基于地區CGE模型的碳稅效應分析的論文

基于地區CGE模型的碳稅效應分析的論文

　　1 引言

　　持續的經濟高速發展，工業化以及城 市化進程的疊加，使得中國成為全世界碳排放量最大的國家，大氣問題尤為突出。綠色發展、循環發展、低碳發展是中國今后發展的必然要求。 Nordhaus 論述了“后京都協定”時代通過價格機制減排的優勢，并強調征收碳稅是最有效的政策手段。本文選擇上海作為研究對象，一方面上海作為中國最大的城市，經濟結構已進入后工業化階段，在低碳實踐上有條件領先于其他城市;另一方面，碳稅的征收對行業排放的影響較大，排放權交易在初始分配上需要事先考慮這種效應，否則會產生政策銜接問題。本文構建了區域動態可計算一般均衡模型(即CGE，computable generalequilibrium)，對在上海試點碳稅進行模擬，探討碳稅對能源使用、二氧化碳排放、經濟增長和行業發展等各方面的影響，為中國低碳實踐提供學術依據。

　　CGE 模型是一種基于一般均衡理論的經濟模擬分析技術，把宏觀經濟體系分為大量可計算的部分，從而進行經濟運行模擬。Liang Qiaomei 等發現碳稅對能源密集部門的國際競爭力帶來了負面影響，提出在生產部門進行適當補貼。Fisher-Vanden 和Ho 研究了中國資本市場改革對碳稅減排的影響，發現中國式的資本補貼模式削弱了碳稅的減排效果。林伯強和牟敦國對比了石油和煤炭價格上漲的不同影響，并測度了能源價格上漲在產業層面上的效應。樊星和馬樹才利用中國能源CGE模型進行系列模擬，指出國家應該將減排政策系統化，構造一個適應現實需要的低碳經濟政策體系。

　　目前的研究聚焦于國家層面，缺乏對于區域的探討。本文填補了相應空白，也對我國地區低碳發展進行了探索。本文分為五部分，第一部分為引言，第二部分構建了地區CGE 模型，第三部分介紹了數據基礎與參數設定，第四部分模擬了碳稅對上海能源、排放和經濟發展等方面的影響，最后一部分進行針對性總結，并提出政策建議。

　　2 上海區域CGE模型的構建

　　本模型的行為主體包括40 個行業、政府、企業、2 組居民家庭(城市和農村)。生產要素分為三類，分別是勞動力、資本和能源。CGE 模型結構以翟凡等 開發的中國經濟一般均衡模型為基礎。由于本文探討“十二五”以及之后的低碳發展，而2015 年是鏈接兩個規劃階段的重要年份，以2015 年作為研究對象更為可靠。CGE 模型以2007年為基準年校準參數，通過動態模塊模擬出2015 年的基準情景，與后續政策情景進行比較。

　　2.1 生產模塊

　　在生產函數構造方面，選擇資本、勞動、能源和其他中間投入品作為生產的投入。由于不同的投入之間有一定的替代性，為了反映這種替代性，采用常替代彈性函數(即CES，constant elasticity of substitution)合成不同的投入項。由于非能源中間投入品與其他生產要素之間明顯的差異，本文將資本—能源—勞動先行嵌套，再與非能源中間投入品形成總產出。有關資本、能源、勞動的嵌套模式，Kemfert 采用1960 ～ 1993 年德國工業的總體數據，發現(能源—資本)—勞動的嵌套方式在統計意義上最為有效。本文沿用了這一嵌套模式，并在能源投入部分進一步分為電力以及化石能源，化石能源由煤炭、石油和天然氣三者CES 嵌套合成。鑒于碳排放主要來源于能源使用，本文中的碳排放根據能源含碳量的角度進行核算，對象涵蓋企業在生產過程中所有原油、煤炭和天然氣的中間消耗量。

　　2.2 價格模塊

　　價格模塊刻畫了企業在商品市場上的定價行為，企業定價取決于企業所在行業的市場結構，本模型假設各產品市場均為完全競爭市場，企業的超額利潤為零。利用企業生產函數規模報酬不變這一假設，可以推得各層投入品的價格為其下層投入品價格的CES 合成價格，行業產出價格為資本—能源—勞動價格與非能源中間投入的CES 合成。

　　2.3 收入支出模塊

　　企業的收入來自資本報酬和政府對企業的轉移支付，其支出包括對居民的轉移支付、對政府繳納的稅費。其中，政府對企業的轉移支付、企業對居民轉移支付占企業可支配收入的比例以及企業繳納稅收的稅率在本模型中都是常數。

