唐建榮　程靜　姜翠蕓

摘要：基于生產(chǎn)要素替代視角及現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)步條件，利用最優(yōu)化理論構(gòu)建了最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長模型， Lasso分析結(jié)果顯示：經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗存在較強(qiáng)耦合關(guān)系，能源消耗每增加一個百分點(diǎn)，國民生產(chǎn)總值將增加0034個百分點(diǎn)；2014～2020年中國能源強(qiáng)度約在07～08之間，最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長約為8%左右。經(jīng)濟(jì)增長與能源強(qiáng)度的耦合關(guān)系表明：從長期來看，片面縮小能源消耗，過度強(qiáng)調(diào)降低能源強(qiáng)度，可能對經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生阻尼效應(yīng)。進(jìn)一步的分析表明：生產(chǎn)要素替代彈性與經(jīng)濟(jì)增長成正相關(guān)；外生能源價格越高對經(jīng)濟(jì)增長越容易產(chǎn)生約束；資本生產(chǎn)率的提高對經(jīng)濟(jì)增長有顯著的推動作用。如何充分發(fā)揮其他生產(chǎn)要素替代作用，在確保經(jīng)濟(jì)最優(yōu)增長和降低能源強(qiáng)度間尋找一個平衡點(diǎn)是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的導(dǎo)向。

關(guān)鍵詞：能源強(qiáng)度；最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長；要素替代；Lasso

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2015.11.24

中圖分類號：F206；F124文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1001-8409（2015）11-0110-05

Abstract：This paper sets up the optimal economic growth model based on production factors alternative perspective and optimization theory. Result of Lasso analysis showed that， there is a strong coupling between economic growth and energy consumption， energy consumption for each one percentage point increase， national production GDP will increase by 0.034 percentage points；Chinese energy intensity from 2014 to 2020 is between 0.80.7， optimal economic growth of is about 8%. The coupling relationship between economic growth and energy intensity shows that， in the long run， onesided reduce energy consumption， excessively emphasis on reducing energy intensity， will possibly lead to damping effect on economic development. Generally speaking， the elasticity of substitution and capital productivity has a positive effect on economic growth； promoting energy prices will be bad economic growth. How to give full play to the factors of production alternatives in ensuring optimum between economic growth and reduce energy intensity is directed to find a balance future economic development.

Key words：energy intensity； optimal economic growth； factor substitution； Lasso

1引言

工業(yè)革命以來，能源的開發(fā)利用為突飛猛進(jìn)的經(jīng)濟(jì)增長奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，給人類社會帶來了前所未有的繁榮。但能源危機(jī)、環(huán)境惡化、全球變暖等生態(tài)問題讓全球倍感焦慮。中國正處于工業(yè)化深入發(fā)展時期，能源消耗面臨著既要滿足經(jīng)濟(jì)增長又要實(shí)現(xiàn)降低能耗的雙重壓力。如果僅從節(jié)能減排來考慮，強(qiáng)制性縮小高耗能產(chǎn)業(yè)是最好選擇，但這也可能會引發(fā)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的失衡進(jìn)而影響經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。技術(shù)進(jìn)步是節(jié)能減排的重要參數(shù)[1]，在不引起巨大的經(jīng)濟(jì)成本或結(jié)構(gòu)破裂的條件下，技術(shù)創(chuàng)新對于節(jié)能減排具有重要作用，但這是一個長期過程，短期內(nèi)無法起到立竿見影的效果。在此背景下，利用現(xiàn)有勞動力等非能源要素相對富足這一特點(diǎn)，在生產(chǎn)活動中積極引導(dǎo)其他生產(chǎn)資料替代能源這一要素，進(jìn)而調(diào)整各要素間的配置比例，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，這是保障經(jīng)濟(jì)增長，降低能源強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)能源—經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展行之有效的途徑。

