二 模型構建和數據來源

CGE模型可以實現對國民經濟體系中各部門在外生沖擊下變化的定量分析。常用的計量方法，只可以研究具有鏈式關系的問題，對網絡狀關系的問題束手無策，并且其結果會隨著變量選取的不同而不同，穩定性差；投入產出法的研究對象不包含家庭、政府等部門，因而其研究范疇有較強的局限性。在CGE模型中，很好地彌補了以上模型的缺憾。經過30多年的發展，CGE模型已在財政、貿易、環境、收入分配等眾多領域得到廣泛應用。

（一）模型假設與部門分組

本文構建的CGE模型，包含了生產者假設、消費者假設以及價格假設。^[11]在部門的分組中，由于數據收集困難，并且投入產出表中的相當一部分部門在模擬煤電外送結構調整時，區別不大，故這里將42部門處理為9大部門。它們分別是：農業部門、原煤部門、石油天然氣部門、外銷電力部門、內銷電力部門、制造業部門、電煤外運部門和其他第三產業部門。

1.電煤外運部門的設置

電煤外運部門，既涉及原煤生產，又涉及相關運輸部門，研究該部門需要橫跨兩大部門。在投入產出表中，由于原煤外運部分屬于原煤部門中“流出”一列，因此不能將該部分與相關運輸部門進行簡單的橫向、縱向合并。這里采用如下方法進行處理：

根據貨物運輸的同質性，對交通運輸倉儲業進行橫向、縱向分割。分割的比例是根據電煤外運部分的貨物周轉量和其他物品的貨物周轉量之比得到的。限于缺少2012年山西電煤外運的貨物周轉量的統計數據，這里根據《山西省交通運輸發展展望》中提及的“2000年晉煤外運量25524萬噸，貨物周轉量868.8億噸公里”進行等比例計算。這樣處理的主要理由是，從近20年的運輸線路建設歷程來看，雖然線路改建、新建線路會導致原有線路出現不同程度的改變，但由于每條線路均以盡可能短的運輸距離為目標來建設的，故可以認為同等重量的貨物外運出省的貨物周轉量是固定不變的，由于可以查得2012年山西電煤外運量，因此可以結合2000年山西電煤外運量和貨物周轉量之比求出2012年山西電煤外運部分的貨物周轉量。

其中，電煤外運量39934.69萬噸是根據2012年山西電煤總產量與山西省內電煤使用量之差得到的。^[12]2012年電煤外運的貨物周轉量為X，經計算得13593190萬噸公里。結合2012年山西的總貨物周轉量，得到電煤外運部分的貨物周轉量占比為0.406。

以0.406為比例對交通運輸倉儲業進行橫向、縱向分割。此外，因為電煤外運部分的產品不會被本地居民消費，故將原交通運輸倉儲業的本地居民消費歸入非電煤外運的交通運輸倉儲業，電煤外運的交通運輸倉儲業的本地居民消費部分的值為0。需要指出的是，為了便于表達，稱電煤外運部分的交通運輸倉儲業為電煤外運部門。

然而，此時的電煤外運部門不能直接用于研究。因為在投入產出表中，電煤外運量在原煤生產部門中“流出”一列，屬于原煤部門，不屬于電煤外運部門。所以，還需要采取一定的方法將這部分外運的電煤量歸入電煤外運部門中，方能運用CGE模擬。方法如下：

首先，將流出的電煤A，橫向平移至原煤部門中間投入的電煤外運部門一列A′，將外運的電煤部分當作電煤外運部門的中間投入處理。然后，將各部門的（除電煤外運部門）增加值部分B、C扣除相應的量，并將該量上移至B′、C′部分，如表1所示。

表1 投入產出表的變更簡化

關于每個部門扣除的增加值部分，這里認為由電煤外運為各部門帶來的增加值同電煤外運部門的產品在各部門的中間使用具有固定比例關系，即：

其中，a為各部門，a=1，…，9，且a≠8（調整電煤外運量的位置對電煤外運部門的增加值不產生影響），k_a為電煤外運部門的產品在各部門的中間使用，A為電煤外調量，f為每萬元為各部門因電煤外運而產生的增加值，ΔZ_a為電煤外運為各部門帶來的增加值。

