朱金鹤 孙乐│碳排放权交易政策提高了中国全要素能源利用效率吗
作者简介：
朱金鹤，石河子大学经济与管理学院教授、博士生导师
孙乐，石河子大学经济与管理学院博士生
内容提要：基于中国30个省区市2000-2019年的面板数据，采用双重差分法来研究碳排放权交易政策对能源利用效率的影响。研究发现：第一，碳排放权交易政策能够通过市场机制作用优化资源配置，成为能源利用效率长效提升的“助推器”，这种提升作用在政策实施的第2年会达到峰值，之后略有下降但始终为正；第二，从内在机制来看，碳排放权交易政策可以依托技术进步和研发创新渠道“借势发力”，进而为能源利用效率的突破提升提供“新动能”，具体来说，技术进步和研发创新中介效应占各自总效应的比重已接近25%和38%；第三，异质性分析表明，在第二产业占比较低、能源消费量较小、外商直接投资占比较低的地区，碳排放权交易政策对全要素能源利用效率的提升效果更加明显。
关键词：碳排放权 碳交易 全要素能源利用效率 研发创新效应 结构效应
基金项目：教育部人文社会科学研究规划基金项目“降碳减排靶向的双重激励模式、地方政府竞争与城市环境治理研究”（编号21YJA790086）；新疆生产建设兵团社会科学基金一般项目“兵团高排放产业碳排放的效应测度、影响因素与低碳发展路径研究”（编号：19YB13）。
一、引 言
提高能源利用效率，是完成“双碳”目标的关键举措，是实现经济绿色高质量发展的重要保障。但当前能源消费结构不合理、能耗水平高、能源利用效率低等问题依然严峻。从实际情况来看，一方面，与主要发达国家和全球平均水平相比，中国的能源利用效率较低。目前中国单位国内生产总值（GDP）能耗为3.4吨标准煤/万美元，是全球平均水平的1.5倍，是主要发达国家的2~4倍；另一方面，能源消费结构不合理，化石能源的消费占比偏高，清洁能源消费比例较低。2021年国务院发布的《新时代的中国能源发展》白皮书显示，2019年中国天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费量占能源消费总量比重仅有23.4%，非化石能源占能源消费总量比重仅为15.3%，而煤炭消费占能源消费总量比重高达57.7%，仍是能源供应的基础和核心。以化石能源为主的能源结构进一步加剧了中国能源利用的低效率化，在生态环保压力日益加大的背景下，提高能源利用效率成了必然的选择。
面对复杂严峻的资源和环境形势，中国政府采取了一系列环境规制政策。早期主要是以命令型环境规制工具为主，随后在顺应市场化改革的新趋势下逐步探索出排污权交易制度、碳排放权、用能权等交易形式。其中，碳排放权交易政策（以下简称碳交易政策）是利用市场机制控制和减少温室气体排放、推动绿色低碳发展的一项重大制度创新。具体来看，碳交易政策是由政府机构估算出满足一定区域环境容量的最大碳排放量，并将其分成若干排放份额，每个份额为一份排污权。政府在一级市场将排放权出让给碳排放企业，碳排放企业可以在二级市场自由交易这些碳排放权。与其他政策相比，碳交易政策具有以下作用：第一，从微观层面来讲，它是一个价格信号，会对各方形成激励和约束，调动社会资源配置向低碳领域倾斜，使得企业自觉地采取行动，不断迈向碳中和目标；第二，从宏观层面来讲，碳交易政策不仅有利于引导产业结构优化升级，而且可以带动能源消费结构的良性调整，实现经济高质量发展。
当前学界对碳交易政策和能源利用效率的关系进行了有益的分析探讨，但这些研究尚有一些局限。主要表现为以下三个方面：第一，仅分析了碳交易政策的减排效应（Zhang等，2020），或创新驱动效应（王为东等，2020），鲜有文献直接研究碳交易政策与能源利用效率的关系。第二，目前的碳交易政策研究主要集中于微观层面、局部地区或单要素生产率上，如上市公司层面（Zhang等，2020）、局部地区层面（岳立和苗菊英，2022）、企业单要素能源利用效率层面（林寿富和董小卿，2021），少有文献从宏观加总层面来分析碳交易政策对能源利用效率的整体影响。第三，采用的数据期限比较短，政策实施后的数据仅涉及2到3年，没有从一个较为完整的试点周期内考察碳交易政策的影响。因此，本研究的重要学术价值正体现在对以上研究存在的盲点与不足进行弥补和突破方面，通过对碳交易政策和能源利用效率关系的实证研究和科学回答，一方面验证碳交易政策在能源利用效率提高方面的作用，另一方面为该政策的进一步健全和完善提供决策参考。
