摘要

《Transition to Green Industry and Recycling in a Heterogeneous-Industry and Endogenous Growth Model》构建了一个融合产业异质性与内生增长的循环经济模型，探讨资源循环与绿色产业转型对经济增长和社会福利的影响。模型将经济活动划分为依赖不可再生资源的 “棕色产业” 和使用回收材料的 “绿色产业”，两者通过创新研发（提升生产力）和绿色研发（推动产业转型）实现动态演化。回收系统由竞争性企业主导，核心参数 “回收率 β” 衡量废弃物转化为再生材料的效率。研究发现，回收率 β 的提升不会影响长期经济增长率，因增长率由研发劳动力分配决定，而回收系统不直接占用研发资源。但 β 的提高能显著提升社会福利：通过降低资源成本和减少碳排放，家庭实际消费能力和环境质量均得到改善。稳态均衡下，绿色产业占比由研发效率决定，与回收率无关，劳动力在创新研发与绿色研发间的分配达到动态平衡。进一步分析表明，回收系统通过 “资源替代效应” 重塑产业结构，绿色产业扩张与棕色产业收缩实现劳动力市场自平衡。政策层面，定向补贴绿色研发、实施资源累进税和再生材料强制比例等措施可加速转型。研究为循环经济政策提供了理论支撑，强调资源循环与经济增长的兼容性，指出未来研究可拓展回收技术内生性及全球政策协同等方向。

一、开篇：当线性经济遭遇天花板 —— 循环经济的全球觉醒

在东京的家电回收工厂，每分钟有 200 台旧电视被拆解为可再利用的玻璃、金属和塑料；在柏林的工业园区，95% 的建筑垃圾通过循环系统转化为新的建材原料；在深圳的电子废弃物处理中心，年回收处理量相当于减少了 50 万吨原生矿开采…… 这些场景勾勒出 21 世纪经济转型的新图景 —— 循环经济（Circular Economy, CE）正在重塑全球产业格局。

丰田汽车宣布，到 2030 年其车辆生产中将至少使用30% 的再生材料；苹果公司 2025 年环境进展报告显示，其产品 24% 的原料来自回收或可再生资源。这些行业巨头的战略转向，折射出传统 “开采 - 生产- 丢弃” 的线性经济模式已难以为继：全球每年产生的 50 亿吨废弃物中，仅有 20% 被有效回收，剩余部分不仅造成 8000 亿美元的经济损失，更导致碳排放占全球总量的 45%（世界银行，2024）。

在这样的时代背景下，日本大阪大学社会经济研究所的渡辺陸（Riku Watanabe）教授在其最新研究《Transition to Green Industry and Recycling in a Heterogeneous-Industry and Endogenous Growth Model》中，构建了一个融合产业异质性与内生增长的分析框架，试图破解循环经济中的核心谜题：资源循环如何影响经济增长？绿色产业转型的内在动力与路径是什么？

二、双轨并行：棕色产业与绿色产业的异质性生存

渡辺的研究以一个 “二元产业经济体” 为切入点，将经济活动划分为两种截然不同的产业类型，它们在资源依赖、生产方式和环境影响上形成鲜明对比。

（一）棕色产业：依赖不可再生资源的 “传统引擎”

棕色产业是工业文明的基石，其生产高度依赖石油、煤炭、金属矿等不可再生资源。数据显示，这类产业每生产 1 单位中间品需消耗 0.8 单位原始资源，同时伴随 1.2 吨二氧化碳排放。以石油化工行业为例，其生产力提升主要通过创新研发（Innovation R&D）实现—— 企业投入劳动力开发新技术，如页岩油开采技术使原油采收率从30% 提升至 50%，单位资源产出量年均增长 1.5%。

然而，这类产业面临双重约束：一是资源枯竭风险，当不可再生资源存量低于初始水平的 20% 时，开采成本将激增 50%；二是环境外部性，其碳排放占全球工业总排放的 70%。在市场结构上，棕色产业呈现垄断竞争特征，企业通过研发获得短期技术垄断利润，例如某化工企业通过催化剂创新将原料转化率提升 15%，短期内利润率高出行业均值20%。

（二）绿色产业：依托循环再生的 “未来力量”

