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摘要:碳中和对人类社会可持续发展具有重要意义, 而碳中和技术与生态碳汇是影响碳中和能力的重要因素. 本文首先将这两种因素以及碳中和目标中明确的时间节点纳入考虑, 构建了碳中和目标影响下的有限时域经济增长模型, 然后运用最优控制理论获得了该问题最优解的显式表达式, 并在此基础上分析了最优消费、投资、资本存量、碳中和能力的性质, 最后基于理论分析与数值仿真结果, 提出了相关政策建议. 研究表明, 各国需根据自身禀赋以及目标资本存量等因素, 制定与之相匹配的碳中和目标; 不同国家或者同一国家的不同地区, 应当根据碳中和过程所处的不同阶段选择不同技术水平的碳中和投资; 与通常预期不同的是, 碳中和能力路径可能随碳中和技术投资产出弹性的上升而下降; 在接近碳中和时间节点时碳中和投资可能出现“反常”现象.
关键词:碳中和;经济增长;碳中和能力;生态碳汇;最优控制
一、研究背景与意义
在过去的几十年里, 科学家们对温室效应进行了广泛的研究. 他们认为, 二氧化碳(CO2)和其他温室气体的积累使得全球温室效应不断加剧, 对自然和人类会造成不可逆转的损害, 可能会影响可持续发展目标的实现. 为了应对全球气候变暖, 国际社会于20世纪80年代便开始推进二氧化碳减排事业. 从1992年联合国大会通过《联合国气候变化框架公约》到2015年《巴黎协定》的签署, 国际社会就应对气候变化目标达成共识, 将全球平均气温较工业化前上升幅度控制在2℃以内, 并努力将温度上升幅度限制在1.5℃以内, 同时设定了本世纪后半叶实现净零排放的目标. 伴随这样的宏观背景, 有众多文献围绕与碳排放和碳中和相关的问题展开研究, 这些研究涉及碳减排成本、技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等不同的视角. 由此来看, 碳中和目标的实现涉及方方面面, 它将对经济增长带来深远的影响, 因此研究碳中和目标对经济增长的影响具有重要意义.
二、主要内容
本文从经济增长视角分析碳中和如何改变原有的资源配置, 将碳中和能力积累方程引入传统经济增长模型, 同时考虑碳中和明确的时间点, 构建了碳中和目标下的有限时域经济增长模型. 获得了最优消费、技术投资、资本存量、碳中和能力的显式解, 并定量分析了主要参数对最优路径的影响.
三、主要结论及政策建议
本文的主要结论及相应的政策建议如下:
第一、碳中和技术投资主要受“分布效应”与“水平效应”两种力量影响, 这意味着各国实现碳中和的目标路径可能存在较大差异. 从目前130多个国家已公布的碳中和时间表来看, 这些时间表并不完全一样, 这里的分布效应与水平效应对该多样化背后的影响因素及影响机理给出了一定解释.
第二、时域的有限性对碳中和能力积累过程中技术水平的选择具有重要影响, 并且有可能发生“反常”现象, 即在碳中和目标快实现的时间段, 可能会观察到由较高技术水平的碳中和投资转向较低技术水平投资. 这与我国有一些地方已经出现的为了碳达峰而达峰的情形有些类似, 政府应该在碳中和过程中提前制定相关政策以避免这种“退步”现象的发生.
第三、仅仅考虑碳中和目标具有一定局限性. 在设定碳中和目标时, 也应该考虑与碳中和时间节点相对应的资本存量约束或其它约束, 同时从全路径角度提前制定政策防止因末端效应产生的退步行为.
四、边际贡献与未来拓展
与现有文献相比, 本文的边际贡献主要体现在以下几个方面: 第一, 考虑到传统经济中的部分资源被用于碳中和投资, 新模型的资本积累方程体现了碳中和目标对传统模型中资本积累方程的改变; 第二, 由于碳中和目标实现依赖于技术投入、森林碳汇等形成的碳中和能力, 因此新的增长模型引入了碳中和能力的积累过程; 第三, 考虑了碳中和明确的时间节点, 使得经济增长模型由常见的无限时域变化为有限时域.
本文中目标资本存量是外生给定的, 如果内生化目标资本存量, 则该问题将不仅包含有限时域的碳中和目标, 同时也将兼顾碳中和实现后的无限时域问题. 另外, 如果区分高碳与低碳资本积累以及不同的消费偏好, 则动态约束与目标函数将同时发生变化. 可以预见, 这些扩展或变化虽然使得问题变得更加复杂, 但也将使得模型更加接近现实, 值得将来进一步研究.
五、写作、投稿过程的心得体会
论文从构思到最终录用是一个持续完善的过程. 在前期大量的文献阅读和相关知识积累基础上, 我们投入了大量的时间和精力对论文进行反复推敲、修改和完善, 于2023年12月向本刊投递了最终稿件. 经历了三轮外审, 审稿专家提出了许多有价值的意见和建议, 显著提升了论文质量. 在此, 诚挚感谢审稿专家对论文的认真审阅以及编辑在论文初审、外审、返修等各环节严谨高效的工作.
本文摘编自《系统工程理论与实践》2025年,第45卷,第8期论文《碳中和目标下最优经济增长路径分析》(点击题目链接全文);
作者:刘丽缤,博士研究生, 研究方向: 经济增长, 能源经济; 张荣*(通信作者),博士, 教授, 研究方向: 经济增长, 动态博弈及能源经济
重庆大学 经济与工商管理学院, 重庆 400030