基于政府視角的最優(yōu)碳減排政策研究

張 盼,熊中楷

(1.南昌大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,江西南昌330031;2.重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院,重慶400030)

1 引 言

近年來,全球氣候變暖日益受到人們關(guān)注,并逐漸成為國(guó)際社會(huì)的焦點(diǎn)話題,它已對(duì)人類生存和發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn).因此,越來越多的國(guó)家開始采取措施應(yīng)對(duì)氣候變化,如國(guó)際社會(huì)先后通過了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》和《京都議定書》,其中《京都議定書》的核心思想就是通過降低成員國(guó)的二氧化碳排放量來應(yīng)對(duì)全球氣候變暖問題.在《京都議定書》的約束下,許多國(guó)家相繼出臺(tái)了相關(guān)的碳減排計(jì)劃,如我國(guó)政府提出“2020年單位GDP二氧化碳排放強(qiáng)度相對(duì)于2005年降低40%～45%”的減排目標(biāo).作為實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)的兩種措施——碳交易政策與碳稅政策已在一些國(guó)家開始實(shí)施.

碳交易政策是指政府為每個(gè)企業(yè)設(shè)定一個(gè)碳限額,即企業(yè)被允許排放二氧化碳的最高數(shù)量,同時(shí)企業(yè)可以在碳交易市場(chǎng)中進(jìn)行買賣,當(dāng)總的碳排放量超過限額時(shí),企業(yè)需在碳交易市場(chǎng)上購(gòu)買碳排放配額,當(dāng)總的碳排放量低于限額時(shí),企業(yè)則可以將剩余的配額交易出去.歐盟的碳排放權(quán)交易制度就是這一政策的最好體現(xiàn).碳稅政策是政府對(duì)企業(yè)的碳排放量進(jìn)行征稅以達(dá)到降低企業(yè)碳排放量的目的,具體的有對(duì)企業(yè)單位碳排放量征稅的單位稅和對(duì)企業(yè)碳排放總量征稅的總量稅.在美國(guó),一些政客,商業(yè)領(lǐng)袖和氣候?qū)＜液粲跽捎锰级愓叨皇翘冀灰渍?為此一些碳稅法案在美國(guó)國(guó)會(huì)通過.此外,瑞典,加拿大,澳大利亞等國(guó)也開始征收碳稅[1].

鑒于一些國(guó)家實(shí)施碳交易政策而另一些國(guó)家實(shí)施碳稅政策,本文主要從政府角度,探討兩種政策孰優(yōu)孰劣問題.通過構(gòu)建一個(gè)政府和兩個(gè)生產(chǎn)商間博弈模型,其中政府是Stackelberg博弈的領(lǐng)導(dǎo)者,決策選擇碳交易政策或是碳稅政策,作為跟隨者,生產(chǎn)商們相互競(jìng)爭(zhēng)并決策自己的產(chǎn)量和環(huán)保創(chuàng)新水平.通過運(yùn)用逆向遞推法對(duì)該模型進(jìn)行求解得到了每一種碳減排政策下的均衡結(jié)果,并重點(diǎn)從生產(chǎn)商最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平、社會(huì)總產(chǎn)出、社會(huì)總碳排放量以及社會(huì)福利的角度對(duì)兩種政策進(jìn)行了對(duì)比分析.區(qū)別于前人的研究結(jié)論,本文研究表明,政府選擇碳交易政策或是碳稅政策主要取決于碳排放對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響的程度.

