(一)能源价格冲击的研究<br/> 能源是一种重要的投入要素。当能源价格变动时,意味着生产投入要素的价格发生了变动,当能源与其他投入要素的替代弹性非零时,首先改变的是要素市场的价格水平和均衡值,其次要传导到生产过程和消费过程,进而最终影响商品市场均衡时的均衡产量和均衡价格水平。因此,能源价格的波动对经济来说是一个外生的冲击。这种能源价格波动的外生冲击对经济产生了各种影响,包括导致工人真实工资下降、投资下降、产出下降和通货膨胀上升等。因此,能源价格增长实质上是一种逆的技术冲击。以下分几个方面介绍能源价格冲击对经济的影响。<br/> 1.能源与经济增长。能源投入对经济增长有明显的影响。与劳动、资本、原材料相同,能源也是一种生产要素,因此也可以作为生产函数中的投入要素,即一个经济使用包括能源在内的各种投入要素得到产出。例如,Hogan and Manne(1977)的研究假设一个使用能源作为投入要素的CES型生产函数。<br/> 他们的结论是:如果能源与其他所有投入品总和的替代弹性在0.3至0.5之间,那么能源供应对经济没有太大影响;如果弹性是0.1至0.2之间,则能源投入将对经济有显著影响。类似的研究还有很多。<br/> 近来的研究一般把能源价格增长与经济衰退联系起来。例如,Eastwood(1998)就给出了一个能源对宏观经济冲击的模型。也有的研究提出随机波动模型。<br/> 但是在实际生产中,存在一个问题:能源的产出份额很低(例如,美国大概只有4％),如何用经济理论来解释这一现象?Rotemberg and Woodford(1996)的不完全竞争理论部分解决了这一问题。他们在一个“校准”的单部门随机增长模型中对能源价格增长的预期效果进行了数值模拟,发现石油价格每上升10％,产量下降2.5％。当产量合约预期到了石油价格的增长时,模型模拟的效果是用美国实际数据估计效果的十五分之一。这个模型说明不完全竞争显著增加了能源价格增长对产出和真实工资的预期效果,特别是垄断竞争者的隐性共谋导致了产出和真实工资的下降。Finn(2000)则指出,在完全竞争条件下也可以得出相同的结论:冲击的程度以及持续性来源于能源使用与资本服务的关系。<br/> 2.能源要素替代。生产函数的投入要素之间可以是替代的,也可以是互补的。一些相关研究就是希望确定资本、劳动、原材料等各种投入要素对能源的替代弹性的符号与大小。Bemdt and Wood(1975),Hudson and Jorgenson(1974)的研究都表明:能源与劳动是替代品。而Griffin and Gregory(1976)的结论是能源与资本是替代的。而且由于政府的某些政策是鼓励引入新的物质资本以节省能源,所以他们认为这种资本与能源的替代影响了这些政策的有效性。<br/> 但是,中长期来看,这些替代性是否存在仍是个疑问。Ozatalay,Grubaugh and Long(1979)考察了那些能源相对价格较高,并且使用更多节能技术的国家。<br/> 他们用1963—1974年7个国家的面板数据,估计了Alan偏替代弹性系数与需求弹性。得到的结论是:除了原材料之外,其他投入都可以作为能源的替代品。这样,即使存在能源约束的情况下,经济也可以得到持续的增长。所以,资本与能源从长期来看是很好的替代品。另外,以前的研究都是计算Alan偏替代弹性系数,得出相反的能源资本替代性。<br/> Thompson and Taylor(1996)认为使用。Morishima弹性更加合理。他们综合了前20年的研究,然后基于相同的数据用参数估计的方法计算了。Morishima弹性。其结论是资本与能源是Morishima可替代的。<br/> 3.能源需求弹性。20世纪70年代后油价迅速上升,导致了市场对石油的需求减小,转向煤炭等替代能源。所以研究能源的需求弹性也是一个很重要的课题。例如,Sweeney(1984)进行了自然实验(natural experiment)来检验能源消费对价格的敏感度。他的结论是:能源需求对高价格的反应是能源储备量与燃料进行替代,也包括能源和其他投入品的替代。<br/> 由于大部分能源使用于长期资本装备,而每单位资本装备有固定的能源需求,长期能源价格调整比短期更大,因此能源储备与燃料间的替代在价格停止增长之后仍然会持续更长时间。他计算出二次能源的长期需求弹性可能在-0.4至0.7之间。他还具体考察了石油、天然气、煤炭等能源投入价格对各个行业的需求反应。<br/> 4.能源密度。1980年后,石油危机的研究热潮开始退去,出现了对能源经济的多样化研究。例如,Jorgenson(1984)用新的数据验证了Schurr等(1960,1982)的假说:一国的电力化与生产率增长是不相关的,而且使用非电力的能源与生产率增长更不相关。