張同斌,劉 琳 (東北財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,遼寧 大連 116025)

環(huán)境影響評價(jià)與管理

中國碳減排政策效應(yīng)的模擬分析與對比研究
——兼論如何平衡經(jīng)濟(jì)增長與碳強(qiáng)度下降的雙重目標(biāo)

張同斌*,劉 琳 (東北財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院,遼寧 大連 116025)

通過構(gòu)建包含能源消耗,碳排放與碳減排政策的動態(tài)一般均衡模型,對碳總量減排與碳強(qiáng)度減排兩類政策的減排效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)進(jìn)行了模擬分析.結(jié)果顯示,不同的碳減排政策均能夠有效降低碳排放量,實(shí)現(xiàn)碳強(qiáng)度下降的目標(biāo),但由于政策的減排力度和減排路徑差異原因,碳總量減排政策對經(jīng)濟(jì)增長的抑制作用較強(qiáng),碳強(qiáng)度減排政策對經(jīng)濟(jì)增長的負(fù)向影響程度較低.基于社會福利和減排成本視角對不同碳減排政策的成本收益進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),與強(qiáng)度減排相比,總量減排方案下的社會福利更高且其減排成本略小,其具有一定的比較優(yōu)勢.促進(jìn)碳強(qiáng)度減排政策向碳總量減排政策的穩(wěn)步過渡,是實(shí)現(xiàn)福利增進(jìn)與環(huán)境改善等多重紅利的重要途徑.

碳總量減排；碳強(qiáng)度減排；經(jīng)濟(jì)增長；動態(tài)一般均衡模型

隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和能源的大量消耗,二氧化碳等溫室氣體過度排放所導(dǎo)致的全球氣候變化問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn).在控制和減少碳排放方面,各國根據(jù)自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r與減排潛力,采取了兩種不同的減排政策:碳總量減排政策與碳強(qiáng)度減排政策.碳總量減排政策要求實(shí)現(xiàn)碳排放量的絕對值下降,而碳強(qiáng)度減排政策的目標(biāo)是碳強(qiáng)度下降,即單位國內(nèi)生產(chǎn)總值的二氧化碳排放量降低.一般而言,發(fā)達(dá)國家往往采取碳總量減排政策,而發(fā)展中國家由于自身所處的發(fā)展階段與減排技術(shù)水平限制,大多采用碳強(qiáng)度減排方式.

對于中國而言,應(yīng)對氣候變化問題更為重要且難度更大.一方面,作為發(fā)展中大國,資源能源大量消耗所產(chǎn)生的路徑依賴等使得中國的碳排量持續(xù)上升;另一方面,中國地域廣闊,氣候條件較為復(fù)雜,是極易遭受氣候變化不利影響的國家之一.雖然困難重重,但是我國一直努力進(jìn)行碳減排活動,積極推行自上而下的行政命令式碳強(qiáng)度減排政策,取得了顯著成效.

自2013年開始,我國在北京、上海、廣東等7個(gè)省市陸續(xù)進(jìn)行碳交易市場建設(shè)的試點(diǎn).碳交易指的是將二氧化碳排放權(quán)作為一種商品投入到市場中進(jìn)行交易,企業(yè)生產(chǎn)活動中若超出限定的排放量指標(biāo),則需要對碳減排配額進(jìn)行購買,而未排放的剩余部分則可以通過市場將配額賣出.由于碳交易中的配額大多采取碳排放的絕對量形式,在政府部門確定碳排放配額之后,碳交易就成為了一種利用市場機(jī)制進(jìn)行碳總量減排的方式.[1]當(dāng)前,對我國碳強(qiáng)度和碳總量減排政策的效應(yīng)進(jìn)行對比,挖掘政策的作用機(jī)理十分必要.

國內(nèi)外學(xué)者對碳強(qiáng)度減排政策在碳排放控制中的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證,并在減排效應(yīng)方面達(dá)成了共識,但是在碳強(qiáng)度減排的經(jīng)濟(jì)影響方面卻存在著分歧,其中,一些學(xué)者認(rèn)為碳強(qiáng)度政策實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)的同時(shí),會對經(jīng)濟(jì)增長造成一定程度的負(fù)面影響.[2]與之不同,部分學(xué)者的研究卻發(fā)現(xiàn),碳強(qiáng)度減排政策具有雙重紅利,基于動態(tài)隨機(jī)一般均衡等模型的模擬結(jié)果顯示,碳強(qiáng)度減排政策下的技術(shù)變革可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)要素的替代,提高能源效率并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長[3-5].

