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为测算环境议题在不同国家的重要程度，我们采用了1998—2002年以及2008—2012年开展的国际社会调查计划（ISSP）的数据，以及世界价值观调查的数据。这些调查向相关国家的消费者发放相同的问卷，其中的问题包括：“为保护环境，你愿意付出多高的价格（或税收）？”以及“你是否愿意放弃一部分收入，如果确信这些钱将被用于减轻污染？”等。此类调查涉及42个国家，包括主要的发达国家。
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为测算企业面临的竞争程度，我们采用了各国对国际贸易的开放度（世界银行编制的一项指数），以及不同国家的政府对产品市场的监管力度（即经合组织的竞争指数的倒数）。
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这项研究把重点放在汽车产业，以分析竞争程度与社会环保态度如何影响企业开展内燃机或电动机创新的概率。研究得出的主要发现是，在碳税之外，产品市场竞争加上消费者对环境的关心构成了强大杠杆，推动企业走向绿色创新。该结果很有参考价值，因为它揭示了在碳税与研发补贴之外另一条抗击气候变化的补充途径。这一途径就是实施教育政策，以增强消费者对环境议题的关注，并加强竞争，尤其是通过开放产品市场和约束游说活动。
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创造性破坏的力量 5.中间能源与能源转型
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如果有中间能源（污染小于煤炭和石油，但大于可再生能源）可供选择，我们又该如何向可再生能源转型？天然气就是这样的例子，尽管同属化石能源，它却被视为最清洁的碳氢化合物，其燃烧释放的二氧化碳比石油少30%，比煤炭少50%。因此，页岩气这种非传统的天然气也作为中间能源重新受到了关注。[18]这里不对页岩气的开采做深入讨论，我们只是用它作为例子来阐述利用中间能源的利弊得失。[19]
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腾飞的页岩气已成为美国天然气市场上的革命性角色。图9.4展示了美国页岩气产量的变化，我们看到从2008年开始急剧加速（号称页岩气繁荣），产量在2008—2018年间增长了约500%。图9.5则显示，从2008年开始，天然气取代煤炭的速度大大加快。
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图9.4 页岩气繁荣
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资料来源：转引自D. Acemoglu, P. Aghion, L. Barrage and D. Hémous,“Climate Change, Directed Innovation and Energy Transition: The Long-Run Consequences of the Shale Gas Revolution,”unpublished manuscript, February 28,2019，图1。
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图9.5 煤炭与天然气在发电能源中的占比
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资料来源：转引自D. Acemoglu, P. Aghion, L. Barrage and D. Hémous,“Climate Change, Directed Innovation and Energy Transition: The Long-Run Consequences of the Shale Gas Revolution,”unpublished manuscript, February 28,2019，图2A。
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从煤炭向天然气转型对二氧化碳排放有何影响？图9.6显示，二氧化碳密度（即单位能量产出对应的二氧化碳排放量）出现了急剧下降（图中虚线）。这一下降属于替代效应的结果：由于高污染的煤炭被低污染的天然气部分取代，单位能量产出带来的污染随之减少。然而，该效应可能被规模效应完全抵消并超过：页岩气作为补充能源引入后，会增加能源的总体供给，使能源价格乃至企业生产成本被压低，从而鼓励企业扩大产出，排放更多的二氧化碳。图9.6显示，实际的二氧化碳总排放量在长期持续攀升后，从2008年起开始减少（图中实线），说明替代效应占据了主导。
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图9.6 发电产生的排放与二氧化碳密度
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资料来源：转引自D. Acemoglu, P. Aghion, L. Barrage and D. Hémous,“Climate Change, Directed Innovation and Energy Transition: The Long-Run Consequences of the Shale Gas Revolution,”unpublished manuscript, February 28,2019，图2B。
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先不管与污染效应有关的批评意见，我们能否就此认为应该毫不犹豫地大规模开采页岩气呢？同样，如果把创新效应纳入考虑，我们就必须重新评估上述推理。近期有一项研究提出，如果在一个经济体中，最终消费品的生产需要三种能源：煤炭、页岩气和可再生能源。[20]煤炭造成的污染大于页岩气，后者又大于可再生能源。企业可以选择投资于化石能源（煤炭与天然气）的技术创新，或者可再生能源的技术创新。在上述条件下，页岩气繁荣对二氧化碳排放在短期和长期分别有何影响？
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在短期内，依靠现有技术，页岩气的引入会带来上文提到的两种相反效应：减少污染的替代效应与加重污染的规模效应。如图9.6所示，替代效应似乎能占据主导。那么在考虑到创新因素，企业需要在化石能源与可再生能源两类技术之间做选择时，长期又会产生何种结果？化石燃料繁荣会刺激企业至少暂时放松可再生能源的创新，因为化石燃料的市场规模和租金都在增长。事实上，从图9.7也可以看到：可再生能源的专利数量占美国全部专利的比例在之前持续提升后，于2008年开始急剧下跌。
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图9.7 可再生能源专利在总专利数量中的占比变化
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资料来源: D. Acemoglu, P. Aghion, L. Barrage and D. Hémous,“Climate Change,Directed Innovation and Energy Transition: The Long-Run Consequences of the Shale Gas Revolution,”unpublished manuscript, February 28,2019。