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中国能源-环境-经济系统的DSGE模型构建与实证研究

【摘要】:能源、环境与人类密切相关,是人类赖以生存的基础。但随着经济发展,能源的不断使用,大气质量恶化、水土流失、气候变暖等环境问题越来越突出。2017年中国能源消费弹性系数为0.42,能源对于中国经济社会发展的重要性毋庸置疑。2018年11月30日,我国多地再次出现大雾、沙尘、重污染混合侵袭,严重影响经济和社会生活。作为一个发展中大国,也是二氧化碳排放量最大的国家之一,中国面临着减少能源消耗和二氧化碳排放的巨大压力。如何协调能源利用、经济发展和环境保护之间关系已成为我国政府、学术界乃至国际社会关注的焦点。随着国内外学者对能源-经济和环境-经济系统的进一步研究发现,在没有能源-环境-经济(3E)系统的情况下,很难协调能源、经济和环境的发展。考虑到能源、经济发展和环境保护之间的相互影响,学者们已经深刻意识到建立3E系统的必要性。目前,对3E系统的研究主要集中在测定3E系统的协调度上。现有研究为正确理解3E系统提供了重要参考,但也有一定的局限性。现有对3E系统的研究缺乏对理性预期的满意处理和与一般均衡分析的有效结合,主要关注3E系统的动态效应,忽略了微观基础,不能有效避免“卢卡斯批判”。而动态随机一般均衡(DSGE)模型基于微观基础进行建模,能够有效弥补这些不足。构建3E系统的DSGE模型为3E系统的模型构建研究提供了一个新的方向与基础,也为我国政府研究如何协调三者间的关系,如何制定相应的能源、环境和经济发展政策提供了有价值的参考。因此,基于DSGE模型研究3E系统模型构建具有重要的理论意义和实践意义。本文在梳理国内外相关文献的基础上,首先,基于绿色Solow模型介绍如何将环境因素引入DSGE模型。在此基础上,利用长三角地区省际面板数据对3E系统进行实证分析。其次,分别构建包含环境-经济系统和3E系统的DSGE模型,研究我国环境-经济系统和3E系统的模型构建。同时,结合中国实际数据,利用贝叶斯估计校准结构冲击的参数,以马尔科夫机制转移模型刻画灾难冲击,并利用脉冲响应分析、福利损失分析、方差分析等方法,研究了能源价格冲击、技术冲击和灾难冲击等不同外生冲击对我国的能源-经济系统和3E系统的影响,并通过统计方法证明模型的稳健性。通过模型求解、实证分析和数值模拟,本文主要得到以下研究结论:第一,实证分析发现,环境投资比例与GDP之间不存在长期关系,能源消费量、GDP和环境污染治理投资之间存在长期关系。能源消费的贡献率最大。环境污染治理投资会对经济造成较小的正向影响。长三角地区可能已经跨过环境污染治理投资与经济发展的U型线的拐点,进入创新补偿阶段。第二,环境-经济系统中,技术冲击对经济产生正向影响,环境投资比例下降。灾难冲击对经济产生负向影响,环境投资比例上升。技术冲击对宏观经济变量的影响大于灾难冲击。马尔科夫机制转移模型刻画的灾难冲击对各经济变量的影响是一种瞬时影响,即是一种离散“跳”行为。第三,3E系统中,能源价格冲击对经济产生负向影响,而环境投资比例增加。能源价格上涨对投资的影响大于GDP,从而提高了环境投资比例,这被认为有利于经济结构转型。技术冲击对经济产生正向影响,同时降低了环境投资比例,技术冲击对投资的影响也大于GDP。考虑到经济的持续发展,发现改进技术也是减少温室气体的可行解决方案。灾难冲击对经济产生负向影响,技术冲击对经济和环境投资比例的影响要大于能源价格冲击和灾难冲击。第四,贝叶斯估计等统计方法证明包含3E系统的DSGE模型是稳健的。从福利损失的角度来看,技术冲击是最具影响力的因素,而能源价格冲击最小。从方差分解的角度来看,结果与福利损失一致。

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