在碳總量減排政策的研究中,學(xué)者們對于碳交易中總量減排方案的關(guān)注較多,在其對經(jīng)濟(jì)增長的影響方面存在多種觀點(diǎn).Tang等[6]研究發(fā)現(xiàn)碳交易機(jī)制能夠有效減少碳排放量,但會對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)向沖擊效應(yīng);另有學(xué)者分析得出,建立健全碳排放權(quán)交易機(jī)制,能夠在減少碳排放量的同時(shí),減弱氣候變化或環(huán)境污染對于經(jīng)濟(jì)的損害甚至創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,發(fā)揮支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展和實(shí)現(xiàn)節(jié)能減碳的作用.[7-9]

將碳總量減排與碳強(qiáng)度減排等政策進(jìn)行對比分析的文獻(xiàn)并不很多.部分研究對比了碳總量,碳強(qiáng)度和碳稅等政策對環(huán)境狀況和宏觀經(jīng)濟(jì)影響的差異,發(fā)現(xiàn)碳稅能夠與碳總量政策產(chǎn)生相同的減排效果,而碳強(qiáng)度方案下的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和碳排放量更大[10-11].張友國[12]指出當(dāng)未來經(jīng)濟(jì)增長水平低于預(yù)期水平時(shí),與總量方案相比,碳強(qiáng)度約束能夠更有效地控制碳排放,但其邊際減排成本和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出損失較高.

現(xiàn)有文獻(xiàn)中有關(guān)碳減排政策作用機(jī)理的研究還不夠深入,特別是在碳減排政策對于經(jīng)濟(jì)的影響方面,基本都是從相對價(jià)格變動等直接影響角度進(jìn)行闡述,而從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)間接變化的角度進(jìn)行減排政策效應(yīng)的分析更為重要[13].通過構(gòu)建包含能源消耗、碳排放、碳強(qiáng)度與碳總量減排政策的動態(tài)一般均衡模型,可以從能源投入、資本累積等視角進(jìn)行碳減排政策影響環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的機(jī)制模擬,研究減排政策如何平衡經(jīng)濟(jì)增長與碳強(qiáng)度下降的目標(biāo).

1 理論框架構(gòu)建

在理論模型設(shè)定中,將碳存量導(dǎo)致的產(chǎn)出效率損失加入到企業(yè)生產(chǎn)函數(shù)中,同時(shí)在家庭的效用函數(shù)中納入了碳存量的負(fù)外部性,體現(xiàn)了碳排放累積引發(fā)的氣候變化對于企業(yè)生產(chǎn)活動和居民生活方式的影響.

1.1 模型設(shè)定

1.1.1 生產(chǎn)部門與碳排放 除了傳統(tǒng)的生產(chǎn)要素資本與勞動力之外,能源是產(chǎn)品生產(chǎn)中重要的中間投入品之一,假定企業(yè)生產(chǎn)過程中需要上述3種投入,設(shè)定規(guī)模報(bào)酬不變的柯布—道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)形式為:

式中:Yt為第t期企業(yè)的總產(chǎn)出,×10元;Xt為第t期的碳存量,108tC;Kt為資本,×1012元;Lt為勞動力,108人;Et為能源,108tce;At為生產(chǎn)技術(shù)水平;α為資本的產(chǎn)出彈性系數(shù);β表示能源投入的產(chǎn)出彈性系數(shù);D(Xt)為效率損失項(xiàng),代表第t期的碳存量(Xt)對企業(yè)生產(chǎn)效率的負(fù)向影響.參考Heutel[14]的設(shè)定方法,將效率損失項(xiàng) D(Xt)設(shè)為二次函數(shù)的形式D(Xt)=dXt2,d為生產(chǎn)效率損失系數(shù).

生產(chǎn)效率損失項(xiàng)表示氣候變化對經(jīng)濟(jì)增長的反饋機(jī)制,反饋路徑主要有:(1)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動對自然資源和生態(tài)環(huán)境有著一定的依賴性,當(dāng)二氧化碳存量上升導(dǎo)致氣候變化時(shí),生態(tài)系統(tǒng)對溫室氣體的吸收不充分,環(huán)境容量的縮小會導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)活動受到限制;(2)當(dāng)二氧化碳存量增加時(shí),生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,為恢復(fù)生態(tài)系統(tǒng)功能的穩(wěn)定性,就需要作為減排主體的企業(yè)投入大量的人力物力,約束了企業(yè)的生產(chǎn)行為.

由于企業(yè)生產(chǎn)過程中需要消耗能源,能源是碳排放的最直接來源,為簡化起見,將碳排放函數(shù)設(shè)定為:

式中:EMt為第t期企業(yè)的碳排放量,×108tC;θ為能源消耗的碳排放系數(shù).

