技術(shù)沖擊、二氧化碳排放與中國(guó)經(jīng)濟(jì)波動(dòng)＊——基于DSGE模型的數(shù)值模擬

鄭麗琳，朱啟貴

（1．上海交通大學(xué) 安泰經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，上海200030；2．安徽財(cái)經(jīng)大學(xué) 管理科學(xué)與工程學(xué)院，安徽 蚌埠233030）

一、引 言

2011年11月28日，聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約第17次締約方會(huì)議在南非德班召開(kāi)，各國(guó)就氣候變化爭(zhēng)論激烈。部分發(fā)達(dá)國(guó)家認(rèn)為新興市場(chǎng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展產(chǎn)生了大量碳排放，成為環(huán)境污染和氣候變化的主要根源，從而希望利用國(guó)際機(jī)制限制新興市場(chǎng)國(guó)家的碳排放，約束其經(jīng)濟(jì)發(fā)展。然而，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是發(fā)展中國(guó)家的首要任務(wù)，關(guān)乎人民的生存和發(fā)展。因此，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與碳減排之間的平衡，應(yīng)通過(guò)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)整等途徑。中國(guó)政府在2009年哥本哈根會(huì)議上承諾到2020年單位GDP碳排放量比2005年下降40%－45%，在德班會(huì)議上又進(jìn)一步提出在滿足五項(xiàng)條件前提下2020年后將參加具有法律約束力的框架協(xié)議。為此，在十七屆五中全會(huì)上政府強(qiáng)調(diào)將科技進(jìn)步和創(chuàng)新作為加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重要支撐，將其作為“十二五”乃至更長(zhǎng)時(shí)期我國(guó)科技工作的中心任務(wù)?？梢?jiàn)，技術(shù)進(jìn)步將成為未來(lái)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)因素之一。同時(shí)，RBC理論認(rèn)為技術(shù)沖擊是引起經(jīng)濟(jì)波動(dòng)的重要?jiǎng)右?。因此，研究技術(shù)沖擊對(duì)于實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

自Kydland和Prescott（1982）及Long和Plosser（1983）最早構(gòu)造簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)隨機(jī)一般均衡（DSGE）模型以來(lái)，經(jīng)濟(jì)學(xué)家就將其視為宏觀經(jīng)濟(jì)分析的重要工具之一。DSGE模型強(qiáng)調(diào)宏觀經(jīng)濟(jì)的微觀基礎(chǔ)，考慮經(jīng)濟(jì)主體對(duì)未來(lái)的“理性預(yù)期”，通過(guò)最優(yōu)化經(jīng)濟(jì)主體的跨期決策實(shí)現(xiàn)宏觀經(jīng)濟(jì)均衡。此類模型經(jīng)常被用于解釋各種沖擊給經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)帶來(lái)的周期性影響。在環(huán)境經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，近幾年來(lái)已有學(xué)者嘗試使用該方法討論各種沖擊對(duì)污染治理、能源使用等宏觀變量的影響。Dhawan等（2010）引入技術(shù)沖擊和能源價(jià)格沖擊，采用極大似然估計(jì)方法得到結(jié)構(gòu)參數(shù)，并討論了沖擊響應(yīng)結(jié)果。Angelopoulos等（2010）在新古典框架下考察了具有不確定性的技術(shù)沖擊和經(jīng)濟(jì)行為對(duì)環(huán)境的影響。Heutel（2012）以RBC模型為基礎(chǔ)，將污染存量負(fù)外部性引入代表性個(gè)體的效用函數(shù)和企業(yè)的生產(chǎn)函數(shù)，構(gòu)建DSGE模型討論了技術(shù)沖擊對(duì)最優(yōu)環(huán)保政策的影響。國(guó)內(nèi)的理論研究大多集中在技術(shù)進(jìn)步對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染的兼容性、經(jīng)濟(jì)最優(yōu)增長(zhǎng)率、政府最優(yōu)調(diào)控工具等的影響機(jī)理上（彭水軍和包群，2006；余江和葉林，2006；張暉和朱軍，2009；邵帥和齊中英，2009）。

