發(fā)展中國家碳稅政策的選擇及實施時機的效應——基于微分博弈的研究

魏守道

（廣東金融學院工商管理系，廣東　廣州　510521）

發(fā)展中國家碳稅政策的選擇及實施時機的效應——基于微分博弈的研究

魏守道

（廣東金融學院工商管理系，廣東廣州510521）

在發(fā)達國家即將開征碳關稅的背景下，發(fā)展中國家可選擇不實施碳稅政策、先實施碳稅政策、后實施碳稅政策。引入碳排放量的動態(tài)變化，構建了相應的微分博弈模型，并求得馬爾科夫完全納什均衡解的表達式，再通過參數(shù)賦值求得數(shù)值解，分別從全球碳排放總量和企業(yè)利潤兩個方面研究了發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的環(huán)境效應和貿易效應。結果表明：發(fā)展中國家碳稅政策選擇會產生不同的短期效應和長期效應；發(fā)展中國家實施碳稅政策有明顯的環(huán)境效應，先實施碳稅政策有最明顯的環(huán)境效應；發(fā)達國家具有明顯的碳排放優(yōu)勢和不明顯的生產成本劣勢，或具有不明顯的碳排放優(yōu)勢和明顯的生產成本劣勢時，發(fā)展中國家實施碳稅政策有明顯的貿易效應，先實施碳稅政策有最明顯的貿易效應。

碳關稅；碳稅；環(huán)境效應；貿易效應；微分博弈

1997年，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》締約方通過了《京都議定書》，規(guī)定了附件I國家（發(fā)達國家和經(jīng)濟轉型國家）在《京都議定書》第一承諾期（2008—2012年）的減排目標，但沒有規(guī)定附件II國家（發(fā)展中國家）的減排義務。該承諾期臨近結束時，發(fā)展中國家和發(fā)達國家對是否繼續(xù)履行《京都議定書》第二承諾期存在嚴重分歧。發(fā)達國家主張發(fā)展中國家經(jīng)濟增長較快，是碳排放增量劇增的主要原因，要求發(fā)展中國家承擔碳減排目標。美國利用其在國際規(guī)則制定中的優(yōu)勢，提出類似于貿易政策的碳關稅給發(fā)展中國家施壓，如2009年6月通過的《美國清潔能源和安全法》規(guī)定：從2020年起，美國可對拒絕減排國家向美國出口的高耗能產品征收二氧化碳排放稅。針對美國的碳關稅政策，各國爭議很大，WTO也認為涉嫌違反貿易規(guī)則，但提出可以應用碳稅來抵消可能產生的“碳泄漏”。在實踐中，北歐國家最早實施碳稅政策，目前已有多個歐洲國家加入其中，其他國家如澳大利亞和日本等國也已開征碳稅，美國和加拿大都在國內部分地區(qū)進行試點，發(fā)展中國家則還很少實施碳稅政策。美國開征碳關稅已進入倒計時，發(fā)展中國家如何應對是當前一個緊迫的任務。實際上，WTO裁決和歐盟等國家給出了一個方案，即在國內實施碳稅政策。那么，一旦發(fā)展中國家實施碳稅政策，會對發(fā)展中國家產生怎樣的影響呢？由于發(fā)展中國家經(jīng)濟發(fā)展水平普遍不高，即便面臨碳關稅，發(fā)展中國家的政策制定仍以發(fā)展本國經(jīng)濟為重點，因此，本文建立了微分博弈模型，分析發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機對全球碳排放量和發(fā)展中國家企業(yè)利潤的影響，研究發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的環(huán)境效應和貿易效應。

