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能源效率缺口研究综述

2017-05-30周慧邱红

阅江学刊 2017年6期

周慧 邱红

摘要:提高能源效率是应对能源挑战的重要措施。用户往往不会选择总成本最小化的节能技术,实际能效投资水平低于社会最优能效投资水平,这个差距即“能源效率缺口”。导致能源效率缺口的原因包括市场原因、行为原因和其他原因三方面。能源效率缺口一般通过估计与用户实际选择行为一致的主观贴现率即隐含贴现率来测度。离散选择模型和特征价格法是估算隐含贴现率最常用的方法。大量经验研究结果显示,隐含贴现率的估算值显著高于市场利率,说明能源效率缺口确实存在,但不同文献得出的结果差异很大。对能效投资中的隐含贴现率进行Meta回归分析,发现隐含贴现率的估算值受到研究采用的数据类型、研究方法及具体节能技术等因素影响。现实中,能效标识政策、能效标准政策、资金支持政策、能源价格政策及鼓励性政策等都有利于减少能源效率缺口。未来,可从研究视角、研究方法、政策设计等方面拓展相关研究。

关键词:能源效率;能源效率缺口;离散选择模型;隐含贴现率;Meta回归分析;能源效率政策

中图分类号:F206;TE0;X24 文献标识码:A 文章分类号:1674-7089(2017)06-0056-13

《G20能效引领计划》将提高能源效率作为新形势下解决当前全球经济持续低迷、传统动能日益消退、能源需求普遍放缓等发展困难的有效途径。梁靖雪:《加强能效合作引领全球能效提高》,《经济日报》,2016年10月24日。推广节能技术是提高能源效率的重要策略之一,但是,现实中具有合理回报率的节能技术往往推广速度缓慢,能效投资不足,这种现象被称为能源效率缺口(energy-efficiency gap)。Jaffe A B, Stavins R N, “The Energy-efficiency Gap What does it Mean?”Energy Policy, vol.22, no.10 (1994.10), pp.804-810.国际能源机构(IEA)预测:2012年至2030年,在工业、交通运输业、住宅业和商业部门,全球平均每年需投资960亿美元(25年共24000亿美元)来消除能源效率缺口。Yang M, Background and Literature Review on Energy Efficiency Gaps, London: Springer, 2013, p.14.该预测结果既反映了当前消除能源效率缺口任务之艰巨,又凸显了能源效率缺口问题研究的重要性和紧迫性。

一、能源效率缺口的概念

能源效率意味着用更少的能源生产出一定数量的产品或提供一定的服务。Patterson M G, “What is Energy Efficiency: Concepts, Indicators and Methodological Issues,” Energy Policy, vol.24, no.5 (1996.05), pp.377-390.比如,用紧凑型荧光灯替代白炽灯是一种提高能源效率的行为。对于用户来说,选择高效节能技术是一种能源效率投资,可以减少未来的耗能成本,但前期购买费用较高。因此,用户是否选择节能技术(产品)取决于前期费用和长期耗能成本之间的权衡,Gillingham K, Newell R G, Palmer K, et al, “Energy Efficiency Economics and Policy,” Annual Review of Resource Economics, vol.1, no.1(2009.10), pp.597-620.从经济学的角度看,能源效率投资是一个跨期决策问题。如果用户以成本最小化为目标,则决策的目标函数可以写成:Gerarden T, Newell R G, Stavins R N, “Assessing the Energy-efficiency Gap,” Social Science Electronic Publishing, 2015, pp.2-3.

min Totalcost=K(E)+O(E,PE)*D(r,T)+Othercosts。 (1)

其中:Totalcost是节能技术(产品)生命周期内的总成本;K(E)是初始购买成本;O(E,PE)是年度耗能成本,E是年度耗能量,PE是能源价格;D(r,T)是现值因子(present value factor),取决于貼现率r和该技术的使用年限T;Othercosts表示所有其他成本。

根据这一决策框架,在提供同等产出或服务的前提下,最小化总成本的节能技术是用户进行能源效率投资的最优选择。然而在现实生活中,用户往往没有选择总成本最小化的节能技术。换句话说,与最优水平相比,个体的实际能源效率投资不足。

进一步从全社会的角度来看,使用某种节能技术(产品)的总成本不仅包括技术(产品)的经济成本,也应该包括能源消费的社会成本。如果能源价格中没有体现社会成本,那么,在该能源价格下的能源效率投资水平将低于使社会总成本最小化的社会最优能效投资水平。

Gerarden等将个体能效投资不足的行为称为“能源悖论”,将社会能效投资水平偏低的现象称为“能源效率缺口”。Gerarden T, Newell R G, Stavins R N, “Assessing the Energy-efficiency Gap,” Social Science Electronic Publishing, 2015, pp.2-3.但是,大多数文献并没有对这两个概念进行严格区分,本文将上述两种情况下实际能效投资水平与最优能效投资水平之间的差距统称为“能源效率缺口”。Brown M A, “Market Failures and Barriers as a Basis for Clean Energy Policies,” Energy Policy, vol.29, no.14 (2001.04), pp.1197-1207. Thollander P, Danestig M, Rohdin P, “Energy Policies for Increased Industrial Energy Efficiency: Evaluation of a Local Energy Programme for Manufacturing SMEs,” Energy Policy, vol.35, no.11 (2007.11), pp.5774-5783. Allcott H, Greenstone M, “Is There an Energy Efficiency Gap?” Social Science Electronic Publishing, vol.26, no.1 (2012.01), pp.3-28. Backlund S, Thollander P, Palm J, et al, “Extending the Energy Efficiency Gap,” Energy Policy, vol.51, no.51 (2012.08), pp.392-396.