　　居民的收入來自勞動報酬以及企業、政府、國內其他地區、世界其他地區的轉移支付。居民的支出為各種，商品的最終消費和對政府繳納的稅費。模型中假設居民的效用函數為Stone-Geary 效用函數，即消費行為符合線性支出函數(即LES，linear expenditure system)。企業、政府、國內其他地區、世界其他地區對居民的轉移支付為固定值，且居民的所得稅率也為常數。

　　政府的收入來自生產稅、關稅、居民所繳稅費、企業所繳稅費、國內其他地區對政府的轉移支付，政府的支出為政府對各種商品的最終消費、對居民和企業的轉移支付。

　　2.4 貿易模塊

　　在上海市內貿易的商品來源有三個：一是市內生產;二是省際調入;三是進口。上海市內商品的去向也有三個：一是市內銷售;二是省際調出;三是出口。區域CGE 模型的一個特殊性在于無法直接建立區域內商品市場的均衡方程，這是由于從上海市社會核算矩陣中無法確定市內生產商品在三個去向中的比例，也無法確定市內商品需求中不同來源品的份額。而且上海作為一個港口城市，呈現轉口貿易的特點。出于這樣的考慮，本文將市內商品需求與省際調出合成為國內商品需求，將市內生產商品與省際調入合成為國內商品供給，在進出口之外形成國內商品市場進行出清。

　　2.5 閉合模塊

　　本模型根據上海目前的實際情況，采用投資驅動的約翰遜閉合，即政府對企業和居民征稅來達到儲蓄與投資的平衡，其中總投資、國外儲蓄、外省儲蓄外生。此外，本文假設勞動力市場和資本市場出清。

　　2.6 動態模塊

　　根據新古典經濟學理論，推動經濟發展的因素是生產要素的增長及技術進步，因此模型中的動態因素包括三個方面：勞動力總量的增長、資本總量的增長、以TFP 為代表的生產效率提高。目前關于CGE 的動態化，多數采用遞推動態形式，即本期的資本總量減去折舊，加上本期的投資形成下一期的資本總量，而勞動力總量及TFP 外生給定。本文亦采用這種模式，將勞動力總量增長率、資本總量增長率以及TFP 數值外生。

　　3 數據基礎以及參數介紹

　　CGE 模型的數據基礎為社會核算矩陣( 即SAM，social accounting matrix)。本文編制SAM 表所需數據來源于《2007 年上海投入產出表》和《2008 年上海統計年鑒》。有些數據在現有的統計資料中無法獲得，則通過SAM 表行列平衡性質進行計算。

　　模型中CES 生產函數彈性值與進出口合成彈性主要參考了賀菊煌等的研究，各行業產品需求的收入彈性值采用了趙永和王勁峰的研究。勞動力增長率采用上海近十年勞動力平均增長率。LES 函數中的Frisch 值，城市居民取-2，農村居民取-3。關于固定資本以及投資，本文采用薛俊波和王錚所給出的行業折舊率，將《2007 年中國投入產出表》中的行業折舊額除以折舊率得到各行業基年的固定資本額。后續年份的固定資本額采用遞歸方法給出，即在前一年固定資本額扣除折舊后加上新增投資。新增投資總額外生，具體數量根據“中國2007 年投入產出表分析應用”課題組(2011)給出的資本增長率(即2008 至2010年的資本增長率為12.6%，2011 年至2015 年的資本增長率為9.2%)計算得出。TFP 值的設定本文參考了李善同、劉云中的研究結果，將2008 ～ 2010 年的TFP 值設定為0.9% ;2010 ～ 2015 年第三產業的TFP 值設定為1.8%，而第一、第二產業的TFP 值仍然設定為0.9%。

　　4 模擬結果與政策分析

　　本節對上海實行碳稅試點進行了模擬，探討了上海能源使用、碳排放和經濟發展等方面的影響。然而在分析碳稅政策影響之前，仍有兩個關鍵問題需要考慮：第一，碳稅稅率應該定在什么水平;第二，碳稅應該如何使用。

　　對于第一個問題，2010 年時有過探討，當時財政部提出了每噸二氧化碳征收10 元的方案，而環保部提出了每噸20 元的方案。針對這兩年全國頻繁出現大范圍霧霾的情況，兩個方案的價格應該說是偏低的。同時可以參考的是各地排放權交易的價格，上海交易價在每噸30 元左右，廣東在60 元左右，由此本文設定了30 ～ 70 元的價格區間，分成三種情況分別探討，通過比較不同價格的模擬結果，尋優與發展階段相符合的碳稅價格。

