強(qiáng)制配售可再生能源政策與“綠色悖論”

汪恒　陳瑞

摘要：本文以強(qiáng)制配售可再生能源政策為對象，研究政策預(yù)期對化石能源開采量的影響，發(fā)現(xiàn)政策預(yù)期對化石能源市場的驅(qū)動(dòng)作用與政策實(shí)施力度及持續(xù)時(shí)間有關(guān)?；趶?qiáng)制配售政策推動(dòng)能源價(jià)格上漲這一假設(shè)，本文還發(fā)現(xiàn)政策的預(yù)期效應(yīng)大于“綠色悖論”所產(chǎn)生的效應(yīng)，即強(qiáng)制配售政策并非一定產(chǎn)生“綠色悖論”。具體而言，提高強(qiáng)制配售比例和提前實(shí)施強(qiáng)制配售政策都會促使高價(jià)能源預(yù)期更強(qiáng)更快地影響當(dāng)前能源價(jià)格，導(dǎo)致目前能源價(jià)格上漲，進(jìn)而降低當(dāng)前化石能源消費(fèi)，減慢溫室氣體排放，減緩全球變暖。

關(guān)鍵詞：綠色悖論；強(qiáng)制配售；可再生能源

中圖分類號：F0622文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

收稿日期：2015-09-29

作者簡介：汪恒（1987-），男，安徽安慶人，上海財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生，研究方向：環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)、資源經(jīng)濟(jì)學(xué)；陳瑞（1984-），女，沈陽人，上海財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院博士研究生，研究方向：行業(yè)自律組織理論、金融理論史，市場營銷史。

基金項(xiàng)目：上海財(cái)經(jīng)大學(xué)博士研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目，項(xiàng)目編號：CXJJ-2012-398， CXJJ-2011-401。

一、引言

工業(yè)革命以來，人類大規(guī)模開采并使用化石能源，以煤、石油和天然氣為代表的不可再生能源為人類的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了充足的能量來源。然而，隨著資源利用的不斷推進(jìn)，能源消耗的負(fù)面作用開始凸顯，其中最廣為人知的莫過于“全球變暖”①。氣候變暖的根本原因是人類社會大規(guī)模地使用化石能源，為了應(yīng)對這一問題人類社會采取的主要措施是遏制化石能源的使用，可這一限用政策沒有考慮到化石能源的經(jīng)濟(jì)屬性，極有可能帶來與政策制定者初衷完全不同的后果。Sinn（2008）就針對碳減排政策提出批評，指出由于這些政策形成的預(yù)期可能會改變化石能源生產(chǎn)者當(dāng)前的行為，促使他們更加積極地生產(chǎn)化石能源，而這會加劇全球變暖，這就是著名的“綠色悖論”（Green Paradox）②。

要理解“綠色悖論”必須認(rèn)識到化石能源不可再生這一特點(diǎn)，這意味著只要這些資源對于人類的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不消失，人類不主動(dòng)放棄使用，那么能源對人類社會就具有稀缺性。因此，化石能源使用的關(guān)鍵不是用與不用的問題，而是早用與晚用、快用與慢用的問題。全球變暖的本質(zhì)在于溫室氣體過快進(jìn)入大氣從而導(dǎo)致人類社會無法適應(yīng)快速變化的氣候，而我們對于化石能源的快用與早用就意味著溫室氣體的快排放與早排放，毫無疑問這會加速全球氣候的變暖。如果化石能源開采者意識到政策制定者為了應(yīng)對全球變暖必然會在將來采取更加嚴(yán)厲的舉措，如加稅來遏制化石能源的使用，企業(yè)最優(yōu)措施莫過于將原本用于未來開采的化石資源騰挪到現(xiàn)在開采，這樣就可以盡可能降低未來政策實(shí)施帶來的損失，而這必然導(dǎo)致化石能源的早用與快用，加劇全球變暖。Sinn（2008）使用一個(gè)隨著時(shí)間推移化石能源使用稅率不斷提高的模型，證明了稅率提高的預(yù)期將促使化石能源開采者更多地在當(dāng)前進(jìn)行生產(chǎn)。 Gerlagh（2011）將“綠色悖論”引申為弱和強(qiáng)兩種形式。所謂的弱綠色悖論是指由于可再生能源會更加便宜的預(yù)期而導(dǎo)致當(dāng)前不可再生能源開采的加速；而強(qiáng)綠色悖論則是指綠色福利隨著綠色補(bǔ)貼的增加而減少③?！熬G色悖論”意味著任何目前尚未推行或者正在計(jì)劃之中的碳減排政策都在加劇全球變暖，因?yàn)闈撛陬A(yù)期使得企業(yè)提前進(jìn)行了能源消費(fèi)，而這恰恰與制定這些政策的本意相反。

