基于技术进步视角的我国碳锁定与碳解锁路径研究

郭 进，徐盈之

(东南大学经济管理学院，江苏 南京 211189)

基于技术进步视角的我国碳锁定与碳解锁路径研究

郭 进，徐盈之

(东南大学经济管理学院，江苏 南京 211189)

本文基于技术进步视角，运用投入产出分析方法和PLS结构方程模型分析方法，分别对我国的碳锁定状况和碳解锁技术路径进行了研究。研究结果表明:从1995—2009年，我国的碳锁定形势得到了较大改善，大部分产业部门从部门内和部门间两个层面实现了较大程度的碳解锁；增加科技活动资金投入和人力资本投入以及改善科技活动环境都会推动我国技术进步，进而实现我国的碳解锁，其中改善科技活动环境产生的碳解锁效应最大；虽然技术进步本身会产生一定程度的碳解锁效应，但技术进步主要依靠优化我国的能源消耗状况和产业结构状况来间接地产生更大的碳解锁效应。

碳锁定；碳解锁路径；技术进步

1 引言

低碳技术能够改变经济过程的能源和物质基础，转变社会发展的能源资源结构和提高能源资源的利用效率，进而实现碳的低排放和零排放。然而，由于现实经济中碳锁定的存在，导致低碳技术的创新、应用和扩散十分缓慢[1]。因此，摆脱碳锁定效应，实现碳解锁是中国发展低碳经济的基础和条件，对推动全球低碳化进程和应对全球气候变暖也具有重要的现实意义。

关于碳锁定的形成原因，技术体制中围绕碳基技术形成的技术体系导致了碳锁定的存在，而社会生产中具有不同资源和利益诉求的群体逐渐形成的以碳基技术体系为共同基础的制度体制，则对碳锁定起到了维持和加强的作用。因此，碳锁定是技术体制和制度体制共同作用的结果[2－5]。关于碳解锁的实现路径，技术层面，能够影响技术体制发展速度和发展方向的宏观因素变化、碳基技术体系的局部或整体调整、低碳技术的创新扩散都会对碳锁定产生影响[6－8]。制度层面，国家政策、产业组织、市场结构、社会文化等方面的演化进步都会产生一定程度的碳解锁效应[9－12]。

综上所述，近年来碳锁定和碳解锁问题受到了各国政府和学者们的广泛关注和研究，但是既存的研究仍然存在诸多不足之处。首先，现有的文献未能给出定量测度和描述碳锁定状况的科学方法；其次，现有的文献鲜有对碳解锁路径进行实证分析和检验的研究。本文将关注这些问题，基于技术进步视角，首先借助投入产出模型对1995—2009年我国的碳锁定状况进行定量分析，其次通过构建技术层面的碳解锁结构方程模型，实证分析和检验实现中国碳解锁的技术进步路径。

2 我国碳锁定状况的动态分析

2.1 研究方法

一国或地区的碳锁定都一致地表现为以高碳投入和高碳排放为特征的投入产出关系。本文借鉴里昂惕夫投入产出分析方法，将其拓展到碳投入和碳产出层面:一个产业部门的碳排放量tci可以分成两部分，一部分是使用部门内部资源进行生产时所产生的碳排放inci；另一部分是使用其他部门产品作为中间投入品时所产生的碳排放exci，即:

式 (1)中，xji表示j部门向i部门投入的中间产品量，ej表示各部门的碳排放系数。因此可以定义碳锁定系数kji为:

式 (2)中，当i＝j时，kii为部门内碳锁定系数；当i≠j时，kji为部门间碳锁定系数，综合碳锁定系数ki为部门内碳锁定系数kii和部门间碳锁定系数kji之和。

2.2 数据来源和处理

数据主要来源于世界投入产出数据库 (WIOD Database) 中 的 《National Input-Output Tables (China)》和 《Time Series Air Emission Accounts (China)》1995—2009年的相关数据。这两类数据都将我国的产业体系分成35个产业部门，本文根据研究的需要，同时参照联合国颁布的国际标准产业分类准则，将我国产业体系合并成20个产业部门。

2.3 实证结果分析

基于以上的研究方法和数据来源，本文计算出1995—2009年我国产业部门整体的综合碳锁定系数ki、部门内碳锁定系数kii和部门间碳锁定系数kji(j≠i)，如图1所示。