生態(tài)系統(tǒng)具有一定的自降解能力,企業(yè)的碳排放能夠被生態(tài)系統(tǒng)部分降解.但是,生態(tài)系統(tǒng)的自降解能力是有限的,未被降解剩余的二氧化碳被留存在大氣中,逐漸累積形成碳存量并引發(fā)氣候變化,因此,碳排放的累積過程或者碳存量的形成過程可以表述為:

式中:ξ為生態(tài)系統(tǒng)的跨期自降解系數(shù),0＜ξ＜1,該系數(shù)越大,表明生態(tài)系統(tǒng)的自降解能力越弱,累積的碳排放量就越多,碳存量水平越高.

企業(yè)在生產(chǎn)活動中追求利潤最大化,其利潤函數(shù)為:

式中:Rt,Qt和 Wt分別代表資本的利息,%;能源的價(jià)格,元和勞動力的工資,元.

對資本要素、能源投入和勞動力分別求導(dǎo),得到企業(yè)實(shí)現(xiàn)利潤最大化的一階條件如式(5)-式(7)所示.

1.1.2 代表性家庭 不失一般性地,假定經(jīng)濟(jì)中有一個(gè)永續(xù)生存的代表性家庭,該家庭追求效用最大化,其效用最大化函數(shù)如式(8)所示.

式中:η為效用貼現(xiàn)因子,η＞0;Ct為第t期的消費(fèi)水平,×1012元;1?Lt代表閑暇;χ為消費(fèi)與閑暇的替代系數(shù);v(Xt)為二氧化碳存量引發(fā)的氣候變化對于代表性家庭效用的影響函數(shù).根據(jù) Barrage[15]的研究,將v(Xt)的形式設(shè)定為v(Xt)=ρXt2,ρ為累積的碳存量對代表性家庭效用的影響系數(shù).

二氧化碳的過度排放會導(dǎo)致溫室效應(yīng),使得生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞,不僅表現(xiàn)為海平面上升、洪澇災(zāi)害等極端天氣事件,而且體現(xiàn)在生物多樣性的減少、農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量下降等方面,這些都對人們的生活環(huán)境和生活方式產(chǎn)生了不利影響,降低了代表性家庭的效用.

代表性家庭將其收入用于消費(fèi)和投資,其預(yù)算約束為:

式中:It為第t期代表性家庭的投資,×1012元.

資本的動態(tài)累積方程如式(10)所示.

式中:δ為資本折舊率,%;Kt為資本存量,×1012元.

在預(yù)算約束下,代表性家庭通過選擇每期的消費(fèi)、勞動和投資,實(shí)現(xiàn)其終生福利最大化的目標(biāo),可以構(gòu)造代表性家庭最優(yōu)化問題的拉格朗日函數(shù)為:

式中:λt表示影子價(jià)格.分別對Ct,Lt,Kt+1求導(dǎo),得到一階條件式(12)～式(14).

1.1.3 碳減排政策 根據(jù)中國的現(xiàn)實(shí)情形,結(jié)合政策對比研究的需要,在理論框架中主要設(shè)置了碳總量減排、碳強(qiáng)度減排兩種政策,如前所述,碳總量減排政策一般要求企業(yè)在生產(chǎn)活動中所排放的二氧化碳絕對量不能超過額定的排放量,碳強(qiáng)度減排政策則要求企業(yè)的碳排放強(qiáng)度低于約束目標(biāo)值.

碳總量減排政策:在碳總量減排政策下,設(shè)定碳排放總量的上限為EM0,則得到總量減排約束:

式(15)表明企業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)際產(chǎn)生的碳排放量EMt不得超過限定的碳排放配額EM0.

碳強(qiáng)度減排政策:采用符號int(tC/萬元)表示碳排放強(qiáng)度,即:

式中:GDPt為增加值,1012元,其計(jì)算方法為:

碳強(qiáng)度約束如式(18)或式(19)所示.

假設(shè)碳強(qiáng)度約束目標(biāo)為 int0,如果實(shí)際的碳強(qiáng)度小于設(shè)定的碳強(qiáng)度intt≤int0,則碳強(qiáng)度減排政策不會對經(jīng)濟(jì)活動產(chǎn)生影響.如果 intt＞int0,則實(shí)施碳強(qiáng)度減排政策就會增加企業(yè)的生產(chǎn)成本,體現(xiàn)在其利潤函數(shù)中.

將式(15)加入到模型中,對企業(yè)部門施加約束時(shí),相當(dāng)于政府實(shí)行了碳總量減排政策;將式(18)或(19)加入到模型中再求解時(shí),代表政府實(shí)施了碳強(qiáng)度減排政策;若上述各約束均不加入模型中,則代表無減排政策的基準(zhǔn)狀態(tài).

