中国煤炭资源最优消耗路径研究——基于动态效率和代际公平的角度

摘要

中国煤炭资源储量虽然十分丰富，但随着经济高速增长而加速消耗，煤炭资源枯竭形势日趋严峻。进入21世纪以来，中国经济迎来了新一轮的高速增长周期，2007年达到14.16％的本轮周期最高增长速度，此后增速虽然回落，但随着中国经济总量的日趋庞大，对能源的消费迅猛增加，而中国能源占主导地位的煤炭的生产与消费增长速度更快。2005年煤炭产量、消费量均突破20亿吨大关，2009年突破30亿吨大关，2013年煤炭产销量分别达到36.8亿吨和36.7亿吨的历史最高点1。随着经济增速的趋缓、能源结构的调整以及煤炭进口的增加，2014年中国煤炭产销量虽然有所回落，但仍居30亿吨以上的高位。煤炭产销量长年处于近乎天文数字的巨量给国民经济的运行、交通运输与资源环境产生了巨大的压力。既然煤炭的产销量处于如此巨量，应该从经济学角度分析，中国煤炭的开采使用是否处于最优状态。因此，本文运用霍特林(Hotelling)可耗竭资源最优消耗模型来探求中国煤炭消耗的最优路径以及中国经济增长与煤炭工业发展的“黄金法则”。这样的模型在西方资源经济学以及宏观经济学中得到了很广泛的应用。任何涉及经济与资源开发的理论与方法，如果缺乏来自中国这个最大发展中国家的验证，都是不完备的。因此，这样的研究可以为中国的产业政策提供有力的依据。　　1931年，霍特林提出了满足耗竭性资源最优消耗的基本准则，即耗竭性资源市场价格的净增长率必须等于社会贴现率2。此后，众多经济学者根据霍特林模型研究了市场结构、资源替代以及储量变动对耗竭性资源最优消耗的影响3。但是，在中国的众多研究中，基本是定性分析，缺乏直接对耗竭性资源的具体消耗路径进行数值模拟分析。基于这种考虑，本文主要研究中国煤炭资源的最优消耗路径，通过对中国煤炭资源的耗竭年限、理论可采储量、煤炭进口量以及社会贴现率的数值校准来实现煤炭资源在整个耗竭期内的社会净现值最大化。本文还结合中国煤炭实际消费情况和演化趋势，及其与经济和环境协调关系的分析来掌握煤炭消耗、经济增长和环境保护的平衡状态，寻求三者之间的动态可持续性。　　研究煤炭资源最优消耗路径的根本目的在于通过比较分析中国煤炭消耗的现实路径与理想路径的偏离和差距，为政策调整方向提供理论依据。因此，本文首先会对中国煤炭消耗的整体特征和未来发展趋势进行总体把握，认为中国煤炭消耗存在以下三个特征:一是煤炭消耗量呈上升趋势，但近期的增长速度有所放缓;二是煤炭消耗强度由于利用效率的提升而不断下降;三是国内煤炭消耗的进口依存度增强。在中国产业结构优化升级以及经济增速放缓的时代背景下，未来煤炭资源消耗呈现这些趋势特征:煤炭消耗将会出现区域性转移，转移的方向为东部沿海转向中西部煤炭资源生产基地，输煤改为输电;出于运输距离和国际政治环境的考虑，煤炭的进口来源国会表现出多样化的格局;煤炭消耗的行业集中度将会由于国家产业结构的调整而有所分散。这些就是煤炭资源现实消耗的主要状况、特点和趋势。　　任何化石能源最优消耗的分析都脱离不了生态环境保护和经济增长需求这个整体框架。化石能源消耗除了满足生态环境保护、可持续发展的需要，还必须支撑经济增长的最低限。如果为了最大程度地保护生态环境而淘汰煤炭资源，经济的进一步发展肯定也会受到影响，因此需要把握住煤炭消耗、生态环境保护和经济增长底限三者之间的平衡关系，以实现能源过渡阶段的整体协调发展。因此，本文采用脱钩指数分析方法和“能源-经济-环境”3E协调系统分析方法分别研究了煤炭消耗与经济增长的协调、煤炭消耗与环境保护的协调，得出以2008年全球性金融危机为分界点，中国煤炭消耗与经济增长的挂钩程度呈现出2008年前后截然不同的两种状态，2001-2007年经济增长对煤炭消耗存在严重的路径依赖，而经济危机的出现以及国家增长战略的调整在2008年之后有效分离了这种严重挂钩的状态，但距离真正的脱钩还存在差距。