碳锁定效应的内涵、作用机制与解锁路径研究时间： 2016-09-18信息来源：谢海生 庄贵阳　作者：hjr_admin　责编：

    　摘要：碳锁定效应是经济被锁定在以碳基技术为主体的技术体系之中，它会造成发展的不可持续，其形成的原因主要有技术、组织、社会制度等。文章分析了碳锁定效应的作用机制，从技术层面、技术制度综合作用、正向反馈机制三个角度进行阐述。碳解锁的路径主要集中在四个方面：第一，通过成本收益核算，以经济的方式解锁；第二，根据其形成原因，从技术制度角度解锁；第三，从受众角度，通过利益主体广泛、深入参与的方式解锁；第四，通过突发性事件刺激的方式解锁。研究对中国的启示在于：一是区分好的锁定与坏的锁定，把握“锁定红利”；二是碳锁定是“技术—制度—偏好”共同作用造成的，其解锁过程需要全部主体共同参与。
    　关键词：碳锁定效应；作用机制；碳解锁路径；全主体参与
    　中图分类号：F069.9；F062.2  文献标识码：A  文章编号：1671-4407(2016)01-038-05
    　基金项目：国家社会科学基金重点项目“城市生态文明的科学内涵与实践路径研究”（13AZD077）；中国清洁发展机制基金赠款项目（2012008）；中国社会科学院城市发展与环境研究所创新工程项目
    　作者简介：谢海生（1987～ ），男，博士，助理研究员，主要研究方向为可持续发展经济学；庄贵阳（1969～ ），男，博士，研究员，主要研究方向为低碳经济与气候变化政策。
   
    　1 引言
 
    　化石能源使用过程中产生了大量二氧化碳，对气候环境造成了许多不可逆的影响，政府间气候变化专门委员会的研究表明：21世纪末期及以后的全球平均地表变暖主要取决于累积CO₂的排放。中国快速发展过程中的高碳锁定已经形成：我国2013年碳排放超过欧盟和美国的总和，人均碳排放水平也超过欧盟水平。当前高碳锁定的发展模式具有不可持续性，席卷中国多数地区的雾霾天气使大家认识到大气污染的严重性，以及解决大气污染的紧迫性。中国政府也制定了“到2020年，一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右，非化石能源占一次能源消费比重达到15%”^①和“到2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%左右”^②目标，研究碳锁定效应的作用机制及其解锁问题变得十分必要与迫切。
 
    　2 碳锁定效应的内涵
 
    　2.1 锁定效应
 
　　在探讨碳锁定效应之前，我们有必要对锁定效应的内涵进行梳理。关于锁定效应，Arthur^[1]从技术演变角度进行了开创性研究，他认为一种技术由于偶然事件首先发展起来，投入应用，并不断获得报酬递增，就会以一种良性循环效应不断强化，称作技术锁定的“自我强化”机制。锁定效应一般聚焦在技术层面，其本质是产业集群在其生命周期演进过程中产生的一种“路径依赖”现象，先发展起来的技术通常可以凭借先占的优势，实现自我增强的良性循环，从而在竞争中战胜自己的对手。并且，锁定效应是造成市场失灵的重要原因之一，Kalkuhl等^[2]的研究表明，锁定在较为低级的技术系统所造成的福利损失比市场失灵的福利损失要大。
 
    　2.2 碳锁定效应
 
    　Unruh^[3～4]把工业经济通过路径依赖的过程，锁定在以碳基技术为基础的技术体系之中称为碳锁定。碳锁定效应形成的原因有技术、组织、社会制度等，Unruh据此提出了“技术—制度综合体”的概念。他的研究表明，由于碳基技术体制的演化具有路径依赖和自我强化等特征，因而长期主导了现代经济社会的发展路径，导致低碳技术的应用与扩散受阻，被锁定在了以化石燃料为基础的能源体系之中。在对Unruh“碳锁定”研究评述的基础上，李宏伟^[5]从碳基技术体制的视角重新定义了“碳锁定”，并且指出了“碳锁定”与碳基技术体制演化之间的关系。在技术的发展过程中，经过市场化、制度化和社会嵌入三个阶段，碳基技术体制逐渐形成，并相继形成技术锁定、制度锁定、系统锁定和社会锁定，最终导致“碳锁定”状态的出现。
 
