不完全競爭行業(yè)中的環(huán)境工具有效性研究：一個理論框架

林永生

（北京師范大學(xué)經(jīng)濟與資源管理研究院，北京師范大學(xué)中國市場經(jīng)濟研究中心，北京 100875）

不完全競爭行業(yè)中的環(huán)境工具有效性研究：一個理論框架

林永生

（北京師范大學(xué)經(jīng)濟與資源管理研究院，北京師范大學(xué)中國市場經(jīng)濟研究中心，北京 100875）

各級政府貫徹落實綠色發(fā)展的理念，實現(xiàn)經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的共贏，才能真正實現(xiàn)“綠水青山就是金山銀山”。在經(jīng)濟“新常態(tài)”背景下，防治環(huán)境污染是個復(fù)雜而系統(tǒng)性的工程，需要進行經(jīng)濟追因與綜合治理，其中，制定實施有效的環(huán)境政策工具尤為關(guān)鍵。本文把微觀經(jīng)濟學(xué)中的雙寡頭產(chǎn)量競爭模型作為基準模型拓展用于環(huán)境經(jīng)濟分析，并把環(huán)境稅、環(huán)境規(guī)制、排污權(quán)交易這三類主要環(huán)境工具對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響納入基準模型，旨在對比研究不完全競爭行業(yè)中環(huán)境工具的有效性問題。結(jié)果表明：主要基于市場機制的環(huán)境經(jīng)濟政策比行政色彩濃厚的環(huán)境規(guī)制更有效率。提高環(huán)境稅率或排污權(quán)價格均能顯著削減行業(yè)污染物排放量，如果環(huán)境稅率恰好等于排污權(quán)價格，則環(huán)境稅與排污權(quán)交易這兩類環(huán)境工具的效力相等。這對進一步建立和完善我國尚處于探索或初始實施階段的環(huán)境工具，促進石化、電力、鋼鐵等不完全競爭行業(yè)的主要污染物減排，具有一定參考價值和借鑒意義。

不完全競爭；雙寡頭；環(huán)境工具

1 引言與文獻綜述

“十三五”時期，我國將以創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享這五個“發(fā)展新理念”指導(dǎo)國內(nèi)各項工作。其中，綠色發(fā)展強調(diào)我國在促進經(jīng)濟增長的同時，還要注重資源節(jié)約與環(huán)境保護，轉(zhuǎn)變方式，提升質(zhì)量。在國內(nèi)經(jīng)濟進入“新常態(tài)”且面臨去產(chǎn)能、去庫存、去杠桿等嚴峻挑戰(zhàn)的情況下，仍然提出“向污染宣戰(zhàn)”，倡導(dǎo)綠色發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)，彰顯了我國政府鐵腕治污的決心和信心。不能用被動等待環(huán)境庫茲涅茨曲線轉(zhuǎn)折點的方式應(yīng)對日益增加的環(huán)境壓力，需要各級政府積極主動作為[1]。當然，這也是因為以往粗放增長模式引致的環(huán)境污染明顯危及公眾健康與經(jīng)濟社會發(fā)展的可持續(xù)性：霧霾現(xiàn)象大范圍、長時間、高頻次出現(xiàn)，空氣污染已排在中國人十大致死因子的第4位[2]。國內(nèi)500個大型城市中，只有不到1%的達到了世界衛(wèi)生組織的空氣質(zhì)量標準[3]。全國4896個地下水監(jiān)測點位中，約61.5%點位的水質(zhì)為較差級（45.4%）和極差級（16.1%）[4]。近1/3的城市陷入“垃圾圍城”的窘境[5]。

