评估多种气候变化缓解技术在减少碳排放方面的有效性：来自243个经合组织地区的见解

《Journal of Cleaner Production》：Assessing the effectiveness of diverse climate change mitigation technologies on carbon emissions: insights from 243 OECD Regions

　　应鹏|乐文|明月·塞莱娜·盛
北京工业大学管理与经济学院，北京，100081，中国

**摘要**
在碳排放峰值阶段评估气候变化缓解技术对于理解技术创新对减少排放的影响至关重要。根据经合组织（OECD）的数据，在2000-2008年的碳排放峰值平稳期，与环境相关的专利申请数量呈现出明显的上升趋势。然而，各地区之间的专利分布存在显著差异，前10%的地区占据了总专利数量的近60%。本研究分析了243个OECD地区的数据，以探讨不同缓解技术对碳排放的影响。研究结果表明，存在强烈的时间滞后效应和空间溢出效应，以及技术效果的异质性。碳捕获与储存（CCS）技术表现出特别强的潜力，其回归系数几乎是其他技术的两倍。相比之下，与能源、建筑和交通相关的技术由于潜在的反弹效应而效果减弱。进一步的机制分析表明，与交通相关的技术可能通过提高能源利用效率和调整产业结构间接实现减排目标。因此，对于那些旨在有效缓解碳排放峰值的国家来说，增加对技术创新（尤其是CCS技术）的研究与开发投资变得至关重要。

**缩写**
CCS：碳捕获与储存
CCUS：碳捕获、利用与储存
ES：能源结构
GDP：国内生产总值
GHG：温室气体（排放）
LR：似然比（检验）
OECD：经济合作与发展组织
PCT：专利合作条约
PGDP：人均GDP
R&D：研究与开发
SDM：空间Durbin模型
STIRPAT：基于人口、富裕度和技术的随机影响回归模型

**1. 引言**
较早实现工业化的国家已经经历了碳排放峰值，现在正朝着雄心勃勃的碳中和目标迈进。这些国家的经验可以为尚未达到碳排放峰值的地区提供宝贵的指导。经济合作与发展组织（OECD）成员国就是一个典型的例子。如图1所示，它们的碳排放呈现出倒U形轨迹：在工业化初期上升，达到峰值后稳步下降。如果将平稳期定义为峰值值的5%以内（Pei, 2021; Fan et al., 2023），2000年至2008年正是这一排放峰值平稳期。尽管总体呈下降趋势，但OECD成员国仍贡献了全球总排放量的30%以上。因此，了解OECD成员国在碳排放峰值阶段的表现和策略对于指导后工业化国家至关重要。

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**图1. OECD国家的二氧化碳排放量**
**注：**作者根据国际能源署（IEA, 2020a）的数据进行了说明。该数据库包括36个成员国，不包括哥伦比亚和哥斯达黎加。

**全球范围内，碳减排的紧迫性日益增强。**国际能源署（IEA, 2025）报告称，2024年全球与能源相关的二氧化碳排放量达到37.8亿吨，创历史新高，大气中的二氧化碳浓度上升至422.5 ppm，比工业化前水平高出约50%。同时，超过79个国家实施了碳定价机制，覆盖了全球约82%的温室气体排放（OECD, 2024）。最近的国际气候峰会（包括COP28）的结果再次强调了技术创新和区域转型战略在实现《巴黎协定》净零目标方面的必要性（IEA, 2024）。在这种背景下，了解创新在排放峰值阶段减少排放的作用具有理论和实践意义。

技术创新已成为OECD国家减少碳排放的关键策略。国际能源署（IEA, 2020b）指出，实现能源领域的净零排放取决于全球范围内协调一致的加速创新。OECD国家在这一领域取得了前所未有的进展。专利作为未来技术趋势的主要指标，证明了这一进步。如图2所示，超过60%的全球用于气候变化缓解的专利来自OECD国家。根据OECD（2016）对环境技术的分类，气候变化缓解技术包括交通、能源、建筑和碳捕获与储存（CCS）类别。每种技术都有其独特的减排机制，从而导致减排效果的差异。因此，对这些多样化技术的减排效果进行详细分析，特别是关注碳排放峰值的历史阶段，可以为其他国家提供宝贵的见解。

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**图2. 与气候变化缓解技术相关的专利申请**
**注：**作者根据OECD（2020）的数据进行了说明。该数据库仅包括34个成员国，不包括拉脱维亚、立陶宛、哥伦比亚和哥斯达黎加。

**创新扩散理论**为理解新技术产生的溢出效应提供了一个框架（Rogers, 2003）。最近的研究强调了绿色创新活动在区域和城市层面的空间集中和溢出效应（Wen et al., 2024; Yi et al., 2022; Barbieri et al., 2023; ?stergaard et al., 2024）。然而，大多数先前的研究侧重于国家层面的趋势，忽略了排放、技术采用和政策效果在区域上的显著差异。城市和地区发挥着重要作用，因为城市地区占全球能源使用的60%至80%，以及人为温室气体排放的70%（UN-Habitat, 2016）。如图3所示，即使在美国境内，不同大都市区的人均二氧化碳排放量也存在很大差异。因此，在区域层面研究气候缓解技术可以为制定差异化的减排政策提供更细致的依据。

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**图3. 美国各地区的人均二氧化碳排放量**
**注：**作者根据OECD（2020）的数据进行了说明。圆圈代表2008年美国的人均碳排放量，三角形代表2008年美国不同地区的人均碳排放量。

**本研究旨在探讨243个OECD地区在碳排放峰值阶段不同气候变化缓解技术对碳排放的有效性。需要回答三个重要问题：**（1）不同气候变化缓解技术在碳排放峰值期间有多有效？（2）累积效应如何演变，通过何种传递机制？（3）各地区之间的空间溢出效应程度如何？**鉴于许多发达国家已经超过了它们的碳排放峰值期，综合它们的历史经验可以为其他国家实现排放峰值和减排提供宝贵的见解。

**本研究有三个主要贡献。**首先，它明确关注碳排放峰值阶段，提供了与以往强调长期碳中和目标的研究不同的新视角。通过识别已经实现碳排放峰值的地区的模式和经验，本研究分析了不同气候缓解技术在该阶段对碳排放的影响。这些见解可以为尚未达到碳排放峰值的国家的战略决策提供参考，帮助确定降低峰值排放和支持更快向净零过渡的优先技术路径。其次，它在区域层面考察了创新专利的减排效果，而不仅仅局限于国家层面。这项分析基于涵盖243个OECD地区的综合数据集，从而捕捉了技术进步和排放结果的跨区域异质性。虽然有一些研究将分析扩展到OECD的区域背景，但没有研究明确探讨绿色专利的减排效果。第三，它使用空间计量模型分析了不同气候变化缓解技术的减排效果并估计了空间溢出效应。以往的研究往往将环境创新归为一个类别，忽略了不同的技术路径。通过将区域层面的创新数据与空间建模相结合，本研究为绿色技术转型文献做出了贡献，并为实现协调和区域平衡的脱碳提供了政策建议。

