碳減排政策對(duì)企業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)的激勵(lì)作用研究＊

于李娜 邱 磊 于靜靜

（1．中國(guó)海洋大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，山東 青島266100；2．中國(guó)海洋大學(xué) “985”辦公室，山東 青島266100）

從20世紀(jì)90年代初北歐一些國(guó)家開(kāi)征碳稅以來(lái)，很多國(guó)家和地區(qū)相繼開(kāi)始施行碳減排政策，至今已經(jīng)有20多年的時(shí)間。近年來(lái)，越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始關(guān)注碳減排政策實(shí)施效果的問(wèn)題：政策是否真正有效，對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響如何，是否會(huì)影響到某些特定產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出和結(jié)構(gòu)等等。作為兩種主要的碳減排政策安排，碳稅和碳排放權(quán)交易的作用方式不同，碳稅限定碳排放價(jià)格，而碳排放權(quán)交易制度限定碳排放總量，這也使得兩種政策的實(shí)施效果可能存在差異。本文試圖從作為市場(chǎng)微觀主體的企業(yè)著手，研究碳減排政策對(duì)企業(yè)利潤(rùn)最大化決策的影響，并比較兩種碳減排政策對(duì)企業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)的激勵(lì)作用。這在碳減排政策實(shí)施效果微觀層面的研究領(lǐng)域，是一次理論嘗試和創(chuàng)新。

一、碳減排政策激勵(lì)效果的研究綜述

實(shí)施碳減排政策的激勵(lì)效果研究主要集中在政策有效性，以及政策實(shí)施對(duì)整體產(chǎn)出和特定產(chǎn)業(yè)的影響等宏觀和中觀領(lǐng)域。研究中比較常見(jiàn)的方法是可計(jì)算一般均衡（CGE）模型。

（一）碳減排政策有效性的相關(guān)研究

碳排放權(quán)交易制度對(duì)體系內(nèi)的碳排放總量設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)或者上限，對(duì)碳減排的有效作用是毋庸置疑的。因此，關(guān)于碳減排政策對(duì)溫室氣體減排有效性的研究主要集中在碳稅政策上，這些研究基本都得出了肯定的結(jié)論。Floros和Vlachou的研究結(jié)果顯示，碳稅的成本雖比較高，但能夠有效地降低二氧化碳排放。［1］Jacobsen則認(rèn)為，如果政府將碳稅稅收用來(lái)補(bǔ)貼生物能源的開(kāi)發(fā)研究，二氧化碳減排可以在較低的碳稅水平上實(shí)現(xiàn)。［2］Ashina等，Mori分別以日本和美國(guó)為例進(jìn)行模擬研究，結(jié)論都證明了碳稅政 策 的 有 效 性。［3－4］Gerlagh 以 1991 年 以 來(lái) 即 征 收高額碳稅的挪威為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)碳稅對(duì)二氧化碳的影響為2%。［5］

（二）碳減排政策對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的激勵(lì)作用研究

碳減排領(lǐng)域研究的一個(gè)重要內(nèi)容是研究碳減排制度對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響，即碳減排制度是否會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響，這方面的研究涉及到碳稅和碳排放權(quán)交易體系兩種主要的政策安排。