<br/> 他考察了美国所有部门的技术变革特点,用一个生产和技术可变的计量模型,分析了电力化和非电力能源在生产率增长中的作用。他认为这可以解释1920年以来能源密度(即单位产出的能源消耗)与生产率的变化。其具体结果是:(1)1920—1953年能源密度下降、生产率上升,主要是由于电力和其他非电力能源的价格下降导致了能源对其他投入,特别是劳动力的替代。同时,价格趋势也导致了每单位能源的产出充分增长,即能源密度实际下降。(2) 1953—1973年能源密度保持稳定,而生产率继续增长。真实能源价格继续下降,仍然是能源对其他的替代,但是由于产出的迅速增长,导致能源密度不变。(3)1973年以后,能源价格上升,导致资本、劳动、物质资料对电力和其他非电力能源的替代,因此能源密度下降。<br/> 5.能源与工业结构。能源价格对一个国家的工业结构有着巨大的影响。Williams和Laurnas(1981)用印度的工业数据检验能源价格变化时能源投入是否和其他要素投入有替代的可能。其结论是印度的工业生产结构随着时间趋于更高的能源密度。若能源与资本替代,则能源价格上升时,对资本的需求将会上升;若是互补,则能源价格上升也会降低对资本的需求,进而影响投资的形成。所以,除了劳动力之外,其他的投入要素都是能源很好的替代品,缺少能源并不是印度工业难以发展的障碍。进一步的独立性检验说明传统的生产函数(例如科布一道格拉斯生产函数)并不能解释印度工业部门的技术水平。<br/> 而且能源的自价格弹性高于其他投入品的自价格弹性,这说明在企业的生产中可以根据价格变化对能源投入进行相当程度的调整。Ilmakunnas和Torma (1994)根据芬兰的金属制品与机械制造数据,构造一个生产模型,研究与能源危机有关的产业结构性改变。他们首先估计了一个部分静态的均衡模型,其中资本投入在短期内被看做是固定投入;然后估计一个动态模型,引入资本的调整成本。用渐进的参数转换(gradual parameters shifts)表示相应的结构性转变。结果表明,与能源相关的参数随时间而改变。<br/> 6.能源与劳动力供给。能源价格变化会对就业和工资产生影响。例如,Keane and Prasad(1996)基于面板数据的研究,发现能源价格上升降低了所有工人的真实工资水平,但是技术人员的相对工资却上升了。石油价格上升对总就业水平的短期效果是负的,长期效果却是正的。但是却没有发现工人向具有相对高工资的部门流动。Rotemberg and Wood ford(1996)修改了新古典增长模型,假设市场是不完全竞争的,以此来解释石油价格上升所引起的产出和真实工资下降的规模。Rotemberg and Woodford (1996)发现石油冲击显著降低了真实工资,石油价格每上升10％真实工资下降1％。<br/> 7.其他研究。还有一些研究表明:能源使用对于能源价格的时间序列数据是非弹性的,而横截面数据(各个国家的国际差异)是有弹性的。Atkeson and Kehoe(1999)用能源使用量、能源价格和能源花费的数据检验了两个模型,分别是putty—clay模型和Pindyek and Rotemberg提出的具有调整成本的putty—putty模型。对于能源价格的持久改变,这两个模型给出了不同的资本和产量反应模式。在putty—putty模型中,高的能源价格导致各国具有更低的资本存量和产出,这与之前的一些横截面数据的研究(Griffin＆Gregory,1976;Pindyck,1979)结果不一致。而且能源税对产出的影响也比以前的研究结果要大。在putty—clay模型中,资本与产出的调整与以前的横截面研究一致,并且能源税的效果也与以前的税收研究一致。Wei(2003)用一个Putty—Clay的投资模型评估1973—1974年能源成本增长对企业市场价值的影响。他假设能源价格通过生产函数影响经济。他的结论是出现能源价格的外生冲击时,资本市场下降很少。<br/> 但是,一个遗留的问题是:能源价格与经济具有非常明显的非对称性(Mork,1989),即能源价格上升时对经济影响较大,下降时影响较小,而且能源需求对能源价格的变动也具有非对称性。一个解释是20世纪70—80年代的石油价格上升改变了市场行为,因而产生了长期的影响,资本存量在这个过程中起了很关键的作用。Ryan,Wang and Plourde(1996)用多伦多市的数据检验当地能源需求对价格的反应。他们通过构造能源花费份额的方程,考虑了能源之间的替代效应。其结论是价格非对称性是不显著的。但是这项研究的缺陷是没有考虑到变量的内生性。