綜上所述，國(guó)內(nèi)外已有研究為本文提供了重要參考和借鑒，但沒(méi)有對(duì)技術(shù)沖擊進(jìn)行細(xì)分。在現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中，污染物排放量既取決于生產(chǎn)技術(shù)水平，也受制于環(huán)保技術(shù)水平，不同的技術(shù)沖擊可能對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)變量產(chǎn)生不同的影響。同時(shí)在國(guó)內(nèi)環(huán)境經(jīng)濟(jì)研究領(lǐng)域，DSGE方法鮮有人涉及。因此，本文試圖構(gòu)建包含代表性個(gè)體、企業(yè)、政府和環(huán)境四部門(mén)的DSGE模型，并將技術(shù)細(xì)分為生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)，討論這兩類技術(shù)沖擊下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、環(huán)境污染、居民消費(fèi)、投資等宏觀變量的變化，以揭示不同類型的技術(shù)進(jìn)步在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的作用。

二、理論模型

環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響主要通過(guò)環(huán)境舒適度、個(gè)體健康度和勞動(dòng)生產(chǎn)率三個(gè)方面來(lái)體現(xiàn)。一般認(rèn)為，前兩個(gè)因素體現(xiàn)在效用函數(shù)上，后一個(gè)因素體現(xiàn)在全要素生產(chǎn)率上（或污染被視作生產(chǎn)的副產(chǎn)品）。因此，本文在模型構(gòu)建時(shí)考慮了環(huán)境部門(mén)與其他三個(gè)部門(mén)（代表性個(gè)體、企業(yè)和政府）的有機(jī)聯(lián)系。

（一）模型構(gòu)建

1．代表性個(gè)體。假設(shè)封閉經(jīng)濟(jì)中代表性個(gè)體既是消費(fèi)者又是生產(chǎn)者，擁有相同的偏好。代表性個(gè)體是永續(xù)的，而且不考慮人口增長(zhǎng)，人口總量Nt被標(biāo)準(zhǔn)化為1?？紤]到自然界中很多污染物無(wú)法立刻分解，其殘留會(huì)逐漸累積形成污染存量，進(jìn)而影響個(gè)體效用。因此，效用函數(shù)可以表示為：

其中，污染存量Xt與消費(fèi)水平ct是分離的，代表性個(gè)體的效用隨著消費(fèi)的增加而增加?U／?c＞0、隨著污染存量的增加而減少?U／?X＜0。ξ衡量的是與物質(zhì)消費(fèi)相比，環(huán)境污染對(duì)個(gè)體效用的影響，可以表示環(huán)保意識(shí)高低。

代表性個(gè)體的收入包括工資wtnt（假設(shè)勞動(dòng)供給無(wú)彈性，即nt＝1）和資本收益rtkt－1。收入一部分用于消費(fèi)，一部分用于投資，則代表性個(gè)體的預(yù)算約束為：

值得注意的是，在競(jìng)爭(zhēng)性均衡中，雖然污染存量有損于個(gè)體效用，但它是整體社會(huì)生產(chǎn)生活共同決定的，個(gè)人難以選擇或改變，所以X被視為外生的；而在社會(huì)計(jì)劃者均衡中，政府則從維持經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保證人民生活以及維護(hù)環(huán)境安全等角度出發(fā)選擇合適的污染存量。

2．企業(yè)。IPCC（1995）認(rèn)為在六種溫室氣體中二氧化碳排放的溫室效應(yīng)最大，約占整個(gè)效應(yīng)的56%。近幾十年來(lái)，二氧化碳的過(guò)度排放是全球氣候變化的主要原因。氣候變化不僅有損于個(gè)體效用，也會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。因此，我們采用包含污染存量損減影響的生產(chǎn)函數(shù)（Nordhaus，2008）：

在污染存量Xt和生產(chǎn)技術(shù)水平At下，企業(yè)利用物質(zhì)資本kt－1和勞動(dòng)力nt（供給無(wú)彈性）生產(chǎn)最終產(chǎn)品yt。繳納稅金并支付要素報(bào)酬后，企業(yè)利潤(rùn)為：

要素市場(chǎng)出清要求工資和資本收益率分別為 wt＝（1－τt）（1－α）yt和rt＝（1－τt）αyt／kt－1。

3．政府。環(huán)境污染會(huì)產(chǎn)生負(fù)外部性，企業(yè)排污的邊際損失小于社會(huì)邊際成本，所以其不會(huì)主動(dòng)治污，此時(shí)政府不得不承擔(dān)污染治理的責(zé)任。假設(shè)污染治理投入zt由財(cái)政負(fù)擔(dān)，其等于稅收收入，以實(shí)現(xiàn)財(cái)政收支平衡。