一、文獻綜述

國內外學者既運用可計算一般均衡（CGE）模型分別模擬了開征碳關稅和碳稅的效果，也從理論上分別對它們進行了研究。

（一）開征碳關稅的效果

國內外學者運用CGE模型對開征碳關稅的效果的研究主要體現(xiàn)在控制碳泄漏、經(jīng)濟總量及受規(guī)制國家或實施國家貿易的影響方面。在控制碳泄漏方面，大部分學者發(fā)現(xiàn)碳關稅的作用較?。?-4］，但Burniaux等［5］發(fā)現(xiàn)碳關稅可有效控制碳泄漏，牛玉靜等［6］則認為碳關稅雖可抑制全球碳泄漏，但只有足夠大的區(qū)域實施碳關稅政策時，碳關稅才能明顯抑制全球碳泄漏。在對經(jīng)濟總量的影響方面，大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)碳關稅會降低受規(guī)制國家GDP和全球福利［1-6］。在對受規(guī)制國家或實施國家貿易的影響方面，大部分研究模擬了僅開征碳關稅的效果，朱永彬和王錚［4］發(fā)現(xiàn)不同行業(yè)的出口受影響程度不同，非金屬礦物制造業(yè)部門出口遭受的負面影響較為嚴重，而金融保險等部門的出口不減反增，沈可挺和李鋼［7］發(fā)現(xiàn)中國工業(yè)部門總產量和工業(yè)品出口量均受損嚴重，且這些負面影響會在一定時期內繼續(xù)存在。還有部分學者從理論上研究了開征碳關稅的效果。運用局部均衡分析方法方面，Gros［8］及曲如曉和吳潔［9］均推導出最優(yōu)碳關稅稅率，前者著重研究開征碳關稅對全球福利的影響，發(fā)現(xiàn)在一定條件下，開征碳關稅可提高全球福利，后者探討了開征碳關稅對進口國和出口國的影響，發(fā)現(xiàn)受規(guī)制國福利會降低，實施國福利會上升。這些研究側重于單個國家開征碳關稅的效果，忽略了受規(guī)制國家可采取應對措施。少數(shù)學者運用動態(tài)博弈模型進行了彌補。王明喜等［10］假設美國先對發(fā)展中國家開征碳關稅，其后發(fā)展中國家實施出口補貼政策，發(fā)現(xiàn)美國開征碳關稅使美國企業(yè)獲益增多，發(fā)展中國家企業(yè)獲益減少。楊仕輝和魏守道［11］假定發(fā)展中國家可決定不實施貿易政策、選擇于發(fā)達國家開征碳關稅的同時或之后實施貿易政策，發(fā)現(xiàn)發(fā)展中國家貿易政策選擇要視國家間生產成本差異、碳排放強度差異和邊際環(huán)境損害值的大小而定，但實施該政策的最佳時機必定是在發(fā)達國家開征碳關稅之后。

（二）開征碳稅的效果

也有一些國內外學者運用CGE模型模開征碳稅的效果，模擬結果存在嚴重分歧。在碳減排方面，Bruvoll和Larsen［12］發(fā)現(xiàn)征收碳稅可降低單位GDP碳排放量，但不能降低碳排放總量，對碳減排的貢獻也很小，多數(shù)學者則發(fā)現(xiàn)征收碳稅可降低碳排放總量，實現(xiàn)既定的碳減排目標［13-16］。在對經(jīng)濟總量的影響方面，Barker等［13］認為征收碳稅能促進GDP持續(xù)增長，朱永彬等［15］認為征收碳稅可以輕微地增加GDP和社會總產出，王燦等［14］認為征收碳稅會明顯降低GDP，Lu等［16］以及王金南等［17］則認為對GDP的負面影響不大。還有部分學者從理論上研究了開征碳稅的效果，研究成果主要體現(xiàn)在對國家福利、企業(yè)利潤和低碳技術研發(fā)方面。在對國家福利影響方面，個別學者如Barcena-Ruiz［18］比較兩國實施碳稅政策順序后發(fā)現(xiàn)，若污染溢出率足夠低的情況下，兩國會先后實施碳稅政策，各國福利都得到改善，而且先實施碳稅政策的國家福利水平更高；若污染溢出率足夠高，兩國會同時實施碳稅政策。在對企業(yè)利潤影響方面，Batabyal［19-20］分別研究了企業(yè)在產品市場進行斯塔克爾伯格產量競爭和古諾競爭的情形，結果均表明征收碳稅對企業(yè)利潤的影響是不確定的。對低碳技術研發(fā)的影響的研究成果集中于比較研發(fā)模式，楊仕輝和魏守道［21］對此進行了梳理。

