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我国低碳技术创新中的锁定效应与对策

2010-04-21      来源:《光明日报》     作者:陈文婕 曾德明
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低碳经济这一理念始于气候变化和能源安全的考虑,是指经济体系只有很少或沒有温室气体排放到大气层中。作为一种以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳经济发展的关键是技术创新,即那些有助于降低经济发展对生态系统碳循环的影响,实现经济发展的碳中性的技术。技术的产生和发展需要系统对创新能力的支持,

而系统中存在着的“技术—制度锁定”现象会在一定程度上阻碍技术创新的产生与实现,发展低碳经济也会面临这一问题,因此需要从创新系统的视角探索有效防治“锁定效应”的途径。

低碳技术创新面临的“锁定效应”

低碳技术主要指那些有助于降低经济发展对生态系统碳循环的影响,实现经济发展的碳中性的技术。例如碳捕获和储存技术、节能减排技术和可再生能源技术以及某些现在未知的技术。低碳技术创新成功与否依赖于其发展的路径。一种技术的市场份额不只取决于市场偏好和技术可能性,而且还依赖于报酬递增和历史小事件,两者联合作用可能导致次优技术占主导地位,从而产生某种锁定效应。这也同样适用于制度方面。由于现代技术系统深深嵌入在制度结构之中,导致技术锁定与制度锁定的因素相互作用,加剧了技术锁定。

技术锁定和制度锁定理论对于低碳技术创新研究有重要意义。有研究指出,工业经济处在碳锁定的状态,尤其是锁定在碳密集的化石燃料能源系统,这是由技术和制度共同演进的过程中路径依赖的报酬递增所引起的。碳锁定是一种产生于工业国家历史发展路径的状态,这种状态也称为“技术—制度复合体”(Tecno-Institutional Complex,简称TIC),它是由技术系统和管理其扩散和应用的公共与私营机构组成的。技术和制度相互联系、互相依存地存在于系统之中,一旦稳定的技术制度系统得以形成,就会要求保持稳定并抵制变化的发生。因此,受益于长期递增报酬的以碳为基础的能源系统可能会产生“锁定效应”,妨碍低碳、可再生能源等低碳技术的创新。同时,受益于现有制度的参与者将试图维持该种制度,这就进一步强化了现存技术系统的锁定。目前工业化国家以碳为基础的能源和运输系统形成了锁定的技术—制度复合体,相应地也是碳锁定。

 “碳锁定”会阻碍发展低碳经济所需要的新技术研发及其普及。新技术对于稳定温室气体浓度有着至关重要的作用,没有新技术的支撑低碳经济难以实现。事实上,如果能尽早研发新技术并配合以相应的措施,那么稳定温室气体浓度的成本将大幅下降。比如将二氧化碳稳定在500体积浓度,相比正常情况下的技术变化率,加快技术创新和应用可有效降低所花费的成本。

然而以化石燃料为基础的能源技术似乎已被证明是一种成本较低的解决方案,以应对迅速工业化的大量能源需求。这种采用基于化石燃料的能源技术会产生积极反馈循环,从而形成对基于化石燃料的能源技术的持续再投资。伴随我国经济的快速发展和工业资本的不断增加,能源需求大幅上升已出现了能源紧缺危机。能源得不到可靠保障会阻碍投资和工业化进程,因此我们也面临着原有的工业化政策带来的与之俱增的能源压力。这种正反馈过程会倾向于继续应用或投资于旧技术,最终可能形成碳锁定。

低碳技术创新需要创新系统的支持

碳锁定及由此形成的障碍主要表现在以下方面:

第一,现有技术的支撑系统阻碍了低碳技术创新。即便存在可供选择的更优的替代技术,政府、金融机构、供应商和现有的基础设施之间的正反馈系统仍支持和维护现有技术。能源系统和技术的相关基础设施的生命周期很长,而新技术通常依赖不同的基础设施和辅助技术的支撑。

第二,相比现有技术,低碳技术创新面临更大的不确定性。低碳技术大多是比较新的技术,面临较大的技术风险、未来绩效存在很大的不确定性。诸如能源电力企业等低碳技术的潜在投资者和使用者的创新积极性会相应降低。而现有技术系统经过长期演变发展,逐渐成熟,风险相应减少。

第三,低碳技术创新伴随高昂的成本支出。低碳技术创新和使用通常会产生外部经济,而化石燃料等技术的使用者却不必为其造成的外部成本买单。低碳技术创新会伴随大量成本支出,如先期开发和能力建设成本,并且新技术的运转和维护也会产生高额费用。这使得低碳技术在成本上缺乏竞争力。

我国的能源消费结构中煤炭占有较大比重,二氧化碳的排放强度也相应较高。有研究表明,目前我国万元GDP能耗与世界先进水平相比仍然较高,主要工业过程和产品能耗比国际领先水平平均约高30%。如果不开展低碳技术创新,发展清洁、低碳的能源技术和生产技术,那么在我国以煤炭等化石燃料为主的能源结构在较长时期内不会发生根本性转变的情况下,随着工业化和城市化的推进,能源需求和消费将迅速上升,我国的经济和社会发展将遭遇重大瓶颈。中国现已成为世界第二大能源消耗国,国际社会要求中国承担温室气体减排义务的压力十分巨大。从目前形势看,低碳技术将是未来全球竞争中的战略制高点。发达国家很可能会利用其技术优势,推行与碳有关的交易规则制约中国等发展中国家的发展。因此,大力发展我国的低碳技术创新是十分必要的。

