茹 雪，雷鵬飛，劉 培

（1.河南大學(xué)中原發(fā)展研究院，河南 鄭州 450046； 2.河南大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院，河南 開封 475004； 3.中南財經(jīng)政法大學(xué)高等教育研究中心，湖北 武漢 430073； 4.中南財經(jīng)政法大學(xué)法治發(fā)展與司法改革研究中心，湖北 武漢 430073；5.鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院經(jīng)濟學(xué)院，河南 鄭州 450046； 6.河南大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟學(xué)博士后流動站，河南 開封 475004）

1880年以來每連續(xù)十年的全球氣溫總比前一個十年更高［1］。溫度的不斷攀升會誘發(fā)一系列無法逆轉(zhuǎn)的連鎖反應(yīng)，一方面直接影響人類各項經(jīng)濟活動，另一方面加劇海平面上升、降水異常、極端氣候事件等現(xiàn)象，進而間接影響社會經(jīng)濟系統(tǒng)［2］。追根溯源，溫室氣體尤其是二氧化碳排放是造成全球變暖最為主要的原因之一。針對此問題，直接政府管制、碳稅和碳交易等政策被陸續(xù)提出。無論政府采取何種政策，有效的減排方案必須滿足邊際減排成本相等的原則，即每個經(jīng)濟行為主體所付出的最后一單位的二氧化碳減排成本須一致［3-4］。故而，科學(xué)和準確地計算二氧化碳邊際減排成本非常重要，其不僅直接反映環(huán)境質(zhì)量與經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，更是全球、國家和地區(qū)層面制定各項氣候政策的基礎(chǔ)。

習(xí)近平在第75屆聯(lián)合國大會上宣布“中國將力爭2060年前實現(xiàn)碳中和”。碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)要求社會經(jīng)濟系統(tǒng)減少甚至脫離對化石燃料的依賴。此次綠色低碳轉(zhuǎn)型并非自發(fā)性的變革，而是一個受控過程，本質(zhì)上源于對能源和環(huán)境制約下經(jīng)濟增長可持續(xù)性的擔(dān)憂，其轉(zhuǎn)型的根本動力不僅僅是生產(chǎn)力進步，而更是為了解決經(jīng)濟增長與日益惡化的環(huán)境、氣候和安全問題之間的矛盾［5-6］。因此，如何降低綠色低碳轉(zhuǎn)型成本以實現(xiàn)社會經(jīng)濟系統(tǒng)“軟著陸”是目前亟待解決的現(xiàn)實問題。在上述雙重背景下，該研究對二氧化碳邊際減排成本進行測算與分析，并進一步探究其影響機制，為制定科學(xué)、準確和合理的碳減排政策提供參考，以尋求更小代價實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型。

1 文獻綜述

二氧化碳邊際減排成本（MAC）是指每減少一單位的碳排放所帶來的經(jīng)濟產(chǎn)出的減少量［7］。測算方法主要有宏觀經(jīng)濟模型估算法和效率技術(shù)模型估算法兩種。宏觀模型估算法主要通過設(shè)定一系列假設(shè)，在模型分析過程中納入二氧化碳減排的約束，從而計算二氧化碳邊際減排成本。具體又可細分為自上而下的模型、自下而上的模型和混合模型。在自上而下的研究中，巴曙松等［8］基于VAR模型和脈沖響應(yīng)函數(shù)構(gòu)建二氧化碳減排成本計算模型。夏炎等［9］通過建立投入產(chǎn)出模型研究中國碳減排成本曲線的動態(tài)變化。吳力波等［10］構(gòu)建中國多區(qū)域動態(tài)一般均衡模型，模擬分析全國各省份動態(tài)邊際減排成本曲線。在自下而上的研究中，譚彥等［11］研究如何利用工程項目經(jīng)濟模型測算溫室氣體減排量和減排成本。顧阿倫等［12］利用工程技術(shù)模型，在識別典型技術(shù)、確定減排目標(biāo)的基礎(chǔ)上，測算水泥行業(yè)的減排潛力和減排成本。Sim?es等［13］選用動態(tài)優(yōu)化模型分析不同碳減排政策的邊際減排成本及其減排潛力?；旌夏Ｐ褪窃谝陨蟽煞N模型基礎(chǔ)上的改進。如高鵬飛等［14］利用能源、環(huán)境和經(jīng)濟耦合模型對中國二氧化碳減排成本進行測算，并分析減排實施方式、實施起始年份和限制核電發(fā)展等對減排成本的影響。其中，VAR、投入產(chǎn)出和一般均衡等自上而下的模型適合短期經(jīng)濟分析，能測度氣候政策的宏觀影響，但沒有辦法分析減排的技術(shù)構(gòu)成。而工程經(jīng)濟和動態(tài)優(yōu)化等自下而上的模型多用于能源行業(yè)和較長時間跨度的研究?；旌夏Ｐ碗m集合了上述兩種方法的優(yōu)點，但計算較為復(fù)雜且常用于全球或全國層面的整體分析。