从全国区域上来看，东部地区的脱钩指数明显好于中西部地区，中西部的陕西、山西、内蒙古以及新疆由于产业结构单一、服务业发展滞后，目前仍然呈现出严重的挂钩状态。而煤炭资源消耗和生态环境的协调关系也出现了明显的改观，由2008年之前的完全不协调状态逐步改进到初步协调状态，但与欧美发达国家同时期的良好协调和完全协调状态相比尚存改进空间。　　既然煤炭资源消耗与生态环境和经济增长的关系近期有所改善，但水平仍然偏低，那么改进的方向和措施应如何？这就需要对煤炭资源消耗的理想路径进行数值模拟分析，以弄清楚目前煤炭资源是否抵达向下的拐点，如果抵达，则需明确具体的调整幅度。因此，本文建立了实现社会净现值最大化的中国煤炭最优消耗的理论模型，并在此框架下分析煤炭市场结构、技术进步以及政府资源税收政策这三个主要因素对煤炭资源消耗的影响。研究发现，中国的煤炭市场集中程度较低，供应商数量多，相互竞争激烈，煤炭资源净价格的增长幅度并没有遵循霍特林模型要求的按照市场贴现率呈指数增长，需要通过提高市场集中度、走大集团大企业的道路来增强市场势力，并控制产量以维持合理的价格。技术进步能够促进煤炭资源使用效率的提升，节约煤炭资源的消耗，但也存在消费回弹效应，它通过降低煤炭使用成本的方式刺激微观主体更多地消耗，是一把“双刃剑”。而且技术进步主要是通过四个途径影响煤炭资源的最优消耗:一是增加煤炭资源初始储量;二是降低煤炭资源的开采成本;三是增加煤炭消费者的支付意愿;四是加快新能源对煤炭资源的替代进程。政府的资源税收政策能够直接调控煤炭资源消耗，煤炭消耗主体对政府资源税调整的预期会影响他们的煤炭消费行为。但资源税的税收收入应该更为合理的分配以促使微观主体节约能源，并且应采取措施防止煤炭供应商将资源税负转移到消费者身上，降低税收对煤炭资源开采的约束力。　　此后，本文就对中国煤炭资源最优消耗路径进行了具体的数值模拟，其中的关键参数校准是煤炭回采率、社会贴现率、煤炭资源耗竭年限以及煤炭进口量。研究发现，中国煤炭资源的耗竭年限在Hubbert模型分析下为58年，而在整个耗竭期内煤炭资源的进口总量将达到486亿吨。在选定社会贴现率为0.005的情况下，煤炭最优消耗遵循一条匀速下降的时间路径，起始最高点的年消耗量应该为22.4亿吨，最低的终点年消耗量为16.8亿吨。目前的煤炭消耗量与最优消耗量出现了严重的背离。为在2020年让实际的煤炭消耗量逼近最优消耗量，那么年均降幅将达到6.39％。　　为了有效降低中国煤炭资源的现实消耗量，政府可以从以下几个方面努力:一是通过汇率调整等方式降低煤炭资源的工业制成品内涵出口。工业制成品贸易是中国煤炭资源消耗的一个重要影响因素，汇率的适度提高有利于倒逼经济增长模式转型，变外延型经济增长为内涵型经济增长，节约煤炭消耗;二是深入调整煤炭产业结构，提高煤炭市场集中度，适当弱化煤炭资源市场的竞争程度，提高煤炭资源市场准入门槛，这有助于淘汰落后的中小煤矿，且促进大企业大集团采用新技术以提高煤炭开采效率;三是鼓励技术进步的同时必须控制煤炭消费的回弹效应，这需要提升煤炭消费微观主体的资源节约和环境保护意识，从意识层面减弱煤炭使用成本降低对微观主体需求欲望的刺激;四是大力发展新型（清洁）替代能源，以降低煤炭在能源结构中的比重，优化能源结构，并改善自然环境;五是改变煤炭资源的税收征收方式，由从量计征变为从价计征，这有助于降低煤炭企业的成本压力，并且可以有效调整煤炭市场净价格以反映霍特林准则中资源净价格对市场利率呈指数增长的优化要求。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1研究背景