1.2 重要參數(shù)校準(zhǔn)

在生產(chǎn)函數(shù)中各類投入的產(chǎn)出彈性方面,資本產(chǎn)出彈性α取值一般位于0.3到0.8之間,參考計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型的估計(jì)結(jié)果,將資本的產(chǎn)出彈性系數(shù)設(shè)定為α =0.4;在能源的產(chǎn)出彈性方面,根據(jù)2012年中國投入產(chǎn)出表中煤炭采選行業(yè)、石油和天然氣采選行業(yè)對于其他行業(yè)的投入數(shù)據(jù),將部門進(jìn)行歸并,計(jì)算得到β =0.04.

在碳排放系數(shù)的設(shè)定中,依據(jù)中國國家標(biāo)準(zhǔn)綜合能耗計(jì)算通則中給出的各能源產(chǎn)品的平均低位發(fā)熱量與折標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù),結(jié)合單位熱值含碳量與碳氧化率數(shù)據(jù),計(jì)算得出不同能源的排放系數(shù)后再按照其消耗量加權(quán)求均值作為模型中的能源排放系數(shù),確定θ =2.59.

其他參數(shù)的校準(zhǔn)方面,主要借鑒了國內(nèi)外文獻(xiàn)中的取值,其中效用貼現(xiàn)率值為 0.993,環(huán)境自降解系數(shù)設(shè)定為0.8.最后,使用Matlab R2014a軟件實(shí)現(xiàn)程序設(shè)計(jì)與模型求解.

2 不同碳減排政策的減排效應(yīng)模擬

在理論模型的基礎(chǔ)上,首先對碳總量與碳強(qiáng)度兩種政策的減排效應(yīng)進(jìn)行了模擬,對比在相同的減排目標(biāo)下兩者減排效果的差異.具體而言,通過調(diào)整約束式(15)中的EM0、式(18)中的int0,使得碳強(qiáng)度下降的幅度相同,模擬結(jié)果如圖1所示.橫坐標(biāo)代表碳強(qiáng)度下降的幅度(%),該值越大,表示碳減排政策力度越大.

一些學(xué)者認(rèn)為,碳強(qiáng)度減排政策不過是發(fā)展中國家逃避減排責(zé)任的借口,碳強(qiáng)度政策不能達(dá)到減排的目標(biāo),只有碳總量減排政策才能夠真正減緩碳排放問題[16].然而,根據(jù)圖1中的結(jié)果可得,在達(dá)到相同的碳強(qiáng)度目標(biāo)時(shí),碳總量減排與碳強(qiáng)度減排兩種政策下碳排放量的曲線十分接近,表明兩種政策的減排效果相當(dāng),這也佐證了我國一直以來采取的碳強(qiáng)度減排政策的有效性.

圖1 不同減排政策下的碳排放量Fig.1 Carbon emissions under different carbon reduction policies

圖1還顯示,在碳減排強(qiáng)度下降幅度較小時(shí),兩種減排政策作用下的碳排放量曲線幾乎重合,隨著碳減排強(qiáng)度的不斷增加,不同減排政策下的碳排放量曲線之間出現(xiàn)了微小的差距.雖然兩種減排政策效果近似,但還是存在略微差別.主要原因在于,碳總量減排政策的目標(biāo)設(shè)定較碳強(qiáng)度減排政策嚴(yán)格一些.碳總量減排政策中規(guī)定了碳排放量上限,這是進(jìn)行碳減排的直接約束方式,也是一種以環(huán)境質(zhì)量為首要考慮的減排政策.

與之不同,碳強(qiáng)度減排政策則通過限制碳排放量與國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重間接對碳排放量進(jìn)行約束.作為一種以相對量為目標(biāo)的減排政策,碳強(qiáng)度減排實(shí)際上是對碳排放總量的“軟性”約束[17],企業(yè)可以通過減少碳排放與增加產(chǎn)出兩種途徑使碳強(qiáng)度下降到既定的強(qiáng)度減排目標(biāo),只要碳排放量的增長速度低于經(jīng)濟(jì)增長率,那么整體的碳強(qiáng)度就是逐漸下降的,因而其對碳排放絕對量的約束略微弱一些.在碳強(qiáng)度減排政策下,通過經(jīng)濟(jì)增長促使碳強(qiáng)度下降的路徑削弱了該政策對碳排放量的約束力.