本文考慮一個(gè)簡單的將在未來實(shí)施的強(qiáng)制配售可再生能源的政策。按照“綠色悖論”的思路，未來的強(qiáng)制配售會使得化石能源開采者在未來損失一部分收益，為了規(guī)避這一損失，化石能源開采者理應(yīng)在政策實(shí)施前加速生產(chǎn)。然而，本文的研究表明：（1）政策實(shí)施力度越大，即提高強(qiáng)制配售比例，未必會使得現(xiàn)在的化石能源開采增加；但如果政策實(shí)施的持續(xù)時(shí)間較長，化石能源生產(chǎn)者在理性預(yù)期的指導(dǎo)下會增加前期的生產(chǎn)。（2）“綠色悖論”是否發(fā)生與政策實(shí)施的方法有關(guān)，這正是政策制定者和評論者所忽略的問題。

本文可能的貢獻(xiàn)在于：揭示了強(qiáng)制配售作為一種廣泛使用的新能源政策，其實(shí)施效果與“第二方”的政策實(shí)施方法有關(guān)。換言之，強(qiáng)制配售與“綠色悖論”之間沒有很強(qiáng)的因果關(guān)系，政策制定者與實(shí)施者不必“談虎色變”。

二、理論背景和基本模型

（一）強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”：相關(guān)理論背景

強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間是否存在因果關(guān)系已經(jīng)在經(jīng)濟(jì)學(xué)界引發(fā)了廣泛的爭論。有些學(xué)者認(rèn)為，強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間沒有因果關(guān)系。例如，Hoel（2010）證明在未來可再生能源技術(shù)成本下降的情況下，“綠色悖論”并不成立。Gronwald et al.（2010）通過構(gòu)造特定的生產(chǎn)模型將石油生產(chǎn)模式設(shè)定為哈博特（Hubbert）模型（即石油產(chǎn)出會先增加后減少，這會形成一個(gè)石油產(chǎn)量的峰值），然后將Sinn（2008）理論應(yīng)用于模型中，證明稅率的上升會推遲石油產(chǎn)量的峰值，從而否定了“綠色悖論”。另外一些學(xué)者指出，“綠色悖論”的出現(xiàn)是有一定前提的。例如，趙健和王敏（2011）認(rèn)為如果市場是完全競爭的，那么“綠色悖論”仍然起作用；然而一旦市場是完全壟斷的，即使政府鼓勵(lì)對可再生能源的使用，也有可能會讓壟斷者推遲對不可再生資源的開采。Quentin（2011）認(rèn)為那些試圖使可再生能源替代不可再生能源的補(bǔ)貼會導(dǎo)致“綠色悖論”，而在某些特定條件下，結(jié)果則恰恰相反，如對于那些邊際成本隨著產(chǎn)量不斷增加的可再生能源的補(bǔ)貼就不會導(dǎo)致“綠色悖論”。Van and Withagen（2012）指出如果從綠色福利的角度考慮，未來較為便宜的可再生能源未必會導(dǎo)致綠色福利的下降，從而舉出了“綠色悖論”的一個(gè)反例。

