行政管理減排機(jī)制對企業(yè)生產(chǎn)策略的影響研究

檀勤良，魏詠梅，何大義

(1.華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京 102206;2.中國地質(zhì)大學(xué) 人文經(jīng)管學(xué)院 北京 100083)

一、引言

受氣候變暖的影響，人類社會達(dá)成了“二氧化碳排放權(quán)配給制”的共識。1997年的《京都議定書》是全球人類努力保護(hù)地球環(huán)境以及實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的里程碑，它標(biāo)志著各國政府第一次考慮接受具有法律約束力的限控或減排溫室氣體的義務(wù)［1］。我國是《京都議定書》的簽署國，而且按照《京都議定書》的要求我國將2012年起開始承擔(dān)減排義務(wù)，因此，今年我國采取何種減排機(jī)制來實現(xiàn)既定減排承諾是一緊要問題。

本文主要研究行政管理機(jī)制下企業(yè)減排方式的選擇問題。在實現(xiàn)碳減排的過程中，行政管理減排機(jī)制通常有兩類方式:強(qiáng)制機(jī)制(command－and－control)、稅費機(jī)制(tax－and－ expendure)。強(qiáng)制機(jī)制是指政府根據(jù)總體的減排目標(biāo)，針對不同的企業(yè)設(shè)定不同的、既定時期內(nèi)的允許排放上限，并且強(qiáng)制要求企業(yè)在生產(chǎn)過程不允許超過此限額，這是一種最簡單的方式。稅費機(jī)制是政府通過征收碳稅或罰款方式對企業(yè)超限排放進(jìn)行懲罰的機(jī)制，其可進(jìn)一步細(xì)分為罰款機(jī)制(cap－and－penalty)和碳稅機(jī)制(cap－and－tax 兩種形式。罰款機(jī)制指政府依據(jù)行政管理權(quán)力，對企業(yè)的碳排放量進(jìn)行監(jiān)督與控制，當(dāng)企業(yè)碳排放量超過政府配額限制時，政府對企業(yè)超額排放部分進(jìn)行罰款。這種機(jī)制認(rèn)為，政府可以將罰款收入作為減排投資來進(jìn)行環(huán)境治理與保護(hù)等環(huán)境改善的活動，從而抵消企業(yè)超額排放對環(huán)境造成的傷害。而且在這種機(jī)制下，由于政府對罰款收入進(jìn)行全面、系統(tǒng)的統(tǒng)籌和安排，可以使減排投入得到更為有效地利用。碳稅機(jī)制指政府對企業(yè)超限排放的碳從量課稅。與罰款機(jī)制類似，政府可以對碳稅收入統(tǒng)籌安排，抵消企業(yè)超額排放對環(huán)境造成的傷害。由此可見，罰款機(jī)制和碳稅機(jī)制這兩種方式在本質(zhì)并無區(qū)別。

目前，許多國家已經(jīng)實踐了不同形式的減排機(jī)制，這為我國減排機(jī)制的選擇提供了有益的借鑒。但對于我國而言，行政管理機(jī)制進(jìn)行減排是我國現(xiàn)行體制下最有可能的選擇。國內(nèi)外關(guān)于減排機(jī)制研究中，多數(shù)學(xué)者停留在宏觀定性分析方面，定量化研究很少。例如，有些學(xué)者從宏觀方面探討了我國建立碳權(quán)市場的可行性及其對宏觀經(jīng)濟(jì)的影響［1－4］。也有學(xué)者研究了對于我國開征碳稅的可行性［5－7］及碳稅體系的設(shè)計［8－11］。此外，也有些學(xué)者研究了開征碳稅的宏觀影響［12－15］。已有定量化研究中，胡乃武，周帥(2010)從分工和專業(yè)化生產(chǎn)的角度出發(fā)，通過建立模型，比較溫室氣體減排機(jī)制的不同安排對發(fā)展中國家福利水平的影響，從而為包括中國在內(nèi)的發(fā)展中國家參與國際氣候談判提供理論支持。Alberola 等(2008)研究了試驗期(2005－ 2007年)的EUA 交易，他們認(rèn)為試驗期內(nèi)EUA 的價格偏低不僅與配額的過度發(fā)放有關(guān)，還與銀行對碳交易的嚴(yán)格限制有關(guān)，這些破壞了EU ET S 的價格信號功能。Ben 和Stefan (2009)利用隨機(jī)理論刻畫了碳排放的動力學(xué)特征。目前，關(guān)于減排機(jī)制方面的研究，國內(nèi)外學(xué)者主要集中于宏觀層次的碳權(quán)分配問題以及挖掘碳權(quán)價格規(guī)律方面，但從微觀層面出發(fā)，考慮不同的行政減排機(jī)制對企業(yè)的影響的研究相對較少。

