环境问题下的内生增长模型：国外文献综述

作者简介：刘朝良（1988-），男，山东聊城人，浙江财经大学研究生，研究方向为宏观经济政策研究。

摘要：环境问题已经成为当今社会亟待解决的重要难题，而环境约束下的内生经济增长也成为研究的热点。毫无疑问，长期来看技术进步是经济增长的基本动力。根据内生化技术进步的方式，本文从直接的价格诱导型，研发诱导型，干中学诱导型三种方式对过国外内生增长模型进行了综述。

关键词：内生技术进步；政策；经济增长

环境问题已经成为当今社会亟待解决的重要难题。在相关的研究中，经济增长与环境质量的关系也一直备受关注。而毫无疑问，长期来看技术进步是经济增长的基本动力。外生技术进步在21世纪之前非常流行，因为外生技术进步假设技术仅仅是时间的函数而无法政策对技术进步的影响进行研究。内生技术进步逐渐成为现阶段环境问题研究的的热点。内生技术进步不仅仅与时间还与模型中其他变量有关，例如投入和产出价格，经济的规模效应，研发投入，学习效应。从直觉上看，技术进步存在着一种约束：环境质量的改善伴随着产出的减少。有些文献发现因为外部性引发的研发市场失灵，会导致研生产者研发投入与最优水平相比偏低。另外有些文献发现即使没有市场失灵的问题，能源相对价格的变化不明显时政策对环境的影响不明显。因为内生化技术进步的方式不统一，相关文献也不可能在方法论上达到共识。虽然繁杂但是内生技术进步的基本方式大致可分为三种：直接的价格诱导型，研发诱导型，干中学诱导型。直接的价格诱导型意味着投入品相对价格的改变可以激发生产者降低使用昂贵投入品的发明。研发诱导型则是研发投入的大小影响技术进步的方向和幅度。此类模型存在大量文献，主要分为新古典增长模型的发展和多部门一般均衡模型两种。干中学诱导型则可以理解为特定技术的单位成本随着经验的增长而减少，通常变现为技术的单位成本随产出增长而递减。本文以此为根据进行文献综述。

一、直接的价格诱导型

直接的价格诱导型可以追溯到希克斯（1932）：投入品相对价格的变化激发经济化使用昂贵投入品技术的发明。Popp（2002）发现能源领域的专利数量增加与能源价格增加有关系。在模型中，如果能源价格增长，相对价格变化会通过与价格有关的生产力参数或者技术扩散诱导技术进步。有关单纯直接的价格诱导型技术进步的文献不多，因为它会与另外的两种结合才能很好的模型化。在Dowlatabadi（1995）的模型中，能源价格的增加能够诱导技术进步。在美国能源信息管理局的模型中，在很多部门中存在价格诱导技术进步。例如在居民和商业部门中，而“干中学”则存在于工业和电力部门中。在NEMS的居民部门中，如果某一燃料价格明显上涨并且持续一段时间，价格会诱导以前高能效技术的扩散。

二、研发诱导型

研发诱导型是内生化技术進步的中最常用的手段，这也是本文的重点。此理论可以追溯到人力资本理论以及新内生增长理论。在该类模型中知识可以被看作是完全竞争的也可以是非竞争的，可以是非排他的也可以是排他的。如果对知识的使用不会影响其他人知识就是非竞争的。如果企业可以完全获得因研发投入获得知识的收益那么知识就是排他的。在一些模型中，知识的外溢成为经济增长的主要动力。根据对知识外溢对生产力影响的不同导致模型的不同。本文将之分为两种：新古典增长模型和多部门一般均衡模型。

（一）新古典增长模型

该模型来源于新古典增长的框架：包含环境质量的总产出函数或者成本函数由资本，劳动和其他投入决定。最一般的文献中，模型的产出或者成本是知识资本的函数。另外也可以将产出排放比作为知识资本的函数。还有的使用产品多样化表征技术进步。下面进行详述。