關(guān)于碳稅對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的負(fù)面影響大小，學(xué)者們的研究結(jié)論有較大差異。Kamat等認(rèn)為，碳稅的微弱影響會(huì)通過(guò)交易商品的價(jià)格變動(dòng)傳導(dǎo)到全球經(jīng)濟(jì)，對(duì)能源產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值產(chǎn)生相當(dāng)明顯的負(fù)面影響。［6］Zhang和Baranzini則認(rèn)為，碳稅或能源稅對(duì)競(jìng)爭(zhēng)力損失和分配效應(yīng)的影響并不大，但是碳稅收入的利用方式對(duì)碳稅政策的最終經(jīng)濟(jì)影響具有決定性的作用，而且稅率在給定的目標(biāo)限定下有可能會(huì)逐漸增大進(jìn)而對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生劇烈影響。［7］Baranzini等的研究表明，碳稅能有效降低溫室氣體的排放量，但同時(shí)會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生負(fù)面的影響，政府可以通過(guò)稅收和財(cái)政收入來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。［8］Wissema和Dellink探討了碳稅對(duì)愛(ài)爾蘭經(jīng)濟(jì)的影響，結(jié)論是碳稅對(duì)愛(ài)爾蘭整體經(jīng)濟(jì)的影響較小，但生產(chǎn)和消費(fèi)模式明顯改變。［9］Lu等使用模擬情景研究了碳稅對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的影響，認(rèn)為碳稅政策能夠有效減少碳排放，且對(duì)經(jīng)濟(jì)影響較小。［10］

也有不少關(guān)于碳排放權(quán)交易體系如何影響到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的相關(guān)研究。Ahammad等以澳大利亞的碳排放權(quán)交易體系作為研究對(duì)象，認(rèn)為環(huán)境的改善是以降低經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出為代價(jià)的，同時(shí)政府稅收也會(huì)隨之下降。［11］Goulder等的研究發(fā)現(xiàn)，碳排放權(quán)交易制度對(duì)產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)的影響程度取決于許可證發(fā)放的具體方式。如果全部免費(fèi)發(fā)放，基本能補(bǔ)償相關(guān)產(chǎn)業(yè)的成本。［12］Silva和Zhu認(rèn)為，如果碳排放權(quán)僅對(duì)生產(chǎn)有影響，則它對(duì)收入再分配的影響是中立的；如果碳排放權(quán)影響到消費(fèi)領(lǐng)域，它對(duì)收入再分配的影響將不再中立。［13］Klaassen等稱，如果受到投機(jī)、預(yù)期等因素的影響，碳排放權(quán)交易可能會(huì)使實(shí)際產(chǎn)出偏離均衡水平。［14］Lee和Lin發(fā)現(xiàn)，單獨(dú)實(shí)施碳稅或碳排放權(quán)交易都能減少工業(yè)部門二氧化碳的排放，但碳稅會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出產(chǎn)生負(fù)面影響；同時(shí)實(shí)施兩種政策則會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出產(chǎn)生正面影響。［15］

（三）碳減排制度對(duì)特定產(chǎn)業(yè)的激勵(lì)作用研究

碳減排制度不僅影響整體經(jīng)濟(jì)，而且會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中各行業(yè)產(chǎn)生不同程度的影響。Bruvoll和Larsen的研究結(jié)果表明，執(zhí)行碳稅政策會(huì)降低單位產(chǎn)值能源密度并促使能源組合發(fā)生變化，企業(yè)和家庭會(huì)使用電力能源替代部分化石燃料。［16］Nakata和Lamont認(rèn)為，碳稅會(huì)改變能源結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致能源消費(fèi)從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣，清潔煤技術(shù)以及適合能源系統(tǒng)的先進(jìn)運(yùn)輸技術(shù)將會(huì)成為一國(guó)能源系統(tǒng)克服碳稅限制的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。［17］Edens等以荷蘭為例進(jìn)行實(shí)證研究發(fā)現(xiàn)，排放權(quán)交易均衡的惡化在很大程度上是由于交易構(gòu)成的變化造成的，荷蘭經(jīng)濟(jì)正在增加對(duì)清潔產(chǎn)品輸出和對(duì)污染產(chǎn)品的輸入。［18］Kara和Syri研究了芬蘭的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，碳排放權(quán)交易的最大收益者是發(fā)電企業(yè)，而能源密集型企業(yè)因?yàn)槭艿诫妰r(jià)上漲的沖擊遭受一定的損失。［19］