同时，图2所示的网络图呈现了1995年和2009年我国各产业部门的碳锁定系数。其中，网络图中的节点代表产业部门，节点越大表示部门内碳锁定系数kii越大，网络图中的线段代表部门间碳锁定系数kji(kji＞0.01)，线条越粗表示部门间碳锁定系数kji越大。

首先，从整体上分析我国的碳锁定形势可以发现，我国的综合碳锁定系数ki从1995年的25.30下降到2009年的8.32，下降了约67%，部门内碳锁定系数 kii从1995年的4.73下降到2009年的2.89，下降了约39%，部门间碳锁定系数 kji从1995年的20.57下降到2009年的5.43，下降了约74%。这说明我国的碳锁定形势从整体上得到了较大的改善，部门内碳锁定系数和部门间碳锁定系数均呈现出不同幅度的下降趋势。

图1 我国产业部门整体的碳锁定系数及其变化趋势

图2 1995年和2009年我国各产业部门的碳锁定系数及其变化趋势

其次，分析我国各产业部门的碳锁定状况可以发现，除电、燃气及水供应业外，其他产业部门的综合碳锁定系数 ki平均降低幅度达到了75.02%；除电、燃气及水供应业和建筑业外，其他产业部门的部门内碳锁定系数kii平均降低幅度达到了77.87%；就各产业部门的部门间碳锁定系数kji来看，所有产业部门的部门间碳锁定系数平均降低幅度达到了75.18%。这说明从1995—2009年，我国大部分产业部门从部门内和部门间两个层面实现了不同程度的碳解锁。

尽管从1995—2009年，我国的碳锁定形势得到了较大改善，但是由于我国低碳技术的研发、培育和推广存在诸多困难和不足之处，因此碳锁定问题依然是阻碍我国经济转型发展的重要障碍。接下来，本文将基于技术进步的视角，探讨技术进步对我国碳锁定形势的影响以及如何通过技术进步来进一步实现我国的碳解锁。

3 我国碳解锁技术进步路径分析

3.1 基本假设和研究方法

技术进步是在一定的社会环境和资金投入下，科学技术人才进行的一种创造性生产活动，因此产生技术进步的科技活动本身就是一个具有低碳特征的生产过程。同时，技术进步又可以通过改善能源消耗结构和提高能源利用效率、促进产业结构升级和优化各产业部门间的投入产出关系来间接对我国的碳锁定形势产生影响。基于此，本文进行如下假设:

H1a:科技活动环境 (r3)的改善对科技活动资金 (r1)产生积极影响；H1b:科技活动环境(r3)的改善对科技人力资本 (r2)产生积极影响；

H2a:科技活动资金 (r1)对技术进步 (r4)产生积极影响；H2b:科技活动人力资本 (r2)对技术进步 (r4)产生积极影响；H2c:科技活动环境 (r3)对技术进步 (r4)产生积极影响；

H3a:技术进步 (r4)对能源消耗 (r5)产生积极影响；H3b:技术进步 (r4)对产业结构(r6)产生积极影响；

H4a:技术进步 (r4)促进碳锁定状况 (r7)的改善；H4b:能源消耗 (r5)的改善促进碳锁定状况 (r7)的改善；H4c:产业结构 (r6)的优化促进碳锁定状况 (r7)的改善。

PLS结构方程模型是一种基于偏最小二乘分析法 (PLS)的结构路径分析模型，由于其对数据分布没有要求，且在小样本量情况下对路径分析比较理想。因此，本文通过建立技术层面的PLS结构方程模型，对技术进步产生的碳解锁效应和路径进行实证研究。技术层面的碳解锁路径模拟图如图3所示。

图3 基于技术进步视角的我国碳解锁路径模拟图

3.2 数据来源和处理

本文选取科技经费支出总额和R＆D经费占GDP比重来衡量科技活动资金 (r1)；选取科技活动人员数和本科以上学历授予学位人数来衡量科技人力资本 (r2)；选取技术市场成交额和科技活动经费筹集总额来衡量科技活动环境 (r3)；选取重大科学技术研究成果和三种专利申请批准量来衡量我国的技术进步 (r4)；选取能源强度和水电、核电、风电消耗总量来衡量我国的能源消耗 (r5)；选取高新技术产业总产值占GDP比重和第三产业贡献率来衡量我国的产业结构 (r6)；选取综合碳锁定系数 (ki)来衡量我国的碳锁定状况 (r7)。

