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1cge模型

本文構(gòu)建的CGE模型主要包括6個(gè)模塊：生產(chǎn)模塊、貿(mào)易模塊、機(jī)構(gòu)模塊、社會(huì)福利模塊、碳排放和碳稅模塊，以及均衡和閉合模塊。

1.1生產(chǎn)模塊生產(chǎn)模塊中，生產(chǎn)函數(shù)描述各部門(mén)所使用的資本、勞動(dòng)力、能源和中間投入以獲得產(chǎn)出的方式。生產(chǎn)函數(shù)由5層套嵌常替代彈性函數(shù)（CES）構(gòu)成，如圖1。底層為煤炭、石油與焦碳、天然氣與燃?xì)獾暮铣桑约盎痣娕c清潔電力的合成。第二層為化石能源與電力能源的合成；第三層為能源與資本的合成；第四層為資本-能源與勞動(dòng)投入的合成；第五層為資本-能源-勞動(dòng)與中間投入的合成。生產(chǎn)函數(shù)要素投入的合成采用CES函數(shù)形式。

1.2貿(mào)易模塊貿(mào)易模塊主要涉及北京地區(qū)消費(fèi)者需求產(chǎn)品的來(lái)源與北京地區(qū)生產(chǎn)供給產(chǎn)品的分配。北京地區(qū)消費(fèi)者所消費(fèi)的商品由北京本地生產(chǎn)、外省調(diào)入和國(guó)外進(jìn)口三部分構(gòu)成。假設(shè)三者之間存在不完全替代關(guān)系，消費(fèi)者會(huì)在這三者之間選擇一個(gè)最優(yōu)的消費(fèi)比例，以z最小化其成本。第一層是消費(fèi)者需求是在北京本地生產(chǎn)供給與外省調(diào)入供給之間合成；第二層是國(guó)內(nèi)供給與國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品之間的合成。需求函數(shù)采用CES函數(shù)形式，消費(fèi)者在不同供給產(chǎn)品之間進(jìn)行最優(yōu)組合以實(shí)現(xiàn)成本最小化。北京地區(qū)生產(chǎn)的產(chǎn)品分配有三個(gè)流向，即供應(yīng)北京市場(chǎng)、調(diào)出外省、出口國(guó)外。假設(shè)三者之間存在不完全替代關(guān)系，生產(chǎn)者會(huì)在這三者之間選擇一個(gè)最優(yōu)的銷售比例以最大化其收入。第一層是北京地區(qū)生產(chǎn)的產(chǎn)品供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)與出口之間分配，第二層是供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的產(chǎn)品在北京市場(chǎng)與調(diào)出外省之間分配。產(chǎn)品分配采用常轉(zhuǎn)換彈性（CET），假設(shè)生產(chǎn)者在一定生產(chǎn)技術(shù)約束下在不同需求市場(chǎng)之間分配的最優(yōu)策略，以實(shí)現(xiàn)收入最大化。

1.3機(jī)構(gòu)模塊模型中機(jī)構(gòu)主要包括居民、企業(yè)、政府。居民模塊包含居民收入與支出函數(shù)，居民的收入主要來(lái)自勞動(dòng)收入、資本收入、政府的轉(zhuǎn)移支付；居民支出主要包括居民消費(fèi)，居民支付的所得稅，居民收入扣除消費(fèi)后為居民儲(chǔ)蓄，居民消費(fèi)采用斯通—蓋利（Stone-Geary）效用函數(shù)形式。企業(yè)模塊包含企業(yè)的收入與支出函數(shù)，企業(yè)的收入主要是企業(yè)的資本收入；企業(yè)支出包括企業(yè)對(duì)居民的轉(zhuǎn)移支付、企業(yè)支付的所得稅、企業(yè)的儲(chǔ)蓄等。政府模塊包含政府的收入與支出函數(shù)、政府收入主要是政府的間接稅、關(guān)稅、所得稅等；支出包括政府對(duì)居民的轉(zhuǎn)移支付，政府消費(fèi)，政府儲(chǔ)蓄等。

