产业结构的优化调整与节能减排是处于转型时期的中国各省市产业经济发展的两条重要政策主线。在能源利用、环境保护成为新时期的新的约束条件和影响因素下，合理设计产业结构调整的具体路径，将是推动主要污染物水平与排污总量最大程度改善的有效举措。为此，本章将建立一个以中国2012年经济数据为基期的产业排污可计算一般均衡（Computable General Equilibrium，CGE）模型，并用以对“十二五”规划部署以来的中长期（2014—2020年）的宏观环境、产业演化与结构调整路径进行情景模拟，在此基础上，评估不同政策组合设计下的经济效益和污染减排效应，从而形成更为稳健的政策选择与实施建议。

1.模型设定

（1）生产行为

假定生产用柯布—道格拉斯（Cobb-Douglas）函数描述，每个部门有一个产出QA。并假定规模报酬不变，这样产出不是由生产者决定，而是由均衡条件决定的。因此，生产者是在满足柯布—道格拉斯生产函数约束下的最小化成本。

运用拉格朗日法解上述优化问题得到式（4.4）（4.5）。式（4.6）定义了增加值价格。假定各中间需求遵循Leontief规范，也就是说各中间需求不可以互相替代，他们的投入成固定比例，得到式（4.7）。式（4.8）定义了含生产税的生产活动价格。假定一种生产活动只生产一种商品，得到式（4.9）和（4.10）。

其中≠为企业利润，QAa为生产活动α的量，PAa为含生产税的生产活动价格，WFf为要素f的平均价格，QFfa为生产活动α对要素f的需求量，WFDISTfa为生产活动a中要素f的工资扭曲系数，afa为生产活动a中要素f在增加值中所占份额，ada为生产活动a的效率参数，PVAa为生产活动a的增加值价格，该价格可以定义为：

其中PVAa为不含生产税的生产活动a价格，PQc为合成商品价格，icaca为每单位生产活动a中商品c作为中间投入的量。

QINTca为生产活动a中商品c的投入量，定义为：

生产活动a的活动价格PAa可以表示为：

其中生产活动a的净生产税率为tqa。

同时，生产活动a的活动价格PAa可以定义为合成商品价格与投入产出系数的乘积，即：

方程（4.9）定义了居民消费价格指数：

其中cwtsc为商品c在消费价格指数中所占比重。

（2）家庭行为

假定消费者的效用函数是C—D型，此时家庭在收入水平的约束下为实现效用最大化的描述性行为可以表示为：

其中U为效用水平，QHc为家庭对商品的消费量，YH为家庭收入，ty为个人所得税率，MPS为家庭的平均储蓄率。求解上述优化问题得到：

其中，YHF家庭从要素中得到收入，EXR为汇率，βc为商品c在家庭消费中所占份额，trhhd，gov为政府对家庭的转移支付，trhhd，gov为企业对家庭转移支付，相对应的，企业收入与储蓄可以被定义为：

其中，YERPF为企业的要素收入，YERP为企业收入，trerp，gov为政府对企业转移支付，ENTSAV为企业储蓄，terp为企业直接税，CFEE为企业缴纳的费用。

（3）政府及投资行为

政府总收益YG可以定义为：

其中YG为政府收益，trgov，roc为其他城市对政府的转移支付，trgov，roc为其他国家对政府的转移支付，tmc为进口税率，pwmc为用外币表示的商品c的价格，QMc为商品的进口数量，tec为出口税率，pwec为用外币表示的商品c的出口价格，QEc为出口商品量。

政府支出可以表示为：

其中，EG为政府支出，qgc为政府对商品的需求量。

政府的预算外收入YEXR主要来自公司所缴纳的费用CFEE：

政府的预算外支出可以表示为：

其中qexrc为预算外系统对商品c的需求量。(www.daowen.com)

商品的投资需求可以表示为：

其中QINVc为商品c的投资需求量，IADJ为投资调整系数，qinvbarc为基期商品c的投资需求量。

（4）进出口贸易行为

本部分模型满足Armington假设，即进口品和国内产品是不完全替代的。模型中用CES函数描述了这一假设，认为国内的需求者在一定的相对价格和可替代程度的条件下，选择国内产品和进口品的优化组合，以获得最大利润。即：

出口方面，与进口和国内需求间的关系相似，本地生产者确定本地供给、调出和出口的一个优化组合以最大化其收入。利用CET描述出口和国内销售间的替代关系，可得如下优化方程：

求解上述最优化问题即可以得到：

（5）污染物排放水平

生产过程中所涉及的化学需氧量、二氧化硫、氨氮等污染物排放水平设定为：

满足如下的约束条件：

（6）市场出清、过剩产能和宏观闭合条件

为保证经济系统的全局均衡，CGE模型还需要在实现所有主体行为为最优化的同时，保障所有市场的供需均衡，即市场商品（要素和货币资金）的全部出清。其中，商品市场的出清条件为Armington复合商品满足下述条件：

其中，QINTca为生产活动a中商品c的投入量，QHc为家庭对商品的消费量，QINVc为商品c的投资需求量，qgc为政府对商品c的需求量，qexrc为预算外系统对商品c的需求量。

要素市场的出清条件满足下述条件：

其中，QFSf为要素f的供给量。

货币市场的出清条件为：

在设定市场出清条件的同时，为使CGE模型可以获得均衡解释，还需要保证模型中方程数与内生变量数相等。具体的做法是根据所模拟的经济情景，加入一定的所谓宏观闭合约束条件，使一些变量外生给定，从而控制模型中内生变量的数量。这里，我们将外用产能的投资品配置比例减去生产中间投入与消费的比例，即用相对过剩比例gc来描述产业的产能过剩程度：汇储备和居民的所有要素禀赋设定为外生给定。

2.模型数据

CGE模型所需基础数据是在投入产出（I—O）表基础上，增加了各经济主体的有关家庭、企业、政府、世界其他地区的收支流的社会核算矩阵（Social Accounting Matrix，SAM），用此平衡矩阵描述经济系统的基期结构。由于最近的投入产出表为2012年的，我们在此基础上根据随后几年的《中国统计年鉴》《吉林省统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国能源统计年鉴》等统计数据构建了模型所需基础数据，按照GDP同比外推至2014年，以此作为模拟的起始年度，并将模型所涉及的描述性经济系统区分为吉林省及其他地区。除了将居民及政府作为单一账户外，其他账户依据I—O表划分为农副食品加工业、食品制造业、饮料制造业、烟草制品业、纺织业、纺织服装、鞋、帽制造业、造纸及纸制品业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、化学原料及化学制品制造业、医药制造业、化学纤维制造业、非金属矿物制品业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、金属制品业、通用设备制造业、专用设备制造业、交通运输设备制造业、电气机械及器材制造业、通信设备、计算机及其他电子设备制造业、仪器仪表及文化、办公用机械制造业21个部门。由于初始数据来源不同，因而初始SAM是不平衡的，为此采用交叉熵（Cross-Entropy）方法对初始SAM进行调平处理。

对于模型中无法根据SAM表数据直接校准的参数，商品的Armington替代弹性σc和转换弹性σc t，我们参考了Zhai（2008）的处理方法，使用GTAP7数据进行估算；产业投入的能耗与污染排放系数，我们参考了王德发（2006）的测试结果。同时，由于CGE模型的理论框架具有价格一阶齐次性，需要固定一个价格作为参照的基准价格，众多文献均判断中国劳动力市场供给将出现在未来一段时间保持不变甚至出现下降的趋势，因此我们选择将劳动力供给作为外生给定变量，将劳动力价格作为基准价格。