效率技術(shù)模型估算法是在生產(chǎn)理論的基礎(chǔ)上，構(gòu)造方向性距離函數(shù)，假定一定的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境約束以及生產(chǎn)可行集合，通過測算距離函數(shù)的值從而估計二氧化碳邊際減排成本。傳統(tǒng)的方向性距離函數(shù)是謝潑德距離函數(shù)（SDF），假定給定投入時期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出同比例、同方向增加，并不能刻畫期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出隨著生產(chǎn)過程中環(huán)境技術(shù)的變化而變動的趨勢。Chambers等［15］和Chung等［16］依據(jù)Luenberger［17］短缺函數(shù)的處理方式對上述函數(shù)進行改進，放松假設(shè)至期望產(chǎn)出增加時非期望產(chǎn)出可增加、減少或不變。之后，Lee等［18］認為采用方向性距離函數(shù)估計非期望產(chǎn)出的影子價格時存在技術(shù)無效率的情況，應(yīng)在計算過程中引入無效因子系數(shù)。

效率技術(shù)模型估算法又可分為參數(shù)法和非參數(shù)法兩種［19-20］。參數(shù)法需要將生產(chǎn)前沿預(yù)設(shè)為一定的函數(shù)表達式。例如，魏楚［4］和陳德湖等［21］利用二次型函數(shù)分別測算并分析中國城市和省份的二氧化碳邊際減排成本。Du等［22］估算中國燃煤電廠二氧化碳排放的環(huán)境效率、減排潛力和邊際減排成本。蔣偉杰等［3］對二次型函數(shù)進行改進，測算中國工業(yè)行業(yè)二氧化碳影子價格并分析碳排放強度對其影響。非參數(shù)法利用DEA來估計生產(chǎn)前沿，并不需要對生產(chǎn)函數(shù)做出預(yù)先假設(shè)，允許無效率生產(chǎn)行為存在，并能夠?qū)θ厣a(chǎn)率進行分解。最早采用非參數(shù)法測算污染物邊際減排成本是Boyd等［23］。隨后諸多學(xué)者參考這種思路進行了大量的研究。如陳詩一［24］通過估算中國工業(yè)行業(yè)二氧化碳邊際減排成本進而預(yù)估正確的碳稅稅率。劉明磊等［25］測算中國省份層面二氧化碳排放績效水平和邊際減排成本。吳英姿等［26］估算中國工業(yè)綠色生產(chǎn)率和減排成本并分析其影響因素和行業(yè)差異。吳賢榮等［27］測度中國各省的低碳農(nóng)業(yè)績效水平并引入碳排放影子價格對農(nóng)業(yè)邊際減排成本進行分析。Duan等［28］測算并分析中國各省三次產(chǎn)業(yè)的二氧化碳邊際減排成本。

此外，在二氧化碳減排成本影響因素的相關(guān)研究中，較多學(xué)者關(guān)注碳減排政策對減排成本的影響。例如，Morris等［29］發(fā)現(xiàn)碳邊際減排成本會受國內(nèi)外減排政策的影響。陳詩一［24］認為要依據(jù)碳邊際減排成本設(shè)置碳稅稅率。吳力波等［10］基于動態(tài)邊際減排成本研究碳排放權(quán)交易與碳稅的選擇機制。Wu等［30］研究表明碳排放權(quán)交易市場中成員的數(shù)量和初始碳排放權(quán)的分配方案等均可影響碳減排成本。除此之外，影響碳減排成本的其他因素還有碳排放強度和碳排放效率［31-33］、能源結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)［8，27，34］以及科技進步［35］等。

現(xiàn)有關(guān)于二氧化碳邊際減排成本的文獻十分豐富，為研究奠定了重要的基礎(chǔ)，但仍存在一些不足，尚待探索。一是多停留在對二氧化碳邊際減排成本的簡單測算、靜態(tài)分析或比較靜態(tài)分析、空間演化特征等層面，缺乏較長時期的動態(tài)分析。二是測算方法比較單一，往往選用一種方法計算二氧化碳邊際減排成本。其中，基于效率技術(shù)模型的研究均選擇弱低碳生產(chǎn)技術(shù)行為模式（經(jīng)濟增長且二氧化碳排放量不變）為基期。三是并未形成邊際減排成本影響機制的系統(tǒng)分析框架，較少結(jié)合減排空間、經(jīng)濟發(fā)展路徑和技術(shù)進步等因素進行分析。故而，該研究基于三種方向性距離函數(shù)的行為模式構(gòu)建三種二氧化碳邊際減排成本的計算方法，從全國、區(qū)域和省份三個層面，測度和分析中國30個省份（未涉及西藏和港澳臺地區(qū)）1998—2019年間三種二氧化碳邊際減排成本。在進一步分析中，從減排空間和技術(shù)進步兩個視角搭建二氧化碳邊際減排成本影響機制的理論分析框架，并進行實證檢驗。

2 研究設(shè)計

2.1 研究方法

2.1.1 方向性距離函數(shù)

方向性距離函數(shù)通過測算觀測值到生產(chǎn)邊界的距離，從而評估單位經(jīng)濟體的經(jīng)濟績效和環(huán)境績效。這種表述方式不僅可以描述波特效應(yīng)的類型，也可以表示其他低效率的類型。具體計算公式如下：