（三）同時開征碳關稅和碳稅的效果

個別學者用CGE模型模擬了混合使用碳稅和碳關稅的效果，Veenendaal和Manders［22］發(fā)現(xiàn)僅征收碳稅會降低能源密集型部門的競爭力，再征收碳關稅使這些部門的競爭力只下降一半。

綜上所述，碳關稅和碳稅已受到學術界的大量關注，研究成果也很豐富，但現(xiàn)有研究多側重短期效應分析，沒有分析長期效應。本文考慮碳排放量的動態(tài)變化，借用楊仕輝和魏守道［11］提出發(fā)展中國家生產成本較低、發(fā)達國家碳排放強度較低的假設，在發(fā)達國家即將開征碳關稅的背景下，構建發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的微分博弈模型，通過求得的數(shù)值解，研究了發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的環(huán)境效應和貿易效應。本文的主要貢獻體現(xiàn)在兩個方面。第一，分別構建了碳關稅背景下發(fā)展中國家不實施碳稅政策、于發(fā)達國家開征碳關稅之前實施碳稅政策（下文簡稱為先實施碳稅政策）、于發(fā)達國家開征碳關稅后實施碳稅政策（下文簡稱為后實施碳稅政策）的微分博弈模型；第二，運用數(shù)值解，模擬了發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機全球碳排放量和發(fā)展中國家企業(yè)利潤隨時間變化的趨勢，區(qū)分了短期效應和長期效應。

二、發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的理論模型

（一）基本假設

考慮一個由兩國組成的開放經(jīng)濟：國家S（代表發(fā)展中國家），國家N（代表發(fā)達國家），各國國內各有一個生產企業(yè)，分別用企業(yè)S（代表發(fā)展中國家企業(yè)）和企業(yè)N（代表發(fā)達國家企業(yè)）表示。企業(yè)S和N企業(yè)生產同質產品，兩企業(yè)在N國市場上進行Cournot競爭。企業(yè)i（i=S，N）邊際生產成本為ci，產品需求函數(shù)為p=1-qS-qN，其中qi表示企業(yè)i產量，N國消費者剩余則為CSN=（qs+qN）2/2。在產品生產過程中，每單位產品產生εi單位碳排放。為減少碳排放量，各企業(yè)可實施減排。企業(yè)i的減排成本函數(shù)為，其中，ai＞0是企業(yè)i的碳減排量。設碳排放量會隨時間的變化而變化，即碳排放量是動態(tài)變化的。借鑒Yanase［23］的研究，在t時刻，全球碳排放存量為S（t），對環(huán)境造成的損害函數(shù)為D=S2/2。為方便計算，設S（t）滿足：S（0）=0?！鱰時間內，碳排放存量變化量為△S（t）=（εSqS-as+εNqN-aN）△t。由于發(fā)達國家主動征收碳稅導致發(fā)達國家企業(yè)已經(jīng)主動減排，但對國家減排政策的企業(yè)主動減排行為的滯后，發(fā)達國家不愿再進一步減排。因此，本文假設博弈的時點為發(fā)達國家已征收較低的碳稅（不愿再進一步提高），而發(fā)達國家企業(yè)也沒有采取減排行動。在模型中，可以把發(fā)達國家的碳稅和減排作為常量。為簡化起見，設tN=aN=0。令△t→0，整理可得：

鑒于美國等發(fā)達國家提出將對發(fā)展中國家征收碳關稅，因此，在控制碳排放量方面，本文設發(fā)達國家政府對進口產品每單位碳含量征收碳關稅，稅率為。發(fā)展中國家政府則有三種可供選擇的策略：不實施碳稅政策，先實施碳稅政策，后實施碳稅政策。發(fā)展中國家和發(fā)達國家制定最優(yōu)政策水平時，以貼現(xiàn)福利最大化為目的，貼現(xiàn)因子為。

