第二節
國內外相關研究綜述

一、氣候變化和低碳經濟的理論研究

目前，對低碳經濟的概念的認識在理論界并未形成統一。一部分學者將低碳經濟看作是一種經濟模式或者經濟形態，比如莊貴陽將低碳經濟定義為：“發展水平和碳生產力（單位碳排放的經濟產出）同時達到一定水平的經濟形態，旨在實現控制溫室氣體排放的全球共同愿景。向低碳經濟轉型的過程就是低碳經濟發展的過程”。[1]也有一部分學者則是將低碳經濟的概念上升為規章制度。隨著相關研究的深化，低碳經濟概念不再是一個簡單的、單一的概念，而是一個由一系列相關名詞，如低碳能源、低碳技術、碳足跡、低碳生產生活方式、低碳社會等構成的體系。

低碳經濟的核心是什么？莊貴陽（2005）認為，低碳經濟的實質是能源效率和清潔能源結構問題，核心是能源技術創新和制度創新，目標是減緩氣候變化和促進人類的可持續發展。他提出了中國發展低碳經濟的六種可能途徑：調整經濟結構，提高能源效率，發展低碳技術，遏制奢侈浪費，加大碳匯和國際合作。在氣候變化與低碳經濟的研究上，有三個研究是影響最大的。

一是斯特恩的研究。受英國政府的委托，2006年10月，前世界銀行首席經濟學家尼古拉斯·斯特恩（Nicholas Stern）發表了一項影響深遠的研究，這一研究旨在重新評估氣候變化對英國的影響以便政府可及時采取相應政策，其成果不僅對于英國氣候問題的政策研究意義重大，對世界其他國家和地區也具有普遍的借鑒價值，《斯特恩報告》（The Stern Review on the Economics of Climate Change）隨即受到了世界各國的廣泛關注。

二是聯合國政府間氣候變化專門委員會的研究。2007年2月IPCC發表的第四份《氣候變化評估報告》以及2007年11月聯合國開發計劃署（UNDP）發布的《人類發展報告》都強烈敦促世界各國緊急行動起來，采取切實有效的措施減少溫室氣體的排放。2007年12月，聯合國在巴厘島召開的全球氣候變化會議再一次呼吁發達國家和發展中國家共同攜手以應對日益緊迫的全球氣候變暖問題。[2]那些易于開采的油氣資源將在一個世紀的時間內被消耗殆盡，但這并不是說屆時地球就會停止變暖，因為這段時間內的氣候變化也足以毀滅地球數次，而其漫長的延遲效應，又加大了破壞程度所具有的不確定性。

三是諾德豪斯的研究。美國經濟學家威廉·諾德豪斯對《斯特恩報告》所倡議的立即行動的主旨表示了懷疑，他告誡人類對于氣候變化的反應必須是適當的，要能夠認清問題的實質，關鍵是要能計算出氣候變化與可選政策的成本，將未來由于氣候變化所造成的損害貼現到現在，為此，他開發了“動態綜合氣候和經濟模型”（Dynamic Integrated Climate Economy Model，DICE）。諾德豪斯在1982年發表了題為“How Fast Shall We Graze The Global Commons”的文章，開始應用經濟學研究氣候變化，從此氣候變化經濟學就將焦點落在分析氣候變化的影響和提供積極的針對面臨的氣候問題的政策分析。諾德豪斯的研究方法體現了一般均衡的經濟學研究思路（又稱為自上而下法，top-down approach），而除此之外也有經濟學家運用了不同的思路來計算氣候變化的成本和減少溫室氣體排放的成本，即部分均衡的思路（又被稱為自下而上法，bottom-up approach），部分均衡是對一個部門或一些部門建立經濟模型，強調特定能源產品或流程的技術因素，特別是投資對能源效率的提高作用（Barrett ＆ Kypreos，2004）。[3]

作為應對氣候變化的低碳經濟，它具有全球性的特點?，F有的研究文獻為國際環境合作及其動機提供了解釋，這些文獻大體可以分成以下幾種：（1）以Hoel（1991）和Barrett（1994）及其追隨者為代表的學者分析了有關博弈方參與合作的動機，而合作的指向即是溫室氣體的減排。（2）以Carraro和Siniscalco（1993）為代表的學者強調在由數目較少國家參與的合作更有現實可能性的基礎上，探尋如何增強合作的穩定性并在此基礎上擴大參與國的數目。（3）Barrett（2008）主張通過減少照射到地球上的太陽輻射來阻止全球變暖的步伐。與當前陷入困境又牽扯眾多國家合作進行減排的思路相比，這種被羅伯特·巴雷特（Robert Barrett）稱為“地球工程（geo-engineering）的經濟學”的最大優勢就是可以由少數幾個甚至單個國家來進行，避免了搭便車行為的影響，但該技術的管轄權問題即由誰決定在何種條件下如何使用這項新技術仍然需要妥善解決。[4]

