碳關(guān)稅貿(mào)易效應(yīng)的博弈分析

楊仕輝，熊競邦

(暨南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510632)

碳關(guān)稅貿(mào)易效應(yīng)的博弈分析

楊仕輝，熊競邦

(暨南大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510632)

通過建立寡頭壟斷模型，考慮發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品的兩個廠商，引入碳關(guān)稅概率和環(huán)境破壞成本系數(shù)，設(shè)定碳關(guān)稅概率在[0,1]浮動，兩國破壞成本系數(shù)同時變動，研究了對稱生產(chǎn)成本下，兩國環(huán)境破壞系數(shù)變動對兩國廠商產(chǎn)量、稅收和福利的影響；不對稱生產(chǎn)成本下，兩國生產(chǎn)成本的差距擴(kuò)大對廠商產(chǎn)量變化的影響，通過Matlab數(shù)值模擬找到了特定情形下使產(chǎn)量最大化的碳關(guān)稅概率。結(jié)論認(rèn)為，破壞成本和生產(chǎn)成本高的國家，傾向于選用較大的碳關(guān)稅概率征收碳關(guān)稅來保護(hù)本國廠商的國際競爭力，減少碳泄露。

碳關(guān)稅；古諾寡頭壟斷模型；碳關(guān)稅概率；破壞成本；對稱生產(chǎn)成本

引言

氣候變化是一個全球性的問題，如果全世界為一個統(tǒng)一的經(jīng)濟(jì)體，可以應(yīng)用庇古稅來減少碳排放。由于沒有超國家主權(quán)的權(quán)威機(jī)構(gòu)來強(qiáng)制執(zhí)行，國家間的合作就顯得特別重要。對企業(yè)進(jìn)行強(qiáng)制性減排會在無形中增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，削弱企業(yè)參與國內(nèi)外市場競爭的能力。隨著貿(mào)易壁壘逐年被“破壁”，許多國家都不愿采取嚴(yán)格的環(huán)境管制政策來使國內(nèi)企業(yè)競爭力受到威脅。

除了競爭力缺失的問題之外，生產(chǎn)企業(yè)可能會從環(huán)境友好的國家轉(zhuǎn)移到環(huán)境管制相對寬松的國家，這就是所謂的污染避難所假說(PHH)。過去許多實證文獻(xiàn)是與污染避難所假說背道而馳的，新的研究表明，污染避難所假說是有其合理性的。污染避難所假說與碳泄露密切相關(guān)，碳泄漏是指發(fā)達(dá)國家減排會引起發(fā)展中國家排放量的增長，研究表明，如果潛在的碳泄露率高達(dá)130%將會帶來不利的影響，因為采取環(huán)境管制的國家不僅會被削弱競爭力，而且會使環(huán)境狀況更加惡劣。如果采取全球性的節(jié)能減排行動，碳泄露率會大大降低。各國學(xué)者都在尋求能保護(hù)因單邊政策工具運用而競爭力受損的企業(yè)的方案，一種選擇是將征稅收入反哺給嚴(yán)重受損的企業(yè)，另一種是基于產(chǎn)出進(jìn)行碳排放額度分配。這些方案盡管在一定程度上保護(hù)了企業(yè)，但是會帶來更大的福利損失[1]。

除了通過資源循環(huán)利用來將相關(guān)企業(yè)的損失最小化，嚴(yán)格的貿(mào)易政策也可以被用來解決企業(yè)競爭力缺失問題，而且可以使非參與國加入政策聯(lián)盟[2-3]。在理論研究中，多次提到邊境稅調(diào)整可以用來限制從高排放的國家進(jìn)口能源密集型產(chǎn)品。赫爾(Hoel，1996)[4]認(rèn)為，一國在最大化其福利的過程中，如果將每個人的排放也納入環(huán)境破壞成本，則必須實施碳關(guān)稅或者有差別的國內(nèi)碳稅才能減少因碳泄露帶來的競爭力損失。目前，美國和歐盟正在考慮是否征收碳關(guān)稅[5]。

征收碳關(guān)稅背后的一大阻礙是，實施環(huán)境管制的該國和其他未實施環(huán)境管制的國家相比，產(chǎn)業(yè)競爭力較弱。因此，碳關(guān)稅可以消除從環(huán)境管制寬松的國家進(jìn)入環(huán)境管制嚴(yán)格的國家的產(chǎn)品競爭力優(yōu)勢。在過去的文獻(xiàn)中，邊境稅是可以被用來調(diào)整國內(nèi)外差別稅收時的競爭力狀態(tài)的。我們注意到，當(dāng)所有國家都在國內(nèi)征收碳稅的同時對進(jìn)口產(chǎn)品征收碳關(guān)稅，就形成了國內(nèi)產(chǎn)品和進(jìn)口產(chǎn)品的公平競爭環(huán)境。但是，出口產(chǎn)品還是遭到了損失。許多學(xué)者認(rèn)為，環(huán)境政策應(yīng)該基于消費而不是生產(chǎn)[6]。按照這一理論，本國生產(chǎn)產(chǎn)品在出口他國之前不應(yīng)該被征稅。