由于碳排放的主要來源是企業(yè)生產(chǎn)過程投入的能源[18],對碳總量和碳強(qiáng)度兩種減排政策下能源投入量的變化進(jìn)行了模擬,以能源消耗變動反映碳排放量變化,結(jié)果列于圖 2.不同碳減排政策下企業(yè)能源投入的變動特征與碳排放量的變化趨勢一致,隨著碳減排強(qiáng)度的增加,兩種政策下的能源投入量均呈現(xiàn)出下降趨勢.在政府實(shí)行碳減排政策時(shí),提高了企業(yè)進(jìn)行碳排放的成本,即能源使用或投入的成本加大、相對價(jià)格上升.由于企業(yè)追求利潤最大化,其會選擇等污染曲線上成本較低的投入組合,增加清潔產(chǎn)品或者資本、勞動力要素的使用替代能源投入,導(dǎo)致能源消耗量下降.

圖2 不同碳減排政策下的能源投入Fig.2 Energy inputs under different carbon reduction policies

在相同的減排強(qiáng)度目標(biāo)下,實(shí)施碳總量減排政策時(shí)的能源投入量要略小于碳強(qiáng)度減排政策時(shí)的使用量.基于供給側(cè)的視角分析,在碳總量方案下,能源的消費(fèi)量必須不斷減少,以滿足碳總量約束條件.然而,在碳強(qiáng)度減排政策下,當(dāng)碳減排約束越來越緊時(shí),能源預(yù)期需求的減少會使得能源的即期價(jià)格相對于遠(yuǎn)期價(jià)格有所上升,能源采掘者增加當(dāng)前供應(yīng)量或開采的動機(jī)增強(qiáng),其供給量在整個(gè)時(shí)間路徑上向前移動,導(dǎo)致能源供給量上升與能源價(jià)格下降,在一定程度上減弱了碳強(qiáng)度減排政策的效果[19].

1.堅(jiān)持“本地化”發(fā)展理念，促進(jìn)當(dāng)?shù)鼐蜆I(yè)和經(jīng)濟(jì)，與社區(qū)共發(fā)展同進(jìn)步。國企在東道國的發(fā)展過程中，要放棄采用“飛進(jìn)飛出”的勞工組織模式，實(shí)現(xiàn)員工本地化，實(shí)施當(dāng)?shù)貑T工雇傭和培訓(xùn)計(jì)劃，條件允許時(shí)盡量采用本地采購，優(yōu)先選擇本地供應(yīng)商，鼓勵和協(xié)助配套企業(yè)本地化等。

3 不同碳減排政策的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)對比

除了實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)之外,碳減排政策還會通過對能源消耗、碳排放的約束作用傳導(dǎo)至整個(gè)經(jīng)濟(jì)中,對產(chǎn)出、投資和消費(fèi)等多個(gè)方面產(chǎn)生影響.在這一部分,將基于不同減排強(qiáng)度下各主要經(jīng)濟(jì)變量的變化趨勢,進(jìn)行碳減排政策經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的對比分析.

3.1 碳減排政策對于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響

首先模擬了在碳總量減排與碳強(qiáng)度減排政策下,經(jīng)濟(jì)中總產(chǎn)出與增加值的變動曲線,結(jié)果如圖3和圖4所示.

圖3 不同碳減排政策對總產(chǎn)出的影響Fig.3 The impacts of different carbon reduction policies on total output

圖3顯示,在兩種減排政策影響下,經(jīng)濟(jì)中的總產(chǎn)出隨著減排強(qiáng)度的增加都呈現(xiàn)出了下降特征.碳減排政策在本質(zhì)上是一種資源約束,通過對碳排放進(jìn)行限制,達(dá)到對企業(yè)生產(chǎn)活動中能源投入的控制與能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,進(jìn)而產(chǎn)生阻尼效應(yīng)并制約了經(jīng)濟(jì)增長.其中,碳強(qiáng)度政策下的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出總是高于碳總量政策,同時(shí)其下降過程也較為平緩,說明碳強(qiáng)度政策對于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的負(fù)向影響明顯更弱,這也是發(fā)展中國家在兼顧經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo)下,偏向于選擇相對寬松的碳強(qiáng)度減排政策的原因.

圖4 不同碳減排政策對增加值的影響Fig.4 The impacts of different carbon reduction policies on added value

除了總產(chǎn)出之外,從中扣除中間投入之后得到的增加值也是重要的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo),在圖4中,模擬了兩類減排政策下的增加值變化.結(jié)果顯示,在碳總量減排政策影響下增加值持續(xù)下降,與碳總量政策不同,碳強(qiáng)度減排政策下的增加值出現(xiàn)了先上升后下降的變動特征,并且碳強(qiáng)度政策下的增加值曲線總是位于碳總量政策的上方.因此,從經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的角度分析,碳強(qiáng)度政策要優(yōu)于碳總量政策.在碳強(qiáng)度減排政策實(shí)施初期,增加值上升的原因可能是能源中間投入成本上升激發(fā)了企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和投入結(jié)構(gòu)調(diào)整的動力,即企業(yè)通過要素替代在部分上實(shí)現(xiàn)了要素的優(yōu)化配置以及緩解了資源約束,促進(jìn)了要素利用效率提高和更多附加值的形成.