總之，在強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”關(guān)系這一問題上，學(xué)術(shù)界已經(jīng)做出了許多值得稱道的貢獻(xiàn)。本文選取一種目前普遍采用的綠色政策對這一問題重新進(jìn)行審視。目前世界各國的綠色政策當(dāng)中幾乎都有強(qiáng)制使用可再生能源的條款④，較為典型的如乙醇汽油政策。在目前可再生能源價(jià)格仍然高于不可再生能源價(jià)格的現(xiàn)實(shí)條件下，要實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)只能有兩種方法：（1）給予可再生能源補(bǔ)貼，使其獲得市場競爭力；（2）強(qiáng)制配售可再生能源，讓消費(fèi)者和生產(chǎn)者共同承擔(dān)可再生能源成本。本文從后一視角詮釋強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”之間的關(guān)系。

（二）基本模型

考慮一個(gè)政策是外生給定的局部均衡模型。假定有兩種能源產(chǎn)品，化石能源和可再生能源，它們是完全替代的且可再生能源市場與化石能源市場均是完全競爭的。 令q（t）和X（t）分別代表在時(shí)刻t能源的供給和剩余的化石能源儲量，初始的儲量為X0。qf（t）和qs（t）分別代表在時(shí)刻t化石能源和可再生能源的供給量。假定所有的能源都有著固定的邊際成本且固定成本為0，令單位化石能源和可再生能源的成本為cf和cs且cf因?yàn)榭稍偕茉词袌鍪峭耆偁幍那疫呺H成本是個(gè)常數(shù)，所以可再生能源的最優(yōu)供應(yīng)是：

qs（t）==0，ifp（t）

對于可再生能源，由于市場是完全競爭的，價(jià)格就應(yīng)該為其成本，即：

ps（t）=cs（tτ）（6）

根據(jù)本文的設(shè)定，我們可以得出第二階段市場上的能源價(jià)格為：

p=（1-α）pf（t）+αps（t）=[（1-α）cf+αcs]+（1-α）λτert（tτ）（7）

顯而易見，在時(shí)刻τ之后，市場上的能源成本就是化石能源和可再生能源的混合成本cb=（1-α）cf+αcs。為方便討論，本文同時(shí)將（1-α）λτ定義為ηb。

現(xiàn)在考慮在第一階段開始時(shí)即時(shí)刻0時(shí)化石能源廠商的最優(yōu)化問題。由于市場是完全競爭的，化石能源廠商面臨的問題事實(shí)上仍然與基礎(chǔ)模型一致。那么給定市場價(jià)格，考慮強(qiáng)制配售政策的話，第一階段化石能源供應(yīng)的決定由下列的最優(yōu)問題決定：

max∫τ0e-rt[pf（t）qf（t）-cfqf（t）]dt

s.t.X（t）·=-qf（t），∫τ0qf（t）dt=X0-Xτ（8）

令ηf代表未來有強(qiáng)制搭售政策時(shí)當(dāng)前的化石能源儲量的影子價(jià)格，化石能源的供給由Hotelling法則來決定，即化石能源的價(jià)格等于目前化石能源儲量的影子價(jià)值加上單位化石能源的開采成本：

pf（t）=cf+ηfert（t<τ） （9）

由于此時(shí)市場上只有化石能源，即市場上的能源價(jià)格就是化石能源的價(jià)格，我們可以得出第一階段市場上的能源價(jià)格為：

p=pf（t）=cf+ηfert（t<τ）（10）

由于政策在事先就被預(yù)期，能源的價(jià)格應(yīng)該在政策宣布時(shí)即t=0時(shí)就發(fā)生調(diào)整，而在時(shí)刻t=τ時(shí)價(jià)格應(yīng)該是連續(xù)的，即：

