第五章 非再生资源的最优化(资源与环境经济学-南京农大)

2003年10月
南京农业大学资源与环境经济研究中心 版权所有
竞争使用（S`）与社会最优使用（S）
R，S P，q P` q` P
R` R 储量和产量的变化
S S` T
q
价格和稀缺租的变化
பைடு நூலகம்
T
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垄断性企业的资源利用

虽然在一定程度上比完全竞争情况下能够节约 和保护资源，但跟社会最优利用相比仍然存在 过快开发利用的倾向。

资源资本价值的增长率必须等于贴现率。此时，所 有者才会对把资源保存在地下和开采出来这两种选 择没有偏好。
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勘探活动决策模型



勘探 —— 新存量的发现 —— 资源的未来预期价格下 跌——刺激现在的开采量——目前价格的下跌。 资源价格的变化轨迹为曲折的，即当有新发现时，价 格就下跌到一定水平，然后继续逐步上升，如此反复。 资源勘探和发现对资源开发利用的影响，代表各种增 加储量或降低开采成本的活动
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勘探活动决策模型
MAX∫∞0 [∫R(t)0[D[(η(t),t) ]dη－WL[t]－φ[z(t)] ert dt
约束条件： t t s(t) ＝ s(0) + ∫ 0 z(t)dt－∫ 0 R(t) dt; s(t) ≥ 0 形成的基本条件是： 边际勘探成本等于资源使用费或资源稀缺租，即资 源使用费等于新增加一单位储量的边际成本。提供 了衡量资源使用废或稀缺租的方法。
资源与环境经济学
石晓平
资源与环境经济研究中心 南京农业大学土地管理学院
主要内容介绍:


不可再生资源的概念与基本特征 社会最优开采、竞争性企业和垄断性企业最优开采模 型的区别及其对资源开采路径的影响 勘探活动决策模型 稀缺性、贴现率和风险等对资源开发利用的影响 征税对资源开采的影响
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启示
保存现有资源的收益来自三方面：

边际使用者成本的增加 边际生产成本的降低 环境价值的增加。
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简单霍特林法则
当不考虑环境价值和开采成本时，就可以得出简单 Hotelling rule：
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不可再生资源的概念和基本特征

不可再生资源:不能运用自然力增加蕴藏量的自然资源
不可再生资源（Nonrenewable resources)又可以称为 非再生资源 不可再生资源又可以分为可回收的和不可回收的非再 生资源，前者如各类金属矿产资源，后者如石油、煤 和天然气等能源资源
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竞争性企业开采决策

企业在纯市场结构中自主决定开采利用方式，其利润 最大化行为将导致资源开发利用偏离社会最优利用路 径
企业最优决策的特点： 企业决策所使用的贴现率高于社会决策的贴现率 (rp > rs)。企业考虑未来风险性 企业决策一般会忽略原位资源存量的环境价值，因此 其最优目标函数中不包含资源存量的环境价值，即 A (s(t))
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资源产品需求函数
P ( t ) = D ( R ( t ), t )

P ( t )资源产品的价格， t 为该期由于技术进步与社会经济发展而引起需求 方面的变化。
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社会经济效益函数
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社会最优开采决策

自然资源产品生产函数 资源产品需求函数 社会经济效益函数


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自然资源产品生产函数
R (t) = g ( L (t), S (t), t )

R (t) 自然资源产品产量 S (t)资源存量对当期资源产品生产的影响 L (t)劳动和资本的投入，t该时期的技术和社会经济 因素
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企业或个人最优利用的基本条件

自然资源产品企业最优开采水平必须使资源产品的价 格等于边际开采成本加上资源使用费（或稀缺租）
企业最优的资源存量水平必须使持有资源所增加的收 益等于开发资源所可能增加的收益。但收益内容与社 会最优相比发生了变化。
∫∞0 [∫R(t)0 D( y(t), t) dt + A (s(t))－WL (t)] e-rt dt 约束条件如下： t s(t) ＝ s(0) -∫ 0 R(t) dt s(t) ≥ 0

用 W 代表劳动和资本的机会成本（可以理解为价格） r表示时间的贴现率
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垄断者倾向于减少现在开采而增加未来开采，在短期内 有助于资源的保护
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影响资源开发利用的主要因素

风险和不确定性
发现新资源和技术进步 制度因素 稀缺程度 贴现率
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问题

为保持非再生资源的持续利用，可以设计的政策工具 有那些？
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资源社会最优利用的基本条件

自然资源产品的价格（资源的边际价值）= 失去的环境价值 + 边际开采成本 + 边际使用者成 本
从社会整体出发，为保证资源能够给人类带来最大的 福利，需要确定每一时期的最优资源存量规模。当增 加一个单位资源的保有的利益与所付出的成本相等时 （Hotelling rule），资源才有可能得到保存。
SB (t) = ∫R(t)0 D ( y ( t ), t ) dt + A ( s ( t ) )

由需求形成的D ( y ( t ), t ) dt 自然资源的存量所提供的环境价值A ( s ( t ) ) 两部 分构成
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社会最优开发利用模型
与其他企业相比，他的决策目标中也可能忽 略了资源的环境价值，也使用高于社会贴现率 的贴现率。

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对资源开发的影响
由于与一般企业不同的是，由于市场垄断力量控 制或影响资源产品价格。因此

由于 MR （t ） < P （ t），使得垄断者开采量要少于其 他企业的开采量，但价格却较高 由于 MR （t ） < P （ t），使得稀缺租的上升速度比社 会最优和竞争性企业的最优情况更快
最佳利用的基本条件
根据Hamiltonian Function，得到以下函数式： H =∫R(t)0 D[(η(t), t) ]dη+ A[s(t)] －WL[t] －q(t)R(t)

q(t) 表示自然资源的稀缺租或边际使用者成本 在特定市场条件下，稀缺租可理解为资源开采每增 加一个单位的资源开采时必须支付给资源所有者的 “绝对地租”或使用费


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不可再生资源的基本特征
汪丁丁的比喻：是一个初始量给定，只能流出不能流进 的水池
两个特性： 非再生特性 非再生资源消耗的不可逆性 （消耗掉的矿藏量不可能在短期内恢复到原储量水平）
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不可再生资源的开采决策
不可再生资源的开采包括三个阶段： 勘探 开发 采集
三个过程是相互联系的，因此每一个阶段的成本或边际 成本变化都会影响到资源的开发利用决策
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不可再生资源的开采决策
个人和企业与社会的最优的开采决策 最优开采决策存在差异 社会最优利用考虑资源利用或存在的环境价值（伦理 学/可持续发展的观点） 考虑资源跨世代配置的福利效果 社会最优利用也可以成为一个优化问题

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对资源开发的影响

短期：企业最优的资源产品产出水平高于社会最优的 产出水平，而且价格和租金较低
长期：情况相反，而且企业最优的资源存量水平一直 低于社会最优的存量水平、稀缺租一直高于社会最优 的稀缺租。


因此企业的微观决策倾向于过度开发资源