3.2 資本與投資視角下碳減排政策經(jīng)濟(jì)效應(yīng)

資本與投資是碳減排政策影響經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的重要途徑,對碳總量、碳強(qiáng)度兩種減排政策下資本量和投資量的變動趨勢進(jìn)行模擬,得到結(jié)果圖5和圖6.

在碳總量與碳強(qiáng)度減排政策影響下,資本、投資與增加值的變動趨勢基本一致,總體而言,碳總量減排政策下的資本與投資持續(xù)快速下降,增加值減少阻礙了投資的擴(kuò)大與資本的累積.此外,隨著減排力度的加大,投資品和部分中間產(chǎn)品的相對價(jià)格上升,市場上對投資品、能源產(chǎn)品的需求也會降低.

圖5 不同碳減排政策對資本的影響Fig.5 The impacts of different carbon reduction policies on capital

圖6 不同碳減排政策對投資的影響Fig.6 The impacts of different carbon reduction policies on investment

碳強(qiáng)度政策作用下的資本與投資水平呈現(xiàn)了先上升后下降的倒“U”型曲線.在碳強(qiáng)度政策實(shí)施初期的資本水平上升主要是對清潔產(chǎn)品或能源投資增加導(dǎo)致的,根據(jù)環(huán)境規(guī)制的波特假說,在減排約束下企業(yè)改進(jìn)其生產(chǎn)技術(shù)、更新生產(chǎn)設(shè)備等,不斷提高碳生產(chǎn)率.投資力度的加大又會通過乘數(shù)效應(yīng)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,形成“投資→經(jīng)濟(jì)增長→投資”的循環(huán).在減排達(dá)到一定程度時(shí),碳強(qiáng)度政策對于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的抑制作用壓縮了投資需求,投資水平開始回落.

3.3 碳減排政策下的消費(fèi)水平變動

在圖7中給出了碳減排政策下居民消費(fèi)的變化趨勢.結(jié)果顯示,無論是實(shí)施碳總量減排還是碳強(qiáng)度減排政策,消費(fèi)水平都會隨著減排強(qiáng)度的不斷提高而逐漸降低,其曲線呈現(xiàn)出向右下方傾斜的特征.碳減排政策對于消費(fèi)的負(fù)向作用,在很大程度上可以歸結(jié)為居民收入水平的下降,減排政策對于經(jīng)濟(jì)中總產(chǎn)出的不利影響導(dǎo)致了其收入和消費(fèi)的減少.并且,居民對于未來經(jīng)濟(jì)增速下降的預(yù)期會促使其調(diào)整支出結(jié)構(gòu),將更多的收入用于投資和儲蓄,這也會促使消費(fèi)水平持續(xù)降低.

圖7 不同碳減排政策下的消費(fèi)水平Fig.7 Consumption under different carbon reduction policies

碳強(qiáng)度減排政策對居民消費(fèi)水平的負(fù)向影響要小一些,其原因除了碳強(qiáng)度減排政策下經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出較多導(dǎo)致整體消費(fèi)水平較高之外,還在于較高經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出對勞動力的需求較大,就業(yè)狀況良好使得收入和消費(fèi)穩(wěn)定.一般而言,碳減排會產(chǎn)生潛在的就業(yè)負(fù)效應(yīng),促使企業(yè)減少雇傭員工的數(shù)量,導(dǎo)致一定程度上的失業(yè)問題.然而,當(dāng)實(shí)行碳強(qiáng)度減排政策時(shí),相對較高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出發(fā)揮了一定的就業(yè)創(chuàng)造功能,與清潔的勞動力要素對高碳排放能源產(chǎn)品的替代等因素共同減弱了就業(yè)損失程度,減小了消費(fèi)下降的幅度.

4 基于社會福利與減排成本的政策效應(yīng)對比

在綜合不同碳減排政策減排效應(yīng)與經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的基礎(chǔ)上,基于社會福利與減排成本的視角,對碳總量、碳強(qiáng)度減排政策的成本收益進(jìn)行比較分析,可以研究如何實(shí)現(xiàn)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和福利等多重目標(biāo)的平衡.