二、經濟增長、城市化與碳排放

從經濟增長與碳排放的關系來看，國外在研究溫室氣體排放與經濟增長關系方面，大多采用環境庫茲涅茨曲線（environmental Kuznets curve，EKC）的研究方法。得出的研究結論主要有：

（1）經濟增長與二氧化碳排放量呈現出一種倒U形的關系。Grossman和Krueger利用42個國家的面板數據分析發現，環境與經濟增長的長期關系呈倒U形，借用收入與經濟增長倒U形關系的庫茲涅茨曲線的名稱，后來的學者將環境與經濟增長的倒U形曲線關系稱為環境庫茲涅茨曲線。[5]Douglas和Thomas（1992）運用全球面板數據估算了人均收入和人均二氧化碳排放之間的關系，并預測了全球的二氧化碳排放量。Schmalensee（1998）和Galeotti（1999）的研究驗證了二氧化碳排放量與人均收入呈倒U形曲線關系。Shafik（1994）和Martin Wagner（2008）的研究顯示人均二氧化碳排放量與人均收入呈單調遞增的關系；而Holtz-Eakin和Selden（1995），Panayotou和Sachs（1999）以及Galeotti（2006）的研究則支持人均二氧化碳排放量與人均收入之間的倒U形關系。

（2）經濟增長與二氧化碳排放量表現出N形演化特征。Friedl等（2003）通過研究奧地利在1960—1999年的二氧化碳排放情況得出二氧化碳排放量與人均收入并非呈倒U形曲線關系，而是表現出N形演化特征。Grubb（2004）則認為，隨著人均收入增長到一定階段后，人均二氧化碳排放量已經在不同水平上趨于飽和。Moomaw和Unruh（1997），Getzner（2003），Martinez-Zarzoso（2004）發現人均二氧化碳排放與人均收入之間的N形關系。

（3）二氧化碳排放量與人均GDP不相關。Lantz和Feng（2006）研究發現二氧化碳排放量與人均GDP不相關。還沒有一個研究發現隨著生活水準的上升，一個主要的環境污染物二氧化碳有些改善跡象。隨著平均收入上升到超過某一點，沒有證據證明存在任何系統化的下降趨勢，每百萬美元總產出排放572噸二氧化碳的美國一般來說高于世界平均值。在不存在某種全球協議的情況下，主動行動的單一國家不管收入高低，都具有很小的動力來采取措施。這是因為二氧化碳在局部地區是無害的，但它作為整體集中在地球的大氣中則有很大影響。因為外部性在全球水平上運行，沒有理由期待任何單個國家來限制其二氧化碳排放。[6]

此外還有一些學者對二氧化碳排放量的拐點進行了研究，例如世界銀行[7]和Shafik（1994）認為，碳排放量隨著收入的增加而增加，但沒有證據證明碳排放量會出現拐點；Martin Wanger（2008）研究得出人均二氧化碳與人均收入正向相關，而且不存在拐點；Holtz-Eakin和Selden（1995）、Panayotou和Sachs等（1999）雖然都認為二氧化碳排放與人均收入呈倒U形曲線關系，但他們得出的拐點處對應的人均收入卻大相徑庭。Webber和Allen針對二氧化碳與人均收入的經驗研究表明，二氧化碳的環境庫茲涅茨曲線拐點處的人均收入相對于其他污染物來說要高得多，也就是說拐點出現得更晚，這也說明了二氧化碳減排任務更加艱巨。[8]Zhang和Cheng針對中國1960—2007年的實證研究顯示，GDP是能源消耗量的格蘭杰原因，而能源消耗量又是碳排放量的格蘭杰原因，但能源消耗和碳排放并不是經濟增長的格蘭杰原因，暗示中國的節能減排政策并不會阻礙經濟增長。[9]

