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中国经济列车飞速前行，改革开放短短40余载缔造了世界第二大经济体的“中国式奇迹”。世界银行公布的数据显示，2010年中国国内生产总值（Gross Demestic Product，GDP）现价总量达到401513亿元，成为仅次于美国的全球第二大经济体，创造了世界经济增长史的奇迹。另据国家统计局发布的数据，中国GDP由1978年的3678.7亿元人民币增长到2018年的900309.5亿元人民币，按平均汇率折算，经济总量达到13.6万亿美元。根据2018年末中国大陆人口数139538万人计算，人均GDP接近1万美元。同期，按可比价格计算，2018年GDP总量增加为改革开放初期的近40倍，年均增长速度高达9.5%。现在，我国是世界第二大经济体、制造业第一大国、货物贸易第一大国、商品消费第二大国、外资流入第二大国，我国外汇储备连续多年位居世界第一，中国人民在富起来、强起来的征程上迈出了决定性的步伐！
随着经济高速持续增长，人们生活水平显著提高，实现了从温饱不足到总体小康的历史性跨越。党的十八大提出了“两个一百年”奋斗目标，就是“到2020年实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番，全面建成小康社会；到21世纪中叶建成富强民主文明和谐的社会主义现代化国家，实现中华民族伟大复兴”。据国家统计局发布的数据，中国实际人均GDP从1978年的385元/人增加到2018年的64644元/人，人类发展指数（Human Development Index，HDI）从1990年的第105位上升为2016年的第90位（联合国开发计划署，2017）。“现在，我们比历史上任何时期都更接近实现中华民族伟大复兴的目标，比历史上任何时期都更有信心、更有能力实现这个目标。”
然而，在经济快速发展和人民生活水平迅速提高的同时，我国仍有一些“中国式难题”亟待解决。经济增长过度地依赖生产要素的投入而非技术效率的提高，资源环境承载力逼近极限，使得发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的能源和环境问题在中国集中出现，国家的可持续发展受到严重挑战。中国以占世界GDP 11.6%的经济总量，生产消耗了占全球约54%的水泥、45%的钢铁、35%的化肥和21.3%的一次能源，排放了占世界26%的二氧化硫（SO 2 ）、21%的二氧化碳（CO 2 ）和28%的氮氧化物（NO X ）。原环境保护部发布的《2012年中国环境状况公报》指出，57%地下水监测点的水质较差，甚至极差。张庆丰和克鲁克斯（2012）的研究显示，中国最大的500个城市只有不到1%可以达到世界卫生组织推荐的空气质量；在全球污染最严重的10个城市中，中国太原等7个城市榜上有名。在中国粗放式高速工业化进程中，生态环境成了“搭便车”的“重灾区”，随着工业化进程的推进，中国经济发展与资源环境之间的深层次矛盾日益尖锐，特别是近年来雾霾在全国各大主要城市“风靡”，让我们真真切切地感受到了环境污染的严重性。
中国全方位的严重环境污染不但体现在污染源上（工业污染、生活污染等），也体现在被污染对象上（空气、地表水、地下水等），还体现在区域范围上（城市、乡村、陆地、海洋等）。2000—2020年中国城市地区空气中SO
2
及粉尘含量是全世界最高的，PM10含量是60μg/m
3
（世界平均含量为43μg/m
3
）
