气候变化的经济学一个文献综述.docx
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气候变化的经济学一个文献综述
气候变化的经济学：
一个文献综述
一、气候变化的特征
在过去的30年中，以气候变暖为主要特征，全球范围内的大气平衡正在受到破坏，这会对人类生活产生全面和长期的重大影响。
很多研究者利用一些相互独立的数据观测到外力导致的气候变化，发现过量燃烧化石燃料①破坏了大气平衡，并且导致了全球变暖。
这些研究证实了IPCC②第三次评估报告（IPCC，2001）的结论，即“50年来的全球变暖很可能应该归因于人类导致的温室气体的增加”。
然而，温室气体排放是否会造成全球变暖，全球变暖是否会对各国经济产生影响以至于必须采取控制和减排措施，曾经在很长时间都有争议，这种争论甚至一直持续到上世纪末。
Schelling（1992）就认为，越是放眼长期，温室气体对气温的影响就越不确定。
他还就气候变暖是否会对全球经济产生大的影响提出质疑，一方面是因为现代科技无法对长期影响做出准确预测，另一方面是因为随着依赖气候的产业越来越少，气候变化对经济产生的负面作用也将有限。
但是目前Schelling等提出的这类争议已经不复存在，气候变暖会对全球自然生态和人类生活造成破坏这一点被很多科学研究的成果证明，在学界也已达成广泛共识。
据研究，全球平均表面气温在过去的100年里上升了0.3－0.6℃。
Hansen和Lebedeff（1987－1988）每5年取一个平均值，得出的结论是全球平均表面气温从1880年的－0.5℃上升到1980年的0.2℃。
IPCC第三次评估报告（IPCC，2001）预计从1990年到2100年，全球平均表面气温将上升1.4－5.8℃。
就像Dickinson（1986）指出的那样，实际的均衡气温上升幅度将远远大于自上一个冰川期以来10000年间的气温上升幅度③。
全球变暖的一个直接影响就是海平面的上升。
IPCC第四次评估报告（IPCC，2007）指出，全球海平面在1961至2003年间每年上升了1.8毫米，上升速度在1993至2003年间加快，约每年3.1毫米，并预计到21世纪末全球平均海平面会上升0.18至0.59米。
该报告认为，全球变暖带来的极端天气事件的频率和强度的变化以及海平面上升将对自然系统和人类系统大都产生不利影响。
全球变暖的主要原因是辐射强迫剂浓度的增加，辐射强迫剂的作用是将红外线从地球表面遮挡出去并将地球表面气温维持住。
辐射强迫剂通常被称为温室气体，是水蒸气、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O），氟氯烃（CFCs），以及一些其他气体组成（Lerner,Matthews和Fung1988;WRI④1991等等）。
其中，二氧化碳起了重要的作用。
如果大气中没有二氧化碳，地球平均表面气温将会是－18℃，地球上将不会有生命存在。
相反，大气中二氧化碳过量则会导致地球温度明显上升。
大气中二氧化碳浓度很高的金星，表面温度的估计值达到了470℃（WRI1996，等等）。
根据From和Keeling（1986）的估计，从工业革命之前到现在的这段时期中，大气中的二氧化碳浓度从280ppm（partspermillion）上升到了360ppm。
Conway等人（1988）发现，从1958年到1988年二氧化碳浓度以每年1.3ppm的速度上升，如果目前的趋势一直保持下去，到2100年，二氧化碳浓度将达到540－790ppm，与工业革命之前的280ppm相比上升了90－250个百分点。
二氧化碳浓度的增加在多大程度上导致了全球气温的上升这一问题也得到了广泛的研究。
Hansen等人（1981）估计从1880年到1980年间，二氧化碳浓度的增加带来的温度上升幅度是0.2℃，根据Dickinson（1986）的计算，大气中的二氧化碳浓度将会达到工业革命前的两倍，因此均衡温度的上升将会达到2.5－4.5℃。