二、产生能源效率缺口的主要原因

为什么实际能效投资水平达不到理论上的最优水平?在能源效率投资目标函数的框架下,本文从三方面综述其可能的原因。

(一)市场原因

1.不完全信息(imperfect information)

前文所描述的决策行为是基于完全信息假设的,即决策者清楚地知道其目标函数中所有变量的相关信息。然而,现实情形常常并不符合这一假设。在(1)式中,各种节能技术的价格信息(K)较容易获取,而准确的能耗信息(E)则较难掌握。如果消费者不了解某种节能技术的性能及节能优势,Howarth R B, Andersson B, “Market Barriers to Energy Efficiency,” Energy Economics, vol.15, no.4(1993.10), pp.262-272.也就不可能作出完全信息假设条件下最优的节能技术选择了。研究发现,给消费者提供更清晰、更易于比较的能耗信息能显著提高消费者选择节能技术的意愿。Hui Z, Bukenya J O, “Information Inefficiency and Willingness-to-pay for Energy-efficient Technology: A Stated Preference Approach for China Energy Label,” Energy Policy, vol.91, no.91 (2016.04), pp.12-21.此外,信息的形式也会对决策产生影响,Heinzle S L, “Disclosure of Energy Operating Cost Information: A Silver Bullet for Overcoming the Energy-efficiency Gap?” Journal of Consumer Policy, vol.35, no.1 (2012.01), pp.43-64.具体、生动和个性化的信息更容易被记住。Palm J, “Placing Barriers to Industrial Energy Efficiency in a Social Context: A Discussion of Lifestyle Categorization,” Energy Efficiency, vol.2, no.3 (2009.08), pp.263-270.如果消费者认为能耗信息来源不可靠,他们就会倾向于选择价格较低的高能耗产品。Ramírez C A, Patel M, Blok K, “The Non-energy Intensive Manufacturing Sector: An Energy Analysis Relating to the Netherlands,” Energy, vol.30, no.5(2005.04), pp.749-767. Sanstad A H, Howarth R B, “‘Normal Markets, Market Imperfections and Energy Efficiency,” Energy Policy, vol.22, no.10(1994.10), pp.811-818.

2.委托代理问题(principal-agent problem)

当节能技术的投资者不是节能技术的受益者时,委托代理问题便产生了,此时,决策目标函数中只包含初始购买成本,不包含耗能成本。一个典型的例子是业主与租户——如果家电的耗能费用由租户承担,业主享受不到节能产品带来的好处,依据成本最小化原则,业主就会选择价格低(能耗高)的家电设备,即业主的能效投资不足。Jaffe A B, Stavins R N, “The Energy-efficiency Gap What does it Mean?” Energy Policy, vol.22, no.10 (1994.10), pp.804-810. Hirst E, Brown M, “Closing the Efficiency Gap: Barriers to the Efficient Use of Energy,” Resources Conservation & Recycling, vol.3, no.4 (1990), pp.267-281.

3.资金约束(credit constraint)

资金约束会阻碍能源效率投资。Golove W H, Eto J H, Market Barriers to Energy Efficiency: A Critical Reappraisal of the Rationale for Public Policies to Promote Energy Efficiency, California: Lawrence Berkeley Laboratory, 1996, p.10.由于節能技术的初始购买成本较高,若可用资金受限,消费者或企业即使知道后期收益能弥补前期投入成本,也无法进行能效投资。尤其是低收入家庭和小型企业,由于金融市场的信息不对称,其融资成本可能更高。Decanio S J, “Barriers within Firms to Energy-efficient Investments,” Energy Policy, vol.21, no.9 (1993.09), pp.906-914.在(1)式的框架下,这意味着上述用户面临更高的贴现率(r),实际能效投资低于最优水平。

4.外部性(externalities)

能源生产和消费会产生环境污染、气候变化等负外部性,而能源价格往往不包含缓解这些负外部性而产生的社会成本。由于能源价格偏低,即使消费者或企业选择了个体最优的能效投资决策,也会低于社会最优的能效投资水平,产生能源效率缺口。Allcott H, Greenstone M, “Is There an Energy Efficiency Gap?” Social Science Electronic Publishing, vol.26, no.1 (2012.01), pp.3-28.

(二)行为原因

1.有限理性(bounded rationality)

标准的经济理论假设决策者能够充分利用所有信息,精确计算成本收益,得出最有利于自己的选择。然而,现实中的决策者可能并不符合理性经济人的假设。Kahneman D, “A Perspective on Judgement and Choice: Mapping Bounded Rationality,” American Psychologist, vol.58, no.9 (2003.09), p.697.对于消费者而言,要如(1)式所示精确计算每一种节能技术的总成本并从中选择成本最小的一种,需要具备很高的信息处理和认知能力。由于有限理性,大多数消费者在面对复杂决策时都会采取一些简化策略(heuristic strategy),比如只考虑某一方面的因素。在能源效率投资的决策问题上,有限理性使消费者不能准确评估节能产品的长期收益,Allcott H, “The Welfare Effects of Misperceived Product Costs: Data and Calibrations from the Automobile Market,” American Economic Journal Economic Policy, vol.5, no.3 (2013), pp.30-66.导致能源效率投资偏离最优水平。Sanstad A H, Howarth R B, “‘Normal Markets, Market Imperfections and Energy Efficiency,” Energy Policy, vol.22, no.10(1994.10), pp.811-818.