現(xiàn)有研究表明[2，3]：資本、勞動力等非能源生產(chǎn)要素對能源的替代可以有效提高能源效率，促進(jìn)節(jié)能減排，并且對未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要影響。陳曉玲[4]等人通過對1978～2008年各省份數(shù)據(jù)的實(shí)證分析，認(rèn)為生產(chǎn)要素替代對經(jīng)濟(jì)增長具有促進(jìn)作用；Ma[5]等認(rèn)為資本比勞動力更能替代能源消費(fèi)，能源強(qiáng)度下降有賴于生產(chǎn)要素替代；Kemfert[6]等認(rèn)為節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)影響在很大程度上依賴于資本勞動力對能源的替代彈性。通過文獻(xiàn)梳理可以發(fā)現(xiàn)，要素替代不僅能夠促進(jìn)節(jié)能減排，也能帶動經(jīng)濟(jì)增長，這就意味著要素替代將會成為緩解能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長內(nèi)在沖突的新途徑；對于能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的內(nèi)在關(guān)系，大多數(shù)學(xué)者都是從科技進(jìn)步、二氧化碳排放[7，8]等方面來研究，忽略了經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的完整性；作為一種重要的生產(chǎn)要素，能源與其他生產(chǎn)要素共同作用于經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，生產(chǎn)要素具有替代作用，要素配置的不同也將引起能源強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)增長的變動。本文從要素替代這一視角來研究能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的耦合關(guān)系，利用最優(yōu)化理論構(gòu)建最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長模型，探討通過要素替代以改善能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的內(nèi)在沖突，將要素替代作為保增長、促節(jié)能的手段；基于要素替代視角的研究可以更清晰地揭示能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的耦合交互作用，相關(guān)研究結(jié)果為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)—能源系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展提供了理論依據(jù)，為保障經(jīng)濟(jì)增長和節(jié)能減排提供了新途徑。

2基于生產(chǎn)要素替代的最優(yōu)增長模型

經(jīng)濟(jì)學(xué)界普遍認(rèn)為資本、勞動力和技術(shù)進(jìn)步是推動經(jīng)濟(jì)增長的重要參數(shù)，隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展，能源已成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展必不可少的戰(zhàn)略性資源。因此，本文將能源納入一般生產(chǎn)函數(shù)，并認(rèn)為能源與其他生產(chǎn)要素具有有限替代彈性，以真實(shí)反映能源與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的關(guān)系。

由式（9）可知，最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長率是能源強(qiáng)度的函數(shù)，在長期均衡路徑下最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長在一定程度上取決于給定的能源強(qiáng)度，并與要素替代彈σ、資本生產(chǎn)率b成正相關(guān)關(guān)系，與能源價格φ成負(fù)相關(guān)關(guān)系，其經(jīng)濟(jì)學(xué)意義為：資本、勞動、能源間的替代作用發(fā)揮得越好，越有利于經(jīng)濟(jì)增長；若只片面地考慮到節(jié)能減排而大幅度提高能源價格則會給經(jīng)濟(jì)增長帶來負(fù)面效應(yīng)。

3要素替代的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長參數(shù)估計(jì)

31研究方法

Lasso方法的基本思想是通過施加一個懲罰項(xiàng)對變量系數(shù)進(jìn)行壓縮，使得一些非顯著變量的系數(shù)變小甚至趨于0，從而消除變量間的多重共線性。這種方法較其他方法而言模型誤差小，穩(wěn)定性強(qiáng)，能同時實(shí)現(xiàn)變量選擇和參數(shù)估計(jì)，是一種較為有效的處理共線性問題的方法，因此本文選用Lasso方法對生產(chǎn)函數(shù)參數(shù)進(jìn)行測算。

為了更全面地考察能源、資本、有效勞動與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的關(guān)系，本文選取1980～2012年間的相關(guān)時間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。國內(nèi)生產(chǎn)總值GDP用1978年的不變價格折算，以消除價格影響，有效勞動力AL選擇社會從業(yè)人員總量來表示，能源E選用每年消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量。選用固定資本作為資本投入K的衡量指標(biāo)，采用目前普遍使用的永續(xù)盤存法：Kt=It/Pt+（1-δ）Kt-1，Kt、Kt-1分別是第t和t-1期社會固定資本，It表示第t期新增資本存量，用當(dāng)期的全社會資產(chǎn)投資額衡量，Pt表示當(dāng)年固定資本平減指數(shù)，δ為資產(chǎn)折舊率，取δ=96%[9]。