目前,學(xué)術(shù)界已對(duì)碳交易與碳稅兩種碳減排政策做了相關(guān)研究,其中在碳交易方面,Chaabane等[2]在碳交易制度背景下,運(yùn)用混合整數(shù)規(guī)劃研究了可持續(xù)供應(yīng)鏈設(shè)計(jì)問題.Jaber等[3]研究了歐盟碳交易制度下供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題.Du等[4]在一個(gè)碳減排影響產(chǎn)品需求的市場(chǎng)中,研究了碳交易制度和消費(fèi)者低碳偏好對(duì)壟斷型生產(chǎn)商生產(chǎn)及減排策略的影響.Xu等[5]在碳交易制度下研究了供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)和減排策略,以及供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題.慕銀平等[6]在雙寡頭競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)中研究了碳交易個(gè)體控制和碳交易總量控制等政策對(duì)企業(yè)產(chǎn)量和碳排放量的影響.駱瑞玲等[7]考慮了供應(yīng)鏈碳減排技術(shù)投資,研究了碳排放交易政策對(duì)供應(yīng)鏈成員最優(yōu)決策及減排效果的影響.李劍等[8]基于EOQ模型,考慮了減排投資,從供應(yīng)鏈的角度研究不同碳配額下企業(yè)之間碳交易情況.黃帝等[9]在一個(gè)多周期決策模型中研究了碳配額－碳交易機(jī)制下企業(yè)的最優(yōu)動(dòng)態(tài)批量生產(chǎn)、碳排放權(quán)交易和減排投資聯(lián)合決策問題.

關(guān)于碳稅的研究,Symons等[10]認(rèn)為碳稅的實(shí)施將影響燃料價(jià)格,繼而影響消費(fèi)價(jià)格,這些價(jià)格的改變將轉(zhuǎn)而影響最終需求,最終決定了化石燃料使用,因此決定了二氧化碳排放量.Lee等[11]分析了碳稅對(duì)不同工業(yè)部門的影響,結(jié)果表明征收碳稅對(duì)GDP有負(fù)面影響.Andrew等[12]指出碳稅作為一種治理污染的政策手段,源于社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)碳減排的需求,而且無需激進(jìn)的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和政治變革.Yalabik等[13]分析了碳稅對(duì)生產(chǎn)商在環(huán)保創(chuàng)新方面資金投入的影響.李長(zhǎng)勝等[14]探討了鋼鐵行業(yè)在完成一定減排目標(biāo)的前提下政府設(shè)置統(tǒng)一碳稅和差異化碳稅對(duì)企業(yè)減排成本、社會(huì)經(jīng)濟(jì)福利的影響.熊中楷等[15]在不同類型的供應(yīng)鏈中研究了碳稅和消費(fèi)者環(huán)保意識(shí)對(duì)制造商碳排放量以及供應(yīng)鏈成員利潤(rùn)的影響.張李浩等[16]在碳稅政策下對(duì)供應(yīng)鏈碳減排技術(shù)投資及供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)問題進(jìn)行了研究.

此外,還有一些學(xué)者對(duì)碳交易與碳稅兩種政策做了對(duì)比研究,如Stern[17]指出,從減排的動(dòng)態(tài)激勵(lì)來看,排放權(quán)機(jī)制的有效性更高.Adly等[18]認(rèn)為,如果信息充分且不存在不確定性,那么兩類工具(碳稅和碳交易)的作用效果是完全一致的,無論是價(jià)格控制還是數(shù)量控制,都能實(shí)現(xiàn)企業(yè)總減排成本的最小化.Murray等[19]指出,如果允許實(shí)施排放權(quán)的儲(chǔ)存或出借,那么限額交易體制的福利效果將優(yōu)于碳稅.石敏俊等[20]基于動(dòng)態(tài)CGE模型構(gòu)建了中國(guó)能源―經(jīng)濟(jì)―環(huán)境政策模型,模擬分析了碳稅、碳排放交易和碳稅與碳交易相結(jié)合的等政策的減排效果、經(jīng)濟(jì)影響與減排成本.趙黎明等[21]在碳交易和碳稅組合的碳排放政策下構(gòu)建了政府和企業(yè)的碳減排二層規(guī)劃決策模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了求解和分析.

綜上所述,在已有碳交易和碳稅政策的研究中,大多是給定政府的碳排放政策,即給定碳限額、碳交易價(jià)格和碳稅稅率等,如文獻(xiàn)[2–16],并且在碳交易與碳稅政策的對(duì)比研究中,均未考慮二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境和人類的破壞作用,如文獻(xiàn)[17–21].與上述文獻(xiàn)不同的是,本文假定選擇哪種碳排放政策是政府的決策問題,包括決策最優(yōu)碳限額和碳稅稅率,而政府決策的依據(jù)是追求社會(huì)福利最大化,且本文在社會(huì)福利函數(shù)中考慮了碳排放對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響.