部分能耗與排放高行業(yè)的節(jié)能減排技術(shù)滯后[6]、生產(chǎn)部門的能源強度過高[7]、地區(qū)工業(yè)與環(huán)境關(guān)系的嚴重失衡[8]等都是造成我國當前主要污染物排放過高的重要因素。總之，我國的環(huán)境污染既受氣象條件、區(qū)域傳輸?shù)茸匀换蛲獠恳蛩氐挠绊懀才c國內(nèi)外經(jīng)濟活動中的污染性產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移息息相關(guān)，還需要從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源支撐、發(fā)展理念、生產(chǎn)和消費方式等角度進行綜合的經(jīng)濟追因。

與此同時，有效的環(huán)境工具對于污染治理至關(guān)重要。半個多世紀以來，除了環(huán)境立法以外，命令-控制手段（command-control，也稱環(huán)境規(guī)制）和主要基于市場機制的環(huán)境經(jīng)濟政策是被世界多國重視并采用的環(huán)境工具：前者通常表現(xiàn)為設(shè)置統(tǒng)一的能效與環(huán)境標準，更直接地限制產(chǎn)量、控制價格或行政處罰等措施；后者主要包括征收環(huán)境稅（費）、發(fā)放節(jié)能環(huán)保補貼、實行排污許可并推行排污權(quán)交易等措施。國內(nèi)已有部分學(xué)者分別研究了環(huán)境規(guī)制[10]、排污許可[11]或排放權(quán)交易[12]、環(huán)境稅收[13]、環(huán)境法[14]等環(huán)境工具對我國環(huán)境污染治理的重要性。但究竟哪種工具更為有效？這種涉及不同工具間有效性的比較研究主要散見于國外學(xué)者的研究中。

20世紀60～80年代末期以前，絕大部分利益相關(guān)方支持采用命令控制手段治理環(huán)境污染。排污企業(yè)或相關(guān)行業(yè)協(xié)會認為，較之于經(jīng)濟激勵工具，能效或環(huán)境標準給企業(yè)增加的額外成本更低且利于提升企業(yè)自身競爭力，命令-控制標準的設(shè)定通常參考當前排污企業(yè)或行業(yè)中的投入要素，要求企業(yè)采用新的資源或技術(shù)設(shè)備。但若通過拍賣才能獲得排污權(quán)或者繳納環(huán)境稅，企業(yè)則不僅要支付將污染物減排到一定水平時的減排成本，還要通過購買許可證、繳納排污費或環(huán)境稅的方式支付超標排放污染物的規(guī)制成本，環(huán)境經(jīng)濟政策關(guān)注污染物排放數(shù)量，并不在乎誰排放了污染物或者使用什么方式去減排[15]；很多環(huán)保組織也反對經(jīng)濟激勵工具，有些環(huán)保主義者通常把環(huán)境稅或可交易的排污權(quán)理解為“污染通行證”[16]，也有些人認為污染損害難以精確量化進而很難得出所謂的邊際損害函數(shù)或如庇古稅描述的外部成本，或者擔心環(huán)境稅率一旦確定很難提高，因為加稅通常會遇到很大的政治阻力，而命令-控制標準相對就容易得多[17]；環(huán)保機構(gòu)也多反對更為自由化、基于市場的環(huán)境工具，它們認為即便環(huán)境稅或者可交易的排污權(quán)能夠降低污染物的總體排放水平，卻易于導(dǎo)致污染物排放集中于某個污染本來已經(jīng)嚴重的地區(qū)，造成“集聚效應(yīng)”[18]；絕大部分環(huán)境立法單位及其員工大多受到專門的法律培訓(xùn)，自然更喜歡采用具有強制性色彩的行政規(guī)制手段，強制性的能效或環(huán)境標準易于隱藏污染控制的成本，基于市場的工具會使得這些成本顯性化，相對于提高燃油效率標準，征收汽油稅對于消費者的成本顯然更為直接[19]；政客是規(guī)避風險的，他們也會更喜歡那些會帶來較為確定性結(jié)果的工具，而基于市場的環(huán)境工具因其內(nèi)生靈活性會造成收入分配領(lǐng)域和地方環(huán)境質(zhì)量水平的不確定性[20]。