    　特别是由于电力产品的同质性，对于消费者来说电力产品容易被替代，技术之间的竞争将集中于电力产品的价格，新的低碳技术很可能由于初期的高成本性而不易推广；因此，电力部门也更加容易产生碳锁定效应。Lehmann等^[6]的实证研究表明：欧洲的电力部门已经被锁定在高碳技术体系之中，它阻碍了可再生电力能源技术的应用。由于路径依赖的存在，欧洲在电力生产、传输、电网分布以及电力的存储和需求等领域都锁定在非可再生能源相对应的技术之中；阻碍可再生能源的市场份额提升的最主要障碍是主导技术体系、经济和制度的原因。
 
    　3 碳锁定效应的作用机制
 
    　3.1 技术层面解释
 
    　早期关于锁定效应的解释主要集中于技术层面，技术进步的方向很大程度上由当时的认知框架水平所决定。Nelson & Winter^[7]用技术体制这样的概念去描述这种框架；Dosi^[8]认为存在某种技术范式，某种规则或者准则会限制我们的思维和行动，科研、技术人员和企业的行为都将受到影响，技术的进步是在过去成就、思想和知识的基础上，循着某种既定的道路发展的；独立于当前主导技术体系的技术将很难发展，这也是锁定效应发生的原因。
 
    　Perkins^[9]从网络外部性角度对技术锁定作了进一步解释。他认为技术的边际成本是递减的，对同一种技术的广泛应用会带来更多的收益；并且各种技术并不是单独存在的，技术按照其关联关系划分可形成多种技术体系，技术体系中一种技术的使用、占据主导地位会使技术体系中的其他关联技术占优；技术的锁定是通过技术、经济、体制之间交互影响发挥作用的。对于主导技术体系以外的新技术而言，其推广使用将会有巨额的转换成本，并且这种转换成本主要来自两个方面：一是与当前主导技术体系相适应的硬件成本；二是软件成本，主要来自与主导技术体系相适应的经验与习惯。巨额转换成本的存在是导致新技术产生、扩散、发展受到阻碍的重要原因。
 
    　3.2 技术制度综合作用
 
    　技术层面的解释主要集中在微观层面，从企业和消费者短视的经济决策出发。Sanstad & Howarth^[10]，Krause^[11]认为造成低碳技术不能得到有效推广的原因主要是有限理性（消费者和企业）、信息不对称、道德风险、委托代理等问题的存在。Unruh^[3]在此基础上，将其作用机制的研究拓展到了宏观层面。他明确提出造成锁定主要有技术体系和社会制度两大原因。在技术的扩展过程中，正式的和非正式的制度会伴随着技术体系一起产生，通过非市场力量的方式对技术体系的发展产生影响。具体的影响形式可能是建立联盟、自治组织以及形成社会规范和习俗。
 
    　比如“邻避效应”，即“别在我家后院”的心理，是以邻为壑的一种表现。以能源结构转型为例，德国公民对可再生能源有着较高的社会政治接受度和市场接受度，愿意使用并且也较为经济，但这些主观愿景与客观现实之间存在一定差异：在德国的有些地区，具体可再生能源项目的实施遭到了抵制。德国可再生能源署相应的主观问卷调查显示：“65%的被调查者总体上欢迎可再生能源设施，但极少有人愿意住所附近有化石和核能电厂。”同时，公民居住地附近是否已存在可再生能源设备对调查结果有很大影响，被调查者对曾经接触过的可再生能源设备会更加欢迎^[12]。这事实上阻碍了可再生能源技术的应用与扩散，是技术、制度综合作用造成锁定的一种表现。当前中国各地民众抵制对二甲苯化工项目在本地的建设也是比较典型的“邻避效应”。
 