**研究的其余部分安排如下。**第2节回顾相关文献。第3节介绍各种气候变化缓解技术及其对碳排放影响的理论框架和研究假设。第4节呈现研究数据和模型。第5节报告定量结果，第6节进行讨论。最后，论文以见解和启示作为结论。

**2. 文献综述**
技术创新在应对气候变化和实现可持续发展中发挥着基础性作用。大量理论和实证研究探讨了创新如何促进环境改善。Acemoglu等人（2012）提出了定向技术变化的概念，表明创新可以引导经济向更清洁的能源使用方向发展。Popp（2004）提供了早期证据，表明研发不仅促进经济增长，还推动能源效率和污染控制技术的改进，从而减少排放。Fisher-Vanden和Wing（2008）、Churchill等人（2019）以及Zhu等人（2021）的实证研究支持这一观点，表明研发投资有助于降低能源强度和减少各行业的排放。然而，Crepon等人（1998）认为，创新投入（如研发支出）可能无法完全反映创新活动的实际成果。相反，创新产出（特别是专利）提供了更准确的技术进步及其对生产力和环境影响的衡量。

因此，专利已成为衡量创新绩效的广泛使用的代理指标。Griliches（1990）指出，专利数据捕捉了创新活动，并与研发投资密切相关，尽管这种关系现在通过更先进的创新指标得到了更好的理解。早期研究主要将专利视为技术产出的衡量标准；然而，最近的研究强调了它们的环境影响。基于专利的指标，特别是与绿色和环境技术相关的指标，提供了关于创新如何促进减排的关键见解。它们反映了技术进步在多大程度上转化为更清洁的生产过程、更高的能源效率和改进的排放控制系统。因此，专利数据不仅作为创新能力的衡量标准，还代表了知识创造与环境绩效之间的直接联系，为研究技术创新与碳排放之间的关系提供了更直接的方式。

在国家层面，越来越多的研究探讨了绿色创新对碳排放和可持续发展的影响。Du等人（2019）发现，绿色创新提高了OECD国家的环境绩效，尽管这种效应因经济结构和能源依赖性而异。Ganda（2019）观察到，创新推动了发达经济体的能源效率提升。同样，Cheng等人（2021）证实，环境专利促进了向绿色增长的转型。更多最近的研究进一步支持了这些发现。Kafeel等人（2023）表明，绿色创新和可再生能源的采用显著改善了OECD国家的环境质量，而环境税收加强了这一效应。Opoku等人（2024）证明，能源创新投资促进了可再生能源的部署，增强了长期可持续性成果。Chang等人（2024）发现，绿色创新缓和了城市化与碳排放之间的关系，强调了其在经济扩张期间的脱碳作用。同样，Zhang等人（2024）证实，绿色金融、创新和税收共同减少了OECD经济体的碳排放，突显了金融、技术和财政工具之间的协同作用。Li等人（2022）进一步证明，创新投入显著提高了可再生能源效率，并减少了OECD和非OECD国家的温室气体排放，加强了创新在绿色增长和碳减排中起关键作用的论点。这些研究共同表明，创新在宏观层面上促进了脱碳和绿色增长。然而，由于将国家视为同质实体，国家层面的分析忽略了创新能力、政策实施和产业结构的亚国家差异。因此，这些研究可能掩盖了创新与排放之间关系的重要空间差异。

**认识到这些局限性，一些学者将研究重点转向了区域层面，提供了关于空间和情境变化的更详细见解。**Ghisetti和Quatraro（2017）在意大利发现了类似的区域模式，其中环境创新的好处取决于产业结构。相比之下，Shan等人（2021）发现土耳其各地区之间的排放结果存在显著的空间差异。总的来说，这些研究表明，创新的有效性高度依赖于具体情境，受到区域能力、经济结构和治理质量的影响。尽管如此，大多数区域分析仅限于单一国家，这限制了它们的普遍性。在像OECD这样的跨国背景下，由于技术合作和政策协调普遍存在，缺乏多区域研究限制了对创新与排放之间互动的理解。**

**除了地理范围之外，另一条研究线索探讨了特定缓解技术的效果和创新的空间扩散。**Popp（2004）的研究表明，能效技术是通过改进生产流程来减少排放的关键驱动力。然而，后续的研究指出，交通领域的技术进步也可能产生反弹效应，即燃料效率的提高或更清洁的车辆技术可能会导致出行需求的增加，从而抵消部分预期的减排效果。Zha等人（2023）提供了来自中国的实证证据，证明在公路客运和货运运输中都存在短期和长期的反弹效应，从而降低了能效技术的净效益。同样，Malmaeus等人（2023）分析了多个欧洲案例研究，发现诸如需求诱导和货运强度增加等反弹机制可以在一定程度上抵消交通部门创新带来的环境收益。与此发现相辅相成的是，几项最近的空间计量经济学研究证实，碳排放和创新活动表现出强烈的空间依赖性和溢出效应。Zhou等人（2022）发现区域碳排放存在显著的正面空间自相关性，而技术创新减少了当地和邻近地区的排放。Zhao等人（2023）观察到创新对碳强度的非线性阈值效应和空间溢出效应，而Wen等人（2024）发现绿色技术创新在高度发达地区可以直接和间接（通过溢出效应）减少碳排放。Malak和Taher（2024）以及Sun等人（2025）提供了进一步的跨国和区域证据，强调了在分析创新驱动的碳减排时需要纳入空间计量经济模型。这些发展强调了理解绿色创新和技术扩散如何影响不同地区和边界排放结果的空间依赖性的重要性。在多国背景下，例如经合组织（OECD）这样的组织中，由于经济一体化和技术合作广泛，忽略空间联系可能会导致对创新效果的估计偏差。

总体而言，现有文献表明技术创新与减排之间存在稳健的联系，但也揭示了一些关键缺口。以往的研究很少关注碳排放峰值阶段，而这对于理解向碳中和过渡的动态至关重要。大多数分析依赖于国家级数据，忽略了可能显著影响结果的次国家级差异和地区间联系。此外，许多研究将绿色创新视为一个单一的总体变量，从而掩盖了具有不同减排潜力的不同技术之间的差异。最后，尽管溢出效应越来越受到重视，但在多地区、多技术的背景下，它们很少被量化。本研究通过明确关注碳峰值阶段，并使用涵盖243个OECD地区的区域数据集，来填补这些缺口，从而能够深入探讨空间异质性和跨地区溢出效应。该研究还区分了四种主要类型的气候变化缓解技术——能源、建筑、交通和碳捕获与储存，并使用空间计量经济方法来评估它们对碳排放的不同影响。通过整合时间、空间和技术维度，这项研究推进了关于创新驱动脱碳的现有文献，并提供了新的实证证据，以支持有针对性和地区定制的气候政策。