由于發(fā)展中國家具有生產成本比較優(yōu)勢，發(fā)達國家在碳排放強度上具有比較優(yōu)勢，即。為簡化計算，設

（二）模型求解

1.發(fā)展中國家不實施碳稅政策的模型求解

發(fā)展中國家不實施碳稅政策下，發(fā)展中國家企業(yè)沒有主動減排的積極性，即有as=0。政府與企業(yè)的博弈規(guī)則為：發(fā)達國家先確定最優(yōu)碳關稅稅率，兩國企業(yè)觀察到發(fā)達國家碳關稅稅率后確定最優(yōu)產量。按照Yanase［23］的方法，兩國企業(yè)利潤最大化問題如下：

將（3）式代入發(fā)達國家福利函數(shù)，經(jīng)整理，發(fā)達國家福利現(xiàn)值最優(yōu)化問題為：

結合（5）式等號右邊的一階條件，整理后可得

求解（7）式可得

2.發(fā)展中國家實施碳稅政策的模型求解

（1）發(fā)展中國家先實施碳稅政策的模型求解。此時，政府與企業(yè)之間的博弈規(guī)則分為三個階段。發(fā)展中國家和發(fā)達國家依次以本國福利現(xiàn)值最大化為目的確定最優(yōu)碳稅稅率tS和碳關稅稅率，兩國企業(yè)再同時決定本企業(yè)產量水平和減排水平。由于發(fā)展中國家實施碳稅政策，發(fā)展中國家企業(yè)會承擔減排。各國企業(yè)利潤最優(yōu)問題如下：

將（11）式代入發(fā)達國家福利函數(shù)，發(fā)達國家碳關稅稅率選擇的最優(yōu)化問題為：

由（13）式等號右邊的一階條件可得

經(jīng)整理，發(fā)展中國家最優(yōu)碳稅稅率選擇問題可表述為：

由一階條件可得

從而有：

由（19）式可求出A2，A3，B2，B3。同理，應取A2＜0，A3＜0。由于求解過程比較復雜，后文將給出數(shù)值解。故，發(fā)展中國家先實施碳稅政策下，反饋納什均衡解為：

（2）發(fā)展中國家后實施碳稅政策的模型求解。此時，政府與企業(yè)之間的博弈規(guī)則也可分為三個階段。發(fā)達國家先確定最優(yōu)碳關稅稅率，發(fā)展中國家再確定最優(yōu)碳稅稅率tS，最后兩國企業(yè)同時決定企業(yè)產量和減排水平。該模型的求解方法同發(fā)展中國家先實施碳稅政策的模型，只是求解發(fā)展中國家最優(yōu)碳稅與發(fā)達國家最優(yōu)碳關稅的順序相反。設發(fā)展中國家和發(fā)達國家福利最大化的值函數(shù)分別為和

三、發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的環(huán)境效應

由（9）式、（20）式和（22）式知，任意發(fā)展中國家碳稅政策下全球碳排放流量均可整理成，其中，和中均包含γ，ε，c，S（t）滿足：S（0）=0。此一階常微分方程的解為。圖1展現(xiàn)了Sn，Ssn， Sns與t的關系。

首先，發(fā)展中國家不實施碳稅政策和后實施碳稅政策下，全球碳排放總量隨時間變化呈現(xiàn)同向變化關系。全球碳排放總量在短期內增長較快，而后增長速度放緩。而在發(fā)展中國家先實施碳稅政策下，全球碳排放總量水平與時間之間是反向變化關系。在短期內，全球碳排放總量下降較快，此后長期基本維持在最低水平。故無論發(fā)展中國家選擇何種碳稅政策，短期內全球碳排放總量變化較快，長期則處于穩(wěn)定水平。其次，給定γ，ε，c，取值和任意時刻t，恒有Sn＞Sns＞Ssn。也就是說，與不實施碳稅政策相比，發(fā)展中國家實施碳稅政策下全球碳排放總量較低，而且先實施碳稅政策下全球碳排放總量又比后實施碳稅政策下低，即發(fā)展中國家實施碳稅政策具有明顯的環(huán)境效應，且先實施碳稅政策的環(huán)境效應更為明顯。