本文所使用的数据主要来源于 《National Input-Output Tables(China)》、 《Time Series Air E-mission Accounts(China)》、 《中国统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》以及 《中国能源统计年鉴》中1995—2009年的相关数据，依照相同的方法将我国产业体系合并成20个产业部门。

3.3 实证结果分析

本文通过 SmartPLS2.0测算结果中的 Cronbachs Alpha值、AVE值以及R2值来综合评价本文所使用数据的信度和效度。其中，所有潜变量的Cronbachs Alpha值均超过了 0.90(门槛值为0.70)，所有潜变量的AVE值均超过了0.90(门槛值为0.50)，R2值均超过了0.80(门槛值为0.50)，说明本文所使用数据通过了信度和效度检验，即所采用的数据具有良好的一致性和有效性。

通过SmartPLS2.0软件估计出各假设路径的标准化系数，并通过检验各路径系数的显著性，其结果如表1所示。

第一，考察直接产生碳解锁效应的三个因素可以发现，首先，能源消耗对我国碳锁定状况的路径系数达到了0.74(t＝43.92)。能源消耗产生的碳解锁效应来源于两个方面:一方面能源结构的优化导致了我国经济发展对化石能源依赖程度的降低，另一方面能源利用效率的提升导致了我国能源强度的降低；其次，产业结构对我国碳锁定状况的路径系数为0.49(t＝18.32)。产业结构产生的碳解锁效应也来源于两个方面:一方面是我国产业的高端化发展减少了对化石能源的使用量，另一方面我国各产业部门之间投入产出关系的优化提高了产业的生产效率；最后，相对于能源消耗和产业结构，技术进步对我国碳锁定状况的路径系数为0.33(t＝25.37)，处于较低水平，说明技术进步本身所产生的碳解锁效应非常有限。

表1 基于技术进步视角的我国碳解锁结构路径系数

第二，技术进步除了可以产生一定程度的碳解锁效应之外，还可以对我国的能源消费状况和产业结构状况产生影响。其中，技术进步对我国能源消耗的路径系数达到了0.93(t＝49.30)，说明技术进步对改善我国的能源消耗结构、提高我国的能源利用效率具有显著的促进效果。同时，技术进步对我国产业结构的路径系数也达到了0.80(t＝23.18)，说明技术进步对优化我国各产业部门之间的投入产出关系，促进我国产业结构的高端化发展具有积极的促进作用。

接着，本文将增加科技活动资金投入、增加科技活动人力资本投入和改善科技活动环境作为进一步实现我国碳解锁的三种技术进步手段，同时依据技术进步对实现我国碳解锁的作用途径，将这三种技术进步手段的碳解锁效应分解为直接碳解锁效应和间接碳解锁效应，计算结果如表2所示。

从表2可以看出，改善科技活动环境产生的碳解锁效应是增加科技资金投入产生的碳解锁效应的约3倍，是增加科技活动人力资本投入的约2倍。产生这一现象的原因是因为改善科技活动环境除了可以直接地推动技术进步进而实现碳解锁之外，还可以通过对科技活动资金和科技活动人力资本产生积极的影响，进而间接地推动技术进步，增强其碳解锁效应。

通过比较三种技术进步手段的直接碳解锁效应和间接碳解锁效应可以得出，间接碳解锁效应是直接碳解锁效应的约3.3倍。这一结论再次证明，科技活动本身产生的碳解锁效应十分有限，技术进步在更大程度上依靠间接地优化我国的能源消耗状况和产业结构状况来实现更大程度的碳解锁。

表2 三种技术进步手段对我国的碳解锁效应

4 结论与对策建议

研究结果表明:①从1995—2009年，我国的碳锁定形势从总体上得到了较大改善，大部分产业部门从部门内和部门间两个层面实现了较大程度的碳解锁；②虽然技术进步本身存在一定程度的碳解锁效应，但技术进步更加依赖于通过优化我国的能源消耗状况和产业结构状况来间接地产生更大的碳解锁效应；③增加科技活动资金投入和人力资本投入以及改善科技活动环境都会推动我国技术进步，进而实现我国的碳解锁；④由于改善科技活动环境还能够对我国的科技活动资金和科技人力资本产生积极的影响。据此对进一步实现我国的碳解锁提出以下对策建议:

第一，实现我国的碳解锁需要扩大低碳技术的应用范围，促进技术进步的间接碳解锁效应的良好发挥。

第二，促进我国低碳技术的进一步发展需要协调科技资金、人才和环境的投资。注重产学研的协同发展。

第三，通过完善我国科技活动的基础设施来改善我国科技活动的硬件环境和活跃我国科技活动的交易市场来改善我国科技活动的软件环境，进一步实现我国的碳解锁。

[1]Gregory C Unruh.Understanding Carbon Lock-in[J].Energy Policy，2000，28(12):817－830.

[2]Rasmus Karlsson.Carbon Lock-in，Rebound Effects and China at the Limits of Statism[J].Energy Policy，2012，(51):939－945.

[3]Philip JVergragt，Nils Markusson，Henrik Karlsson.Carbon Capture and Storage，Bio-energy with Carbon Capture and Storage，and the Escape from the Fossil-fuel Lock-in[J].Global Environmental Change，2011，21(2):282－292.

[4]Nuno Bento.Is Carbon Lock-in Blocking Investments in the Hydrogen Economy?A Survey of Actors Strategies[J].Energy Policy，2010，38(11):7189－7199.

[5]李宏伟.“碳锁定”与“碳解锁”研究:技术体制的视角[J].中国软科学，2013，(4):39－49.

[6]Kivimaaa P，Loviob R，Mickwitz P.The Role of System Inter Linkages for Path Dependence and Path Creation in Energy Systems: Energy Transitions in an InterdependentWorld:Whatand Where are the Future Social Science Research Agendas，2010[C].Brighton，University of Sussex.

[7]T JFoxon.Technological Lock-in[J].Earth Systems and Environmental Sciences，2013，1:123－127.

[9]李宏伟，杨梅锦.低碳经济中的“碳锁定”问题与“碳解锁”治理体系[J].科技进步与对策，2012，(13):1－6.

[9]屈锡华，杨梅锦，申毛毛.我国经济发展中的“碳锁定”成因及“解锁”策略[J].科技管理研究，2013，(07):201－204.

[10]Sanya Carley.Historical Analysis of U.S.Electricity Markets:Reassessing Carbon Lock-in[J].Energy Policy，2011，39(2):720－732.

[11]杨玲萍，吕涛.我国碳锁定原因分析及解锁策略[J].工业技术经济，2011，(4):151－157.

[12]Berkhout F，Verbong G，Wieczorek A J，et al.Sustainability Experiments in Asia:Innovations Shaping Alternative Development Pathways?[J].Environmental Science＆Policy，2010，13(4):261－271.

(责任编辑 谭果林)

An Em pirical Study on Carbon Lock-in and Unlocking Path in China w ith Technological Progress Perspective

Guo Jin，Xu Yingzhi
(School of Economics and Management，Southeast University，Nanjing 211189，China)

This paper applied input-outputanalysismethod and PLS-SEM analysismethod tomake a study of China's carbon lock-in and its carbon unlocking path with technological progress perspective.The results indicate that China's carbon lock-in situation had achieved a great improvement from 1995 to 2009，most industrial sectors have realized a great carbon unlocking from both internal and external aspects.There are the threemainmethods in promoting China's carbon unlocking:increasing capital investment of technological activities and human capital investment；improving the environment of technological progress And the method of improving technological progress'environment can generate the greatest carbon unlocking effect.While technological progress itselfwill generate a part of carbon unlocking effect directly，itmainly relies on optimizing China's energy consumption and industrial structure to generate a greater carbon unlocking effect indirectly.

Carbon lock-in；Carbon unlocking path；Technological progress

F206

A

国家社科基金重大招标项目 “中国产业生态经济系统优化与运行机制研究”(12＆ZD207)，江苏省哲学社会科学研究基地重点课题 “江苏县域科学发展绩效评价研究”(10JD011)，江苏省高校哲学社会科学研究重点项目 “江苏省大学科技园与地方高新园区协同创新体制机制研究”(2013ZDIXM029)。

2014－05－21

郭进 (1989－)，男，安徽宣城人，东南大学经济管理学院博士研究生；研究方向:区域经济学，环境经济学。