技术创新需要系统对国家或区域创新能力的支持。以往研究表明,对单个技术及其发展方式最恰当的理解就是将其作为更广泛的技术和创新系统的组成部分。创新不只是从R&D到新产品的单向、线性的流程,而是将技术可能与市场机会相匹配的过程,该过程还涉及多种类型的交互作用和学习类型。低碳技术创新需要创新系统的支持,这一创新系统涉及国家、区域、部门创新系统以及技术系统等诸多方面。

以创新系统有效化解“锁定效应”

创新系统对低碳技术创新的促进作用主要表现在:创造和传播新知识;指引低碳技术探索的方向;提供人力、物力和财力等资源;促进知识与信息的交流,创造外部经济;推动低碳技术及产品市场的形成。在建设低碳创新系统的过程中有两点需要注意:首先,创新过程中面临着未来市场、技术潜能及政策与监管环境的不确定,由于未来的不确定性以及知识与信息的不完备性,企业的学习过程对于创新过程有关键作用。只有全面考量和处理低碳创新系统的各个要素,才能有效推动低碳技术创新。其次,低碳创新系统的制度因素对创新速度和方向的影响,既包括法规与合约等正式约束,也包括社会传统等非正式约束。创新系统建设需要将制度设计纳入其中。

通过技术创新可以降低不确定性,提供替代方案,提高相关问题的解决速度并创造一系列正外部效应。所以,技术创新有助于克服系统中存在的碳锁定或解锁出更加清洁高效的新技术,即技术创新一方面受锁定效应的制约,一方面又有助于锁定效应的解除。为了促进低碳技术创新,笔者提出如下对策。

一是建立整体的技术创新系统。创新系统填补了知识与其内在技术可能性之间的差距,并使这些技术可能性符合市场需求。低碳经济转型要求现存社会经济制度的创新,因此有必要设计一个迎合该需求的整体技术创新系统。一个技术创新系统必须包括所有影响其发展、扩散和应用的因素,主要分成三个方面:供应方的技术水平和研发能力;需求方的市场吸收能力;制度框架(包括宏观环境稳定性、金融市场成熟性、风险资本可得性等)。与此相应,促进向低碳经济转变的创新也需要这几方面的共同作用。其中,供应方面,技术发展和创新提升了向低碳经济转变的潜能,例如,实行技术升级,提高资源的利用效率;开发新能源技术,用清洁能源替代化石燃料,以提供必需的低碳排放或无碳排放的能源服务。需求方面,扩大市场对新技术的需求,提高新技术研发的动机和投资。制度框架方面,建立整体的低碳创新政策体制,提高政策工具组合的连贯性和整体性,关注社会效益、环境效益与长远发展;设计向低碳经济转变的综合评价指标体系,运用制度手段将低碳经济转变过程中产生的外部效益内部化;采用学习机制,提高制度的适应性。

二是适应短期的条件约束:碳捕获和储存技术。碳收集和储存技术(Carbon Capture and Sequestration ,简称CCS )可以在现有技术—制度框架约束下运作,也有利于促使当前主导企业和政府机构的利益与低碳经济的目标相一致,通过捕捉、储存和管理使用化石燃料所排放的二氧化碳来缓解气候变化危机。一般而言,碳捕获主要是从火力发电厂等较为集中的碳源捕捉二氧化碳,碳储存可将二氧化碳注入地下,或者变成碳酸矿物。碳捕获和储存技术保留了现有大部分能源基础设施,如电网、生产和传输设备以及终端技术,其在碳锁定的情况下是基本可行的。“富煤、少气、缺油”的资源条件决定了中国能源以煤为主,电力供应主要来源于煤炭发电,短期内从化石燃料转变为替代能源是不现实的。CCS技术兼顾了现实条件和各方需求,有利于形成广泛利益联盟,对于碳锁定条件下的低碳技术创新有推动作用。

三是实现长期的路径突破:战略利基管理。战略利基管理(Strategic Niche Management)是通过试验为新技术创建和管理受保护的空间(利基)的过程,在这个空间中新技术得以运用和发展。战略利基管理之所以在碳锁定状态下仍然可行,是由于利基市场的利润不能满足主流市场大企业及其股东的要求,因此被认为对现有“技术—制度复合体”的利益不构成威胁,并可用于实现政府的某些社会管理需要,还可用于应对各方要求针对气候变化问题采取行动的政治压力。这种策略的运用可为低碳技术提供一个喘息的空间,至少使其部分地与主流市场的竞争隔离开来。低碳技术受益于学习效应,从而为成本缩减、绩效改进与低碳技术价值的展示创造了机会,长此以往,低碳技术的竞争优势将日益凸显。我国可通过战略利基管理促进太阳能、风电等清洁能源技术的创新。

技术创新是低碳经济发展的动力源泉,只有运用系统的思维谋求技术及其相关制度的创新,才能最终实现我国低碳经济的发展目标。理论上看,碳捕获和储存技术与战略利基管理这两种对策似乎可以在碳锁定条件下,有效促进我国向低碳经济的转变;从实践中看,一些国家也已取得了部分成效。其中,碳收集和储存技术可以在现有技术—制度框架约束下运作,也有利于促使当前主导企业和政府机构的利益与低碳经济的目标相一致。值得说明的是,某种技术是否理想不是由其运用的难易程度决定的,而且低碳经济的实现也绝不是单依靠某种技术或方法就可以的,它需要整体创新系统的支撑,采用一整套混合的、连续的技术和制度工具,并依靠知识和信息反馈回路不断学习和改进。

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