4．環(huán)境。污染流量來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中的排放物，在環(huán)保技術(shù)水平Bt下，生產(chǎn)的產(chǎn)品越多、污染治理投入越少，排污量越大。由于污染物在全球范圍內(nèi)流動(dòng)，我們同時(shí)考慮國(guó)內(nèi)和國(guó)外污染流量Pt和P′t。在正常分解率η下，污染存量方程如（7）式所示。

5．技術(shù)。為了考察技術(shù)沖擊對(duì)各宏觀變量的影響，（8）式和（9）式分別為生產(chǎn)技術(shù)水平At（即全要素生產(chǎn)率TFP）和環(huán)保技術(shù)水平Bt的變動(dòng)情況。其中，ρA和ρB分別為一階自回歸系數(shù)，εAt和εBt分別為均值為0、方差分別為σ2A和σ2B的高斯i．i．d．序列。

（二）模型均衡

1．競(jìng)爭(zhēng)性均衡。競(jìng)爭(zhēng)性均衡｛ct，kt；wt，rt｝滿足以下條件：給定初始污染存量 X0和資本存量k0，在價(jià)格體系｛wt，rt｝和政府財(cái)政政策｛τt｝約束下，｛ct，kt｝是代表性個(gè)體效用最大化的解；｛kt｝滿足企業(yè)利潤(rùn)最大化條件；所有市場(chǎng)出清。代表性個(gè)體的效用最大化問(wèn)題為：

給定政府征稅稅率τt，（2）式、（7）式和（10）式構(gòu)成了關(guān)于｛kt，Xt，ct｝的三維一階差分動(dòng)力系統(tǒng)。

2．社會(huì)計(jì)劃者均衡。社會(huì)計(jì)劃者既要考慮保持經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)消費(fèi)需要，也要進(jìn)行環(huán)境治理以保證環(huán)境狀況在人們可接受范圍內(nèi)。社會(huì)計(jì)劃者均衡｛ct，kt，Pt，Xt｝滿足以下條件：給定初始污染存量X0和資本存量k0，在產(chǎn)出｛yt｝和政府財(cái)政政策｛zt｝約束下，資源配置｛ct，kt｝和污染水平｛Pt，Xt｝使社會(huì)整體效用最大化。其解是帕累托最優(yōu)解，政府征稅行為使污染的負(fù)外部性內(nèi)部化。

社會(huì)計(jì)劃者問(wèn)題是在上述代表性個(gè)體效用最大化問(wèn)題基礎(chǔ)上加入了約束條件（7）式。求解該問(wèn)題，則代表性個(gè)體的最優(yōu)消費(fèi)路徑須滿足：

求解該最優(yōu)化問(wèn)題，則代表性個(gè)體的最優(yōu)消費(fèi)路徑須滿足：

與（10）式相比，由于一部分產(chǎn)出被用于污染治理，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度受到限制，若βEt｛（αyt＋1／kt）－（αγ1zt＋1／γ2kt）＋1－δ｝－1＞0，則經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為正。

同時(shí)，對(duì)污染存量Xt求一階條件，則有：

其中，左邊第一項(xiàng)為負(fù)，反映了污染存量導(dǎo)致個(gè)體效用減少；第二項(xiàng)反映了更多的污染導(dǎo)致產(chǎn)出下降、消費(fèi)減少；第三項(xiàng)為正，反映了當(dāng)期消費(fèi)增加、污染治理投入減少會(huì)使污染存量增加；第四項(xiàng)為負(fù)，反映了當(dāng)期污染存量增加會(huì)使下期污染治理投入增加，從而下期消費(fèi)減少。（2）式、（7）式、（11）式和（12）式構(gòu)成了關(guān)于｛kt，Xt，ct，zt｝的四維一階差分動(dòng)力系統(tǒng)。

（三）線性化展開(kāi)

我們完成了對(duì)環(huán)境約束下經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)及其均衡的界定。一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)存在穩(wěn)態(tài)，即存在等一系列穩(wěn)態(tài)值。①社會(huì)計(jì)劃者均衡是帕累托最優(yōu)的，它從政府角度出發(fā)綜合考慮了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，以社會(huì)福利最大化為目標(biāo)。因此，本文針對(duì)變量｛kt，yt，Pt，zt，Xt，ct，At，Bt｝，對(duì)（2）式、（3）式、（6）式、（7）式、（11）式、（12）式、（8）式和（9）式進(jìn)行線性化處理，建立如下二階差分方程組：