從各國經驗研究來看，人均溫室氣體排放與人均GDP大致經歷了這樣的變化過程，即低收入階段低溫室氣體排放，收入增加階段排放也相應增加，收入達到一定階段后溫室氣體排放趨于穩定甚至降低。在實證研究方面，國外學者選取的指標既包括能源方面，也包括環境污染和資源生態方面。需要指出的是：環境庫茲涅茨的倒U形曲線只是揭示了發達國家經濟增長與環境之間的一種基本轉化規律。對于作為發展中國家的中國而言，二氧化碳排放與經濟增長之間到底存在什么樣的關系還亟待進一步研究。

從城市化與碳排放的關系來看，城市化是人類社會經濟發展尤其是現代工業化的必然產物，也是社會進步、經濟發展的必經階段，一國城市化的進程必定伴隨著本國經濟的增長、人均收入的提高和環境的惡化。

隨著相關研究廣度的擴大和深度的增加，越來越多的學者開始意識到收入水平并不是引起碳排放增加的唯一決定因素，一些學者們開始研究城市化水平對碳排放的影響。現階段有關城市碳排放的研究主要側重于人類活動導致的自然原料消耗、城市土地利用及覆被的變化。除此之外，目前還有研究涉及以碳排放過程為基礎的碳足跡測算的研究，例如對石油能源、建筑材料的耗費、食品的消耗等方面進行的相關分析；也有的學者對城市居住環境的碳排放進行了分析；還有的研究表明，家庭能源消費與經濟水平、家庭所處的社會地位、家庭人口特征、電器擁有情況、建筑物特征及地理位置等諸多因素有關。

Marilyn Brown和Elise Logan（2008）研究了美國最大的100個城市的二氧化碳排放量，認為大城市是美國二氧化碳排放的主要來源，并指出城市規模越大，人均二氧化碳排放量就越低。Siqi Zheng等（2009）在Glaeser和Kahn的研究的基礎上，利用微觀數據計算出中國74個主要城市家庭碳排放量并對其進行了排序，他們發現，即使是中國標準家庭碳排放量最高城市的溫室氣體排放量也只占美國標準家庭碳排放量最低城市的1/5，并且指出，目前中國東北地區的區域經濟發展政策有導致中國溫室氣體排放量增加的趨勢。Almond等（2009）發現，在中國，采用集中供暖方式的地區（如北京）的碳排放量遠遠大于沒有采用集中供暖方式的地區（如上海），這表明若政府采用更加清潔的能源來供暖，城市的碳排放量將會顯著地下降。

Glaeser和Kahn（2010）研究發現，在保持人口和收入固定不變的情況下，人口在空間上的分布也是影響溫室氣體排放的關鍵因素之一。他們通過量化居住在美國主要大城市及郊區的標準單位家庭所產生的溫室氣體排放量發現，在氣溫更為舒適的、人口密集的地區碳排放量比其他地區要更低。Mattehew Kahn等（2010）通過對家庭駕駛情況、公共交通利用情況和居民用電量三方面的數據研究證明了居住在中心城市的家庭的碳排放量要低于居住在郊區的家庭，研究結果證明美國經濟活動的地理分布狀況對碳減排有著重要的影響。

國內關于碳排放與城市發展的研究處于起步階段。莊貴陽、張偉（2004）對我國城市化進程中基礎設施建設和能源消耗之間的關系進行了研究，并提出了基礎設施建設的低碳發展路徑。曲建升等（2008）研究發現，2006年我國碳排放總量的整體趨勢是東部沿海地區高，而中部和西部地區相對較低，進一步地，將這種趨勢同我國城市空間分布格局相對照，發現這些碳排放量高的區域正是我國城市的密集區域。徐大豐（2010）通過估算我國東、中、西部三大區域的碳排放量并對其進行分析，結果表明我國東部地區的碳排放總量要明顯高于中西部地區。王群偉等利用數據包絡分析（data envelopment analysis，DEA）模型構建了動態變化指數，對我國28個省市區1996—2007年的二氧化碳排放績效進行了測度，研究結果顯示我國東部地區的二氧化碳排放績效最高，東北部和中部地區稍低，西部地區最低。[10]葉祖達（2009）認為目前城市才是社會應對氣候變化挑戰的重要行動平臺和載體，政府有責任推行相關政策來達到降低碳排放量的目的。宋幫英（2010）等通過利用地理加權回歸的方法得出產業結構與我國省域碳排放量正向相關的結論，并指出在我國東部發達地區實施碳減排政策可能更加有效。