cf+ηferτ=cb+ηberτ（11）

在化石能源完全耗竭時(shí)，即能源市場完全由可再生能源開始占領(lǐng)時(shí)，價(jià)格同樣應(yīng)保持連續(xù)，即：

p（T～）=cs（12）

由于化石能源會被完全耗竭，我們可以得到：

∫τ0h（p（t））dt+（1-α）∫T～τh（p（t））dt=X0（13）

按照式（11）-（13），我們可以得出強(qiáng)制配售政策下的能源價(jià)格路徑，具體見圖2。

圖2強(qiáng)制配售時(shí)的資源價(jià)格路徑

從圖2中可以看出，在第一階段，能源成本較低，但價(jià)格以較高的速率增長；而在第二階段，能源成本較高，但價(jià)格以較慢的速率增長。圖2給出的資源價(jià)格路徑與Hartwick（1978）中的不可再生資源價(jià)格路徑十分相似，事實(shí)上，我們完全可以把強(qiáng)制搭售政策前后的能源視為兩種成本不同的不可再生資源，從而將這兩個(gè)模型聯(lián)系起來。盡管如此，兩者還是有不同之處：（1）Hartwick模型中兩種資源的轉(zhuǎn)換時(shí)間是內(nèi)生的，而本文則是外生給定的；（2）Hartwick模型中兩種資源不能同時(shí)使用是因?yàn)橐环N資源不可能有兩種價(jià)格，而本文中兩種不同質(zhì)的資源是政策強(qiáng)制所造成的。

三、強(qiáng)制配售政策與“綠色悖論”的關(guān)系

對于政府而言，其實(shí)施強(qiáng)制配售政策的力度可以由兩個(gè)指標(biāo)來含量：一個(gè)是政策本身的強(qiáng)度α，該值越大，表明政府要求的強(qiáng)制搭售的可再生能源比例越高，即政策強(qiáng)度越大，對于當(dāng)前的影響也就會越明顯（具體的結(jié)果需要進(jìn)一步分析）；另一個(gè)就是政策實(shí)施的時(shí)間τ，該值越小，實(shí)施的時(shí)間就會越早，化石能源廠商采取的行動(dòng)可能就會越大（這一結(jié)果也需要進(jìn)一步分析）。

給定（11）-（13）式，我們可以得到定理1。

定理1：如果能源市場是完全競爭的，強(qiáng)制配售政策的強(qiáng)度α越大，政策實(shí)施前的化石能源價(jià)格就會越高，政策實(shí)施后的化石能源價(jià)格就會越低，化石能源耗竭的時(shí)間就會越晚，即ηf/α>0；λτ/α<0；T～/α>0。

圖3給出了如果政策強(qiáng)度變化，能源價(jià)格路徑的變化圖。當(dāng)政策強(qiáng)度由α增加到α′后，當(dāng)期的價(jià)格由cf+ηf上升到cf+ηf′，且在時(shí)刻τ之前，能源價(jià)格都比原來要高。由于h′（p）<0，這意味著在政策實(shí)施前，化石能源消費(fèi)量會下降；結(jié)合化石能源總量是給定的，這同時(shí)表明在政策實(shí)施之后消費(fèi)的化石能源會增多。從圖3中還可以看出，如果將第二階段的價(jià)格路徑貼現(xiàn)至?xí)r刻0的話，政策強(qiáng)度由α增加到α′會使得時(shí)刻0和時(shí)刻τ時(shí)的能源價(jià)格更高；但是在第二階段中，政策強(qiáng)度更高時(shí)的能源價(jià)格在開始時(shí)價(jià)格更高，但最終會低于政策強(qiáng)度更低時(shí)的價(jià)格，并且使得化石能源耗竭時(shí)間由T～推遲到T～′。

這一結(jié)論與“綠色悖論”正好相反，更大政策強(qiáng)度的綠色政策預(yù)期帶來了當(dāng)期化石能源消費(fèi)量的下降，其中的邏輯在于：由于在第二階段搭配使用了高成本的可再生能源，使得第二階段能源市場的價(jià)格上升，而第二階段的能源價(jià)格上升的預(yù)期導(dǎo)致了第一階段的能源價(jià)格一起隨之上升。這一上升趨勢大于因?yàn)椤熬G色悖論”效應(yīng)帶來的價(jià)格下跌趨勢，因而從總的效果來看，第一階段價(jià)格上升，化石能源消費(fèi)量減少。

