中国低碳经济发展的技术进步因素及其动态效应,本文主要内容关键词为:中国论文,技术进步论文,效应论文,经济发展论文,因素论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
由二氧化碳等温室气体的排放引起的全球气候变化已经日益威胁到人类的生存和发展(IPCC,2007)。2003年英国政府在发布的能源白皮书中首次明确提出了“低碳经济”的概念,随即成为国际社会关注的焦点。所谓低碳经济是指依靠技术和制度创新,从根本上改变人类对化石能源的依赖,减少以二氧化碳为表征的温室气体的排放,走以低能耗、低排放、低污染为特征的可持续发展道路(庄贵阳,2005)。作为最大的发展中国家,中国发展低碳经济的任务非常紧迫:一是中国正处于工业化高速发展时期,面临较大的温室气体减排压力(付允,2008);二是由“高碳模式”引发的能源安全、贸易壁垒、生态恶化等问题严重制约了中国经济社会的发展;三是随着中国的崛起,国际社会要求中国承担更多温室气体减排的义务(黄栋,2009)。
低碳经济的发展水平是由一个国家的技术水平、发展阶段、能源结构、经济结构、人口结构等众多因素共同作用决定的(李齐云、商凯,2009),而技术进步是其中的关键因素。《IPCC排放情景特别报告》和《2001气候变化:IPCC第三次评估报告》指出,技术进步是解决温室气体减排和气候变化的最重要的因素,其作用超过其他所有因素。何建坤(2009)提出低碳经济的本质要求是提高碳的生产力,关键在于低碳技术的进步。冯之俊和牛文元(2009)以国际金融危机后时代为研究背景,从科技进步与经济周期的关系着眼,发现世界经济史上存在着由重大科技进步所主导的周期性经济波动,提出低碳技术将成为推动全球发展的新动力,将引领全球经济走出衰退的困局。李瑾(2010)从温室气体减排成本的角度,提出技术进步能够在不增加产品投入的同时提高产出,并且通过技术创新降低温室气体减排的成本。
基于上述研究,正确认识技术进步对低碳经济发展的影响机制,明确其作用强度与发展趋势,对于充分发挥技术进步的驱动效应,探索中国特色的低碳经济发展道路具有重要的现实意义。因此,本文对技术进步影响低碳经济发展的动态效应进行了检验与分析。
一、技术进步水平的测度
全要素生产率是衡量一国技术进步水平的重要指标。全要素生产率的测定方法很多,其中应用最为广泛的是索洛余值法(韩莹,2008)、随机前沿生产函数法(韩朝华,2009)以及非参数Malmquist指数法(章祥荪、贵斌威,2008)。然而,以全要素生产率衡量技术进步具有一定的局限性,尤其对中国不适用(Chen E.K.Y.,1997)。首先,全要素生产率是从总量上评价投入与产出的关系,比较适合经济增长相对稳定和政策波动较小的国家,与我国的具体国情不符,其适用性和客观真实性都会受到限制。其次,技术进步分为非体现式技术进步和体现式技术进步(Felipe,1999),非体现式技术进步独立于生产要素之外,又与全要素生产率具有密不可分的关系;体现式技术进步则与要素投入融为一体。中国的技术进步正是一种以引进先进设备和技术、技术模仿等为主的体现式技术进步,但是在以往的研究中却缺乏相关的估算。鉴于此,本文构建了能够体现不同技术进步类型的核算方程,对中国的技术进步水平进行测算。
1.模型构建。索洛是最早将技术进步因素纳入经济增长模型的学者,他采用计量经济学方法,将经济增长扣除劳动和资本投入两个生产要素所导致的增长的剩余部分,称为技术进步(或“索洛余值”)。索洛方程简单易行,合乎经济原理,对于时间序列数据较为适用;但是也存在比较明显的缺陷:一是忽略了自然资源在增长中的重要性;二是技术进步外生性、非体现性、希克斯中性的假设遭受质疑;三是以索洛余值测算的技术进步无法涵盖所有类型的技术进步。
王玺,张勇(2010)基于索洛余值模型,构建出包含资本体现式技术进步的经济增长模型,具体形式为:
其中,Y、K、L、M分别表示产出、资本投入、劳动力投入和能源投入;lnA表示非体现式技术进步;δlnP表示体现式技术进步。对式(2)进行变动可推导出经济增长核算方程:
其中,y、k、l、m分别表示产出增长速度、资本增长速度、劳动人数增长速度和能源消耗增长速度;a表示非体现式技术进步增长速度;δp表示体现式技术进步的增长速度。体现式技术进步主要表现为公共投资的溢出效应,即通过公共投资改善研发环境,加强对研发的支持,从而减少中间成本,提高生产效率;