朱勤等（2010）運用計量經濟學的方法分析了人口、消費及技術因素對碳排放量的影響，研究結果發現人口城市化率、人口規模和居民消費水平這三個因素對我國碳排放有著顯著的影響。張超（2010）指出，收入、人口規模、人口增長、氣溫和城市化發展模式等因素對碳排放均有影響。樊杰（2010）提出了個人終端消費導向的碳足跡研究框架，即通過定量核算個人或家庭的碳排放量來研究消費能力、生活水平和碳排放量之間的關系。葉紅等（2010）以廈門島區為例，通過問卷調查的方式進行了城市家庭能耗的影響因子的研究，得出的結論是家庭社會情況是影響其能耗直接碳排放量最為重要的因子，住宅面積對家庭能耗直接碳排放的影響最為顯著。林伯強、劉希穎對Kaya恒等式進行修改，在考慮中國碳排放影響因素時引入了城市化因素，提出中國可以在保證GDP增長的前提下，通過控制城市化速度，降低能源強度和改善能源結構來實現低碳轉型[11]。此外，還有學者將制度因素納入碳排放分析之中，例如馮俊新（2010）就指出，由于資源配置市場化的“制度紅利”使得中國在2000年以前的碳減排措施表現出色，但隨著改革完成，制度帶來的作用將會逐漸消失，我國的碳減排成本面臨著增加的趨勢。

三、碳排放與碳排放量影響因素的分析

陳劭鋒等基于IPAT模型（environmental impact（I）=population（P）*affluence（A）*technology（T））的實證分析表明，在技術進步驅動下，碳排放強度、人均碳排放量和碳排放總量隨時間依次遵循倒U形曲線的演變規律[12]。許廣月、宋德勇利用1990—2007年的省域面板數據，運用面板單位根和協整檢驗顯示，中國東部地區和中部地區存在人均碳排放的環境庫茲涅茨曲線，但該曲線在西部地區不存在。[13]林伯強，蔣竺均發現利用傳統的環境庫茲涅茨模型估計的中國的二氧化碳庫茲涅茨曲線的拐點與基于能源需求的二氧化碳排放預測拐點有著較大差異。采用對數平均迪式分解法和隨機回歸影響模型（stochostic impacts by regression on population，affluence and technology，STIRPAT）模型分析了中國人均二氧化碳排放的主要影響因素，發現除了人均收入，能源強度、產業結構和能源消費結構都對二氧化碳排放產生顯著影響。[14]

Kaya（1989）提出了Kaya恒等式，通過因式分解在溫室氣體排放與人口、經濟發展水平、能源消費強度和單位能源消費碳強度之間建立了相應關系。Dietz等（1994）構建了STIRPAT模型，用于檢驗人口、經濟和技術因素對二氧化碳排放的彈性系數。Duro和Padilla利用Theil指數分解法，發現Kaya因素中人均收入是引起不同國家間人均碳排放差異的最主要因素，其次是能源消費碳強度和能源強度。[15]

Ang等運用對數平均Divisia指數分解法，對中國工業部門的二氧化碳排放進行研究發現：1985—1990年工業部門總產出的變化對碳排放量具有較大的正向作用，工業部門能源強度的降低則對碳排放量起到較大的抑制作用。[16]Liu等對中國1985—2005年的研究結論依舊認為工業經濟發展和工業終端能源強度是二氧化碳排放的主要組成，而工業結構的調整減少了35.14％的二氧化碳排放量。[17]Ang將環境與現代內生增長理論相結合，對中國1953—2006年的二氧化碳排放量的影響因素進行分析，發現研發強度、技術轉移和技術吸收能力的提高有利于降低二氧化碳排放量，能源消費和貿易開放度的提高則會導致碳排放量的增加。[18]

Machado等采用包含14個部門的投入產出數據對巴西1995年進出口貿易中商品的碳含量進行了計算，發現巴西出口的非能源產品的碳含量大于進口產品的碳含量。[19]Lenzen和Mungsgaard構建了一個多地區投入產出模型，用于計算丹麥最終消費產品中的能源消耗量，發現貿易自由化會對能源消費產生規模效應、技術效應和結構效應，但總效應是增加能源消費。[20]Kakali對印度1993—1994年進出口商品碳含量的計算結果則顯示，其出口商品的碳含量小于進口產品。[21]Peters和Hertwich對挪威的研究發現，其72％的二氧化碳排放量是由出口貿易引起的。[22]Mongelli等運用投入產出技術研究了意大利進出口貿易中的能源消耗問題，驗證了“污染避難所”假說以及國家間的“碳泄露”效應。[23]