2 政府與生產(chǎn)商博弈的碳減排模型

考慮市場(chǎng)由雙寡頭生產(chǎn)商組成,生產(chǎn)商的逆需求函數(shù)為p=a-q1-q2,其中p為市場(chǎng)價(jià)格,a為消費(fèi)者的最大支付意愿,q1和q2分別為生產(chǎn)商1和生產(chǎn)商2的產(chǎn)量.生產(chǎn)商i的單位生產(chǎn)成本為ci,i=1,2.生產(chǎn)商每生產(chǎn)一單位產(chǎn)品的碳排放量為δ,為分析方便令δ=1.[22]生產(chǎn)商i可以通過資金投入進(jìn)行環(huán)保創(chuàng)新,使單位碳排放量減少μi,μi∈[0,1],產(chǎn)量為qi時(shí)減少的碳排放量為μiqi,相應(yīng)地,其環(huán)保創(chuàng)新的成本為θi(μiqi)2,[23,24]其中θi為環(huán)保創(chuàng)新系數(shù),且環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)越小,表明減少相同的碳排放付出的成本越小,因此減排越容易.假設(shè)θ1＞θ2,即生產(chǎn)商1的環(huán)保成本系數(shù)比生產(chǎn)商2的大,表明減少相同的碳排放量生產(chǎn)商1的環(huán)保創(chuàng)新成本更高.

為控制二氧化碳等溫室氣體對(duì)社會(huì)的影響,政府有兩種政策工具可供選擇:碳交易或碳稅.1)選擇碳交易政策時(shí),政府為生產(chǎn)商1和生產(chǎn)商2分別設(shè)定一個(gè)碳排放限額e1和e2,并允許生產(chǎn)商1和生產(chǎn)商2之間進(jìn)行碳交易.在碳交易政策下,生產(chǎn)商的生產(chǎn)決策受碳排放限額約束,即廠商的碳排放總量不能超過限額,但是廠商可以在碳交易市場(chǎng)中買賣碳排放配額,碳交易的價(jià)格λ完全由碳排放配額的需求和供給決定.2)選擇征收碳稅政策時(shí),政府對(duì)廠商的碳排放征收總量稅,稅率為r.

由于生產(chǎn)商的碳排放量對(duì)環(huán)境有一定的破壞作用,因此假設(shè)二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞函數(shù)為de2,其中e為二氧化碳等溫室氣體的排放量,d為二氧化碳等溫室氣體的破壞環(huán)境系數(shù),描述二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破壞作用的大小[25].假設(shè)政府追求社會(huì)福利最大化,即生產(chǎn)者剩余與消費(fèi)者剩余之和減去二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破壞作用的最大化,生產(chǎn)商追求利潤(rùn)最大化.

上標(biāo)含ct的變量表示碳交易政策最優(yōu)解,上標(biāo)含t的變量表示碳稅政策最優(yōu)解.

2.1 碳交易政策

在碳交易政策下,政府首先決定生產(chǎn)商i的碳排放限額ei;隨后在碳交易市場(chǎng)中,根據(jù)生產(chǎn)商對(duì)碳排放配額的需求等于碳排放配額的供給決定碳交易的出清價(jià)格λ;最后生產(chǎn)商同時(shí)進(jìn)行環(huán)保創(chuàng)新水平μi和產(chǎn)量qi競(jìng)爭(zhēng).

生產(chǎn)商i的利潤(rùn)函數(shù)

其中qi(1-μi)-ei＞0表示生產(chǎn)商i在碳交易市場(chǎng)中買入的碳排放配額,qi(1-μi)-ei＜0表示生產(chǎn)商i在碳交易市場(chǎng)中賣出的碳排放配額,qi(1-μi)-ei=0表示生產(chǎn)商i在碳交易市場(chǎng)中沒有買賣碳排放配額.