但經(jīng)濟學(xué)者大多倡導(dǎo)使用環(huán)境經(jīng)濟政策解決環(huán)境問題。在科斯定理[21]產(chǎn)生之前的大約40年時間里，對主要因負外部性引致的環(huán)境污染，經(jīng)濟學(xué)者提出的主要解決辦法就是征稅，監(jiān)管者通過對每一單位污染物征收一個在數(shù)量上等于邊際社會危害或邊際社會成本的做法，能夠確保排污者會把他們排放和形成的損害內(nèi)部化，從而實現(xiàn)最優(yōu)的污染水平[22]。征收合適的環(huán)境稅的結(jié)果就是排污者之間的邊際減排成本相等并且實現(xiàn)了成本有效性。繼科斯之后，把解決污染問題作為一種重新界定初始被模糊定義的產(chǎn)權(quán)問題成為可能。如果清潔的空氣和水能夠作為一種財產(chǎn)形式，所有者的相應(yīng)產(chǎn)權(quán)能夠在市場上交易，那么私人部門就能夠以成本有效的方式配置和使用這種財產(chǎn)。克羅克（Crocker）[23]和戴爾斯（Dales）[24]分別提出了一種可交易的排污權(quán)體系，即另外一種市場化的解決途徑：監(jiān)管者只需要設(shè)定允許的總排放量，依據(jù)相應(yīng)的排放限額分配權(quán)利，并且允許個體排放源去交易排污許可直到達成最優(yōu)配置。因此，設(shè)計很好的污染稅或者可交易的排污權(quán)體系可將實現(xiàn)某一特定環(huán)保水平的總成本降到最低[25]，且能夠為經(jīng)濟主體接受，并推廣、擴散那些更為廉價、更好的污染控制技術(shù)提供動態(tài)激勵[26]。自20世紀90年代以來，在世界各國控制污染的努力和探索實踐過程中，利用市場機制與規(guī)律的激勵作用去治理污染、保護環(huán)境變得越來越重要，美國環(huán)境保護署1977年開始允許企業(yè)實施排污權(quán)交易。

也有學(xué)者嘗試比較不同環(huán)境工具之間的有效性，有人認為環(huán)境經(jīng)濟政策會對企業(yè)尋求更清潔的解決方案提供額外的、持久的經(jīng)濟激勵[27]，而強制性技術(shù)標準或環(huán)境標準的政策則易于造成技術(shù)鎖定[28]。而在環(huán)境經(jīng)濟政策內(nèi)部，通常認為環(huán)境稅比排污權(quán)交易更有效[29]。但在實踐過程中，美國更多采用排污權(quán)交易[30]。

與現(xiàn)有文獻相比，本文嘗試在以下兩個方面有所創(chuàng)新：一是提供一種新的環(huán)境工具有效性的比較方法。現(xiàn)有成果大多認為，如果某種環(huán)境工具實現(xiàn)特定目標的成本最小則最有效，而這里則主張如果某種環(huán)境工具作用下的污染物排放總量最低則最有效。二是構(gòu)建一個不完全競爭行業(yè)（行業(yè)市場集中度較高）、可同時比較三種環(huán)境工具有效性的雙寡頭企業(yè)競爭模型。

2 基準模型

本文沿用不完全競爭市場中的雙寡頭產(chǎn)量競爭為基準模型，并將其拓展至環(huán)境經(jīng)濟學(xué)的分析框架，研究不同類型環(huán)境工具的有效性。依據(jù)微觀經(jīng)濟理論[31]，雙寡頭產(chǎn)量競爭模型基于以下五個假設(shè)：一是行業(yè)擁有兩家廠商；二是廠商之間地位相當且只進行產(chǎn)量競爭，隱含中期假設(shè)，排除了短期的惡性價格競爭與長期研發(fā)競爭；三是產(chǎn)品同質(zhì)；四是信息不完備；五是較高的行業(yè)進入和退出壁壘。