式(4)中,各项系数皆为时变参数,表示技术进步随时间、各种要素投入以及要素弹性的变化而变化;反之,要素投入和要素弹性也随技术进步的变化而变化。
2.变量选取。1978年改革开放以来至1981年社会经济仍然处于改革初期的调整阶段,市场体系和统计体系均不完善,因此本文选取1982-2008年的时间序列数据作为研究样本,其中,产出采用实际GDP;资本采用全社会固定资产投资扣除体现式技术进步中包含的公共投资;劳动力采用历年就业人数;能源采用每年能源消费总量,即将煤炭、石油、天然气、水核风电按相应比例折算成统一单位(标准煤),然后汇总计算;体现式技术进步按其构成分别采用固定资产投资下设备工具与器具购置项目、国有经济能源工业固定资产投资项目以及交通、仓储与邮政投资项目。
3.中国技术进步水平的测算。本文采用状态空间模型以及卡尔曼滤波算法,对于式(4)所建立的时变参数模型进行估计;其中,状态方程采用带漂移项的随机游走形式。利用Eviews6.1进行估计,为了保证估计结果的有效性,我们将对状态空间模型量测方程残差的平稳性进行检验。
残差检验结果显示,在1%的显著水平上拒绝残差具有单位根的假设,上述建立的状态空间模型残差平稳,估计结果有效。
因此,我们可以得出历年技术进步水平,包括体现式技术进步和非体现式技术进步(表1)。
根据表1可知,1983-2008年中国技术进步平均增长率为8.7%,其中非体现式技术进步平均增长率为3.7%,体现式技术进步平均增长率为5%;体现式技术进步中,生产设备改进的贡献率为71%,能源投入的贡献率为37%,而基础设施建设的贡献率为-8%。由此可知,中国的技术进步是一种以设备更新、技术引进为特征的体现式技术进步,而公共基础设施的不完善则阻碍了技术进步的速度。
在时间上中国技术进步水平呈周期性变化,周期内技术进步的速度先上升,再下降,然后经历一个短暂的回弹后再持续下降。这基本反映了技术的生命周期,一项重要技术的产生会带动其他相关技术的发展,促进整个经济社会的技术进步水平快速上升;随着该技术由成熟走向衰落,其波及性和影响力会逐渐减弱,这时其他相关技术在其带动下逐渐成熟,成为经济发展的主导力量;当相关技术也进入衰退阶段时,一轮技术生命周期宣告结束,新一轮的周期开始。1983-2008年中国技术进步大致经历了三个周期:
(1)1983-1989年是第一个技术进步周期,时间跨度为7年。这一时期中国技术进步速度波动很大,出现了最高增速与最低增速,两者之间的差值达23.75%,1989年第一轮周期结束时,中国技术进步速度为负值,即整个经济社会的技术进步水平出现衰退。这一阶段处于改革开放前期,科技与经济脱节成为制约社会发展的瓶颈问题,科技成果不能迅速转为化为现实生产力,严重抑制了科研人员的积极性与创造性。因此,国家针对这一现状相继出台了科技攻关计划、星火计划、火炬计划,建立了国家自然科学基金,对科学技术体制进行了全面系统的改革,显著推动了中国技术进步的增长水平;但是鉴于中国科技基础薄弱,科技管理尚处于起步探索阶段,这一轮技术周期持续时间较短,波动较大。
(2)1990-1998年是第二个技术进步周期,时间跨度为9年。这一时期主导技术衰退的速度明显下降,其他相关技术对经济社会影响时间有所延长,周期内技术进步速度的波幅有所减小。这一阶段处于中国经济体制的改革与转型时期,计划经济向市场经济的转变对技术进步产生了重要的积极影响。企业作为市场的参与主体,在竞争的压力下,不得不加强对先进技术的引进与创新;而国家作为市场的调控主体,以完善市场机制为目标,进一步加强了对科技研发与技术引进体制的管理,为中国的技术进步创造了一个稳定有序的发展环境。第二轮技术进步周期的结束在很大程度上源于1997年东南亚金融危机对国内外经济发展环境的冲击,但是第二轮技术进步周期整体保持正向增长,且周期结束时的技术进步率大于周期开始时的进步率。
(3)1999-2008年是第三个技术进步周期,时间跨度为10年。这一时期主导技术发挥作用的时间更长,其他相关技术的发展及时弥补了主导技术衰退对经济增长的影响,周期内技术进步速度波幅很小,基本呈稳步上升的态势。这一阶段处于改革开放的深化时期,转变经济发展方式成为这一时期的主要目标。资源衰竭、环境恶化正日益制约着中国经济的发展,促使依靠增加物质资源消耗的发展方式向依靠科技进步、技术创新转变。