其中：①y是期望產(chǎn)出，表示好的產(chǎn)出，常采用GDP。②b是非期望產(chǎn)出，多指環(huán)境污染或二氧化碳排放等壞的產(chǎn)出。③x是要素投入，常用資本、勞動、技術(shù)等。④g是方向向量，表示期望產(chǎn)出（y）和非期望產(chǎn)出（b）同比例增減的方向，其不同的取值可以指代不同的環(huán)境技術(shù)水平。⑤β是方向性距離函數(shù)的值，是期望產(chǎn)出（y）和非期望產(chǎn)出（b）增減的比例。β=0則意味著生產(chǎn)者近乎沒有改善效率的空間。等式左邊(y，b，x；g)本質(zhì)上是在既定環(huán)境技術(shù)（g）和要素投入（x）的前提下，觀測值(y，b)到達最佳生產(chǎn)邊界的最大擴張比例值，即方向性距離函數(shù)的值（β）的最大值。P(X)是產(chǎn)出的集合，所有觀測值必須滿足(y，b)∈P(X)，同時也意味著(y，b，x；g)≥0。

2.1.2 三種行為模式

Boy等［23］根據(jù)不同的二氧化碳排放控制程度，構(gòu)造出忽視環(huán)境保護的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)、弱低碳生產(chǎn)技術(shù)和強低碳生產(chǎn)技術(shù)三種低碳水平強弱不等的生產(chǎn)技術(shù)，分別對應(yīng)非期望產(chǎn)出自由可處置（SDF）、非期望產(chǎn)出為零（僅有期望產(chǎn)出）（DOO）和非期望產(chǎn)出弱可處置（WDB）的三種行為模式，如圖1所示。

（1）SDF行為模式。在經(jīng)濟發(fā)展初期，生產(chǎn)者多采取忽視環(huán)境保護的傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，對應(yīng)期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出同比例、同方向放縮的謝潑德距離函數(shù)（SDF），在圖1中表示為生產(chǎn)由A點移向A*點。SDF行為模式可用以下公式闡明：

圖1 三種行為模式

（2）DOO行為模式。在企業(yè)進行生產(chǎn)技術(shù)改造和技術(shù)創(chuàng)新時，根據(jù)采取的清潔低碳技術(shù)水平的高低，碳減排的效果一般分為兩種：二氧化碳排放保持在原來水平和二氧化碳排放下降至原來水平之下。這里先討論前一種情況，即生產(chǎn)者能夠在增加期望產(chǎn)出的同時保持非期望產(chǎn)出不變，在圖1中表示為生產(chǎn)由A點到B點，相對應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)可以被稱為弱低碳技術(shù)。DOO行為模式可用以下公式闡明：

（3）WDB行為模式。如果生產(chǎn)者采取更加先進的清潔生產(chǎn)技術(shù)，使得生產(chǎn)者在保持經(jīng)濟產(chǎn)值增加的同時減少二氧化碳排放量至原來的水平之下，在圖1中可以表示為生產(chǎn)者從A點到E點。這時生產(chǎn)者所采取的生產(chǎn)技術(shù)可以被稱為強低碳技術(shù)，從而使得生產(chǎn)者在增加期望產(chǎn)出的同時減少非期望產(chǎn)出。WDB行為模式可用以下公式闡明：

2.1.3 二氧化碳邊際減排成本

該研究選用方向性距離函數(shù)法測算不同情形下的二氧化碳邊際減排成本，與以往研究的不同在于：考慮到更復(fù)雜的現(xiàn)實，不僅選擇以期望產(chǎn)出增加、非期望產(chǎn)出不變的DOO行為模式為基期，也同時增加以期望產(chǎn)出增加、非期望產(chǎn)出增加的SDF行為模式為基期。

首先，羅列以SDF行為模式為基期的邊際減排成本計算的系列公式。

第一步，測算生產(chǎn)者從采取忽視環(huán)境保護的生產(chǎn)技術(shù)到選擇弱低碳和強低碳生產(chǎn)技術(shù)的行為轉(zhuǎn)變時經(jīng)濟產(chǎn)值的變化（EG）：

第二步，測算生產(chǎn)者從傳統(tǒng)生產(chǎn)行為轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯吞己蛷姷吞夹袨闀r二氧化碳排放減少的變化（CE）：

第三步，計算以SDF行為模式為基期的邊際減排成本（MAC）：

其次，羅列以DOO行為模式為基期的二氧化碳邊際減排成本計算的系列公式。與上面的計算方法類似。相應(yīng)計算公式分別如下：

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

2.2.1 投入變量

投入變量涵蓋三種生產(chǎn)要素。①資本。選取各省份資本存量，采用永續(xù)盤存法，具體計算參照張軍等［36］的做法。②勞動?；诟魇》菥蜆I(yè)人員總數(shù)，由本年度年末就業(yè)人員總數(shù)與上一年年末就業(yè)人員總數(shù)平均而得。③能源。選取各省份能源消費總量，主要涵蓋煤品、油品、天然氣、電力和其他能源，并根據(jù)各種能源的折算系數(shù)換算成統(tǒng)一的計算單位。

2.2.2 產(chǎn)出變量

產(chǎn)出變量有兩種。①期望產(chǎn)出。選取各省份GDP，并以1998年為基期進行平減。②非期望產(chǎn)出。選取各省二氧化碳排放量。為盡可能涵蓋較多的排放源，參照成艾華等［37］的做法，不僅計算17種一次性能源的直接二氧化碳排放量，也計算電力和熱力的間接二氧化碳排放量。