利用Matlab軟件得到回歸解，表1給出了Lasso的變量選擇及系數(shù)估計(jì)結(jié)果。從表1可以看出，這三個變量與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出密切相關(guān)，都沒有因?yàn)楣簿€性而使得系數(shù)被壓縮為0，都是Lasso的解。同時也實(shí)現(xiàn)了變量選擇與系數(shù)估計(jì)的同步。

利用GCV算法估計(jì)參數(shù)，當(dāng)t=164523時，GCV=12582e+0005，誤差取最小值，得到標(biāo)準(zhǔn)化的Lasso回歸方程：

lnY=0033611lnE+0626437lnK+0339952lnAL（12）

結(jié)果顯示資本、有效勞動是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要源泉，但能源消耗對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用也不容忽視。能源的產(chǎn)出彈性為0034，即能源消耗每增加一個百分點(diǎn)，國民生產(chǎn)總值將增加0034個百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展在一定程度上依賴于對能源的消耗，兩者間存在較強(qiáng)耦合關(guān)系。

33能源強(qiáng)度估計(jì)

假定能源強(qiáng)度是外生的，根據(jù)劉曉等[10]的研究設(shè)定能源強(qiáng)度隨時間呈指數(shù)變化趨勢，能源強(qiáng)度模型為τ（t）=τ0eat，根據(jù)生產(chǎn)函數(shù)回歸時采用的1980～2012年間的GDP和能源消費(fèi)，計(jì)算出1980～2012年的能源強(qiáng)度；為了對能源強(qiáng)度模型進(jìn)行回歸，先將能源強(qiáng)度做對數(shù)化處理，并利用Eviews60對能源強(qiáng)度的時間序列進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表2。

由表2可知回歸系數(shù)的t統(tǒng)計(jì)量都通過檢驗(yàn)，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，得到能源強(qiáng)度模型：τ（t）=182e-0022t（t1980=1）。從模型結(jié)果可以看出，我國能源強(qiáng)度以每年0022的速度指數(shù)下降。

34其他參數(shù)估計(jì)

定義技術(shù)進(jìn)步增長率gL的計(jì)算方式為gL=（Lt/L0）1/t-1，Lt是2012年的勞動力，L0是1980年的勞動力，t是增長期數(shù)，根據(jù)此計(jì)算方式可以求得勞動力年增長率為gL=0018。

全要素生產(chǎn)率的提高是技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志，所以本文利用全要素生產(chǎn)率指標(biāo)來表示技術(shù)進(jìn)步。通過索洛殘差法估算出gA=000975。郭慶旺等[11]測算了1979～2004年全要素生產(chǎn)率，其年增長率為000891，這說明近十年來我國資源配置有所優(yōu)化，技術(shù)效率有所提高。

ρ和σ在模型中都是重要的外生參數(shù)，而Barro和Sala-i-Martin[12]則認(rèn)為002是ρ的一個基準(zhǔn)值；顧六寶等[13]在動態(tài)模擬中國最優(yōu)消費(fèi)路徑時，發(fā)現(xiàn)當(dāng)ρ∈（001，003）時效果最好，并擬定ρ值為002，σ值取2。因此，本文采用ρ=002，σ=2。中國的資源稟賦就決定了煤炭是支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略性能源，煤炭行業(yè)對GDP的貢獻(xiàn)率已超過油氣開發(fā)行業(yè)，并且貢獻(xiàn)率增長迅速[14]，因此采用煤炭價格來衡量能源價格φ。王鋒等[15]運(yùn)用狀態(tài)空間模型建立了煤炭價格的預(yù)測系統(tǒng)，研究結(jié)果顯示該模型對煤炭價格具有較好的預(yù)估功能，本文借鑒其研究成果。長期均衡時資本生產(chǎn)率b是個常數(shù)，本文選用增量資本產(chǎn)出比對其進(jìn)行度量，根據(jù)回歸結(jié)果取b=0626437。