Shealy(1990),Ryan,Wang and Plourde(1996)的研究表明资本市场起了决定性作用。<br/> (二)能源价格上升诱导技术创新的研究<br/> 很多研究认为,能源价格上升能够激发和引导科技创新,从而大幅提高能源的利用效率。这种想法最初来自于Hicks(1932),他认为生产要素相对价格的变动会刺激创新,使技术向着更经济的利用生产要素的方向发展。这就是诱导创新假定(induced innovation hypothesis)。之后经济学家们开始关注劳动要素(真实工资率的上升)和能源要素的研究,尤其注意能源与环境经济中价格诱导的技术变化。<br/> 基本的经济学理论认为,与能源相关产品的价格上升会导致整个经济的能源使用密度下降,人们会倾向于使用能源利用效率更高的产品,如汽车,家电,从长期来看会影响技术变革的方向,更倾向于购买包含更多能源效率的资本品。例如,Popp(2002)用美国1970—1994年能源方面的专利数据估计能源价格对能源技术创新的影响。从需求面来看,以专利为代表的科学知识通过提高新产品的价值而刺激了创新行为,从供给面来看,科技进步使得创新成为可能。他发现,能源价格和现有的科学知识强烈的对创新具有正的效应。这意味着,能源税和环境税政策不仅仅应该通过阻止人们的污染行为来减少污染,而且要鼓励技术创新减少污染的控制成本。<br/> 然而,也有些不同的结果。例如,Newell,Jaffe and Stavins(1999)对使用能源的消费耐用品建立一个product—characteristics模型检验能源价格变动诱导能源技术变革这一假定。并且考虑了政府规制对假定的影响。他的结果是社会总创新率独立于能源价格和政府规制,有些产品的创新方向与能源价格变动一致,但有些相反。<br/> (三)能源消费的微观行为研究<br/> 目前,基于微观能源消费数据而进行计量研究的文章越来越多。消费能源的微观个体包括企业和居民家庭,基于这种微观消费行为的研究可能更有利于解释能源市场的需求状况。首先,家庭对水电燃料、交通工具燃料的能源花费是一个巨大的数字。<br/> 据调查,1991年,家庭消费的石油资源占美国全部石油消费的31％,占能源消费的13％(EIA,1993),而且增速也非常快(1966—1991,60％)。例如,Schmalensee(1999)分析了美国家庭对汽油的需求。<br/> 他认为家庭结构对家庭的汽油消费具有显著影响,根据城市和乡村分组以及收入分组的研究,结论是不同类型的家庭其汽油需求不同。而且家庭能源需求与城市污染和气候变化有一定的关系。其次,很多企业(尤其是工业企业)的生产和投资也会考虑到能源成本的因素。根据标准的新古典投资理论,利润最大化的企业应该对具有正的净现值的投资项目进行投资,同时,投资项目的折现率应该等于具有相同风险状况的其他投资项目的可获得收益率,因而是否进行投资的决策与企业的特征无关。<br/> S.J.Decanio and w.E.Watkins(1998)构造了一个模型,检验企业的特征是否影响他们参与一个节能型的投资项目(green lights program)。结果是:与传统观点相反,企业特征确实要影响到是否参与此项节能项目的决策。<br/> (四)能源期货研究<br/> 面对能源市场价格的大幅波动,发达国家建立了各种能源产品的期货市场来分散特定的风险,如伦敦、纽约和新加坡的石油期货交易所。能源期货包括原油、汽油、民用燃料油(heating oil)和天然气四大类。能源期货是一种金融衍生产品,在金融学中更多的研究是把它作为一类实物期货来看待。一般认为,能源产品的现货价格与期货价格存在一定的关系。但是期货价格是否是下期现货价格的无偏估计和精确预测仍然存在争论。Chinn(2005)检验了能源期货的不同期限结构,他们发现,除了3个月期限的天然气市场外期货价格是未来现货价格的无偏预测值。所以,期货并不能很好地预测下期能源商品价格的移动趋势,期货市场仍然很难完全规避价格波动带来的风险。更多的研究是关于能源期货的技术细节分析,这里不再赘述。<br/> (五)能源税与环境税研究<br/> 能源消费导致了两大问题:资源消耗与全球气候变化。因此有关能源的公共政策往往关心的是如何有效利用能源,最大限度地降低污染。一个主要的政策措施就是对能源课税。面向能源的税收主要包括两个方面:一是能源消费税,如现在发达国家普遍采用的燃油税;二是针对能源消费过程中排放的污染物征收的环境税(也称为生态税,ecological tax),如硫税和碳税等等。Smulders(1999)认为,在某些条件下应该使用投入税(能源消费税)而不是释放税(环境税)来解决环境的外部性。能源税的主要目的是为了保护国家资源,促使企业有效利用和开采能源,提高资源回收率。