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1、日本的能源风险、技术应用与技术进步机制 日本的能源风险、技术应用与技术进步机制洪宇单世超(吉林财经大学国际经济（国际经济论文）贸易学院，吉林长春130117)【摘要】分散原油进口的国别结构对于保障一国能源安全具有重要战略意义。本文在“成本驱动型技术进步机制”理论的基础上，提出了短期“成本驱动型技术应用机制”和长期“风险驱动型技术进步机制”假说，并构建了一个包含能源进口的经济增长决定模型。利用日本1988年1月2010年10月的月度数据，对工业总产值、原油进口的价格与数量以及原油进口地理（地理论文）集中度共4个变量进行了短期和长期Granger因果关系检验。经验性证据表明:日本同时存在着上述两种
2、机制，无论在短期还是在长期内都足以抵消石油价格冲击的负效应，促进经济增长。此外，日本调整原油进口地理集中度主要是控制原油进口数量的不确定性，而非原油进口价格波动的风险。本研究从一个崭新的视角解释了能源安全与经济效率的关系。【关键词】经济增长;石油进口;进口地理集中度;技术应用;技术进步;Granger因果关系【文章编号】1000355X(2011)06005318【收稿日期】20110430【基金项目】教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“中国东北亚战略与政策研究”(09JZD0037);吉林省教育厅“十一五”社会科学研究项目“中日贸易模式演进与吉林省的国际化发展战略”(吉教科文合字(201
3、0)第272号)。【作者简介】洪宇(1971)，男，吉林长春人，经济学博士，吉林财经大学副教授。单世超(1987)，男，吉林长春人，吉林财经大学硕士研究生。一、导论能源对于工业化社会的经济增长起着至关重要的作用，很多研究文献将能源当做一种特殊的生产要素纳入到经济增长模型当中。13对绝大多数国家而言，原油价格波动也会对其它能源市场价格产生巨大影响，从而直接和间接地作用于生产成本和总产出水平。正是因为如此，很多文献都将石油价格或能源价格作为切入点，对石油安全和能源安全问题展开分析。461973年和1976年两次爆发石油危机，从美国开始的多数发达工业化国家相继陷入滞涨窘境，石油价格同非产油国经济增长
4、之间的负相关关系也开始日益得到学者们广泛关注。78Hamilton(1983)使用19491980年的数据进行实证分析，发现石油价格上涨的冲击是导致美国陷入衰退的原因，9很多针对其它国家进行的实证研究则进一步证明了上述负相关关系的稳健性，1012并且这种这种负面冲击效应会以国际贸易（国际贸易论文）作为中间传递机制在国际间扩散。13关于油价对经济的负效应，表现在微观层面上是油价上涨导致厂商的能源成本提高，边际成本曲线上方移动。在厂商边际收益曲线不变的条件下，厂商的均衡产量减少、价格上升;在宏观层面上，上述负效应则表现为总供给曲线向左上方移动，当总需求曲线不变时，伴随着石油价格上升，就会出现整体价
5、格水平上升的同时总产出水平下降的滞涨现象。另外一些较为复杂的关于对油价与经济增长关系的理论试图揭示负效应的形成和传递机制，大致可以划分为三大类型:一是强调宏观经济政策目标冲突的影响，例如石油价格上升会引发成本推动型通货膨胀，货币当局为抑制通货膨胀需要采取紧缩的货币政策，但这就会推高利率水平、增加企业的投资成本，从而使投资和就业水平下降；1415二是从不完全信息16和不确定性1718出发解释石油价格冲击对微观企业行为的效应，指出如果投资过程不可逆、具有沉没成本的特征时，厂商会由于能源价格大幅波动而减少或延缓投资，而投资不足就会引起就业和收入水平下降;三是从产业结构调整成本入手进行分析，认为在石油
6、价格上升的外部冲击下，能源成本提高会迫使部分厂商由能源密集型产业转入能源密集度较低的产业。但产业结构调整需要在长期内才能完成，厂商退出高能耗产业后并不能立刻进入低能耗产业，短期内就会出现资源闲置和失业增加现象。1920此外，很多研究注意到石油价格上升和下降的冲击效应并不对称，认为无论油价向哪个方向变动都会在改变厂商直接能源成本的同时增加其调整成本。当油价上升时，总成本的上升幅度是在所增加的直接能源成本基础上再加上调整成本;而当油价下降时，总成本的下降幅度是在所节约的直接能源成本基础上再扣减调整成本。因此油价上升的负效应要大于油价下降的正效应。2125上述理论的共同之处在于，它们都将石油价格上升