。水质的下降导致中国消化系统癌症的发病率和死亡率急剧攀升，2000—2011年，男性癌症发病率保持稳定（+0.2%，P=0.1），女性癌症发病率显著增加（+2.2%，P＜0.05）（陈万青等，2016），癌症死亡人数在近年来也呈现出快速上升趋势（周脉耕等，2010），胃癌和肝癌已经分别成为中国第四和第六大致死原因（Ebenstein，2012）。根据耶鲁大学环境学院的相关测算，在2018年环境绩效指数（Environment Performance Index，EPI）的排名中，中国得分为50.74分，在所有178个国家中排名第120名，中国2006—2018年的EPI排名均在后列，而空气质量更是排名倒数第二，其得分为18.81，较十年前下降了14.15%。2014年世界卫生组织发布的全球城市空气质量调查报告显示，中国只有9个城市空气质量进入前100达标城市行列。2014年中国的环境竞争力在全球133个国家中排在第85位，得分仅为48.3分，稍好于2012年。根据耶鲁大学等研究单位联合发布的《2020年全球环境绩效指数（EPI）报告》显示，在参评的的180个国家和地区中，我国以37.3分位居第120位，这在一定程度上反映了我国生态环境绩效状况依然不容乐观。从历年的印工评估结果来看，我国的排名处在较为靠后的位置。如表1.1所示，中国经济总量排名与EPI排名形成强烈反差。
表1.1 中国经济总量排名与EPI排名
注：（1）GDP增速来源于国家统计局数据中心。
（2）EPI得分和排名均来源于耶鲁大学epi网站，http：//www.epi.yale.edu。EPI排名括号中为所有国家和地区数量
不断恶化的环境污染形势向粗放的发展方式亮起了红灯，中国环境污染成本占GDP的比例高达8%～10%（杨继生等，2013），而且环境污染严重危害了居民尤其是妇女和儿童的健康，社会健康成本大幅增加。吕铃钥和李洪远（2016）利用泊松回归比例危险模型定量评价可归因于京津冀地区PM10和PM2.5污染的居民健康效应，PM10污染所造成的健康经济损失总额为1399.3（1237.1～1553.1）亿元，相当于2013年该地区生产总值的2.26%（1.99%～2.50%）；PM2.5污染引起的健康经济损失总量达1342.9（1068.5～1598.2）亿元，占2013年该地区生产总值的2.16%（1.72%～2.58%）。慢性支气管炎与早逝是健康损失的主要来源。由环境污染所导致的恶果，已经严重影响了居民的公共健康和日常活动。
促进环境质量改善是“十三五”时期实现绿色发展和最终全面建成小康社会的重要目标和任务。为了解决环境污染问题，党和国家不仅将生态文明和“美丽中国”建设提高到中国经济社会发展前所未有的战略高度，而且制订了世界上最大规模的节能减排计划，并提出“要像对贫困宣战一样，坚决向污染宣战”。在2014年修订的《中华人民共和国环境保护法》中，将保护环境作为“国家的基本国策”，并首次提出各级政府必须将环境保护纳入国民经济和社会发展规划。党的十八届五中全会把“绿色发展”确立为“十三五”时期的重要发展理念，不断推动国家环境政策革新，构建现代生态环境治理体系，提升国家绿色领导力。而生态环境治理政策工具的选择、设计与应用是关系生态环境治理和绿色发展效果、政策执行成败的关键性因素。
环境治理体系和市场体系是生态文明制度“四梁八柱”的重要组成部分。作为追赶型经济体的典型代表，中国必须在节能减排和经济增长之间寻找合理的平衡，导致经济增长大幅下滑的激进减排措施在中国可能并不具备现实的可能性。党的十九大和党的十九届三中、四中全会《中共中央国务院关于加快推进生态文明建设的意见》《生态文明体制改革总体方案》《国务院关于创新重点领域投融资机制鼓励社会投资的指导意见》《国家发展改革委、科技部关于构建导向的绿色技术创新体系的指导意见》（发改环资〔2019〕689号）均将建立健全生态环境保护的市场化机制上升为国家治理体系和治理能力现代化战略层面予以部署。党的十八届五中全会、中央财经领导小组第六次会议和《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》明确作出了推动能源技术创新的战略部署。特别是党的十九届四中全会明确提出：完善绿色生产和消费的法律制度和政策导向，发展绿色金融，推进市场导向的绿色技术创新，更加自觉地推动绿色循环低碳发展。