在政府碳限額的約束下,生產(chǎn)商們最優(yōu)的碳排放總額是等于政府制定的碳排放限額,因此,政府的社會(huì)福利函數(shù)可以表示為

采用逆向遞推法求解政府社會(huì)福利和生產(chǎn)商利潤(rùn)的最優(yōu)解.首先給定政府的碳排放限額ei和碳交易價(jià)格λ,然后生產(chǎn)商們進(jìn)行Nash博弈,即同時(shí)決策環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)量以追求自己的利潤(rùn)最大化.通過計(jì)算可得到如下結(jié)論.

定理1當(dāng)0＜θi＜A1,a≥A2時(shí),碳交易政策下生產(chǎn)商最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)量分別為

當(dāng)0＜θi＜A1時(shí),H2＞0.因此H負(fù)定,所以Πi(qi,μi)為凹函數(shù),有最大值.對(duì)聯(lián)立方程組

求解,因需保證qi≥0,所以可得定理1中最優(yōu)解.為保證0≤≤1,因此還需滿足條件a≥A2. 證畢.

定理1說明,在碳交易政策下,當(dāng)生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)較小,即減排較容易,以及消費(fèi)者的最大支付意愿較大時(shí),存在最優(yōu)的環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)出使得生產(chǎn)商們的利潤(rùn)同時(shí)達(dá)到最大.通過分析生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)θi和碳交易價(jià)格λ對(duì)生產(chǎn)商最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)出的影響,可得如下結(jié)論.

定理2說明生產(chǎn)商i的環(huán)保創(chuàng)新水平μi與其環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)θi成負(fù)相關(guān)關(guān)系,與碳交易價(jià)格λ成正相關(guān)關(guān)系.原因是當(dāng)環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)μi增加(減少)時(shí),生產(chǎn)商碳減排的邊際成本也增加(減少),因此生產(chǎn)商在碳減排方面會(huì)減少(增加)資金投入,從而使單位產(chǎn)品的碳減排量μi減少(增加);而碳交易價(jià)格λ的增加會(huì)使碳配額賣出的邊際收益增加或買入的邊際成本增加,因此生產(chǎn)商會(huì)投入更多的資金進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,從而使單位產(chǎn)品碳減排量μi增加,單位碳排放量(1-μi)減少.定理2還說明碳交易價(jià)格λ的增加(減少)會(huì)使生產(chǎn)商的產(chǎn)量減少(增加).

在求得生產(chǎn)商的最優(yōu)決策后,其次求解碳交易的出清價(jià)格.在碳交易市場(chǎng)中,滿足碳排放配額的需求等于供給,即通過進(jìn)一步計(jì)算可得到下列結(jié)論.

從定理3中可以看出,碳交易價(jià)格λ?是社會(huì)總的碳排放限額e(e=e1+e2)的減函數(shù),因此政府制定的社會(huì)總碳限額會(huì)影響碳交易市場(chǎng)中的碳交易價(jià)格,并且碳交易價(jià)格隨著社會(huì)總碳限額的增加而減少,隨著社會(huì)總碳限額的減少而增加.原因在于社會(huì)總碳限額的增加表明碳交易市場(chǎng)中可供交易的碳配額會(huì)增加,即供給增加會(huì)使碳市場(chǎng)的出清價(jià)格減少.相反,社會(huì)總碳限額的減少會(huì)使碳交易市場(chǎng)中碳配額的供給減少而需求會(huì)增加,因此碳交易價(jià)格會(huì)增加.

最大化式(5)可得下列結(jié)論.

定理4碳交易政策下,政府設(shè)定的社會(huì)最優(yōu)碳限額

定理4說明,政府只要制定一個(gè)總的社會(huì)碳排放限額ect,就可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)福利最大化,而不用擔(dān)心配額分配的問題,因?yàn)樯a(chǎn)商可以通過碳交易市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)碳配額的買賣.