这些发现都得到了最近一些研究的证实，陆续发布在IPCC的一系列报告中（IPCC1991，1996，2000，2001）。
大气中二氧化碳浓度的增加主要由两个方面引起：
一是人类活动尤其是化石燃料的燃烧，二是热带雨林的锐减，据估计后者起到的作用大约是前者的三分之一。
从上世纪80年代开始，经济学家逐渐开始关注气候变化的问题，他们使用经济学的研究方法对控制全球变暖、温室气体减排的成本，以及由此而为人类带来的收益进行比较。
如果后者比前者更高，则温室气体减排不仅在生态意义上，在经济上也是可行的。
然而，气候变化具有三种截然不同的特征，导致传统的经济学理论很难直接应用。
首先是外部性特征。
全球变暖是由大气中二氧化碳和其他温室气体浓度的不稳定导致的，大气相当于一种社会先行资本，既不属于私人拥有，也不便在市场上进行交易。
传统的经济理论几乎只考虑到了私人拥有并且其所有权可以在市场上进行交易的那部分稀缺资源。
第二个特征与代际公平相联系。
当我们这一代燃烧化石燃料并从中获得很高的生活水平时，我们的后代人却要承受全球变暖和其他一些问题的后果（Uzawa，2003）。
第三是全球性特征。
气候变暖作为一种外部性物品，不管在起因还是在后果上面，都具有全球性特征。
空气污染对公众健康的影响基本局限在制造污染的地区及附近，但温室气体对气候变化的影响和造成的边际损害与它来自哪个国家没有关系。
因为温室气体会在大气中扩散，而地方性的气候变化也依赖于全球的整个气候体系。
这就产生了一个国际公平的问题，排放量最大的国家从燃烧化石燃料的过程中获益也最多，而那些由于全球变暖受害最大的国家从排放二氧化碳的活动中获益却最少（Stern，2007）。
近年来，经济学家将经济学理论的最新研究成果不断运用到气候变化问题的研究中，研究主要就是围绕气候变化的这三种特征展开：
外部性及其解决方式在气候变化问题上的应用；如何引入贴现率指标从而达到代际之间的公平；以及使用博弈论等研究方法，探讨应对气候变化的国际合作及其实现机制，以解决气候变暖全球性的难题。
本文在就气候变化的科学探讨进行梳理之后，依次对这几个方面的相关研究进行评述。
二、气候变化的外部性问题
对外部性和公共物品的基础理论的研究几乎是所有研究气候变化经济学的开始。
大气是一个公共物品：
那些没有为此付出价值的人也可以享受到它带来的福利，同时一个人对于大气的使用也并不能减少别人对它的使用。
事实上，大气是“地球上人人有份的最大公地⑤”（Demsetz，1967）。
市场并不会自动地提供正确类型和数量的公共物品，因为在没有政府政策影响的情况下，私人投资者很少或者根本不会去做。
于是它的相关物品和服务的市场情况并不能反映对大气的不同消费和投资的后果。
许多的经济行为会导致温室气体的排放，温度会因此提高，这会造成全球以及后代的成本。
温室气体排放者带来了气候变化，但是几乎没有任何经济利益去刺激他们减少气体的排放，他们无需为自己行为的后果负责。
在这种情况下，人为导致的气候变化就是一个外部性物品，除了政策影响以外，不受任何机构或者市场影响。
因此，气候变化是一个有关外部性和公共物品市场失灵的例子。
此外，气候变化还具有持久性、不确定性以及巨大的破坏性等特点，这使得气候变化还完全不同于很多通常研究的外部性物品（Stern，2007）。
按照经典的经济学理论，外部性的解决方式有征收庇古税，建立外部效应市场等。
对于温室气体减排来说，对应的可行措施为对每一单位的碳排放征税和对某一许可证制度所发放的排放限额进行交易。
1.成本—收益分析：
外部性条件下最优减排额的确定
很多经济学家致力于研究减排措施的成本和收益，以及最优减排额的确定。
Nordhaus（1993年）提出的DICE（DynamicIntegratedClimate-Economy）模型就是这样一个最优化模型。
该模型以Ramsey经济增长模型为基础，在初始禀赋既定的条件下，对减缓气候变化最有效率的路径作出估计。