    　此外，国内学者在技术、制度角度也做了许多有益的探索。在碳锁定效应中，以主导碳基技术为基础的技术系统、行动者网络和规则体系在市场化和制度化过程中渐次形成，进而构成具有超稳定结构的碳基技术体制^[5]。之后，通过社会嵌入过程，碳基技术体制在不同层次和维度与其他社会系统发生关联，最终形成碳基社会技术系统，主导经济社会的发展路径，形成碳锁定。
 
    　张贵群、张彦通^[13]将碳锁定效应的作用机制归纳总结为以下五种：第一，碳基技术的锁定效应在一定程度上反映了企业决策者们面临技术选择时的有限理性；第二，碳基技术应用的报酬递增机制，随着技术的使用，其获得的收益将逐渐增加；第三，低碳技术自身发展的不完善，这强化了碳基技术的市场主导地位；第四，碳基技术向低碳技术转变的高昂转化成本，这种转换成本可能来自硬件或者软件层面；第五，技术制度综合体对碳基技术锁定的强化作用。
 
    　3.3 正向反馈机制
 
    　由于正向反馈机制的存在，与其他竞争性的技术相比，市场上先行采用的技术会获得正向激励，有助于保障其主导技术的地位^[1，3]。当两种技术相互竞争时，最新采用的技术会逐渐主导市场，这是由于正向反馈机制的存在，先进入市场的技术会逐渐完善、提升，把后来的技术排除在外。即使其他竞争性的技术比当前的技术更加先进、更加经济合理，也很难打破既有的锁定，取代当前锁定的技术。最常见的例子是QWERTY键盘的设计。虽然这种设计降低了打字效率，但是由于其较早采用，目前已占据了计算机键盘设计的绝对主导地位^[14]。
 
    　正向反馈机制很可能使技术锁定在一种低级的技术体系之内，造成市场失灵。这种锁定效应主要通过以下四种方式发挥作用：第一，规模经济，随着产出增加而单位成本下降的优势；第二，学习效应，随着一种技术使用时间的延长，它本身会不断地得到改进，工人掌握新技术的熟练程度提高，从而使其成本更趋降低；第三，网络或协作效应，随着一种技术的不断推广，其他各种经济活动也逐渐采取与之相配合的方式，从而产生出合作效益；第四，适应性预期，一种技术在市场上占据一定的支配性，与之相关的进一步技术创新的风险会降低，进而加大对这种技术体系的投入^[15]。
 
　　事实上，当下主导的技术体系并不是最为有效和经济合理的技术。比如汽车内燃机的平均能源转换效率只有25%，其中仅1%的能源用于运送乘客，但是该项技术仍旧是目前主导的技术^[16]。看似没有效率的技术的存在是合理的，这是因为，在一个效用最大化的准静态瓦尔拉斯均衡模型中，任何有助于减少二氧化碳排放的措施都会导致其他产品与服务减少的结果^[17]，这也正是形成锁定的重要原因。
 
    　4 解除碳锁定效应的路径探索
 
    　关于碳解锁，国内外进行了许多有益的探索，主要集中在以下四个方面：第一，在经济角度，可以从成本收益核算的视角研究解锁；第二，从形成原因出发，在技术制度角度寻求解锁方法；第三，从碳锁定效应受众角度，通过利益主体广泛、深入参与的方式解锁；第四，借助外力，通过突发性事件刺激的方式解锁。
 
    　4.1 成本收益核算
 
　　在成本收益角度的碳解锁，多采用庇古税或补贴的方式实现，这是解决市场失灵的常用方式。
 
　　庄贵阳^[18]的研究表明，由于温室气体排放主要是能源活动的二氧化碳排放，因此，能源补贴政策及其改革也具有直接或间接的减排效果，补贴存在的唯一理由是外部效益内部化。补贴可以协助产业适应新的环境保护管制法令，扶助新兴产业，提高国际市场竞争力。从短期看，补贴可以减少污染物排放量，鼓励能源节约；从长期看，补贴可以促进厂商增加对污染防治的投资，减少污染、节约能源、促进经济增长，对未来税收与就业机会有相当大的帮助，进而有助于破除碳锁定。
 
