開征碳稅的條件及碳稅的動態調整

張 博 徐承紅

(1.北京大學經濟學院，北京100871;2.西南財經大學經濟學院，四川 成都611130)

當今的經濟是主要以化石燃料為能源的經濟，這一經濟的基本特征是環境遭到不可避免的污染。這是資源被利用過程中所產生的典型的負外部性。為了盡可能地減少對環境的污染，現行的路徑主要有污染費、污染稅、污染權總量控制和交易、行政管控，等等，其中污染稅以及污染權總量控制和交易是被討論最多的。污染稅和污染權交易被認為分別是處理外部性問題的庇古路徑和科斯路徑。到底哪一種路徑更有效?此問題一直處于爭論之中。所謂碳稅是污染稅的一種。它是針對于CO2排放而征收的一個稅種，其目的是減少人類活動向大氣中的CO2排放，以減緩全球氣候變暖，其征收的對象可以是化石燃料的生產者也可以是消費者。在現實世界里，北歐國家早有近20年的開征碳稅的實踐。

在討論了多年以后，中國政府也擬將在近年內開征碳稅。但至于更確切地何時開征以及如何動態的調整碳稅，學術界和政策界還在討論之中。現在，最為擔心的事情是若開征碳稅，勢必將放緩經濟發展速度，民眾和企業界的承受能力也可質疑，整個經濟的產業結構也將發生重大變化，所以這些因素都應使我們慎重對待碳稅的開征問題。

本文要討論的問題是，開征碳稅的先決條件是什么?在經濟發展的什么階段起征碳稅更好，其效力更強?如何動態地調整碳稅?

1 模型建立

開征碳稅是調整人們在可耗竭資源利用過程中帶來的負外部性的一種手段。因此，如何開征和調整碳稅的問題，最終可歸結為可耗竭資源的最優利用問題。而關于可耗竭資源利用問題，在現代資源環境經濟學中，在早期的DHSS模型中，人的效用只依賴于消費，而在后來的理論發展中[1－7]，人的效用函數中除了消費還有環境質量。正是在后來的這類文章中才討論了資源利用過程中所導致的環境問題。

1.1 可耗竭資源利用的三準則

我們注意到，在經典的DHSS模型中所討論過的社會計劃者的目標有三種形式，可稱為可耗竭資源利用的三準則，分別是Ramsey 準則，Solow 準則和Rawls 準則。

所謂Ramsey 準則，指的是經濟發展的目標應是整個人類各代人的福祉的折現值的總和的最大化[3]。所謂Solow 準則，指的是為使得各代人的福祉皆不低于某一個特定水平，應以盡可能少的自然資源來達到這一福祉水平，更確切地，其所需的自然資源應達到最小化[8]。所謂Rawls 準則最初的思想是用來刻畫一代人之內財富分配的原則，認為財富的分配應當實現眾人之中境遇最差者的福祉的最大化[4]。Rawls 準則也被稱為最大最小準則，也被稱為羅爾斯主義(Rawlsianism)。而Solow是首次把羅爾斯主義運用到人類代際的比較上，認為經濟發展的目標是要實現各代人之中境遇最差的一代人的福祉的最大化。

Solow 準則本來是為了解決最大最小問題而提出的一個間接路徑而已，但由于其自身所具有的意義，也可以當作一個直接的準則來研究。由于在Solow 準則中，各代人的福祉不被折現，相應的優化問題對應的是一個保守的Hamilton 系統，于其中成立能量守恒定律，因此，Solow 準則中蘊含著一種經濟守恒定律。事實上，在Rawls 準則和Solow 準則之下的兩個社會計劃者問題是對偶問題，因此，由它們導出的經濟發展路徑應當是一致的。

1.2 擴展的DHSS模型

現在，正如Stollery[7]，我們來建立考慮了環境質量的擴展了的DHSS模型。更確切地，我們將在上述三種準則之下來建模。

考慮一個以某可耗竭資源為支撐的封閉的經濟體，其中K，S，M，C，R分別為人造資本累積量，自然資本儲量，污染累積量，消費速度，自然資源開采速度，而u(C，M)為人的效用函數，滿足uC＞0，uM＜0，生產函數為Y=F(K，R)，滿足FK＞0，FR＞0。