迄今为止，碳排放权交易试点工作已实行十年有余，全国统一碳交易市场业已形成。然而，这项发轫于试点的碳交易政策，是否能够通过市场机制作用，对相关企业形成激励和成本约束，从而促进能源利用效率的提高？碳交易政策能否通过技术进步、研发创新和能源消费结构渠道来影响能源利用效率？这些渠道又分别发挥了多大作用？碳交易政策对不同地区能源利用效率的影响会不会因为产业结构、能源消费、外商直接投资等情况的差别而产生异质性？能否进一步对中国经济的高质量发展发挥积极作用并由此获得制度红利？基于对以上问题的思考，同时为了准确评价中国碳排放权交易政策对能源利用效率的影响，本文将碳排放权交易试点视为一项准自然实验，并采用双重差分的方法评估碳交易试点对中国能源利用效率的政策效果和作用机制。相较于现有文献，本文的边际贡献主要体现在以下三个层面：第一，在研究视角上，更加细分化、具体化，考虑到已有文献缺乏针对碳交易政策和全要素能源利用效率关系研究的现状，本文从宏观加总层面，详细讨论了碳交易政策对全要素能源利用效率的影响及作用机制，弥补了现有碳交易研究文献的不足，也为环境规制和能源利用效率关系的研究提供了更多理论和实证支撑。第二，在研究机制上，从技术进步效应、研发创新效应、能源消费结构效应三个层面，厘清了碳交易政策对全要素能源利用效率的作用机制，对现有文献做了有益补充。第三，在理论上有着更强的现实指导意义。全国碳交易市场2021年上线，而本文采用的样本区间自2000年至2019年，相对于其他碳交易政策文献来说试点周期更加完整，可以较为全面准确地评估试点政策的整体效果，对碳交易政策的分析评价及全国碳市场的健全完善，都有更强的指导意义。
二、理论分析与研究假设
1.碳交易政策对能源利用效率的影响
碳交易政策有利于实现经济发展方式转变，促进体制机制创新。它可以通过激励约束、资源优化配置、成本约束机制来影响能源利用效率。具体分为以下三个方面：第一，在利润最大化目标的激励约束下，一方面，企业会最大限度地利用自身的碳排放配额来尽可能降本减碳；另一方面，企业更有动力通过技术创新淘汰落后产能，并出售多余的碳排放配额以获得额外收入（蒋和胜和孙明茜，2021），提高能源利用效率（Shakil等，2019）。第二，碳交易这种市场型环境规制工具可以带来资源和要素的优化配置，具体表现为：对生产率低下、污染严重的高排放企业来说，其创新补偿效应小于污染控制的成本效应，不仅缺乏创新动力，而且无力负担高额的配额成本，最终可能因为严重超出排放标准而被迫陷入生产困境，退出市场，资源和要素因而流向减排技术高、污染小的企业。企业的优胜劣汰，资源的优化配置，最终将带动行业及社会整体绿色技术进步和能源利用效率的提高。第三，与碳交易相关的碳配额和碳价，实质上也对企业形成了一种成本约束，有利于企业生产方式由粗放型向集约型转变，进而推动产业结构的优化升级，由此促进全要素能源效率的提高（Yu，2020）。进一步说，碳交易政策有助于在全社会倡导一种绿色低碳的生产生活理念，从而带动技术革新和低碳节约的风尚，助力社会绿色高质量发展。在此基础上，本文提出研究假设：H1：碳排放权交易政策能够通过市场机制作用，优化资源配置，对相关企业形成激励和成本约束，促进能源利用效率的提高。
2.碳交易政策对能源利用效率的作用机制
基于上文分析，碳交易政策能够通过市场机制作用提高能源利用效率。然而，碳交易政策对能源利用效率的影响路径有哪些？为了研究碳交易政策对能源利用效率的影响及其作用机制，本文在借鉴已有文献的基础上，梳理了碳交易政策对能源利用效率的影响路径。本文主要从技术进步效应、研发创新效应、能源消费结构效应这三条中介渠道来分析碳交易政策对能源利用效率的影响。
（1）技术进步和研发创新效应。在碳交易政策提高能源利用效率的过程中，技术进步和研发创新所发挥的作用具体可以分为两个方面。一方面，碳交易政策可以通过价格机制激发企业改进技术和研发创新的动力。碳交易政策是一种以碳交易价格（以下简称碳价）为核心的市场型环境规制工具。“波特假说”认为，合理的环境规制可以在一定程度上倒逼企业开展技术创新。合理的碳价会激发企业提高生产技术和开展研发创新的动力，因为碳价不仅会成为企业的成本，也可能为企业带来潜在收益。另一方面，技术进步以及创新会推动能源利用效率的提高。第一，技术效率的提升不仅可以降低能源开发利用成本，产生能源资源节余量，而且清洁能源技术、碳捕获、节能减排等前沿技术的重大突破可以抑制碳排放，直接提高能源利用效率。第二，创新可以通过产业结构优化升级来提高能源利用效率。创新作为经济社会发展的关键动力，可以显著促进产业结构优化升级。而产业结构的优化升级对能源利用效率的提高有正向促进作用（黄丽等，2020）。在实证方面，黄丽等（2020）从时间维度，岳立和苗菊英（2022）从城市层面都证明了技术进步和创新水平提升都有利于能源利用效率的提高。根据理论研究和实践经验，本文认为在碳捕获、节能减排、污染治理、清洁能源替代方面的技术进步和研发创新，能够提高碳排放绩效和能源利用率。基于上述分析，本文提出假设：H2：伴随碳交易政策而来的碳价约束，可以倒逼企业进行技术改进和研发创新，进而提高能源利用效率。
