第二节　考虑能源消费结构的经济增长路径

一　引言

技术进步是经济增长的动力机制，这个基本命题被外生经济增长和内生经济增长理论早已论证。随着资源环境问题的日益严重，很多学者探究了技术进步在处理资源环境问题上的重要性。因此，技术进步被看作是解决能源消费、碳排放与经济增长协调发展的着力点。低碳技术是发展低碳经济的关键，国家已经确立了“863”计划先进能源技术领域，并且国家规划把发展低碳技术纳入中国的“十二五”发展战略。这足以说明，科技进步在破解能源消费和碳排放约束中的重大作用。

鉴于此，本节通过构建经济增长模型，分析考虑技术进步的经济增长路径，探究促进技术进步和调整能源消费结构是否能够实现经济的可持续增长。

二　模型假定

（一）生产部门

在既定的时期内，假定代表性生产者的生产函数为：

其中，Y表示产出水平，A表示生产技术系数，K是资本，E表示能源消费，α和β分别表示资本和能源消费的产出弹性系数。

假定为能源消费强度，即= E/Y，则生产函数进一步可以表示为：

再假定产出主要用于消费和资本积累，这样，资本的变化方程为：

（二）能源消费结构约束

能源消费进入生产部门，主要包括碳基能源（化石能源）和可再生能源（水电、核电等）。能源消费结构，假定能源存量为S，可再生能源的增长速率为λ，这样，能源存量的变化方程就可以表示为：

（三）碳排放的约束

假定碳排放主要受两种因素影响，一是能源消费，特别是碳基能源的消费，根据碳排放因素分解法可知，碳排放与能源消费量是成正比例关系的，所以，假定碳排放与碳基能源消费量成正比；二是技术进步的作用。因为碳排放具有明显的积累作用，并且短期内环境的自我净化能力不明显，所以，假定清洁生产技术可以实现碳减排。这样，碳排放随时间变化的方程为：

其中，C表示碳排放量，η表示碳基能源在能源消费总量中所占的比例，ε为碳基能源的碳排放系数，δ表示清洁技术水平。

（四）代表性消费者

代表性消费者要在既定的约束下，实现效用的最大化。由能源消费产生的碳排放要通过进入效用函数，影响消费者效用。所以，假定代表性消费者的效用函数为：

其中，ω表示相对风险厌恶系数，ω∈（0，1）；μ表示消费者对美好环境的需求愿望和偏好，μ∈（0，1）。

三　模型求解

通过求解消费者效用最优的问题，可以得出在能源、碳排放的双重约束下经济增长的平衡增长路径。如下所示：

目标函数最大化：

约束条件：

根据以上目标函数和约束条件，通过构建现值汉密尔顿函数，实现最优化求解，其函数形式为：

其中，λ1、λ2、λ3分别为能源消费、资本和碳排放污染程度的影子价格。

利用现值汉密尔顿函数，可以得出控制变量c和的一阶条件：

也可以得到状态变量的欧拉方程：

得到的横截性条件为：

由（5-53）式和（5-55）式，得到：

由（5-52）式至（5-56）式，可得：

在平衡增长路径上，资本、消费的增长率与经济的增长率相同，所以，由（5-59）式可知，当且仅当时，经济增长率为正值。

当满足经济可持续增长条件的时候，可以进一步研究不同经济参数与经济增长的关系。

可再生能源的增长速度与经济增长。可再生能源的增长速度λ是与经济增长率正向相关的，研究提高可再生能源（主要是新能源）的增长速度，扩大可再生能源的消费比例，不仅可以直接减少碳排放，还可以促进经济增长。

清洁技术水平与经济增长。清洁技术水平的减排系数δ与经济增长也是正相关的。提高清洁生产技术的碳减排系数，不仅可以实现碳减排，也可以促进经济增长。

碳基能源消费与经济增长。碳基能源消费比例η与经济增长速度是正相关的。随着碳基能源消费比例下降，经济增速虽然是下降的，但是碳排放也会减少。如果碳基能源消费比重下降的速度小于可再生能源的增速，则经济仍然能保持正增长率，并且此时的碳排放也会下降。

四　基本结论

本节在外生经济增长模型的框架内，构建了考虑能源消费、碳排放双重约束下的经济增长模型，探究了能源消费结构、清洁技术水平与经济可持续增长的关系。基本结论是：

在一定条件下，经济增长可以突破能源消费和碳排放的双重约束，实现经济的可持续增长。其中，要保持经济增长的持续性，必须提高可再生能源的增长速度和清洁技术水平，调整能源消费结构，降低碳基能源消费比例，扩大可再生能源的消费比重等。

所以，在能源消费和碳排放约束下，随着技术进步，可再生能源比例的不断提高，尽管碳基能源消费比例不断下降，经济增长也不会陷入停滞的境地，而会保持一定的持续性。