Cline（1992年）构建了一个成本—收益模型，该模型由36个全球变暖政策函数组成。
在模型中，需要计算每个函数的成本—收益比率。
由于使用的贴现率不同，这两个模型得出的结论大相径庭，分别对温室气体减排的投资作出消极和积极的评价。
Richels和Edmonds（1995）采取了成本—效率框架而不是成本—收益框架。
以确定大气二氧化碳浓度目标为开始，研究测算了实现目标的总成本和最优途径，认为对政策选择来说，实现目标的时间路径和目标本身同样重要。
Stern（2007）将较长时间周期内的减排成本和减排收益作出估计并转换成现值，然后将成本和收益进行比较，认为在未来的100年中，每年温室气体的减排成本应该占当年世界生产总值的1％。
Stern（2007）、Guest（2009）分别给出了一个存在外部性条件下最优减排额的理论模型。
假设所有损失都是由碳排放引起的。
图1左边的图表说明，碳排放的社会边际收益就是每增加一单位的碳排放所能生产的产品和服务的价值，比如燃烧煤炭所发的电。
碳排放的社会边际成本是社会产生碳排放的过程中消耗殆尽的那部分资源的成本。
这样的社会成本包括两个部分：
私人边际成本（PMC）——属私营企业所有并且消耗殆尽了的那部分资源的成本；由于损害了自然环境而给第三方带来的损失，这部分成本同样可以用消耗殆尽的资源来度量。
因此，每增加一个单位碳排放造成的损失就等于该排放水平上SMC和PMC的差额。
这样的损失就是碳排放所产生的外部性。
在没有市场干预的情况下，最终的碳排放量会出现在PMC＝SMB的那一点。
但是社会最优排放量——即全部社会成本和全部社会收益相等的排放量——却发生在SMC＝SMB的点上。
因此在缺乏干预的情况下，会有b数量的多余的碳被排放出来。
所以，最优减排量应该是b。
最优减排量可以用右边的图来阐释。
减排的社会边际收益（
）就是左边图表中SMC和PMC之间的垂直距离。
也就是说，
就是从减少和碳排放有关的外部性这一行动中获得的收益。
减排的社会边际成本（
）就是SMB和PMC之间的垂直距离，也就是由于减少碳排放而减少生产产品和服务的损失。
最优减排量出现在
＝
的点上。
左边图中的间距“a”、“b”、“c”与右边图中的间距相等。
至少在理论上，对每单位的排放征收与相关的外部性（左图中SMC和PMC曲线之间距离）数额相等的碳税，可以迫使企业将其外部成本内部化。
这就是说，外部成本会变成企业自己的成本，因此税后PMC将会和SMC重合，从而使私人最优排放水平和社会最优排放水平相等。
同样，许可证也会使年排放量与最优排放量相等。
2.气候变化外部性的解决方式之一：
碳税
碳税的经济学原理是著名的“庇古税”，由剑桥学派经济学家庇古在著作《福利经济学》中提出。
庇古税的原意是用于解决污染的外部性问题，主张对造成污染的企业征税，税率就是污染给社会造成的边际成本。
庇古税在理论上无懈可击，但在实践中却有绕不开的难题：
为了征税，我们需要知道最合适的污染水平。
但如果最合适的污染水平已知，就可以通行政指令直接告诉污染企业精确生产那么多，而完全没必要实施这种税收计划。
与庇古税相对，碳税作为解决气候变化外部性的一种工具目前被广泛关注，并且在有些国家已经开始实施。
因为二氧化碳是目前全球变暖的重要原因，而且相对容易监测（Victor，1991年），因此作为第一种温室气体被征税。
由于前述提到的气候变化外部性的全球性特征，所以需要在全球范围内征收碳税。
全球碳税征收前必须解决三个问题：
首先，分配控制份额需要公平；其次，碳税的具体形式需要得到认可；最后，要鼓励各国参与其中，使搭便车的机会降到最低（Hoel，1994年）。
就如何征收碳税的问题，Hoel（1992年）还探讨了三种征税方案。
第一，由专门的国际机构征收全球税，按固定比例对参与减排的国家给予报销。
第二，征收和国内税相协调的全球税，对所有国家实行相同税率。
第三，为实现国内目标而设计的国内碳税应成为实现成本—效果体系的手段之一，但国家间的搭便车行为使得这种国内碳税的政策不能有效拓展至全球。