在這三種準則之下的社會計劃者問題分別為:

(1)Ramsey 準則

其中ρ ＞0為社會折現率，可選的常變量，而K0＞0，S0＞0，M0＞0，β ＞0為常數，而β表示的正是一單位資源所排放的CO2量。

(2)Solow 準則

(3)羅爾斯主義

在社會計劃者看來，無論是遵循Ramsey 準則，還是Solow 準則，還是羅爾斯主義，社會最優的資源價格運行的規律都是一樣的，都要遵循社會Hotelling rule。只是，在Rawls 準則和Solow 準則之下，還成立Hartwick rule，即要求整個經濟的總的凈投資為0，這樣才能保證經濟的可持續發展，才能使得各代人的福祉水平保持恒定。而在Ramsey 準則之下，(若不考慮技術進步)，常常看到的情形是，不同代的人的福祉水平是每況愈下，雖然人類總福祉是被最大化了，這主要是由于后代人的福祉被折現了所致，而在Rawls 準則和Solow 準則之下，后代人的福祉沒有被折現。關于對Hartwick rule的詳細討論，不在本文考慮的范圍之內。

2 主要結果

在本文中，我們只考慮具有完全競爭市場結構的經濟體，而且所涉稅種僅為碳稅，不考慮其他稅種。

2.1 開征碳稅的條件

現在，令

為資本市場上所體現出來的從時刻t 到時刻0的折現因子。對于任意的s≥t≥0，記

為從時刻s 到時刻t的折現因子。

令

這里的ε表示的正是化石燃料的利用給大氣污染的貢獻強度β 和消費對環境質量的替代率－uM/uC的乘積，也可以理解為化石燃料的使用為經濟所帶來的邊際損失，是人類利用化石燃料所帶來的負外部性的表現。而這個替代率可以粗略地說成是少一噸CO2排放能頂多少消費品。

令

為t時刻之前的碳排放所造成的總損失現值。

由最優控制的標準方法，不難得到:在Ramsey 準則，Solow 準則和羅爾斯主義之下，皆成立社會Hotelling rule

在無碳稅情形下，當宏觀經濟處于均衡時，一定成立

其中p，r分別為自然資源的市場價格和金融市場上的利率(人造資本的價格)，它們都是隨時間變化的。因此，成立

這是社會最優的資源價格的運行方式。但是，如果單純靠市場的力量，資源價格的波動模式將不會是沿著這一社會最優的路徑，而是

這是市場忽略資源利用的負外部性所致，是市場失靈的典型表現之一。在這情形下，政府作為社會計劃者，需要采取適當措施來矯正市場的力量，其中主要的路徑之一就是通過一類庇古稅來矯正，即一種碳稅。但是，這里應當采取動態調整的碳稅，才能恰當地矯正市場的力量，使資源價格沿著社會最優的路徑運動。

我們分兩種情形來討論:政府對資源品的生產者和消費者開征碳稅。

(1)對資源品生產者開征碳稅。假定政府對資源品的生產者開征碳稅，并記對單位資源品所征碳稅為τ.那么，資源品的稅后價格為κ=p－τ，而所謂單位碳排放的稅率應為τ/β。

在完全競爭市場條件下，由于每個資源擁有者都是資源價格的接受者，而且其目標就是要尋求最優的資源開采路徑以最大化自己的總收益，那么，再由最優控制的標準方法亦容易得到:若政府向資源品生產者開征了碳稅τ，則資源的稅后價格κ=p－τ的運動滿足市場Hotelling rule

而當宏觀究竟處于均衡時，有

因此，此時的社會Hotelling rule為

顯然，在(1)成立時，成立(2)當且僅當成立

由于在具有完全競爭市場的經濟中且碳稅僅對資源品的生產者開征的情形下，(1)總是成立的，因此，要使得資源價格p 滿足社會Hotelling rule (2)，就只需且必須制定碳稅τ 使得其沿著(3)運行，即碳稅τ 亦滿足社會Hotelling rule。