（四）國(guó)內(nèi)學(xué)者的相關(guān)研究

國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從碳減排制度的有效性著手進(jìn)行相關(guān)研究，現(xiàn)有文獻(xiàn)更側(cè)重于對(duì)碳稅方面，如賀菊煌等，蘇明等，聶華林等，王金南等，朱永彬等，張明喜均使用CGE模型模擬了我國(guó)實(shí)施碳稅的政策效果。［20－25］高鵬飛和陳文穎則使用 MARKAL-MACRO模型，［26］魏濤遠(yuǎn)和格羅姆斯洛德使用CNAGE模型進(jìn)行了類似的研究。［27］

綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)實(shí)施碳減排政策的激勵(lì)效果研究主要集中于對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的整體影響等宏觀領(lǐng)域，或者對(duì)能源等特定產(chǎn)業(yè)的影響之中觀領(lǐng)域，而很少涉及企業(yè)這樣微觀層面的研究，這可能是由于數(shù)據(jù)可得性或其他方面的局限導(dǎo)致的。本文通過(guò)構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)的理論模型，探討碳減排政策在不同時(shí)期對(duì)企業(yè)均衡，以及企業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)決策的影響，試圖彌補(bǔ)該研究領(lǐng)域的不足。

二、碳減排政策下的企業(yè)均衡模型

在碳減排政策中，碳排放量、碳排放成本和企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)等因素相互影響，關(guān)系復(fù)雜。為了更好地說(shuō)明這些因素之間的關(guān)系，同時(shí)描述碳減排政策對(duì)企業(yè)均衡的影響，本文構(gòu)建了相關(guān)理論模型對(duì)碳減排政策進(jìn)行比較靜態(tài)研究。

作為微觀經(jīng)濟(jì)的重要參與者，企業(yè)（生產(chǎn)者）以利潤(rùn)最大化為目標(biāo)，都會(huì)盡可能地將生產(chǎn)成本降至最低。在生產(chǎn)活動(dòng)中企業(yè)需要投入多種要素，本文假設(shè)碳排放（E）也是企業(yè)的生產(chǎn)要素之一，除了碳排放外還需要投入的其他一切要素，本文用K表示，它可以被視為一種復(fù)合要素。為了描述企業(yè)的投入產(chǎn)出關(guān)系，引入柯布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)：

其中，y表示產(chǎn)出，參數(shù)A代表企業(yè)的生產(chǎn)水平，α、β分別為兩種要素的彈性系數(shù)。

（一）初始均衡狀態(tài)

在t0時(shí)期，政府尚未制定碳減排政策，碳排放是免費(fèi)的，企業(yè)并不承擔(dān)碳排放成本，即：

要素K的價(jià)格為ω，企業(yè)的預(yù)算約束為m，則：

所以，企業(yè)追求利潤(rùn)最大化的問(wèn)題可以表述為：

均衡結(jié)果為：E＊→∞，y＊→∞。

由于本文選用的特定生產(chǎn)函數(shù)的關(guān)系，導(dǎo)致結(jié)果中出現(xiàn)碳排放和產(chǎn)出趨于無(wú)窮大，現(xiàn)實(shí)中的企業(yè)由于受到生產(chǎn)技術(shù)和其他要素的制約，并不會(huì)無(wú)限制生產(chǎn)，碳排放量將處于一確定水平，本文將企業(yè)的初始碳排放量記為E0。盡管與現(xiàn)實(shí)存在著差異，但是從結(jié)果中可以看出，在初始狀態(tài)，即碳減排政策推出之前，碳排放存在著過(guò)度消耗的情況。

（二）碳減排政策下企業(yè)的短期均衡

在t1時(shí)期，政府出臺(tái)碳減排政策，此時(shí)，企業(yè)的碳排放不再是免費(fèi)的，假設(shè)企業(yè)按照碳排放水平從量支付碳排放成本，那么企業(yè)需要為碳排放支付碳排放成本為：