3. 理论框架和研究假设
2015年，OECD发布了用于识别选定环境相关技术的专利搜索策略（以下简称“ENV-TECH”），为测量环境相关技术的创新提供了全面的方法论。根据ENV-TECH的分类标准，本文研究了以下四种类型的气候变化缓解技术：（1）与建筑相关的气候变化缓解技术（Buildings-patent），（2）与能源生产、传输或分配相关的气候变化缓解技术（Energy-patent），（3）温室气体的捕获、储存、封存或处置技术（CCS-patent），以及（4）与交通相关的气候变化缓解技术（Transportation-patent）。气候变化缓解技术的详细类型见表1。

表1. 气候变化缓解技术类型
| 类型 | 描述 |
|-----------------|-------------------------------------------|
| Buildings-patent | a) 在建筑中整合可再生能源 |
| | b) 建筑物的能源效率 |
| | c) 改善建筑物热性能的建筑或构造元素 |
| | d) 建筑物中的支持技术 |
| Energy-patent | a) 可再生能源发电 |
| | b) 非化石燃料发电 |
| | c) 具有减排潜力的燃烧技术；核能 |
| | d) 电力生产、传输和分配的效率 |
| | e) 能源行业的支持技术 |
| | f) 其他减少温室气体排放的能源转换或管理系统 |
| CCS-patent | a) 二氧化碳捕获或储存 |
| | b) 除二氧化碳以外的其他温室气体（N2O、CH4、PFC、HFC、SF6）的捕获或处置 |
| Transportation-patent | a) 公路运输 |
| | b) 铁路运输 |
| | c) 航空运输 |
| | d) 海运或水路运输 |
| | e) 交通领域的支持技术 |

注：这些标准来源于《选定环境相关技术的专利搜索策略》（ENV-TECH）（OECD，2016）。尽管CCS技术嵌入在更广泛的能源和工业系统中，并依赖于能源输入，但OECD的ENV-TECH框架将其归类为一个独立的缓解类别，因为其主要减排机制涉及燃烧后的捕获和长期储存温室气体，而不是能源替代或效率提升。因此，在本研究中，CCS被视为一个分析上独立的缓解途径，同时充分承认其与能源生产和工业过程的系统依赖性。

3.1. 技术对碳排放影响的机制
由于各种气候变化缓解技术创新的重点不同，这些技术在影响碳排放的途径上存在差异。需要强调的是，专利效应是累积的，因为其价值需要时间逐渐显现。在申请专利后，公司需要进一步完善技术并推广其应用。这一过程通常复杂且耗时，这意味着专利的实际减排效果可能不会立即显现，而是随着时间的推移逐步实现。具体来说，气候变化缓解技术对碳排放的影响可以从两个方面来解释：间接减排和直接减排。具体的影响机制如图4所示。

需要注意的是，本研究使用的技术类别（能源、建筑、交通和CCS）源自OECD的ENV-TECH框架，反映了主要的技术应用领域，而不是严格界定的工业部门。实际上，许多缓解技术，如电气化、数字能源管理和效率提升，可以应用于多个部门。然而，它们的专利分类反映了它们开发和部署的主要技术领域。因此，本研究中的异质性指的是主要减排机制和应用环境的差异，而不是相互排斥的部门边界。一方面，气候变化缓解技术预计通过两个主要中介渠道间接影响碳排放：能源效率和产业结构。然而，这些渠道的相对重要性在不同技术类别中可能会有所不同，反映了它们主要减排机制和典型应用环境的差异。首先，气候变化缓解技术可以通过提高能源效率来影响碳排放（Chen等人，2021）。例如，在能源生产和传输领域，智能电网技术通过优化电力系统的管理和调节提高了能源利用效率（Tuballa和Abundo，2016）。在交通领域，电动汽车的普及和发展减少了化石燃料的需求（Jenn，2020）。由于电动汽车使用可充电电池储存的电力来驱动电机，因此在全电动模式下它们不会产生尾气排放（Xing等人，2021）。旨在提高燃油效率的车辆设计，如发动机技术的进步，可以提高热效率和功率输出，从而减少燃油消耗（Leach等人，2020）。在建筑领域，智能建筑管理系统利用先进的传感器和控制技术实现对内部环境的精确监测和调节，自动调整供暖、通风、空调和照明系统，以最小化能源浪费和碳排放（Kim等人，2021；Merabet等人，2021）。绿色建筑设计原则将环境保护和可持续发展纳入设计和施工过程，通过选择环保材料和最大化自然资源利用来减少能源消耗和碳排放（Mi等人，2020；Wen等人，2020，Wen等人，2020）。虽然建筑相关技术可以通过先进的传感器和控制技术在单个建筑层面提高能源效率，但它们对区域能源效率的总体影响可能不如其结构经济效应显著。另一方面，气候变化缓解技术还可以通过改变产业结构来影响碳排放（Du等人，2019）。建筑相关技术就是一个很好的例子，因为创新技术的发展也催生了新的建筑服务和形式，如建筑能源管理、绿色建筑认证和智能建筑运营，促进了建筑行业向服务导向和高附加值方向的转型。可再生能源技术的应用加速了电力和热能等能源行业的转型过程（Bogdanov等人，2021）。在交通领域，自动驾驶汽车、共享出行和电气化是颠覆性技术，将改变传统的交通模式（Potoglou等人，2020；Ercan等人，2022）。

假设1：能源效率和产业结构是气候变化缓解技术间接减少碳排放的两个渠道。然而，不同技术类型的优势渠道各不相同。具体来说，假设能源效率渠道对于交通和能源相关技术最为重要，而产业结构渠道则是建筑相关技术的主要途径。特别是，交通相关技术预计会同时通过这两个渠道发挥作用。

另一方面，气候变化缓解技术还可以通过直接捕获碳排放来减少碳排放。在本研究中，碳捕获与储存（CCS）技术是实现直接减排的重要手段。CCS技术捕获来自工厂和发电厂等来源的二氧化碳，并将其安全地储存在地下地质结构中，从而直接减少碳排放。首先，捕获装置在排放源处分离二氧化碳，然后通过管道或其他运输设施将其输送到储存地点。在地下储存地点，二氧化碳被永久储存，防止其释放到大气中，从而有效减少温室气体（GHG）排放。显然，CCS技术并不提高能源效率或增加非碳能源的使用。作为一种过渡性解决方案，它提供了在短期内显著减少二氧化碳排放的可能性，而无需放弃现有的基于化石燃料的能源基础设施。工业CCS技术可以去除工业设施中90-99%的碳排放，包括能源相关排放和过程排放，使得CCS技术在显著减少工业温室气体排放方面具有很大潜力（Paltsev等人，2021）。

