技术进步, 经济增长与二氧化碳排放, 理论和经验研究[J]

技术进步、经济增长与二氧化碳排放：

理论和经验研究

申萌李凯杰曲如晓

【内容提要】本文在Aghion和Howitt(1992)内生增长模型的基础上引入了技术进步对二氧化碳排放的弹性，构建了技术进步、经济增长与二氧化碳排放的理论模型，综合考察了技术进步对二氧化碳排放的直接效应和间接效应，分析了技术进步既可以实现经济增长又可以实现二氧化碳减排的条件，并且识别了不可测量的技术进步。此外，本文还利用1997～2009年的省级面板数据检验了中国整体及东、中、西部地区技术进步对二氧化碳排放的影响及程度。研究结果表明：虽然中国技术进步对二氧化碳排放的弹性为负，技术进步的直接效应为负，但其程度不足以抵消技术进步对二氧化碳排放的正向间接效应，最终导致二氧化碳排放增加；中国目前的技术进步还不能同时实现经济增长和二氧化碳减排；东、中、西部地区技术进步对二氧化碳排放影响存在较大差异。

【关键词】技术进步经济增长二氧化碳排放

一引言

改革开放以来，中国经济得到了快速发展，但同时也带来了二氧化碳排放的急剧增加。根据世界银行2011年发布的《世界发展指标》，1978～2008年，中国的二氧化碳排放量从14.6亿吨增加到了70.3亿吨，增幅达381.5%，成为世界第一大二氧化碳排放国。2011年通过的“十二五”规划纲要明确指出，到2015年中国的单位GDP碳排放将比2010年下降17%，减少二氧化碳排放成为中国的一个重要任务。中国作为一个发展中国家，主要任务仍是保持长期的经济增长，而随着经济的增长，二氧化碳排放量可能会持续增加。如何既保持经济增长又减少二氧化碳排放成为摆在中国面前的一个现实问题。

技术进步是影响经济增长和二氧化碳排放关系的关键因素。首先，技术进步是经济持续增长的主要动力；其次，技术进步可能增加二氧化碳排放也可能减少二氧化碳排放(Jaffe 等，2002)。它可以通过两条途径影响二氧化碳排放：一是技术进步带动经济增长间接影响二氧化碳排放，即“技术进步-经济增长-二氧化碳排放”，这是技术进步对二氧化碳排放的间接效应；另一是技术进步本身可以直接影响二氧化碳排放，即“技术进步-二氧化碳排放”，这是技术进步对二氧化碳排放的直接效应。但是这种直接效应的影响方向不确定，因为技术进步存在一定的路径依赖，如果企业初始的获利技术是肮脏技术，那么企业新技术研发可能依旧是肮脏的新技术，就会增加二氧化碳排放；反之，如果企业初始的获利技术是清洁技术，则新技术也可能是清洁型的，就能够减少二氧化碳排放(Acemoglu等，2009)。技术进步对二氧化碳排放的综合效应是什么?在什么条件下既可以保证经济增长又能减少二氧化碳排放?本文将构建技术进步、经济增长和二氧化碳排放的理论模型来分析解决以上两个问题。中国的技术进步对二氧化碳排放的影响如何，是否实现了经济增长和减少排放的目标?本文将在理论模型基础上，利用省际面板数据进行经验检验并回答上述问题。

本文其余章节安排如下：第二部分为文献综述；第三部分为理论模型的构建，我们在Aghion和Howitt(1992)内生增长模型的基础上推导出二氧化碳排放增长率与GDP增长率之间的关系，从中得到技术进步、经济增长对二氧化碳排放的影响；第四部分为经验研究方法及数据介绍；第五部分为结果分析；最后是本文结论。

二文献综述

关于技术进步、经济增长和二氧化碳排放的研究主要分为两类：一类是将污染排放纳入增长模型的理论研究。早期的研究多是在技术进步外生假定的新古典增长模型框架内分析经济增长对环境的影响。Nordhaus(1974、1977)分析了经济增长对环境的影响之后，又扩展了