征收碳關(guān)稅是否與WTO國際貿(mào)易規(guī)則相抵觸以及征收碳關(guān)稅的合法性問題也是不斷地受到質(zhì)疑。伊斯梅爾和諾伊霍夫(Ismer & Neuhoff，2007)[7]認(rèn)為在BAT規(guī)則下征收碳關(guān)稅是和WTO規(guī)則相符合的，在這種方案下，不考慮產(chǎn)品來自哪個國家，對任何產(chǎn)品征收相等的單位稅收，可以大大簡化信息不對稱的問題。

近年來，許多研究分析了單邊環(huán)境政策下，征收碳關(guān)稅對經(jīng)濟(jì)體的局部或全局的影響[8-11]。大家認(rèn)為，征收碳關(guān)稅有利于保護(hù)面臨激烈國家競爭的能源密集型產(chǎn)業(yè)。在國內(nèi)研究中，曲如曉和吳潔(2011)通過構(gòu)建一個兩國局部均衡的碳關(guān)稅模型來分析碳關(guān)稅對進(jìn)口國、出口國的影響。結(jié)論表明，進(jìn)口國征收碳關(guān)稅能提高本國福利水平、降低出口國的福利水平，但具體福利變化程度取決于進(jìn)口國國內(nèi)碳稅、出口國是否征收碳稅、進(jìn)出口國國內(nèi)碳密集度水平等情況[12]。李和林(Li & Lin，2013)通過比較國內(nèi)不同的節(jié)能減排政策工具的潛在影響，建立一般均衡模型來進(jìn)行實證分析，指出不同的氣候政策工具對經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)有不同的影響。在所有的減排工具中，減少10%的碳密集度水平，收入循環(huán)的碳關(guān)稅會以最低的成本、最小的產(chǎn)出損失減少碳排放[13]。

已有的文獻(xiàn)在探究一定環(huán)境政策下一般均衡效應(yīng)問題取得了很大進(jìn)步，但這些研究一般都假設(shè)其他國家對這些政策采取觀望態(tài)度，而只在福利最大化時考慮這一政策因素，忽視了這些國家可能會通過采取相應(yīng)的應(yīng)對政策來作出回應(yīng)的情形。本文通過古諾寡頭壟斷模型，分析國家和廠商如何對不同的碳關(guān)稅概率水平作出回應(yīng)，不同的環(huán)境破壞系數(shù)和碳關(guān)稅概率水平如何影響廠商的產(chǎn)量、稅收和福利水平。

一、雙寡頭模型

為了評價碳關(guān)稅貿(mào)易效應(yīng)對福利的影響，本文采用了加入環(huán)境破壞成本和消費者剩余的雙寡頭模型?？紤]位于兩個國家生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品的兩個廠商，兩國分別為1國和2國，1國代表發(fā)達(dá)國家，2國代表發(fā)展中國家。兩國都試圖尋找一種稅收政策，通過對本國產(chǎn)品征稅或補(bǔ)貼，對進(jìn)口產(chǎn)品征收碳關(guān)稅，來使國家福利最大化。為了使模型簡化，考慮只有碳稅和碳關(guān)稅的情形，并且假設(shè)1國是產(chǎn)品的唯一消費者。

在文中，用下標(biāo)1表示1國廠商的變量，用下標(biāo)2表示2國廠商的變量，定義t1和t2分別為1國和2國征收的每單位的碳稅，α為征收碳關(guān)稅的概率，給定0≤α≤1。在此，本文認(rèn)為α是由IEA或者WTO規(guī)定的外生變量。在極端情形下，α=0代表不征收碳關(guān)稅，而α=1代表碳關(guān)稅正好調(diào)整為兩國碳稅的差異。碳關(guān)稅用式(1)表示：

BTA=α(t1-t2), 0≤α≤1,0<β≤1

(1)

1國和2國的利潤函數(shù)可用式(2)表示，其中，c代表廠商不變的邊際生產(chǎn)成本，β定義為成本系數(shù)，代表1國和2國的成本差異。

(2)

(3)