本文研究行政管理減排機(jī)制對企業(yè)生產(chǎn)策略及收益的影響。企業(yè)在政府的碳權(quán)配額下，面對一個具有隨機(jī)需求的產(chǎn)品市場，考慮強(qiáng)制減排機(jī)制、罰款機(jī)制或碳稅機(jī)制對企業(yè)最優(yōu)生產(chǎn)策略和期望凈收益的影響，通過對比強(qiáng)制減排和稅費減排機(jī)制下企業(yè)最優(yōu)生產(chǎn)決策和期望凈收益的變化，以明確低碳約束下行政管理機(jī)制對企業(yè)生產(chǎn)行為的影響，及其對于政府減排目標(biāo)實現(xiàn)的影響。本文研究結(jié)果表明，行政管理機(jī)制對企業(yè)的生產(chǎn)有一定抑制作用，但稅費機(jī)制是比強(qiáng)制機(jī)制更為有效的方式，它一方面可以有效地促進(jìn)政府減排目標(biāo)的實現(xiàn)，同時另一方面也可以保障企業(yè)的期望收益。

二、參數(shù)及相關(guān)假設(shè)

本文考慮企業(yè)的單期(短期)產(chǎn)量決策問題。在階段開始時，政府分配給企業(yè)一定的碳排放額度，企業(yè)面臨著隨機(jī)的市場需求和確定的產(chǎn)品市場價格。企業(yè)的生產(chǎn)過程伴隨著碳排放，所以企業(yè)必須在政府配額下制訂其生產(chǎn)計劃。相關(guān)參數(shù)設(shè)定和假設(shè)如下:

A:政府根據(jù)總體減排目標(biāo)，分配給企業(yè)的當(dāng)期碳權(quán)配額;

q:企業(yè)的當(dāng)期產(chǎn)量決策，為決策變量;

pm:產(chǎn)品的當(dāng)期市場價格。當(dāng)企業(yè)處于完全壟斷地位時，pm為內(nèi)生變量，它是企業(yè)的產(chǎn)量的函數(shù);而當(dāng)企業(yè)處于完全競爭市場時，產(chǎn)品價格由市場確定，企業(yè)只能是價格的接受者，即pm為外生的。本文假設(shè)企業(yè)處于完全競爭市場，即為外生參數(shù)。另外的一個原因是:產(chǎn)品價格與考慮的時期長度也有關(guān)聯(lián)，本文考慮的單期時間較短，可以認(rèn)為短時期內(nèi)產(chǎn)品價格相對穩(wěn)定。

c1:企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品的成本。一般說來有pm＞C1，不然企業(yè)沒有進(jìn)行生產(chǎn)的前提。

c2:單位產(chǎn)品單期存儲成本。所以，當(dāng)企業(yè)產(chǎn)量高于市場需求時，企業(yè)將承擔(dān)一定存儲費用。

c3:單位產(chǎn)品單期缺貨損失。所以，當(dāng)企業(yè)產(chǎn)量低于市場需求時，企業(yè)可以出售全部生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，但由于企業(yè)產(chǎn)量未能達(dá)到產(chǎn)品的市場需求(或者合同要求)時，企業(yè)將承擔(dān)一些缺貨損失。

r∈R+:產(chǎn)品的市場需求，為一非負(fù)連續(xù)隨機(jī)變量，其概率密度函數(shù)為f(r)，概率分布函數(shù)為F(r)，均值為μ，方差為σ2。

em:企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品的碳排放量，則企業(yè)當(dāng)期總的碳排放量為qem。