Babiker，Metcalf和Reilly（2003）也发现在不同的国家，减排的政策和现行税收之间的相互作用是不同的，因此由一国经验外推至其他国家的做法是不够严谨的。
Whalley和Wigle（1991年）对征收碳税的影响进行了调研，结论是大多数分析者认为严格的管制能减少50％的全球碳排放量，甚至更多。
全球税使发展中国家和转轨国家从控制全球变暖中获益，由此导致的资金向发展中国家大规模转移使发达国家从全球税蒙受的持续损失比国内税大。
从碳税中获益使发展中国家参与国际协议的动机强烈，但这种协议是否在政治上可行仍有待时间检验。
3.气候变化外部性的解决方式之二：
可交易许可证
可交易许可证的基本原理是由“科斯定理”引申出的排污权市场和许可证交易。
科斯的观点基于这样的假设，在不存在交易成本的情况下，只要给排污权以清晰的产权界定，为污染总额制定一个上限并按照这个额度发放许可证，污染的制造者和受害者都可以在一个特定的排污权市场中进行许可证交易，通过市场来为污染给社会造成的边际成本进行定价。
这种做法在理论上可以解决庇古税的困境。
与排污权交易相对，温室气体的排放权也可建立一个这样的市场，这个市场发放的配额称为可交易许可证，从而进行全球变暖的控制。
首先确立各国每年排放的最高限额，各国减少温室气体排放若低于最高限额，则可将多余许可证卖给其他国家。
通过购买许可证，需求国可增加温室气体排放以达到平衡。
只要排放量之和等于每年允许的排放总量，则无论排放许可证起初在各国间如何分配，成本—效率体系都会实现。
要实施可交易许可证体系，关键议题是如何分配许可证。
按道德原则，地球上所有人都有平等地排放碳的权利，Bertram（1992）提出并分析了基于人口的许可证分配体系。
对于世界上大多数已经实现工业化的发达国家而言，其当前排放量远远超过基于人口的初始分配量。
要以最小成本实现许可的排放目标，需要获得来自发展中国家的许可证。
如果按照20美元1吨的价格计算，每年大约需要500亿美元实现这种购买，这会导致大规模资金从发达国家转移到发展中国家。
从道德角度讲，基于人口的初始分配并不是唯一可能的策略。
Rose和Stevens（1993）列举了10个源自道德基准的分配规则，比如削减各国排放比例，给最贫穷的国家分配较大比例许可证等等。
他们的研究证明，基于这两个分配规则下的许可证贸易会大幅度减少成本，而且许可证初始分配会使所有国家福利改善。
《联合国气候变化框架公约》于1994年3月21日生效，这使可交易许可证的研究前进了一步。
公约将发达国家列为附件1国家，这些国家需要进行强制减排。
根据框架公约的京都机制，附件1国家可以通过联合履行机制和清洁发展机制实现境外减排，将碳排放量限制到特定水平是国际上公认的目标。
从目前的实践情况来看，欧盟、澳大利亚新南威尔士以及新西兰等国家和地区已经成功建立并实施了强制减排的法律框架，为企业规定一个碳排放的上限，在框架内实行碳排放的配额交易，并一定程度上允许境外减排产生的碳资产在体系内进行交易，以弥补企业的碳负债；美国和日本等国家则在特定地区实行碳排放的自愿减排及交易机制。
由于这种机制的市场定价实施起来更具效率，可交易许可证将比碳税拥有更加广阔的发展空间。
三、气候变化的两个公平问题
1.气候变化的代际公平与代际贴现率
代际贴现是环境经济学研究中所使用的一个经典的方法。
环境经济学家认为，应该将每一代人从环境和自然资源中获得的利益考虑在内。
人们更偏好于尽早获取收益而不是推迟到未来，机会成本的存在使得代际之间的贴现方法变得必要（Sumaila和Walters，2005）。
因为温室气体会在大气中存在很长时间，后人需要承受全球变暖的后果，气候变化经济学的研究也需要将代际公平的考虑纳入分析之中。
Padilla（2002）提出一种与可持续性的要求相一致的评估程序，利用多学科的信息来有效地保障子孙后代的权利。
另外，为了使这种评估程序和保障措施得以顺利实施，建立一些相关的机构和机制也是必要的。