　　Kalkuhl等^[2]以福利最大化为目标，认为补贴和税收政策可以提高技术效率，新的低碳技术得以采用，在短期内依靠其便宜的价格；长期内是由于其发展潜力，效率得到很好发挥产生的经济性，具体的方法可以是对学习采用低碳技术进行补贴，歧视性的碳价政策调节成本收益，甚至是细分市场的方式使低碳技术更加经济合理^[4]。此外，Mattauch等^[19]认为碳锁定是由技术和政策失灵造成的，避免碳锁定的最有效政策措施是碳税和学习补偿，通过经济成本利益进行调节，并且加强基础设施建设对于促进低碳转型十分关键。
 
    　Lehmann等^[6]还具体研究了欧洲电力部门的碳锁定问题，他们认为欧洲电力部门对化石能源技术体系的路径依赖很大程度上是因为未来能源价格和气候政策的不确定性，若能明确化石能源使用造成的社会成本大于其收益，碳解锁的政策措施才能够有效推进。
 
    　4.2 技术制度解锁
 
    　Unruh^[4]的研究表明，由于技术制度共同体的自我加强特征，碳解锁在没有外力作用的情况下不易实现，在碳解锁过程中外部力量的介入显得尤为必要，他将研究重点放在技术和制度共同作用的过程之上。对于政策制定者来说，具体有三种方式可以帮助消除碳锁定：一是细分市场的方法来采用低碳技术，通过成本收益有效性的方式来发展低碳技术；二是促使公众认识到由于碳锁定造成的环境问题的严重性，促使全社会形成一种破除碳锁定的预期；三是在执行政策前等待一个合适的时机。
 
    　具体的可以有三种政策模式，以逐渐对现有技术系统进行变革：第一，不改变现有系统，只处理排放（即末端治理）；第二，改造一定的部件或流程，而维持整体系统构架不变（所谓连续性方法）；第三，替换整个技术系统（所谓非连续性方法）^[4]。然而只关注末端治理的方法，最终会趋于无法带来增量的改变；因此，只能在技术制度角度寻求破解之道。谢来辉^[20]的研究发现，替换整个技术系统的方法中剧烈的改变会伴随着极大的心理和财务障碍，较为可行的是连续性方法；连续性方法作为一种折中方案，它在现有能源系统的构架下，逐渐创新，最终实现技术系统的替代。此外，Kalkuhl等^[2]也建议对不同的技术采取歧视性的配额制和补贴低碳技术的方式解除碳锁定。
 
    　张莎莎、张建华^[21]还从技术创新角度进行了深入研究，认为低碳技术锁定的突破点应该是突破性创新和渐进性创新，并分析了与之对应的“跨越型技术路径”和“顺轨型技术路径”。其中突破性创新属于推动创新模式（push innovation model），即经由技术的发展推动市场的启动。常常是基于完全不同的科学技术原理对现有技术锁定进行突破，产生革命性的技术变革，以适应未来市场的需求和特定的市场利基的方式来获得竞争优势，突破性创新对应跨越型技术路径。而渐进式创新属于拉动创新模式（pull innovation model），即在市场需求方的拉动作用下，发掘现有设计中的潜力，对现有产品进行提升或改进，进一步巩固已有企业的市场地位，与之对应的是顺轨型技术路径。
 
    　由于“碳锁定”是碳基技术及其对应的技术体制形成过程中一系列动力机制相互强化形成的超稳定结构，因此实现“碳解锁”需要外生力量的冲击，李宏伟^[5]认为应包括自上而下的社会技术景观、水平层面的关联体制和自下而上的缝隙创新。除此之外，他还认为碳基技术体制内含了诸多异质的行动者和资源，其性质决定了体制的动态适应能力；只有当动态适应能力发生变化时，碳基技术体制才有可能从“内部实现自我转变”。
 
    　4.3 利益主体参与
 
    　Könnölä等^[22]认为由于技术锁定会对可持续发展造成阻碍，预期自愿协议的方式（prospective voluntary agreement，PVA）可以作为一种有效的碳解锁措施。PVA的核心是通过政府，企业和其他利益相关者的共同参与来使技术体系摆脱碳锁定；不仅如此，它还有助于环境和创新政策的制定。具体的措施有：提供多种的技术选择；对采用替代技术有一个共同的愿景；改变物理和社会网络。他们的研究表明摆脱锁定不仅需要利益相关者不断的学习，还需要技术制度共同体以外的利益相关者的参与，这是最为核心的内容。
 