其中t表示碳排放的單位成本。

另一方面，企業(yè)可以通過(guò)使用低碳技術(shù)治理碳排放，當(dāng)然企業(yè)使用低碳技術(shù)是有成本的，此處將碳減排的治理成本記為CA，邊際治理成本為C。顯然，只要是治理成本低于排放成本，企業(yè)就有使用低碳技術(shù)的激勵(lì)。假設(shè)企業(yè)的邊際治理成本為：

C＝－k（e－E0）

其中，e表示企業(yè)的碳排放量，k表示企業(yè)的碳減排技術(shù)水平，k＞0，k的值越小，表示企業(yè)的碳減排技術(shù)越先進(jìn)。企業(yè)的治理成本為：

企業(yè)的碳排放成本為：

企業(yè)的總成本為：

企業(yè)的預(yù)算約束為：

所以，企業(yè)追求利潤(rùn)最大化的問(wèn)題可以表述為：

解得：

從結(jié)果可以看出，企業(yè)的碳排放量E受到多種因素的制約，其均衡結(jié)果取決于初始碳排放量、碳排放價(jià)格、碳減排技術(shù)和要素彈性等因素的綜合影響。與t0時(shí)期相比，企業(yè)在碳減排制度中的碳排放量大大減少。

（三）碳減排政策下企業(yè)的長(zhǎng)期均衡

在t2時(shí)期，企業(yè)可以從成本預(yù)算中撥出一部分作為低碳技術(shù)研發(fā)投入用來(lái)升級(jí)碳減排治理水平，記企業(yè)的投入成本為m＊，此時(shí)k是可變的。

在t2時(shí)期的技術(shù)條件下，對(duì)于t1時(shí)期的碳排放水平E1，其碳排放成本為：

其中，k＊為技術(shù)研發(fā)后的碳排放治理水平。企業(yè)的碳排放總成本為：

當(dāng)發(fā)的投入小于碳排放成本差額，企業(yè)有進(jìn)行技術(shù)升級(jí)的激勵(lì)。

當(dāng)技術(shù)升級(jí)削減的碳排放成本在碳排放水平E1不足以彌補(bǔ)企業(yè)的技術(shù)研發(fā)成本，但這并不表示技術(shù)研發(fā)的投入一定大于碳減排成本差額。為了考察企業(yè)在長(zhǎng)期是否有升級(jí)技術(shù)的激勵(lì)，需要比較企業(yè)在t1時(shí)期與t2時(shí)期的碳排放成本。

t2時(shí)期企業(yè)的碳排放總成本為：

t2時(shí)期與t1時(shí)期的碳排放成本差額為：

在碳減排制度中，企業(yè)需要為碳排放支付成本，企業(yè)的碳排放成本成為影響企業(yè)決策的因素。研究結(jié)果顯示，企業(yè)存在降低碳排放量和升級(jí)治理水平的閾值。如果監(jiān)管部門對(duì)企業(yè)征收的碳成本低于企業(yè)的治理成本，企業(yè)追求成本最小化的結(jié)果是維持原有生產(chǎn)技術(shù)水平和碳排放量。企業(yè)研發(fā)低碳技術(shù)是有成本的，企業(yè)是否升級(jí)低碳技術(shù)取決于升級(jí)前后的碳排放成本差額與研發(fā)成本的相對(duì)關(guān)系，如果技術(shù)升級(jí)削減的碳排放成本不足以彌補(bǔ)企業(yè)的研發(fā)成本，企業(yè)將維持原有的治理水平。

比較兩種主要的碳減排政策，碳排放權(quán)交易機(jī)制和碳稅對(duì)企業(yè)低碳技術(shù)研發(fā)的激勵(lì)效果也會(huì)存在差異。前者通過(guò)建立一個(gè)配額交易的市場(chǎng)，低碳技術(shù)水平低的企業(yè)可以從技術(shù)水平高的企業(yè)那里購(gòu)買到碳排放配額，這樣就可以實(shí)現(xiàn)資源和低碳技術(shù)在整個(gè)經(jīng)濟(jì)體中的合理配置；而后者則是政府向各個(gè)企業(yè)單獨(dú)征稅，企業(yè)之間是相對(duì)封閉的，缺乏進(jìn)行資源再配置的市場(chǎng)以提高經(jīng)濟(jì)效率，因此技術(shù)升級(jí)后的企業(yè)在碳稅制度中的碳排放成本高于碳排放權(quán)交易機(jī)制中的成本，即技術(shù)升級(jí)給企業(yè)帶來(lái)的利潤(rùn)增加額在碳稅制度中相對(duì)較小。