2.缺乏注意(inattention)

在能源效率投资决策的目标函数中,当前的购买价格和未来耗能成本的现值对于决策者具有同等重要的影响。而在现实生活中,消费者可能会更多地关注当前价格,忽略未来的耗能成本,从而不愿意选择价格较贵的节能技术。这种现象有心理学的原因:注意力是一种稀缺资源,分配到较为显著(salient)的信息上成本较小,而运用注意力搜集处理不显著的信息则需花费较高的成本,如果信息搜集的成本比收益还大,那么,有意忽略部分信息也是一种理性选择。Sallee J M, “Rational Inattention and Energy Efficiency,” The Journal of Law and Economics, vol.57, no.3 (2013.10), pp.781-820.

3.双曲贴现(hyperbolic discounting)

耗能成本发生在未来一段较长的时间里,在进行能源效率投资决策时,需要对未来的耗能成本进行贴现。标准的贴现理论采用指数贴现,其主观贴现率(subjective discount rate)不会随时间发生變化。

对贴现因子D(r,t),主观贴现率的定义为D(r,t)t/D(r,t)。在指数贴现情况下,D(r,t)=exp(-rt),此时主观贴现率为r,不随时间变化。在双曲贴现情况下,D(r,t)=11+rt,则主观贴现率为r1+rt,随时间的增加而减少。

然而,大量行为经济学的研究表明,消费者进行跨期决策时存在双曲贴现现象,Frederick S, Loewenstein G, ODonoghue T, “Time Discounting and Time Preference: A Critical Review,” Journal of Economic Literature, vol.40, no.2 (2002.02), pp.351-401. Laibson D, “Golden Eggs and Hyperbolic Discounting,” Quarterly Journal of Economics, vol.112, no.2 (1997.02), pp.443-477.此时消费者的主观贴现率随时间减小。Benhabib J, Bisin A, Schotter A, et al, “Present-bias, Quasi-hyperbolic Discounting, and Fixed Costs,” Games and Economic Behavior, vol.69, no.2(2010.09), pp.205-223. 双曲贴现描述了人们的“现时偏向型偏好”(present bias preference),与指数贴现相比,双曲贴现会赋予“现在”更大的权重而对未来考虑不足。Odonoghue T, Rabin M, “Doing It Now or Later,” The American Economic Review, vol.89, no.1(1999.03), pp. 103-124.由于节能技术的购买成本发生在现在而耗能成本发生在未来,双曲贴现的消费者更希望节省目前的购买成本,从而导致能源效率投资不足。Heutel G, “Optimal Policy Instruments for Externality-producing Durable Goods under Time Inconsistency,” Social Science Electronic Publishing, vol.72 (2011.05), pp.54-70.

(三)其他原因

1.隐含成本(hidden cost)

在能效投资决策的过程中,除了价格和耗能成本之外,还可能存在一些隐含成本,如信息搜集成本、安装成本等。Nichols A L, “Demand-side Management Overcoming Market Barriers or Obscuring Real Costs?” Energy Policy, vol.22, no.10 (1994), pp.840-847.理论上,在计算最优能效投资水平时,由于这部分成本无法直接观察,所以往往被技术专家所忽略;而在现实决策中,消费者或企业会考虑这部分成本,所以他们选择的能效投资水平低于理论上的最优水平。此外,节能技术的某些性能可能与现有技术存在差异,比如荧光灯虽然更节能,但其光谱与白炽灯不同,对部分消费者而言会影响使用效果,而这种影响也无法直接体现为成本。Stern P C, “Blind Spots in Policy Analysis: What Economics doesnt Say about Energy Use,” Journal of Policy Analysis and Management, vol.5, no.2 (1986), pp.200-227. Ostertag K, “Transaction Costs of Raising Energy Efficiency,” Earthpolicy Org, (1999.05).

2.异质性(heterogeneity)

在能源效率投资决策目标函数(1)式中,由于消费习惯不同,不同决策个体有不同的年度能源消费量(E),最优能效投资水平也各不相同。也就是说,某种节能技术可能在平均意义上是最优的,但是对于年度能源消费量较小的用户来说,该技术可能就不是最优的。Jaffe A B, Stavins R N, “The Energy-efficiency Gap What does it Mean?” Energy Policy, vol.22, no.10(1994), pp.804-810.忽略决策个体之间的异质性,就可能高估最优能效投资水平,从而得出实际能效投资水平偏低的结论。Bento A M, Li S, Roth K, “Is there an Energy Paradox in Fuel Economy? A Note on the Role of Consumer Heterogeneity and Sorting Bias,” Economics Letters, vol.115, no.1(2012), pp.44-48.