將ect代人可得碳交易政策下最優(yōu)的

2.2 碳稅政策

政府實(shí)施碳稅政策時(shí),首先會(huì)確定碳稅稅率r,其次生產(chǎn)商i同時(shí)進(jìn)行環(huán)保創(chuàng)新水平μi和產(chǎn)量qi競(jìng)爭(zhēng).

碳稅政策下生產(chǎn)商i的利潤(rùn)函數(shù)

其中rqi(1-μi)表示生產(chǎn)商i為碳排放量qi(1-μi)所繳納的碳稅.

政府的社會(huì)福利函數(shù)

其中d(q1(1-μ1)+q2(1-μ2))2表示生產(chǎn)商1和生產(chǎn)商2的碳排放量q1(1-μ1)+q2(1-μ2)對(duì)環(huán)境的破壞作用.

定理5當(dāng)0＜θi＜B1,a≥B2時(shí),碳稅政策下生產(chǎn)商最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)量分別為

其中B2=3r/(2θi)+r+2ci-cj.

定理5說明,在碳稅政策下,當(dāng)生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)較小和消費(fèi)者的最大支付意愿較大時(shí),存在最優(yōu)的環(huán)保創(chuàng)新水平?μi和產(chǎn)出?qi使得生產(chǎn)商們的利潤(rùn)同時(shí)達(dá)到最大.通過分析碳稅稅率對(duì)生產(chǎn)商最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平和產(chǎn)出的影響,可得下列結(jié)論.

定理6說明碳稅稅率的增加(減少)會(huì)使生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平增加(減少),產(chǎn)量減少(增加).當(dāng)政府制定的碳稅稅率增加時(shí),會(huì)使生產(chǎn)商碳排放的邊際成本增加,因此廠商會(huì)提高環(huán)保創(chuàng)新水平,減少碳排放量.定理6還說明,碳稅稅率是一把雙刃劍,政府通過提高碳稅稅率能使廠商進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新減少碳排放,但是這種措施會(huì)使社會(huì)總產(chǎn)出減少.

對(duì)式(8)求最優(yōu)可得下列結(jié)論.

定理7碳稅政策下,當(dāng)d＞B3時(shí),政府制定的最優(yōu)稅率

定理7說明,在碳稅政策下,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破環(huán)作用較大時(shí),存在最優(yōu)的碳稅稅率使得社會(huì)福利達(dá)到最大.

將rt代人可得碳稅政策下最優(yōu)的又由可得碳稅政策的最優(yōu)碳排放量.

3 兩種政策比較分析

本文主要從社會(huì)福利,社會(huì)總產(chǎn)出,總碳排放量和企業(yè)環(huán)保創(chuàng)新方面對(duì)碳交易與碳稅兩種政策進(jìn)行比較.從上述求解過程可以看出,兩種政策下的最優(yōu)解比較復(fù)雜,為了能夠?qū)煞N政策進(jìn)行比較分析,假設(shè)生產(chǎn)商的單位生產(chǎn)成本c1=0,c2=0.當(dāng)c1=0,c2=0時(shí),為使表達(dá)式更清晰,進(jìn)一步令

進(jìn)而可得兩種政策下的最優(yōu)解,見表1.

表1 當(dāng)c1=0,c2=0時(shí),碳交易與碳稅兩種政策下的最優(yōu)決策Table 1 The optimal decisions under the policies of cap-and-trade and tax when c1=0 and c2=0

引理1當(dāng)C1≤d≤C2時(shí),生產(chǎn)商的最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平滿足以下條件

證明先證當(dāng)C1≤d≤C2時(shí),0 ≤≤ 1.由d≥C1可得d(3θ1+3θ2+4θ1θ2)-4θ1θ2≥ 0,進(jìn)而可得;由d≤C2可得即.又由θ1＞θ2可得即C1＜C2.所以當(dāng)C1≤d≤C2時(shí),0 ≤≤ 1.同理可證其他情形.證畢.

引理1說明,為保證生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新決策有意義,需要假定二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞作用滿足條件C1≤d≤C2,即二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞作用處于中間水平情形.通過對(duì)比分析碳交易和碳稅兩種政策下的最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平,總產(chǎn)出和總碳排放量,可得下列結(jié)論.