廠商1與廠商2共同面對整個市場需求，為簡化分析，這里采用線性市場需求函數(shù)，如下式：

式中，P、Q、Q1、Q2分別表示價格、產(chǎn)量、廠商1的產(chǎn)量、廠商2的產(chǎn)量；a、b分別為外生參數(shù)，均大于0。需要強調(diào)的是，a表示市場容量，意即產(chǎn)量為0時，消費者愿意為第1單位的產(chǎn)品支付的最高價格。廠商1和2的成本函數(shù)見下式：

式（2）進一步簡化了企業(yè)的成本函數(shù)，不考慮固定成本同時邊際成本相等（c），這也符合假設(shè)條件二，即廠商間地位相當。

式（3）反映了每個廠商的決策就是選擇自身產(chǎn)量旨在實現(xiàn)利潤最大化，其中π、TR分別表示利潤、總收益。但在雙寡頭競爭時，廠商的產(chǎn)量決策不再獨立，一定受到對方產(chǎn)量決策的影響，進而需要使用博弈論的方法，求解企業(yè)的最佳反應(yīng)函數(shù)R（Qi/Qj），即考慮在對方已做出某一產(chǎn)量決策條件下使自身利潤最大化的產(chǎn)量決策，求解可得下式：

3 環(huán)境稅

環(huán)境稅是一種典型的環(huán)境經(jīng)濟政策，旨在通過對企事業(yè)單位排放的污染物征收一定稅額，讓企業(yè)排污給整個社會帶來的外部成本內(nèi)部化，從而解決所謂環(huán)境污染的“外部性”問題。自20世紀80年代以來，我國對企事業(yè)單位排污征收排污費，2003年、2013年均對排污費的征收范圍、標準等做了修訂，2015年《中華人民共和國環(huán)境保護稅法（征求意見稿）》的發(fā)布，意味著我國以環(huán)境保護稅代替排污費。下面嘗試將環(huán)境稅及其作用原理納入基準模型。

假設(shè)廠商1和廠商2所在的行業(yè)屬于典型污染物排放行業(yè)，兩家企業(yè)地位相當，僅在環(huán)保技術(shù)方面略有差異，并且在一定時期內(nèi)，企業(yè)環(huán)保技術(shù)水平相對穩(wěn)定，如下式:

式中，E表示污染物排放量；β1、β2分別表示廠商1與廠商2的排污系數(shù)或單位產(chǎn)量污染物排放強度。

政府如果對廠商排放的每單位污染物征收數(shù)額為T的環(huán)境稅，必然會改變其成本函數(shù)，結(jié)合式（5）和式（2），可得到新的成本函數(shù)形式，如下式（6）所示：

此時，可求解得到廠商1和廠商2的最佳反應(yīng)函數(shù)：

根據(jù)式（7）可求解得到廠商1和廠商2利潤最大化水平的產(chǎn)量，見下式：

將式（8）代入式（5），可以求得廠商1、廠商2，進入加總得出全行業(yè)污染物排放總量，見下式：

式（9）對環(huán)境稅率T求偏導(dǎo)數(shù)，可得：

式（10）表明，在典型非完全競爭的雙寡頭行業(yè)中，對企業(yè)排污征收環(huán)境稅顯然能夠降低污染物排放總量。

4 環(huán)境規(guī)制

某些情況下，環(huán)境管理部門對排污企業(yè)并不征收環(huán)境稅，代之以類似于濃度標準或技術(shù)標準等做法的環(huán)境規(guī)制，如依據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《排污費征收管理使用條例》以及《中華人民共和國環(huán)境稅法（征求意見稿）》等有關(guān)法律政策，對城鎮(zhèn)污水廠排放濃度標準達標的、處理后污水免征排污費或環(huán)境稅。在環(huán)境保護部官方網(wǎng)站“環(huán)境保護標準”項目下，詳細了列舉了43頁共計1 280條環(huán)保標準，如2018年1月1日將要實施的《輕型汽車污染物排放限值及測量方法（中國第五階段）》。下面嘗試將環(huán)境規(guī)制及其作用原理納入基準模型。