现有研究表明，促进能源技术进步是推进节能减排、破解能源环境问题、实现经济可持续发展的核心。以雾霾治理为例，虽然形成雾霾天气的原因既有自然因素，又有社会经济因素，但从技术角度看，不利的气候条件引起空气污染物的持续积累，由于城市大气气压较低、风速较慢，空气中的微小颗粒在低空中不断聚集无法扩散，较高的空气湿度使雾滴与细颗粒物结合形成较大的混合颗粒，过密的高层建筑物导致城市间的污染互相传导，推进污染形成；从经济学角度看，政府对能源技术进步的激励机制尚待完善，以高煤耗为主的能源结构、工业化进程导致的重工业占比过大的产业结构、机动车保有量不断提高的交通运输结构，以及城镇化过程中建筑工地大量扬尘是造成雾霾日趋严重的主要原因。由于较少企业面临环境管制，市场不会对先进的污染控制技术和工艺存在需求，环境技术产业丧失了长期发展的激励。目前我国只有火力发电厂广泛面临环境监管，从而使得脱硫、脱硝设备的安装率较高，其他行业较少采用这些设备。
能源技术进步不是一个单纯的工程意义上技术变化的过程，而是与社会经济、市场结构、制度安排等密切相关、相互影响作用的一个复杂过程（Perez，2004）。一方面，能源技术进步会推动经济的增长，促使产业结构变化；另一方面，能源技术进步又受到经济发展水平、社会制度、机构等因素的制约，其发展方向和速度受到这些因素左右。当前理论界和实务界日益重视能源技术进步在节能减排和经济增长中的作用，国外学者和研究机构不断拓展原有能源环境模型，加入内生技术变化模拟功能，用于分析能源技术进步对能源环境政策和技术促进政策的响应，以及在应对节能减排和经济增长中的作用。然而，中国的经济发展、能源结构和技术水平现状对中国的节能减排目标带来巨大挑战，更凸显了技术要素的重要性。
2005年，中国政府制定了《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006—2020年》，把能源技术放在优先发展位置，按照自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来的方针，加快推进能源技术进步，努力为能源的可持续发展提供技术支撑。作为一个发展中的大国，中国可持续发展的核心首先是经济的发展，强制实施大规模的节能减排必将以放慢经济增长为代价，寻找一条实现经济发展、社会、环境协调发展的可持续发展道路迫在眉睫。因此，在经济发展和环境保护新常态背景下，我们要把环境治理工作放在“四个全面”“五位一体”“五大发展理念”战略布局中来，依靠制度创新、科技进步、严格执法保护生态环境，全面深化生态文明领域改革。现有经验表明，从低碳经济入手推动新能源技术及其相关产业的发展，是促进中国可持续发展和实现经济增长方式转变的一个重要手段。如果政府能够通过激励机制及相应的政策措施推动企业、科研机构和公众进行能源技术创新，中国完全可以实现中国政府颁布的短期目标和长期规划。因此，将国民经济各组成部分和经济循环的各个环节都纳入一个统一的框架下，分析能源技术变化对国民经济各部门产生的最终结构性影响，并据此分析外部冲击产生后经济体各部分经过不断反馈和相互作用达到的最终状态，可以为相关决策部门制定促进能源技术开发、运用及推广的市场机制和公共政策提供参考依据，具有很强的现实意义和理论价值。