但这种研究方法偶尔会招致非经济学家的谴责，他们认为贴现方法少给了后代应得的东西，是一种欺骗行为。
在如何确定合适的代际贴现率这一问题上，存在一个传统争议。
一部分人主张基于高机会成本，确定一个高贴现率来减少当前对气候变化控制（如Birdsall和Steer，1993），另一部分人主张基于低时间偏好率，确定一个低贴现率来加强当前对气候变化的控制（Cline，1993）。
这种争议一直持续到最近。
Stern（2007）使用了一个每年0.1％的贴现率，计算出发达国家需要每年支出其GDP的2％来采取行动，而这与未来气候变暖可能造成的巨大损害相比仍是微不足道的。
这个结论招致一些经济学者的批评，争论的焦点仍然在贴现率上。
Nordhaus（2008）认为，如果按照目前市场的真实利率和储蓄率来重新计算，Stern（2007）的结论将不再成立。
Weitzman（2007），Becker（2007）等也对这个过低的贴现率进行了批评⑥。
Schelling（1995年）对基于时间偏好确定贴现率的两个道德基础发出质疑。
Schelling认为，在一个人的一生中，使用时间偏好贴现的方法决策是否延期消费是合理的；但在全球变暖等问题上，延期消费的受益者是后代，再使用相同的方法则是不合适的。
另一方面，将经济增长考虑在贴现里面要基于这样一个假设：
即使将未来的损害考虑在内，我们的子孙后代仍然是比我们要富裕的。
对全球变暖进行控制，那些主要的受益国（即发展中国家）即使是在经济发展了以后，仍然要比出资进行减排的国家现在的状况要落后得多。
根据这个颇有争议的分析，如果贴现是以时间偏好率为基础的，那么贴现率更有可能是个负数而不是个正数。
很显然，使用负的贴现率这种做法，会和我们总想保证只实施高回报率项目的做法相冲突。
代际贴现框架的适用性也是人们关注的问题。
最概括地讲，这个问题不是关于贴现率的合适水平，而是考虑将道德因素纳入气候变暖政策选择的时候，仅使用贴现的方法是否充分。
Lind（1995）和Schelling（1995）均对此做出否定结论。
D'Arge，Schulze和Brookshire（1982）在对一些道德假设进行规范分析后发现，符合特定道德规范的贴现率等于特定条件下的市场投资回报率。
最后的结论是：
即使对全球变暖这样的问题，贴现也可能是合理的。
他们认为不应把贴现条件加入一个客观的函数方程里，而应将之加入约束条件中，因为经济学的最优是约束条件下的极值。
第一，温度上升或温室气体集中的上限应确定。
第二，将现值标准植入成本—收益分析，以确定各个上限的实现路径。
第三，分析可以解决上限问题，也可解决实现它的路径（Richels和Edmonds，1995年）。
2.气候变化的全球性特征与国际公平：
国际合作机制
经济发展水平不同的国家和地区对气候变化的影响也不相同。
资本的积累和增长与温室气体排放呈现一种正相关的关系，但是气候变化的社会和环境成本在边缘国家并不成比例。
与此同时，不同发展水平的国家和地区，应对气候变化的能力也有明显差距。
与发达国家相比，发展中国家虽然对气候变化施加的影响较小，但是应对气候变化的能力却较差。
同时，气候变化的收益和成本并不在国家间统一分配。
由于气候变化会给发展中国家的疾病控制、教育、国家建设等方方面面带来不利的影响，因此气候影响会使发展中国家更加趋于落后（O'Hara，2009）。
以受到全球变暖影响最大的农业为例，Mendelsohn，Nordhaus和Shaw（1994）估计美国农业会因此受损失很小，因为更高价值作物替代了易受气候性温度增加影响的作物。
他们的估计是建立在一个乐观的假设基础上，即美国农民将利用所有可能的策略适应气候环境的变化。
其他关注全球范围的研究则没有这么乐观。
Rosenzweig和Parry（1994）对发展中国家的农民的破坏程度的估计是悲观的，认为这些农民将由于全球变暖遭受巨大苦难。
这个分析意味着各国在国际寻求全球变暖解决办法中根据自身不同的适应能力持不同立场，典型的寒冷气候的国家，如俄罗斯大部分地区会从变暖趋势中获益，而其他干旱地区可能看到贫瘠的农田变成无法耕作的荒漠，降低了生产粮食的能力。