3.选择权价值(option value)

选择权价值是指延迟投资所带来的净收益,即使这项投资从成本收益的角度来看是划算的。选择权价值来源于不确定性、投资的不可逆性和投资时间的灵活性。Dixit A K, Pindyck R S, Investment under Uncertainty, Princeton: Princeton University Press, 1994, pp.659-681.消费者延迟采纳有效的节能技术,可能出于以下几方面的考虑:一是对未来能源价格波动的担心,如果能源价格下跌,就需要更长时间才能收回能效投资;二是新的节能技术在产品性能、服务配套等方面可能尚未成熟;三是能效投资会导致大量的沉没成本,不能回收。Hirst E, Brown M, “Closing the Efficiency Gap: Barriers to the Efficient Use of Energy,” Resources Conservation & Recycling, vol.3, no.4(1990), pp.267-281.由此,消费者采纳这些节能技术的最低预期资本回报率(hurdle rate)高于普通投资。Hassett K A, Metcalf G E, “Energy Conservation Investment: Do Consumers Discount the Future Correctly?” Energy Policy, vol.21, no.6 (1993.06), pp.710-716. Ansar J, Sparks R, “The Experience Curve, Option Value, and the Energy Paradox,” Energy Policy, vol.37, no.3(2009), pp.1012-1020.

三、能源效率缺口的估算

(一)能源效率缺口的估算方法

如何估算能源效率缺口的大小呢?如前所述,能效投資是一个跨期选择问题,消费者要实现总成本最小化,需要在前期购买成本和后期耗能成本之间进行权衡,这个选择的核心是决策者的主观贴现率。如果主观贴现率显著高于其他同等风险的市场利率(如贷款利率、存款利率、股票收益率等),则意味着决策者在能效投资方面要求比市场水平更高的资金回报率,其能效投资水平将低于根据市场利率计算得到的最优能效投资水平,即存在能源效率缺口。

然而,研究者无法直接观察到消费者的主观贴现率,所以可根据消费者的实际选择行为,基于总成本最小化或效用最大化原则推导出与实际选择行为一致的主观贴现率,这个贴现率被称为“隐含贴现率”(implicit discount rate)。Klemick H, Wolverton A, “Energy-efficiency Gap*,” Encyclopedia of Energy Natural Resource & Environmental Economics, vol.1(2013), pp.74-81.隐含贴现率与市场利率之间的差异可以用来表征能源效率缺口的大小。现有文献中计算隐含贴现率最常用的方法主要包括离散选择模型和特征价格法。

1.离散选择模型(discrete choice model)

把节能技术(产品)视为价格、能耗和其他属性(attributes)的集合体,消费者根据从中获得的预期效用来选择使效用最大化的技术(产品)。对(1)式稍加变换,消费者的效用函数可以写成:

U=β1 K(E)+β2 O(E,PE)+Otherattributes+ε。 (2)

其中:系数β1 和β2 分别表示产品价格和年度耗能成本的边际效用,预期为负,Otherattributes表示研究者能观察到的影响消费者选择的其他产品属性,ε表示研究者观察不到的影响消费者选择的其他因素。消费者选择使其效用最大化的节能技术(产品)。

根据对ε分布的不同假设(I型极值分布或正态分布),可以得到Logit模型或Probit模型,并估计系数β1和β2。β2 /β1表示当节能技术每年节省1元耗能成本时,消费者现在愿意为之多付多少钱。根据β2 /β1=D(r,T),可以推出与消费者选择行为一致的隐含贴现率r*。

2.特征价格法(hedonic price method)

此方法同样将节能技术(产品)视为一系列属性的集合体,并认为产品的市场价格反映了消费者对这些产品属性的支付意愿。建立特征价格方程:

K(E)=αO(E,PE)+Otherattributes+ε。 (3)

系数α同样反映了当节能技术每年节省1元的耗能成本时,消费者现在愿意为之多付多少钱,令α=D(r,T),可以推导出隐含贴现率r*。

(二)隐含贴现率的估算结果

关于能源效率投资隐含贴现率最经典的研究可以追溯到Hausman的文章。Hausman J A, “Individual Discount Rates and the Purchase and Utilization of Energy-using Durables,” Bell Journal of Economics, vol.10, no.1(1979), pp.33-54.基于离散选择模型,他以家庭为样本对空调购买数据进行实证分析,发现消费者在选择空调时的平均隐含贴现率大约是20%,高于市场利率水平。