進(jìn)一步考慮極端情況。如果α=0，那么這就是前文所述的基礎(chǔ)模型；如果α=1，那么在時(shí)刻τ之后化石能源就要被強(qiáng)制退出市場。當(dāng)α=1時(shí)，ηb/α趨近于負(fù)無窮大，這意味著ηb在α趨近于1時(shí)已經(jīng)是負(fù)值了，這種情況是不可能的，因?yàn)檫@意味著化石能源廠商所得的價(jià)格pf（t）小于化石能源的成本cf，此時(shí)化石能源廠商必然退出市場。事實(shí)上，ηb最小值就為0，此時(shí)無論α如何提高，ηb都為0。由此，我們可以得出：

推論1：如果能源市場是完全競爭的，強(qiáng)制配售政策的強(qiáng)度α存在某一上限α-，α-∈（0，1），如果超過這一限度，化石能源廠商接受的價(jià)格就是化石能源開采成本。

同理，給定（8）-（10）式，我們同樣可以得出現(xiàn)階段能源消費(fèi)與強(qiáng)制配售政策開始實(shí)施時(shí)間τ的變化對于現(xiàn)在能源消費(fèi)的影響，即定理2。

定理2：如果能源市場是完全競爭的，強(qiáng)制配售政策的時(shí)間τ越早，政策實(shí)施前的化石能源價(jià)格就會越高，政策實(shí)施后的化石能源價(jià)格就會越低，化石能源耗竭的時(shí)間就會越晚，即ηf/τ<0；λτ/τ>0；T～/τ<0。

定理2反映了政策實(shí)施時(shí)間的預(yù)期對于現(xiàn)階段能源生產(chǎn)的影響。從中可以發(fā)現(xiàn)，提前政策實(shí)施時(shí)間產(chǎn)生的預(yù)期所導(dǎo)致的效果同樣與“綠色悖論”不一致，即政策實(shí)施的時(shí)間提前一方面會導(dǎo)致現(xiàn)在的能源價(jià)格上升，化石能源廠商在第一階段的化石能源產(chǎn)出減少；另一方面將導(dǎo)致第二階段中的化石能源價(jià)格下降，化石能源廠商更多得在這個(gè)階段生產(chǎn)，從而避免產(chǎn)生綠色悖論。

圖4給出了如果政策實(shí)施時(shí)間由τ變化至τ′，價(jià)格路徑如何變化。從圖4可以看出，第一階段的能源價(jià)格都隨著政策實(shí)施時(shí)間推遲而下降，而第二階段的能源價(jià)格則隨之上升，化石能源的耗竭時(shí)間也隨之提前。這其中的原因在于：由于實(shí)施強(qiáng)制配售政策，未來的能源價(jià)格必然上漲，如果預(yù)期到未來價(jià)格的上漲，那么政策越早實(shí)行，當(dāng)期受到的影響就會越大，價(jià)格就會上漲得越高；而如果政策實(shí)施時(shí)間越遲，廠商就有更多的時(shí)間來調(diào)整價(jià)格適應(yīng)未來的高價(jià)，從而降低現(xiàn)在的價(jià)格。

同討論政策強(qiáng)度一樣，本文也將研究極端情況時(shí)政策實(shí)施時(shí)間對于現(xiàn)階段能源生產(chǎn)的影響。如果τ=0，也就是完全沒有形成預(yù)期的話，由于被強(qiáng)制配售可再生能源，能源的成本提高，價(jià)格也會隨之提高，對能源的消費(fèi)量下降，而只占能源消費(fèi)一部分的化石能源消費(fèi)也必然會隨之減少，這表明“綠色悖論”將無法形成。這一結(jié)果說明了一個(gè)很重要的結(jié)論：“綠色悖論”是預(yù)期導(dǎo)致的，沒有預(yù)期就不會有“綠色悖論”。如果τ=T，即化石能源耗竭完畢才開始使用，那么這一政策對化石能源廠商就沒有影響，化石能源廠商仍然會按原來的價(jià)格路徑來進(jìn)行生產(chǎn)。