考慮到樣本22年的時間跨度，為統(tǒng)一計算口徑，選取的17種一次性能源分別為原煤、洗精煤、其他洗煤、型煤、焦炭、焦?fàn)t煤氣、其他煤氣、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、煉廠干氣、天然氣、其他石油制品和其他焦化產(chǎn)品。同時，根據(jù)《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》中各種一次性能源的碳氧化率、平均低位發(fā)熱量、燃料排放因子和碳轉(zhuǎn)換系數(shù)等，計算一次性能源的二氧化碳排放量，并按照每種能源標(biāo)準煤的折算系數(shù)換算成統(tǒng)一單位。

熱量和電力的二氧化碳排放量計算需要分別依靠熱力和電力排放系數(shù)。首先，用17種一次能源加總算出熱力排放總量，并根據(jù)各地區(qū)的熱力終端發(fā)熱量計算熱力排放系數(shù)。其次，利用區(qū)域電網(wǎng)電力排放系數(shù)代替各地區(qū)電力排放系數(shù)，加總得出區(qū)域電網(wǎng)的電力排放總量，并按照終端能源使用電力數(shù)量進行加權(quán)平均得到各地區(qū)電力排放量系數(shù)。其中，區(qū)域電網(wǎng)電力的排放系數(shù)依據(jù)《2010中國區(qū)域電網(wǎng)基準線排放因子》。

3 測算結(jié)果與分析

3.1 全國層面

圖2展示了全國層面1998—2019年三種二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。從圖2（a）中可以看出：經(jīng)濟行為主體從弱低碳生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺姷吞忌a(chǎn)模式（弱-強）時的邊際減排成本明顯大于從傳統(tǒng)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槿醯吞忌a(chǎn)模式（傳統(tǒng)-弱）時，以及從傳統(tǒng)生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閺姷吞忌a(chǎn)模式（傳統(tǒng)-強）時的邊際減排成本。在較低的兩種邊際減排成本中，“傳統(tǒng)-強”模式時成本高于“傳統(tǒng)-弱”模式時成本?！皞鹘y(tǒng)-弱”時邊際減排成本隨時間的波動最為強烈，大致呈現(xiàn)略微上升、大幅度下降、大幅度上升的“N”型。從圖2（b）中可以看出：經(jīng)濟行為主體“傳統(tǒng)-弱”模式時邊際減排成本始終小于0，最高為2002年的-214元/t左右，最低為2012年的-1 055元/t左右。從圖2（c）中可以看出：經(jīng)濟行為主體“傳統(tǒng)-強”模式時邊際減排成本最高為2001年的173元/t左右，最低為2010年的-61元/t左右，一直趨近于0。從圖2（d）中可以看出：經(jīng)濟行為主體“弱-強”時邊際減排成本最高為2001年的873元/t左右，最低為1998年的591元/t左右，一直保持在較高的狀態(tài)。從圖2（b）、圖2（c）和圖2（d）的對比來看：三種邊際減排成本隨時間的波動趨勢大體相似，呈現(xiàn)上升、下降、再上升的“N”型。

圖 4為Ma∞=1.5時燃燒室內(nèi)的流線、 聲速線和當(dāng)?shù)豈ach數(shù)分布圖. 根據(jù)圖 4(a)可見楔板后側(cè)和凹腔內(nèi)均出現(xiàn)較大范圍回流區(qū), 圖 4(b)顯示除噴流膨脹區(qū)和楔板后緣小部分區(qū)域外, 燃燒室整體為亞聲速流動(Ma<1), 這是由于當(dāng)Ma∞=1.5時, 燃燒室內(nèi)發(fā)生高化學(xué)當(dāng)量比的富油燃燒, 燃燒產(chǎn)生的巨大熱量造成熱壅塞, 使流動發(fā)生壅堵, 隔離段內(nèi)產(chǎn)生正激波且被推至隔離段入口處(如圖4(b)所示).

圖2 1998—2019年全國邊際減排成本的變動趨勢

3.2 區(qū)域?qū)用?/h3>

在區(qū)域分析時，依據(jù)國家統(tǒng)計局最新標(biāo)準，將全國劃分為東部11個省份、中部8個省份和西部11個省份。圖3展示了東、中、西三個區(qū)域的1998—2019年二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。從圖3（a）中可以看出：在三個區(qū)域中，經(jīng)濟行為主體“弱-強”模式時邊際減排成本均最高，始終大于0；“傳統(tǒng)-強”模式時邊際減排成本均次之，正、負值都有，但在數(shù)值大小上趨近于0，并隨時間的推移，這種趨勢愈發(fā)明顯；“傳統(tǒng)-弱”模式時邊際減排成本均為最低，始終小于0，其隨時間的波動趨勢最為明顯，尤其在東部地區(qū)。從圖3（b）和圖3（c）中可以看出：三個區(qū)域從“傳統(tǒng)-弱”模式時和“傳統(tǒng)-強”模式時邊際減排成本均呈現(xiàn)“N”型波動，其中東部地區(qū)最為顯著。從圖（d）可以看出：三個區(qū)域“弱-強”模式時邊際減排成本差異很大，東部和西部呈現(xiàn)出不同的“N”型，中部處于一直上下波動的狀態(tài)。