1.4社會(huì)福利模塊在CGE模型中衡量社會(huì)福利變化，運(yùn)用比較普遍的是希克斯等價(jià)變動(dòng)（Hichsianequivalentvariation）。本文也通過(guò)希克斯等價(jià)變動(dòng)來(lái)衡量實(shí)施碳稅政策沖擊后對(duì)居民社會(huì)福利的影響。希克斯等價(jià)變動(dòng)以政策實(shí)施前的商品價(jià)格為基礎(chǔ)，測(cè)算居民在政策實(shí)施后的效用水平的變化情況（以支出的函數(shù)表示）。希克斯等價(jià)變動(dòng)為正時(shí)，說(shuō)明居民福利在政策實(shí)施后得到了改善。反之，如果變動(dòng)為負(fù)，則說(shuō)明政策的實(shí)施將損害居民福利。

1.5碳排放與碳稅模塊-假設(shè)碳排放主要來(lái)自于化石能源（煤炭、石油、天然氣）的最終消費(fèi)，且能源消費(fèi)技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平不變。不同類型能源排放因子來(lái)自IPCC（The2006IPCCGuidelinesforNationalGreenhouseGasInventories），化石能源的CO2排放量是由各種化石能源的需求量乘以它們各自相應(yīng)的碳排放系數(shù)。根據(jù)化石能源需求排放的CO2量征收碳稅，并且將每種化石能源征收的碳稅轉(zhuǎn)化為該種化石能源的從價(jià)稅稅率，即對(duì)某種化石能源征收的碳稅稅額與該化石能源的國(guó)內(nèi)需求的價(jià)值量之比。

1.6均衡與閉合模塊模型的均衡模塊包括各種要素市場(chǎng)、商品市場(chǎng)的供需均衡。（1）勞動(dòng)力市場(chǎng)均衡，本文假設(shè)工資為內(nèi)生變量，受到政策沖擊后，經(jīng)過(guò)工資的充分調(diào)整，實(shí)現(xiàn)勞動(dòng)力市場(chǎng)的出清。（2）資本市場(chǎng)均衡，本文假設(shè)資本相對(duì)價(jià)格為內(nèi)生變量，受經(jīng)濟(jì)政策沖擊，經(jīng)過(guò)資本價(jià)格改變，資本自由流動(dòng)，企業(yè)充分調(diào)整資本存量，最終實(shí)現(xiàn)資本的充分利用。（3）商品市場(chǎng)均衡，每個(gè)部門(mén)產(chǎn)品的需求（居民需求、政府需求、投資、存貨，中間需求）等于總供給。模型的宏觀閉合通過(guò)三個(gè)主要的宏觀恒等關(guān)系反映，即儲(chǔ)蓄—投資平衡、政府收支平衡、貿(mào)易收支平衡。（1）儲(chǔ)蓄—投資平衡，本文采用新古典的閉合規(guī)則，即投資由儲(chǔ)蓄決定，經(jīng)濟(jì)中所有的儲(chǔ)蓄都將轉(zhuǎn)化為投資。（2）政府收支平衡，在這里政府的收入與其總支出的差額為政府儲(chǔ)蓄，政府儲(chǔ)蓄內(nèi)生于政府賬戶的收支平衡。（3）外省調(diào)入調(diào)出平衡，外省調(diào)入與調(diào)出之間的差額為外省凈儲(chǔ)蓄。（4）國(guó)際收支平衡，本文選擇匯率為內(nèi)生變量，國(guó)外儲(chǔ)蓄為外生變量的閉合規(guī)則。政策沖擊影響匯率的變化，進(jìn)而影響進(jìn)出口的變化，以至影響整個(gè)經(jīng)濟(jì)。

2數(shù)據(jù)來(lái)源和部門(mén)劃分

本文根據(jù)研究需要以及北京市投入產(chǎn)出表產(chǎn)業(yè)部門(mén)的實(shí)際情況，將北京市2010年投入產(chǎn)出表中的42個(gè)部門(mén)調(diào)整為18個(gè)部門(mén)。并盡可能地細(xì)分能源部門(mén)，本文將能源部分細(xì)分為5類：煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、石油與煉焦業(yè)、天然氣與燃?xì)狻⒒痣娚a(chǎn)和供應(yīng)、清潔電力生產(chǎn)。根據(jù)北京市2010年投入產(chǎn)出表以及《北京市統(tǒng)計(jì)年鑒2011》編制北京2010年社會(huì)核算矩陣表（SAM）。