三、參數(shù)校準(zhǔn)與數(shù)值模擬分析

（一）參數(shù)校準(zhǔn)

本文利用1952－2009年中國(guó)人均GDP和人均資本存量數(shù)據(jù)（1952年為價(jià)格基期）進(jìn)行線性回歸，得到資本彈性α為0．7210。將索洛剩余作為生產(chǎn)技術(shù)沖擊，首先對(duì)其取對(duì)數(shù)進(jìn)行BP濾波以消除趨勢(shì)，然后使用OLS回歸得到生產(chǎn)技術(shù)序列的一階自相關(guān)系數(shù)ρA為0．8658，標(biāo)準(zhǔn)差σA為0．07。在RBC文獻(xiàn)中，代表性個(gè)體的年度主觀貼現(xiàn)因子β為0．95，資本季度折舊率為0．025，由此可得年度折舊率δ為0．1。本文借鑒Nordhaus（2008）的做法，得到生產(chǎn)函數(shù)中二次耗損函數(shù)的系數(shù)d0、d1和d2分別為1．40E－03、－6．67E－06和1．46E－08。我們利用中國(guó)能源消費(fèi)數(shù)據(jù)計(jì)算省際二氧化碳排放量，構(gòu)建污染生成函數(shù)。鑒于官方公布的環(huán)境污染治理投資總額數(shù)據(jù)始于2003年，我們利用面板數(shù)據(jù)固定效應(yīng)模型得到污染產(chǎn)出彈性γ1為0．2344，污染治理彈性γ2為0．1077。本文利用面板殘差進(jìn)行自回歸，得到環(huán)保技術(shù)水平的一階自相關(guān)系數(shù)ρB為0．4987，標(biāo)準(zhǔn)差σB為0．08。學(xué)術(shù)界對(duì)二氧化碳在自然界中的分解速度沒(méi)有定論，本文采用折中的辦法，選擇Reilly（1992）設(shè)定的83年作為二氧化碳的半衰期長(zhǎng)度，計(jì)算得到分解率η為0．0083。通過(guò)文獻(xiàn)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集和計(jì)量建模，DSGE模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 DSGE模型結(jié)構(gòu)參數(shù)值③

（二）數(shù)值模擬分析

本文使用Anderson－Moore算法（AMA）對(duì)線性化方程組（13）式進(jìn)行分解，得到穩(wěn)態(tài)附近的近似線性函數(shù)，然后模擬生產(chǎn)技術(shù)沖擊和環(huán)保技術(shù)沖擊，觀察這兩類沖擊對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出、居民消費(fèi)、資本存量、治污投入、污染流量和污染存量的影響。本文利用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬。

圖1顯示了僅在1%的正向生產(chǎn)技術(shù)沖擊下，產(chǎn)出、消費(fèi)、資本存量、治污投入、污染流量以及污染存量的脈沖響應(yīng)。其中，（1）產(chǎn)出增長(zhǎng)約1%，而且需約45年來(lái)消化生產(chǎn)技術(shù)沖擊的影響。④（2）消費(fèi)、資本存量和治污投入分別在第5年、第8年和第5年偏離穩(wěn)態(tài)值最遠(yuǎn)，達(dá)到0．68%、0．81%和0．78%，而且需48年、50年和48年來(lái)消化生產(chǎn)技術(shù)沖擊的影響。產(chǎn)出在消費(fèi)、儲(chǔ)蓄和治污之間的分配是同步的，但儲(chǔ)蓄轉(zhuǎn)化為投資再變?yōu)橘Y本存量需要一定的時(shí)間，所以消費(fèi)、治污投入和資本存量的響應(yīng)時(shí)期差異就不難理解了。（3）產(chǎn)出增長(zhǎng)帶動(dòng)能源消費(fèi)增加，從而污染排放量增大，而治污投入增加則會(huì)降低污染排放水平，兩者共同作用使污染流量即期增加0．15%，而且需43年來(lái)消化生產(chǎn)技術(shù)沖擊的影響。（4）污染物在自然界中緩慢分解，生產(chǎn)技術(shù)沖擊后20年污染存量變化達(dá)到峰值，變動(dòng)率為0．0021%，而且500年后仍有影響但十分微弱。

圖1 僅生產(chǎn)技術(shù)沖擊下各變量的脈沖響應(yīng)

