来源：经济聚能环（FoEEE）
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原文信息
贾锐宁, 邵帅, 杜克锐, 余燕团. 中国碳回弹效应的时空格局、动态演进及驱动因素——基于改进的碳排放随机前沿模型的实证考察. 中国软科学, 2022, (12), 23-34.
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编者按
本期推文为由西安电子科技大学贾锐宁讲师、华东理工大学邵帅教授、厦门大学杜克锐副教授和广东外语外贸大学余燕团副教授最近合作发表于国家自然科学基金委A类期刊《中国软科学》的一篇论文。通常认为，通过技术进步实现能源效率和碳排放效率改进，是推动“双碳”目标实现的根本途径。然而，技术进步对节能减排往往具有双重影响，其也可能通过促进经济增长及改变经济主体行为而增加能源消费和碳排放，从而弱化预期的节能减排效果，即存在“回弹效应”。在中国可再生能源开发利用规模持续扩大的背景下，能源消费和碳排放预期将逐步“脱钩”，既有的“能源回弹效应”理论对于推动“双碳”目标而言已显得捉襟见肘，有必要将其升级为“碳回弹效应”理论而对现实需求予以回应。基于此，本期推文聚焦于中国碳回弹效应的经验测算和驱动因素，以期通过技术创新和效率改进推动中国加速实现“双碳”目标。
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研究背景
2020年9月22日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上承诺，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。中国正处于城市化和工业化深化发展阶段，经济增长对能源资源的刚性需求仍然客观存在，"双碳"目标的提出，要求中国必须寻求一条有别于发达国家的低碳发展道路。通常认为，技术进步和效率改进是实现节能减排的基本途径。中国政府在实践中也贯彻了这一思路，在"十二五"规划中将碳排放强度（单位GDP的碳排放）作为约束性指标提出。然而，随着碳排放强度的不断下降，中国的碳排放总量并未同步走低，反而伴随出现了碳排放总体攀升的趋势。2011-2020年，中国的碳排放强度由2.69吨/万元持续下降至0.69吨/万元，年均下降率为4.99%，但同期碳排放反而以1.2%的年均增长率持续攀升。
有学者从回弹效应的视角对上述现象进行了探讨，认为碳回弹效应的存在可能是造成中国碳排放效率改进和碳排放总量增长"相伴而行"的深层原因。所谓回弹效应，是近三十年来国外能源经济学领域的一个重要发现和热点议题，用以探讨技术进步、能源效率和能源消费之间的动态关系，因此也被称为"能源回弹效应"。具体而言，能源回弹效应是指技术进步虽然能够通过提高能源效率而节约能源，但同时也会引致能源价格下降及社会生产率提高而促进经济增长，随之产生新的能源需求，进而导致能效改善所预期节约的能源消费被额外的能源消费部分甚至全部抵消的一种经济学现象。令人遗憾的是，尽管学界在能源回弹效应的理论机制和经验测算方面已经开展了丰富的研究，但对于碳回弹效应的研究仍然寥若晨星。现有研究不仅未对碳回弹效应提供清晰统一的界定，所采用的测算方法也因为缺乏严谨的理论基础而难以得到令人信服的实证结果。
有鉴于此，该文基于2003-2017年中国251座地级及以上城市的面板数据样本，在对碳回弹效应的定义和发生机理予以理论分析的基础上，采用在模型设定上更为合理的"一步法"策略首次对中国城市层面的碳回弹效应进行了经验测算，并对其驱动因素、时空格局及动态演进特征开展了专门考察。
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研究思路
首先，考虑到能源回弹效应和碳回弹效应具有明显的相似性，该文基于能源回弹效应的界定形式，将碳回弹效应定义为如下形式（可向右滑动进行阅读）：
其中， 代表碳排放对碳排放效率的弹性， 代表碳排放， 代表碳排放效率。据此，碳回弹效应实质上反映了碳排放量对碳排放效率变化的敏感程度。
同时，该文根据能源回弹效应的理论内涵，提出碳排放效率改进引致碳回弹效应产生的主要机制可以归结为产出效应和替代效应。从产出效应来看，碳排放效率改进有助于弱化企业实际面临的环境约束，根据遵循成本理论，这可以推动企业的生产可能性边界向外扩张，从而促使企业扩大生产规模而增加碳排放。从替代效应来看，碳排放效率改进伴随着单位化石能源投入所产生的碳排放的减少，在我国环境规制趋严和化石能源价格尚未完全市场化的背景下，这会降低企业使用化石能源的单位成本。此时，企业会倾向于投入更多的化石能源而减少清洁能源或劳动力等其他要素投入，从而抵消预期减少的碳排放。如果将碳排放视作一种生产要素，上述情形实质上就是碳排放“生产要素”对其他生产要素的替代。