从实践上来看,能源税已经成为发达国家的主要税种之一,其主要特征是对机动车燃料征收特别消费税和对运输、民用和商业部门的中端消费征收一般国内消费税(增值税和销售税)。在OECD国家,平均70％的能源税收来自运输部门,而且约70％的能源税收是以能源消费税形式征收的。<br/> 传统的研究认为,征收能源税比在相同收入水平下增加企业或者个人收入税带来了更多的成本。<br/> Goulder(1993)通过模拟试验认为能源税的超额成本主要来自相对狭窄的税基。所以,美国在1993年提出了一个广泛税基的能源税,对原油、煤、天然气进行征税。而欧盟国家的重要目标是统一联盟各国能源税的税种设计和税负。<br/> 能源税对经济产出、产业结构和劳动力供给产生显著的冲击。现有的研究(Goulder,1992;Jorgen son＆Wilcoxen,1993)认为能源税引起的GDP下降与所收到的税额大致相等。Rotemberg and Woodford (1996)认为,当能源使用的企业面临不完全竞争市场时,能源税带来的产出损失显著地大于通常计算的。当企业是共谋的寡头时,能源价格的增长会对产出立刻发生影响。但是,在参数选择合理时,对非能源部门的就业和产出影响就很小。<br/> 环境税是对污染排放课税。环境税既可能抑制能源的低效率消费也可能为经济带来无效率的后果。一些研究提出了环境税的“双重红利”理论:增加环境税收入,同时减免企业与个人的所得税、投资税和储蓄税,从而维持国家财政收入不变(称为收入中性,revenue neutral),这样不仅可以节约资源,改善环境质量,还能够刺激投资和就业,推动经济增长。<br/> 不少研究还认为,权衡使用各种环境税工具时激励效果与管理成本,环境税最好采用碳税的形式。经测算,碳税比能源税的减排效果更好,但是全球实行统一的碳税是非常困难的。20世纪90年代之后西方国家开始引入碳税,而美国并没有实行。<br/> (六)能源与环境政策的一般均衡研究<br/> 20世纪80年代以来,国际上大量涌现用CGE模型对能源和环境政策进行一般均衡分析的研究(Forsund＆Strom,1988;Bergman,1990,Jorgenson＆ Wilcoxen,1990;Robinson,1990;R.-H.Goulder.1996)。能源和环境CGE模型是在经济达到一般均衡的条件下模拟环境税和能源税政策改变对生产、消费和政府收入所产生的影响。一个包括能源和环境的一般均衡模型中,常常要考虑各种因素,如能源政策变动、能源需求与供给、含污染的技术、货币政策、技术和不确定性的增长等。具体方法或是在模型的供给和需求部分运用每单位部门产出和中间投入所对应的固定系数估算污染排放量,或是向经济系统引人环境反馈因素,考察环境保护政策对经济面的影响,或将环境影响因素纳入效用函数中,或详细规定削减污染的技术生产函数。例如,Norland,Ninassi and Jorgenson(1998)运用CGE模型对美国实施能源税改革的效果进行了预测。他们的税改方案是,运用完全社会成本定价的方法对能源消费征税,使能源价格正确地反映出能源消费造成的外部环境成本,同时使用单一税率的国家销售税取代所得税,保证总的财税收入不变。G.E.Metcalf(1998)则认为,如果适度征收环境税——主要包括碳税、汽车燃油税、大气污染税以及未被回收的废品税,税额将能达到政府全部税收收入的10％;所获得的收入可以用来减少社会保险税和个人所得税,以保证收入中性。在这种情况下,可以完全消除税制的累退性。<br/> 也有的CGE模型考察能源价格冲击是否引起了通货膨胀。Doroodian and Soyd(2003)用一个动态CGIE模型来模拟2000年石油价格如果和1973-1974年价格冲击一致时经济所受到的冲击。他们设定了三个情景:(1)没有技术变革;(2)只有制造业和石油加工业出现技术进步;(3)制造业、石油加工业、化工和服务业都出现了技术进步。结果表明原油价格的冲击很大地影响了汽油和石油加工价格,而总价格水平的变化在一段时间内会被分散以至于长期来看并没有很大的改变。而在两个有技术进步的情景下,随着技术进步总价格水平(CPI和PPI)将会下降。<br/> Dellinka,Hofkesb,Ierlanda and Verbruggenb(2004)则用Ramsey型的动态CGE模型分析了经济在污染削减政策下的动态行为。他们用的是荷兰这样一个小国经济做实证应用,结果表明稍微下降的经济增长、使用大部分污染削减技术来重构经济是最优的。<br/>
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