全微分：

推論1的含義：當(dāng)價格的邊際變化的變化率為0時，1國產(chǎn)量隨增收碳稅的增加而減少。2國的產(chǎn)出取決于碳關(guān)稅的值，即取決于α的大小，當(dāng)α足夠小，即0≤α<0.5時，碳關(guān)稅足夠小，此時2國產(chǎn)量隨1國碳稅遞增；當(dāng)α足夠大，即0.5<α≤1時，碳關(guān)稅足夠高，此時2國產(chǎn)量隨1國碳稅遞減。

命題2 任意條件下有dq1/dα>0,dq2/dα<0，dq1/dβ>0,dq2/dβ<0成立。

命題2的含義：在任意條件下，概率α對1國的產(chǎn)出有正面的影響，對2國的產(chǎn)出有負(fù)面影響。1國產(chǎn)量隨成本系數(shù)β的增加而增加，2國反之。

二、特例分析

由于單純的數(shù)理分析太過抽象和復(fù)雜，用特例進(jìn)行具體說明。在此，簡化線性逆需求函數(shù)為：

p=A-Q=A-(q1+q2),p′=-1,p″=0

(4)

得出利潤函數(shù)為：

π1(q1,q2,t1)=[A-(q1+q2)-c-t1]q1

(5)

π2(q1,q2,t1,t2)=[A-(q1+q2)-βc-α(t1-t2)]q2

(6)

1國和2國通過選擇q1和q2來最大化式(5)和式(6)中的利潤：

(7)

(8)

令?π1/?q1=0,?π2/?q2=0，可得出：

將p=A-Q=A-(q1+q2)代入上述q1,q2中有：

可得到：

(9)

(10)

將q1,q2分別對t1,t2求導(dǎo)：

將q1,q2分別對α進(jìn)行求導(dǎo)處理：

求導(dǎo)結(jié)果表明，1國產(chǎn)出q1隨著概率α的增加而增加，即征收碳關(guān)稅越高，產(chǎn)出越高，2國產(chǎn)出則剛好相反。

將q1、q2代入式(5)和式(6)可得利潤函數(shù)：

(11)

(12)

1國和2國的福利函數(shù)可以式(13)和式(14)表示，其中，U(Q)-pQ為消費者剩余，π1為生產(chǎn)者剩余，T1為稅收收入，ED代表環(huán)境破壞成本。為了使分析盡量簡潔，假設(shè)1國只有一個消費者市場，由簡化的線性逆需求函數(shù)和消費者剩余的定義，可得出U(Q)-pQ=Q2/2?？紤]到發(fā)展中國家和發(fā)達(dá)國家環(huán)境破壞成本的差異，假設(shè)其中Δ2<Δ1。

(13)

(14)

將式(13)、式(14)最大化，即

將t1對t2求導(dǎo)：

三、數(shù)值分析

本文用Matlab數(shù)值分析進(jìn)行簡化，模型中有6個變量：生產(chǎn)成本c，成本系數(shù)β，破壞成本系數(shù)Δ1和Δ2，線性需求函數(shù)中的A，碳關(guān)稅概率α。為使數(shù)值模擬便于控制，對上述參數(shù)進(jìn)行了一些基本設(shè)置：(1)A=2，此時并不影響數(shù)值模擬中的定性分析；(2)C

1.對稱生產(chǎn)成本

生產(chǎn)成本相同，即β=1時，通過比較破壞成本系數(shù)的差異進(jìn)行數(shù)值分析，圖1中，均衡產(chǎn)量、碳稅和福利均為碳關(guān)稅概率α的函數(shù)。取兩組特例Δ1=0.5，Δ2=0與Δ1=1，Δ2=0.1，比較了兩國環(huán)境破壞成本相差不遠(yuǎn)以及兩國環(huán)境破壞成本相差較大的情形。在Matlab中，當(dāng)取其他特值進(jìn)行數(shù)值模擬也能得出相似的命題，結(jié)果不會發(fā)生定性的改變。得到的結(jié)論如下：

命題3 給定Δ1=0.5，Δ2=0，當(dāng)α=0.1時，1國產(chǎn)出更高，征收碳稅最少，1國福利最大，總福利也達(dá)到最大值；當(dāng)α=0.4時，1國產(chǎn)出最少，征稅最高，1國福利最小，總福利也為最小值。給定Δ1=1，Δ2=0.1 ，當(dāng)α=0.9時，1國福利和總福利同時達(dá)到最大值；當(dāng)α=0.4時，1國福利和總福利為最小值。對于2國的產(chǎn)出，碳稅和福利的關(guān)系不能確定。

命題4 對任意給定的α，隨著1國的破壞成本系數(shù)由0.5急劇地上升到1，2國的破壞成本系數(shù)由0增加到0.1，兩國的產(chǎn)出均大幅減少，1國產(chǎn)出的減少幅度比2國大。