(2)對資源品的消費者開征碳稅。如果政府是對資源品的消費者開征碳稅(在我國2010年由發改委等部門出臺的“中國碳稅稅制框架設計”專題報告中，碳稅是向資源品的消費方開征的)，且仍記單位資源品的碳稅為，那么，當宏觀經濟處于均衡時，有

此時的社會Hotelling rule為

而此時，資源價格滿足市場Hotelling rule:

顯然，在(5)成立的情形下，(4)成立當且僅當(3)成立。

由于在具有完全競爭市場的經濟中且碳稅僅對資源品的消費者開征的情形下，(5)總是成立的，因此，要使得資源價格p 滿足社會Hotelling rule (4)，就只需且必須制定碳稅τ 使得其沿著(3)運行，即碳稅τ 亦滿足社會Hotelling rule。

至此，綜合上述兩種情形，我們看到，無論是對資源品的生產者還是消費者開征碳稅，最優碳稅的運行規律皆應遵循(3)。

容易看出，(3)的解為

其中τ0為碳稅的初值。在這一單稅種的模型中，沒有不同稅種之間的平衡問題，也沒有其他手段來補充，那么，負的碳稅是不可想象的。污染還能得到補貼，是在鼓勵污染，顯然不是社會最優的。

那么，政府在什么條件之下才能制定出非負的碳稅呢?事實上，由(6)，立刻即可以得到以下結果。

[定理1]政府能夠制定出非負的碳稅τ≥0，當且僅當

即碳排放所帶來的總損失現值是有限的。

這里的(7)就是開征碳稅的條件。若(7)不成立，即若人們認為碳排放將帶來的總損失是無限大，則政府將無法制定出非負的碳稅。因此，僅僅依靠碳稅這一路徑來調整人的行為以達到減排的效果是不可取的，換句話說，庇古路徑是行不通的。而由于(3)中涉及到人們的效用函數，涉及到人們對環境質量的關注程度，因此，隨著經濟的發展，人們生活水平的提高，情況會發生變化的。一般來說，人們會越來越關注環境質量。在經濟發展初期，人們最首要的是先填飽肚子，至于環境并不太在意，因此，(7)是可能成立的。而隨著經濟的發展，人們對環境質量的要求越來越高，即使客觀上環境質量本身也已經提高了，但在人們的感覺上，(7)還是有可能不再成立的。這是源于人們的趣味的時間不相容性(Time inconsistency)。因此，我們認為，開征碳稅對于保護環境的作用而言，在經濟發展的早期開征比在經濟發展到一定水平之后再開征，效果要好的多。換句話說，碳稅應當盡早開征，越晚開征，其效力越微弱。

就今日之中國，在欠發達的西部開征要比在發達的東部開征，效果要強。更確切地說，在東部，僅僅開征碳稅是效果欠佳的，必須同時考慮科斯路徑的運用。而在西部，僅僅開征碳稅，就可以達到良好的效果。由于庇古路徑和科斯路徑都需要消費社會成本，因此，在盡可能少地消費社會成本的前提下來達到保護環境的效果，那么，這兩種路徑的運用(或單獨運用或聯合運用)就成了一個問題。我們這里給出了一個粗略的啟示:在欠發達地區，僅僅開征碳稅，其效力是較好的;而在發達地區，必須同時采用這兩種路徑。

2.2 碳稅的動態調整

下面我們給出具體的碳稅的制定方法。

[定理2]若(7)成立，則可制定碳稅τ為

此式表示，在任何時刻所征碳稅恰為該時刻之后的污染所導致的損失折現到該時刻的折現值之和。

事實上，令

而對任意的t≥0，取

此即(8)。

對于由(8)確定的碳稅，它有兩個主要性質。

(1)碳稅是逐年增長的，但其增長率小于金融市場利率，更強地，其現值是單調下降趨于0的;(這一性質由πτ=τ0－D↓0 即可看出)

