气候变化与经济增长的理论分析

F ankhauser & R ichard 模 型 的 不 足 之 处 是: ( 1) 对气候变化影响经济增长的渠道分析不足, 除了 储蓄效应、 资本积累效应的渠道之外, 还有结构效应 渠道 , 由于气候改变, 有些部门可能比其他部门增长 得更快, 结构效应改变了 G DP 的规模及构成形式。 ( 2) 没有考虑预防性投资需求, 例如兴修海堤可以对 抗气候变化带来的部分影响 , 因此会牺牲短期投资, 转向投资海堤这样的基础设施, 这种变化对其长期 增长潜力具有影响。( 3) 模型采用的是封闭经济 , 而 国际贸易可能加大某个地方的负效应 , 而缓解其他 地方的温室效应。由于国家间通过国际资本流动联 系起来, 气候改变会影响资本供给量与投资回报率。 ( 4) 没有分析气候变化影响健康和人力资本的具体 机制。气候变化会导致更多的人类疾病 , 进而影响 人力资本。 M cM ichael et al. ( 1996) 发现全球温室 效应使 疟疾 增加了 10% 。 Gallup et al. ( 1999) 认 为, 传染病尤其是疟疾会降低劳动生产率, 减少劳动 产量 , 现实中疟疾以每年 1% 的速度减慢非洲的经 济增长。但 F ankhauser & Richard 在其模型中没 有考虑到现实的发展。 L ecocq & Shalizi ( 2007) 对 Fankhauser & Richard( 2005) 的研究做了延伸。他们分析了气候 变化影响经济增长的两个重要方面: ( 1) 对资本存量 的影响。资本存量的一次性下降 ( 如龙卷风或海啸 造成工厂、 农田和建筑物的破坏 ) , 在短期内会影响 储蓄率和总产出的增长率, 但对总产出的长期增长 率没有影响, 因为经济最优增长路径并不依赖资本 的历史存量。在资本的突然消耗及其所导致的消费 减少之后 , 经济的最优选择是提高储蓄率, 从而暂时 提高总产出的增长率 , 直至回归均衡增长路径中人 均产出的比率。对资本存量多次冲击 ( 如极端的气 候事件发生频率提高 ) 将导致经济在短期内趋向于 均衡增长路径 , 这个重复的过程可用模型表示为资 本折旧率的提高。最终导致经济实现均衡增长路径 时的储蓄率提高, 人均资本率下降 , 人均消费下降。 ( 2) 资本生产力暂时的改变 ( 如气候变化暂时减少水 的供应, 对等量的资本存量而言 , 降低了产生能力 ) 并不会影响均衡增长路径, 但是资本生产力永恒的 降低将导致均衡增长路径上储蓄率、 人均资本和人 均消费的下降。气候变化的持续影响可能会正向或 负向改变嵌入资本的技术自主变化。因为在考虑技 术进步时 , 总产出的增长率等于劳动力的增长率加 上技术变化率 , 所以气候变化对科技自主变化的任 何影响都对均衡增长路径上增长率有直接作用。气 候变化可能会造成嵌入劳动生产力的技术进步自主
后, N or dhaus & Y ang ( 1996) 在 D ICE 模型的基础 上提出了气候与经济的区域综合模型 ( R eg ional In t eg rat ed mo del f or Climat e and the Economy , 简称 RICE) 。它是研究气候变化的经济影响的一种单一 部门的最优 增长模 型。在 此模型 中, N ordhaus & Y ang 通过设定不同的减排控制率以及碳税对全球 合作与非合作的情景进行模拟。结果发现 , 虽然各 区域之间的合作会给高收入国家带来一定的损失, 但合作情景下能够非常有效地减少温室气体排放。 N or dhaus 等的这一研究具有两个不足 : 一是没有考 虑技术进步 ; 二 是没有 考虑各 国在 国际 贸易 下的 G DP 溢出。这两 个缺陷 导致模 型的说 服力较 弱。 因为发展中国家是技术追赶型国家 , 在发达国家向 他们低价转让技术时, 发展中国家技术进步会更大。 之后 , N o rdhaus et al. ( 2002) 在 D ICE 模 型的基础 上增加了技术进步的因素 , 构建了 R& DICE 模型。 政策模拟的结果表明 , 由于碳减排技术的投资回报 率较低, 技术进步对二氧化碳减排的贡献小于资本 对能源的替代效应。但他们的这一研究将 R & D 支 出增加引起外溢效应的可能性排除在外 , 也没有考 虑 R& D 从碳能 源生产向 碳能源节 约转移的 可能 性。 Po pp( 2004) 通过纳入诱导性技术创新对 DICE