圖2顯示了僅在1%的正向環(huán)保技術(shù)沖擊下，上述主要宏觀變量的脈沖響應(yīng)。其中，（1）環(huán)保技術(shù)進(jìn)步直接導(dǎo)致污染排放量下降，環(huán)保技術(shù)水平提高1%，污染流量即期減少0．9%，經(jīng)過(guò)11年沖擊影響消失。（2）污染流量減少使污染存量下降，在4年后變動(dòng)率達(dá)到峰值－0．0028%。由于污染物分解率很低，環(huán)保技術(shù)沖擊的影響時(shí)間很長(zhǎng)，超過(guò)500年。（3）污染存量的下降抑制了溫室效應(yīng)，改善了生態(tài)環(huán)境，使生產(chǎn)函數(shù)中耗損部分得到調(diào)整，從而產(chǎn)出出現(xiàn)正向變動(dòng)但幅度非常有限，在4年后產(chǎn)出變動(dòng)率達(dá)到峰值0．0011%。同時(shí)，環(huán)境改善后人們更愿意擴(kuò)大生產(chǎn)，從而消費(fèi)減少、投資增加，消費(fèi)即期變動(dòng)為負(fù)，而資本存量即期變動(dòng)為正，在4年后兩者的變動(dòng)率達(dá)到峰值，分別為0．0016%和0．0028%。環(huán)保技術(shù)沖擊對(duì)污染存量的影響時(shí)間很長(zhǎng)，從而對(duì)產(chǎn)出、消費(fèi)和資本存量的作用時(shí)間也很長(zhǎng)，均長(zhǎng)達(dá)三四百年，但40年后各自變動(dòng)率均小于10－5%，所以本文認(rèn)為它們的有效變動(dòng)時(shí)間為40年左右。（4）污染流量的減少使政府實(shí)施環(huán)境治理的激勵(lì)減弱，治污投入即期變化率為－0．9%，受產(chǎn)出增加的影響，9年后出現(xiàn)微弱的正向變化，14年后正向變化率達(dá)到峰值0．0025%，隨后遞減為0。

圖2 僅環(huán)保技術(shù)沖擊下各變量的脈沖響應(yīng)

圖3顯示了在各自1%的正向生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)雙重沖擊下，上述主要宏觀變量的脈沖響應(yīng)。其中，產(chǎn)出、消費(fèi)和資本存量主要受生產(chǎn)技術(shù)沖擊的影響，響應(yīng)持續(xù)時(shí)間和峰值接近圖1。污染流量、污染存量和治污投入的變動(dòng)明顯。污染流量即期下降0．73%，污染存量的負(fù)向變動(dòng)4年后達(dá)到峰值－0．0018%，雖低于圖2中的水平，但減排效果仍十分顯著。值得注意的是，污染流量即期下降后出現(xiàn)反彈，僅維持4年就出現(xiàn)微弱增長(zhǎng)，而且這種增長(zhǎng)趨勢(shì)持續(xù)40年左右。相應(yīng)地，污染存量的變動(dòng)呈分段特征，前十年環(huán)境質(zhì)量變化較大，而隨后一兩百年變化微弱?？梢?jiàn)，環(huán)保技術(shù)沖擊的減排效應(yīng)短期顯著，而生產(chǎn)技術(shù)沖擊的增長(zhǎng)效應(yīng)長(zhǎng)期占優(yōu)。產(chǎn)出長(zhǎng)期增長(zhǎng)帶來(lái)的污染增加抵消了環(huán)保技術(shù)改進(jìn)的短期減排效應(yīng)。治污投入的變動(dòng)率6年后達(dá)到峰值0．7451%，低于圖1中的水平，這是因?yàn)榄h(huán)保技術(shù)沖擊拉低了生產(chǎn)技術(shù)沖擊的影響。

圖3 生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)雙重沖擊下各變量的脈沖響應(yīng)