7、、能源供给约束加强当做抑制经济增长的负面冲击因素。但也有学者指出:环境和资源约束虽然在短期内制约着经济增长，但在长期内却有可能转化为驱动工业化国家技术进步的积极因素。26具体而言，石油价格以及能源价格上涨会迫使非产油国的厂商致力于压缩能源成本，这就要求厂商在节约能源、提高能源使用效率、开发新能源等方面加大研究开发力度，寻求能源领域的技术进步。27这种“成本驱动型内生技术进步机制”会通过溢出效应，带动其它领域的技术进步。2829对日本和韩国的实证研究表明，石油价格上涨冲击会对受到能源强约束国家的经济增长产生长期正效应。3031客观地看，各种产生负效应的机制与“成本驱动型内生技术进步机制”可能同时
8、存在，但其综合效应在不同国家、不同阶段有所不同。在多数普通的工业化国家，尽管能源成本上升同样会驱动能源领域内的技术进步，但由于受到的能源供给约束相对较小，其技术进步的内生动力也相对较弱，不足以完全抵消能源成本上升所带来的负效应;在日本、韩国等能源极度匮乏的工业化国家，能源成本上升则会转化为更强的技术进步内生动力，以至于不但能够完全抵消能源成本上升的负效应，还会使该国因国际油价上涨而长期受益。本研究的对象是日本的经济增长、原油进口与用原油进口地理集中度表示的能源安全战略之间的短期和长期关系。与既有研究最重要的不同之处体现在以下两个方面。第一，在长期的“成本驱动型技术进步机制”基础上，进一步提出了
9、“成本驱动型技术应用机制”和“风险驱动型技术进步机制”。两种机制都是对于在能源技术方面保持国际领先地位的国家而言的，分别在短期和长期内促进工业化国家经济增长。所谓“成本驱动型技术应用机制”，是指能源价格波动时，能源技术应用成本相对于能源成本变化对已有能源技术应用程度的影响。具体而言:由于存在开发的“沉没成本”，能源技术具有“实物期权”的性质，3233节能或新能源产品的价格高于普通产品。若能源价格较低，节能产品所节约的能源价值相对较小、技术应用成本相对较高。由于国内外市场对于该产品需求较为有限，技术不易得到充分应用;若能源价格上涨，该产品节约的能源价值提高、使用节能产品的成本则相对降低。此时国内
10、外市场54现代日本经济总第180期该产品的需求相应扩大，已有技术就可以得到更充分的应用。由于技术水平不变，所以上述机制针对的是短期效应。所谓“风险驱动型技术进步机制”，是指能源进口数量波动时，能源供给不足的风险对厂商在能源领域内追求技术进步的影响。具体而言:受到严格能源供给约束时，能源进口量增加能够保障能源供给、缓解能源供给约束、降低能源风险，但这会使维持原有技术水平成为最优选择，厂商追求技术进步的压力和动力降低，从而对技术进步和经济增长产生负面影响;当能源进口量向下波动时，能源供给约束加强、能源安全程度降低，能源风险会迫使厂商加大能源技术相关的研究开发力度，以节约能源、提高能源使用效率、开发
11、新的替代性能源。3435新的技术一方面可以对冲能源进口量波动的风险，另一方面还会通过溢出效应促进经济增长。3637由于技术水平发生了变化，所以上述机制针对的是长期效应。第二，将能源安全作为重要因素纳入到理论与计量经济模型当中。本研究将原油进口地理集中度作为测度能源安全的工具，一方面是由于全面、完整地量化能源安全战略是一项难以完成的任务;另一方面更重要的是因为地理集中度可以反映原油进口的国别结构及其风险程度。3839当进口地理集中度上升时，原油进口就倾向于向少数几个石油输出国集中，对这些国家的依赖程度相应提高。一旦其中某个石油输出国突然减少甚至终止石油出口，本国的原油进口量就会大幅下降，从而危及
