文献阅读 | 能源转型至碳中和的宏观经济效应 - 以煤炭削减政策为例

题目

Macroeconomic effect of energy transition to carbon neutrality: Evidence from China’s coal capacity cut policy

作者

Yanfang Zhang, Xunpeng Shi, Xiangyan Qian, Sai Chen, Rui Nie

期刊

Energy Policy

时间

2021年5月

一作

单位

College of Economics and Management, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016, China

链接

https://doi.org/10.1016/j.enpol.2021.112374

研究背景

作为世界上最大的能源消费国，中国已经宣布加强其国家自主贡献（NDCs），在2060年之前实现碳中和。这一过程会直接导致化石燃料部门，特别是煤炭部门产能过剩。调控煤炭过剩产能将继续成为中国 "十四五 "期间供给侧改革的基本任务。由于煤炭是最基本的中间投入之一，削减煤炭产能将不可避免地导致煤炭价格波动。这一波动很有可能会对经济造成冲击。煤炭产能削减政策（CCP）在中国的实施仍然待定，其对宏观经济变量的影响仍有争议。

虽然化石燃料产能的退役是能源转型到碳中和的必然结果，但为使能源转型政策不对经济造成重大损害，政策制定者在确定削减力度方面仍然面临着挑战。为了减少能源转型的阻力，有必要探讨CCP的宏观经济效应，特别是其对煤炭价格、经济发展和社会福利水平的影响。本文将煤炭资源视为一种中间投入，建立了一个封闭的动态随机一般均衡模型（DSGE），拟定了三种政策情景，以讨论不同政策工具对宏观经济的影响。

研究方法

（1）模型构建

与常用的CGE模型相比，DSGE模型在考察产能削减政策的宏观经济效应方面更具优势。短期内，产能过剩政策的实施可能会受到外生随机活动的干扰，煤炭企业将根据政策预期调整其最优生产和投资行为，下游煤炭消费企业的最优消费行为也将进行调整。CGE模型和DSGE模型都可以通过一组方程来描述整个经济。其中，CGE模型是长期均衡关系经济模拟的主流工具。CGE通常从经验SAM开始，将其解释为某一经济体的均衡，然后构建一个Arrow-Debreu经济体，将SAM复制为其均衡解。不同的是，DSGE模型通常用于短期随机冲击的经济模拟。所有行为都源自明确规定的效用或生产函数，这使得模型至少在理论上不受“卢卡斯批判”的影响。

这里使用的DSGE模型采用了Ireland（2003、2004、2011）开发的模型的基本特征，其建模策略参照了Canova（2009）的小规模模型。模型经济如图1所示。与Ireland（2011）相比，该模型有三个改进，体现在三个主要方程中：1）在不考虑货币持有影响的情况下构建新的效用函数；2） 将资本和煤炭投入引入中间企业的生产函数；3） 增加向中间公司竞争性销售所有煤炭产品的煤炭公司。

在不丧失普遍性的情况下，本文建议不考虑国际煤炭市场，因为在过去五年中，进口平均只占中国煤炭总需求的7%（国家统计局，2020年）。在这个封闭的经济系统中，CCP的传导机制如下：随着CCP的实施，假设随机冲击通过煤炭储量影响煤炭企业的最优生产和定价决策，作为政策推动冲击。在每个时期t=0, 1, 2, …，每个中间公司使用煤炭产品生产不同的易腐中间产品用于制成品生产。在预算约束下，代表性家庭和政府的支出也将进行调整，以在固定利率下带来最终产出、通货膨胀率、投资和其他经济变量的动态变化。基于这些特征，本文提出，在该系统中每个经济主体根据收益最大化原则选择其最优策略，而代表性家庭则以效用最大化为目标。因此，CPP可以触发所有经济主体之间的资源再分配。

（2）拟定情景

在本文中，除了转移支付之外，政府主要通过中央银行发行债券和货币来干预其他经济主体的最优行为。本文认为，政府行为对具有代表性的家庭和企业的最优决策具有显著影响。首先，根据预算约束，代表性家庭可以购买政府发行的债券，政府货币转移支付也是每个家庭收入的一部分。其次，政府在宏观经济体系中控制整个货币供应量，通过调整利率维持货币供应量的稳定。最后，政府有权制定和实施宏观政策，特别是CCP。

鉴于中国政府目前使用的三种CCP工具，本文设定了三种不同的政策机制，如图2所示。

最终产出和消费以国内生产总值和社会消费品零售总额衡量，而通货膨胀则以GDP平减指数的变化计算（国家统计局，2020年）。对煤炭公司的投资是指对煤炭开采和洗选行业固定资产的投资，而煤炭产量则是通过CEIC数据库中的原煤产量来衡量的。

为了评估模型的整体拟合优度，本文比较了观测变量的实际值和预测值（附录图A.1）。显然，该模型很好地复制了中国经济系统中的所有观测变量，因为从长期来看，实际最终产量、消费、煤炭企业投资和煤炭生产的所有预测值与实际值基本一致。