进而，参考上述定义，该文在碳排放随机前沿（SFA）模型中嵌入碳回弹效应调整因子，从而构建了基于“一步法”策略的碳回弹效应测算模型。首先，考虑如下的标准碳排放SFA模型:
其中， 代表碳排放，为由影响碳排放的相关向量 构成的函数， 主要包括人口密度、经济增长及其二次项、技术水平、对外开放，以及年份和地区虚拟变量； 是相应的待估系数向量； 是常规的随机干扰项，通常假定其服从正态分布 ；为非效率项，其中 是碳排放效率。
由于式（2）包含了 和 两个随机项，为了在实证研究中对二者进行有效识别，假设 服从半正态分布 ，且 。由式（1）可知，式（2）所示的标准碳排放SFA模型隐含了碳回弹效应恒为0的不合理假设，即 ，这意味着碳排放将随着碳排放效率的改进等比例下降。
为了解决上述问题，该文将碳回弹效应 表示为一组驱动因素的函数 ，并将其作为调整因子嵌入式（2），从而得到如下改进的碳排放SFA模型（可向右滑动进行阅读）：
其中， 是由一组影响碳回弹效应的变量构成的向量，包括经济增长、产业结构、人力资本、能源结构、碳交易政策、碳排放强度约束政策和时间趋势项； 是待估系数向量。此时，根据式（1）计算得到的碳回弹效应将变为 ，说明碳排放将不再与碳排放效率等比例变化，从而克服了标准碳排放SFA模型中碳回弹效应恒等于0的关键局限。
最后，该文选择2003-2017年中国251座地级及以上城市的面板数据作为研究样本，采用上述“一步法”策略对中国城市碳回弹效应及其驱动因素进行了实证考察，并借助Dagum基尼系数与核密度估计等方法探究了其时空演化特征。
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主要结论
（1）中国城市碳回弹效应整体偏高，均值为0.697，从而表明中国实施的碳排放效率改进政策的有效程度偏低，碳排放效率改进的潜在减排效果中仅有一小部分被实现。
（2）快速的经济增长是中国城市碳回弹效应的首要驱动因素，以煤为主的能源结构进一步强化了经济发展对碳回弹效应的促增作用，而产业结构优化、人力资本积累及碳交易试点政策实施对碳回弹效应具有明显的抑制作用。此外，虽然碳排放强度约束政策也可以限制碳回弹效应攀升，但其政策效果缺乏持续性。
（3）在时间维度上，中国城市碳回弹效应在碳排放强度约束政策调整时期出现了短暂下降，其余时段则呈现出逐年上升趋势，从而表现出围绕碳排放强度约束政策周期性波动的特征。在空间维度上，碳回弹效应呈现出“东北一家独大，由东至西递减”的区域分布特征。
（4）核密度估计表明，在非空间条件下，中国城市碳回弹效应具有较强的路径依赖特征，当期较高的碳回弹效应可能推动后期回弹效应的持续走高；在空间条件下，静态与动态估计结果存在明显差异，静态条件下碳回弹效应的空间集聚模式不利于区域回弹效应的协同规避，从而表现出一定的极化效应；随着时间因素的加入，碳回弹效应的空间溢出效应会明显衰减，并且进一步加剧了回弹效应向高水平跃迁的极化效应。
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简要评论
与现有研究相比，该文的边际贡献主要体现在如下三个方面：第一，在研究方法上，该文严格遵循回弹效应的理论内涵，对碳回弹效应的定义及发生机理进行了系统解析，进而提出了一种基于改进的碳排放SFA模型的碳回弹效应测算方法，从而为准确测算碳回弹效应提供了更为严谨的方法框架；第二，在研究内容上，该文提出的碳回弹效应测算方法在本质上属于"一步法"SFA模型，从而允许在准确测算碳回弹效应的同时，也能够对其驱动因素予以经验考察，因而可以为中国碳回弹效应的抑制及减排政策的优化调整提供有针对性的决策依据；第三，在研究对象上，与现有研究主要关注国家或省级层面的回弹效应不同，该文对中国城市层面的碳回弹效应进行了经验测算，并采用Dagum基尼系数和核密度估计等方法，更加系统地揭示了中国碳回弹效应的时空格局和动态演进特征。
尽管该文从理论和实证两个层面对碳回弹效应的定义、发生机制、经验测算和驱动因素进行了系统而严谨的研究，但仍然存在如下两个方面有待拓展的空间。第一，无论是节能技术进步引致的能源效率改进，还是煤炭清洁高效利用等低碳技术进步带来的碳排放效率改进，均会通过改变个体的经济行为而产生碳排放回弹。但是，该文仅从碳排放效率入手对碳回弹效应进行考察，还不足以对碳回弹效应予以全面反映。第二，碳回弹效应主要刻画了技术进步与碳排放之间的动态关系，因此技术溢出效应无疑会对碳回弹效应产生重要影响。因此，后续研究可以在对技术溢出效应加以考虑的条件下，对碳回弹效应开展更加精确的经验考察。
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