Clark和Deurloo（2006）、Pachauri和Jiang（2008）的研究揭示了人口的年齡結構、家庭規模、城市農村分布與不同能源消費模式之間的關系。Prskawetz，Jiang和O'Neil（2004）的研究指出家庭戶應該作為影響二氧化碳排放的人口分析單位。Puliafito等采用Lotka-Volterra模型對人口、GDP、能源消耗與碳排放量之間的關系進行了分析，發現發達國家人口在2020年前后進入老齡化階段后，碳排放量會由于老齡化的到來而逐漸降低，這與技術變革所產生的減排效果大致相當。[24]Dalton等對美國的研究發現，在一定條件下，人口老齡化對二氧化碳排放的影響比技術變動的影響更為顯著。[25]

張友國利用投入產出結構分解方法實證分析了1987—2007年中國經濟發展方式變化對碳排放強度的影響，結果顯示，生產部門能源強度和直接能源消費率的下降，以及能源結構的變化是碳排放強度下降的主要原因，而中間投入結構的變化和出口導致的需求分配結構的變化都導致了碳排放強度的提高。[26]王鋒等運用對數平均Divisia指數分解法對1995—2007年中國二氧化碳排放增長率的驅動因素進行分解，發現人均GDP、交通工具數量、人口總量、經濟結構、家庭平均收入是主要正向驅動因素；而生產部門能源強度、交通工具平均運輸線路長度和居民生活云南強度是負向驅動因素；其中1997—1999年，工業企業的研發經費提高所帶來的技術進步以及企業所有制改革都有效地提高了工業部門的能源利用效率。[27]朱勤等在擴展的Kaya恒等式的基礎上，應用LMDI分解方法對中國1980—2007年的能源消費碳排放進行因素分解，發現經濟增長、人口規模擴大以及產業結構特征依次是造成碳排放量增加的主要原因，而能源強度的下降和能源結構的調整則對碳排放量的增加產生了負效應。[28]徐國泉等分析了在1995—2004年，中國能源結構、能源效率和經濟增長對人均碳排放的影響，其中經濟增長對拉動人均碳排放的作用呈指數增長，而能源效率和能源結構對抑制人均碳排放的作用呈倒U形。[29]胡玉瑩運用非期望產出的SBM模型計算了2000—2007年中國30個省區的碳環境技術效率，其中東部地區的碳環境技術效率較高，而中西部地區的較低，人均GDP以及技術進步與各地區碳環境技術效率呈正向關系，而工業化重型化、城市化和粗放型增長方式則阻礙了碳環境技術效率的提高。[30]王群偉等運用含有非期望產出的DEA模型測度了1996—2007年中國28個省區二氧化碳的排放績效，結果顯示所觀察地區的二氧化碳排放績效的提高依賴技術進步；通過面板數據回歸分析表明，除了地區經濟發展水平，產業結構、能源強度和所有制結構也是影響二氧化碳排放績效的主要因素。[31]

孫小羽和臧新通過建立能源—經濟投入產出模型，測算了2002—2006年中國出口貿易引發的能源消耗和環境污染，發現中國在增加出口的同時承擔了更多的世界能源消耗、碳排放和大氣污染物排放。[32]黨玉婷對1993—2006年中國制造業對外貿易中的污染物含量進行了測算，發現我國為發達國家承擔了高額的環境成本。[33]徐慧運用投入產出模型計算了中國產業部門的完全產污系數和進出口貿易中的污染物排放量，當考慮進出口商品的不同投入產出技術時，中國作為出口方承擔了更多的環境成本，作為進口方并未為全球環境帶來更多污染。[34]朱啟榮基于投入產出模型的研究表明，加入世貿組織后中國出口貿易所產生的二氧化碳排放呈現迅速增長，并且高碳產品具有競爭優勢，在出口總額中占有較大比重。[35]然而，李小平、盧現祥的研究卻認為國際貿易能夠減少工業的二氧化碳排放總量和單位產值的碳排放量，中國并未成為發達國家的“污染避難所”。[36]另外，陳佳瑛等將總人口環境壓力模型轉變為家庭戶環境壓力模型，利用我國1978—2007年的數據進行實證分析發現，家庭規模與總戶數對碳排放有較大影響。[37]

總體來看，學者們對制度安排和政策工具如何影響二氧化碳排放分析不夠。本書將重點探討制度安排和政策工具與發展低碳經濟的關系。

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[3] 同上①。

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