假定存在這樣一種情況，企業(yè)的研發(fā)成本恰好介于兩種制度中的凈收益之間，它比碳稅中的收益增加額高，比碳排放權(quán)交易機(jī)制中的收益增加額低。基于利潤(rùn)最大化的考慮，企業(yè)在碳排放權(quán)交易機(jī)制中的最優(yōu)選擇是研發(fā)，而在碳稅制度下的最優(yōu)選擇是放棄，這意味著碳排放權(quán)交易機(jī)制對(duì)企業(yè)技術(shù)升級(jí)有更強(qiáng)的激勵(lì)作用。

需要說(shuō)明的是，本文在前面的分析中將低碳技術(shù)的研發(fā)成本固定為m＊，實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中的m＊是可變的，它一般與治理水平k成正比。這并不與結(jié)論相矛盾，如果將各組（m＊，k）數(shù)值納入多時(shí)期的討論中，可以得到相同的結(jié)論。

三、結(jié)論

（一）碳減排政策能夠有效促進(jìn)企業(yè)對(duì)低碳技術(shù)研發(fā)的投入

碳減排政策會(huì)增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，企業(yè)出于追求利潤(rùn)的目的存在降低碳排放成本的動(dòng)機(jī)，這就為企業(yè)增加對(duì)低碳技術(shù)研發(fā)的投入提供了激勵(lì)。從各國(guó)實(shí)踐來(lái)看，碳減排政策對(duì)于企業(yè)研發(fā)低碳技術(shù)具有良好的激勵(lì)作用，各國(guó)在實(shí)施碳減排政策前后的低碳技術(shù)研發(fā)支出發(fā)生了比較顯著的變化。

（二）兩種碳減排政策對(duì)企業(yè)從事低碳技術(shù)研發(fā)的激勵(lì)效果存在差別

從理論模型的研究可以知道，碳排放權(quán)交易機(jī)制和碳稅都對(duì)企業(yè)技術(shù)升級(jí)具有激勵(lì)作用，但是碳排放權(quán)交易機(jī)制產(chǎn)生的激勵(lì)作用更大。企業(yè)研發(fā)低碳技術(shù)是有成本的，企業(yè)是否升級(jí)低碳技術(shù)取決于升級(jí)前后的碳排放成本差額與研發(fā)成本的相對(duì)關(guān)系，如果技術(shù)升級(jí)削減的碳排放成本不足以彌補(bǔ)企業(yè)的研發(fā)成本，企業(yè)將維持原有的治理水平。由于缺乏進(jìn)行資源再分配的市場(chǎng)交易機(jī)制，碳稅制度下技術(shù)升級(jí)后企業(yè)的碳排放成本高于其在碳排放權(quán)交易機(jī)制中的成本。當(dāng)企業(yè)的研發(fā)成本恰好介于兩種制度中的凈收益之間，以利潤(rùn)最大化為主要目標(biāo)的企業(yè)在碳排放權(quán)交易機(jī)制中會(huì)選擇研發(fā)，而在碳稅制度下會(huì)選擇放棄，因此，前者對(duì)企業(yè)技術(shù)升級(jí)激勵(lì)作用更大。

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［25］張明喜．我國(guó)開(kāi)征碳稅的CGE模擬與碳稅法條文設(shè)計(jì)［J］．財(cái)貿(mào)經(jīng)濟(jì)，2010，（3）：61-66．

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附錄

令①的一階微分為零，得

③④聯(lián)立，得

將⑤代入②，整理得

整理得