1．2研究目的及意义

1．2．1研究目的

1．2．2研究意义

1．3研究内容与方法

1．3．1研究内容

1．3．2研究方法

1．4可能的创新点与不足之处

1．4．1可能的创新点

1．4．2研究的不足

2．基础理论与文献综述

2．1基础理论

2．1．1可持续发展理论

2．1．2资源跨期配置理论

2．1．3可耗竭资源开采理论

2．1．4能源替代理论

2．2国内外文献综述

2．2．1国外关于可耗竭资源最优消耗问题的研究

2．2．2国内关于可耗竭资源最优消耗问题的研究

2．3相关文献述评

3．中国煤炭消费演化趋势及影响因素分析

3．1中国煤炭消费的状况分析

3．2中国煤炭消费的发展趋势

3．2．1煤炭消费需求将出现区域性转移

3．2．2煤炭的进口来源格局将会多元化

3．2．3煤炭消费的行业集中度趋于下降

3．3中国煤炭消费影响因素的实证分析

3．3．1变量的选取及数据来源

3．3．2模型设定

3．3．3模型检验与估计

3．4本章小结

4．煤炭消费、经济增长和生态环境的协调关系

4．1煤炭消耗与经济增长的关系：脱钩指数分析

4．1．1脱钩指数的区间含义

4．1．2我国经济增长和煤炭消耗的脱钧指数分析：1991-2012

4．1．3我国区域性经济增长和煤炭消耗的脱钩指数分析

4．2煤炭消耗与生态环境之间的协调关系

4．2．1我国煤炭消耗对生态环境的影响

4．2．2我国煤炭消耗与生态环境协调度的测算

4．3我国煤炭消耗、经济增长和生态环境失衡的原因分析

4．3．1煤炭资源和生态环境利用存在严重的外部不经济问题

4．3．2生态环境具有公共性并且煤炭资源产权还不够明晰

4．3．3不完备的市场和价格机制

4．4本章小结

5．中国煤炭最优消耗的理论模型

5．1煤炭消耗“最优”的界定标准

5．1．1代际公平

5．1．2动态效率

5．2煤炭资源最优消耗模型的构建

5．3市场结构对煤炭资源最优消耗的影响

5．3．1模型构建与分析

5．3．2中国煤炭产业市场结构

5．3．3经验结论

5．4技术进步对煤炭资源最优消耗的影响

5．4．1技术进步的来源

5．4．2技术进步影响能源消耗的途径和方式

5．4．3模型构建与分析

5．4．4技术进步对煤炭跨期消耗影响的讨论

5．4．5经验结论

5．5政府资源税对煤炭资源最优消耗的影响

5．5．1中国资源税的演化历程及评价

5．5．2模型的构建及分析

5．5．3经验结论

5．6本章小结

6．中国煤炭资源最优消耗的数值模拟

6．1变量的选取及基本假设

6．1．1变量的选取

6．1．2基本假设

6．2煤炭最优消耗数值模型的建立和求解

6．3煤炭资源最优消耗路径参数数值的确定

6．3．1煤炭资源储量和煤炭回采率数值的确定

6．3．2社会主观贴现率的确定

6．3．3煤炭资源耗竭年限的确定

6．3．4煤炭进口总量值的确定

6．4我国煤炭资源最优消耗路径的数值模拟分析

6．5经验结论

6．6本章小结

7．本文结论、政策建议与后续研究展望

7．1本文结论

7．2调整我国煤炭资源消耗的方向及政策建议

7．2．1继续降低重工业的比重并深入调整煤炭产业结构

7．2．2通过加强监管、制定行业标准等方式提高煤炭回采率

7．2．3适度调整人民币汇率以降低工业制品的内涵能源出口

7．2．4鼓励技术进步但须控制由此带来的煤炭消费回弹效应

7．2．5严格执行从价计征的煤炭资源税征收方式，并完善生态补偿机制

7．3后续研究展望

参考文献

致谢

在读期间科研成果