本文考慮不同的行政管理減排機(jī)制下，企業(yè)的最優(yōu)生產(chǎn)行為及其最優(yōu)期望凈收益，然后比較企業(yè)的最優(yōu)生產(chǎn)行為及其最優(yōu)期望凈收益方面的差異，進(jìn)而明確不同行政管理減排機(jī)制對企業(yè)的影響。

三、強(qiáng)制減排機(jī)制下的最優(yōu)生產(chǎn)策略

政府為實現(xiàn)既定減排目標(biāo)的最直接方式就是利用其權(quán)利要求企業(yè)強(qiáng)制減排。此時，企業(yè)單純地在政府碳權(quán)配額下展開生產(chǎn)，其收益可由如下模型確定，

其中，“∧”取小運算符，“∨”為取大運算符。上述模型的目標(biāo)函數(shù)等式右邊中，第1 項為企業(yè)的銷售收入，第2 項為企業(yè)生產(chǎn)成本，第3 項為企業(yè)的存儲費用，第4 項為企業(yè)的缺貨損失。

在該模型中，由于產(chǎn)品的市場需求量為一連續(xù)隨機(jī)變量，所以從企業(yè)期望收益的角度來分析企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量決策。對(1)式求期望值得到

其中，k1= pm－c1+c3，k2= pm+c1+c3，M(q)=。由于M(q)是關(guān)于q 的連續(xù)函數(shù)，所以也是關(guān)于q 的連續(xù)函數(shù)。

根據(jù)公式(3)，為了求得企業(yè)的最大期望收益，得到一階條件如下

上式中，由于F(0)=0，F(xiàn)(+∞)=1，所以

這樣必然存在一點q0使得(3)式成立，即

所以，q0能夠使得企業(yè)的期望收益最大，且唯一。但該優(yōu)化問題還存在碳排放權(quán)約束式(2)，這樣使得企業(yè)期望收益最大的最優(yōu)產(chǎn)量應(yīng)為即當(dāng)企業(yè)受碳排放權(quán)限制時，最優(yōu)產(chǎn)量為A/em，而當(dāng)企業(yè)不受碳排放權(quán)限制時，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量為，如圖1 所示。

圖1 強(qiáng)制減排機(jī)制下企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量決策

根據(jù)公式(1)－(4)和圖1 我們得出，在政府采取強(qiáng)制減排措施的條件下，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量可能存在兩種情況。當(dāng)企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量低于碳權(quán)約束產(chǎn)量時，政府的碳權(quán)配額對企業(yè)的生產(chǎn)優(yōu)化不起限制作用，市場因素和企業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)決定了企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量，此時企業(yè)的碳權(quán)配額存在富余。但當(dāng)企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量高于碳權(quán)約束限制的產(chǎn)量時，政府配額對企業(yè)的生產(chǎn)起到了限制作用，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量只能是A/em以達(dá)到政府減排方面的要求。但是同時也注意到，此時企業(yè)的產(chǎn)量并未能使得企業(yè)的收益達(dá)到最優(yōu)，即企業(yè)的資源并沒有達(dá)到最有效地配置，若放松碳權(quán)方面的限制企業(yè)收益還可以進(jìn)一步提高，從而使得企業(yè)資源得到更為有效地利用。另外，由于在強(qiáng)制減排機(jī)制下，由于市場需求并沒有得到滿足，可能會導(dǎo)致產(chǎn)品的價格不斷上揚，為宏觀經(jīng)濟(jì)帶來通貨膨脹的壓力。鑒于此，強(qiáng)制減排盡管可以確保減排目標(biāo)的實現(xiàn)，但是它也不為廣泛采用。