假设2：CCS技术主要通过捕获和储存二氧化碳来直接减少碳排放。

3.2. 技术扩散理论导致溢出效应
新技术表现出扩散效应。扩散是指创新通过特定渠道在社会系统成员中随时间传播的过程（Rogers，2003）。美国社会学家Everett M. Rogers提出的创新扩散理论解释了新思想和技术在社会系统中传播的方式、原因和速度（Rogers，1962；Wani和Ali，2015）。Rogers将这一理论应用于公共卫生、医学社会学和一般经济学等多个领域（Sonis，2009）。一系列研究也探讨了经济学领域的新技术扩散现象（Hall，2004；Keller，2004）。Eaton和Kortum（1999）对各国新技术的发明和扩散进行了建模，假设所有国家以相同的稳定速度增长，每个国家的生产率排名取决于其采用新技术的速度。这种扩散效应也存在于气候变化缓解技术领域。一种新发明的气候变化缓解技术不仅在其起源地区得到广泛应用，还通过国际贸易（Liu，2008）、技术合作和知识共享传播到其他地区。此外，最近的研究越来越多地表明，碳排放和技术创新表现出强烈的空间依赖性和溢出模式，这证明了使用空间计量经济模型来捕捉地区间效应的合理性。例如，Zhou等人（2022）使用空间 Durbin-Mosteller（SDM）模型揭示了区域碳排放的显著空间相关性，表明技术创新在本地和邻近地区都能减少排放。同样，Zhao等人（2023）使用空间阈值模型证明，创新对碳排放强度具有非线性和溢出效应，且随着经济发展，抑制效应会增强。文等人（2024年）通过空间杜宾框架进一步证实，绿色技术创新不仅降低了当地的碳排放，还在邻近地区产生了显著的溢出效应，这些效应因经济发展和政策协调而得到放大。在更广泛的经合组织（OECD）背景下，马拉克和塔赫尔（2024年）应用空间自回归（SAR）模型来研究排放的空间依赖性，发现高排放国家在空间上倾向于聚集，这意味着技术和政策的跨界溢出。支持这一观点的是，孙等人（2025年）观察到区域二氧化碳排放存在正向溢出效应，即一个地区的经济活动影响了周边地区的排放。空间计量经济学证据也扩展到了具体的技术维度。卢和夏（2024年）发现，绿色创新在金融包容性和减排之间起到了中介作用，而马等人（2022年）则表明，交通创新根据当地政策和产业环境的不同，可以产生正面或负面的溢出效应。这些发现共同强调了在分析气候缓解技术的扩散和影响时，需要使用空间明确的框架。因此，本研究采用空间计量经济学的视角，评估了四种主要技术类型在243个OECD地区的直接和间接溢出效应。这一框架与当前的空间建模文献保持一致，强调了创新、产业结构和减排之间的相互关联性。通过采纳并适应当地技术，其他地区可以减少其二氧化碳排放。技术的扩散效应使得最初局限于特定地区的创新能够在全球范围内产生影响，从而促进更广泛的环境保护和可持续发展。环境和能源技术的创新与扩散已被广泛讨论（Sterner和Turnheim，2009年；Rao和Kishore，2010年；H?tte，2020年）。由于扩散过程不仅涉及国家之间的新技术传播（扩展边际），也涉及国家内部（密集边际），两者共同决定了全球的总体扩散（Stoneman和Battisti，2010年）。基于上述分析，本文提出了假设3：气候变化缓解技术不仅会影响其起源地区的碳排放，还会对其他地区产生溢出效应。

4. 数据和方法
4.1. 数据和变量
本研究选择的样本期为2000年至2008年，如图1所示。由于数据可用性的限制，使用了2000年、2005年和2008年这三年的数据，涵盖了OECD内的243个地区。这里的“地区”指的是OECD定义的功能性城市区域，更多细节见附录。OECD的大都市数据库提供了33个OECD成员国和哥伦比亚668个功能性城市区域的社会经济和环境指标。然而，由于碳排放数据库的局限性，无法为所有668个功能性城市区域构建面板数据。通过将碳排放指标与专利指标匹配，最终的数据集包含了243个有效地区。
因变量是人均二氧化碳排放量，数据来源于OECD（2020年）。由于数据可用性的限制，自变量是专利申请数量而非授权专利数量；数据同样来源于OECD（2020年）。专利数据被汇总到地区层面，并与人均二氧化碳排放量进行匹配。OECD采用了一种稳健的专利检索方法，来识别提交给欧洲专利局、美国专利商标局和日本专利局的所有专利申请，以及根据《专利合作条约》（PCT）提交的专利申请（Maraut等人，2008年）。本研究主要考虑了与减少碳排放密切相关的四类技术：（1）温室气体的捕获、储存、封存或处置；（2）与建筑相关的气候变化缓解技术；（3）与能源生产、传输或分配相关的气候变化缓解技术；（4）与交通相关的气候变化缓解技术。
控制变量的选择基于关于碳排放驱动因素的基础理论和实证研究。分析控制了三个关键因素：经济发展、能源结构和人口密度。经济发展通过人均GDP（PGDP）及其平方项（PGDP2）来表示，以检验环境库兹涅茨曲线（EKC）所假设的潜在非线性关系。能源结构（ES）是一个关键决定因素，因为能源供应的碳强度直接影响排放水平。人口密度（Popden）被纳入考虑，以解释规模和聚集效应对能源消费和排放模式的影响。这些变量的具体定义和测量方法如下所述。PGDP是指人均国内生产总值（GDP），根据每个国家的GDP（GDPjt）、该地区GDP占全国GDP的比例（shareit）以及人口规模（Populationit）计算得出，如方程（1）所示。这里，i代表分布在29个OECD国家中的243个地区，j代表这29个OECD国家。国家GDP数据来源于PWT10（Feenstra等人，2015年），该数据库包含了关于收入、产出、投入和生产力的相对水平的信息。实际人均GDP通过购买力平价（2017年美元不变值）进行了调整。地区GDP与国家GDP的比例以及城市人口数据来源于OECD（2020年）。Popden计算为地区总人口除以地区面积。由于缺乏地区层面的能源数据，每个地区的能源结构被用作ES的代理变量，通过可再生能源在总能源消费中的比例来表示。所有变量都进行了对数转换，除了能源结构指数。为了处理对数转换时专利计数的零值问题，使用了标准调整方法Patents = 1 + Patent（Bloom等人，2016年），其中Patent表示专利申请的原始数量。变量的描述性统计数据显示在表2中。

4.2. “碳峰值”阶段的气候变化缓解技术发展
4.2.1. 气候变化缓解专利的结构
OECD国家的气候变化缓解技术专利申请数量从2000年的3108项增加到2008年的10,560项，仅在八年内就增加了两倍。如图5所示，建筑相关专利（Buildings-patent）、能源相关专利（Energy-patent）和交通相关专利（Transportation-patent）的申请增长率从2000年到2005年超过了100%。能源相关技术起步较早，其专利申请数量远远超过其他技术。相比之下，碳捕获与封存（CCS）技术起步较晚，其专利申请数量明显落后于其他技术。直到2005年，政府间气候变化专门委员会（IPCC）发布了关于“二氧化碳捕获与储存”的特别报告，并正式将CCS定义为从工业或相关能源源中分离二氧化碳，将其运输到储存地点，并在较长时间内将其与大气隔离开来（IPCC，2018年）。在这种背景下，CCS技术经历了快速发展，2005年至2008年间其在OECD国家的使用量增加了108%。这一趋势表明各国对CCS技术的认识和重视程度日益增加。