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国家社会科学规划项目 促进经济增长 的低碳转型 : 理论 与政策 ( 09CJY041) ; 教育 部人文 社会科 学规划 项目 基于节
能减排的中国经济增长 : 理论与政策 ( 08JC790086) 的行修改, 比较分析了含有外生技术进步的气 候变化政策与含有内生技术进步的气候变化政策。 研究发现 , 若 R& D 活动发生市场失灵, 则诱导型技 术创新对碳减排的影响较小; 若使总 R& D 支出内 生地增加 , 则将使社会总体福利提高。 第二种最优增长模型建立在 R am sey - CassK oopmans 模 型 之 上。 Fankhauser & R ichard ( 2005) 以此为基础研究了气候变化与经济增长之间 的内在关系。气候变化以温度改变的形式进入效用 函数与资本积累方程。温度越高 , 表示气候变化的 影响就越显著。劳动供给的增长率受气候变化的影 响。气候变化对经济的影响途径在于四个方面: ( 1) 市场效应。气候变化会降低气候的怡人价值 , 破坏 娱乐环境资产等 , 在效用函数中表现为负效用。( 2) 生产力效应。气候变化造成生产力下降或者产品被 损坏 , 致使产出下降 , 其净影响为负。( 3) 健康效应。 气候变化通过健康及道德影响人口增长, 降低人力 资本 , 其效应为负。 ( 4) 资本贬值效应。对资本使用 寿命的影响为正 , 更多频繁的极端气候事件将要求 更频繁地调整资本存量, 降低资本的使用寿命 , 促使 资本加速贬值。 F ankhauser & R ichard 运用这 四 个方面分别分析了气候变化对资本积累、 储蓄的影 响。就前者而言 , 气候变化对资本积累的影响方向 是不明确的。在大多数国家 , 市场效应及资本贬值 效应会超过健康效应。但在脆弱贫穷的国家 , 气候 的健康影响异常巨大 , 人均资本量异常低, 对资本存 量的影响为负。就后者而言 , 改变贴现率会对储蓄 产生影响。降低贴现率会加剧气候变化对储蓄、 资 本和经济增长的负向影响。更低的贴现率引致经济 人为了未来收益而储蓄更多。但面对气候改变 , 他 们会降低储蓄比率, 因为气候变化引起资本产量下 降, 人们对此比低贴现率更敏感。总之 , 在一个能够 进行完美预期的世界中, 人们将依据对未来气候的 预期改变储蓄行为, 进而影响资本积累 , 并影响未来 的经济增长。但这种储蓄效应也是不确定的。一方 面, 储蓄率可能上升 , 个人希望对未来收入下降得到 补偿 ; 另一方面 , 气候改变降低了资本产出, 面对更 低的回报率, 个人更愿意少投资而多消费。从长期 来看 , 气候变化对长期经济增长具有显著的负面影 响: 人均资本收入下降 , 直接损害 达到温度每升 高 3 , GD P 至少下降 15% 。这种情况与气候灾难等 极端天气事件相一致, 可能发生在自然条件非常脆 弱的国家。换句话说, 对于大多数国家大多数气候 改变的情况, 气候改变影响将降低经济增长率 , 甚至 导致经济增长为负。
一、 最优增长模型
研究气 候变 化 较早 的 最优 增 长模 型 是 N or dhaus( 1994) 提出 的气 候与 经济的 动态 综合 模 型 ( Dy namic Int egr at ed m odel of Clim ate and the E conomy , 简称 D ICE 模型 ) 。 N o rdause 通过最大 化 社会福利函数确立了资本投资与温室气体排放的最 优路径, 其中长生不老的代表性当事人将未来的效 用以一定的贴现率折现、 储蓄与投资内生决定。此
经济学动态 2011 年第 1 期
气候变化与经济增长的理论分析
任 力