四、稅費機(jī)制下企業(yè)的最優(yōu)生產(chǎn)策略

另外，廣泛采用的行政減排機(jī)制包括罰款機(jī)制和碳稅機(jī)制。罰款機(jī)制指政府依據(jù)行政管理權(quán)力，對企業(yè)的碳排放量進(jìn)行監(jiān)督與控制，當(dāng)企業(yè)碳排放量超過政府配額限制時，政府對企業(yè)超額排放部分進(jìn)行罰款。這種機(jī)制認(rèn)為，政府可以將罰款收入作為減排投資來進(jìn)行環(huán)境治理與環(huán)境改善的活動，從而抵消企業(yè)超額排放對環(huán)境造成的傷害。而且在這種機(jī)制下，由于政府對罰款收入進(jìn)行全面、系統(tǒng)的統(tǒng)籌和安排，可以使減排投入得到更為有效地利用。碳稅機(jī)制指政府對企業(yè)超限排放的碳從量課稅。與罰款機(jī)制類似，政府可以對碳稅收入統(tǒng)籌安排，抵消企業(yè)超額排放對環(huán)境造成的傷害。由此可見，兩種方式在本質(zhì)并無區(qū)別，所以本文中統(tǒng)一稱為稅費機(jī)制。

當(dāng)企業(yè)碳排放量超過政府配額時，企業(yè)需要承擔(dān)一定稅費。假設(shè)s =qem－A 為企業(yè)的超額排放量，政府對于超額排放的稅費是關(guān)于超額排放量的函數(shù)c(s)，且滿足

c(0)=0，c'(s)＞0，c″(s)＞0

即政府采用相對嚴(yán)格的監(jiān)控措施，稅費額c(s)和稅費率c'(s)均是關(guān)于超額排放量的增函數(shù)。

在這種機(jī)制下，企業(yè)的凈收益為

其期望凈收益為

其一階條件，

圖2 稅費機(jī)制下企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量決策

注意到此處無法判斷一階條件的正負(fù)性，但二階條件

成立。由于只有q≥A/em時企業(yè)才承擔(dān)稅費，所以我們考慮在q =A/em處企業(yè)的期望凈收益的一階導(dǎo)數(shù)。

如圖2 所示，當(dāng)此處一階導(dǎo)數(shù)小于0 時，企業(yè)增加產(chǎn)量其期望凈收益會逐步降低，所以此時企業(yè)的產(chǎn)量決策為。而當(dāng)此處的一階導(dǎo)數(shù)大于0時，企業(yè)的期望凈收益還可增大，而且由于其二階導(dǎo)數(shù)小于0 使得必然存在唯一一點使得企業(yè)的期望凈收益達(dá)到最大。所以，在稅費機(jī)制下企業(yè)的生產(chǎn)策略為

由于k1=pm－c1+c3，其中pm－c1為企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品時的凈收入，同時企業(yè)也可減少承擔(dān)單位產(chǎn)品的缺貨損失c3，所以k1可以理解為企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品時的機(jī)會收益。而em為企業(yè)生產(chǎn)單位產(chǎn)品時的碳排放量，所以k1/em表示單位產(chǎn)品排放量為企業(yè)帶來的機(jī)會收益。

因此，公示(6)表明，當(dāng)政府規(guī)定的單位排放量的稅費額(即稅費率)大于企業(yè)單位排放量所帶來的機(jī)會收益時(即c' ＞k1/em)時，企業(yè)就不會超過政府規(guī)定的排放限制。

上述結(jié)果的政策含義是:如果政府為了確保減排目標(biāo)的實現(xiàn)，保證企業(yè)不會超額排放，就必須使得稅費率大于企業(yè)單位排放量所帶來的機(jī)會收益。另一方面，當(dāng)政府規(guī)定的稅費率小于企業(yè)單位排放量所帶來的機(jī)會收益時(即c'≤k1/em)時，企業(yè)將會在利益驅(qū)使下超額排放。此時企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量為qf≥A/em，但是同時也注意到存在qf≤q0(因為分布函數(shù)的逆函數(shù)為一增函數(shù))，說明稅費機(jī)制對于企業(yè)生產(chǎn)具有一定抑制作用。而且根據(jù)(7)式可知，產(chǎn)量決策是關(guān)于稅費率的減函數(shù)，即當(dāng)政府稅費率越高時，企業(yè)的產(chǎn)量決策就越低，抑制作用越明顯，越有利于減排目標(biāo)的實現(xiàn)。

