第四節　經濟—能源—環境系統理論及實證的國內研究文獻

一　能源、經濟和生態環境的理論研究

我國學者對3E協調發展的理論研究主要是在能源與經濟理論的基礎上引入生態環境的影響，對能源、經濟和生態環境的三者之間的相互作用機制展開研究。范中啟、曹明（2006）從經濟系統論的角度論述能源—經濟—環境系統發展的協調性，并設計了能源—經濟—環境系統協調發展水平指標體系，對系統間發展的協調狀態進行測度與評價。

杜慧濱等（2005）提出，能源、經濟和環境問題緊密地耦合在一起是區域發展面臨的主要問題，在分析了區域能源—經濟—環境復雜系統自組織特征的基礎上，探討了該系統與外部環境之間、子系統之間和子系統與外部環境之間的相互關系以及內部協調發展機制等。

劉剛、沈鐳（2006）在系統總結能源環境研究的基本內涵、分析框架和理論基礎，以及能源環境領域常用的模型和方法的基礎上，對國內外學者在該領域的研究進展進行了詳細述評，認為能源環境是不同種類能源在不同狀態、利用方式和區域尺度下對環境影響的形式、程度及其相互關系的總和，可以用“能源環境立方體”分析框架中能源種類、生命周期、區域尺度三個緯度來分析，并提出了未來能源環境研究的主要趨勢和展望。

二　能源、經濟和生態環境的影響因素研究

馮久田等（2005）提出，緩解資源與環境問題對經濟社會發展的“瓶頸”制約是關系全局的戰略課題，從現代化建設的實際出發，通過分析山東省經濟、資源、環境協調發展主要問題，提出優化經濟結構，促進經濟增長方式向集約型轉變；優化資源配置，可持續利用自然資源；深化污染防治措施，加快生態建設等21世紀山東省經濟、資源、環境協調發展的目標任務和政策措施。

趙芳（2009）深入探討了中國能源、經濟和生態環境非協調發展的內在原因，并創建能源—經濟—環境（3E）綜合發展水平指標體系，借助主成分分析法和模糊數學隸屬度函數對中國3E系統協調度進行測算，結果表明：2000—2007年，3E系統協調度平均為0.6860，處于弱協調狀態；能源與經濟處于輕度不協調等級；能源與環境屬弱協調等級；經濟與環境的協調度平均為0.4866，呈中度不協調狀態。3E系統處在動態調整之中，系統總的協調發展趨勢趨向好轉，但距離穩定的優質協調發展目標還有較長距離。應通過建立3E協調發展的政策保障體系、完善綠色資本市場、建立國家級新能源基地等來進一步改善3E協調狀況。

三　能源、經濟和生態環境模型的研究

為更好地描述當前中國經濟社會發展，張阿玲（2002）介紹了根據國內外模型、中國統計體系及數據現狀開發的經濟、能源、環境（3E）一體化模型。該模型采用了部門活動水平分析、計量經濟分析和線性規劃分析方法，可應用于溫室氣體減排技術選擇和減排對經濟影響分析。同時，引入可持續發展指標，適應了中國可持續發展的需要。

張阿玲（2007）還構造了混合式3E模型TH-3EM（清華能源—經濟—環境混合評價模型），利用可計算一般均衡模塊描述經濟系統整體，應用跨時段能源系統優化模塊描述能源系統微觀細節，通過在兩個模塊間建立雙向閉合連接，描述能源系統與經濟系統之間的互動關系，并保證模塊結果的一致性。

張阿玲、李繼峰（2007）根據國際流行的建模思路，構造了混合式3E模型TH-3EM（清華能源—經濟—環境混合評價模型），利用可計算一般均衡模塊描述經濟系統整體，應用跨時段能源系統優化模塊描述能源系統微觀細節，將一個CGE類模塊與一個能源系統優化模塊進行雙向閉環連接，在結構上保證了模型內部結果的一致性。另外，建立了能源系統對經濟系統影響的反饋通道，也使得模型設計更符合現實。遺憾的是，但該文并沒有進行實證分析，沒有檢驗該理論模型的可行性。

趙濤、李晅煜（2008）提出了能源系統與經濟系統、環境系統存在著相互影響、相互制約的發展關系，三者的協調發展是3E系統發展的最終目標。并通過研究系統協調的概念與內涵，以解決社會復雜系統的協調發展問題為主要目標，從系統發展速度的角度重新給出了系統協調度的數量表達式，并在此基礎上建立了3E系統協調度評價模型。通過實證研究證明該模型能夠定量化的表達3E系統協調發展狀況，從而為3E系統協調發展策略的制定與選擇提供決策依據。