3模擬結(jié)果

本文設(shè)定五種情景下分析征收碳稅對(duì)北京社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響，即二氧化碳排放量在2010年的基礎(chǔ)上分別減少5%、10%、15%、20%、30%。

3.1碳稅稅率及對(duì)能源消費(fèi)的影響表1顯示了不同情境下碳稅水平、化石能源從價(jià)稅率、化石能源對(duì)減排量的貢獻(xiàn)，以及碳稅對(duì)能源消費(fèi)的影響。隨著減排幅度的增加，從量碳稅會(huì)更顯著地增加。由于不同能源的碳排放系數(shù)各異，由此對(duì)不同能源所征收的從價(jià)稅稅率也不一致。在同一情境下，化石能源中，煤炭的二氧化碳的排放系數(shù)最高（單位價(jià)值量的碳排放量），煤炭的稅率最高，石油從價(jià)稅稅率居中，天然氣與燃?xì)獾膹膬r(jià)稅稅率比較低。與此同時(shí)，在北京市能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭與石油占主導(dǎo)地位，因此，煤炭對(duì)于減排的貢獻(xiàn)也是最大的，在各情景中，煤炭對(duì)于減排的額貢獻(xiàn)都達(dá)到60%以上；石油對(duì)于減排的貢獻(xiàn)也是比較顯著的，因此嚴(yán)格控制煤炭和是石油的使用時(shí)減少碳排放的主要措施。征收碳稅對(duì)于高碳能源需求的影響也是十分顯著地，尤其大幅度的降低了煤炭與石油能源的需求量。征收碳稅對(duì)天然氣與燃?xì)狻⒒痣娔茉葱枨蟮挠绊懴鄬?duì)比較溫和，同時(shí)提高了清能源的使用量。

3.2碳稅對(duì)部門(mén)產(chǎn)出的影響由于征收碳稅會(huì)導(dǎo)致化石能源價(jià)格的上升，從而使生產(chǎn)成本上升。由于不同部門(mén)化石能源投入占總投入比例差別很大，因此對(duì)不同部門(mén)產(chǎn)出有不同的影響。表2分析了征收碳稅對(duì)不同部門(mén)產(chǎn)出的影響。由于征收碳稅，13個(gè)部門(mén)產(chǎn)出都有不同程度的下降。其中煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、石油與煉焦業(yè)、其他開(kāi)采業(yè)的產(chǎn)出顯著下降，尤其是減排目標(biāo)提高后（如情境3和4），這些部分的產(chǎn)出大幅度地減少。天然氣與燃?xì)鈽I(yè)、化學(xué)工業(yè)、非金屬礦物制品業(yè)、交通運(yùn)輸與郵政業(yè)等部門(mén)產(chǎn)出下降也比較明顯。究其原因一方面由于這些高耗能的部門(mén)能源需求量大，能源投入在總投入中占的比例高，征收碳稅導(dǎo)致其生產(chǎn)成本提高明顯，供給下降；另一方面這些部門(mén)由于產(chǎn)品價(jià)格上升幅度高，部門(mén)產(chǎn)品需求下降程度也比較大，供給與需求的下降導(dǎo)致產(chǎn)品的產(chǎn)出下降幅度大。農(nóng)林牧漁業(yè)、木材加工與造紙印刷業(yè)等行業(yè)產(chǎn)出收到的負(fù)面影響比較溫和。但碳稅對(duì)5個(gè)部分的產(chǎn)出具有積極的影響：紡織及其制品業(yè)、通訊儀表及其他設(shè)備制造業(yè)、機(jī)械設(shè)備制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和清潔電力部門(mén)。因此征收碳稅對(duì)非能源密集型產(chǎn)業(yè)具有積極的影響作用。