廠商1和廠商2仍然滿足式（5）中的環(huán)保技術(shù)水平假設(shè)，與環(huán)境稅相比，在政府實施環(huán)境規(guī)制情況下，這里以設(shè)置濃度排放標準為例，兩家廠商除了擁有不同水平的環(huán)保技術(shù)，還都必須安裝特定標準的污染物處理設(shè)備，從而使得排放的污染物必須達標，因此使得兩家廠商都增加了一筆相同的、購買此類污染物處理設(shè)備的固定成本F，見下式：

求解各自利潤最大化問題可知，此時兩家企業(yè)的最佳反應(yīng)函數(shù)同式（4），進而可推知廠商1和廠商2利潤最大化水平的產(chǎn)量，見下式：

將式（12）代入式（5），可以求得廠商1、廠商2，進入加總得出全行業(yè)污染物排放總量，見下式：

5 排污許可證交易

排污許可證交易，通常又稱為排放權(quán)交易或排污權(quán)交易，是除環(huán)境稅外另一種被世界多國廣泛采用的環(huán)境經(jīng)濟政策，具體做法可分三個步驟：第一步是政府依據(jù)該國或地區(qū)最大可承受的環(huán)境容量設(shè)置最高排放限值；第二步是政府將最高排放限值折算成排污許可證，通常以免費的形式頒發(fā)給管轄范圍內(nèi)的排污企業(yè)，并規(guī)定企業(yè)實際污染物排放量不能超過其擁有排污許可證所對應(yīng)的限額；第三步是企業(yè)之間依據(jù)各自實際污染物排放量從市場上自由買賣排污許可證。2008年奧運會期間，北京、天津、上海三地最早設(shè)立排放權(quán)交易所，隨后國內(nèi)多個城市如深圳、嘉興等陸續(xù)成立類似機構(gòu)，環(huán)境保護部、國家發(fā)展和改革委員會等部門也一直在持續(xù)推動國內(nèi)排污許可證交易體系建設(shè)。下面嘗試將排污許可證交易及其作用原理納入基準模型。

廠商1和廠商2的環(huán)保技術(shù)水平同樣遵循式（5）假設(shè)，由于兩家企業(yè)地位相當，因此，一個合理的假設(shè)就是它們從政府那里獲得相等的初始排污許可額度，超額排放的污染物必須從市場上購買相應(yīng)額度的排污許可證，進而為此支付額外的成本，改變其成本函數(shù)，結(jié)合式（5）和式（2），可得到新的成本函數(shù)形式，如下式所示：

式中，L表示廠商1和2獲得的初始、等額排污許可證額度；A表示市場上交易的排污許可證價格，為簡化分析，這里暫未考慮更復(fù)雜的許可證自身價格波動情況。

此時，可求解得到廠商1和廠商2的最佳反應(yīng)函數(shù)：

根據(jù)式（7）可求解得到廠商1和廠商2利潤最大化水平的產(chǎn)量，見下式：

將式（16）代入式（5），可以求得廠商1、廠商2，進入加總得出全行業(yè)污染物排放總量，見下式：

將式（15）、式（16）、式（17）與式（7）、式（8）、式（9）對比之后，會推導(dǎo)出一個有意思的結(jié)論，即只要市場上排污許可證的價格水平A恰好等于環(huán)境稅稅率，則在這兩種主要基于市場的環(huán)境經(jīng)濟政策作用下，行業(yè)污染物排放總量相等，進而環(huán)境稅與排污許可證交易這兩類環(huán)境工具的效率相同。同樣，依據(jù)式（10）可知，排污許可證價格越高，則行業(yè)污染物排放量越少。當然，比較式（17）和式（9）可知，排污許可證價格A與環(huán)境稅稅率T哪個值更大，則哪種工具作用下的行業(yè)污染物排放量越小，進而效率越高。