新古典Ramsey模型(Nordhaus，1993)，构建了气候变化和经济的动态综合模型(dynamic integrated model of climate change and the economy，DICEmodel)，用于分析经济增长和环境的相互关系。Forster(1980)、Selden和Song(1995)、Dinda(2005)以及陆呖和郭路(2008)都是在新古典增长模型内分析了经济增长对污染排放的影响。很多经验研究证实了内生技术进步的存在(Newell等，1999；Popp，2002)，内生技术进步对经济增长与环境关系问题的分析有重要启示(Jaffe等，2002)，忽视内生技术进步可能会夸大经济增长对环境的影响(Sue Wing，2003；Manne和Richels，2004)。大量研究开始在内生增长模型框架下考察经济增长和环境关系，代表性文献有Nordhaus(2002)、Di Mafia和Valente(2006)以及Gfimaud和Rouge(2008)。Acemoglu等(2009)将增长模型扩展为清洁与污染两个部门，进而考察了经济增长对二氧化碳排放的影响，他们认为技术进步存在路径依赖，如果企业已经在污染部门大量创新，则企业未来依然会选择污染部门进行技术创新，导致二氧化碳排放增加。但是上述研究均是遵循“技术进步-经济增长-二氧化碳排放”的路径，并没有考虑技术进步对二氧化碳排放的直接效应，更没有综合考虑“技术进步-经济增长-二氧化碳排放”和“技术进步-二氧化碳排放”两条路径的效应。

另一类是经验研究，主要包括基于人口、富裕程度和技术的环境影响模型(IPAT)的分析和对环境库兹涅茨曲线假说的验证。Ehrlich和Holden(1971)首先提出了IPAT模型，认为影响环境的因素包括人口(P)、富裕程度(A)和技术(T)。Dietz和Rosa(1994)在IPAT模型基础上引入随机因素，扩展了该模型。一些研究利用扩展模型考察了技术进步、经济增长对二氧化碳碳排放的影响。朱勤等(2010)利用该模型发现技术进步对二氧化碳排放作用不明显，经济增长增加了二氧化碳排放；李国志和李宗植(2010)则认为技术进步减少了二氧化碳排放。而环境库兹涅茨曲线(Environ-mental KuzIlets Curve，EKC)假说始于Grossman和Krueger(1991)对经济增长与污染排放之间关系的经验分析，他们认为经济增长和污染排放之间呈倒U型关系，称为“EKC假说”，其中污染排放的下降主要源于技术效应的增强。Holtz-Eakin和Selden(1995)、Richmond和Kaufmann(2006)以及He和Richard(2010)用该假说验证了技术进步、经济增长和二氧化碳排放的关系。韩玉军和陆旸(2009)、林伯强和蒋竺均(2009)以及许广月和宋德勇(2010)则利用中国的数据对二氧化碳排放的环境库兹涅茨曲线做了有益研究，但因采用的数据和方法有所不同，得出的结果也存在较大差异。这些研究均从数据出发，缺乏理论基础，而且由于技术进步的不可观测，多数研究是使用代理变量来表示技术进步，不能准确反映它对二氧化碳排放的影响。

上述研究有利于我们理解技术进步、经济增长和二氧化碳排放的关系，但在统一框架下考察三者关系的文献相对缺乏，尚没有综合考察技术进步对二氧化碳排放的直接效应和间接效应的研究。基于此，本文在Aghion和Howitt(1992)的内生增长模型基础上，构建了技术进步、经济增长与二氧化碳排放关系的理论模型，综合考察“技术进步-经济增长-二氧化碳排放”和“技术进步-二氧化碳排放”两条路径，分析技术进步既可以实现经济增长又可以实现二氧化碳减排的条件，并利用省级面板数据检验中国整体及东、中、西部地区1997～2009年技术进步对二氧化碳排放的影响及程度。

三技术进步、经济增长与二氧化碳排放的理论模型构建

(一)二氧化碳排放技术弹性的经济内涵

本节在Aghion和Howitt(1992)模型的基础上建立了一个包含最终产品、中间产品和研发三部门的模型来讨论技术进步、经济增长和二氧化碳排放之间的关系。为方便分析，假设一个代表性消费者经济体，居民消费最终产品。消费者终身效用函数为：