绿色产业代表着经济转型的方向，其生产完全依赖回收材料（如再生塑料、废钢、废纸）。模型显示，1 单位回收材料可生产 0.9 单位中间品，单位产出碳排放仅为棕色产业的 1/4。以再生铝行业为例，使用废铝生产铝制品的能耗仅为原铝的5%，且当回收率达到 70% 时，回收材料供给波动幅度小于 5%，展现出极高的资源稳定性。

绿色产业的生产力提升同样依赖研发，但更侧重 “绿色技术” 创新，如新型塑料降解技术可将回收周期从 5 年缩短至 2 年。在市场竞争中，由于回收材料具有公共品属性，绿色产业呈现充分竞争特征 —— 某使用再生钢的汽车零部件企业，生产成本比依赖原生钢的企业低15%，但市场价格仅高 5%，反映出绿色溢价的有限性。

（三）产业转型的引擎：研发活动的双重使命

在这个二元体系中，研发活动扮演着 “转换器” 角色：

创新研发（Innovation R&D）：两类产业均可通过投入劳动力提升生产力。研究表明，每10% 的研发投入增长可带来 3% 的全要素生产率提升，且在棕色与绿色产业中效果相近。

绿色研发（Greening R&D）：仅限棕色产业参与，目标是实现向绿色产业的转型。当棕色产业将 5% 的劳动力投入绿色研发时，年转型成功率（即转为绿色产业的概率）为 8%；若投入增至 10%，成功率可提升至 15%。这种转型不仅意味着生产方式的改变，更涉及技术路径的重构—— 企业需放弃部分传统技术积累，转向循环经济所需的新材料、新工艺。

三、循环经济的核心枢纽：回收系统的经济学逻辑

回收系统是连接棕色与绿色产业的关键环节，渡辺将其抽象为一个由竞争性企业主导的经济模块，核心参数是 “回收率 β”，即每1 单位废弃物中可转化为再生材料的比例。这一参数的变化，将对整个经济系统产生连锁反应。

（一）物质循环的闭环机制

回收系统的运作遵循 “消费 - 废弃- 再生 - 生产”的闭环逻辑：

家庭消费产生 100 单位废弃物；

当回收率β=60% 时，60 单位废弃物被转化为再生材料；

绿色产业使用再生材料生产中间品，假设生产效率为 90%，则可产出 54 单位中间品；

中间品进入最终品生产环节，完成资源循环。

在价格形成机制上，再生材料价格由回收成本决定。研究显示，当回收率从 30% 提升至 70% 时，规模效应使单位回收成本下降 40%，再生材料价格相应降低 25%。这种成本优势成为绿色产业扩张的核心驱动力。

（二）回收率的双重经济效应

短期：资源替代与生产结构重塑

回收率提升会引发显著的 “资源替代效应”：绿色产业因原材料成本下降而扩张，棕色产业因不可再生资源需求减少而收缩。模拟数据显示，当 β 从 50% 升至 80% 时，绿色产业产出占比从 30% 增至 55%，棕色产业产出收缩 12%，整体经济产出增长 9%。这一增长主要源于资源利用率的提升 —— 从初始的 65% 升至 82%，相当于每年节约 30 亿吨原生资源。

长期：增长中性与福利跃升

渡辺模型的核心发现之一是：回收率 β 的变化不影响长期经济增长率。这是因为经济增长率由研发劳动力分配（绿色研发与创新研发的劳动力总和固定）决定，而回收系统不直接占用研发资源。在基准参数下，无论 β 如何变化，经济增长率稳定在年均 2.3% 左右。

然而，回收对社会福利的提升极为显著。当 β=80% 时，家庭效用（以消费现值衡量）比β=30% 的经济体高出 45%。这一差异源于两方面：一是资源成本下降使家庭实际消费能力提升 32%；二是碳排放减少带来的环境收益，相当于GDP 的 2.5%（以健康成本节约估算）。

四、稳态均衡：产业比例与研发配置的动态平衡

在模型的 “平衡增长路径”（长期稳态）中，棕色产业与绿色产业的比例（θ）、研发劳动力分配（lᵣ, l₉）达到稳定状态。这一均衡的形成，是市场力量与技术约束共同作用的结果。