(2)稅率是單調下降趨于0的。若碳稅是對資源品生產者開征，(這里我們假設p0＞τ0，因為否則我們認為碳稅過于嚴厲，事實上無法實施)，則稅率為

而若碳稅是對資源品消費者開征，則稅率為

在這兩種情形下，稅率隨時間的增加皆單調下降趨于0。

至于p0究竟取何值的問題，在我們討論過的三種準則之下，再加上全社會的資源品的供需平衡，就可以看到，p0的取值要取決于經濟中的自然資源儲量。

關于碳稅的動態調整，我們可參照(8)。這里主要涉及到三個因素:折現因子(可參考金融市場上的利率來確定);排放系數β(可采用科學方法來測定);消費對環境質量的替代率(可定期采用CVM (Contingent valuation method)向大眾問卷來得到)，而其中最困難的就是這個替代率的確定。

替代率某種意義上說，表示的是人們對環境質量的要求程度或者對環境污染的容忍度。事實上，這一要求并不是一成不變的。隨著經濟的發展，人們生活水平的不斷提高，人們對環境質量的要求是會越來越高的，從前可以容忍的，現在已經無法再容忍了。這實際上反應了人們的偏好的時間不相容性，即人們的偏好會隨著時間的變化而發生變化。人們對環境質量的要求程度可采用CVM 方法定期地向公眾問卷來確定，而不是社會計劃者在設計之初就確定了的。

由于隨著經濟的發展，人們對環境質量的要求逐年上升，那么，這個替代率也逐年上升，因此，碳稅也逐年上升。因此，如果要在一國的不同地區同時開征碳稅，那么，在發達地區就應當比在欠發達地區的碳稅制定的要高，統一碳稅稅制是不可取的，是會導致社會福祉降低的。

只要按照上述想法來制定碳稅，那么，因為稅率嚴格單調下降并趨向于0，因此，碳稅在資源擁有者的收益中的比重將越來越低以至于可以忽略不計，所以完全沒有必要擔心什么而故意加快資源的開采。因此，Sinn所擔心的所謂綠色悖論是不會出現的[5]。

3 總 結

本文討論了開征碳稅的準則、條件以及動態調整路徑。分別討論了三種準則:Ramsey 準則，Solow 準則和Rawls 準則，并指出在這三種準則之下，資源價格運行遵循相同的規律。而僅靠市場的力量，資源價格運行將偏離社會最優路徑。這正是人們使用化石燃料而帶來的負外部性——環境污染所致。為調整人們的行為，開征碳稅是手段之一。但能夠切實實施碳稅的一個先決條件就是人們預計的未來碳排放的總損失是有限而非無窮大。而人們的這一認識，隨著經濟發展水平的不斷提高，是會發生變化的。一般而言，在經濟發展初期，人們對環境質量的要求較低，而進入到經濟發展水平較高的時期之后，人們對環境質量的要求就會提高，進而使得原來的條件不再滿足，進而使得僅僅靠開征碳稅，其對人們行為的調整的效力就弱化而變得不足了。

本文還證明了最優碳稅應滿足的社會Hotelling rule，并給出了切實地動態調整碳稅的方法。此外，本文指出開征碳稅不會導致自然資源的過早開采反而誘導出更嚴重的環境污染，從而說明Sin的所謂綠色悖論是不成立的。

具體建議有以下幾點:

(1)開征碳稅越早越好，其效力越強，因此，中國宜盡快開征碳稅，不再等待;

(2)在中國可分區域分別開征不同稅率的碳稅，發達地區較高，欠發達地區較低;

(3)在欠發達西部地區可僅開征碳稅，而在發達的東部地區，要開征碳稅與碳交易同時并舉;

(4)在任何地域，都要定期采用CVM 向民眾問卷，以掌握民眾對環境質量的要求和對污染的承受能力，進而相應地對碳稅進行調整。

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