随后,许多学者对能源效率投资中的隐含贴现率问题开展了经验研究,很多学者发现了高于市场利率的隐含贴现率。

Gately D, “Individual Discount Rates and the Purchase and Utilization of Energy-using Durables: Comment,” Bell Journal of Economics, vol.11, no.1(1980.spring), pp.373-374. Ruderman H, Levine M D, Mcmahon J E, “The Behavior of the Market for Energy Efficiency in Residential Appliances Including Heating and Cooling Equipment,” Energy Journal, vol.8, no.1(1987.01), pp.101-124. Dreyfus M K, Viscusi W K, “Rates of Time Preference and Consumer Valuations of Automobile Safety and Fuel Efficiency,” The Journal of Law and Economics, vol.38, no.1(1995.04), pp.79-105. Ewing G, Sarigllü E, “Assessing Consumer Preferences for Clean-fuel Vehicles: A Discrete Choice Experiment,” Journal of Public Policy & Marketing, vol.19, no.1(2000.03), pp.106-118.Revelt和Train采用Mixed Logit模型,运用调研数据估算得出消费者在选择不同类型冰箱时的隐含贴现率为39%。Revelt D, Train K, “Mixed Logit with Repeated Choices: Households Choices of Appliance Efficiency Level,” The Review of Economics and Statistics, vol.80, no.4 (1998.07), pp.647-657.Min等搜集了183位参与者的陈述偏好数据来研究影响消费者选择灯泡的因素,并建立离散选择模型研究消费者选择灯泡的隐含贴现率,他们发现知道灯泡能耗信息的消费者的隐含贴现率为100%,而不知道灯泡能耗信息的消费者的隐含贴现率高达560%。Min J, Azevedo I L, Michalek J, et al, “Labeling Energy Cost on Light Bulbs Lowers Implicit Discount Rates,” Ecological Economics, vol.97, no.385 (2014.10), pp.42-50.周慧等收集了南京市居民在選择各种类别、各种能效水平热水器时的陈述偏好数据,构建多项式Logit模型进行实证分析,结果表明,居民为了年均耗能成本下降1元愿意多支付3.16元,即30%的隐含贴现率。周慧、张莹杰:《居民家庭节能投资中的能源效率缺口》,《中国人口·资源与环境》,2015年第4期,第132-140页。Horne等以1150名加拿大人为调查对象,建立多项式Logit模型估算出他们在选择车辆时的隐含贴现率为22.5%。Horne M, Jaccard M, Tiedemann K H, et al, “Improving Behavioral Realism in Hybrid Energy-economy Models Using Discrete Choice Studies of Personal Transportation Decisions,” Energy Economics, vol.27, no.1 (2005.01), pp.59-77.Mau等在不同市场假设下,对混合动力电动汽车和氢燃料电池车的购买行为进行调查,从而研究加拿大消费者对新能源汽车技术的偏好,估算结果显示隐含贴现率为21%—49%。Mau P, Eyzaguirre J, Jaccard M, et al, “The ‘Neighbor Effect: Simulating Dynamics in Consumer Preferences for New Vehicle Technologies,” Ecological Economics, vol.68, no.1 (2008.01), pp.504-516.但是,也有部分研究得到的隐含贴现率值相对较小,如Allcott和Wozny利用1999—2008年的交易数据研究发现消费者选购汽车的隐含贴现率约为15%。Allcott H, Wozny N, “Gasoline Prices, Fuel Economy, and the Energy Paradox,” The Review of Economics and Statistics, vol.96, no.1003 (2010.03), pp.779-795.

此外,不同收入群体的隐含贴现率存在显著差异,贴现率随家庭收入的增加而下降。Train K, “Discount Rates in Consumers Energy-related Decisions: A Review of the Literature,” Energy, vol.10, no.12 (1985.01), pp.1243-1253.如Hausman发现,年收入分别为6000、10000、15000、25000、35000、50000美元的家庭购买空调时的贴现率分别为89%、39%、27%、17%、8.9%、5.1%。Hausman J A, “Individual Discount Rates and the Purchase and Utilization of Energy-using Durables,” Bell Journal of Economics, vol.10, no.1 (1979), pp.33-54.Berkovec在研究供暖系统时也得出了类似的结论,收入在1000美元的家庭的贴现率为56%,收入为60000美元的家庭的贴现率仅为14%。Berkovec J, Hausman J, Rust J, Heating System and Appliance Choice, Cambridge: MIT Energy Laboratory, 1983,p.83.针对汽车的研究发现,家庭收入在12000美元以下的贴现率为12%,而收入在20000美元以上的家庭的贴现率為5%。Train K, Qualitative Choice Analysis: Theory, Econometrics, and an Application to Automobile Demand, Cambridge: The MIT Press, 1986, p.665.针对照明灯的研究也发现,收入在30000美元的家庭的平均贴现率为182%,收入为75000美元的家庭贴现率为36%。Min J, Azevedo I L, Michalek J, et al, “Labeling Energy Cost on Light Bulbs Lowers Implicit Discount Rates,” Ecological Economics, vol.97, no.385 (2014.10), pp.42-50.

可以看出,现有研究得到的隐含贴现率估计值的变化范围很大。为进一步揭示隐含贴现率估计值的影响因素,本文继续对能效投资隐含贴现率的文献进行Meta回归分析。

四、隐含贴现率估算结果影响因素的Meta分析

(一)Meta回归分析方法

不同于传统文献综述的定性研究,Meta分析是指对具备特定条件、同课题的文献进行定量综合分析。Meta回归分析是建立在Meta分析基础上的多元回归分析方法,有助于解释研究结果不一致的深层原因。Stanley T D, Jarrell S B, “Meta-regression Analysis: A Quantitative Method of Literature Surveys,” Journal of Economic Surveys, vol.19, no.3 (2005), pp.299-308.Meta回归分析方法首先要搜集与研究主题相关的文献,依据一定的标准选出符合要求的实证类论文,然后从这些文章中提取适合分析的统计量进行回归。Meta回归分析的被解释变量为文献估算结果(如参数估计值、t值等),解释变量为代表样本特征、变量选择、研究方法、发表年份和国别等方面的特征变量。由于这些描述文献特征的变量大多是不连续的,所以自变量常采用虚拟变量的形式。彭俞超、顾雷雷:《经济学中的META回归分析》,《经济学动态》,2014年第2期,第126-131页。