1.产出作为知识资本的函数

这种模型中内生化技术进步的方式就是总生产函数直接由知识资本的变量。例如Buonanno等（2003）的模型。该研究认为生产技术函数和排放产出比取决于知识资本，而知识资本则取决于研发活动。该模型的缺点就是没有表征研发投入带来资源节约的收益。另外，更复杂点的，Smulders等（2003）内生化了技术进步的方向和变化率。经济增长被内生的技术进步驱动而其内生技术进步率由各种中间品的质量和数量决定。内生技术进步率由对投入劳动的各种中间品的质量和数量决定。而每种中间品的质量水平由对劳动的投入、对这种中间品的研发投入以及所有中间品的总质量水品有关。每个中间品的生产商通过选择研发投入最大化自己利益。这种情况下催在两种创新溢出。一种是某个中间品的生产商的投入通过影响中间品总质量水平影响其他中间品的生产商的研发收益，另一种是某个中间品的生产商的投入通过影响最研发投入影响其他中间品的生产商的研发收益。由于存在溢出研发相对于最优水平下偏小。他们的模型分析了环境保护政策长期和短期的作用，但没有做出具体的福利分析。他们发现环境保护政策因为政策成本超过引导发明的收益从而导致产出水平的减少。总的说来环境友好型的内生技术增长只有在溢出效应较大时才会提高长期产出水平。

2.排放比作为知识资本的函数

另外还有把排放产出比作为知识资本的函数。例如，Nordhaus（2002）的DICE模型就这样内生化技术进步。在他的模型中国，单位国内生产总值的二氧化碳浓度由技术函数决定。Buonanno等（2003）使用了一种类似于上述文献的内生化技术进步的方法：单位产出的二氧化碳排放与知识储备有关，具体形式如下：知识储备变化率与研发投入正正相关。结果也表明环境友好技术的研发与其他技术相比没有优势。另外他还研究了不同地区间的研发情况，发现研发引起知识储备增加会在地区之间溢出。

Van Zon等（2003）的模型假设特定质量中间产品的数量是离散也就是非连续变化的。基本的假设是研发人员的投入会创造新的中间品，中间产品的数量变化即技术的进步。技术进步与中间产品数量和研发人员投入有关。通过这个模型van Zon等发现因为市场失灵的存在，将能源税用于环境友好型技术补贴时会促进长期增长。由此他们得出：根据现在的形式，能源价格不断增长的情况下，为了使经济增长和能源利用效率同时增加，税收和研发补贴要同时进行。人力资本的积累不但可以为经济增长提供动力，而且还能提高全要素生产率，为产品的生产提供更多的清洁技术选择，从而促进可持续发展的实现。

3.成本作为知识资本的函数

还有不少文献使用环境改善的成本作为知识资本的函数。例如Goulder等（2000）创造了知识资本积累降低减排成本的最优均衡模型。该模型的结论是：研发投入引起的技术进步减少当期排放而增加未来排放；而存在碳税时，内生的技术进步对减排的作用更大。发投入增加知识储备从而降低减排成本。但是研发投入也是应该努力降低社会成本。该模型的结论是：研发投入引起的技术进步减少当期排放而增加未来排放。这种模型会导致当期较为严厉的减排政策。模型还发现存在碳税时，内生的技术进步对减排的作用更大。同时根据文章的成本—收益模型：因为内生技术进步的存在，最优减排水平会变得更高，因为减排的成本较低，从而它也意味着更高的社会福利。

（二）多部门一般均衡模型

与以上模型不同，多部门一般均衡模型将经济体分为多个部门并且计算各个部门的一般均衡。这种方法的优点在于提供理解不同部门之间关系的独特视角，比如研发部门的溢出或者挤出效应。而他的缺点在于数据量大计算困难。