4.1 基于福利視角的減排政策選擇

對碳總量和碳強(qiáng)度兩種減排政策下的居民效用進(jìn)行了模擬以表示社會福利變動,結(jié)果如圖8所示.隨著碳減排強(qiáng)度的加大,兩種政策下的社會福利曲線均呈現(xiàn)出了倒“U”型特征,這表明適度減排會使得社會福利上升,而減排強(qiáng)度高到一定程度后,社會福利開始逐步下降.如理論模型部分所示,代表性家庭的效用除了與消費(fèi)、閑暇存在正向關(guān)聯(lián)之外,還受到碳存量及其引發(fā)的氣候變化的負(fù)向影響.碳減排政策實(shí)施初期,在社會福利中,相對于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出而言,減排所帶來的環(huán)境改善占據(jù)主導(dǎo)地位,碳強(qiáng)度下降的福利增進(jìn)效應(yīng)高于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出及消費(fèi)減少引致的福利損失,因而社會福利總體呈現(xiàn)上升趨勢;隨著減排力度增大,繼續(xù)降低碳強(qiáng)度導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出快速下降,使得消費(fèi)減少引致的福利損失超過減排與環(huán)境改善所帶來的福利增加,致使社會福利水平下降.

圖8 不同碳減排政策下的社會福利變動Fig.8 Variations of social welfare under different carbon reduction policies

將兩種減排政策進(jìn)行對比可得,相同減排目標(biāo)下,實(shí)施碳總量減排政策時(shí)的社會福利曲線總是位于碳強(qiáng)度減排政策對應(yīng)的福利曲線上方,即碳總量減排政策下的福利水平更高,由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最終目標(biāo)就是提高社會福利,基于這一視角,碳總量減排政策是更優(yōu)的政策選擇.碳強(qiáng)度政策是行政命令式的,而碳總量減排方案下的交易機(jī)制等屬于市場化的調(diào)節(jié)方式,通過市場價(jià)格信號引導(dǎo)企業(yè)之間進(jìn)行碳交易,使得有限的碳配額得到合理配置,實(shí)現(xiàn)了帕累托改進(jìn)并增進(jìn)了社會福利.

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高,人們對于碳排放和氣候變化的關(guān)注程度會越來越高,在理論模型中,氣候變化對于代表性家庭效用的影響函數(shù) v(Xt)中碳存量對效用的影響系數(shù)ρ會逐漸增大.基于此,在模擬實(shí)施碳總量與碳強(qiáng)度減排政策的同時(shí),應(yīng)考慮碳存量對于家庭效用影響系數(shù)變化的情形下社會福利的變動情況,如圖9和圖10所示.其中,x軸代表效用函數(shù)中碳存量的影響系數(shù),簡稱效用系數(shù),y軸為減排強(qiáng)度,z軸表示社會福利水平.

圖9 碳總量政策與效用系數(shù)變化下的福利水平Fig.9 Welfare level under the carbon cap policy with the change of utility factor

無論是實(shí)施總量減排還是強(qiáng)度減排政策,當(dāng)碳存量對代表性家庭效用的影響系數(shù)不斷變大,在達(dá)到相同的減排強(qiáng)度目標(biāo)時(shí),社會福利水平都是逐漸降低的.這表明,隨著人們對于環(huán)境質(zhì)量的關(guān)注程度提高,環(huán)境、健康等因素在社會福利中的地位顯著上升.

在考慮效用函數(shù)中碳存量影響的基礎(chǔ)上,將兩種碳減排政策的福利效應(yīng)進(jìn)行對比可得,減排強(qiáng)度較小時(shí),碳總量政策下的社會福利水平要低于碳強(qiáng)度政策,當(dāng)減排力度不斷增強(qiáng)時(shí),兩類政策下的社會福利水平開始接近,最后同一效用系數(shù)和減排強(qiáng)度下碳總量政策對應(yīng)的福利水平甚至超過了碳強(qiáng)度政策下的福利水平.

圖10 碳強(qiáng)度政策與效用系數(shù)變化下的福利水平Fig.10 Welfare level under the carbon intensity policy with the change of utility factor

上述結(jié)果可以從福利視角解釋發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家對不同碳減排政策的選擇,對于尚未邁入福利門檻的發(fā)展中國家而言,經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分重要,快速的經(jīng)濟(jì)增長對社會福利的貢獻(xiàn)很大,碳存量對于福利的影響較小,碳強(qiáng)度政策下的整體社會福利水平較高.經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家居民的效用函數(shù)中碳存量對效用的影響程度很高,實(shí)行碳總量減排政策可以實(shí)現(xiàn)更高的社會福利.因此,隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升,應(yīng)逐步推動碳強(qiáng)度減排政策向碳總量減排政策進(jìn)行過渡,保證福利最大化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn).