圖1　發(fā)展中國家碳稅政策選擇及實施時機下全球碳排放總量比較

四、發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的貿易效應

首先，發(fā)展中國家不同碳稅政策選擇及實施時機給發(fā)展中國家企業(yè)造成的短期影響和長期影響是不同的。具體而言，不實施碳稅政策下發(fā)展中國家企業(yè)利潤在短期內會先增加，實施碳稅政策下發(fā)展中國家企業(yè)利潤在短期內會先減少，但長期基本保持不變。其次，發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的貿易效應較為復雜。具體言之，當發(fā)達國家企業(yè)在碳排放上具有明顯優(yōu)勢和生產成本上不具有明顯劣勢（ε=0.1，c=0.1）或在碳排放優(yōu)勢不明顯且生產成本明顯劣勢（ε=0.3，c=0.5）時，有成立。即發(fā)展中國家實施碳稅政策有明顯的貿易效應，且先實施碳稅政策的貿易效應更為明顯。當發(fā)達國家企業(yè)在碳排放優(yōu)勢和生產成本劣勢均不明顯（ε=0.3，c=0.1）時，對發(fā)展中國家的貿易效應不確定。若貼現(xiàn)率較低（γ=0.01），有，則發(fā)展中國家實施碳稅政策沒有貿易效應；若貼現(xiàn)率較高（γ=0.05或（γ=0.1），有，且在短期內，有，即與不實施碳稅政策相比，發(fā)展中國家先實施碳稅政策在短期內有貿易效應，在長期內沒有貿易效應，但后實施碳稅政策必定沒有貿易效應。

圖2　發(fā)展中國家碳稅政策選擇及實施時機下發(fā)展中國家企業(yè)利潤比較

五、結論

本文考慮了碳排放量的動態(tài)變化，面對發(fā)達國家即將開征的碳關稅，發(fā)展中國家可選擇不實施碳稅、先實施碳稅和后實施碳稅，構建了相應的微分博弈模型，求得各博弈模型的馬爾科夫完全納什均衡解的表達式，并分別在貼現(xiàn)率為γ=0.01，γ=0.05，γ=0.1下，選擇ε=0.1，c=0.1、ε=0.3，c=0.1和ε=0.3，c=0.5，求出了各均衡的數(shù)值解，研究了發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機的環(huán)境效應和貿易效應。得出的結論有：

（1）無論發(fā)展中國家是否實施碳稅政策及實施時機，短期效應和長期效應均有區(qū)別。在短期內，發(fā)展中國家不實施碳稅政策和后實施碳稅政策下，全球碳排放問題均會逐年增加，而發(fā)展中國家后實施碳稅政策下，全球碳排放問題會逐年減少，但長期都會達到穩(wěn)定水平；不實施碳稅政策下發(fā)展中國家企業(yè)利潤在短期內會先增加，實施碳稅政策下發(fā)展中國家企業(yè)利潤在短期內會先減少，但長期可達到穩(wěn)定水平。

（2）發(fā)展中國家實施碳稅政策具有明顯的環(huán)境效應，而且先實施碳稅政策下的環(huán)境效應更為明顯。與發(fā)展中國家不實施碳稅政策相比，實施碳稅政策下全球碳排放總量較低，而且先實施碳稅政策下全球碳排放總量最低。

（3）發(fā)展中國家選擇碳稅政策及實施時機對發(fā)展中國家是否具有貿易效應要視兩國碳排放、生產成本差距、貼現(xiàn)率而定。當發(fā)達國家企業(yè)在碳排放上具有明顯優(yōu)勢和生產成本上不具有明顯劣勢，或在碳排放優(yōu)勢不明顯且生產成本明顯劣勢時，發(fā)展中國家實施碳稅政策有明顯的貿易效應，且先實施碳稅政策的貿易效應更為明顯；當發(fā)達國家企業(yè)在碳排放優(yōu)勢和生產成本劣勢均不明顯時，貼現(xiàn)率較低下，發(fā)展中國家實施碳稅政策沒有貿易效應，貼現(xiàn)率較高下，發(fā)展中國家先實施碳稅政策在短期內有貿易效應，在長期內沒有貿易效應，但后實施碳稅政策必定沒有貿易效應。

