DSGE模型下碳稅政策與廠商技術沖擊的動態(tài)效應研究

汪中華 陳思宇

摘 要：在“雙碳”目標背景下，構建包含經濟與環(huán)境兩系統(tǒng)的動態(tài)隨機一般均衡（DSGE）模型，研究碳稅政策沖擊、清潔型廠商技術沖擊與污染型廠商技術沖擊對宏觀經濟與環(huán)境質量的動態(tài)效應。結果表明：上述3種沖擊均能實現社會總產出水平提高與環(huán)境質量改善的“雙贏”;廠商技術沖擊對除自身以外的廠商產出存在抑制作用，且污染型廠商技術沖擊對污染型廠商產出的促進作用大于清潔型廠商技術沖擊對清潔型廠商產出的促進作用;投資對3種沖擊的響應程度均大于消費的響應程度，這說明投資是我國經濟增長的主要傳導途徑。

關 鍵 詞：碳稅政策;廠商技術沖擊;經濟增長;環(huán)境質量;DSGE模型

DOI：10.16315/j.stm.2021.04.008

中圖分類號： F062.2

文獻標志碼： A

文章編號：1008-7133（2021）04-0057-08

Abstract：A dynamic stochastic general equilibrium （DSGE） model with economic and environmental systems is constructed to study the dynamic effects of carbon tax policy impact， technology impact of clean firms and technology impact of polluting firms on macroeconomic and environmental quality under the background of “dual carbon” target. The results show that the above three impacts can achieve the “win-win” situation of total social output level and environmental quality. Technology shock of heterogeneous firms has an inhibiting effect on the output of other firms， and the positive effect of technology shock of polluting firms on the output of polluting firms is greater than that of clean firms. The response degree of investment to the three shocks is greater than the response degree of consumption， which indicates that investment is the main transmission way of China's economic growth.

Keywords：carbon tax policy;technological impact of manufacturers;economic growth;environmental quality;DSGE model

2020年12月18日召開的中央經濟工作會議要求把“力爭于2030年前達到碳排放峰值，努力爭取2060年前實現碳中和”確定為2021年八大重點任務之一。中國作為全球第二大經濟體，從人類福祉與未來發(fā)展角度考量，在國際舞臺上主動承擔起相應的二氧化碳減排責任，“雙碳”目標無疑是我國碳減排的一大推動力。在此背景下，若我國仍僅僅依靠市場的力量推動企業(yè)轉變經濟增長模式，將無法從根本上解決碳排放問題，還需要政府力量來促進企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。碳稅作為抑制企業(yè)過度碳排放行為而擬開征的新稅種，其在治理碳排放問題方面表現出不可替代的重要價值。但征收碳稅與經濟增長之間存在一定的取舍，在環(huán)境問題急需解決又要保持經濟平穩(wěn)波動的情況下，兩者之間的平衡就顯得十分重要。

近年來，全球氣候變暖帶來的環(huán)境問題日益嚴重，各國學者對碳稅政策的關注度也不斷加強。Proost等[1]提出碳稅政策是實現碳減排目標的最有效工具。斯特恩報告尖銳地提出在全世界范圍內實施碳稅政策能夠有效抵御環(huán)境惡化帶來的市場失靈。蔡棟梁等[2]模擬了碳稅與碳排放補貼的混合政策時發(fā)現，碳稅政策可以在保持環(huán)境質量不變的條件下，實現經濟增長。Dissou等[3]分析了2種環(huán)境政策對經濟的影響，研究發(fā)現許可證政策較碳稅政策更能保持經濟的平穩(wěn)波動，但社會福利損失也越大。徐文成等[4]則認為應積極運用碳稅政策實現稅收負擔從資本向環(huán)境方向的轉移，以增強社會的減排意識與積極性。Pearce[5]提出了征收碳稅既能減少碳排放量，又能促進本國經濟的發(fā)展，即“雙重紅利”理論。Boyd等[6]則運用CGE模型得出結論，“雙重紅利”只有在較快技術進步下才可以實現。武曉利[7]認為要想更好地實施碳稅，環(huán)保技術更新是協(xié)調經濟發(fā)展與環(huán)境保護的關鍵因素。劉繪珍[8]則提出碳稅政策能夠有效推進企業(yè)提高自主創(chuàng)新能力。

如今絕大多數學者認為，碳稅政策的實施將對我國的行業(yè)發(fā)展與國際競爭力起到促進作用，在我國引入碳稅的時機已成熟。林偉明等[9]發(fā)現碳稅政策能通過“創(chuàng)新補償”提高國際競爭力，這是由于碳稅政策使國家形成了環(huán)境壁壘，從而抵消了對國際競爭力的負面影響。張友國[10]研究結果表明當技術密集型產品對出口產生的積極影響大于碳密集型產品產生的消極影響時，碳稅政策能夠對出口產生積極影響并能有效優(yōu)化出口結構。許士春等[11]通過構建CGE模型得出結論，碳稅通過推動企業(yè)提高能源利用率實現減排目標，尤其在高耗能部門，短期減排效果更為顯著。李巖巖等[12]利用了灰色系統(tǒng)的區(qū)間預測理論，對碳稅政策給35個行業(yè)帶來的影響進行分析，結果顯示：碳稅政策對近23%的行業(yè)影響顯著，而大約32%的行業(yè)對碳稅政策缺乏敏感性。但也有極少數學者認為，碳稅政策對二氧化碳的減排效果并不顯著。王志文等[13]預計在我國開征碳稅不能顯著地實現碳減排，對石化燃料的需求剛性是其主要原因。魏慶坡[14]甚至認為碳稅所增加的生產成本遠低于減排成本，此時企業(yè)將選擇多繳稅從而實現成本最小化，導致二氧化碳排放量不減反增。王丹舟等[15]認為應當充分利用稅收收入實現碳稅政策與經濟增長的互補，以此降低征收碳稅過程中存在的阻力。具體選取時，汪曾濤[16]提出應采取碳排放權交易為主、碳稅政策為輔的方案，待到開征碳稅時機成熟，再過渡到以碳稅政策為主碳排放權交易為輔的政策實施路徑。