综上所述,三个技术进步周期在时间维度上的变化趋势大致表现为:周期持续时间增长,周期内技术进步率波幅变小,主导技术生命周期延长,其他相关技术对经济的影响力度不断加大。
二、技术进步对中国低碳经济的动态效应
技术进步是低碳经济发展的动力和核心,中国能否顺利实现低碳经济很大程度上取决于技术进步水平。从技术进步与能源消耗的角度,刘畅等(2008)对中国工业行业的面部数据进行细分研究,发现科技经费支出的增加有助于高能耗行业能源效率的提高。孙立成等(2008)将能源消耗纳入DEA-Malmquist方法测算了1997-2006年12个国家的能源效率变化,结果显示能源利用技术进步增长率的下降是中国能源利用效率未改善的主要原因。从技术进步与碳排放的角度,王群伟等(2010)将二氧化碳作为非期望产出纳入DEA模型中估算二氧化碳排放绩效的动态变化,研究发现中国二氧化碳排放绩效主要因技术进步而不断提高,平均改善率为3.25%。
本文基于1983-2008年的数据测度技术进步对中国低碳经济发展的贡献率,并从动态分析的角度,考察碳排放对技术进步的响应趋势。
1.技术进步对碳排放的影响效应测度。首先,对时间序列数据进行平稳性检验。其中表示二氧化碳排放的增长率;T表示技术进步率,a与p分别表示非体现式技术进步与体现式技术进步,检验结果显示(表2):1983-2008年的数据样本中,二氧化碳排放的增长率、技术进步率T、非体现式技术进步a与体现式技术进步p均为一阶单整变量。
然后,对数据样本建立回归方程,经过反复检验,剔除不显著变量,采用加权最小二乘法估计,结果如公式(5)所示。
对式(5)所建立的回归模型进行残差平稳性检验,结果证明残差平稳,回归模型有效。
估计结果显示,1983-2008年中国技术进步对二氧化碳排放具有显著的促进作用,且这种促进作用具有一定的持续性,即碳排放增长率不仅受同期技术进步的影响,还受到滞后四期技术进步的影响,具体表现为:同期技术进步增长1%,引起碳排放增长0.5323%;而滞后四期的技术进步增长1%,引起碳排放增长0.1313%。
技术进步对二氧化碳排放的促进作用与中国经济的发展特征具有密切联系。理论上技术进步是节能减排的重要手段,对二氧化碳排放的增长应具有显著的抑制性。但是,中国经济尚处于全速发展阶段,经济发展方式也以粗放型发展为主。尽管,中国的技术进步水平有了显著的提高,但是技术进步的领域具有一定的局限性,大多集中于生产领域,以提高产出增长率为主要目标,而对于生产环节的节能减排技术,鉴于成本压力,则关注较少。因此,现阶段,中国的技术进步主要表现为促进工业化较快发展,而工业化的加快发展则称为导致二氧化碳排放增长居高不下的重要原因。
中国的技术进步可分为体现式技术进步与非体现式技术进步,不同类型的技术进步对于二氧化碳排放的影响是不同的。下面我们将技术进步进行分解,进一步研究不同类型的技术进步对于碳排放的影响。估计结果如公式(6)所示。
对式(6)所建立的回归模型进行残差平稳性检验,结果证明残差平稳,回归模型有效。
估计结果显示,1988-2008年非体现式技术进步对二氧化碳排放的影响表现为:同期非体现式技术进步对二氧化碳排放具有抑制作用,滞后三期非体现式技术进步对二氧化碳排放具有促进作用;体现式技术进步对二氧化碳排放的影响表现为:同期体现式技术进步对于二氧化碳排放具有促进作用,滞后五期体现式技术进步对于二氧化碳排放具有抑制作用。
就技术进步的类型而言,不同类型的技术进步对于二氧化碳排放的影响方向和影响力度各不相同,具体表现为:
(1)非体现式技术进步是一种隐性的技术进步,表现为劳动力、资本、资源等生产要素平均生产率的提高。因此,同期非体现式技术进步由于改善了要素生产率,尤其是提高了能源的利用效率,对于二氧化碳排放具有一定的抑制作用。但是,非体现式技术进步在另一方面也是经济增长的核心动力,会进一步提高要素的投入与经济的产出,而在中国现有的能源结构条件下,经济增长代价必然是二氧化碳的大量排放,因此,滞后三期的非体现式技术进步对于二氧化碳排放反而具有促进作用。