劉強（2008）綜述了在能源和環境政策評價中常用的兩種數學模型——自上而下的能源經濟模型和自下而上的能源技術模型的基本特點，在此基礎上對其中兩種最為主要的模型——可計算一般均衡模型（CGE模型）和動態能源優化模型進行了分析和評述，提出了對兩種模型進行連接的總體思路和基本框架，研究結果認為：能源政策評價模型對提高我國在制定能源和環境政策方面的能力具有非常重要的意義；兩種能源環境政策評價模型具有各自的優點和缺點，適用范圍也不盡相同，且具有很強的互補性；實現兩種模型的連接，特別是兩種模型之間的“軟連接”是未來提高模型分析能力的關鍵所在。

四　能源、經濟和生態環境3E-CGE模型實證研究

中國的經濟—能源—環境3E-CGE建模分析大致開始于20世紀90年代中期。國務院發展研究中心（翟凡、李善同等，1997）與OECD發展中心合作以OECD發展中心貿易與環境項目的CGE模型為基礎，構建中國的動態遞推經濟—能源—環境CGE模型，該模型可應用于貿易政策分析、能源政策和能源貿易、環境政策、收入分配機制以及中國經濟的中長期增長和結構變化等方面的分析。中國社會科學院數量經濟和技術經濟研究所（樊明太、鄭玉歆，1998，1999）以與澳大利亞亞莫納什大學政策研究中心合作構建的PRC GEM模型為基礎構建了中國的經濟CGE模型，并應用該模型對中國環境政策進行了分析。國家發改委能源所2000年開始有針對性地構建中國能源環境綜合政策評價模型（IPAC），現已經開始形成一個綜合評價模型框架，該IPAC模型主要包括能源排放模型、環境模型和影響模型三個部分，其中能源排放模型中的IPAC-SGM模型和IPACMaterial模型屬于CGE模型。

2000年以來，采用CGE模型對能源環境問題進行分析的文獻逐漸增多。黃英娜、王學軍（2002）簡要介紹CGE模型的發展狀況和主要特征之基礎上，對環境CGE模型的發展、類別、特征及其局限性進行了較為詳細的分析。蔣金荷、姚愉芳（2002）在分析當前溫室氣體減排技術模型的兩種建模方法——“自上而下”和“自下而上”的特點的基礎上，提出了構建混合型經濟—能源系統模型的必要性，并強調掌握模型的自主權在溫室氣體減排政策對中國經濟社會發展影響研究方面的重要性，最后給出了模型的開發目標和開發思路。

黃英娜等（2003）對幾種常用生產函數的性質進行了比較，結合環境CGE模型的應用目標，選擇CES生產函數作為環境CGE模型中供給部分的理論生產函數。進一步通過計量經濟估算法，根據1980—1996年中國工業總量數據對理論上的三種三要素二級嵌套CES生產函數進行了模擬，得到相應的參數值，通過對估算結果的比較分析。研究結果表明：認為三要素二級嵌套CES生產函數是環境CGE模型中供給部分的生產函數的較好選擇；（E/L）K嵌套結構的CES生產函數不符合我國工業生產的實際情況；在進一步建立環境CGE模型的工作中，可以根據具體研究對象對（K/E）L和（K/L）E兩種嵌套結構的CES生產函數進行選擇。

賀菊煌等（2002）通過把生產稅區分為產值稅、增值稅、碳稅三部分；前人把產值稅和增值稅統一作為間接稅處理的方式，構建一個用于研究中國環境問題的CGE模型，并用其靜態模型分析了征收碳稅對國民經濟各方面的影響。研究結果表明：碳稅對GDP影響很小。這說明碳稅是較好的經濟政策；碳稅對價格的影響主要表現為煤炭和石油價格的上升；碳稅對產量的影響主要表現為煤炭產量的縮減；碳稅使各部門的能源消耗都下降，各部門下降的幅度差異不大；碳稅使煤炭部門勞動力大量減少，使建筑業和農業勞動力也有所減少，這些勞動力主要轉移到制造業，其次是轉移到服務業、電力和商業餐飲業。