4.2.2. 气候变化缓解专利的空间特征
专利分布存在巨大的地区差异，2000年排名前10%的地区几乎占到了总专利数的60%。图6显示，美国拥有最多的专利，约占OECD国家总专利数的三分之一。考虑到OECD内的243个地区，美国的15个地区在专利申请数量上排名前10%，其余地区包括加拿大、德国、法国、日本、荷兰和瑞典等国家，如表3所示。此外，这些排名前10%的地区共同拥有超过一半的总专利数量。鉴于各种减排技术的发展差异及其不同的机制，确定哪种技术在减少碳排放方面起着更重要的作用是相关的。

4.3. 研究方法
计量经济模型如方程（2）所示。PCO2代表人均二氧化碳排放量，Patent表示专利申请数量。研究对不同类型的气候变化缓解技术进行了单独的回归分析，包括四类：建筑相关专利（Buildings-patent）、能源相关专利（Energy-patent）、碳捕获与封存相关专利（CCS-patent）和交通相关专利（Transportation-patent）。X代表控制变量，包括能源结构（ES）、人均GDP（PGDP）及其平方项（PGDP2）和人口密度（Popden）。t代表年份。方程（2）还控制了地区（ηi）和年份（γt）的固定效应。?it是误差项。

5. 结论
专利的授予具有显著且可变的时间滞后，主要是由于专利局进行了严格的多阶段实质性审查过程。考虑到专利申请及其后续影响的这种时间特性，使用累计专利申请数量（Apatent）作为解释变量来反映累积效应。考虑累积效应的计量经济模型如方程（3）所示。