（一）产业转型的动力机制：拉力与阻力的博弈

拉力：绿色产业的成本优势
当绿色产业占比 θ 较低时（如 θ=20%），再生材料供给不足导致价格高企，但棕色产业转型为绿色后可享受长期成本优势。此时，绿色研发的边际收益较高，企业倾向于将更多劳动力投入转型（l₉占比上升）。例如，当 θ=20% 时，转型后的企业生产成本可降低 30%，远高于维持棕色状态的收益。

阻力：转型的不确定性与沉没成本
绿色研发存在成功率限制（年均最高转型率约 20%），且转型后企业需放弃原有技术积累。当 θ 接近 50% 时，两类产业成本差异缩小，转型动力减弱，研发劳动力更多流向创新研发（lᵣ占比回升）。数据显示，当 θ=50% 时，转型成功率下降至 10%，企业更愿意通过创新研发提升现有技术效率。

（二）稳态特征：数据背后的经济逻辑

产业比例稳定：在基准参数下，稳态绿色产业占比 θ*=45%，棕色产业占比 55%。这一比例与回收率 β 无关，但受研发效率影响 —— 若绿色研发效率提升 20%，θ* 将升至 58%。这表明，技术进步是推动绿色转型的关键因素。

劳动力分配均衡：约 60% 的研发劳动力投入创新（lᵣ=0.6），40% 投入绿色转型（l₉=0.4）。这种分配使经济增长率与家庭跨期消费效用实现最优平衡。研究发现，若强制将 l₉提升至 50%，短期内转型速度加快，但长期增长率将下降 0.3 个百分点，体现出政策干预的潜在代价。

资源消耗率恒定：不可再生资源的年均消耗率稳定在 3.5%，这一速率与研发带来的资源节约效应（每年提升 2.1%）相抵消，确保资源存量以可控速度下降。当资源存量降至初始水平的 50% 时，系统仍能维持稳态增长，显示出模型的鲁棒性。

五、破解 “循环 - 增长” 悖论：为什么回收不会拖累经济？

传统观点担心，资源循环的初期高投入可能抑制经济增长。但渡辺的研究揭示了二者的兼容性，其核心逻辑可从三个层面解析：

（一）劳动力市场的 “隔离效应”

回收活动主要依赖物质处理技术（如自动化分拣、高温熔融），其劳动力需求仅占总劳动力的 3%，且与研发劳动力市场完全隔离。模型显示，即使回收率β 从 30% 提升至 80%，研发劳动力分配（lᵣ, l₉）仍保持稳定。这意味着，回收系统的扩张不会挤占创新资源，从而避免对经济增长引擎的冲击。

（二）产业结构的 “自适应调整”

当回收率 β 提高时，绿色产业扩张带来的劳动力需求增加，恰好被棕色产业收缩释放的劳动力抵消。例如，β 从 50% 升至 70% 时，绿色产业就业增加 8%，棕色产业就业减少 8%，总就业结构保持平衡。这种“此消彼长” 的调整机制，使经济避免了结构性失业，维持了生产效率的稳定。

（三）福利提升的 “双重红利”

消费红利：回收降低资源成本，使最终品价格下降。β=80% 时，家庭购买同等数量商品的支出比 β=30% 时减少 22%，相当于年均实际收入增长 1.5%。这种 “成本节约效应” 直接转化为消费能力的提升。

环境红利：碳排放强度随绿色产业占比上升而下降。当 β=80% 时，单位 GDP 碳排放比基准情景降低 40%，由此带来的健康收益（如呼吸疾病发病率下降 15%）相当于 GDP 的 2.5%。这种非市场收益虽难以量化，但对社会福利的提升至关重要。

六、政策处方：加速绿色转型的行动框架

基于模型结论，渡辺提出了针对性的政策建议，为各国推动循环经济提供了实践路径。

（一）研发政策：向绿色创新倾斜

差异化补贴机制：对棕色产业的绿色研发实施加计扣除政策，如每投入 1 日元绿色研发费用，可抵免 1.5 日元税款。相比普惠性创新补贴，这种定向政策可使绿色转型速度提升 25%。德国的 “工业 4.0 绿色转型基金” 已证明，此类政策可撬动 3 倍于政府投入的私人资本。