魏濤遠等（2002）利用一個中國可計算一般均衡（CNAGE）模型定量分析了征收碳稅對中國經濟和溫室氣體排放的影響。研究表明，征收碳稅將使中國經濟狀況惡化，但二氧化碳的排放量將有所下。短期內征收碳稅對經濟和二氧化碳的排放量的影響都相當大，而長期內的影響則小得多。從長遠看，征收碳稅的負面影響將會不斷弱化。對中國這樣一個發展中國家，通過征收碳稅實施溫室氣體減排，經濟代價十分高昂。

李洪心、付伯穎（2004）利用一個可計算的一般均衡模型模擬了稅收改革政策對生產、消費和政府收入所產生的一系列影響。仿真結果表明：對不同行業根據污染的強度設置不同的稅率按產值征稅可以在控制污染行業產量，保護環境的同時促進整體稅制改革，減輕企業的所得稅負擔和居民的納稅負擔，增加政府收入，從數字上說明環境稅的“雙盈”效應假說是可行的。

王京芳、劉麗麗和盛其杰（2005）歸納分析了環境稅“倍加紅利”效應的主要觀點，通過推介國外應用可計算一般均衡模型（CGE）分析環境稅倍加紅利效用的經驗，提出了在我國開征環境稅和應用CGE模型對其進行分析的構想，以期為尋求環境稅在我國的開征提供理論和實踐依據。

黃英娜等（2005）應用一個可計算一般均衡（CGE）模型對中國若干工業行業按照差別稅率對所投入的煤炭和油氣產品征收從價能源環境稅的情況進行了量化模擬，預測了該項政策在中國實施的可行性；并在量化模擬和分析之后得出如下結論：征收能源環境稅有助于促進工業部門，尤其是能源密集型行業，節能、降耗、改善能源消費結構和削減二氧化硫和二氧化碳污染排放，但該項政策的實施并不能夠從根本上促進能源利用效率的提高，反而易對宏觀經濟造成負面影響，此在中國目前現階段不宜作為主要能源環境政策備選方案。

楊宏偉、宛悅、增井利彥（2005）利用我國124個部門投入產出表及中國能源平衡表，構建了含39個生產部門及32種產品的可計算一般均衡模型，立足于宏觀經濟角度的可計算一般均衡模型以空氣污染造成的勞動力損失和超額醫療費用支出作為模型變量，模擬了健康效應對國民經濟系統產生影響的機制，研究結果表明：2000年我國空氣污染的健康效應導致國內生產總值（GDP）的損失約0.38‰；空氣污染不僅威脅居民的健康和生活質量，同時也嚴重影響國民經濟的發展。

王德發（2006）根據2002年上海市投入產出表數據，建立了一個地區性（上海市）可計算一般均衡（CGE）模型，實證模擬分析了征收能源稅的影響，研究結果表明：能源稅的征收有效地推動了勞動對能源的替代，促進了經濟結構和能源結構的調整，導致大氣污染物的減少，同時對實際產出的影響較小；征收能源稅對國民經濟各產業的產品價格具有較大影響，甚至可能造成較大的“社會震蕩”。在目前情況下，征收能源費可能比征收能源稅更為可行。隨著社會經濟的發展，可由能源費為主逐步過渡到費稅并重，待條件成熟后，再逐步過渡到以能源稅為主。

王燦、陳吉寧、鄒驥（2005）應用一個綜合描述中國經濟、能源、環境系統的遞推動態“可計算一般均衡”（CGE）模型，分析在中國實施碳減排政策的經濟影響。以2010年實施碳稅政策為模擬情景，定量描述了減排政策下國內生產總值（GDP）、能源價格、資本價格等宏觀經濟變量的變化。結果表明：中國2010年的減排率在0—40％之間時，GDP的損失率為0—3.9％。相對于基準情景減排10％的減碳邊際成本約為100 元/噸，減排30％的減碳邊際成本約為470元/噸。每增加1噸二氧化碳的減排還將造成約2倍于上述減排技術投資邊際成本的社會成本。重工業是二氧化碳減排潛力最大的部門，其排放削減量占總削減量的50％左右，其次分別為電力（14％）、服務（11％）、煤炭（9.2％）等。碳稅對部門產量和價格的影響主要作用在能源部門，煤炭、石油、天然氣和電力4個能源部門的產品價格都顯著提高，煤炭和天然氣產量大幅度下降，而石油和電力行業的產量將有所上升以滿足總的能源需求。碳減排的主要原因來自于單位產出能源強度的降低；隨著削減目標變嚴，經濟總產出及其結構的變動所起的作用將增大；在中國實施二氧化碳減排政策將有助于能源效率的提高，但同時也將對中國經濟增長和就業帶來負面影響。

