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摘要：在生产函数框架下，本文将多维校准分解方法和完全结构分解方法结合，首先计算了2002～2007年各类能源使用的价格替代效应和实际技术进步，随后对期间中国碳排放增量进行了分解。本文发现，在观察期内能源之间的要素替代表现为电力替代煤炭和石油，石油是主要的被替代类能源。2002～2007年经济规模增长和资本强度提高是中国碳排放增长的主要因素，而能源使用实际技术进步则是帮助减少碳排放的主要因素，同时，劳动力的实际技术进步和价格替代效应、能源的价格替代效应、以及终端需求结构的变化，都对碳排放增长起到了抑制作用。
关键词：能源使用；碳排放；要素替代；技术进步
中图分类号：F062.2文献标识码：A文章编号：10035192（2015）02007105doi：10.11847/fj.34.2.71
1引言
在“十二五规划”中，中国政府提出了新的节能减排目标。而这些目标需要一系列政策的共同实施来实现，如投资可再生能源、推广节能技术、产业结构转变和要素替代等。为最大程度发挥各政策效应，有必要知道影响中国能源消耗和碳排放增长的因素，这些因素又在过去产生了何种影响。之前文献一般采用结构分解法（Structural Decomposition Analysis， SDA）和指数分解法（Index Decomposition Analysis， IDA），对中国能源和碳排放总量或强度展开分解，考察分解后的各影响因素产生何种作用，从而提出相关政策建议，采用SDA方法的如，Chang和Lin[1]，Chang等[2]和郭朝先[3]，采用IDA方法的如，Zhang等[4]，陈诗一[5]。虽然上述文献取得了丰硕成果，但由于SDA和IDA建立在单能源投入单产出框架基础上，投入要素只有能源，是基本的三因素分解模型，无法考察非能源要素投入技术进步对能源消耗和碳排放增长的影响，更无法考察价格激励引起的要素替代的影响。因此，采用SDA和IDA方法得到的结果，指导考虑非能源要素投入技术进步和要素替代等更全面政策组合的时候，存在一定局限性。在这种情况下，更适合的是建立在生产函数框架下考虑多要素投入的分解模型，而Okushima和Tamura[6]基于不变替代效应生产函数提出的多维校准分解方法（Multiple Calibration Decomposition Analysis， MCDA）提供了一种全新思路。MCDA基本思想是基期各投入要素在一均衡状态下进行生产，在下一期伴随要素价格波动和技术进步达到了新均衡状态，通过两个均衡状态比较，将投入要素强度变化分解为价格替代效应和实际技术进步，Okushima和Tamura[6，7]首先使用MCDA对日本的能源使用进行了分解，并认为MCDA具有效率高、易理解和数据要求低的优点。MCDA不仅可以考察能源之间的要素替代，而且可以考察能源与非能源要素之间的要素替代，因此，MCDA作为一种多要素分解技术，解决了如何考察要素替代和非能源要素投入技术进步的问题，随后，可结合完全SDA分解方法[8，9]，在生产函数框架下进行全要素分解，从而克服了单要素框架下SDA和IDA方法无法考察要素替代和非能源要素投入技术进步影响的弱点。
因此，本文的目的即首先使用MCDA计算2002～2007年各类能源使用的价格替代效应和实际技术进步，随后结合基于生产函数框架的完全SDA方法，对2002～2007年中国碳排放增量展开分解。相比其它文献本文特色在于：第一，本文采用的分解方法基于生产函数框架，可以计算非能源投入要素技术进步对能源消耗和碳排放增长的影响；第二，通过分解计算的价格替代效应可以分析各行业回应市场各类能源价格变化的差异；第三，补充之前文献缺少要素替代对中国能源消耗和碳排放增长影响的研究。在笔者可搜索的文献范围内，虽然有很多针对中国能源消耗和碳排放增长的因素分解的研究，但本文是第一次采用全要素（包括资本、劳动力和能源）分解的研究，因此，将得到更完全的结果，能为相关单位制定节能减排政策提供更全面的指导。
朱文超，等：生产函数框架下的中国能源及碳排放分解
Vol.34， No.2预测2015年第2期
2基于MCDA的能源使用分解
2.1MCDA方法
根据MCDA，行业j有3种投入要素，分别为劳动力（L）、资本（K）和能源（E），同时行业j在第t年的产出为Xj，依照能源强度定义，定义t年行业j各投入要素强度atFj，如下
atFj=XtFjXtj，F=L，K，E（1）
其中XtFj为行业j第t年各要素投入数量，Xtj为行业j第t年总产出，根据不变替代效应生产函数，有如下函数模型
atFj=λtFjβσ-1j（αFjptjptFj）σ（2）
其中投入要素强度atFj已知，参数λtFj为各投入要素的技术参数，β为规模系数，ptj为行业j产品在t年价格，ptFj为投入要素F在t年价格，σ为常数弹性替代系数，外生给定，αFj为各投入要素比例参数，满足∑αFj=1。基期第t年各投入要素的技术参数λ设为1，ptj和ptFj数据均来自历年各价格指数，在t年也都被标准化为1。从而可求出第t年的规模系数β和各投入要素比例参数αFj，另外，这里假定以后年份的β和αFj都保持不变（这种处理过程也可见于文献[10]）。
在MCDA中，要素E包含了煤炭、石油、天然气和电力等不同能源种类，为了更进一步研究不同能源种类之间的价格替代效应，设有n种能源，同（2）式定义如下函数
bteij=etijEtj=λteijβσe-1ej（αeijptEptei）σe，i=1， 2， …， n（3）
其中i表示第i种能源，etij和Etj分别为行业j第t年消耗能源i的数量和能源消耗总量，故bteij为第i种能源占总能源比重，（3）式的λ和β也分别为各类能源的技术参数和规模系数，λ为1，比例参数满足∑αeij=1。ptE为第t年总能源要素价格，ptei为t年第i种能源价格，在第t年都被标准化为1。σe为各类能源的常数弹性替代系数，也外生给定。从而可求得第t年（3）式中的规模系数β和比例参数αeij，同样，假定以后年份的β和αeij保持不变。从而可获得如下第t年各类能源投入的不变替代效应生产函数等式