6. 图表说明
- 图5. OECD国家气候变化缓解技术的变化（2000–2008年）：作者根据OECD（2020年）的数据进行了说明。
- 图6. OECD国家的气候变化缓解技术：作者根据OECD提供的数据进行了说明。
- 表3. 专利申请数量排名前10%的地区：作者根据OECD提供的数据进行了说明。Yi = 1/t1 - t0 + 1∑(t0t1)Yi 是样本期间区域i的人均GDP平均值，而Y = 1/n(t1 - t0 + 1)∑(i=1)n∑(t0t1)Yi 是样本期间所有区域的人均GDP平均值。得到的矩阵Wij是不对称的。元素Wij（i对j的影响）与它们之间的逆距离和区域i的经济权重成正比。因此，从经济上占主导地位的区域向较不发达区域的影响流动被赋予更高的权重，从而有效地模拟了理论上的层次空间依赖性。本研究对不同类型的专利进行了单独的回归分析，以评估不同气候变化缓解技术的减排效果。首先，不同专利之间可能存在强相关性。表4显示，皮尔逊相关性测试的结果表明能源专利与建筑专利之间的相关系数为0.77，能源专利与交通专利之间的相关系数为0.75。因此，在同一模型中包含不同专利可能会导致共线性问题。其次，先前的研究也采用了单独的回归方法（Jiao等人，2020年）。表4. 专利之间的皮尔逊相关系数。变量 Ln(建筑专利) Ln(能源专利) Ln(CCS专利) Ln(交通专利) Ln(建筑专利) 1.000 Ln(能源专利) 0.766*** 1.000 Ln(CCS专利) 0.476*** 0.578*** 1.000 Ln(交通专利) 0.675*** 0.750*** 0.439*** 1.000 注意：*p< 0.1，***p< 0.05，****p< 0.01。5. 定量结果本节首先报告基准测试结果，然后探讨累积效应和潜在机制。核心发现来自空间溢出分析。基于这些结果，我们进行了模拟练习，以探索技术层面和国家层面的异质性效应。最后，进行了稳健性检验以验证估计结果。5.1 累积效应附录中的表A1报告了同时期的基准测试结果，显示只有与交通相关的技术具有统计学上的显著效应。然而，由于技术创新通常具有滞后实施的特点，本文强调累积效应而非短期影响。表5展示了基于方程(3)估计的累积效应的回归结果。第(1)列显示了总体气候变化缓解技术对碳排放的影响，而第(2)至(5)列分别考察了不同气候变化缓解技术对碳排放的影响。由于专利应用中的滞后现象，先前的研究通常在回归模型中包括了专利的一阶滞后项（Cheng等人，2021年）。受样本数据不连续性的限制，本研究用专利的累积数量替代了滞后项，以反映专利对碳排放的持续影响。表5. 气候变化缓解技术对碳排放的累积效应。模型(1) (2) (3) (4) (5) Ln(总专利) -0.029*** (0.014) Ln(建筑专利) -0.020 (0.014) Ln(能源专利) -0.023* (0.014) Ln(CCS专利) -0.030*** (0.011) Ln(交通专利) -0.035*** (0.010) ES -1.343*** -1.411*** -1.430*** -1.544*** -1.208*** (0.554) (0.536) (0.536) (0.539) (0.534) Ln(人均GDP) 0.659 0.673 0.642 0.634 0.542 (0.647) (0.681) (0.648) (0.674) (0.650) Ln(人均GDP)2 -0.032 -0.033 -0.031 -0.031 -0.026 (0.031) (0.033) (0.031) (0.032) (0.031) Ln(人口密度) -0.626*** -0.592*** -0.619*** -0.590*** -0.605*** (0.197) (0.203) (0.199) (0.204) (0.203) 常数 2.705 2.405 2.719 2.592 3.183 (3.898) (4.110) (3.908) (4.094) (3.980) 年份固定效应 是 是 是 是 是 是 是 区域固定效应 是 是 是 是 是 是 R2 0.178 0.168 0.171 0.170 0.183 观测值 729 729 729 729 729 729 729 729 729 729 729 注：括号中的标准误差，*p< 0.1，***p< 0.05，****p< 0.01。结果表明，总体气候变化缓解技术及其子类型在减排效果上存在时间滞后。从总体减排的角度来看，总体气候变化缓解技术对碳排放的影响显著为负，表明这些技术有助于实现减排目标。其中，CCS和交通专利的减排效果最为显著，其次是能源和建筑专利，这提供了技术层面减排效果异质性的证据。虽然回归框架允许比较不同技术类别的减排关联，但这些系数不应被解释为相对成本效益的直接衡量标准。能源、建筑、交通和CCS技术在资本强度、部署阶段、基础设施要求和政策支持方面存在显著差异。因此，估计的系数反映了边际减排关系，而不是生命周期性能或福利最优排名。此外，由于技术类别代表的是主导应用领域而非互斥的工业部门，观察到的异质性可能同时反映了内在技术特性和情境部署差异。CCS专利增加一个百分点可以减少0.03个百分点的人均CO2排放量。回归结果还验证了假设2，表明CCS技术可以直接减少碳排放。尽管能源创新技术和其他类型的气候变化缓解技术正在快速发展，但某些工业过程（如钢铁、水泥和化学生产）产生的CO2排放量无法仅通过能源创新来避免。CCS技术为这些高排放行业提供了一种有效的减少碳足迹的手段。与CCS专利相关的相对较强的减排效果可能反映了该技术的直接减排机制，即在源头捕获排放，而不是依赖能源替代或效率改进。然而，CCS的部署是能源密集型和资本密集型的。其运营可能会增加上游能源需求，从而产生部分反弹或抵消效应。因此，估计的系数代表的是净减排关联，而不是纯粹的技术减排潜力。能源效率是能源技术影响碳排放的关键渠道。节能技术可以有效改善碳排放表现。然而，技术进步可能导致反弹效应（Wang和Wei，2020年）。能源技术的进步也可能增加能源消耗，从而部分抵消此类技术创新的减排效果。5.2 机制分析根据理论分析框架，气候变化缓解技术主要通过两种途径影响碳排放：直接减排和间接减排。本文主要考察了两种间接减排途径：能源效率和产业结构。由于缺乏区域级数据，每个国家的能源效率和产业结构被用作区域数据的代理变量。能源效率表示为每单位能源消耗的GDP。产业结构由第二产业占GDP的比例表示。所有上述数据均来自世界银行。公式(6) Ln(PCO2it) = α + β1Ln(Apatentit) + β2Xit + ηi + γt + εit 公式(7) 和公式(8) 中使用的Baron和Kenny（1986年）提出的方法用于评估气候变化缓解技术与碳排放之间关系的中介作用。公式(7)和公式(8)中的Mit代表中介因素：能源效率和产业结构。还包括一个影响中介因素的变量向量Xit，包括能源结构、人均GDP及其平方项以及人口密度，所有这些都与公式(2)、(3)、(4)的定义一致。使用能源效率和产业结构作为中介变量进行中介分析。表6展示了两个中介变量的回归结果。根据这三个中介测试的结果，假设1得到验证，表明能源效率和产业结构是气候变化缓解技术间接减少碳排放的两个潜在渠道。具体来说，在将能源效率视为中介变量的回归结果中，与能源相关、建筑和交通技术都显著提高了能源效率。然而，只有交通相关技术对碳排放的影响系数通过了统计显著性测试。此外，在分析交通相关技术对碳排放的影响时，由于能源效率的间接效应占总效应的约18%。这些结果表明，在控制其他相关影响因素的前提下，能源效率可能是交通技术影响碳排放的一种可能传导机制。表6. 影响机制的结果：能源效率和产业结构。空白单元 能源效率(EE) 产业结构(IS) EE Ln(PCO2) EE Ln(PCO2) EE Ln(PCO2) IS Ln(PCO2) IS Ln(PCO2) IS Ln(PCO2) IS Ln(PCO2) Ln(建筑专利) 0.106*** -0.013 -0.002*** -0.016 (0.043) (0.010) (0.010) (0.010) Ln(能源专利) 0.204*** -0.010 -0.005*** -0.015 (0.041) (0.010) (0.010) (0.010) Ln(交通专利) 0.100*** -0.028*** -0.003*** -0.030*** (0.042) (0.010) (0.010) (0.010) 能源效率(EE) -0.065*** -0.065*** -0.064*** (0.010) (0.010) (0.010) 产业结构(IS) 1.700*** 1.609*** 1.584*** (0.456) (0.467) (0.454) 控制变量 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 常数 25.467*** 4.072* 20.487* 4.043* 24.642* 4.754* -0.509* 3.269 -0.372 3.318 -0.460* 3.912 (10.252) (2.352) (10.107) (2.361) (10.311) (2.347) (0.240) (2.409) (0.235) (2.417) (2.403) 年份固定效应 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 国家固定效应 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 是 R2 0.98 0.99 0.98 0.98 0.99 0.98 0.98 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99 0.98 0.99 729 729 729 729 729 729 729 729 729 729 729 注：控制变量包括所有列中的能源结构、人均GDP的对数及其平方项以及人口密度的对数。括号中的标准误差。***、**和*分别表示1%、5%和10%水平的统计显著性。同样，在使用产业结构作为中介变量的回归结果中，只有交通相关技术对碳排放的影响系数通过了统计显著性测试。此外，在交通相关技术对碳排放的影响中，由于产业结构产生的间接效应占总效应的约14%，表明产业结构可能是连接交通技术和碳排放的另一个潜在传导机制。然而，应该注意的是，产业结构同时受到宏观经济条件、政策干预、需求变化和城市化进程等多种因素的影响。因此，不应过高估计交通技术在推动产业结构调整和进一步减少碳排放方面的作用，这一机制需要谨慎解读。应该注意的是，Baron和Kenny（1986年）提出的中介测试方法采用逐步回归方法，并假设自变量、中介变量和因变量之间存在线性因果关系。虽然这种线性假设适用于本研究中中介机制的初步探索，并与我们的实证设计一致，但它可能无法完全捕捉实际传导过程中的潜在非线性。未来的研究可以采用能够捕捉非线性关系的方法，以进一步深化机制分析。5.3 空间溢出效应空间相关性测试表明，需要将碳排放的空间溢出项纳入模型，如附录中的表A2所示。在这项研究中，选择了空间Durbin模型（SDM）来检验气候变化缓解技术的空间溢出效应。碳排放不仅受到本地创新技术的影响，还受到其他地区创新的影响，这些创新可以产生溢出效应。此外，还进行了似然比（LR）测试以评估SDM的有效性。根据公式(4)，表7展示了空间溢出效应的估计结果。首先，LR测试在1%的显著性水平上拒绝了零假设，表明SDM是本研究的最优模型。其次，气候变化缓解技术的溢出项系数具有统计显著性。这一结果验证了假设3，确认气候变化缓解技术对碳排放具有空间溢出效应。最后，系数的负号表明专利申请的增加有助于减少排放。表7. 使用地理经济空间权重矩阵的气候变化缓解技术对碳排放的空间溢出效应。模型(1) (2) (3) (4) Ln(建筑专利) -0.014* (0.008) Ln(能源专利) -0.015* (0.008) Ln(CCS专利) -0.019* (0.010) Ln(交通专利) -0.025*** (0.008) ES -2.220*** -2.276*** -2.459*** -2.065*** (0.352) (0.349) (0.343) (0.352) Ln(人均GDP) 0.183 0.071 0.125 0.037 (0.363) (0.360) (0.360) (0.361) Ln(人均GDP)2 -0.010 -0.004 -0.007 -0.003 (0.018) (0.018) (0.018) (0.018) Ln(人口密度) -0.468*** -0.474*** -0.426*** -0.476*** (0.094) (0.094) (0.094) W* Ln(建筑专利) -0.075*** (0.029) W* Ln(能源专利) -0.074*** (0.023) W* Ln(CCS专利) -0.212*** (0.047) W* Ln(交通专利) -0.062*** (0.026) W* ES 2.561*** 2.709*** 3.047*** 2.544*** (0.735) (0.693) (0.681) (0.722) W* Ln(人均GDP) 6.320*** 7.809*** 4.966*** 4.966*** (2.005) (2.034) (1.993) (2.006) W* Ln(人均GDP)2 -0.280*** -0.344*** -0.216*** -0.291*** (0.093) (0.094) (0.093) (0.093) W* Ln(人口密度) 0.734*** 0.897*** 0.469*** (0.296) (0.297) (0.258) 空间rho 0.561*** 0.552*** 0.433*** 0.566*** (0.094) (0.094) (0.104) (0.093) LR-空间滞后 60.9*** 71.6*** 74.1*** 69.0*** LR-空间误差 28.7*** 39.4*** 39.3*** 30.9*** R2 0.22 0.23 60.24 60.23 观测值 729 729 729 729 注：括号中的标准误差，*p< 0.1，***p< 0.05，****p< 0.01。SDM模型的系数并不直接反映边际效应，因为存在反馈效应（Golgher和Voss，2016年）。直接效应、间接效应和总效应在表8中报告。间接效应是指其他地区自变量的变化对本地碳排放的影响。总效应是直接效应和间接效应的总和。总效应大于非空间估计结果，表明忽略空间溢出效应可能导致估计不准确。每种类别的专利申请数量增加10%所带来的影响分别为2%、2%和2%。因此，当所有类别的专利数量增加10%时，可以实现10%的碳排放总量减少。Jiao等人（2020年）还发现，在中国，绿色技术的溢出效应可以比绿色如图8所示，第（1）列代表各国2008年的总碳排放量，而第（2）和第（3）列详细说明了碳排放的减少情况，这些减少效果根据表8.D的结果分为直接效应和间接效应（由专利增加引起）。由于经济规模和人口差异，经合组织成员国之间的碳排放量存在巨大差异。在图8的第（1）列中，美国无疑是最大的碳排放国。在这种不同的碳排放情况下，即使各国专利变化的幅度相同，碳排放的减少量也会有显著差异。图8的第（2）列展示了专利变化对每个国家的直接影响。当所有国家的专利申请增加10%时，美国的碳排放潜力减少最多，达到4520万吨（二氧化碳）。日本其次，减少量约为930万吨（二氧化碳）。然而，这些数字仅代表国内技术创新带来的减排效果。