四、結(jié)論

本文分析了存在強(qiáng)制配售可再生能源的預(yù)期時(shí)能源市場的應(yīng)對策略，或者說“綠色悖論”在強(qiáng)制配售政策下是否一定發(fā)生的問題，結(jié)果表明強(qiáng)制配售政策不會產(chǎn)生“綠色悖論”。如果提高政策的實(shí)施強(qiáng)度，要求化石能源廠商在未來搭配銷售更高比例的可再生能源，未來的高價(jià)政策預(yù)期會導(dǎo)致現(xiàn)在化石能源廠商提價(jià)，這不會導(dǎo)致“綠色悖論”；如果改變政策實(shí)施時(shí)間，提前要求強(qiáng)制配售可再生能源的話，這一舉措會導(dǎo)致化石能源廠商預(yù)期未來的高價(jià)能源會提前到來，而這會降低現(xiàn)階段的化石能源消費(fèi)，從而減少現(xiàn)階段的碳排放，也不會導(dǎo)致“綠色悖論”。本文的研究還表明，預(yù)期的形成是綠色悖論產(chǎn)生的最主要原因，如果無法形成預(yù)期，例如立即開始實(shí)施，“綠色悖論”將不會產(chǎn)生。

注釋：

①全球變暖與溫室效應(yīng)密切相關(guān)，溫室效應(yīng)是指由于地球大氣中存在著以水蒸氣和二氧化碳為代表的溫室氣體，部分被太陽輻射到地表然后又被反射的熱量被留在大氣層當(dāng)中，這使得地球的溫度保持在一定的范圍之內(nèi)。但是當(dāng)大氣層當(dāng)中溫室氣體含量增加后，被留下來的熱量也會增加，這會導(dǎo)致大氣平均溫度的上升。如果這種上升的趨勢過快，將會導(dǎo)致全球氣候的急劇變化，如果人類社會無法適應(yīng)這種快速變化，就會產(chǎn)生巨大的損失。而人類對于化石能源的大規(guī)模開發(fā)就會導(dǎo)致溫室氣體排放的增加，而這恰恰會導(dǎo)致溫室氣體在大氣中含量的快速上升。所以從本質(zhì)上講，全球變暖就是指人類無法適應(yīng)自己所導(dǎo)致全球氣候快速變化而產(chǎn)生的危機(jī)。

②Sinn H W. Public policies against global warming： a supply side approach[J].International Tax and Public Finance， 2008， 15（4）：360-394.

③Gerlagh R. Too Much Oil[J].CESifo economic studies， 2011， 57（1）： 79-102.

④在美國，《可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)》要求燃料生產(chǎn)商按照一定比例將可再生燃料與汽油混合，該政策最早由美國環(huán)保署（EPA）根據(jù)《2005年能源政策獨(dú)立法案》制定，巴西則是世界上第一個(gè)不使用純汽油做汽車燃料的國家 ，而在國內(nèi)，乙醇汽油也在積極推廣之中。除了乙醇汽油，各國對于其他可再生能源的推廣使用也十分積極，如丹麥要求以2020年為基準(zhǔn)，可再生能源滿足全國35%的能源需求，其中風(fēng)電將滿足全國50%的電力需求 ；而依據(jù)國務(wù)院新聞辦公室發(fā)布的《國家應(yīng)對氣候變化規(guī)劃（2014-2020年）》，中國風(fēng)電和光電裝機(jī)容量要分別達(dá)到2億千瓦和1億千瓦。

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