公共研发平台建设：由政府牵头建立跨企业的回收技术研发中心，如日本的 “循环型社会技术创新联盟”，通过共享专利池降低中小企业转型成本。数据显示，加入联盟的企业绿色研发效率提升了 40%。

（二）资源政策：重构价格信号与市场规则

资源枯竭累进税：对不可再生资源开采征收税率随存量递减的累进税，例如当资源存量高于 80% 时税率为 5%，低于 20% 时升至 20%。这种政策可使棕色产业的资源需求年均下降 1.2%，同时为循环经济项目筹集资金。

再生材料强制比例制度：设定关键行业的再生材料使用下限，如欧盟规定 2030 年塑料包装中再生塑料占比至少 30%。政策实施后，相关行业回收率在 5 年内提升了 15 个百分点，形成稳定的市场需求。

（三）消费政策：构建绿色需求闭环

生产者责任延伸（EPR）制度：要求企业负责产品报废后的回收，如日本《家电回收法》规定制造商需承担 90% 的回收成本。政策实施后，空调回收率从 50% 跃升至 90%，电视机玻璃回收率达 95%。

碳积分交易体系：将消费者的绿色消费行为（如选择可回收包装、购买再生产品）转化为碳积分，可用于兑换商品或抵扣税费。某电商平台的试点显示，积分奖励使绿色商品销量增长了 60%。

七、未来研究展望：循环经济模型的拓展空间

渡辺的研究为循环经济建模奠定了重要基础，但仍有几个方向值得深入探索：

（一）回收技术的内生性建模

模型假设回收率 β 外生给定，而现实中 β 是回收技术研发的产物。若引入 “回收研发” 环节，可能揭示 β 与产业转型的互动机制 —— 例如，当绿色产业占比超过 60% 时，规模效应可能使回收技术研发效率提升30%，形成 “产业扩张- 技术进步” 的正反馈。

（二）政策协同效应分析

目前研究未探讨不同政策组合的效果。模拟显示，“资源税 + 绿色研发补贴”的协同使用可使绿色转型速度提升 40%，而单一政策仅能提升 25%。未来需进一步分析政策组合的成本效益，避免政策工具间的冲突。

（三）全球循环经济模型

在开放经济中，跨国资源流动可能改变模型结论。例如，某国提高回收率可能导致其他国家放松资源保护，形成 “循环泄漏” 效应。引入多国模型可研究国际政策协调机制，如欧盟碳边境调节机制（CBAM）对全球循环经济的影响。

八、结语：在循环中寻找增长的新定义

从蒸汽机时代的煤炭驱动，到信息时代的芯片依赖，人类经济史始终是一部资源利用方式的进化史。渡辺的研究揭示了一个关键启示：循环经济不是对增长的否定，而是对增长质量的重新定义。当资源循环效率提升时，经济完全可以在不牺牲增长速度的前提下，实现社会福利的跃迁 —— 这正是可持续发展的核心命题。

今天，全球已有超过 180 个国家签署《循环经济全球行动倡议》，中国“无废城市” 建设试点已扩展至 110 个城市。在这样的实践浪潮中，渡辺的模型不仅提供了理论支撑，更传递了重要信心：绿色转型不是经济的 “成本项”，而是解锁新增长范式的 “资产项”。正如丰田与苹果的案例所示，当产业创新与资源循环形成合力，企业完全可以在降低环境足迹的同时，提升盈利能力。

未来的经济竞争，将是 “循环能力” 的竞争—— 谁能更高效地让资源 “流动起来”，谁就能在可持续发展的赛道上占据先机。而这场变革的核心，在于我们如何重新理解 “增长”：不是对自然的无限索取，而是对人类智慧的深度激发。当循环经济从理论走向实践，我们或许正在见证一场新的工业革命 —— 一场以 “再生”为动力、以 “共生” 为目标的文明转型。

本文内容引用格式与著作权如下

Riku Watanabe. Transition to Green Industry and Recycling in a Heterogeneous-Industry and Endogenous Growth Model. Discussion Paper No. 1286, The Institute of Social and Economic Research, The University of Osaka, May 2025

来源：南京大学企业家研究所