作为国际政府间组织，经合组织积极支持和促进技术合作项目，特别是在新兴技术领域。这些项目促进了成员国之间的知识、经验和资源共享，以促进技术创新和发展。随着全球化和国际贸易的增长，技术溢出效应变得更加明显。技术溢出可以被视为创新过程的积极副产品，因为它们有助于知识的传播和应用，这种现象在减排方面也有所体现。当一个国家的气候变化缓解技术取得进展时，它不仅会减少自身的碳排放，还会影响邻近国家或紧密相连国家的碳排放。图7的第（3）列展示了其他国家专利变化对该国碳排放的影响（即技术创新的空间溢出效应）。由于这种影响来自多个国家，因此强烈的溢出效应会扩大原国的潜在减排量。以法国为例，尽管仅靠国内技术创新的减排效果为290万吨（二氧化碳），但来自其他国家的技术溢出效应使碳排放额外减少了3320万吨（二氧化碳）。因此，法国技术创新的总减排效果为3610万吨（二氧化碳）。这表明技术溢出在实现各国减排目标方面起着关键作用。图7的第（4）列展示了总体效果。研究结果表明，2008年专利申请增加10%导致二氧化碳排放减少了13亿吨。

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图7. 2008年专利申请增加10%对二氧化碳排放影响的近似估算，通过将总效应分解为直接效应和间接效应。
注：DE、IE和TE分别代表直接效应、间接效应和总效应。

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图8. 2008年专利申请增加10%对研发影响的近似估算。
注：以2015年为基准年，单位以百万美元（US$ million）计。

根据各国的研发投资以及四种类型专利在总专利申请中的比例，可以估算出分配给这四种类型专利的研发投资。假设专利申请增加10%相当于研发投资增加10%。尽管这一假设存在局限性，但它提供了一个有用的近似值。在这个框架下，估计了各国为实现先前确定的减排效果所需的额外研发投资。由于各国技术创新能力不同，其研发投资的变化幅度也有所不同。例如，为了减少5.7亿吨二氧化碳排放，美国需要额外增加5.36亿美元的研发投资，如图8所示。尽管日本的减排量仅为美国的五分之一，但仍需要3.14亿美元的研发成本，大约是美国额外研发支出的60%。研究结果表明，2008年实现13亿吨碳排放减少需要额外投入约139亿美元的研发资金。

在每个国家内部，通过按技术类型分解总效应，可以识别与每种类别相关的减排潜力，如图9所示。结果显示，碳捕获与封存（CCS）的影响最大，几乎是其他技术类型的两倍。具体来说，专利申请增加10%意味着CCS贡献了大约40%的总碳排放减少量，而其他每种技术类型各贡献约20%。以美国为例，其潜在减排量为5.7亿吨二氧化碳，其中CCS单独贡献了2.28亿吨二氧化碳。这些发现表明，经合组织地区之间在技术成熟度和基础设施准备方面存在显著差异。成本结构、可扩展性和监管环境的变化可能部分解释了观察到的缓解效果。由于当前实证模型中没有明确考虑这些结构维度，在解释跨技术比较时需要谨慎。

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图9. 2008年专利申请增加10%对二氧化碳排放影响的近似估算，考虑了专利类型的溢出效应。

在基准、累积、机制和空间规格方面，结果一致表明缓解效果在技术层面存在显著异质性。碳捕获与封存（CCS）和交通技术显示出最直接的减排效应，而能源和建筑技术则显示出相对较弱或更间接的效应，这与反弹和中介机制部分一致。此外，空间溢出效应放大了总体效应，表明缓解效益超越了区域边界。这些效应的幅度在不同国家之间也有所不同。这些发现表明，政策设计应考虑不同的技术路径，而不是假设均匀的缓解效果。

5.5. 稳健性测试
正如Wen等人（2020, 2022, 2023）所指出的，适当的权重矩阵在空间建模中至关重要。为了评估空间溢出结果的稳健性，在表9中引入了两种调整。首先，用空间距离权重矩阵替换原始的地理经济空间权重矩阵，以测试结果对不同空间规格的敏感性。其次，用经合组织数据库的数据替换PWT10的人均GDP数据，确保所有变量（来自世界银行的能源结构数据除外）都来自经合组织数据库，从而消除数据来源差异的潜在影响。

表9. 稳健性测试结果：替换数据来源和空间权重矩阵。
模型（1）（2）（3）（4）
Ln（建筑-专利）?0.013?（0.008）
Ln（能源-专利）?0.014?（0.008）
Ln（CCS-专利）?0.018?（0.010）
Ln（交通-专利）?0.026???（0.008）
W?Ln（建筑-专利）?0.064??（0.027）
W?Ln（能源-专利）?0.043??（0.020）
W?Ln（CCS-专利）?0.258???（0.049）
W?Ln（交通-专利）?0.040?（0.024）
控制变量
是 是 是 是
空间rho
0.653???
0.654???
0.489???
0.650???（0.089）
（0.089）（0.104）（0.089）
直接效应
Ln（建筑-专利）?0.015?（0.008）
Ln（能源-专利）?0.016?（0.008）
Ln（CCS-专利）?0.023??（0.010）
Ln（交通-专利）?0.028???（0.008）
间接效应
Ln（建筑-专利）?0.218?（0.113）
Ln（能源-专利）?0.160?（0.083）
Ln（CCS-专利）?0.531???（0.133）
Ln（交通-专利）?0.173?（0.098）
总效应
Ln（建筑-专利）?0.233??（0.114）
Ln（能源-专利）?0.175??（0.082）
Ln（CCS-专利）?0.554???（0.133）
Ln（交通-专利）?0.201??（0.099）
观测值
729 729 729 729
注：括号中的标准误差，?p< 0.1，??p< 0.05，???p < 0.01。