4能源強(qiáng)度與最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長的耦合研究

對式（9）兩邊分別關(guān)于τ求導(dǎo)得到：

dgydτ=βbσ（1-α）·α-φτ（1-α）τ（13）

短期內(nèi)能源消費(fèi)帶來的收益可能小于其自身的支出成本，即αY<φτY，式（13）小于0，即經(jīng)濟(jì)增長率對能源強(qiáng)度的一階導(dǎo)小于0，其經(jīng)濟(jì)學(xué)意義為能源強(qiáng)度的降低對經(jīng)濟(jì)增長率具有正向推動作用，能源強(qiáng)度越低越有利于經(jīng)濟(jì)的增長。但從長期來看，能源消費(fèi)帶來的產(chǎn)出必定大于其自身的支出，成本即αY>φτY，式（13）大于零，即經(jīng)濟(jì)增長率對能源強(qiáng)度的一階導(dǎo)大于0，其經(jīng)濟(jì)學(xué)意義為：從長期來看，降低能源強(qiáng)度對經(jīng)濟(jì)增長有一定的抑制作用，能源強(qiáng)度越低，經(jīng)濟(jì)增長越趨于平穩(wěn)，這與公維鳳等[16]的研究結(jié)論一致。

能源強(qiáng)度與經(jīng)濟(jì)增長的耦合關(guān)系表明，從長期來看，降低能源強(qiáng)度對經(jīng)濟(jì)增長的負(fù)面影響不容忽視。如何將能源強(qiáng)度控制在合理范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)能源—經(jīng)濟(jì)的雙贏是未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的導(dǎo)向。本文測算了2014～2020年我國能源強(qiáng)度與最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長率，為實(shí)現(xiàn)能源—經(jīng)濟(jì)的平衡提供理論參考。根據(jù)能源強(qiáng)度模型和最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長的參數(shù)估計(jì)結(jié)果并通過式（9）得到2014～2020年我國最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長率結(jié)果如表3。

表3顯示，2014～2020年我國能源強(qiáng)度約在07～08之間，雖與發(fā)達(dá)國家的能源強(qiáng)度存在差距，但中國的國情就決定了能源強(qiáng)度的降低是一個長期緩慢過程。2014～2020年我國的最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長率為8%左右，這與陳江生[17]認(rèn)為中國經(jīng)濟(jì)將保持較快增長，2020年的經(jīng)濟(jì)增長率為8%左右估計(jì)結(jié)果基本一致。經(jīng)濟(jì)增長應(yīng)與能源強(qiáng)度相協(xié)調(diào)，降低能源強(qiáng)度應(yīng)以保障經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長為前提，若片面追求經(jīng)濟(jì)指標(biāo)或降能指標(biāo)，只會顧此失彼。

5結(jié)論及建議

51結(jié)論

本文基于生產(chǎn)要素替代視角及現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)步條件，利用最優(yōu)化理論構(gòu)建了最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長模型，采用Lasso技術(shù)對生產(chǎn)函數(shù)進(jìn)行回歸，結(jié)果顯示經(jīng)濟(jì)增長與能源消耗存在較強(qiáng)耦合關(guān)系，能源消耗每增加一個百分點(diǎn)，國民生產(chǎn)總值將增加0034個百分點(diǎn)。據(jù)此測算了2014～2020年中國能源強(qiáng)度在07～08之間，最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長約為8%左右。經(jīng)濟(jì)增長與能源強(qiáng)度耦合關(guān)系表明，從長期來看，片面縮小能源消耗，過度強(qiáng)調(diào)降低能源強(qiáng)度，可能對經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生阻尼效應(yīng)，而能源強(qiáng)度過高也不利于當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)增長，能源強(qiáng)度的控制應(yīng)立足基本國情。進(jìn)一步的分析表明：生產(chǎn)要素替代彈性與經(jīng)濟(jì)增長成正相關(guān)；外生能源價格越高對經(jīng)濟(jì)增長越容易產(chǎn)生約束；資本生產(chǎn)率的提高對經(jīng)濟(jì)增長有顯著的推動作用。