人类文明的发展史就是人与自然的关系史。从原始文明时期人类对自然的敬畏和崇拜，到农业文明时期人类对自然的模仿和改造，再到工业文明时期人类对自然的征服和控制，这一发展历程体现了人与自然关系的嬗变。在工业文明出现以前，人类对自然虽然造成了一定程度的破坏，但并未超出自然的调整能力，人与自然的矛盾还未充分显露。然而，到了工业文明阶段，由于自然科学的发展、生产技术的进步，人类在创造巨大物质财富的同时，也对自然造成了严重破坏，导致人与自然关系失衡。在全面深化改革和加强生态文明建设的背景下，中国的可持续发展进程正在进入新的历史转折期。要想治理环境问题，需要找到一条既能实现现代化又能保护环境的绿色发展之路。党的十八大报告提出了大力推进生态文明建设、深入实施可持续发展战略；作为未来十年治国总纲，党的十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》明确了生态文明制度建设的重要地位和作用，勾勒了生态文明制度框架，为今后加快制度建设指明了方向；党的十八届四中全会明确提出用严格的法律制度保护生态环境，加快建立有效约束开发行为和促进绿色发展、循环发展、低碳发展的生态文明法律制度，促进生态文明建设。党的十九大报告不仅对生态文明建设提出了一系列新思想、新目标、新要求和新部署，为建设美丽中国提供了根本遵循和行动指南，更是首次把美丽中国作为建设社会主义现代化强国的重要目标。美丽中国目标的提出，不仅寄予了人民对未来美好生活的期盼，也反映了中国共产党对人类文明规律的深刻认识、对现代化建设目标的丰富理解。特别是党的十九届四中全会对“坚持和完善生态文明制度体系，促进人与自然和谐共生”作出系统安排，阐明了生态文明制度体系在中国特色社会主义制度和国家治理体系中的重要地位，提出了不断完善和发展的总体要求和重点任务，充分体现了以习近平同志为核心的党中央对生态文明建设的高度重视和战略谋划，不难发现，作为世界上最大的发展中国家，出于转变经济增长方式的要求和大国责任感，中国正积极采取多项举措推进经济转型升级与经济社会环境和谐发展。但中国经济正处于工业化、城镇化快速发展的关键阶段，国情与经济发达国家差异较大，盲目发展低碳经济有可能影响到我国经济发展，因此，在新的发展阶段，我国如何在经济高速增长和工业化与城市化进程中实现自然资源的高效可持续利用，保持经济与能源环境的协调发展；如何实施合理有效的能源环境政策来协调增长、节能与减排的关系，该寻求一条什么的道路以实现能源可持续利用、环境保护和经济增长三者之间协调发展，这些问题的深入探讨在理论和现实意义上都具有非常重要的研究价值。
本书依据所处的新阶段（改革开放的攻坚期、全面建设小康社会的关键期）、面临的新形势（经济社会“新常态”发展）、遇到的新问题（环境问题成为现阶段中国敏感的政治问题和社会问题之一）、提出的新要求（绿色发展），从生态环境治理政策工具和手段的选择、设计与应用着手，研究能源技术进步理论内涵和外延，从理论上明确能源技术进步的政策内涵、影响因素、目标定位、绩效测评等体系框架，系统分析能源技术进步对经济主体行为、绿色技术激励、污染物和温室气体减排量、节能减排效果、宏观经济影响、社会福利影响等效应的影响，揭示能源技术进步对能源—经济—环境系统的影响机理；构建一个“新常态”转型期特征的动态环境CGE模型，仿真研究中国绿色发展过程中能源技术进步对中国能源—经济—环境系统的影响效应；结合实证研究与动态模拟结论，基于能源技术进步探讨中国绿色经济转型的战略目标、可行路径、优先领域和保障措施，进而提出有效的生态环境治理政策组合工具，以期实现中国经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。我们相信，本书的研究成果不仅将进一步丰富绿色发展理论、可持续发展理论、能源环境政策理论和公共政策等理论和知识，同时也为企业实践和政府政策制定提供理论借鉴和指导，为保持我国经济持续稳定增长，实现国民经济中长期发展目标以及奠定国家生态安全基础等方面进行理论和经验分析并提供重要的决策建议。
目前，中国节能减排和经济转型工作还面临着经济、能源、就业、体制，尤其是技术等方面的约束。我国正处于经济增长转型和低碳经济转型的两难选择之中，我们必须既遵循经济社会发展与环境保护的一般规律，顺应低碳经济发展的潮流和趋势，同时还要根据我国的基本国情和国家权益，寻找一条协调经济发展和节能减排、长期和短期利益、权衡各类政策目标的低碳发展路径。因此，本书研究还具有一定的实践意义。