2.剩余其他部門的設置

剩余其他部門，處理方式較為簡單，只需對投入產出表相關部門進行橫向、縱向處理。合并依據是：農業部門為僅有的第一產業，故單列為一部門。由于本文后邊會對二氧化硫、二氧化碳的排放進行測度，基于武亞軍等人（2002）的研究結果，污染排放物的90%來自中間投入的使用，也就是石油、煤炭作為中間投入的使用。為了簡便計算與表達，認為是作為中間投入的石油和煤炭產生了所有二氧化硫和二氧化碳，因此需將原煤部門和石油天然氣部門各列為一部門。在外銷電力與內銷電力部門的設置中，鑒于熱力生產和供應業在電力部門的占比極小，且山西電力結構以火電為主，故這里將電力部門拆分為火電與其他電力部分。具體方法參見譚顯東（2008）。另外，山西的火力發電絕大多數為燃煤發電，故認為火電部門為燃煤電力部門，并且外銷的電力均來自燃煤發電。接下來，按照2012年山西電力內銷火電量與外銷電量之比，將火電部門進行橫向、縱向分割。最后，將內銷火電部分和其他電力部分合并為一部門，稱為內銷電力部門，剩余的為外銷電力部門。建筑業與其他部門差異較大，故將其單獨列出。由于在第二產業中，已經將石油天然氣部門、建筑部門、原煤部門和電力部門從中分離，剩余的部門幾乎等同于制造業，為了方便，將其列為一部門，稱之為制造業部門。在剔除了電煤外運部門所涉及的交通部門后，剩余的第三產業列為一部門，即其他第三產業部門。

經處理，新的部門分組設置如表2所示。

表2 處理后得到的部門分組與原統計分組比較

（二）方程構建與數據來源

在方程中，共有生產模塊、銷售模塊、供給模塊、主體行為模塊、環境模塊、市場均衡模塊、投資模塊、閉合模塊以及福利評價模塊這9大模塊。其中，生產模塊采用兩層嵌套的CES生產函數描述，中間投入的生產函數是根據列昂惕夫的直接消耗系數組成的；銷售模塊中的商品采用Armington假設，通過CES函數復合；供給模塊同銷售模塊類似；主體行為模塊中，家庭收入為線性函數，包含勞動報酬、資產收入和政府對居民的轉移支付。設家庭效應函數為柯布道格拉斯函數，由其可以推出居民對商品的消費需求函數。企業部分包含企業收入和企業儲蓄兩部分；在環境模塊中，原煤、石油的中間使用量與對應二氧化碳、二氧化硫排放系數、對應的轉換系數相乘，得到二氧化碳、二氧化硫的排放總量；市場均衡模塊中設立了勞動總量均衡方程、資本總量均衡方程；投資模塊采用LES函數，對各部門的投資占總投資的比例一定；閉合模塊采用路易斯閉合，這與中國屬于發展中國家的現實更為貼切，資本總量有限，但勞動力市場供應充足。此外，為了避免勞動價格被模型認作基準價格，導致得不到路易斯閉合效果，本文使用消費者價格指數CPI價格來表示價格基準；福利評價模塊中，采用希克斯等價變動理論對福利變動進行測度。需要指出的是，當福利無變化時，該值為0。當其增加時，該值變為正，當其減少時，該值變為負。

本文數據來源有：《中國地區投入產出表》（2007，山西省部分）^[13]、《山西統計年鑒》（2013）、國家統計局數據及相關政府文件。SAM表的編制方法具體見王錚（2010），之后，在GAMS 23.3中，利用交叉熵法，對SAM表進行調平，結果如表3所示。

表3 社會核算矩陣

在CGE模型中，參數有外生給定和模型校準兩種。其中，各函數的替代彈性值采用賀菊煌（2002）的設定。對于原煤與石油天然氣的二氧化硫、二氧化碳排放系數參考IPCC2006，為16千克/噸、2430千克/噸，40千克/噸、2910千克/噸。原煤和石油天然氣由實物量轉換為價值量的系數通過《山西統計年鑒》（2013）以及SAM表計算得出，為21.965噸/萬元和19.479噸/萬元。其余參數通過SAM表校準獲得。