推論1表明,在二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞作用較小時(shí)(C1≤d≤C3),相比碳稅政策,碳交易政策下生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平較高,社會(huì)總產(chǎn)出較低,社會(huì)總的碳排放量較低,說明此時(shí)碳稅政策能夠達(dá)到更高的社會(huì)總產(chǎn)出,而碳限額與碳交易政策在促進(jìn)企業(yè)環(huán)保創(chuàng)新、減少碳排放方面更有效.當(dāng)二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞作用較大時(shí)(C3＜d≤C2),相比碳稅政策,碳交易政策下生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平較低,社會(huì)總產(chǎn)出較高,社會(huì)總的碳排放量較高,即此時(shí)碳稅政策能夠很好的促進(jìn)企業(yè)在環(huán)保方面投入資金減少碳排放,進(jìn)而使整個(gè)社會(huì)擁有更低的碳排放水平,而碳限額與碳交易政策由于制定了較高的社會(huì)碳排放限額,使企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)受碳排放的約束較小,因此使企業(yè)的產(chǎn)量增加,社會(huì)總產(chǎn)出更大.

通過對(duì)比分析碳交易和碳稅兩種政策的社會(huì)福利,可得下列結(jié)論.

推論2說明,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境的破壞作用處于一定程度時(shí),碳交易政策的社會(huì)福利大于碳稅政策的社會(huì)福利,即從社會(huì)福利最大化的角度,政府選擇碳交易政策優(yōu)于選擇碳稅政策,即使在一定條件下碳稅政策的社會(huì)總產(chǎn)出更高或在促進(jìn)企業(yè)環(huán)保創(chuàng)新和降低社會(huì)碳排放更有效.需要指出的是,推論2得出的前提是假設(shè)兩個(gè)生產(chǎn)商的邊際成本都等于零,因此,下一節(jié)將放松這一假設(shè)并通過算例方式對(duì)兩種政策作進(jìn)一步比較分析.

4 算例分析

接下來從數(shù)值算例的角度對(duì)碳交易和碳稅兩種政策下的生產(chǎn)商環(huán)保創(chuàng)新水平、總碳排放量、社會(huì)總產(chǎn)出和社會(huì)福利進(jìn)行對(duì)比分析.假設(shè)文中基本參數(shù)取值如下:a=200,θ1=10,θ2=5,c1=15,c2=10.由第二節(jié)得到的均衡結(jié)果,給定上述參數(shù)取值,變動(dòng)參數(shù)d(d∈[0.82,2]),首先可以得到兩個(gè)生產(chǎn)商分別在碳交易與碳稅政策下最優(yōu)環(huán)保創(chuàng)新水平的變化情況,如圖1.

圖1表明,1)隨著二氧化碳等溫室氣體破環(huán)作用的增強(qiáng)(即d增加),生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平不斷提高,且在碳稅政策下提高到更快;2)當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較小時(shí),生產(chǎn)商在碳交易政策下的環(huán)保創(chuàng)新水平更高,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較大時(shí),碳稅政策下的環(huán)保創(chuàng)新水平更高;3)由于生產(chǎn)商1的環(huán)保創(chuàng)新系數(shù)較大,從圖1可以看出,無論是哪種政策,生產(chǎn)商1的環(huán)保創(chuàng)新水平總比生產(chǎn)商2的環(huán)保創(chuàng)新水平低.

變動(dòng)參數(shù)d(d∈[0.82,2]),可得兩種政策下每個(gè)生產(chǎn)商的產(chǎn)量,如圖2.

圖1 碳交易與碳稅政策下生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平Fig.1 Manufacturers’environment innovation level under the policies of cap-and-trade and tax

圖2 碳交易與碳稅政策下生產(chǎn)商的產(chǎn)量Fig.2 Manufacturers’production under the policies of cap-and-trade and tax

圖2說明,隨著二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用的增強(qiáng),生產(chǎn)商的產(chǎn)量不斷減少;相比于碳交易政策,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較小時(shí),生產(chǎn)商在碳稅政策下的產(chǎn)量更高,反之,生產(chǎn)商在碳稅政策下的產(chǎn)量更低.由每種政策下每個(gè)生產(chǎn)商的產(chǎn)量,進(jìn)一步可以得到每種政策下的社會(huì)總產(chǎn)出,如圖3.

