能源与气候变化政策建模中要素替代弹性研究

After over two decades fast economic growth, China is increasing constrained by the lack of energy which is vital to support a sustainable development of our country. It is difficult to achieve the win-win for economy growth, energy saving and carbon reduction. The present program bases on the substitution theroy，establishes energy and non-energy substitution and revolves its causes and effects. It focuses on the cross-price elasticity, dual elasticity, partial elasticity, gross elasticity, net elasticity, symmetric and asymmetric elasticity. Based upon the above analysis,it quantifies the threshold characteristics of energy efficiency on energy substitution and detects the effects of substitution on carbon intensity by Welsch decompostion method. Furthermore, Talyor series are applied to form the CES production function specifications with considering energy as input. And it is used to analyze the perfomance of energy efficincy improvement on carbon reduction by computable general equilibrium model. With all the efforts above, our aim is to find the effects of energy substitution on macroeconomic result of energy and climate change research. The forthcoming graceful thoughts include: (1) quantifying the substitution elasticities of energy and non-energy factors and considering that under the cases of technique inefficiency and allocation inefficiency; (2) introducing the budget and substitution effects into the decomposition of carbon intensity to break the stereotype of only considering the efficiency and structure effects; (3) finding the effect of the CES form and substitution in energy efficiency on carbon reduction by CGE; (4) guiding the policies of energy saving and carbon reduction from the point of energy substitution and leading the investment orientation of capital by the direction and dimension of substitution.

如何实现经济增长与节能减排的双赢一直是理论和实践中的难题，本课题以弹性理论为基础,以能源与非能源要素替代弹性为立足点，围绕替代关系的前因后果展开研究。重点定量能源要素自价格弹性，能源与非能源要素之间的对偶弹性、偏弹性、毛弹性、净弹性、对称和非对称弹性。以此为基础，分析能源效率与能源替代弹性的门限特征，通过Welsch指数分解能源替代弹性对碳强度的影响。运用Talyor级数线性化方法重置能源作为投入要素下的CES生产函数形式，并应用于CGE框架下能源效率碳减排的绩效问题，以检验能源替代弹性在能源和气候变化政策宏观经济研究中的影响程度。预期的创新表现在：（1）考虑技术无效率和配置无效率情形下，我国宏观和工业行业能源与非能源的替代弹性表现；（2）将预算效应和替代效应引入碳强度的分解；（3）捕捉不同嵌套CES函数形式下能源效率碳减排的影响；（4）从能源要素替代关系的视角指导节能减排政策的选择。

能源和气候变化在当前中国经济发展中是一个无法回避的问题。在能源供应受到较强约束下，能源与非能源要素间替代的不确定性决定了未来我国需要多少资本投入去提高能效、开发新能源，以及应对气候变化政策的选择。本研究（1）重点定量能源要素自价格弹性,能源与非能源要素之间的对偶弹性、偏弹性、毛弹性、净弹性、对称和非对称弹性，并应用于我国工业全行业与细分行业，在此基础上了分析了能源效率在替代弹性中的门限特征；（2）考虑技术无效率和配置无效率情形下，我国工业行业能源与非能源的替代弹性表现；（3）提出了多要素CES生产函数最优嵌套的方法，并应用于我国工业部门，捕捉不同嵌套 CES 函数形式下能源效率碳减排的影响；（4）提出了三要素情形下有偏技术进步偏向的判断方法以及偏向程度的测度方法，计算了工业行业历年的技术进步偏向以及偏向度；（5）从能源要素替代关系的视角指导节能减排政策的选择。.研究结果表明：（1）能源自价格弹性最小，劳动力自价格弹性最大，工业总体上能源与资本均呈现替代关系；四种弹性形式均显示能源和资本呈替代关系的有30个工业行业，均得到能源和劳动力呈互补关系的有21个工业行业；在所有的替代关系中，CPE值最小，而MES和SES值相对较大，更倾向于得到两投入要素为替代关系的结论。（2）引入技术无效率和配置无效率函数，得到我国工业行业配置低效率总体呈现下降趋势，资本要素对能源要素的替代弹性逐渐由互补趋近于替代，工业高耗能行业的劳动力、资本两个要素对能源的替代弹性要明显高于工业全行业；能源要素的配置效率是最低的，其价格扭曲程度分别达到资本和劳动要素的1.29倍和10.86倍，配置低效率造成我国工业行业总投入增加10%-24%，能源与非能源要素替代方向不明确或呈弱替代关系。（3）我国工业行业投入的最优嵌套形式为（资本-劳动力）-能源，能源与非能源替代弹性在行业层面和区域层面均存在显著的能源效率门限特征；引入替代弹性，发现能源效率提高能减少碳排放，但也存在能源效率回弹效应。（4）我国工业行业历年都是偏向于能源的，且其偏向程度有加深的趋势，36个细分行业中有14个行业技术偏向于能源的。（5）在环境规制下，大规模投入劳动力或资本来替代能源是不可行的，要完成节能减排的目标，有必要加快能源要素的市场化改革，放松对能源要素的行政管制，来提高能源要素的配置效率。