    　碳解锁是现实可能的，即使在碳锁定较为普遍的电力部门。Carley^[23]通过对美国电力市场历史的回顾，重新评估了美国电力市场的碳锁定效应状况，他发现美国电力部门的碳锁定效应作用正在减弱；虽然完全的摆脱碳锁定还未实现，但是有与企业层面的技术交流创新，通过市场、政府干预及政策刺激，居民的参与等多方努力，碳锁定的情况正在逐渐变好。
 
　　此外，Lehmann等^[6]研究了欧盟推广可再生能源过程中的相关碳解锁政策。为了提高欧洲可再生电力能源的使用比例，他们分别分析了电力生产、上网、存储与使用过程中造成碳锁定的障碍，提高可再生能源比例的有效措施包括社会接受度，地域接受度（跨界传输等外部性问题）等方式，在一定的技术规划框架下，相关利益主体的广泛、深入参与对于碳解锁十分必要。
 
     　4.4 突发性事件刺激
 
    　Cowan & Hulten^[24]认为必须有非常事件发生，才有可能解除碳锁定，经过总结，他们最终确定了六类突发性事件：一是当前的主导技术出现危机；二是政府的管制措施；三是发生突破性的技术创新；四是消费者消费习惯与品位的改变；五是细分市场得以划分；六是科学研究有新的进展。这和Unruh^[4]描述的非连续性方法有相通之处，通过突发事件发生的契机，来替换当前主导的技术体系，实现碳解锁。然而这种偶然性事件不可预料、不可控制，是可遇不可求的。因此，这并非本文的研究重点。
 
    　5 对中国的启示
 
　　低碳转型成为各国应对气候变化、实现社会经济可持续发展、提升国家竞争力的重要途径。然而，中国的温室气体排放量从1990年的30.47亿吨CO₂e上涨到2011年的102.60亿吨CO₂e^③，并在2007年取代美国成为全球最大的碳排放国。随着城镇化进程中对能源和基础设施的投资需求持续增加，以及城市居民消费水平的快速上升，未来碳排放压力巨大。虽然国内外学者关于碳锁定效应的概念内涵、作用机制与解锁路径都作了诸多有益的探索；但是，目前的研究还存在一定的不足。至少有两个方面值得进一步拓展：一是在研究碳锁定效应作用机制的基础上，探讨好的锁定，促使技术朝着更加低碳的方向发展；二是碳锁定效应的形成原因应拓展为“技术—制度—偏好”共同作用，并且重视公众在解除碳锁定效应中的作用。
 
　    5.1 区分好的锁定与坏的锁定
 
　　锁定效应至少有三个层面的含义。第一，从字面上理解，锁定是倾向于向某种较为稳定的技术状态靠拢；有一定的固化性，是一种没有外力作用不易改变的技术现状。第二，从好恶性角度来看，锁定效应是中性的，它无关好坏。有可能通过锁定进入一个良性的技术发展循环；当然，也容易进入一个难以自拔的恶性循环，比如发展过程中的碳锁定效应对经济与环境产生许多不利的影响，这是本文讨论的重点。第三，从历史溯源角度来看，锁定一般要受到先前技术、社会制度、消费者偏好等条件的影响，即受原来选择的约束。
 
    　然而，目前关于锁定效应的研究主要集中在坏的锁定方面，研究的思路主要是锁定效应的作用机制，以及如何突破会导致恶性循环锁定的路径与方法等，而针对好的锁定的研究却较少涉及。事实上，好的锁定可以理解为一种“锁定红利”，它会在既有条件下使事物朝着好的方向发展，形成一个收益递增的模式。比如通过某种政策措施的实施，技术可以朝着更加低碳的方向发展，这将会是非常有意义的研究领域，此类型的研究有待展开。比如，IPCC的研究表明致力于公共交通体系和低碳基础设施的投资可以有效避免碳锁定。就当下中国的现实情况而言，随着信息技术的发展、信息传播的便捷，可考虑从互联网思维角度出发，通过信息技术的应用形成一种好的机制。
 