圖3 1998—2019年東、中、西部邊際減排成本的變動趨勢

圖4展示了東、中、西三個地區(qū)的1998—2019年二氧化碳平均邊際減排成本。對于東、中、西三個區(qū)域的邊際減排成本，“傳統(tǒng)-弱”模式時分別約為-670元/t、-559元/t和-686元/t，“傳統(tǒng)-強”模式時分別約是-8元/t、79元/t和30元/t左右，“弱-強”模式時則依次約是622元/t、795元/t和695元/t。從三個區(qū)域的對比來看，三種計算方法下中部二氧化碳邊際減排成本始終最高，東部和西部均偏低。造成上述結(jié)果的原因可能是：絕大多數(shù)經(jīng)濟活動分布在東部和中部，西部較少，而在東部和中部中間，重污染產(chǎn)業(yè)多集聚在中部，高科技產(chǎn)業(yè)則多落地于東部。

圖4 東、中、西部平均邊際減排成本

3.3 省份層面

圖5展示了1998—2019年各省三種二氧化碳邊際減排成本的變動趨勢。圖5（a）展示的是各省份“傳統(tǒng)-弱”模式時邊際減排成本。從中可以看出：不同省份之間的邊際減排成本的差異較大；絕大多數(shù)省份的絕大多數(shù)年份的邊際減排成本小于零；內(nèi)蒙古、北京、吉林、天津、寧夏、河北和遼寧等省份的邊際減排成本波動較大，其余省份的波動較小。圖5（b）是各省份“傳統(tǒng)-強”模式時邊際減排成本。從中可以發(fā)現(xiàn)：有些省份的邊際減排成本為負，有些為正，還有一些正、負都有；上海、北京、廣東、海南和福建這5個東部省份的邊際減排成本波動較大，其余省份在絕大多數(shù)年份波動較小且最終趨近于0；不同省份“傳統(tǒng)-強”模式時邊際減排成本明顯高于“傳統(tǒng)-弱”模式時邊際減排成本。圖5（c）表示的是各省份“弱-強”模式時邊際減排成本。結(jié)果表明：雖然不同省份的邊際減排成本變動趨勢差異較大，但所有省份每年的邊際減排成本均為正值；上海、北京、吉林和天津等省份的邊際減排成本波動較大；在絕大多數(shù)年份里，各個省份“弱-強”模式時邊際減排成本明顯高于其余兩種情形。

圖5 1998—2019年各省邊際減排成本的變動趨勢

續(xù)圖5 1998—2019年各省邊際減排成本的變動趨勢

圖6展示了30個省份1998—2019年間三種二氧化碳平均邊際減排成本。從“傳統(tǒng)-弱”模式來看，所有省份的邊際減排成本均為負值。其中，江西、廣東和四川最高，分別為-32元/t、-79元/t和-141元/t。而吉林、天津和河北最低，分別為-1 367元/t、-1 304元/t和-1 100元/t。從“傳統(tǒng)-強”模式來看，北京、天津、遼寧、山西、內(nèi)蒙古、吉林、河北、寧夏、上海、新疆、青海、甘肅和黑龍江這13個省份的邊際減排成本均為正值，其余省份則均為負值。其中，最小值為北京的-296元/t，最大值為江西的322元/t，絕對值都不大。從“弱-強”模式來看，所有省份的邊際減排成本均為正值。其中，江西、四川和安徽三個省份最高，都超過1 100元/t。內(nèi)蒙古、寧夏、山西三個省份的邊際減排成本較低，均不超過200元/t。

圖6 各省份平均邊際減排成本

3.4 測算結(jié)果的合理性分析

3.4.1 關(guān)于二氧化碳排放

二氧化碳排放量是計算其邊際減排成本的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，于該研究至關(guān)重要。為驗證二氧化碳排放測算結(jié)果的合理性和準確性，選用世界銀行數(shù)據(jù)庫發(fā)布的數(shù)據(jù)進行對比分析。從圖7可以明顯看出，該研究測算所得的二氧化碳排放量數(shù)據(jù)明顯高于世界銀行，造成這種差異的原因在于后者僅測算能源消耗的直接排放量，并未計算源于熱力和電力的間接排放量。圖8則表明，該研究測算所得的二氧化碳排放量增長率趨勢與世界銀行公布的數(shù)據(jù)基本一致，說明該研究測算所得的二氧化碳排放量數(shù)據(jù)具有較高的可信度。

圖7 1998—2019年中國二氧化碳排放的變動趨勢

圖8 1998—2019年中國二氧化碳排放增長率的變動趨勢

3.4.2 關(guān)于二氧化碳邊際減排成本

為驗證該研究測算所得的二氧化碳邊際減排成本的準確性和合理性，選擇同樣采用省份為樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)研究進行比較，見表1。由于研究方法和樣本時期的不同，研究結(jié)果差別較大。但從中可以看出，選取的時間越早，二氧化碳邊際減排成本越低，如Wang等［38］、Choi等［31］和Wei等［39］，而選取的時間越晚，計算所得的二氧化碳邊際減排成本較高，如Du等［40］、魏楚［4］、劉明磊等［25］、陳德湖等［21］和楊子暉等［41］。該研究選取1998—2019年間22年的長樣本數(shù)據(jù)，測算的結(jié)果應(yīng)該比只選用早期樣本的大，但比只選用近期樣本的小。同時，由于二氧化碳排放量數(shù)據(jù)囊括了直接和間接兩種能耗，也會進一步導(dǎo)致二氧化碳邊際減排成本偏小。該研究計算所得的“弱-強”模式時二氧化碳邊際減排成本的均值約為694元/t，具有一定的合理性。