可以观察到，表9中与感兴趣变量相关的系数符号与表7的结果一致。同样，表9中详细列出的边际效应也与表8的结果一致。这些发现共同表明了先前结果的稳健性。此外，如附录中的表A3所示，通过替换变量的数据来源进行了单独的稳健性回归。总体结论，特别是边际效应的结果，与先前的发现保持一致。

6. 讨论
6.1. 理论意义
本研究为气候政策文献中普遍存在的创新扩散模型提供了重要的理论见解。尽管现有理论通常强调研发投资是主要驱动力，但研究结果突出了技术特定特征的关键作用，特别是碳捕获与封存（CCS）的固有时滞和大规模存储能力，在塑造国家脱碳路径中的作用。同样重要的是要认识到CCS技术的潜在反弹效应，因为这些效应可能会削弱其整体减排性能。虽然CCS通过其在源头捕获排放的独特机制表现出显著的减排潜力，但其实际部署受到高能源和资本需求的限制。这种资源需求可能导致上游供应链和支持基础设施的能源消耗增加，从而引发间接排放，部分抵消了CCS实现的直接减排。从理论角度来看，这引入了一种“技术反弹效应”，即减排技术的效率提升导致了额外的资源使用，从而削弱了整体减排效果。需要注意的是，这些反弹机制在我们的实证分析中没有明确量化，因为捕捉这种系统范围的反馈效应需要超出本研究范围的不同的建模框架。这表明理论框架需要超越通用创新模型，明确纳入系统范围的反馈机制和生命周期考虑，特别是对于像CCS这样的大规模缓解技术。这些特征可能不成比例地影响实现碳中和的可行性、成本和有效性，特别是对于尚未达到排放峰值的国家。

6.2. 实际和政策意义
这项工作的实际和政策意义是直接且重大的，直接源于全球CCS进展的差异。
对于发展中国家的政策制定者（例如中国、印度）：结论要求从普遍的绿色技术支持转向有针对性的CCS产业政策。这包括创建专门的CCS研发基金，制定国家碳存储地图以降低投资风险，以及设计明确评估难以减排行业避免排放的碳定价机制。
对于国际机构和发达国家（例如德国、日本、美国）：研究结果强调了技术转让的全球重要性。为了缩小发展差距，政策必须促进国际联合体开展CCS项目，并简化融资和知识共享机制。这不仅仅是援助，而是实现全球净零排放的战略要求，因为任何地方的排放都会影响全球气候。

6.3. 全球意义
研究结果的全球意义在于将CCS不仅视为一种技术工具，而且视为公平有效全球能源转型的试金石。研究发现，CCS在工业化国家的进展更快，这可能会为发展中国家创造“碳锁定”效应，加剧全球不平等。因此，加速全球CCS部署对于实现《巴黎协定》的目标至关重要。正如IPCC预测的到2050年有150亿吨二氧化碳捕获潜力所示，这项研究强调，如果没有全球共同努力来平衡CCS的发展，这一巨大的缓解潜力将无法得到利用，危及所有国家的国际气候目标和可持续发展。

7. 结论
本研究考察了243个经合组织地区在碳峰阶段各种气候变化缓解技术的减排效果。主要发现如下：首先，气候变化缓解技术具有降低碳排放的潜力，但其效果具有时间模式，新开发的技术在问世几年后才会显示出减排效果。其次，鉴于技术溢出的存在，气候变化缓解技术的减排效果需要考虑局部影响和区域间接效应。第三，能源效率和产业结构似乎是这些技术可能影响碳排放的两个潜在渠道。然而，这种解释应谨慎对待，因为结构变化可能是内生的，并受到更广泛的宏观经济和政策因素的影响。最后，在所考察的四种关键技术中，CCS对碳排放的总体影响大约是其他三种技术的两倍。专利申请累计增加1%可使人均二氧化碳排放减少0.41个百分点。虽然与能源相关的技术专利最为普遍，但反弹效应往往会削弱其影响。

这些发现加深了我们对创新如何在碳峰阶段影响减排的理论理解。首先，专利申请与实际减排之间的滞后支持了创新扩散理论，强调政策评估必须考虑技术特定的成熟期，而不是期望立即看到效果。其次，强烈的区域间溢出效应证实了绿色技术扩散本质上是空间性和网络化的，不限于本地创新系统。第三，与能源相关专利的较弱影响表明了反弹效应的重要性，强调了将能源效率创新纳入定价和监管机制的重要性，以限制诱发需求。这些发现共同有助于完善创新扩散和区域脱碳的理论，通过将减排中的时间、空间和行为机制联系起来。研究结果强调了需要一个平衡且可扩展的技术组合。由于碳捕获与封存（CCS）在大规模减排方面具有巨大潜力，应在难以减排的行业中优先考虑该技术；而在现有电网和基础设施支持的情况下，能源、交通和建筑技术也应得到应用，以实现成本效益和快速扩展。鉴于已证明的溢出效应，建立区域创新集群和跨辖区合作可以最大化每单位投资带来的减排效率。为了提高可扩展性和成本效益，政府应将碳价格信号与有针对性的风险缓解工具（如投资税收抵免、碳差价合约和优惠基础设施融资）相结合。健全的监测、报告和验证框架是确保透明度和防止减排重复计算的关键。

对于立法者而言，这些发现表明建立可预测的碳价格区间以及明确的CCS储存责任和监管框架对于增强投资者信心至关重要。整合技术中立的脱碳招标和长期采购合同可以加速工业领域的应用。最后，将公共资金与经过验证的减排成果挂钩将增强问责制，并确保气候效益的持久性。

鉴于创新技术的强大溢出效应，优先发展这些技术的国家可以通过合作创新框架和共享基础设施投资实现互利共赢。此外，由于不同行业和技术的减排效果各不相同，进一步的研究应探讨行业内部的技术动态，并评估每种减排途径的成本效益和功能特性。在实证框架中应纳入技术成熟度、资本密集度、生命周期能源需求和反弹机制，以评估不同减排技术的可扩展性和相对成本效益。未来的研究还应：(a) 结合明确的成本和基础设施变量来测试可扩展性；(b) 评估减排结果对分配和就业的影响；(c) 将分析范围扩展到经合组织（OECD）以外的地区，以评估其在后工业化经济体中的外部有效性。

**CRediT作者贡献声明：**
- 彭颖：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念化。
- 文乐：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、监督、资源协调、项目管理、方法论、概念化。
- 盛明月（Selena Sheng）：撰写——审阅与编辑、监督、资源协调、调查。