由上述分析可知：第一，在生產(chǎn)技術(shù)沖擊下，最優(yōu)污染排放量變動(dòng)是順周期的，即更有效的生產(chǎn)技術(shù)會(huì)推動(dòng)產(chǎn)出增加，但同時(shí)能源消費(fèi)需求的增加會(huì)使污染排放量增大；而在環(huán)保技術(shù)沖擊下，最優(yōu)污染排放量變動(dòng)則是逆周期的，即更有效的環(huán)保技術(shù)使污染排放量即期就得到控制，減排效應(yīng)顯著，但對(duì)經(jīng)濟(jì)的刺激作用微弱。第二，在生產(chǎn)技術(shù)沖擊下，最優(yōu)產(chǎn)出可以通過(guò)盯住最優(yōu)排放量實(shí)現(xiàn)，這個(gè)結(jié)論源于圖1中產(chǎn)出和污染流量的圖形曲率和響應(yīng)時(shí)間具有高度的相似性。第三，生產(chǎn)技術(shù)沖擊對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)作用是直接的、主要的，對(duì)污染流量的增長(zhǎng)效應(yīng)是間接的、次要的；而環(huán)保技術(shù)沖擊對(duì)經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)作用是間接的、次要的，對(duì)污染流量的限制作用是直接的、主要的。這個(gè)結(jié)論可以通過(guò)比較圖1和圖2中作用順序和變量變動(dòng)率差異得到。第四，在兩種技術(shù)雙重沖擊下，環(huán)保技術(shù)沖擊的減排效應(yīng)短期顯著，而生產(chǎn)技術(shù)沖擊的增長(zhǎng)效應(yīng)則長(zhǎng)期占優(yōu)，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。第五，無(wú)論是哪種技術(shù)沖擊，污染存量的變動(dòng)都十分微弱，這主要源于本文選擇的污染物是半衰期很長(zhǎng)、分解率很低的二氧化碳。

本文進(jìn)一步模擬了服從正態(tài)分布的生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)雙重沖擊下的經(jīng)濟(jì)周期變化，重復(fù)進(jìn)行10 000次得到產(chǎn)出和污染流量的標(biāo)準(zhǔn)差及二者相關(guān)系數(shù)，并與現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表2和圖4。由于模擬分析是基于年度的，我們利用世界銀行1960－2007年去除趨勢(shì)的對(duì)數(shù)人均產(chǎn)出和人均二氧化碳排放數(shù)據(jù)，計(jì)算各自的標(biāo)準(zhǔn)差及二者相關(guān)系數(shù)以反映現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)情況。⑤

從表2可以看出，污染流量標(biāo)準(zhǔn)差的模擬結(jié)果與實(shí)際值較接近，模擬的產(chǎn)出波動(dòng)更加顯著，二者相關(guān)系數(shù)的模擬結(jié)果小于實(shí)際值。模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果不一致可能源于理論模型與現(xiàn)實(shí)情況存在差異，理論模型僅簡(jiǎn)要描述了封閉經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，沒(méi)有考慮金融部門(mén)，也沒(méi)有設(shè)置其他隨機(jī)沖擊（如貨幣沖擊、偏好沖擊、預(yù)期沖擊等），而現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中各種沖擊相互作用可能放大或抵消宏觀變量間的交互影響。雖然表2和圖4顯示模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果存在差異，但污染流量和產(chǎn)出正相關(guān)與現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中污染排放的順周期特征是一致的。此外，圖4還顯示模擬的與實(shí)際的經(jīng)濟(jì)周期都維持在十年左右，符合經(jīng)濟(jì)周期理論中的中波變化。

表2 模擬結(jié)果與實(shí)際結(jié)果比較

圖4 經(jīng)濟(jì)波動(dòng)情況比較

四、敏感性分析

為了考察參數(shù)選取對(duì)模擬結(jié)果的影響，我們對(duì)偏好參數(shù)、生產(chǎn)參數(shù)、治污參數(shù)以及持續(xù)性參數(shù)等進(jìn)行了生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)雙重沖擊下的敏感性分析，從而為模型的穩(wěn)定性提供可靠依據(jù)。⑥

第一，對(duì)于貼現(xiàn)率β，除基準(zhǔn)模型的0．95外，我們還選取了0．99和0．85進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果顯示，β越大，產(chǎn)出持續(xù)增長(zhǎng)的時(shí)間越長(zhǎng)，消費(fèi)增長(zhǎng)率的峰值越小、收斂速度越慢，污染存量變動(dòng)率的收斂速度越快。在高貼現(xiàn)率下，人們關(guān)注長(zhǎng)期產(chǎn)出，從而會(huì)減少當(dāng)期消費(fèi)、增加投資，但產(chǎn)出的持續(xù)增長(zhǎng)也會(huì)給環(huán)境保護(hù)工作帶來(lái)壓力，使環(huán)境改善任務(wù)更加嚴(yán)峻。