为研究能源效率投资隐含贴现率估算结果的影响因素,本文参考Stanley和Jarrell的Meta回归模型,Stanley T D, Jarrell S B, “Meta-regression Analysis: A Quantitative Method of Literature Surveys,” Journal of Economic Surveys, vol.19, no.3 (2005), pp.299-308.并结合现有文献的实证研究,建立以下模型:

IDR=β0+β1 Choice+β2 SP+β3 Panel+β4 X+ε。 (4)

其中,IDR是文献中得到的能效投资隐含贴现率估算值,解释变量均为虚拟变量,Choice表示文献所采用的研究方法是否为离散选择模型,SP表示文献数据是否为陈述偏好(stated preference)数据,Panel表示文献数据是否为面板数据,X是表示文献所研究的所有产品类型的向量,ε是误差项。

(二)数据来源

为获取Meta回归分析所需的数据,一方面,从关于能效投资贴现率的综述性文章中查找引用的论文;Train K, “Discount Rates in Consumers Energy-related Decisions: A Review of the Literature,” Energy, vol.10, no.12 (1985.01), pp.1243-1253. Frederick S, Loewenstein G, ODonoghue T, “Time Discounting and Time Preference: A Critical Review,” Journal of Economic Literature , vol.40,no.2(2002.06), pp.351-401.另一方面,利用Bing、Google Scholar等搜索引擎和Science Direct、Springer Link、JSTOR等数据库,以“energy efficiency gap”“discount rate”“energy paradox”“energy efficiency investment”等为关键词进行检索,在得到的文献中进一步选择研究具体节能技术(如车辆、家电等)隐含贴现率的文章,去掉研究一般时间偏好贴现率的文章。当一篇论文采用同一种方法、对同一种产品有多个贴现率估算值时(如不同收入群体的贴现率不同),则选择平均贴现率;如果一篇论文中采用不同方法、针对不同对象进行估算,就同时选取多个结果。基于上述标准,本文最终收集了1979—2017年发表的41篇文献,整理出55个关于能效投资隐含贴现率的研究样本。限于篇幅,本文未能列出全部样本数据,有兴趣的读者可以向作者索取。变量含义及描述性统计见表1。

(三)关于隐含贴现率的Meta回归分析结果

确定了模型和数据之后,本文借鉴Percoco和Nijkamp的方法,Percoco M, Nijkamp P, “Estimating Individual Rates of Discount: A Meta-analysis,” Applied Economics Letters, vol.16, no.12 (2009.07), pp.1235-1239.采用普通最小二乘法对(4)式进行回归,结果见表2。

由表2可见,能源效率投资隐含贴现率的估算值受到研究方法、数据等因素的显著影响,且结果稳健,不同设定下的模型得到的估算结果(符号与显著性)基本一致。

Choice的系数显著为负,表明与特征价格法及其他方法相比,采用离散选择模型估算出的隐含贴现率更小。理论研究发现,特征价格法所估算的支付意愿实际上是消费者边际效用加权平均值的比值,其中的权重正是离散选择模型(Logit)得到的消费者选择概率的函数,选择概率不确定性越大的消费者(边际消费者)被赋予的权重越大。Wong M, A Tractable Framework to Relate Marginal Willingness-to-pay in Hedonic and Discrete Choice Models, Working Paper, 2015.也就是说,只有当消费者不存在异质性时,两种方法得到的估算值才会完全一致。

Panel对应的系数显著为负,说明采用面板数据比采用截面数据得到的贴现率更低。采用面板数据的优点在于固定效應可以吸收误差项中所包含的观察不到的产品属性,这些产品属性可能与模型中包含的其他变量(如价格等)相关,从而避免了变量内生性带来的系数偏误。Allcott H, Wozny N, “Gasoline Prices, Fuel Economy, and the Energy Paradox,” The Review of Economics and Statistics, vol.96, no.1003 (2010.03), pp.779-795.换句话说,如果不控制内生性问题,隐含贴现率的估算结果会偏高。

SP对应的系数显著为负,这意味着利用陈述偏好数据估算出的贴现率低于利用市场交易数据得到的贴现率。陈述偏好数据由研究者通过实验设计、调查问卷等形式得到,被访者对虚拟的能效投资问题进行回答;市场交易数据则来自消费者在市场中的真实行为。产生这种差异的原因可能有两个:一是被访者面对虚拟问题的回答与其实际行为不一致;二是陈述偏好数据一般由实验设计生成节能技术的属性组合,避免了变量内生性的问题。如前所述,采用面板数据可以处理模型中变量内生性的问题,因此,为进一步验证两种可能原因均存在,模型2在模型1的基础上增加了SP和Panel的交互项。结果显示,交互项的系数显著为正,说明与已经控制内生性的市场数据相比,采用陈述偏好数据会得到更高的隐含贴现率估算值,这个差异可以归因于被访者回答问题与实际行为的不一致性。而SP的系数仍然显著为负,说明与没有控制内生性的市场数据相比,采用陈述偏好数据得到的隐含贴现率较小,这个差异则来源于陈述偏好数据缩小了内生性问题带来的偏误。