表1 該研究測算結(jié)果與已有研究的對比

4 影響機制的進一步分析

4.1 理論分析

減排空間和技術(shù)進步是影響二氧化碳邊際減排成本最為重要的兩個因素，先后起主導(dǎo)作用。經(jīng)濟發(fā)展是一個漸進的過程，大致可分為粗放型和集約型兩個階段。在粗放型階段，碳排放空間較大，經(jīng)濟行為主體多采用傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，資源利用率低、浪費現(xiàn)象嚴重。對應(yīng)前文中經(jīng)濟主體“傳統(tǒng)-弱”模式時二氧化碳邊際減排成本，減少碳排放、提高能源效率則能夠節(jié)約成本，如圖9中A點之前曲線所示。隨著碳排放量的持續(xù)增加，全球物理減排空間和潛力越來越小，碳邊際減排成本越來越高，經(jīng)濟發(fā)展進入集約型階段。對應(yīng)前文中經(jīng)濟主體“弱-強”模式時二氧化碳邊際減排成本，邊際減排成本為越來越高的正值。集約型階段可劃分為減排空間起主導(dǎo)作用的時期和技術(shù)進步起主導(dǎo)作用的時期，分別可用圖9中A、B兩點之間和B點之后的曲線表示。在集約化發(fā)展過程中，生產(chǎn)技術(shù)不斷更迭，在B點之后，相較于沒有技術(shù)進步時（MAC1），技術(shù)突破會降低二氧化碳邊際減排成本（MAC2）。面對同樣的減排約束和減排壓力，經(jīng)濟行為主體可以進行更少的投入就可以獲得同樣的減排效果。

相關(guān)經(jīng)典研究也佐證了以上觀點。Mckitrick［42］曾推導(dǎo)出一個存在拐點的邊際減排成本曲線，認為在減排初期，減排空間較大，政策投入所需的成本較小甚至接近于零，但是在減排后期，經(jīng)濟行為主體面臨的減排空間越來越小，要實現(xiàn)同樣的減排效果則需要更大力度的減排投入。吳力波等［10］采用中國省份層面的數(shù)據(jù)同樣發(fā)現(xiàn)了減排空間對減排成本的影響和減排成本曲線中拐點的存在。

4.2 實證檢驗

4.2.1 模型設(shè)定與指標(biāo)選取

為進一步驗證減排空間、技術(shù)進步與二氧化碳邊際減排成本之間的關(guān)系，設(shè)定如下方程：

其中：i表示省份，t表示年份。MAC指代二氧化碳邊際減排成本。選取“傳統(tǒng)-弱”和“弱-強”兩種邊際減排成本進行對比分析，以進一步深入探究經(jīng)濟發(fā)展階段與減排空間、技術(shù)進步等之間的關(guān)系。ROOM指代物理減排空間。具體選用兩類：一是節(jié)能政策時期的虛擬變量。中國從2006年開始從國家層面明確提出并強調(diào)能源強度下降的目標(biāo)，故將2006年作為分界點，之前設(shè)置為0，當(dāng)年及之后設(shè)置為1。二是節(jié)能約束目標(biāo)。采用各省份政府公告中“十一五”“十二五”“十三五”中能耗強度降低目標(biāo)。TECH指代技術(shù)進步。選取綠色技術(shù)專利作為技術(shù)進步的衡量指標(biāo)。綠色技術(shù)專利分為綠色發(fā)明和綠色實用新型兩種。由于實用新型專利又稱小發(fā)明，主要針對產(chǎn)品的形狀、構(gòu)造和外觀等方面提出，不需要實質(zhì)審查且授權(quán)時間較短，導(dǎo)致在新穎性和創(chuàng)造性等方面有所欠缺。故具體采用綠色發(fā)明專利申請量和授權(quán)量。Z代表控制變量。囊括能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、城市化水平和交通發(fā)展水平四種，分別用煤炭占比、第二產(chǎn)業(yè)占比、城鎮(zhèn)人口占比和人均私人汽車擁有量表示。μ代表省份固定效應(yīng)，δ代表年份固定效應(yīng)，ε代表隨機誤差項。上述變量的描述性統(tǒng)計見表2。

表2 描述性統(tǒng)計

4.2.2 減排空間與二氧化碳邊際減排成本

依據(jù)公式（9）分析減排空間對二氧化碳邊際減排成本的影響，回歸結(jié)果見表3。前四列結(jié)果表明，2006年實施節(jié)能減排政策對“傳統(tǒng)-弱”邊際減排成本具有顯著的負向影響，對“弱-強”邊際減排成本無影響。而從后四列的結(jié)果可以看出，2006年之后，節(jié)能減排目標(biāo)約束對“傳統(tǒng)-弱”和“弱-強”的邊際減排成本均無顯著影響。意味著，只有當(dāng)節(jié)能減排政策處于初始時期和經(jīng)濟行為主體處于粗放型發(fā)展階段這兩個條件同時滿足時，節(jié)能減排政策才能夠起到降低二氧化碳邊際減排成本的效果。因在這時減排空間巨大，存在污染物減排的規(guī)模效應(yīng)，即實施減排行動的時機越早，污染物越多，其邊際減排成本也越低。上述結(jié)論與魏楚［4］、楊子暉等［41］的研究結(jié)果相一致。