本文的政策含義是，面臨發(fā)達國家即將開征的碳關稅，發(fā)展中國家應先實施碳稅政策。相對于發(fā)達國家，發(fā)展中國家碳減排技術研究起步較晚，而且發(fā)展中國家普遍注重經(jīng)濟發(fā)展，對環(huán)境保護的認識和宣傳不夠，企業(yè)的環(huán)境保護意識淡薄，主動減排的積極性不高，碳減排技術遠落后于發(fā)達國家，單位產品碳排放量也遠高于發(fā)達國家。雖然在全球氣候變化大會上，發(fā)達國家承諾向發(fā)展中國家提供碳減排資金援助和技術支持，但經(jīng)過發(fā)展中國家的多次要求，發(fā)達國家仍未兌現(xiàn)承諾，發(fā)展中國家與發(fā)達國家之間的碳減排技術差距進一步拉大，發(fā)達國家碳排放優(yōu)勢越來越明顯。另一方面，發(fā)展中國家普遍缺乏資本和技術，勞動密集型產品成為重要的出口產品。隨著中國等發(fā)展中國家工業(yè)進程的加快和經(jīng)濟發(fā)展速度的提高，這些國家對勞動力的需求越來越大，勞動力成本呈現(xiàn)上升趨勢，原來具有的生產成本優(yōu)勢被逐漸削弱。因此，在發(fā)達國家具有明顯碳排放優(yōu)勢和不明顯劣勢的現(xiàn)實下，為避免碳關稅可能造成的不利影響，發(fā)展中國家應盡早實施碳稅政策。

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［23］Yanase A.Dynamic Games of Environmental Policy in a Global Economy：Taxes versus Quotas［J］.Journal of Economics，2009，97（2）：121-140.

Choice and Timing Effect of Carbon Tax Policy for Developing Countries——AnalysisontheDifferential Game

WEI Shou-dao
（Business Administration Department，Guangdong University of Finance，Guangzhou 510521，China）

At the time when developed countries are about to levy carbon tariff，developing countries still can decide whether to and when to carry out the carbon tax policy.Taking into account of the dynamic changesofcarbonemission，threedifferentialmodelsareconstructedrespectively.Accordingtothe expressions of Markov Perfect Nash，numerical solutions are also obtained by assigning parameters specific values.Furthermore，in order to study the environment effect and trade effect of carbon tax policy chosen by developing countries and the timing for this policy，stocks of global carbon emission and profits of firms under these policies are compared respectively.The results show that different choices of developing countries can lead to different short-term and long-term effects.It's also shown that the carbon tax policy，when implemented in developing countries，can generate significant environment effect；the earlier，the greater. The results also show that when developed countries gain obvious advantage in carbon emission but not obvious disadvantage in cost，or when they gain not obvious advantage in carbon emission and obvious disadvantage in cost，the developing countries can get significant trade effect by carrying out the carbon tax policy，the earlier，the greater.

carbon tariff；carbon tax；environment effect；trade effect；differential game

F810.422

A

1673-5609（2016）03-0001-10

2016-03-06

廣東省自然科學基金博士啟動項目“供應鏈低碳技術研發(fā)策略研究：基于政府環(huán)境規(guī)制和消費者低碳偏好的分析與比較”（2015A030310199）。

魏守道（1983－），男，湖北武漢人，廣東金融學院講師、經(jīng)濟學博士，研究方向：環(huán)境規(guī)制政策。

［責任編輯：唐秋鳳］［英文編輯：劉?。荩圬熑涡Γ忽┳樱?/p>