2009年哥本哈根气候大会上,我国政府做出了“2020年单位GDP碳排放量比2005年下降40%~45%”的承诺;2015年巴黎气候大会上,我国政府又做出了“2030年碳排放量达峰并尽早达峰”的承诺。碳减排承诺由相对量减排转变为绝对量减排,我国面临的碳减排压力不断增大。政府也逐渐提高了对能源与环境问题的重视程度,我国的能源政策由保障能源供给为主逐步转变为优化能源结构、节能、提高能源效率等兼顾经济和环境效益上来,并且,关于节能的要求由能源消费强度控制逐步转变为能源消费总量和强度的“双控制”。能源消费强度等于能源消费总量除以国内生产总值,它是相对量控制指标,控制力度较弱;能源消费总量控制是对未来的能源消费量设置“天花板”,它是绝对量控制指标,控制力度很强。随着政府对环境问题重视程度的提高,自2013年以来,能源政策文件密集提出了关于实施能源消费总量控制的要求和目标,对总量控制的重视程度超过了强度控制,并逐步形成以实施能源消费总量控制为主,以能源消费强度控制为辅的能源控制政策导向。2013年1月1日发布的《能源发展“十二五”规划》提出了实施能源消费总量和强度“双控制”,对2015年的能源消费总量提出了目标约束。2013年9月发布的《大气污染防治行动计划》首次提出对煤炭消费总量进行控制,提出京津冀、长三角、珠三角区域实现煤炭消费总量负增长。2014年11月发布的《能源发展战略行动计划(2014~2020)》提出了2020年我国一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右,煤炭消费总量控制在42亿吨左右。2016年12月发布的《能源发展“十三五”规划》提出了2020年我国能源消费总量控制在50亿吨标准煤以内。在前述背景下,本文对能源消费总量控制的影响与优化问题进行研究。实施能源消费总量控制,有利于形成能源消费总量的倒逼机制,对于产生节能和减排效益具有重要作用。然而,能源是保障经济增长的重要因素,控制能源消费总量,必然会对经济产生影响。那么,到底对经济增长会产生什么影响,又会产生多大的环境效益?本文以能源消费碳排放表示环境影响,根据《国民经济行业分类》(国标GB/T 4754-2017)中两位数行业的分类情况,结合统计年鉴中公布的分行业统计数据,将全国三次产业分为40个行业进行研究。本文研究的主要内容是:在分析能源消费产生的经济及环境影响的基础上,研究了2013年能源消费总量控制的经济及环境影响,预测模拟了2020年能源消费总量控制的经济及环境影响,对实现经济和环境双重效益的2020年各行业的能源消费量进行了优化,提出了能源消费总量控制的配套政策设计,共5个方面的内容。本文的研究主题有利于全面认识能源消费总量控制产生的正向与负向影响,对实现能源消费总量的控制目标,制定相关能源、经济和环境政策,具有重要的参考意义。研究的具体内容及结论是:第1章,绪论。从能源的地位和影响以及我国能源政策的历史演变两个方面,论述了研究背景,提出了本文要解决的能源消费的经济及环境影响、2013年实施能源消费总量控制的经济及环境影响、2020年能源消费总量控制的经济及环境影响、行业能源消费量优化、能源消费总量控制的配套政策设计共五个方面问题。论述了研究的内容和意义,给出了研究所采用的方法和技术路线。第2章,文献综述与理论基础。从上述五个方面的研究问题出发,对国内外已有研究进行了综述,阐述了本文的研究空间;对作为研究基础的能源经济学、环境经济学、3E理论、可持续发展理论、庇古理论和科斯定理进行了论述。第3章,能源消费的经济及环境影响分析。分析了我国能源消费的现状和特点;从静态和动态两方面研究了能源消费对经济增长的影响。基于静态面板模型研究了能源消费对全行业和对工业行业经济增长的影响,得到了能源消费对工业经济增长的影响大于其对全行业的影响。全行业能源消费增加1%将促使总产出增长0.1777%,工业行业能源消费增加1%将促使总产出增长0.3187%;构建了面板数据VAR模型(PVAR模型),从动态角度研究了能源消费对全行业和对工业经济增长的影响,得到了能源消费在1~10期内对工业行业的影响均大于其对全行业的影响。全行业的总产出增速对能源消费增速的冲击在10期内的响应处于[0.0048,0.0145]之间,工业行业的总产出增速对能源消费增速的冲击在10期内的响应处于[0.0056,0.0158]之间;本文以能源消费碳排放量表示环境影响,计算了我国的能源消费碳排放量,分析了碳排放的现状和特点;阐述了能源消费总量控制的经济及环境影响机制。第4章,2013年能源消费总量控制的经济及环境影响研究。基于2000~2015年的工业分行业面板数据,构建了单差法模型,研究了实施能源消费总量控制对工业行业的平均经济影响和环境影响。构建了倍差法模型,研究了其对行业的异质性经济影响和环境影响。经济影响方面,根据单差法模型,得到了实施能源消费总量控制导致2013年以来工业行业平均产出增速下滑8.10%,导致2013~2015年分别下滑10.23%、5.74%、8.40%。