姜林（2006）研究和建立構建一個以可計算一般均衡理論模型（CGE）為核心，同時與大氣環境質量模型和健康影響模型（暴露—反應模型）連接，建立了環境政策綜合評價模型，為綜合評價環境政策產生的各類影響及其相互作用提供了一種評價方法。利用該模型系統，分析采用能源環境稅對大氣環境、健康、經濟發展和居民福利水平的影響。模型分析認為，采用單一的能源環境稅可以改善北京市的大氣環境，但也將遲緩北京市的經濟發展；如果采用能源環境稅的同時進行綠色環境稅收制度改革，則不但可以改善環境，而且可以促進經濟的可持續發展。

楊嵐等（2009）通過一個10部門靜態的能源—環境—經濟（3E）可計算一般均衡（CGE）模型定量分析中國實施能源稅對經濟、能源、環境以及各生產部門的影響。模型以2002年為基準年，研究設定5個情景，包括一個基準情景和4個能源稅征收情景。模型模擬分析表明：征收能源稅對國民經濟總量增長有輕微影響；與此同時，能源稅政策有利于減少能源需求量，降低能源強度，減少煤炭在能源合成品中的份額，對能源結構的改善有一定作用，并可促進產業結構的調整，有利于減少二氧化碳和二氧化硫的排放量，改善環境質量。在實施的過程中，可以采用漸進提高稅率，并在征收能源稅的同時，降低所得稅（用能源稅收入替代其他稅種的收入）以及減免行政性收費等方式，實現稅制的綠化，且可避免對國民經濟和居民生活產生明顯沖擊。

康旭東、穆海林等（2010）以中國及周邊國家日本、印度尼西亞、馬來西亞、新加坡、泰國、菲律賓為主要研究對象，將世界其他地區作為一個地域來考慮，建立了時間跨度為1995—2050年的亞洲能源—經濟—環境系統綜合評價CGE模型。模型通過對各個地域中各個部門能源生產、輸送、消耗的平衡關系進行優化分析，得到了未來經濟發展情景下的能源需求預測方案及能源系統費用最小的能源供應方案。在考慮環境稅引入的三種情景下，考察及對比分析三種環境稅情景下我國二氧化硫排放量及未來能源消費結構的情況。模擬結果表明，當環境稅為152美元/噸時，對二氧化硫排放的控制效果比較明顯，且對整體經濟影響不大。我國2011年的能源需求量將達到32.22億噸標準煤，到2020年我國能源需求量將達到47.70億噸標準煤。從四種情景下未來我國能源消費量的預測情況可知，隨著二氧化硫排放稅的增加，能源消費量逐漸減少，可見增收二氧化硫排放稅可以極大抑制能源消費的增長。

牛玉靜、陳文穎、吳宗鑫（2012）建立了一個綜合描述全球經濟—能源—環境的多區域CGE模型，定量分析多區域減排政策的碳泄漏情況，以及碳關稅對碳泄漏的影響。研究結果表明：美國參與減排可顯著降低碳泄漏，當美國不參與減排時，碳泄漏總量的1/3左右會流向美國，而流向中國和印度的碳泄漏份額都遠小于美國所占的比重；在實施碳關稅之后，碳泄漏量在發生變化的同時，減排量也在同步發生變化，而碳泄漏率只是一個相對指標，并不能充分體現減排行動成效的變化情況，因此碳關稅對碳泄漏有減緩作用，但只有當實施的區域足夠大時才有顯著影響；采用指標“有效減排量”比“碳泄漏率”能更有效地評估減排行動；實施碳關稅并不能有效改善減排行動的成效，即使對所有未參與減排區域的有關商品全面實施碳關稅，對于參與減排區域“有效減排量”的改善也非常微弱，而對于未參與減排區域有關商品的出口卻會產生嚴重甚至致命的打擊，因此，希望通過實施碳關稅來抑制碳泄漏提議，其目的并不是要改善減排行動的有效性，而只是進行貿易保護的借口或進行國際氣候談判的籌碼。

張友國（2013）建立一個關于中國的經濟—能源—環境模型（CN3EM）理論框架比較了碳排放強度約束和總量限制的績效，并進一步結合可計算一般均衡模型和蒙特卡洛方法，模擬了要素—能源替代不確定情形下這兩種約束對中國經濟總量、碳排放總量、破排放強度及邊際碳減排成本的影響。研究結果表明：在不確定情形下，當未來經濟增長水平低于預期水平時，選擇強度約束作為減排目標會比總量限制更有效地控制碳排放，但也會產生更大的邊際減排成本和GDP損失。而各種不確定性的因素乃至突發事件（如類似2008年的全球金融危機）很有可能使中國未來經濟增長速度低于預期水平。因此，中國選擇強度約束作為碳減排目標實際也面臨重大風險，強度約束是一個有誠意的溫室氣體減排目標。