52基于要素替代的中國經(jīng)濟(jì)增長政策建議

“后危機(jī)時代”漸行漸近，這對于破解原有經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的癥結(jié)既是挑戰(zhàn)又是機(jī)遇。如何在推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程的同時，充分發(fā)揮一系列的后發(fā)優(yōu)勢（如人力資源、資本積累、能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新等），將能源強(qiáng)度調(diào)整在一個合理的范圍內(nèi)是新時期尤為重要的現(xiàn)實(shí)問題。立足中國當(dāng)前實(shí)際情況，結(jié)合本文研究結(jié)果，并借鑒國內(nèi)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，本文提出以下要素替代模式：

第一，智庫人才替代模式。從式（9）中可以看出，邊際替代彈性越大，經(jīng)濟(jì)增長率提高的幅度越大，越有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，這與德拉格蘭德維爾假說[4]一致。充分發(fā)揮人力資源優(yōu)勢，這實(shí)際上是一種以人力資源替代物質(zhì)資源的資源替代過程。我國人口眾多，但人力資本效能低下，農(nóng)村剩余勞動力富足，基層勞動者知識、技能缺乏，應(yīng)積極引入民間教育融資，全方位、多層次開展教育培訓(xùn)事業(yè)，增強(qiáng)基層勞動者文化素質(zhì)，充分發(fā)揮智庫人才優(yōu)勢，推動能源—經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[18]。

第二，綠色金融替代模式。式（9）顯示資本生產(chǎn)率對經(jīng)濟(jì)增長有積極正向的影響。利用金融創(chuàng)新尋找新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)是提高投資回報(bào)率的一個重要手段，其實(shí)質(zhì)就是一個由資本替代能源的過程。我們可以對國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒、吸收、再創(chuàng)新，積極宣傳并進(jìn)一步拓寬投資渠道，搭建融資平臺，成立中小型企業(yè)投資基金會，引導(dǎo)中小型資金向能源生產(chǎn)、減排及研發(fā)部門以及高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加強(qiáng)能源托管服務(wù)性投資，通過金融創(chuàng)新以實(shí)現(xiàn)投資效益與生態(tài)環(huán)境的雙贏。

第三，柔性價格替代模式。從式（9）可以發(fā)現(xiàn)能源價格的提高對經(jīng)濟(jì)增長率具有負(fù)面影響；在其他條件不變的情況下，能源價格的提高會使得能源消費(fèi)支出大幅度上漲，可利用的投資資金也會相應(yīng)減少，經(jīng)濟(jì)活動因缺乏資金支持而失去活力。但提高能源價格是促進(jìn)能源效率提高的有效途徑，為了減少能源價格小幅度上漲帶來的負(fù)面影響，能源價格的調(diào)整應(yīng)以柔性為原則，可以考慮調(diào)整不同能源間的價格差，以價格差來刺激能源種類間的替代。

第四，多邊協(xié)同替代模式。在保障經(jīng)濟(jì)最優(yōu)增長和降低能源強(qiáng)度間尋找平衡點(diǎn)時，技術(shù)進(jìn)步無疑是一個重要參數(shù)。發(fā)達(dá)國家不僅經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，在能源技術(shù)方面也具有優(yōu)勢。應(yīng)順應(yīng)國際能源發(fā)展的潮流，積極推動雙邊和多邊國際能源技術(shù)合作與交流，借鑒國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，融合各種技術(shù)創(chuàng)新，推動我國能源技術(shù)的發(fā)展，提高能源利用效率。

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（責(zé)任編輯：楊銳）