表3 減排空間對二氧化碳邊際減排成本的影響

4.2.3 減排空間、技術(shù)進步與二氧化碳邊際減排成本

接下來進一步探究技術(shù)進步是否在減排空間對二氧化碳邊際減排成本影響的過程中起到中介作用。

首先依據(jù)公式（10）分析減排空間對技術(shù)進步的影響，回歸結(jié)果見表4。四組回歸結(jié)果均表明，減排目標(biāo)約束會倒逼技術(shù)進步，減排目標(biāo)約束越緊，綠色專利越多。

其次，依據(jù)公式（11）分析技術(shù)進步對二氧化碳邊際減排成本的影響，回歸結(jié)果見表5。從列（1）、列（2）、列（5）、列（6）回歸結(jié)果可以看出，技術(shù)進步對“傳統(tǒng)-弱”邊際減排成本具有明顯的正向影響，表明在粗放型經(jīng)濟發(fā)展階段，專利的積累會增加二氧化碳邊際減排成本。而從剩余列的回歸結(jié)果可以看出，技術(shù)進步對“弱-強”邊際減排成本并無影響，意味著在集約型經(jīng)濟發(fā)展階段，專利的積累則不會增加二氧化碳邊際減排成本。

表5 技術(shù)進步對二氧化碳邊際減排成本的影響

隨著經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和知識的不斷積累，技術(shù)先進性會呈現(xiàn)階段性變化，技術(shù)進步可分為萌芽期、成長期、成熟期和衰退期［43］。從中美專利數(shù)據(jù)的對比分析來看：美國在1995年之前專利數(shù)量較少，增長比較緩慢，處于萌芽期；1995—2008年專利數(shù)量增長迅速且增長率不斷攀升，處于成長期；2009—2018年專利數(shù)量不斷增多，但增速已經(jīng)開始明顯減緩，處于成熟期；2018—2020年專利數(shù)量明顯開始下降，處于衰退期。而中國專利數(shù)量在2004年之前明顯較少，且增長率趨近于零；在2005年之后，申請量迅速上升且增速越來越快；2020年中國的一般性技術(shù)創(chuàng)新正處于技術(shù)生命周期的成長階段，成長激變的時間點比美國晚了近10年。圖10中展示了中國綠色技術(shù)專利數(shù)據(jù)的變動趨勢，從中可以看出：中國綠色專利技術(shù)的成長期比一般技術(shù)進步的成長期來得更晚一些，大概在2007年?，F(xiàn)在仍處于快速發(fā)展的初步成長期，增長率也不斷攀升，這時，技術(shù)進步還需時間積累和沉淀，并不能達到預(yù)計效果。

結(jié)合表4回歸結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進步可以作為減排空間和減排成本之間的中介變量發(fā)揮作用。減排空間約束會倒逼技術(shù)進步。但一方面技術(shù)進步在前期需要大量的投入成本去積累和沉淀，在后期才能見到成效。另一方面由于技術(shù)鴻溝的存在，技術(shù)進步需要一段很長的時間去克服阻礙和壁壘，越過去之后，技術(shù)進步才會發(fā)揮其應(yīng)有作用。故而，對于現(xiàn)階段仍處于綠色技術(shù)成長期的中國而言，技術(shù)進步仍處于沉沒成本階段，并不能起到顯著降低減排成本的效果。上述結(jié)論與熊彼特的創(chuàng)新理論相一致。

5 結(jié)論與政策建議

該研究基于三種方向性距離函數(shù)的行為模式構(gòu)建三種二氧化碳邊際減排成本的計算方法，從而測度中國30個省份1998—2019年間三種二氧化碳邊際減排成本，并從全國、區(qū)域和省份三個層面進行分析。同時，從減排空間和技術(shù)進步兩個視角進一步探究二氧化碳邊際減排成本的影響機制。主要結(jié)論如下。

（1）經(jīng)濟行為主體“傳統(tǒng)-弱”模式時二氧化碳邊際減排成本大多為負值，“傳統(tǒng)-強”模式時大多趨近于零，“弱-強”模式時均為正值?！皞鹘y(tǒng)-弱”時生產(chǎn)者采用傳統(tǒng)技術(shù)，能源浪費現(xiàn)象嚴重，轉(zhuǎn)換低碳生產(chǎn)技術(shù)不僅能夠提高能源利用率、減少碳排放，還能節(jié)約生產(chǎn)成本；“弱-強”時生產(chǎn)者本身采用弱低碳生產(chǎn)技術(shù)，能源有效利用率大幅度提高，轉(zhuǎn)換更高的低碳生產(chǎn)技術(shù)雖然能夠減少單位碳排放，但同時也會增加生產(chǎn)成本；“傳統(tǒng)-強”時生產(chǎn)者原本采用傳統(tǒng)技術(shù)，轉(zhuǎn)換為強低碳生產(chǎn)技術(shù)時，因能源浪費現(xiàn)象遏制帶來的成本下降與因技術(shù)更迭帶來的成本上升相抵消，邊際減排成本趨近于零。