发展中国家对控制温室气体的负担要比发达国家感觉沉重，其食物产量将由于全球变暖的来临而显著减少，因此一场严重的粮食危机几乎肯定要在21世纪发生（Whalley和Wigle，1991）。
关于国际不公平的解决方案，主要有以下几个观点：
第一种观点是依照纵向公平⑦的原则，每个国家承担的减排数量应该和他们的人均GDP相一致。
第二种观点认为既然在目前环境受到的破坏中发达国家的责任要更大一些（例如温室气体存量），那么在清理这些污染的问题上，它们理应承担更大的责任。
第三种观点是以机会公平为基础的。
这种观点认为，发展中国家应该得到像发达国家那样实现工业化的机会。
为了实现工业化，从一定意义上来说，发展中国家在环境破坏问题上受到的管制应该更宽松一些（Stern，2007）。
Baer，Athanasiou和Kartha（2007）建议以历史责任和支付能力的结合作为基础分配减排量。
Uzawa（2003）建议采用Lindahl定价机制⑧分配碳排放许可证以使分配与各国收入相适应。
但这将加剧现有的全球不公平，所以他建议设立大气稳定国际基金，把个别国家碳税的一定比例收集起来重新分配给发展中国家，以补偿发展中国家由于全球变暖、碳税、工业组织结构和社会基础设施改造引起的困难，并引进替代能源和能源节约技术。
Sheeran（2006）认为当大气保护作为公共物品交易，帕累托最优的原则并不要求各国边际减排成本相等。
相反，由于具有更低的边际消费效用，减排效率要求富国要么进行更多减排，要么实施财富转移以平衡消费的边际效用。
总而言之，这些方案的主旨类似，即发达国家应该在控制全球变暖，进行温室气体减排方面承担更大的责任。
而以上任何解决方案的实现，都需要建立一个应对气候变化的国际合作机制。
前文提到，“公地的悲剧”揭示了一个普遍现象，即每个固定资源的使用者都不会考虑到自己的使用会使其他使用者所能使用的价值减少。
Guest（2009）运用博弈论的分析工具，以澳大利亚为例解释了温室气体减排问题上国际协定的基本原理。
在决定是否减排这一问题上，澳大利亚根据世界其他国家实施减排和世界其他国家不实施减排这样两种不同的情况分别作出反应。
在世界其他国家实施减排的情况下，澳大利亚如果也同时实施减排，那么该国和世界其他国家将分别获得可观收益；但是如果澳大利亚不实施减排，它的状况会更好，因为可以通过搭便车行为节省部分减排成本，这比它实施减排行为情况下的人均收益更大。
在澳大利亚实施减排而世界其他国家不实施减排的情况下，澳大利亚会因付出了一定的减排成本而遭受损失，但却从减排行为中收益甚少。
因此在世界其他国家不实施减排的情况下，澳大利亚最优的选择仍然是不减排。
对这个博弈而言，不减排就是澳大利亚的占优策略均衡。
此时个体理性和集体理性之间存在分歧，解决的办法就是采取集体行动，从而迫使该资源的每个使用者都能把全部使用者为其行为付出的成本考虑在内。
也就是说，最好的结果是澳大利亚和世界其他国家可以制定一个具有约束力的协议，从而迫使双方都采取减排行为。
这就是国际协定的基本原理。
近年来，还有一些学者将政治经济学的研究方法引入到气候变化的国际合作当中，如DeCanio（2008），O'Hara（2009）等等。
他们试图用生态不平等交换来解释全球矛盾和不平等现象，认为在不平等交换中，边缘国家矿产、农产品的价值倾向于被低估，而核心国家和半边缘国家高技术产品的价值却常常被高估。
这种现象被称为“生态学上的普雷维什—辛格假说⑨”。
因为这种现象的存在，边缘地区不仅要承担核心地区发展的社会和生态成本，还要承受由此带来的工业化潜力的削弱。
而无论这种不平等交换是通过国际贸易还是对外直接投资的形式实现，边缘国家和地区需要承担的社会和生态成本都无法通过国际市场价格体现出来。
发达国家在国际合作中却往往利用自己
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