　　關于第二個問題， 本文沿用已有文獻的做法，采用稅收中性的方式，但在實施模式上進行細致區分和模擬。首先將稅收使用方式分為稅收返還方式和不返還方式，進一步將稅收返還方式分為返還居民方式和返還企業方式。返還居民方式是指政府通過降低個人所得稅率使得碳稅實施后的政府收入等于不征收碳稅時的政府收入;返還企業方式是指政府通過降低企業所得稅率使得碳稅實施后的政府收入等于不征收碳稅時的政府收入。

　　此外，本模型征收的是區域碳稅，即僅在上海試點征收，國內其他地區不實行相應征收。本文對各種情景下2015 年的結果進行比較，羅列的數字是各政策情景結果相對于基準狀態(不征收碳稅情景)的改變率。

　　4.1 碳稅對能源和碳排放的影響

　　碳稅稅率為每噸30 元、每噸50 元、每噸70 元的情況下，碳稅對上海能源使用以及碳排放的影響。碳稅使得化石能源的使用減少。化石能源消耗的減少，必然導致碳排放總量和碳強度的降低，碳稅起到了節能減排的作用。值得注意的是，電力消費的改變幅度不大，甚至當政府將碳稅返還給居民時，火電的使用有小幅上升。這種現象的背后是由于碳稅對不同能源使用成本的影響不同，而能源之間存在替代性，使得能源結構發生了轉變。這種轉變對于上海是有利的，因為上海在發展“綠電”上具有優勢，一方面沿海地區風電、光電等可再生能源資源較多，上海可以積極開發滿足自身用電需求，另一方面也可以在夏季高峰用電季增加西部地區水電的調入。

　　4.2 碳稅對經濟發展的影響

　　碳稅在實現節能減排目標的同時，成本代價往往體現在經濟變量上。碳稅稅率為30 CNY/t、50 CNY/t、70 CNY/t 的情況下，碳稅試點對經濟以及消費帶來的影響，GDP 與三大產業增加值以當年價格核算，居民福利以基年(2007 年)價格計算的消費額，消費總量為兩類居民消費的總和。研究發現，碳稅征收降低了GDP，隨著碳稅進行返還，GDP 的降幅減少，尤其是返還居民情景。從產業大類角度來看，三大產業的增加值均有下降。當政府將碳稅返還企業或選擇不進行返還時，碳稅征收會顯著降低第一、第二產業的附加值。而當政府將碳稅返還居民時，碳稅征收對第三產業產生了明顯的抑制作用。總體而言，碳稅在城市經濟發展中的負面作用較為有限，并且有利于第三產業比重的提升，優化了產業結構。

　　相比返還企業的情景，返還居民對于提高居民福利的效果更好，有效刺激了消費。隨著我國越發重視“居民收入增長”這一發展目標，征稅收入選擇返還居民有一定合理性。

　　4.3 碳稅對行業發展的影響

　　除了宏觀影響外，碳稅試點對上海的行業發展也會產生不同程度的影響，本文著重考察了碳稅對細分行業的具體影響。行業的選取遵循兩個原則，一方面選取基數大的行業，即上海的支柱性行業;另一方面選取受碳稅影響大的行業。

　　4.3.1 碳稅對行業規模的影響

　　由模擬結果，附加值受碳稅影響最大的行業為煉焦業。這六個行業在征收稅率為30 CNY/t、50 CNY/t、70 CNY/t 的情況下，部門附加值受到的影響。從中可以發現，碳稅對“批發與零售業”有一定促進作用，同時對“交通運輸及倉儲業”“化學工業”有較大負面作用。受碳稅影響最大的是“煉焦業”，在30 CNY/t 稅率下其附加值減少超過10%，在70 CNY/t 稅率下其附加值減少超過20%。

　　從促進行業穩定發展的角度來說，在起征碳稅設定上，50 CNY/t 和70 CNY/t 的碳稅價格太激進了。而這幾年貨幣政策比較寬松，經濟進入溫和通脹期，低于30 CNY/t的碳稅價格很難起到抑制碳排放的作用，所以起征碳稅設定在30 CNY/t 更為合適，可以在“十二五”期間擇機開征。而在“十三五”期間緩慢提升碳稅價格，在2020 年達到50CNY/t 左右，這樣做有兩個好處，一是為排放權交易預留空間，二是避免部分行業波動幅度過大，保持經濟活力。