第二，對(duì)于資本產(chǎn)出彈性α，除基準(zhǔn)模型的0．7210外，我們還選取了0．36和0．5。結(jié)果顯示，α越大，產(chǎn)出持續(xù)增長(zhǎng)的時(shí)間越長(zhǎng)，資本增長(zhǎng)率的峰值越小、收斂速度越慢，污染存量變動(dòng)率的收斂速度越快。資本產(chǎn)出彈性越大，經(jīng)濟(jì)的投資拉動(dòng)型特征越顯著，從而產(chǎn)出變動(dòng)率越大、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，資本增長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間也越久，雖然污染流量、存量在環(huán)保技術(shù)改進(jìn)的情況下會(huì)有所減少，但產(chǎn)出增加會(huì)給環(huán)境保護(hù)工作帶來(lái)更大的壓力。

第三，對(duì)于產(chǎn)出污染彈性γ1，我們分別選取了0．2344、0．3和0．15。結(jié)果顯示，γ1對(duì)產(chǎn)出的影響不顯著，γ1越大，污染流量、存量下降的幅度越小、變動(dòng)率的收斂速度越快。產(chǎn)出污染彈性高表明生產(chǎn)過(guò)程中污染嚴(yán)重，此時(shí)環(huán)保技術(shù)變革帶來(lái)的污染流量、存量的下降幅度較小、持續(xù)時(shí)間較短。對(duì)于治理污染彈性γ2，我們分別選取了0．1077、0．15和0．08。結(jié)果顯示，γ2對(duì)產(chǎn)出的影響也不大，γ2越大，污染流量、存量下降的幅度越大、變動(dòng)率的收斂速度越慢。治理污染彈性高表明政府的治污投入可以有效減少生產(chǎn)過(guò)程中的污染排放，此時(shí)環(huán)保技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的污染流量、存量的下降幅度較大、持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。

第四，生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)保技術(shù)的一階自相關(guān)系數(shù)ρA和ρB反映了沖擊的持續(xù)性，數(shù)值越大，沖擊的持續(xù)時(shí)間越久、影響越大。對(duì)于生產(chǎn)技術(shù)的一階自相關(guān)系數(shù)ρA，我們分別選取了0．8658、0．95和0．75。ρA越大，生產(chǎn)技術(shù)沖擊在經(jīng)濟(jì)波動(dòng)中的影響越大，從而產(chǎn)出變動(dòng)越大，污染流量、存量出現(xiàn)了較長(zhǎng)時(shí)間的正向增長(zhǎng)。對(duì)于環(huán)保技術(shù)的一階自相關(guān)系數(shù)ρB，我們分別選取了0．4987、0．7和0．3。ρB越大，環(huán)保技術(shù)沖擊在經(jīng)濟(jì)波動(dòng)中的影響越大，污染流量、存量的變動(dòng)率越大、持續(xù)時(shí)間越久。由于環(huán)保技術(shù)沖擊下產(chǎn)出、消費(fèi)和資本存量的變動(dòng)非常有限，ρB對(duì)它們幾乎沒(méi)有影響。

第五，參數(shù)μ是世界其他國(guó)家排污總量相對(duì)于中國(guó)的倍數(shù)，我們分別選取了4、5和3。結(jié)果顯示，μ對(duì)本國(guó)產(chǎn)出的影響不顯著，但顯著影響全球污染存量。一旦國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)占世界總量的比重上升，國(guó)內(nèi)技術(shù)變革對(duì)世界環(huán)境改善的影響會(huì)更加突出，從而污染存量的下降幅度增大、沖擊持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)。