6 結(jié)論與進一步討論

我國政府持續(xù)探索和踐行不同類型環(huán)境工具。2013年，十八屆三中全會通過的《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問題的決定》提出要“發(fā)展環(huán)保市場，推行節(jié)能量、碳排放權(quán)、排污權(quán)、水權(quán)交易制度”。2014年，最新修訂施行的《中國人民共和國環(huán)境保護法》在第20、21、22條中既強調(diào)運用“統(tǒng)一規(guī)劃”、“統(tǒng)一標準”等環(huán)境規(guī)制，又重視“財政、稅收、價格、政府采購”等領(lǐng)域的環(huán)境經(jīng)濟政策。

因此，在我國工業(yè)特別是不完全競爭行業(yè)開展污染物減排，也必須注重不同類型環(huán)境工具有效性的比較。2013年，我國二氧化硫排放總量的89.8%、煙粉塵排放總量的85.6%、氮氧化物排放總量的69.4%均來自工業(yè)。與此同時，我國石油化工、電力、鋼鐵等行業(yè)，污染物排放量較大且市場集中度較高。依據(jù)本文模型推論，環(huán)境規(guī)制的有效性低于環(huán)境稅，而對于環(huán)境稅、排污許可證交易這兩類主要基于市場機制的環(huán)境工具而言，它們之間的效率差異不大，特別是如果環(huán)境稅率恰好等于許可證價格，兩類環(huán)境工具的效率完全相同，環(huán)境稅率或許可證價格上升能夠顯著減少不完全競爭行業(yè)污染物排放總量。不過，本文仍存在三點不足，有待進一步深化研究和討論：一是因國內(nèi)環(huán)境稅、排污許可證交易等工具尚未大規(guī)模實施，且相關(guān)領(lǐng)域監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量不高，難以獲取，缺少實證研究；二是模型假定企業(yè)環(huán)保技術(shù)相對穩(wěn)定、許可證價格外生，沒有考慮企業(yè)動態(tài)環(huán)保技術(shù)升級和排放權(quán)交易市場上許可證價格波動的情況；三是模型分析過程中沒有考慮不同制度環(huán)境與基礎(chǔ)對環(huán)境工具有效性帶來的影響。

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Study on the Effectiveness of Environmental Method in Imperfect Competition Industry: A Theoretical Frame

LIN Yongsheng
(School of Economy and Resource Management, China Market Economy Research Center, Beijing Normal University, Beijing 100875)

The effective policy methods are very important for pollution abatement. Based on the duopoly product quantity competition model, this paper incorporated environment tax, environment regulation, pollutant emission trading into the bench model and built an unified theoretical frame to compare the effectiveness of these three environmental methods in imperfect competition industry. The study found that market mechanism based environmental economic policy is more effective than environment regulation. Besides that, the environment tax is as effective as emission permits trading, the higher the environment tax or permission price is, the less pollutants will be emitted by the industry. These conclusions will be helpful to improve current policy methods for pollution abatement in China, reduce the energy consumption and pollutants emission in some imperfect competition industries like petrochemical, electricity and steel etc.

imperfect competition; duopoly; environmental method

X196

1674-6252（2016）06-0090-05

A

10.16868/j.cnki.1674-6252.2016.06.090

林永生（1978—），男，經(jīng)濟學(xué)博士，副教授，北京師范大學(xué)經(jīng)濟與資源管理研究院副院長，北京師范大學(xué)中國市場經(jīng)濟研究中心主任，研究方向為資源與環(huán)境經(jīng)濟，E-mail: linyongsheng@bnu.edu.cn。