　　4.3.2 碳稅對行業勞動力投入的影響

　　碳稅會造成一些行業勞動力投入減少，根據模擬結果發現減少幅度最大的行業為“煉焦業”。碳稅稅率為30 CNY/t、50 CNY/t、70 CNY/t 的情況下，碳稅對以上六個行業勞動力投入的影響。從中可以發現，碳稅將會減少“租賃和商務服務業”“通用、專用設備制造業”、“交通運輸及倉儲業”和“化學工業”的勞動力投入，其中“租賃和商務服務業”“通用、專用設備制造業”和“化學工業”所受影響較小。“交通運輸及倉儲業”作為高載能行業，受到的影響較大。“批發和零售業”的勞動力投入有所增大，增幅隨著稅率的提升而變大。受到影響最大的仍是“煉焦業”，在70 CNY/t 稅率下附加值減少超過19%，即使在30 CNY/t 稅率下附加值降幅亦超過9%。碳稅征收造成的結構性失業需要審慎對待，政府有必要設定方案，針對性地對失業人員進行培訓再上崗。

　　4.3.3 碳稅對行業資本投入的影響

　　本文CGE 模型使用的是儲蓄驅動的宏觀閉合，投資總額是外生的，因此碳稅對于行業資本投入的影響主要反映在行業間的資本流動。碳稅稅率為30 CNY/t、50 CNY/t、70 CNY/t 的情況下，行業資本投入受碳稅影響最大的六個行業，它們分別是“通信設備、計算機及其他電子設備制造業”“教育業”“水利、環境和公共設施管理業”“煉焦業”“交通運輸及倉儲業”和“金屬冶煉及壓延加工業”。碳稅征收會增加前三個行業的資本投入，抑制后三個行業的資本投入。這里存在兩個問題，一是碳稅征收容易造成高載能行業跨地區轉移，從而引起碳泄漏，削弱碳稅的減排效果;二是碳稅引起的行業效應不一定有利于提升城市競爭力，比如“交通運輸與倉儲業”對于上海打造國際航運物流中心是很重要的，但碳稅不利于該行業發展。要解決這兩個問題，必須進行稅收調整，在征收碳稅的同時降低行業生產環節稅收。

　　5 結論與建議

　　本文構建了區域動態CGE 模型，根據2007 年上海投入產出表等數據編制了相應的社會核算矩陣對模型進行標定，從而形成模擬平臺，分析了征收碳稅對能源、環境和經濟發展帶來的影響，研究得出的主要結論如下：

　　(1)征收碳稅會減少上海對化石能源的消費，但在返還居民的情景下，電力需求有小幅上升。總體而言，能源消費得到抑制，能源效率提高。

　　(2)碳稅使得上海二氧化碳排放總量有明顯下降，碳排放強度也隨之大幅度降低，有助于上海實現節能減排目標。

　　(3)碳稅征收對于經濟增長有一定妨礙，但是程度不大。如果不進行返還碳稅，三種稅率下居民福利均有所降低，消費需求被抑制。而當政府采取返還碳稅時，GDP 降幅減少，同時帶動消費，對居民福利會產生正向效應。

　　(4)碳稅抑制了高載能行業發展，并且有利于第三產業的比重提高。總的來說，產業結構得到了優化，生活水平有一定提高。而部分高載能行業受限大的問題也應重視，比如“交通運輸及倉儲業”和“煉焦業”。

　　根據上述結論，本文給出如下建議：

　　(1)鑒于碳稅對經濟整體的不利作用有限，而對部分產業負面影響較大。所以在碳稅設計上，本文認為起征碳稅設定在30 CNY/t 較合適，可在“十二五”期間擇機開征，“十三五”期間緩慢提升碳稅價格，于2020 年左右達到50 CNY/t。此外，從避免經濟波動以及關注民生的角度來看，返還居民更合理，尤其是易受碳稅影響的低收入居民。

　　(2)建立碳排放監測體系，根據實際碳排量征收碳稅，避免較大幅度損害將能源品作為原材料的行業。

　　(3)在企業返還方式上可以采用降低生產環節稅率，提高行業競爭力。本文中僅考慮了所得稅環節退稅，這種方式在處理上較為簡單。在實際經濟運行中，也可以通過生產環節退稅，這樣能夠降低終端產品與服務的價格，保持競爭力，避免部分行業轉移到其他地區。高載能行業轉移既影響當地經濟發展，也容易造成碳泄漏，導致碳稅的減排作用被削弱。

　　(4)碳稅收入中的一部分可以形成綠色基金，補貼節能減排技術研究、新能源利用以及新能源汽車推廣。上海地區的能源利用效率低于國際先進水平，單位生產總值綜合能耗高于世界平均水平，節能減排存在較大的進步空間。隨著城市的不斷發展，電力消費量的增長不可避免，增加新能源發電量，不僅通過增加能源供應來滿足實際需要，更能實現能源結構的低碳化。而補貼新能源汽車將支持交通運輸行業發展，應對交通部門的高排放問題，提升該行業的競爭力，服務于上海國際航運物流中心建設

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