（2）能源消费结构效应。碳交易机制对排放企业来说，既是机遇也是挑战。一方面，碳交易机制对生产中使用较多化石能源的企业来说，是一种成本约束。因为企业不得不为化石能源的使用额外支付环境成本，相当于提高了化石能源的相对价格，在替代效应下，会引导此类企业减少对化石能源的消费比例，转而增加清洁能源的消费，最终改善社会整体能源结构；另一方面，碳交易机制为相关企业带来了巨大机遇，其创新补偿效应会激励企业改进生产方式，研发节能减排和清洁能源生产技术，籍此出售多余的碳配额来实现利润最大化。这一过程不仅是企业实现自身发展目标的过程，也是整个社会能源消费结构优化的过程。已有研究也表明，在碳交易机制作用下，煤炭的使用量将不断下降，电力消费份额会持续增加，与此同时，清洁能源的使用比例将逐步提升，能源消费结构最终会得以优化。清洁能源，是清洁高效、不排放或排放少量污染物的能源。因此，从理论上来讲，清洁能源消费比例增加带来的能源结构优化，可以带动能源利用效率的提高，实现经济社会绿色高质量发展。基于上述分析，本文提出假设：H3：碳交易政策可能通过成本约束和补偿机制，产生能源消费结构效应，进而提高能源利用效率水平。
三、研究设计及变量数据 略
四、基准回归结果及分析 略
五、结论及建议
中国2013年开始实行的碳交易政策，是否在宏观层面上提高了能源利用效率？针对这一问题的回答，不仅是对碳交易政策有效性的审视和检验，而且可以为碳交易政策未来的进一步健全和完善以及“双碳”目标的实现提供部分决策参考。
本文基于中国30个省区市2000-2019年的面板数据，采用双重差分方法评估了碳排放权交易政策对能源利用效率的影响，运用中介效应模型分析了其作用机制，并进行了异质性检验。得出了以下重要结论：第一，从直接影响来看，碳交易政策能够通过市场机制作用，优化资源配置，对相关企业形成激励和成本约束，促进能源利用效率的提高。第二，从动态效应检验结果来看，碳交易政策对能源利用效率的促进作用具有长期有效性，但在政策实施第3年后效果有渐弱趋势。第三，从结论稳健性方面来看，经过考虑其他不可观测因素的影响、考虑政策干预时间的随机性、排除其他政策的干扰、替换被解释变量等检验后，碳交易政策对能源利用效率的提升效果依然显著。第四，从内在机制来看，在碳交易政策对能源利用效率的提升机制中，技术进步和研发创新发挥了显著中介作用，而能源消费结构效应的中介作用目前尚不明显。具体来看，技术进步和研发创新的中介效应在各自总效应中占比分别为25%和38%。第五，从地区异质性来看，在第二产业占比较低、能源消费量较小、外商直接投资占比较低的地区，碳交易政策对能源利用效率的正向提升效果更加明显。
根据研究结论，本文提出如下建议：第一，不断提高研发创新水平、突破技术瓶颈，稳步长效提升能源利用效率。在碳交易政策对能源利用效率的作用机制中，技术进步和研发创新发挥了重要的中介作用。然而，碳交易政策实施三年后，政策效应的作用已逐渐趋缓。要想继续提高能源利用效率，就必须进一步推动新能源领域的基础研究，推动颠覆性技术创新，做好原始创新和集成创新，大力提高研发创新的产出水平。第二，优化能源消费结构，推进清洁能源和非化石能源替代化石能源。根据实证结果，虽然碳交易政策明显降低了化石能源的消费比例，但是能源消费结构效应目前未能发挥应有作用。主要由于目前化石能源消费量在总能源消费中依然是“一家独大”。因此，需要进一步优化能源结构，在“减油增气、减煤增气”的同时，加强水能、太阳能、风能等清洁能源对化石能源的替代力度，切实发挥能源消费结构对能源利用效率的提升作用。第三，推动产业结构优化升级，大力发展现代服务业，提升能源利用效率。一方面，要继续推动现有产业的智能化、清洁化改造进程；另一方面，各地区要因地制宜，结合本地区要素禀赋和比较优势，加快现代农业、旅游业或高端制造业、现代服务业的发展力度，努力构建以服务业为主体的现代产业结构体系，实现各产业的绿色低碳转型。[责任编辑：李慧]
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