（3）评估模型

为了评估模型的整体拟合优度，本文比较了观测变量的实际值和预测值（附录图A.1）。显然，该模型很好地复制了中国经济系统中的所有观测变量，因为从长期来看，实际最终产量、消费、煤炭企业投资和煤炭生产的所有预测值与实际值基本一致。

研究发现

（1）基准情景中的模型动态

首先，在受到正面冲击后，上述所有变量都显著偏离了当前时期的平衡状态。这表明，最终产量、煤炭价格和煤炭产量对这些冲击相对敏感。其次，根据偏差的大小，外生冲击的影响顺序为：技术冲击>偏好冲击>煤炭生产技术冲击。此外，与上述两种冲击的机制相反，技术冲击会导致煤炭产量的增加，从而导致当期最终产量的增长。然而，与最终产出的趋同反应放缓不同，煤炭生产的反弹效应出现在第10个时期，当时受到偏好和技术冲击的冲击。因此，煤炭生产的变化带来了煤炭价格的相反波动。

这一发现意味着煤炭生产将通过市场的自发调整而调节到一个新的平衡状态。在基准情景中，利率冲击就像需求侧扰动一样，将最终产出和通胀向同一方向移动。简而言之，在现阶段增长之后，最终产出和通货膨胀最终将在短期内呈现快速而轻微的下降。

（2）CCP冲击对中国经济系统的影响

煤炭价格波动：中国煤炭价格的波动主要由市场基本面和技术进步的变化驱动，能源政策的作用很小，但不可忽略。从短期来看，中国煤炭市场的自发监管对扭曲煤炭供求传导效应和其他因素对煤炭价格的政策干预相对敏感。而三种政策工具产生的影响完全不同。在积极的CCP冲击下，1）政府强制缩短煤炭公司的工作时间，以直接减少S1的煤炭产量，导致煤炭价格上涨（约0.004%）；2） 在S2中，淘汰过时的煤炭产能会导致煤炭产能折旧率的变化，从而导致煤炭产量下降和煤炭价格上涨，但变化幅度仍低于S1；3）S3强调产能升级，因此政府同时对煤炭库存规模和折旧率进行监管。这导致对数煤炭价格略有增长（约2.5E-05%）。因此，直接减产对煤炭价格的影响是淘汰落后产能的近100倍，而先进产能置换的影响最小。这一发现证明，所选择的政策工具在某种程度上将决定政策的有效性。因此，有必要为CCP的政策工具设定合理的优先级，以缓和煤炭价格波动，促进中国的能源转型。

煤炭企业的生产行为：在S1和S2中，积极的政策推动冲击，即短期内紧缩的CCP，通过生产要素供给曲线的负变化，导致煤炭产量略有下降。但在这两种情况下，效果明显不同。此外，由于政策工具的不同，CPP冲击带来了开采成本的巨大变化。因此，政策工具，即先进的产能置换，由于其对开采成本的经济影响，在削减产能方面具有竞争优势。然而，随着煤炭产能削减目标的增加，上述积极影响可能会因煤炭产量甚至最终总产量的减少而被抵消。

（3）输出缺口的脉冲响应

基于上述分析，CCP实施后，煤炭价格和煤炭产量的波动引发了其他经济变量的连锁反应。在S1中，积极的政策推动冲击会导致煤炭产量下降，并进一步导致当前最终产量下降（约3E-05%），但在第三个阶段会快速恢复到稳定状态，这在S2和S3中也得到验证。这一发现表明，在CCP实施后，GDP在短期内将略有下降。

令人惊讶的是，输出缺口（如社会福利水平）对政策推动冲击不如预期中那样敏感。一般来说，产出缺口与产出发生了相同的变化，即在短期内S1出现了一定程度的下降。然而，这两者的动态运动是完全不同的。在紧缩的CCP之下，有效产出的响应速度不够快，因为当前时期的缺口没有大幅波动。因此，产出缺口的变动滞后于最终产出，并伴随着第五阶段的轻微负偏差（约4.4E-05%）。类似地，我们发现，在S2和S3中CCP的有利干预后，随着最终输出的减少，差距会减小。

事实上，无论采用哪种CCP的政策工具，政策强度的增加都将不可避免地导致短期内社会福利水平的损失，但是根据不同的政策工具，该损失中存在响应幅度差异。

研究结论

首先，能源政策冲击会扭曲煤炭供需和其他因素对煤炭价格的传导效应，无论CCP的影响如何，经济体系在短期内经历了由偏好、技术和利率冲击驱动的动态运动。其次，CCP冲击在导致煤炭价格上涨方面起到了很小但不可忽视的作用，这与经济理论和来自中国的经验证据都是一致的。第三，三种政策工具对宏观经济系统的影响是：直接减产>淘汰落后产能>先进产能置换。无论采用哪种政策工具，CCP都将不可避免地导致社会福利水平在短期内下降。

研究表明，在短期内，中国政府可以进一步释放更多具有先进生产效率的产能替代配额，并创新其他政策工具，以促进煤炭产业的结构优化以及与环境监管的协同效应。此外，研究结果还强调，从长远来看，需要建立市场机制来进一步加快能源转型的步伐。

编辑&排版：杨欣悦

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