劉亦文、胡宗義（2014）基于通過投資報酬率的高低影響投資者的投資意愿，進而影響產業的資本存量的累計建模理念，在借鑒國外CGE建模理論和技術基礎上，構建了一個能反映能源—經濟—環境協調發展以及能反映能源環境政策對能源節約，經濟增長和環境保護作用程度的動態CGE模型。并應用該模型仿真分析了三種場景下能源技術變動對我國宏觀經濟變量、產業資本收益率、產業發展及節能減排的影響程度，得到一段時間內各經濟變量變化的大致路徑。研究結果表明：能源技術變動在短期和長期中對主要宏觀經濟變量、要素市場及節能減排都有較為明顯的推動作用。短期內能源技術的正向變動有利于提高各產業資本收益率，拉動投資者的投資意愿。能源使用技術變動對非農業相關部門的產出水平均產生了正向的偏離，而對農業相關部門并沒有完全產生積極的影響，從長期來看，能源使用技術變動有利于促進產業結構的調整。

婁峰（2014）通過構建中國經濟—能源—環境動態可計算一般均衡模型，模擬分析了2007—2020年不同碳稅水平、不同能源使用效率、不同碳稅使用方式對二氧化碳減排強度、二氧化碳排放強度邊際變化率、部門產出及其價格、經濟發展、社會福利等變量的影響。研究結論表明：隨著碳稅稅率的增加，單位碳稅二氧化碳排放強度邊際變化率呈現逐漸減小的變化趨勢，相比較而言，能源使用效率越高，單位碳稅的二氧化碳排放強度邊際變化率越大；在能源消費環節征收碳稅，同時降低居民所得稅稅率，并保持政府財政收入中性，可以實現在減少二氧化碳排放強度的同時使得社會福利水平有所增加，從而可以實現碳稅的“雙重紅利”效應。

從以上文獻綜述可以看出，3E-CGE模型被國外學者廣泛運用于能源環境稅收政策、國際減排貿易與能源效率方面的研究。縱觀國內學術界，由于3E-CGE模型在國內的開發和應用起步較晚，盡管目前關于3E-CGE系統的研究已取得了一定的進展，但是不可否認的是，研究方法和成果仍存在一定的局限性。例如，3E-CGE系統研究對數據要求較高，采集有難度，分析計算時需要大量連續的數據，而發展中國家的統計系統的建設和環境保護工作起步相對較晚，這使一些長期連續的社會經濟、能源和環境統計數據很難得到。對3E系統分析方法的研究尚處于發展過程中，很多模型缺少能源、經濟和環境所涉及各子系統的內在相互滲透、相互制約關系綜合的研究。即使考慮了能源、經濟和環境三個系統之間相互影響，在實際操作中也往往側重于其中某兩個系統。就中國該領域的研究而言，中國現有大多數研究往往沒有考慮不同階段和不同層次的變化與需要，特別是還未形成系統的、可行的、具有普遍指導意義的分析方法及評價體系，缺乏可將能源、經濟和環境三個不同系統等值折算到一個統一系統內的方法。而國外分析方法與評價體系又都是基于特定國家或地區的具體背景所進行的，每個模型也都是必須在一些特定假設的前提下運行，但參數的設定和基線情景的各種假設通常不能符合中國能源系統的現實狀況。此外，考慮和針對中國具體3E關聯特征的能源發展規劃與政策研究雖然已經展開，但還需進一步深化，研究成果十分有限。尤其是缺乏對中國現有3E間矛盾的理論根源方面的探討，導致無法為實踐提供更深層面的指導，這一點正好是當前國內相關研究的一個不足之處。

---

[1]國家環境保護部：《2009年全國環境統計公報》。

[2]張坤民：《低碳世界中的中國：地位、挑戰與戰略》，《中國人口?資源與環境》2008年第18卷第3期。

[3]新華網：《關于稅收占油品零售價格比重的國際比較》。

[4]根據《中華人民共和國環境保護法》第三十八條、《中華人民共和國水污染防治法》第五十三條以及《中華人民共和國水污染防治法實施細則》第四十條的規定，環保部門可對造成重大水污染事故的單位處以最高100萬元的罰款。