3.3碳稅政策宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)變量的影響表3分析了碳稅政策對(duì)宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)變量的影響。對(duì)居民來(lái)說(shuō)，居民的總收入主要由勞動(dòng)收入、資本收入及政府對(duì)居民的轉(zhuǎn)移支付構(gòu)成，由于勞動(dòng)價(jià)格作為基準(zhǔn)價(jià)格并假設(shè)勞動(dòng)市場(chǎng)充分就業(yè)，因此居民的勞動(dòng)收入不變。征收碳稅導(dǎo)致產(chǎn)出和資本需求量下降，資本價(jià)格隨之下降，從而導(dǎo)致居民的資本收入下降。征收碳稅一方面增加了政府收入，另一方面由于政府收入增加而對(duì)居民的轉(zhuǎn)移支付也增加，整體實(shí)現(xiàn)了居民的總收入的增加，但增加幅度有限。在居民需求方面，由于居民收入提高導(dǎo)致居民的需求增加，但由于碳稅導(dǎo)致企業(yè)成本增加，產(chǎn)品價(jià)格提高，因此導(dǎo)致居民消費(fèi)需求（實(shí)物量）下降，但由于價(jià)格上升，用價(jià)值量表示的居民消費(fèi)略微上升。由于價(jià)格水平的上升和消費(fèi)需求（實(shí)物量）的下降，居民的社會(huì)福利業(yè)也有所下降，但影響有限。對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)，企業(yè)的收入主要來(lái)自資本收入，而資本價(jià)格下降導(dǎo)致企業(yè)的收入下降，企業(yè)儲(chǔ)蓄也隨之下降。對(duì)政府來(lái)說(shuō)，征收碳稅在增加政府稅收的同時(shí)也降低了間接稅和居民所得稅，而企業(yè)所得稅有所增加，碳稅與企業(yè)所得稅增加幅度大于其它稅收的減少幅度，導(dǎo)致政府收入隨著碳稅的增加也逐漸增加。相應(yīng)的政府的消費(fèi)（價(jià)值量）和政府消費(fèi)（實(shí)物量）逐漸增加，政府儲(chǔ)蓄企業(yè)儲(chǔ)蓄隨之下降。企業(yè)儲(chǔ)蓄與政府儲(chǔ)蓄下降導(dǎo)致總儲(chǔ)蓄下降，總投資（價(jià)值量）和總投資（實(shí)物量）也均下降。名義GDP等于資本收入、勞動(dòng)收入與間接稅收入之和，總資本收入降低，勞動(dòng)收入保持不變，間接稅隨著產(chǎn)出量降低而減少，因此名義GDP是不斷下降的。實(shí)際GDP等于消費(fèi)、投資加凈出口，消費(fèi)方面居民消費(fèi)下降，政府消費(fèi)上升，但是政府消費(fèi)占消費(fèi)的比例比較小，整體消費(fèi)下降；由于假設(shè)投資等于儲(chǔ)蓄，總儲(chǔ)蓄下降，投資也隨之下降。征收碳稅導(dǎo)致國(guó)內(nèi)產(chǎn)品價(jià)格相對(duì)提高，國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格不變，凈出口也有一定程度的降低，因而整體導(dǎo)致實(shí)際GDP下降。總體來(lái)說(shuō)，征收碳稅對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)變量有負(fù)面影響，但這種負(fù)面影響比較有限。因此碳稅政策對(duì)節(jié)能減排具有顯著的積極作用，而對(duì)整體宏觀經(jīng)濟(jì)的負(fù)面影響是比較溫和的。

