利數據的對比分析來看：美國在1995年之前專利數量較少，增長比較緩慢，處于萌芽期；1995—2008年專利數量增長迅速且增長率不斷攀升，處于成長期；2009—2018年專利數量不斷增多，但增速已經開始明顯減緩，處于成熟期；2018—2020年專利數量明顯開始下降，處于衰退期。而中國專利數量在2004年之前明顯較少，且增長率趨近于零；在2005年之后，申請量迅速上升且增速越來越快；2020年中國的一般性技術創新正處于技術生命周期的成長階段，成長激變的時間點比美國晚了近10年。圖10中展示了中國綠色技術專利數據的變動趨勢，從中可以看出：中國綠色專利技術的成長期比一般技術進步的成長期來得更晚一些，大概在2007年?，F在仍處于快速發展的初步成長期，增長率也不斷攀升，這時，技術進步還需時間積累和沉淀，并不能達到預計效果。

結合表4回歸結果進行分析，發現技術進步可以作為減排空間和減排成本之間的中介變量發揮作用。減排空間約束會倒逼技術進步。但一方面技術進步在前期需要大量的投入成本去積累和沉淀，在后期才能見到成效。另一方面由于技術鴻溝的存在，技術進步需要一段很長的時間去克服阻礙和壁壘，越過去之后，技術進步才會發揮其應有作用。故而，對于現階段仍處于綠色技術成長期的中國而言，技術進步仍處于沉沒成本階段，并不能起到顯著降低減排成本的效果。上述結論與熊彼特的創新理論相一致。

5 結論與政策建議

該研究基于三種方向性距離函數的行為模式構建三種二氧化碳邊際減排成本的計算方法，從而測度中國30個省份1998—2019年間三種二氧化碳邊際減排成本，并從全國、區域和省份三個層面進行分析。同時，從減排空間和技術進步兩個視角進一步探究二氧化碳邊際減排成本的影響機制。主要結論如下。

（1）經濟行為主體“傳統-弱”模式時二氧化碳邊際減排成本大多為負值，“傳統-強”模式時大多趨近于零，“弱-強”模式時均為正值?！皞鹘y-弱”時生產者采用傳統技術，能源浪費現象嚴重，轉換低碳生產技術不僅能夠提高能源利用率、減少碳排放，還能節約生產成本；“弱-強”時生產者本身采用弱低碳生產技術，能源有效利用率大幅度提高，轉換更高的低碳生產技術雖然能夠減少單位碳排放，但同時也會增加生產成本；“傳統-強”時生產者原本采用傳統技術，轉換為強低碳生產技術時，因能源浪費現象遏制帶來的成本下降與因技術更迭帶來的成本上升相抵消，邊際減排成本趨近于零。

（2）三種測度方法下二氧化碳邊際減排成本變動趨勢大體相同，均隨時間呈現上升、下降、上升的“N”型；區域規律大體一致，均為中部地區較高，東、西部地區較低；不同區域和省份間的同一種邊際減排成本差異較大。

（3）減排空間和技術進步是影響二氧化碳邊際減排成本最重要的兩個因素。在前期的粗放型發展階段，經濟行為主體采用傳統生產技術，減排空間起主要作用；在后期的集約型發展階段，經濟行為主體采取低碳生產技術，技術進步才逐漸開始起作用，達到降低邊際減排成本的效果。

（4）只有當減排空間足夠大，經濟行為主體處于粗放型發展階段和節能減排政策處在初始時期這兩個條件同時滿足時，節能減排政策才能起到降低邊際減排成本的效果。技術進步具有周期性，現階段中國綠色技術處于快速發展的初步成長期，對技術的各項投入處于沉沒成本階段，雖然減排空間能夠倒逼技術進步，但是技術進步并不能夠起到降低減排成本的效果。

基于上述結論，作者認為在減排氣候政策制定的過程中應該重點注意以下五個方面。

第一，要注重階段性，與時俱進。二氧化碳邊際減排成本具有階段性特征。在粗放型經濟發展的前期階段為負值，提高極低的效率和技術水平不僅能夠減少二氧化碳排放還會增加經濟收益。而在集約型經濟發展的后期階段，能源效率和生產技術水平較高，二氧化碳邊際減排成本為正值，減少二氧化碳排放則會降低經濟收益。減排氣候政策要根據上述情形有所調整以實現最新的最優決策，前期要側重于提供技術支持，后期不僅要提供技術支持還要提供財政支持。

第二，要注重區域差異性，因地制宜。不同地區的二氧化碳邊際減排成本不同，且其差異會隨著減排政策的不斷推進而加大。故不能對所有地區實行“一刀切”，對邊際減排成本高的地區適當放松減排要求，而對邊際減排成本低的地區增加減排要求，從而實現效率的最優化和總的減排成本的最小化。此外，每個地區在實施碳減排政策的同時，要結合自身的資源稟賦和優勢，搭配合適的能源轉型和產業轉型的政策，要逐步推進碳減排進程，以最終保證碳中和目標的實現。

第三，要持續推進和完善碳排放權交易市場。不同區域和省份之間二氧化碳邊際減排成本有巨大差異，意味著存在巨大的交易空間，為中國構建碳排放權交易市場提供契機。成本高的地區可以從成本低的地區購買排放權許可證，成本低的地區能夠通過出售許可證獲利，從而實現資源的有效配置。2011年至今，雖然中國碳排放權交易市場有序進行，但還處于起步階段，需要持續推進和細化。一方面，加強國際交流與合作，借鑒歐盟等地區的經驗；另一方面，要結合中國的基本國情，重視地區間的發展差異，既要增強全國層面的統一性和一致性，也要考慮區域和省份層面的自主性和靈活性。

第四，要考慮技術進步前期“沉默發酵”的特性。技術進步是實現減排目標的關鍵路徑。減排空間約束可以通過倒逼技術進步，從而影響邊際減排成本。但技術進步的作用并非一蹴而就，需要一段時間的前期投入才能發揮作用。一方面，政府要提高對低碳技術的支持力度，強化技術支撐，促進產、學、研三者的有效結合，從而實現低碳技術數量和質量上的雙增長。另一方面，政府要注重技術進步需要長期投入、沉淀才能發揮作用的特點，前期要出臺相應的政策以保障先發企業的利益和存活。

第五，中西部地區承接產業時要協同推進可持續發展。根據地區間污染轉移規律，隨著經濟的發展，污染產業會逐漸從東部轉移到中部，并在接下來還會從中部轉移到西部。雖然這些污染產業可以在短時間內促進地方的經濟增長，但在后期要付出更大的代價，并且即使付出再大的代價，也換不回之前的綠水青山。故而，中西部要在承接產業轉移時提高標準、有所篩選，選擇高技術、低污染的產業，也要基于資源稟賦優勢，尋找自身的發展之路，從而實現可持續的發展。