规模经济效应-佳文推荐：新能源消费转型对经济增长的门限效应

一、问题提出

新能源消耗是指新能源或能源的使用量。传统的能源消费结构以化石能源为主。然而，随着世界经济的快速发展，日益增加的能源消费同样造成了传统化石能源供应的瓶颈。为实现可持续发展，各国开始重视新能源的开发利用。新能源被认为是一种环境友好型能源，旨在解决人们对化石燃料的担忧。该文以联合国开发计划署(UNDP)对新能源的定义为依据，将水、核能、生物质能、太阳能、风能等可再生能源划分为新能源类别;石油、煤炭和天然气作为传统的化石能源。

随着当前新能源消费的快速转型，该文回答了以下问题:新能源消费转型对经济增长的影响是正面还是负面?这种影响在国家或地区之间有差异吗?回答这些问题，可以为更好地发展新能源提供科学的建议，避免新能源消费转型对经济的不利影响，以最小的经济成本实现巴黎协议中新能源消费份额的目标。该文的创新之处在于，不仅证明了新能源消费转型对经济增长的门限效应，而且利用面板门限模型找到了产生这种门限效应的原因。

二、模型建立

该文关注新能源消费转型对经济增长的影响，分析了不同研发水平、经济发展水平和传统能源依赖水平下，新能源消费转型对经济增长的非线性影响。由于数据的可获得性，该文选取了7个能源消耗水平较高的国家(即美国、中国、日本、加拿大、韩国、德国和法国)1997 – 2016年的数据。变量的定义如下：

因变量:经济增长(Y，单位:百万美元)用各国实际国内生产总值(GDP)表示;

自变量:能源消费转化水平(new单位:百分比)表示为新能源消费(单位:百万吨标准油)与总能源消费(单位:百万吨标准油)之比。

门限变量:该文分别使用以下三个变量作为门限变量构建面板门限模型:研发水平(单位:百分比)表示为国家研发支出(单位:百万美元)与实际GDP(单位:百万美元)的比例;经济发展水平(ED，单位:美元)用各国实际人均国内生产总值表示;传统能源依赖程度(TED，单位:百万吨标准油/百万美元)表示为各国传统能源消费总量(单位:百万吨标准油)与实际GDP(单位:百万美元-美元)之比;

控制变量:资本投入(K，单位:百分比)，表示资本形成总额(单位:百万美元)占一国实际GDP(单位:百万美元)的比例;劳动力投入(L，单位:千)用每个国家的总就业人数表示。

除了以百分比为单位的数据，其他所有数据都是对数的，以减少数据中可能存在的异方差。

该文采用Hansen提出的面板门限模型（具体模型也可参考公众号模型分享中的门限回归模型），考虑一个具有个体效应的二机制静态平衡面板数据门限回归模型，模型基本方程如下：

其中

代表国家，

代表年份，

代表因变量，

是自变量，

是门限变量，

为带估计的门限值，

是随机干扰项，

，

是自变量的估计系数，

是个体效应，

是指示函数，当括号中的条件成立时为1，当括号中的条件未成立时为0。门限回归模型估计原理主要根据最小化残差平方和原理。第一步，给定的取值，使用OLS估计给定门限值下的系数，并计算残差平方和。第二步，选择使残差平方和最小的。对多个门限值的回归模型，估计方法类似，只是门限值搜索过程需更多计算步骤。

三、实证结果与分析

采用bootstrap方法对数据重复采样300次，得到确定的F和P值(见表2)。从表2可以看出，面板门限模型中，研发水平R&D有两个门限，第一和第二个门限分别在1%和10%水平上显著。经济发展水平ED也有两个门限，在1%水平下显著。传统能源依赖程度TED只有一个门限，在1%水平下显著。

我们可以根据门限的个数来估计具体的门限。表3显示了估计结果。有两个门限的模型分为以下三个部分:(1)门限变量水平低于第一个门限时;(2)门限变量水平高于第一个门限但低于第二个门限;(3)门限变量水平高于第二个门限时。单门限模型分为两个部分:(1)门限变量水平低于门限时和(2)门限变量水平高于门限时。

各部分的估计结果如下(见表4)。

以研发水平R&D、经济发展水平ED、传统能源依赖程度TED为门限变量，建立面板门限模型。从表4可以看出，在不同门限的不同区间，新能源消费转型对经济增长的影响并不相同。因此规模经济效应，新能源消费转型对经济增长的影响具有多重门限效应:

以研发水平为门限变量。总体而言，以研发水平为门限变量时，随着研发水平的提高，新能源消费转型对经济增长的影响将由负向正转变。显然，研发水平是新能源消费转化过程中产生经济成本的重要因素。研发水平低的国家缺乏足够的技术来支持新能源消费的转变，从而导致经济增长因技术不足而负向转移。相比之下，研发水平高的国家为新能源消费的转型提供了足够的技术支持，从而使新能源消费完全取代传统能源消费，在传统能源消费的同时促进经济增长。

以经济发展水平为门限变量。总体而言，以经济发展水平为门限变量时，随着经济发展水平的提高，新能源消费转型对经济增长的影响将由负向正转变。显然，经济发展水平也是导致新能源消费转型经济成本的重要因素。如果各国在新能源开发上投入过多，就会产生强大的挤出效应，造成巨大的经济成本。然而，经济发展水平高的国家，人们的环保水平普遍较高，对新能源消费的需求也较高。因此，经济发展水平较高的国家的人们可以自发地推动新能源消费的转变，这可以减少政府在新能源开发方面的支出。此外，经济发展水平高的国家很可能为新能源开发吸引资金、技术和高科技人才。这样，在经济发展水平较高的国家，可以降低甚至避免新能源消费转型的经济成本。

将传统能源依赖水平作为门限变量。一般而言，以传统能源依赖水平作为门限变量时，随着传统能源依赖水平的增加，新能源消费转型对经济增长的影响将由正向负转变。显然，传统能源依赖水平是导致新能源消费转型经济成本的重要因素。因此，在传统能源依赖程度较低的国家，新能源消费容易形成规模经济和学习效应规模经济效应，有助于经济增长。相比之下，能源消费主要锁定在化石能源的国家，新能源消费转型必然会产生相当大的经济阻力和巨大的经济成本，从而导致转型对经济增长产生负面影响。

作者还使用固定效应模型来检验面板门限模型的稳健性(见表4)。除了面板门限模型中新能源消费转换系数随着门限变量的变化在正与负之间变化外，其他变量的系数均与固定效应模型和面板门限模型一致。这表明门限面板模型有较好的稳健性。

四、结论和建议

该文研究了新能源消费转型对经济增长的门限效应。新能源消费对经济增长转型的影响是非线性的，它会随着研发水平、经济发展水平和传统能源依赖水平的不同而变化。

(1)当研发水平低于0.009时，新能源消费转型将对经济增长产生较大的负面影响。当研发水平高于0.009但低于0.014时，新能源消费转型对经济增长的负面影响将会减弱。当研发水平高于0.014时，新能源消费转型将对经济增长产生正向影响。这一结论表明，新能源消费的转变不利于低研发水平国家的经济增长。反之，高研发水平国家新能源消费的转变将促进经济增长。

(2)当经济发展水平低于7.469时，新能源消费转型将对经济增长产生负面影响。当经济发展水平高于7.469但低于8.996时，新能源消费转型将对经济增长产生正向影响。当经济发展水平高于7.469时，正向影响增强。这一结论表明，在经济发展水平较低的国家，新能源消费的转变将对经济增长产生负面影响。然而，在经济发展水平较高的国家，新能源消费的转变可以促进经济增长。

(3)当传统能源依赖水平低于0.5695时，新能源消费转型将对经济增长产生正向影响。当传统能源依赖水平高于0.5695时，新能源消费转型将对经济增长产生负面影响。这一结论表明，新能源消费的转变将对传统能源高度依赖国家的经济增长产生负面影响。然而，在传统能源依赖程度较低的国家，转变新能源消费可以促进经济增长。

为实现《巴黎协定》目标，大多数国家都在积极引导新能源消费转型，加大减排力度。然而，新能源消耗的转化往往会带来一定的经济成本。有时，新能源转型甚至会对经济增长产生负面影响，而盲目转型也会增加经济成本。因此，该研究针对研究结论提出三条建议。

1.R&b水平高的国家可以加快新能源消费的转型。而研发水平较低的国家应在新能源消费转型前优先提高研发水平。

2.经济发展水平高的国家可以提高新能源的消费水平，这不仅有利于可持续发展，也促进了国民经济的增长。经济发展水平较低的国家在转变新能源消费方面应谨慎，因为这可能不利于国家的经济增长。

3.对于传统能源依赖程度较低的国家或地区，可适当加快新能源消费转型速度。对于能源消费已“锁定”于化石能源消费的国家或地区，新能源消费转型应慎重对待。

文章内容和图表均引用自作者原文：

Fangming Xie, Chuanzhe Liu , Huiying Chen and Ning Wang.Threshold Effects of New Energy Consumption Transformation on Economic Growth[J]. Sustainability,2018.

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