3.4結(jié)果對(duì)比文獻(xiàn)[17-23]從國(guó)家角度探討了碳稅對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響，由于不同文獻(xiàn)在構(gòu)建CGE模型時(shí)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的選取、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)部門(mén)劃分、模型方程結(jié)構(gòu)的構(gòu)建、模型參數(shù)選擇、碳稅征收環(huán)節(jié)與征收方式都有所不同，因而研究結(jié)論存在差異。盡管差異較大，但也存在一些共同點(diǎn)：這些文獻(xiàn)指出碳稅是一種有效的減排工具，同時(shí)征收碳稅會(huì)使實(shí)際GDP下降，但下降的比率大多在1%以內(nèi)。文獻(xiàn)[22]指出，雖然GDP下降的比率不大，但是由于我國(guó)GDP總量大，因此GDP下降的絕對(duì)值非常大。在碳稅水平為5美元和10美元時(shí)，每減少一噸CO2，短期內(nèi)GDP將損失87.10元和94.91元，遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)時(shí)國(guó)際市場(chǎng)碳交易價(jià)格。本文從區(qū)域經(jīng)濟(jì)的角度，分析了碳稅對(duì)北京市經(jīng)濟(jì)的影響，從整體上看，基本結(jié)論和這些文獻(xiàn)基本類似：碳稅對(duì)北京市減排具有顯著的影響，實(shí)際GDP的下降比例有限，即使在減排30%的情景下，實(shí)際GDP將下降0.54%。采用與文獻(xiàn)[22]相同的計(jì)算方法，北京地區(qū)每減少一噸CO2排放，實(shí)際GDP損耗達(dá)到191.37元至246.15元，遠(yuǎn)高于文獻(xiàn)[22]的結(jié)論。同時(shí)，對(duì)部門(mén)的影響也與從全國(guó)角度的分析有顯著的差異，比如與王燦的研究結(jié)果相比，當(dāng)碳減排目標(biāo)為30%時(shí)，王燦[23]的研究結(jié)果指出煤炭和天然氣的產(chǎn)出分別減少37.4%和18.7%，而本文煤炭和天然氣的產(chǎn)出分別減少33.73%和8.94%；石油與電力部門(mén)的產(chǎn)出將分別提高5.7%和16.7%，但本文結(jié)果說(shuō)明石油和電力部門(mén)產(chǎn)出將分別減少31.03%和30%。這種差異除了來(lái)自于前述模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)、參數(shù)等因素外，一個(gè)重要的原因是由于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等的不同。因此，由于我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等存在顯著的差異，在制定碳稅稅率時(shí)要充分考慮到這種區(qū)域的差異。

4結(jié)論

本文在北京市2010年投入產(chǎn)出表的基礎(chǔ)上編制北京市的社會(huì)核算矩陣，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建CGE模型模擬了碳稅政策對(duì)北京市能源、碳排放，以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響。模擬結(jié)果顯示：（1）對(duì)化石能源征收碳稅，具有顯著的節(jié)能減排效果。高碳能源的從價(jià)稅率很高（比如煤炭和石油），低碳能源從價(jià)稅稅率很低（比如天然氣）。同時(shí)煤炭和石油能源對(duì)碳減排具有顯著的效果，因而北京市要嚴(yán)格限制煤炭和石油的使用是減排的重要措施。（2）征收碳稅對(duì)北京大部分產(chǎn)業(yè)部門(mén)帶來(lái)了負(fù)面影響，尤其是能源密集型部門(mén)，如煤炭開(kāi)采和洗選業(yè)、石油與煉焦業(yè)、其它開(kāi)采業(yè)的產(chǎn)出下降程度最為顯著。但征收碳稅對(duì)紡織及其制品業(yè)、通訊儀表及其他設(shè)備制造業(yè)、機(jī)械設(shè)備制造業(yè)、服務(wù)業(yè)和清潔電力5個(gè)部門(mén)產(chǎn)出具有正面影響。同時(shí)，碳稅對(duì)北京部門(mén)產(chǎn)出的影響與全國(guó)相比有著較大的差異，因此在實(shí)施碳稅的過(guò)程中，要充分考慮地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及資源稟賦的差異，實(shí)施有針對(duì)性的碳稅政策。（3）碳稅政策將對(duì)大多數(shù)宏觀經(jīng)濟(jì)變量產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，從相對(duì)量來(lái)看，影響效果并不明顯。但是由于經(jīng)濟(jì)總量較大，因此減排的絕對(duì)成本相對(duì)比較高，因此在碳稅稅率設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免較高的碳稅稅率。

作者：張興平朱錦晨徐岸柳郭正權(quán)劉珊珊?jiǎn)挝唬喝A北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心