（2）三種測度方法下二氧化碳邊際減排成本變動趨勢大體相同，均隨時間呈現(xiàn)上升、下降、上升的“N”型；區(qū)域規(guī)律大體一致，均為中部地區(qū)較高，東、西部地區(qū)較低；不同區(qū)域和省份間的同一種邊際減排成本差異較大。

（3）減排空間和技術(shù)進步是影響二氧化碳邊際減排成本最重要的兩個因素。在前期的粗放型發(fā)展階段，經(jīng)濟行為主體采用傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)，減排空間起主要作用；在后期的集約型發(fā)展階段，經(jīng)濟行為主體采取低碳生產(chǎn)技術(shù)，技術(shù)進步才逐漸開始起作用，達到降低邊際減排成本的效果。

（4）只有當(dāng)減排空間足夠大，經(jīng)濟行為主體處于粗放型發(fā)展階段和節(jié)能減排政策處在初始時期這兩個條件同時滿足時，節(jié)能減排政策才能起到降低邊際減排成本的效果。技術(shù)進步具有周期性，現(xiàn)階段中國綠色技術(shù)處于快速發(fā)展的初步成長期，對技術(shù)的各項投入處于沉沒成本階段，雖然減排空間能夠倒逼技術(shù)進步，但是技術(shù)進步并不能夠起到降低減排成本的效果。

基于上述結(jié)論，作者認為在減排氣候政策制定的過程中應(yīng)該重點注意以下五個方面。

第一，要注重階段性，與時俱進。二氧化碳邊際減排成本具有階段性特征。在粗放型經(jīng)濟發(fā)展的前期階段為負值，提高極低的效率和技術(shù)水平不僅能夠減少二氧化碳排放還會增加經(jīng)濟收益。而在集約型經(jīng)濟發(fā)展的后期階段，能源效率和生產(chǎn)技術(shù)水平較高，二氧化碳邊際減排成本為正值，減少二氧化碳排放則會降低經(jīng)濟收益。減排氣候政策要根據(jù)上述情形有所調(diào)整以實現(xiàn)最新的最優(yōu)決策，前期要側(cè)重于提供技術(shù)支持，后期不僅要提供技術(shù)支持還要提供財政支持。

第二，要注重區(qū)域差異性，因地制宜。不同地區(qū)的二氧化碳邊際減排成本不同，且其差異會隨著減排政策的不斷推進而加大。故不能對所有地區(qū)實行“一刀切”，對邊際減排成本高的地區(qū)適當(dāng)放松減排要求，而對邊際減排成本低的地區(qū)增加減排要求，從而實現(xiàn)效率的最優(yōu)化和總的減排成本的最小化。此外，每個地區(qū)在實施碳減排政策的同時，要結(jié)合自身的資源稟賦和優(yōu)勢，搭配合適的能源轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的政策，要逐步推進碳減排進程，以最終保證碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)。

第三，要持續(xù)推進和完善碳排放權(quán)交易市場。不同區(qū)域和省份之間二氧化碳邊際減排成本有巨大差異，意味著存在巨大的交易空間，為中國構(gòu)建碳排放權(quán)交易市場提供契機。成本高的地區(qū)可以從成本低的地區(qū)購買排放權(quán)許可證，成本低的地區(qū)能夠通過出售許可證獲利，從而實現(xiàn)資源的有效配置。2011年至今，雖然中國碳排放權(quán)交易市場有序進行，但還處于起步階段，需要持續(xù)推進和細化。一方面，加強國際交流與合作，借鑒歐盟等地區(qū)的經(jīng)驗；另一方面，要結(jié)合中國的基本國情，重視地區(qū)間的發(fā)展差異，既要增強全國層面的統(tǒng)一性和一致性，也要考慮區(qū)域和省份層面的自主性和靈活性。

第四，要考慮技術(shù)進步前期“沉默發(fā)酵”的特性。技術(shù)進步是實現(xiàn)減排目標(biāo)的關(guān)鍵路徑。減排空間約束可以通過倒逼技術(shù)進步，從而影響邊際減排成本。但技術(shù)進步的作用并非一蹴而就，需要一段時間的前期投入才能發(fā)揮作用。一方面，政府要提高對低碳技術(shù)的支持力度，強化技術(shù)支撐，促進產(chǎn)、學(xué)、研三者的有效結(jié)合，從而實現(xiàn)低碳技術(shù)數(shù)量和質(zhì)量上的雙增長。另一方面，政府要注重技術(shù)進步需要長期投入、沉淀才能發(fā)揮作用的特點，前期要出臺相應(yīng)的政策以保障先發(fā)企業(yè)的利益和存活。

第五，中西部地區(qū)承接產(chǎn)業(yè)時要協(xié)同推進可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)地區(qū)間污染轉(zhuǎn)移規(guī)律，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，污染產(chǎn)業(yè)會逐漸從東部轉(zhuǎn)移到中部，并在接下來還會從中部轉(zhuǎn)移到西部。雖然這些污染產(chǎn)業(yè)可以在短時間內(nèi)促進地方的經(jīng)濟增長，但在后期要付出更大的代價，并且即使付出再大的代價，也換不回之前的綠水青山。故而，中西部要在承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時提高標(biāo)準、有所篩選，選擇高技術(shù)、低污染的產(chǎn)業(yè)，也要基于資源稟賦優(yōu)勢，尋找自身的發(fā)展之路，從而實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。