12、石油安全和能源安全。反之，地理集中度下降则意味着原油进口的国别结构趋于分散，原油进口不至于因某个石油输出国的突发性外部冲击而受到过大影响。因此，在原油进口地理集中度降低、原油进口的国别结构分散的同时，能源风险也得以分散，能源安全程度则相应地有所提高。原油进口地理集中度在本研究中是一个控制变量，厂商可以通过选择原油进口地理集中度，来部分地控制微观层面上的能源风险，保障能源安全。4041在这一决策过程中，政府可以在宏观层面上起一定程度的引导作用。事实上看，一国的最优策略并不是使原油进口地理集中度最大限度趋于分散，因为这意味着完全平均地从每一个石油输出国进口等量原油。究其原因，一是由于各个石油输出国
13、在原油价格方面存在差异，厂商出于进口成本的考虑会优先从价格最低的国家进口原油。只有当该国无法满足全部进口需求时，才会从价格次低的石油输出国进口不足的部分;二是由于国际石油贸易中可能存在着二级价格歧视，即从一个石油输出国的进口量越小，适用的原油交易价格就越高。两方面原因使本研究有理由假定:通过降低原油进口地理集中度来分散石油风险的能源安全战略会产生额外交易成本。额外的交易成本在本研究的后续分析中具有重要意义:一是厂商需要根据原油进口价格和进口量，在交易成本和能源安全之间进行权衡，从而选择最优原油进口地理集中度;二是原油进口地理集中度的调整需要通过原油进口量的变化实现，因此原油进口地理集中度的变化
14、会影响到原油进口的数量和价格;三是当经济景气时厂商的收益增加，就有可能承受较高的额外交易成本，更多地考虑能源安全方面的问题，因此经济增长状况也会影响到原油进口地理集中度。这样一来，经济增长、原油进口和能源安全问题就被有机结合在一起。二、理论与模型框架本研究基于以下假设展开分析:经济处于稳态，人均资本增长率为0;人口和劳动的增长率为0;国内产品市场和要素市场的形态均为完全竞争，厂商所面对的产品需求曲线和要素供给曲线水平；国际原油市场形态为卖方的寡头垄断，存在二级价格歧视。1生产函数与总收益函数假定代表性厂商的生产函数为柯布道格拉斯形式:第6期洪宇，单世超:日本的能源风险、技术应用与技术进步机制5
15、5Yt=AtKtLtQt(1)其中下标t为向量的时间标识，Yt为总产量，Kt和Lt分别为资本和劳动的要素投入量，Qt表示用原油进口量衡量的能源投入量，、和分别是资本、劳动和能源投入的产出弹性。At代表除资本和劳动之外其它因素对产量的影响，可以定义为全要素生产率，其中最重要的是技术水平。4243两点问题值得注意:一是式(1)为At加上了时间标识。在短期内，厂商只能在给定的全要素生产率或技术水平下进行生产，而在长期内At则具有时变性;二是模型中的Qt项应该理解为从全要素生产率中析出的，资本和劳动以外的因素，44而At实际上是将Qt析出之后的全要素生产率。根据假设和假设，资本和劳动的投入总量都保持不
16、变，因此可以将Kt和Lt和都标准化为1。因此式(1)就可以改写为:Yt=AtQt(2)即产量取决于全要素生产率水平以及能源投入。根据假设，代表性厂商的产品需求曲线是水平的，因此产品价格也可标准化为1。这样一来，式(2)也是厂商的总收益函数。2成本函数假定代表性厂商的能源成本函数可以表示为:Ct=(At，Pt，Qt，Ht)(3)其中Ct为能源成本，()为函数关系，Pt为原油进口价格，Qt为原油进口数量，Ht为原油进口的地理集中度，其取值越高说明原油进口越是集中于少数产油国。能源成本函数中包含着两个重要假设:一是能源成本受到全要素生产率或技术水平At的影响，At提高可以降低能源成本;二是降低Ht虽
17、然能够加强能源安全，但也会产生额外的交易成本即CtAt0，CtHt0，并且在正常情况下有CtPt0，CtQt0。如果能源成本的显函数为非线性的柯布道格拉斯函数形式:Ct=AatPbtQctHdt那么代表性厂商的总成本函数就可以记做TCt=Ct+C=AatPbtQctHdt+C(4)其中TCt为总成本，Ct表示能源成本，C为非能源成本，且C=rKt+wLt，其中r和w为资本和劳动的价格。根据假设，完全竞争要素市场中厂商所面临的r和w固定不变;又因为稳态时资本Kt和劳动Lt也固定不变，因此非能源成本C为常数。3生产者均衡代表性厂商的目标是选择最优的能源投入量或原油进口量，以最大化利润，即max=Y