一个明显的例子是Goulder等（1999）先使用了局部均衡分析，然后把得到结果运用到存在内生技术进步的一般均衡中。该模型重点考虑了溢出效应。具体而言，文章将将知识分为普遍知识和专用知识。专用知识具有排他性不存在溢出效应而普遍知识则不然。注意到，对于单个企业而言，研发投入可以通过企业的专用知识和其他所有企业共同制造普遍知识影响产出。在存在溢出效应的条件下，研发市场存在扭曲。在此基础上文章分析了政策因素对经济增长以及技术进步的影响。他们发现因为内生技术进步的存在，达到给定减排目标的成本较低，而政策可以处理原来存在的市场扭曲，提高净收益。该模型的另外的一个重要特征：就是挤出效应。因为研发资源的限制，一个部门研发投入的提高会降低另一个部门投入。这也意味着研发投入更高的机会成本。资源友好型和资源密集型的技术研发投入就存在着挤出效应。存在这两种效应时：Goulder等发现科研补贴仅仅在技术内生时才能起到作用而所起的作用取决于溢出效应与挤出效应的大小。Sue Wing（2003）在前人研究的基础上形成了内生技术进步框架下的一般均衡。他的模型核心是递归的动态一般均衡。该模型与前人的最大不同就是将中间品分为清洁品和污染品两类。这样就可以单独分析清洁品和污染品各自的技术进步和两者之间的溢出效应、挤出效应。文章发现：碳税减少总研发投入，降低技术进步和总产出增长率。如果不考虑溢出效应，经济体会没有效率。碳税的相对价格效应导致科研投入在各部门的重新分配，引导技术的向清洁方向发展。Acemoglu等（2012）在此基础上引入增长模型的阶梯定价模型。由利润最大化引导的研发资源在清洁与污染技术两个部门分配，進而影响两种技术进步。政策可以通过调节资源分配来调节技术进步的方向。该论文不仅讨论了在有无政府干预情况下各类部门的研发投入选择及最终的产出。还讨论了在起初污染技术水平较高时如如何通过政策来避免灾难。最后的结论是：政策干预（碳税和科研补贴）很重要，拖延的代价很大。碳税和科研补贴的搭配效果更好，而他们的效果取决于清洁品和污染品的替代弹性。可耗竭资源资源的使用有助于技术进步的方向转向清洁技术。

三、干中学诱导型

干中学诱导型技术进步与研发诱导性有很大的不同。技术学习首先被怀特（1936）的研究飞机行业时发现。他意识到劳动成本随着经验的增加而减少。阿罗等人的研究将知识归结为经验：在生产中产生并尝试解决问题的实践将会极大促进生产的发展，这也就是干中学效应。干中学通常表现为单位成本随经验或者产出减低的学习曲线。

随着技术的成熟，影响成本有关的参数会改变是成本降低。干中学的优势在于内生技术进步时相对直接的建模方式。干中学诱导的技术进步可以通过自我加强过程导致技术依赖。一种技术应用的越早，这种技术应用的成本就越小，这种技术也就越具有竞争力。干中学的缺点也很明显。首先在于成本函数一直递减的特征，它可以很容易的被加入模型但确定干中学的机制也很难，学习曲线如此表现的原因也可能来自于研发。其次因为缺乏许多技术学习曲线的经验数据，参数化学习曲线非常困难。

模型化学习效应最一般的形式是：假设成本是资本投入的减函数。Grubler等（1998）认为因为减排技术干中学效应的存在，将来的减排成本会不断降低，这意味着国家应该增加当期排放延迟减排。而Goulder等（2000）用排放水平对知识资本的影响来表达“干中学”。其结论是：给定碳税条件下，“干中学”的存在使最优排放水平更低。Manne等（2004）发现最优减排曲线的会因为干中学的存在而更加陡峭。另外还存在“干中学”和研发诱导性技术进步的混合模型。例如Fischer等（2005）假定知识资本储备（一个特定工业的投入）与累计排放和累计科研投入有关，文章也得出：干中学存在的条件下，最优减排水平更低。

总结

根据模型内生化技术进步的方式，本文从直接的价格诱导型，研发诱导型，干中学诱导型三种方式对过国外内生增长模型进行了综述。综合上述研究以及经济发展的现实，我们发现经济增中这几种机制都应该存在，只是所起到的作用不同。如何综合使用这几种机制并加入不确定性从而更加精确地描述这个世界才是以后研究追求的方向。（作者单位：浙江财经大学）

参考文献：

[1]Acemoglu等.2012，The Environment and Directed Technical Change.American Economic Review.

[2]Goulder等2000.Optimal CO2Abatement in the Presence of Induced Technological Change.Journal of Environmental Economics and Management.

[3]Popp，David.等2002.Induced Innovation and Energy Prices.American Economic Review.