    　5.2 碳解锁需要全部主体参与
 
　　碳解锁是一个复杂的系统性问题，它不是任何一个经济主体能够独立解决的。碳解锁的过程应该是包含所有经济主体的。经典的经济学分析中包含三大主体：政府、企业与公众，三者关系紧密，在产品与要素市场形成循环。政府通过税收获得收益，提供公共产品；企业是产品与服务的供给者，同时也是劳动力要素的需求者；而公众则是产品与服务的需求者，同时也是劳动力要素的供给者。锁定效应造成的影响与三大经济主体息息相关，碳锁定效应可能是由企业对于碳基技术的依赖，或者政府制度上的惰性，甚至由于为了解决就业而保持的对某些落后经济发展模式的锁定。因此，具体到碳解锁，其解锁过程离不开每一个主体的努力，只有三大经济主体共同努力，以市场机制为主导，充分发挥政府的服务与监督功能才能有助于实现碳解锁，这是必要条件。
 
　　政府参与可以在以下两个方面造成影响：第一，政府制定的政策措施比市场力量更加直接、有效，通过对技术体系的支持，甚至是由于反垄断及国家安全方面的考虑，政府也会出台一些政策，促进更加先进的技术得以产生、发展、采用、推广。特别的，当技术发展的方向不确定时，适当的政府介入可以明确技术体系的发展方向；通过技术规划，技术补贴等形式可以有助于低碳技术的发展壮大。第二，政府并不能掌控经济的发展，创新与未来的增长不是仅靠政府的政策措施就能实现的，这点苏联的计划经济早已实践证明。政府要管好自己的参与度，这是特别需要重视的，因为中国地方政府参与经济运行的欲望非常强烈；政府的主要工作应是致力于维护市场公平公正，防止市场失灵等问题的出现。
 
　　企业是技术的应用主体，技术创新的主要实践者。低碳技术的研发、应用、扩散、发展、淘汰的全过程都离不开企业的参与，它同时也是政府刺激政策的直接受众，因此企业的选择对于碳解锁有最直接的意义。碳锁定是因为企业所使用的主导技术被锁定在了高碳技术中，Unruh总结的技术制度综合体也是以企业在使用过程中逐渐形成锁定的。因此，在碳解锁过程中，一个很重要的方式是以市场机制为出发点，通过提高低碳技术的经济合理性（以补贴、技术配额等方式），推广、发展低碳技术，破除碳锁定，这个过程离不开企业的参与。企业是创造价值的所在，考虑到中国特色市场经济的现实情况，在发挥国有企业力量的同时，需要充分重视成千上万民营企业的作用。
 
    　目前关于碳解锁的研究，大多忽略了公众的作为。关于碳锁定效应，较为普遍的观点是：技术制度综合体是造成碳锁定的主要原因。制度方面的解锁主要依赖政府主导的政策措施，技术领域主要依靠企业的决策选择。事实上，公众不仅是气候变化、环境污染等问题的受害者；同时也是产品和服务的需求者，公众可以通过改变需求品味，形成习俗与偏好影响技术的发展。并且，这种影响的效果远超想象。中国作为世界人口第一大国，有着最大的市场，因此在公众参与的角度解锁效果也潜力巨大。因此，应该将碳锁定的原因综合总结为“技术—制度—偏好”共同体造成的，据此才能使碳解锁道路更加有的放矢，行之有效。
 
    　注：
    　①引自国务院办公厅2014年11月9日发布的《能源发展战略行动计划（2014～2020年）》（http://www.gov.cn/zhengce/content/2014-11/19/content_9222.htm。
    　②引自新华网2014年11月13日刊登的《中美气候变化联合声明（全文）》（http://news.xinhuanet.com/energy/2014-11/13/c_127204771.htm）。
    　③温室气体排放数据来源：World Resources Institute CAIT（http://cait2.wri.org/wri）。
 
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    　（责任编辑：冯胜军）