五、強(qiáng)制減排機(jī)制與稅費機(jī)制的對比分析

下面我們將從產(chǎn)量和期望收益兩個方面對前述兩種行政管理方式(強(qiáng)制減排機(jī)制與稅費機(jī)制)進(jìn)行對比分析。

定理1 最優(yōu)產(chǎn)量決策方面，稅費機(jī)制下的最優(yōu)產(chǎn)量不小于強(qiáng)制機(jī)制下的最優(yōu)產(chǎn)量。

證明:這是顯然的。當(dāng)c' ＞k1/em時，，而當(dāng)c'≤k1/em時，。所以，≥總是成立。證畢。

定理2 期望凈收益方面，稅費機(jī)制下的最優(yōu)期望收益不小于強(qiáng)制機(jī)制下的最優(yōu)期望收益。即Δ∏≥0 存在，其中，Δ ∏ = E [∏()]－E [∏()]。

證明:當(dāng)企業(yè)未超額排放時，兩種機(jī)制下企業(yè)的期望收益沒有差異，即此時存在Δ∏=0。而當(dāng)企業(yè)超額排放時，

證畢。

定理2 表明稅費機(jī)制不會使企業(yè)的期望收益降低。如前所述，在強(qiáng)制減排的情況下，企業(yè)可能受到碳權(quán)限制未能充分企業(yè)資源來獲得更高利益。當(dāng)引入稅費減排機(jī)制后，企業(yè)可以突破碳權(quán)限制以提高其在產(chǎn)品市場上的收益，但與此同時必須承擔(dān)一定的稅費損失。企業(yè)必須權(quán)衡產(chǎn)品市場上的收益并與稅費方面的損失的基礎(chǔ)上作出最優(yōu)的生產(chǎn)決策。而定理2 說明，企業(yè)盡管可以以承擔(dān)稅費為代價來提升產(chǎn)量，獲取利益，但是首先其產(chǎn)量是受到了抑制()，其次這沒有導(dǎo)致企業(yè)的期望收益的下降(Δ∏≥0)。由此可見，為實現(xiàn)減排目標(biāo)，稅費機(jī)制是比強(qiáng)制減排更好的一種選擇。

六、算例分析

下面以一個具體的算例對前述結(jié)論進(jìn)行驗證分析。算例的參數(shù)設(shè)置為:r～N(250，252)為一正態(tài)分布，A=150，pm=60，c1=10，c2=5，c3=15，em=1。

在當(dāng)前參數(shù)設(shè)置下，如果不存在碳權(quán)約束時，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量為q0=272.18，最大期望收益為E=11961.68。在強(qiáng)制減排機(jī)制下，企業(yè)的產(chǎn)量受到碳權(quán)限制，其產(chǎn)量決策只能是碳權(quán)所限制的產(chǎn)量，即=150，對應(yīng)的期望收益為E] =5999.99。

圖3 不同稅費函數(shù)下企業(yè)的期望收益

表1 算例計算結(jié)果

在稅費機(jī)制下，我們考慮不同的稅費函數(shù)時，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量決策及其相應(yīng)的最大期望收益。圖3 表明了不同稅費函數(shù)下企業(yè)期望收益的變化情況。表1 給出具體的最優(yōu)化計算結(jié)果。

算例結(jié)果表明:

(1)強(qiáng)制減排機(jī)制下，碳權(quán)限制作為一種強(qiáng)制的約束強(qiáng)加于企業(yè)的生產(chǎn)決策中，為達(dá)到減排目標(biāo)的要求，碳權(quán)約束限制了企業(yè)的產(chǎn)量和期望收益，從而使得企業(yè)的資源沒有得到有效配置，產(chǎn)品市場的需求未能得到充分滿足。這不利于有效資源節(jié)約和宏觀經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。比如，由于產(chǎn)品市場的需求未能得到充分滿足，則有可能導(dǎo)致產(chǎn)品價格的上揚，本來此時根據(jù)市場規(guī)律企業(yè)應(yīng)該提高產(chǎn)量，以獲取更多利潤，從而實現(xiàn)資源的有效配置。但此時企業(yè)由于受到碳權(quán)限制無法提高產(chǎn)量，這樣就會導(dǎo)致產(chǎn)品價格處于高位運行，在一定程度上妨礙了市場機(jī)制調(diào)節(jié)資源配置功能的實現(xiàn)，即強(qiáng)制減排可能導(dǎo)致一定程度的市場失效。

(2)當(dāng)稅費率增大時，企業(yè)的最優(yōu)產(chǎn)量隨之降低。其研究結(jié)果說明:稅費率的調(diào)整對于企業(yè)產(chǎn)量決策有著明顯的抑制作用。其管理意義在于:如果政府為了確保減排目標(biāo)的實現(xiàn)，應(yīng)該采取較高稅費率，從而降低企業(yè)產(chǎn)量，減少碳排放。

(3)當(dāng)稅費率增大時，企業(yè)的最優(yōu)期望收益隨之降低。這是因為企業(yè)一方面產(chǎn)量下降造成其在產(chǎn)品市場的獲利減少，而同時稅費增大也相應(yīng)增加了企業(yè)稅費負(fù)擔(dān)。兩方面的綜合作用導(dǎo)致企業(yè)最優(yōu)期望收益隨著稅費率增大而下降。

(4)政府采取一定行政管理機(jī)制來實現(xiàn)減排目標(biāo)時，稅費方式比政府的強(qiáng)制減排方式更為有效。強(qiáng)制減排措施對于企業(yè)來說沒有擴(kuò)大產(chǎn)量的余地，其收益是受到限制的。但是如果政府采取稅費機(jī)制，企業(yè)的收益盡管沒有達(dá)到無碳權(quán)約束時的收益水平，但它高于強(qiáng)制減排措施下的收益水平，而且該收益水平也是存在碳權(quán)約束和稅費機(jī)制下的最優(yōu)水平，即這時企業(yè)資源達(dá)到了碳權(quán)約束的最優(yōu)配置。盡管此時企業(yè)的碳排放量會比強(qiáng)制減排下多一些，但是政府通過稅費機(jī)制也獲得了一部分的收入，如果稅費設(shè)置合理，再加上有效的管理機(jī)制，就可以保證政府的這一部分收入可以用于環(huán)境改善，從而抵消企業(yè)超額排放的后果。也就是說，稅費機(jī)制是一種可能實現(xiàn)政府和企業(yè)在低碳經(jīng)濟(jì)下的“雙贏”機(jī)制。

七、結(jié)論

碳權(quán)正在逐漸成為企業(yè)的一種重要資源，它必然會對企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營決策產(chǎn)生影響。本文在產(chǎn)品市場存在隨機(jī)需求的條件下，將碳權(quán)約束引入到企業(yè)的生產(chǎn)決策中，分別考慮了企業(yè)強(qiáng)制減排和稅費減排機(jī)制下，通過對比企業(yè)生產(chǎn)策略、期望收益的變化，得到結(jié)論表明，碳權(quán)約束對企業(yè)的生產(chǎn)決策存在影響。強(qiáng)制減排機(jī)制會限制企業(yè)的生產(chǎn)活動，使用資源不能達(dá)到有效配置。稅費機(jī)制對企業(yè)的生產(chǎn)有一定的抑制作用，但同時并不對企業(yè)的期望收益帶來負(fù)面影響。從而說明了稅費減排機(jī)制是一種促進(jìn)企業(yè)展開減排活動，確保政府減排目標(biāo)實現(xiàn)的有效機(jī)制。本文考慮的是單期靜態(tài)決策問題，在未來研究中可以進(jìn)一步考慮多期的動態(tài)決策問題。

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