引入了“能源密集度”的概念,根据倍差法模型,得到了实施能源消费总量控制对高能源密集行业的产出增速产生了更为显著的负向影响,但具有滞后性,导致2013年以来高能源密集行业的产出增速多下滑了5.5%,从逐年动态影响来看,对2013年的影响不显著,导致2014、2015年高能源密集行业的产出增速分别多下滑了7.06%和6.99%;环境影响方面,以碳排放表示环境影响,根据单差法模型,得到了能源消费总量控制的实施促使2013年以来工业行业碳排放量平均下降3.95%,促使2013~2014年分别下降5.37%、8.32%。引入了“碳密集度”的概念,根据倍差法模型,得到了实施能源消费总量控制并没有显著降低高碳密集行业的碳排放量,能源效率和能源结构是导致高碳密集行业碳排放量不能显著下降的两大主要因素。第5章,2020年能源消费总量控制的经济及环境影响研究。研究了当2020年我国能源消费总量为50亿吨标准煤时,“十三五”时期我国的经济总量和经济增速、碳排放总量和碳强度情况。基于指数平滑法、ARIMA模型、间接DGM(1,1)模型和VAR模型的组合预测模型,对2016~2020年我国生活能耗量进行预测。基于马尔科夫链模型对2016~2020年40个行业的能耗结构以及生活能耗结构进行了预测。基于非限制性VAR模型对320个分行业分类能耗系数中重要程度排前80%的共计80个能耗系数值进行了预测。设置了两种不同的情景:情景一,假设2020年各行业能耗量占总生产能耗的比例保持2015年不变。情景二,假设2020年各行业能耗量占总生产能耗的比例按照历史变动情况得到。经济影响方面,得到了情景一中,2020年当年价国内生产总值达到949099.3亿元,“十三五”时期的年均经济增速为5.1481%。情景二中,2020年的当年价国内生产总值为1007530亿元,“十三五”时期的年均经济增速为6.4121%。两种情景下“十三五”时期的年均经济增速均低于《“十三五”规划纲要》中6.5%的经济增速要求;环境影响方面,得到了情景一中,2020年碳强度比2005年下降了47.38%,超额完成了我国在哥本哈根气候大会上关于“2020年单位GDP碳排放量比2005年下降40%~45%”的承诺,2020年碳强度比2015年下降了12.64%,没有完成《“十三五”规划纲要》中“2020年碳强度比2015年下降18%”的约束性要求。情景二中,2020年碳强度比2005年下降了50.62%,超额完成了哥本哈根气候大会的承诺,2020年碳强度比2015年下降了18.03%,勉强完成了《“十三五”规划纲要》的要求。第6章,基于多目标决策的行业能源消费量优化研究。研究了2020年实现经济总量最大、碳排放总量最小和公平性最强时,各行业的最优能源消费量。分别构建了经济总量最大、碳排放总量最小、公平性最强的优化模型,以及综合上述三个目标的多目标优化模型,并运用理想点法求解。得到了多目标优化模型中,各行业的能源消费量优化结果可以实现“十三五”时期年均经济增速7.26%,超额完成《“十三五”规划纲要》中对经济年均增速6.5%的要求;可实现2020年碳排放总量279542万吨,2020年单位GDP碳排放量较2005年可下降52.94%,超额完成我国在哥本哈根气候大会上关于“2020年单位GDP碳排放量比2005年下降40%~45%”的承诺。较2015年的单位GDP碳排放量可下降21.88%,超额完成《“十三五”规划纲要》中“2020年碳强度比2015年下降18%”的约束性要求,并且在约束条件下可实现公平性最强,兼顾公平与效率。第7章,能源消费总量控制的配套政策设计。分析了基于庇古理论的经济手段和基于科斯理论的经济手段的作用机理,从用能权监测与核证环节、用能权交易环节提出了基于科斯理论的用能权交易机制的构建设想。基于委托代理理论,考虑参与约束和激励相容约束条件,研究了节能补贴中政府的最优固定补贴和弹性补贴值,并分析了政府在权衡监管成本与不监管损失之后的最优监管水平。第8章,结论与展望。总结了本文的主要研究结论,归纳了创新点,提出了未来的工作展望。本文的主要创新点是:(1)建立了基于C-D生产函数的静态面板数据模型与基于STIRPAT模型的动态面板数据模型,定量测算了2013年能源消费总量控制对经济与环境的影响。建立了能源消费总量控制对经济异质性与环境异质性影响的倍差法模型,分析了2013年能源消费总量控制与高能源密集行业的经济异质性影响、高碳密集行业的环境异质性影响的关系。(2)建立了生活能耗量预测的组合模型、能耗结构预测的马尔科夫链模型、各行业单位增加值能耗系数预测的非限制性VAR模型,预测了两种情景下,2020年我国能源消费总量控制在50亿吨标准煤时的经济总量和经济增速、碳排放总量和碳强度。(3)构建了兼顾公平与效率的多目标优化模型,测算了在经济总量最大、碳排放总量最小、公平性最强的目标下,2020年各行业的最优能源消费量。提出了能源消费总量控制的配套政策,设计了基于科斯理论的用能权交易机制,明确了用能权交易中政府的最优节能补贴与监管水平。