命題3和命題4可以這樣理解：隨著Δ1和Δ2不同程度的上升，生產(chǎn)成本會上升，1國和2國會更嚴(yán)格地進(jìn)行碳排放控制，均會愿意進(jìn)行節(jié)能減排，意味著兩國均會生產(chǎn)更少，1國由于破壞成本系數(shù)上升幅度更大，環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格，產(chǎn)出下降比1國更大。當(dāng)兩國的破壞成本系數(shù)都較小時，使兩國福利最大化的碳關(guān)稅概率很小，接近于0；反之，當(dāng)兩國的破壞成本系數(shù)均上升后，使1國和總福利最大化的碳關(guān)稅概率很大，接近于1。說明在1國的破壞成本系數(shù)急劇上升的情形下，1國傾向于征收高額的碳關(guān)稅來保護(hù)本國生產(chǎn)企業(yè)。

2.不對稱生產(chǎn)成本

對稱成本代表了發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家博弈的情形，在發(fā)展中國家，比如中國，生產(chǎn)成本會更低，因此有必要探討一下不對稱生產(chǎn)成本的情形，由于此情形對碳稅和福利的影響較為復(fù)雜，故只研究對產(chǎn)量的影響。在圖2中，考慮兩種情形，2國比1國生產(chǎn)成本低50%和10%。

命題5 對于給定的Δ1=1，Δ2=0.1和α， 當(dāng)β從1下降到0.9再到0.5時，即隨著2國成本比1國成本低10%至50%，2國的產(chǎn)量平穩(wěn)上升，1國產(chǎn)量的波動起伏越來越大。

隨著生產(chǎn)成本差異性的擴(kuò)大，1國維持競爭優(yōu)勢越發(fā)困難，此時征收碳關(guān)稅不失為有利的政策選擇。

四、結(jié)論

本文借鑒了布蘭德和斯潘塞(Brander & Spencer，1985)[14]研究邊境稅調(diào)整對廠商和政府的戰(zhàn)略決策影響的模型，引入碳關(guān)稅調(diào)整企業(yè)競爭力。當(dāng)僅考慮位于兩個國家生產(chǎn)同質(zhì)產(chǎn)品的兩個廠商，兩國分別為1國和2國，1國代表發(fā)達(dá)國家，2國代表發(fā)展中國家，問題就被簡化成發(fā)達(dá)國家傾向于對來自環(huán)境管制不夠嚴(yán)格的發(fā)展中國家的進(jìn)口產(chǎn)品征收碳關(guān)稅來保持其市場競爭力。

模型中，引入碳關(guān)稅概率α，在0到1之間取值，碳關(guān)稅概率α決定了采用兩國征稅差異的多大比例作為征收碳關(guān)稅的額度。碳關(guān)稅的從無到有使得發(fā)展中國家不能再隨意征收低水平稅收來搭便車。為了達(dá)到分析的目的，模型中引入了環(huán)境破壞成本系數(shù)，環(huán)境破壞成本和生產(chǎn)成本更高的國家傾向于征收更高額的稅收，因此，征收碳關(guān)稅可以通過保護(hù)企業(yè)競爭力減少碳泄露來提高環(huán)境管制嚴(yán)格的國家的福利水平。

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(責(zé)任編輯：宛恬伊)

The Game Analysis of Carbon Tariff’s Trade Effects

YANG Shihui，XIONG Jingbang

(School of Economics，Jinan University，Guangzhou 510632，China)

The duopoly model proposed in this paper considers two firms producing a homogeneous good and located in two countries that referred to as developing and developed.Besides，the carbon tariff parameter and environmental damage cost are added to the model.Parametric values inside the set [0,1] are used to represent the extents of the carbon tariff parameter.Under symmetric and asymmetric costs，the simultaneous change of environmental damage costs in both countries influences the quantity，tax and welfare separately.Finally，numerical simulation is conducted to yield the optimal carbon tariff parameter，maximizing the output.The result is that，the higher the damage cost and productive cost are，the more likely the country will implement carbon tariff to protect the competitiveness of domestic firms and reduce carbon leakage.

carbon tariff；duopoly model；carbon tariff parameter；damage cost；symmetric cost

2014-12-09

國家自然科學(xué)基金項目“環(huán)境傾銷與環(huán)境管制的博弈分析、效應(yīng)比較與策略分析”(71273114)

楊仕輝(1965—)，男，暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，研究方向為戰(zhàn)略環(huán)境—貿(mào)易政策研究；熊競邦(1990—)，女，暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院碩士研究生，研究方向為地區(qū)與國別經(jīng)濟(jì)。

F745.3

A

1008-2700(2015)02-0059-08