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内容提要: 气候变化影响经济增长的机理是近年来增长理论研究的新方向 。 其研究具有四种 思路: 一是从综合考虑气候变化与经济, 或者从无限期限模型出发 , 说明如何获得最优增长 ; 二是从 气候变化的滞后效应及对代际福利的影响出发, 构建基于气候变化的世代交叠模型; 三是基于气候 变化影响资本积累的途径 , 在 A K 模型的基础上添加一个表示气候变化的温度函数 , 分析温室气体 减排的内生增长机制 ; 四是运用环境库兹涅茨曲线理论 , 从经验上说明是否存在倒 U 型的碳库兹 涅茨曲线的问题 。上述将气候变化纳入增长理论的研究, 具有重要的理论创新: 它进一步揭示了 索洛残差 的组成, 揭示了气候变化对资本的破坏机制 。但这些研究也存在不足, 体现在没有考虑 气候变化成本的组成部分对经济增长的影响效果 , 理论基础本身存在局限性, 也没有涉及气候变化 的不确定性与碳排放锁定等重要特征。 关键词 : 气候变化 最优增长模型 世代交叠模型 根据政府间气候变化专门委员会 ( IPCC) 的研 究, 自 1861 年以来, 地球表面平均温度明显升高, 20 世纪气温增长了 0. 6 , 90 年代则是 1861 年以来气 温最高的一个时期。地表平均温度的上升提高了全 球尤其是北半球地区极端气候事件发生的概率。尽 管气候变化可能是气候系统内部 因素的变化引 起 的, 但气象学的调查表明 , 过去 50 年所观察到的大 部分气候变化 是由 人类 经济活 动所 排放 的 CO 2 、 CH 4 等温室气体 引起的。气候变化反过来影 响人 类经济行为, 造成经济增长的巨大损失。为了揭示 其中的内在机理 , 近年来 , 将气候变化纳入长期经济 增长的分析成为增长理论研究的新兴领域。本文的 研究目的在于对这些理论进展做一系统的分析。 内生增长模型 碳库兹涅茨曲线
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下降 , 这就会造成经济稳态时总产出增长率的下降。 在实证研究中, K eller et al. ( 2004) 研究了一个 最优经济增长模型中气候阀值、 参数的不确定性、 学 习的协同效应。他们的分析表明 , 显著地降低 CO 2 排放可以避免或者推延不明确或不可逆的气候变化 带来的破坏。 并且这些计划者认为在其他任何时期的政府执行者 也会遵循同样的策略。消除温室气候排放影响的边 际成本, 等于现在年轻个体的气体排放活动对其年 老时的经济造成损害的边际现值。 为了解 决气候 变化的 市场 失灵 , A nsuat eg i & Escapa 提出的政策建议是 , 由社会计划者进行政 策干预。干预需要解决两个问题: 对温室气体的排 放征收适当的税率 , 以补偿其将来对经济产出的负 面影响; 对不同代际之间需要设计适宜的转移支付 额, 以最大化社会福利。具体说来 , 如果社会计划者 是富有 远见 的, 社会计划者有能力进行代际转移 支付 , 污染对收入增长的滞后效应对温室排放与收 入增长的关系曲线就没有太大的影响 , 其最优税率 应该等于温室气体排放控制的边际成本及其折现收 益。如果社会计划者是 近视 的, 或者即使社会计 划者富有远见但却没有能力进行代际转移支付, 污 染对收入增长滞后效应的存在将使温室气体排放与 收入增长的关系以递减的速率增长 , 其最优税率应 该等于消除 G H G 排放的边际成本与现在的气体排 放对将来经济造成损害的边际现值之和。 从 A nsuateg i & Escapa 的研究中可以得出结 论: ( 1) 污染的时间发生率决定了排放随着收入增加 或减少的速率。( 2) 社会计划者的利己主义倾向和 程度是影响 G H G 排放与 经济增长关系 的重要因 素。一般而言 , 近视 的社会计划者没有把现在的 温室气体排放对未来的影响考虑在内 , 因而处于对 环境损害更严重的增长路径上。 ( 3) 对于消除温室 气体排放对经济增长的负面作用而言 , 富有远见的 社会计划者( 政府 ) 是必要的, 因此从制度上保证能 够在代际之间进行收入转移非常必要。他们的研究 细致考察了环境变化下跨期的经济当事人行为, 及 其对温室气体排放与经济增长的影响 , 在保持经济 的长期增长下 , 对平衡代际之间的福利提出了较好 的政策依据。