4.2 基于減排成本的政策選擇

除了社會福利外,企業(yè)的減排成本是衡量碳減排政策實(shí)施難易程度和可操作性的核心指標(biāo).對碳總量減排、碳強(qiáng)度減排政策的減排成本,即理論模型中的影子價(jià)格進(jìn)行測算,得到結(jié)果圖 11.隨著減排強(qiáng)度提高,企業(yè)的減排成本持續(xù)上升,并且上升速度不斷加快,減排的難度加大,這與大多數(shù)文獻(xiàn)的研究結(jié)論一致.在進(jìn)行碳減排的過程中,企業(yè)通過要素替代降低碳排放的空間越來越小,且減排存在一定的規(guī)模效應(yīng),初始的邊際減排成本較小,在碳強(qiáng)度下降的過程中,減排的邊際收益降低,企業(yè)為減少單位碳排放所付出的代價(jià)增大.

圖11 不同碳減排政策下的減排成本變動Fig.11 Variations of abatement cost under different carbon reduction policies

將碳總量、碳強(qiáng)度減排政策的邊際減排成本對比可得,在減排強(qiáng)度較低時(shí),兩條減排成本曲線基本重合,但當(dāng)減排強(qiáng)度超過 40%之后,兩種政策對應(yīng)的減排成本曲線開始分化,碳總量減排政策下的減排成本曲線位于下方,與碳強(qiáng)度政策相比,為達(dá)到相同的減排目標(biāo),碳總量減排政策的成本略低一點(diǎn).對于碳強(qiáng)度政策下減排成本偏高的現(xiàn)象,一個(gè)可能的解釋是,由于碳強(qiáng)度減排政策對于能源使用和碳排放的抑制作用較小,碳排放累積速度相對較快,在生態(tài)系統(tǒng)分解能力有限和經(jīng)濟(jì)發(fā)展慣性的影響下,碳強(qiáng)度進(jìn)一步下降的難度加大.

5 結(jié)論

5.1 碳總量政策、碳強(qiáng)度政策均能夠有效降低碳排放量,實(shí)現(xiàn)既定的碳強(qiáng)度目標(biāo),兩種政策的減排效應(yīng)十分近似,僅存在微小差別.在經(jīng)濟(jì)效應(yīng)方面,與碳總量政策相比,碳強(qiáng)度政策對于經(jīng)濟(jì)增長與增加值形成的負(fù)向影響更弱,企業(yè)通過要素替代在部分上實(shí)現(xiàn)了要素的優(yōu)化配置,促進(jìn)了要素利用效率提高和更多附加值形成.

5.2 基于社會福利與減排成本的視角對不同減排政策的成本收益進(jìn)行比較的結(jié)果表明,碳減排政策下的社會福利水平呈現(xiàn)出了先上升后下降的倒“U”型變動特征,與碳強(qiáng)度政策相比,碳總量減排政策下的社會福利水平相對更高.減排成本方面,隨著減排強(qiáng)度提高,企業(yè)的減排成本持續(xù)快速上升,相比之下,在達(dá)到相同的減排目標(biāo)時(shí),碳總量政策比碳強(qiáng)度政策的減排成本略低.推動碳強(qiáng)度減排向碳總量減排的過渡,是實(shí)現(xiàn)社會福利增進(jìn)與環(huán)境質(zhì)量改善等多重紅利的有效途徑.

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Simulation analysis and comparative study on the effects of China’s carbon reduction policy—On how to balance thedual goals of economic growth and carbon intensity reduction.

ZHANG Tong-bin, LIU Lin (School of Economics, Dongbei University of Finance and Economics, Dalian 116025, China). China Environmental Science, 2017,37(9)：3591～3600

By specifying a dynamic general equilibrium model including energy consumption, carbon emission and carbon emission reduction policies, a simulation analysis of both emission reduction effects and economic effects of carbon cap policy and carbon intensity policy was performed. The results showed that different carbon reduction policies effectively controlled carbon emission and achieved the goal of reducing carbon intensity. However, due to different policy strengths and different paths taken in the policy, carbon cap reduction policy had a strong inhibitory effect on economic growth while the negative impact of carbon intensity reduction policy on economic growth was relatively weak. Furthermore, based on the perspectives of social welfare and emission reduction cost, a cost-benefit analysis of the different carbon emission reduction policies was done. The findings were that compared with the carbon intensity policy, the carbon cap policy had comparative strengths in enhancing social welfare and lowering emission reduction cost. Thus, the transition from carbon intensity policy to carbon cap policy was the key to welfare enhancement, environmental improvement and other dividends.

carbon emission reduction；carbon intensity reduction；economic growth；dynamic general equilibrium model

X22

A

1000-6923(2017)09-3591-10

2017-03-04

國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目(71303035);國家社會科學(xué)基金重大項(xiàng)目(15ZDA011)

* 責(zé)任作者, 副教授, tongbinzhang@126.com

張同斌(1985-),男,山東濰坊人,博士,副教授,主要從事資源與環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究.發(fā)表論文40余篇.