模型3进一步加入了表示不同节能技术类型的虚拟变量(以汽车作为对照组)。结果显示,空调的隐含贴现率估算值显著低于汽车的隐含贴现率,而热水器及供暖设施的隐含贴现率估算值则显著高于汽车,其他产品的隐含贴现率估算值与汽车没有显著差异。可见,不同节能技术(产品)的隐含贴现率估算值确实存在差异,这与Train的研究结论是一致的。Train K, “Discount Rates in Consumers Energy-related Decisions: A Review of the Literature,” Energy, vol.10, no.12 (1985.01), pp.1243-1253.但是,已有文献并未对导致这种差异的具体原因进行经验研究。一种可能的原因是消费者对于不同节能技术(产品)能耗信息的掌握程度有所差异,从而导致在节能技术的投资行为上存在差异。

五、应对能源效率缺口的政策

(一)能效标识政策

能效标识是一种信息标签,通过向消费者直观地提供产品的能耗信息能减少能源效率投资中的信息不完全问题,Howarth R B, Haddad B M, Paton B C, et al, “The Economics of Energy Efficiency: Insights from Voluntary Participation Programs,” Energy Policy, vol.28, no.6 (2000.06), pp.477-486.

从而引导和帮助消费者选择高效节能的产品。Truffer B, Markard J, Wüstenhagen R, “Eco-labeling of Electricity-strategies and Tradeoffs in the Definition of Environmental Standards,” Energy Policy, vol.29, no.11(2001.09), pp.885-897.实证研究发现,消费者倾向于购买带有能效标识的节能产品。Sammer K, Wustenhagen R, “The Influence of Eco-labelling on Consumer Behavior-results of a Discrete Choice Analysis for Washing Machines,” Business Strategy and the Environment, vol.15, no.3(2006.09), pp.185-199. Shen J Y, Saijo T, “Does an Energy Efficiency Label Alter Consumers Purchasing Decisions? A Latent Class Approach Based on a Stated Choice Experiment in Shanghai,” Journal of Environmental Management, vol.90, no.11 (2009.08), pp.3561-3573.Newell和Siikamki对各种信息标识进行了比较研究,他们发现简单的关于节能技术经济价值的信息是引导消费者进行更多能效投资的最重要的因素,关于节能技术的物理耗能量及碳排放信息虽然也有一定的附加作用,但效果要弱一些。Newell R G, Siikamki J, “Nudging Energy Efficiency Behavior: The Role of Information Labels,” Journal of the Association of Environmental and Resource Economists, vol.1, no.1 (2014.12), pp.555-598.

(二)能效标准政策

政府可以通过规定最低能源效率标准来提高节能产品的市场准入门槛。最低能效标准可以禁止不合格的产品进入市场,促使消费者购买节能产品。Mcmahon J E, Turiel I, “Introduction to Special Issue Sevoted to Appliance and Lighting Standards,” Energy and Buildings, vol.26, no.1 (1996.12), pp.1-3.Mahlia等基于马来西亚家用冰箱的市场交易数据研究能效标准政策对马来西亚居民购买冰箱的影响,发现最低能效标准显著提高了家用冰箱的能源效率,且居民从中获益。Mahlia T M, Masjuki H H, Saidur R, et al, “Cost-benefit Analysis of Implementing Minimum Energy Efficiency Standards for Household Refrigerator-freezers in Malaysia,” Energy Policy, vol.32, no.16(2004.11), pp.1819-1824.此外,欧盟出台的白炽灯禁令加快了高效节能灯的普及。Mills B, Schleich J, “Household Transitions to Energy Efficient Lighting,” Energy Economics, vol.46 (2014.08), pp.151-160.

(三)资金支持政策

前文已提到,资金约束是造成能源效率缺口的原因之一。政府对符合一定能效标准的节能产品给予一定金额的现金补助(财政补贴)或税收减免(税收优惠政策),有助于解决消费者因缺乏资金而无法购买价格高昂的节能产品的问题。针对美国市场的研究表明,补贴政策能有效提高节能电器的销售比例。Datta S, Filippini M, “Analysing the Impact of ENERGY STAR Rebate Policies in the US,” Energy Efficiency, vol.9, no.3 (2016.06), pp.677-698. Datta S, Gulati S, “Utility Rebates for ENERGY STAR Appliances: Are They Effective?” Journal of Environmental Economics & Management, vol.68, no.3 (2014.11), pp.480-506.

(四)能源价格政策

从静态最优化的角度看,提高能源价格会增加耗能成本,促使用户选择更加高效的节能产品。但是研究发现,能源价格上涨对于能效投资与能源消费的影响并不十分显著。Jacobsen G D, “Do Energy Prices Influence Investment in Energy Efficiency? Evidence from Energy Star Appliances,” Journal of Environmental Economics & Management, vol.74(2015.09), pp.94-106. Rapson D, “Durable Goods and Long-run Electricity Demand: Evidence from Air Conditioner Purchase Behavior,” Journal of Environmental Economics and Management, vol.68, no.1 (2014.07), pp.141-160.一种可能的原因是当能源价格上涨时,厂商通过更大幅度地降低高能耗产品的价格来抵消耗能成本上涨带来的负面影响。Cohen F, Glachant M, Sderberg M, The Impact of Energy Prices on Energy Efficiency: Evidence from the UK Refrigerator Market, Centre for Climate Change Economics and Policy Working Paper, no.203,2015.此外,信息对能源价格的影响也具有重要的调节作用,充分掌握能耗信息的家庭比不了解能耗信息的家庭对能源价格的上升更为敏感。Jessoe K K, Rapson D, “Knowledge is (Less)Power: Experimental Evidence from Residential Energy Use,” American Economic Review, vol.104, no.4 (2012), pp.1417-1438.消费者对于不同类型能源价格上涨的反应也存在差异,比如相比较于不含税油价的上涨,相同幅度的汽油税的上涨对消费者减少汽油消费量的作用更为显著。Li S, Linn J, Muehlegger E, et al, “Gasoline Taxes and Consumer Behavior,” American Economic Journal: Economic Policy, vol.6, no.4 (2012.07), pp.302-342.