綜合來(lái)看，選取的不同參數(shù)沒(méi)有影響變量的總體變動(dòng)趨勢(shì)，研究結(jié)論具有較高的可靠性。

五、結(jié)論與啟示

當(dāng)前我國(guó)為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展而進(jìn)行“生存排放”是無(wú)法避免的，伴隨經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，能源需求不斷增加，進(jìn)而會(huì)給減排造成壓力，而實(shí)施技術(shù)改革是提高能源利用效率、減緩環(huán)境惡化、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要手段之一。本文構(gòu)建了包含環(huán)境約束的DSGE模型，研究發(fā)現(xiàn)：第一，僅在1%的正向生產(chǎn)技術(shù)沖擊下，產(chǎn)出、資本存量、消費(fèi)和治污投入都呈快速上升趨勢(shì)，增長(zhǎng)率峰值分別為1%、0．68%、0．81%和0．78%，沖擊順序?yàn)楫a(chǎn)出→消費(fèi)、治污投入→投資。同時(shí)，污染排放量即期增加0．15%，而污染存量的變化微弱且在20年后達(dá)到峰值。生產(chǎn)技術(shù)沖擊的作用時(shí)間大約在50年左右，污染排放量變動(dòng)具有順周期性。最優(yōu)產(chǎn)出可以通過(guò)盯住最優(yōu)排放量實(shí)現(xiàn)。第二，僅在1%的正向環(huán)保技術(shù)沖擊下，污染流量即期下降0．9%，而污染存量的下降幅度較小且在4年后達(dá)到峰值；同時(shí)，政府實(shí)施污染治理的激勵(lì)減弱，治污投入下降明顯。環(huán)境改善降低了生產(chǎn)耗損成本，從而刺激資本存量、消費(fèi)和產(chǎn)出微弱上升，增長(zhǎng)率峰值僅為0．0016%、0．0028%和0．0011%。沖擊順序?yàn)槲廴九欧拧廴敬媪俊挝弁度搿顿Y、消費(fèi)→產(chǎn)出。環(huán)保技術(shù)沖擊的作用時(shí)間大約在10年左右，污染排放量變動(dòng)具有逆周期性。第三，在兩種技術(shù)雙重沖擊下，環(huán)保技術(shù)沖擊的減排效應(yīng)短期顯著，而生產(chǎn)技術(shù)沖擊的增長(zhǎng)效應(yīng)則長(zhǎng)期占優(yōu)，可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)波動(dòng)周期維持在10年左右，與現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)中的中波變化相對(duì)應(yīng)。第四，不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)不會(huì)改變變量的總體變動(dòng)趨勢(shì)，研究結(jié)論具有較高的可靠性。

上述研究結(jié)論具有重要的政策啟示。第一，在碳排放約束下要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，必須更多地依靠技術(shù)進(jìn)步，尤其要重視環(huán)保技術(shù)變革。具體來(lái)說(shuō)，一方面，應(yīng)扶持發(fā)展新能源、新材料企業(yè)，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)合理、人員精干的科研隊(duì)伍，集中人力、物力和資金等軟硬條件加速環(huán)保技術(shù)研發(fā)及優(yōu)秀成果轉(zhuǎn)化，促進(jìn)其產(chǎn)業(yè)化；另一方面，要加強(qiáng)國(guó)際交流合作，通過(guò)多方合作大幅提升技術(shù)創(chuàng)新速度和規(guī)模，以減緩全球氣候惡化的趨勢(shì)，更快、更有效地實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)。第二，綜合考慮其他宏觀因素的影響。例如，目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍以投資拉動(dòng)為主，投資對(duì)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的拉動(dòng)作用明顯，但也顯著增大了減排壓力。因此，如何有效配置生產(chǎn)要素、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)低碳化發(fā)展成為政府未來(lái)工作的重點(diǎn)之一。同時(shí)，國(guó)內(nèi)能源消費(fèi)偏重于碳基燃料，導(dǎo)致產(chǎn)出污染彈性居高不下。因此，應(yīng)關(guān)注利用低碳或無(wú)碳能源代替高碳能源，或者采用轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)高碳能源的低碳化高效利用，從而調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)有效減排。

＊ 本文還得到上海交通大學(xué)文理交叉專項(xiàng)基金（10JCZ03）的資助。

注釋：

①經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)值通過(guò)非線性方程迭代得到。據(jù)官方報(bào)道，2010年中國(guó)能源消費(fèi)占世界總量的比重為20%，所以本文設(shè)定世界其他國(guó)家污染排放總量是中國(guó)的4倍，則有P′＝，其中μ＝4。國(guó)外污染流量在線性化過(guò)程中被視為外生變量。

②限于篇幅，這里未給出詳細(xì)的線性化過(guò)程，如需要可向作者索取。

③對(duì)于資本存量和二氧化碳排放量數(shù)據(jù)，作者感謝單豪杰和盧松浩同志給予的支持。其他數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》以及國(guó)泰安金融數(shù)據(jù)庫(kù)。

④生產(chǎn)技術(shù)沖擊下變量的變動(dòng)年限以響應(yīng)系數(shù)接近10－5為判斷標(biāo)準(zhǔn)。

⑤經(jīng)10 000次模擬后隨機(jī)影響十分微弱，標(biāo)準(zhǔn)差及二者相關(guān)系數(shù)在10－3或10－4數(shù)量級(jí)變動(dòng)。

⑥限于篇幅，這里未給出敏感性分析的脈沖響應(yīng)圖，如需要可向作者索取。

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