圖3 碳交易與碳稅政策下的社會(huì)總產(chǎn)出Fig.3 Total social output under the policies of cap-and-trade and tax

圖3表明,隨著二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用的增強(qiáng),兩種政策下的社會(huì)總產(chǎn)出都減少,且碳稅政策下的社會(huì)總產(chǎn)出減少的更快.此外,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較小時(shí),在碳交易政策下生產(chǎn)商的產(chǎn)量更低,反之當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較大時(shí),碳稅政策下的社會(huì)總產(chǎn)出更低.

變動(dòng)參數(shù)d(d∈[0.82,2]),可得兩種政策下社會(huì)總碳排放量的變化情況,如圖4.圖4說明,隨著二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用的增強(qiáng),社會(huì)總碳排放量不斷減少;當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較小時(shí),在減少社會(huì)總碳排放量方面,碳交易政策比碳稅政策更有效,反之,碳稅政策更有效.這主要是因?yàn)楫?dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較小時(shí),碳交易政策下的社會(huì)總產(chǎn)出更低,而環(huán)保創(chuàng)新水平更高,由此導(dǎo)致社會(huì)總碳排放量要低于碳稅政策下的社會(huì)總碳排放量.同理,當(dāng)二氧化碳等溫室氣體的破環(huán)作用較大時(shí),碳稅政策下的社會(huì)總碳排放量更低.

最后,變動(dòng)參數(shù)d(d∈[0.82,2]),可得兩種政策下社會(huì)福利的變化情況,如圖5.

圖4 碳交易與碳稅政策下的社會(huì)總碳排放量Fig.4 Total social carbon emissions under the policies of cap-and-trade and tax

圖5 碳交易和碳稅政策下的社會(huì)福利Fig.5 Social welfare under the policies of cap-and-trade and tax

從圖5可以看出,兩種政策下的社會(huì)福利都隨著溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用的增強(qiáng)而減少,且碳稅政策下的社會(huì)福利先急劇減少后緩慢減少,而碳交易政策下的社會(huì)福利總是呈現(xiàn)快速減少趨勢(shì).因此,當(dāng)溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用小時(shí),碳交易政策下的社會(huì)福利要明顯高于碳稅政策,即此種情形下碳交易政策要優(yōu)于碳稅政策,而當(dāng)溫室氣體對(duì)環(huán)境破環(huán)作用較大時(shí),碳交易政策下的社會(huì)福利就會(huì)小于碳稅政策,此時(shí),碳稅政策要優(yōu)于碳交易政策.這從一定程度解釋了一些國(guó)家,如美國(guó),選擇實(shí)施碳稅政策而另一些國(guó)家,如歐盟國(guó)家,選擇實(shí)施碳交易政策的原因.

5 結(jié)束語(yǔ)

本文運(yùn)用博弈論中Stackelberg博弈方法對(duì)碳交易和碳稅兩種碳減排政策進(jìn)行了比較研究.首先分別求得了兩種政策下的均衡結(jié)果,并分別分析了碳減排政策對(duì)均衡結(jié)果的影響.其次對(duì)兩種政策下的均衡結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析.研究結(jié)果表明,碳交易價(jià)格和碳稅稅率的增加會(huì)提高生產(chǎn)商的環(huán)保創(chuàng)新水平,但是會(huì)降低生產(chǎn)商的產(chǎn)量.二氧化碳等溫室氣體對(duì)環(huán)境破壞作用的程度直接影響政府選擇實(shí)施碳交易政策還是碳稅政策.本文在分析碳交易政策時(shí)是基于政府免費(fèi)分配碳排放配額,考慮政府通過拍賣的方式向生產(chǎn)商分配碳配額將是下一步研究的方向.