(五)鼓励性政策

Thaler和Sunstein首次提出了鼓励性政策(nudging policy)的概念,即以非强制性的手段引导人们主动改变行为。Thaler R H, Sunstein C R, Nudge: Improving Decisions about Health, Wealth and Happiness, New Haven: Yale University Press, 2008, pp.158-159.Lehner等指出,鼓勵性政策对于促进可持续消费和构建环境友好型社会是一项强有力的政策。Lehner M, Mont O, Heiskanen E, “Nudging-A Promising Tool for Sustainable Consumption Behavior?” Journal of Cleaner Production, vol.134 (2016. 10), pp. 166-177.能源消费反馈是鼓励性政策的方式之一,有关部门定期以账单的形式告知居民使用能源的情况,引导人们关注和了解自己的能源消费情况,促使居民进行节能投资。许多研究发现这种反馈能有效减少能源消费。

Gleerup M, Larsen A, Lethpetersen S, et al, “The Effect of Feedback by Text Message (SMS)and Email on Household Electricity Consumption: Experimental Evidence,” The Energy Journal, vol.31, no.3 (2010.07), pp.113-132. Gans W, Alberini A, Longo A, “Smart Meter Devices and the Effect of Feedback on Residential Electricity Consumption: Evidence from a Natural Experiment in Northern Ireland,” Energy Economics, vol.36, no.3 (2013.03), pp.729-743. Schleich J, Klobasa M, Golz S, et al, “Effects of Feedback on Residential Electricity Demand-findings from a Field Trial in Austria,” Energy Policy, vol.61, no.4(2013.05), pp. 1097-1106.

设置默认选项(default setting)也是提高家庭能源效率的一种鼓励性政策,Carroll G D, Choi J J, Laibson D, et al, “Optimal Defaults and Active Decisions,” Quarterly Journal of Economics, vol.124, no.4 (2009.11), pp.1639-1674.比如“智能电网”中峰谷电的默认设置能使家庭在电力需求高峰时段自动降低用电量。

六、结 论

提高能源效率是应对气候变化、推动经济可持续发展的重要途径。中国政府把提升能效置于能源战略的优先地位,在能源发展“十三五”规划中将能源效率作为约束性指标,加快发展方式转型。然而,在现实生活中,具有合理回报率的节能技术往往不被用户广泛采纳,存在能源效率缺口。针对能源效率缺口,已有研究的焦点集中于三方面。

第一,能源效率缺口到底有多大?关于这个问题,国内外学者利用家庭、企业等不同类型的数据进行了各种实证分析,得到的结果并不一致。本文的Meta回归分析结果显示,隐含贴现率的估算值与研究所采用的数据、研究方法等因素密切相关。与其他研究方法相比,采用离散选择模型估算出的隐含贴现率较小,利用面板数据比利用截面数据估算出的贴现率低,基于陈述偏好数据得到的隐含贴现率低于基于市场交易数据得到的结果。因此,未来可以改进数据搜集方法,比如利用数据挖掘技术获得更为丰富的数据集;或者不断改进研究方法,如找到更好的工具变量来控制内生性问题;或者发展新的计量技术实现更有效的估算,使研究结果更为稳健。Allcott H, Greenstone M, “Is There an Energy Efficiency Gap?” Social Science Electronic Publishing, vol.26, no.1 (2012.01), pp.3-28.

第二,产生能源效率缺口的原因何在?早期的研究更多的是从市场失灵的角度加以解释,如不完全信息、委托代理问题、资金约束等,对决策行为的描述以传统的理性经济人模型为主。然而,越来越多的学者注意到产生能源效率缺口背后的行为影响因素,以行为经济学为主要分析框架,通过探索决策行为过程,不断提出导致能源效率缺口的深层次原因。从行为角度研究能源效率问题已成为该领域的一个重要趋势。Allcott H, Mullainathan S, “Behavior and Energy Policy,” Science, vol.327, no.5970 (2010.03), pp.1204-1205. Gillingham K, Palmer K, “Bridging the Energy Efficiency Gap: Policy Insights from Economic Theory and Empirical Evidence,” Review of Environmental Economics and Policy, vol.8, no.1 (2014.11), pp.18-38.

第三,提高能源效率的政策應如何设计?已有研究显示,能源效率缺口在决策个体之间存在显著的差异,而现有政策大多以提高总体能源效率为出发点,没有考虑到政策对不同群体的不同影响,因此,如何设计有针对性的政策是未来研究的一个重要方向。此外,在政策的形式上也可以有所创新,运用行为科学的研究结果设计行为干预政策,以更低的成本改变人们的行为,这个研究领域还有很大的发展空间。Allcott H, Mullainathan S, “Behavior and Energy Policy,” Science, vol.327, no.5970(2010.03), pp.1204-1205.