(2)体现式技术进步是一种显性的技术进步,表现为资本有针对性地投入某一领域,而使该领域迅速发展,形成一定的技术优势。本文的体现式技术进步主要集中于设备更新、能源改进与交通投入三个方面。同期体现式技术进步对于二氧化碳排放具有显著的促进性,主要与资本投入引起产业扩张有关;而滞后五期的体现式技术进步对于二氧化碳排放具有显著的抑制性,则主要是由于设备、能源与交通等领域技术的进步,有效改善与优化了生产工艺与能源结构,从而在经济规模一定的条件下,使二氧化碳排放的增长势头有所下降。
图1 技术进步冲击引起碳排放的脉冲响应
2.技术进步对碳排放的影响趋势测度。根据式(6)建立的回归模型估计结果,以二氧化碳排放的增长率和技术进步率为变量建立VAR(2)模型。本文估计得到VAR模型特征多项式根的倒数均小于1,即VAR模型是稳定,因此,可以进行脉冲响应分析。分析结果如图1所示,其中横轴表示冲击作用的滞后期间数(单位:年),纵轴表示二氧化碳排放的增长率(单位:%),实线表示脉冲响应函数,代表二氧化碳排放的增长率对技术进步冲击的反应,虚线表示正负两倍标准差偏离线。
由图1可知,二氧化碳排放对技术进步的响应以横轴为中心呈现振荡性、周期性衰减的特征。如果当期给技术进步率一个单位的正冲击后,前六期表现为同向的变动且逐渐增大,其后开始逐渐回落,从六期开始表现为反向变动;至第十一期开始周期性重复上述变动,但周期逐渐缩短,振幅逐渐变小。
技术进步对碳排放影响主要体现在两个方面,一方面技术进步推动工业化的发展,在一定程度上促进碳排放的增长率;另一方面技术进步通过改善生产工业、优化能源配置等提高了能源生产率,从而遏制了碳排放的增长势头。就中国经济的发展特征而言,改革开放以来中国GDP平均增长率维持的10%左右,经济总量的显著增长与碳排放增长率的居高不下充分显示了,在1983-2008年的样本期内,中国的技术进步主要体现于对经济增长的影响方面;但是,任何技术的产生与应用都预示着生产工艺的改进与生产技术的提高,对于改善工业结构以及资源配置都具有不可忽视的作用,然而,一项新技术的应用对于经济总量的影响往往先于对经济结构的影响。因此,在一个技术进步周期内,技术进步通常首先促进碳排放的增长,然后再发挥其抑制作用。
此外,在中国低碳经济的发展过程中,技术具有长期的波及性和累积性,其对碳排放的影响具有一定的持续性。首先,技术进步具有极强的波及性,某一技术的发展在同期通常会引导其他多项相关技术的进步,从而延长技术进步周期;此外,技术进步的波及性也导致了其影响效应不断增大。因此,一个技术进步周期虽然只有10年左右(图1),但是其对碳排放的影响周期却远远大于其生命周期。
三、结语
本文基于1983-2008年的时间序列数据,对中国低碳经济发展过程中的技术进步因素进行了检验,并对其效应进行了动态分析。通过对索洛增长方程进行修正,并将技术进步进行分解,测算出中国整体技术进步水平以及体现式和非体现式技术进步水平;利用计量经济学的回归分析,估算出技术进步及其各因素对碳排放的影响效应;最后基于脉冲响应函数,分析了技术进步对碳排放的影响趋势。主要结论如下:
(1)样本期内,中国技术进步水平呈周期性变化,周期跨度逐渐增长,周期内技术进步波动幅度逐渐缩小,主导技术生命周期不断延长,其他相关技术对经济的影响力度不断加大。周期内技术进步的速度先上升,再下降,然后经历一个短暂的回弹后再持续下降。
(2)通过考察技术进步对碳排放的影响效应发现,中国技术进步对二氧化碳排放具有显著的促进作用,且这种促进作用具有一定的持续性,即碳排放增长率不仅受同期技术进步的影响,还受到滞后四期技术进步的影响。
(3)基于脉冲响应分析结果,技术进步对碳排放的影响具有显著性、周期性和持久性的特征。
综上所述,当前中国技术进步对二氧化碳排放的促进作用远远大于抑制作用,这与传统的理论研究结果有一定的偏离。但是这种相悖性在一定程度上反映了中国的国情,即中国正处于工业化高速发展的阶段,经济增长是技术进步的首要目标,但是随着生态环境压力日益严重,实现经济与环境的协调发展成为技术发展新方向。一项技术要真正实现预期的目标还需要经历一个较长的时期,目前中国节能减排的相关技术尚处于起步阶段,还未成长为能够带动经济发展的主导技术。因此,实证研究的结果只能说明中国当前阶段的技术进步对碳排放主要表现为促进作用,但并不能以此为据否定技术进步对发展低碳经济的积极作用。