18、tTCt=YtAatPbtQctHdtrKtwLt利润最大化的一阶条件是tQt=YtQtTCtQt=0，即AtQ1t=cAatPbtQc1tHdt等式两边同时乘以Qt，整理后可以得到新的生产函数:Yt=AtQt=cAatPbtQc+1tHdt(5)如果经济全部由代表性厂商构成，式(5)就可以简单地推广为宏观生产函数。4基本计量模型56现代日本经济总第180期令c/=B，在式(5)两侧同时取自然对数，可以得到:lnYt=lnB+alnAt+blnPt+(c+1)lnQt+dlnHt由于技术水平At难以进行实际观测，所以尽管它在理论模型中起非常重要的作用，也只能将其作为模型的残差进行处理，45即l
19、nYt=lnB+blnPt+(c+1)lnQt+dlnHt+ut(6)其中ut=lnAt。根据此前的假设，原油进口的地理集中度Ht会影响原油进口价格Pt和数量Qt的波动风险，从而影响经济安全和总产出水平。因此，Ht也就可以用做一种保障能源安全和经济安全的手段，这使得厂商和政府都很有可能试图根据产出水平Yt、原油进口价格Pt和数量Qt，对原油进口地理集中度Ht进行调整。换而言之，不妨假定Ht和其它3个变量一样都是内生的。考虑到变量的内生性，式(6)可以进一步扩展为矩阵形式:用新的参数()和()对模型原有的参数进行简化，有:式(7)为本研究的基本计量经济模型系统，其特点在于:首先，变量为自然对数形
20、式，这一方面消除了异方差，另一方面还使得其对数差分项的经济学含义为增长率;其次，模型允许lnYt、lnPt、lnQt和lnHt都是模型的内生变量，变量之间存在着作用与反作用的交互关系;第三，残差项反映了模型中内生变量所无法解释同时也不可观测的部分，如果残差平稳，就说明各内生变量之间存在稳定的长期均衡关系，从而可以对其进行进一步的协整分析。三、数据与单位根检验1原油进口集中度的测度指标如何测度原油进口的地理集中度是展开进一步计量经济分析的关键问题之一。本研究使用Her-findahlHirschman指数来衡量日本的原油进口地理集中度:Ht=nk=1(Mk，tnk=1Mk，t)2(8)式中Mk，
21、t为第t期日本从k国的原油进口金额。换而言之，原油进口的地理集中度可以表示为各个产油国占日本原油进口总额比例的平方之和。HerfindahlHirschman指数在对产业、区域经济和贸易地理结构的研究中被广泛地用于测度特定指标的集中程度，其取值越大说明集中度越高，反之则说明分布越趋于分散。4647第6期洪宇，单世超:日本的能源风险、技术应用与技术进步机制572数据来源与处理本研究所使用的数据时间区间为1988年1月2010年12月，其来源有二:一是总产出水平Yt用以2005年为基期的工业总产值指数衡量，取自国际货币基金组织的IFS数据库，其时间序列代码为15866CZF，已经过季节调整。二是月
22、度的原油进口数量Qt、以及从不同国家的原油进口金额Mk，t均取自“财务省普通贸易统计数据库”。具体而言是日本海关提供的基于国际协调编码系统(HS)的1988年2010年9位数编码“品别国别表”。根据日本海关2011年4月版的“实行关税率表”，“品别国别表“所提供的数据中，石油及沥青油产品编码的前4位数为2709，其下又进一步分为若干具体石油产品。笔者将每一月度的编码“2709”以下的各种石油产品以公升(KL)表示的进口量和进口金额按国别予以加总，得到日本在第t期从每一石油进口国的原油进口量Qk，t和进口金额Mk，t。然后再根据Pt=nk=1Mk，t/nk=1Qk，t求得日本原油平均进口价格(日元/公升)的月度数据。更进一步地，原油进口的地理集中度Ht也可以根据式(8)计算得到。为了降低各变量的数量级别差异过大对参数估计结果产生的影响，本研究以2005年作为基期对所有变量进行了指数化，其具体方法为:Xt=xt11212t=1x2005，t，其中Xt为指数化的时间向量，xt=(Yt，Pt，Qt，Ht);x2005，t代表向量xt在2005年各月的取值。考虑到可能存在季节性因素，本研究对指数化的Pt、Qt、Ht都采用CensusX12法进行季节调整，并对所有变量取自然对数。数据处理之后各变量的时间路径