基于對上述文獻的研究，不難發(fā)現環(huán)境與經濟之間的關系日漸復雜多變，對碳稅政策與廠商技術沖擊效應研究的意義在于制定適合中國國情的碳稅政策，盡可能減少政策實施給經濟帶來的負向效應。但總體來說，缺乏對異質性廠商的研究，傳統(tǒng)的同質性模型忽視了現實經濟中所存在的結構性矛盾，這給模型的改進留下了空間。因此，本文基于我國的具體經濟情況，擬使用 DSGE 模型將碳稅政策、異質性廠商與環(huán)境質量納入同一個研究框架，更好地模擬碳稅政策對我國經濟與環(huán)境的影響，尋求經濟平穩(wěn)波動與碳減排之間的平衡，進而實現經濟增長與環(huán)境質量提高的雙贏。

1 模型構建

基于經典的新凱恩斯動態(tài)隨機一般均衡模型的基本框架，構建包括五部門（家庭部門、中間品廠商部門（清潔型廠商與污染型廠商）、最終品廠商部門、政府部門及環(huán)境部門）、兩系統(tǒng)（經濟系統(tǒng)與環(huán)境系統(tǒng)）的DSGE模型。

1.1 家庭部門

碳稅政策將通過改變環(huán)境質量影響家庭的消費量，并且家庭會把消費量和環(huán)境質量作為整體考慮，看作是“包含了環(huán)境質量的消費”，家庭部門會在環(huán)境質量和消費間做出權衡，這種設定符合近年來公眾環(huán)保意識提高和環(huán)保知識豐富的情況。代表性家庭的效用函數設定如下：

假設家庭部門在t期除了獲取勞動工資外，還通過購買政府債券進行儲蓄并獲得利息收入。另外，家庭會收到政府的轉移支付以補償環(huán)境惡化對居民消費的影響。家庭部門的預算約束與資本累積條件如下：

1.2 中間品廠商部門

假設經濟體中存在2種廠商：中間品廠商和最終品廠商，且2種廠商均面臨完全競爭的市場結構。中間品廠商分別生產2類產品：一類是清潔型產品，另一類是污染型產品。在生產污染型產品的過程中，廠商將排放過量的CO2，政府部門對其征收碳稅以進行環(huán)境監(jiān)管。

1.2.1 清潔型廠商部門

經濟學者更傾向于將相同的經濟參與者歸為同一類別來進行分析，但無法合理說明現實經濟現象，也無法解釋實際經濟行為的發(fā)生規(guī)律及原因。因此，本文將企業(yè)異質性因素納入到DSGE 模型當中，清潔型廠商的產出由柯布-道格拉斯生產函數表示如下：

1.3 最終品廠商部門

最終品廠商將2類中間品廠商生產出的清潔型產品和污染型產品作為生產要素，生產出的最終產品被用于消費和投資，兩種中間品互為替代關系，且最終品廠商的生產過程沒有污染。假設最終品廠商的生產函數為

1.4 政府部門

過量的CO2排放會給社會帶來負外部性，由于企業(yè)碳排放的邊際損失低于社會邊際成本，因此企業(yè)不會主動進行碳減排治理，此時政府應主動承擔起減排責任。假定Gt為政府支出，并以τt的稅率向廠商征收碳稅作為其稅收收入，以實現財政收支平衡。政府的預算約束為

1.5 環(huán)境部門

碳排放過度將導致環(huán)境惡化，進而影響居民的生活質量。因此本文引入環(huán)境部門模塊，能夠全面研究碳排放行為對經濟體的影響。環(huán)境具有一定的自我凈化能力，自凈能力越強，環(huán)境質量表現的持續(xù)性也就越強。一般而言，政府治污支出越多，環(huán)境的改善程度越大。

本文假設環(huán)境質量服從如下演變過程：

其中：Qt為t期的環(huán)境質量水平，η為環(huán)境的自我凈化能力，ψ為政府治污支出對環(huán)境質量的改善程度。Q為沒有碳排放情況下的環(huán)境質量，假定Q=1[17]。

1.6 市場出清

參照2017年中國人民銀行營業(yè)管理部課題組的研究結果，假定經濟體中清潔型廠商占比為θ，污染型廠商占比為（1-θ），且異質性廠商對勞動力的需求量與廠商產權性質無關，即：

在均衡條件下，市場實現出清，并對經濟體形成資源約束，可由下式表示：

為實現模型的一般均衡，根據瓦爾拉斯理論，加入如下產品市場均衡條件：

2 參數的校準與估計

在對經濟變量與環(huán)境變量進行動態(tài)模擬之前，根據參數的不同特征，可以將其分為2類并進行賦值：一類是能夠反映模型穩(wěn)態(tài)的結構性參數，可根據現有文獻或實際經濟中變量的基本數量關系進行校準;另一類是能夠描述變量特征的動態(tài)參數，利用貝葉斯方法進行估計。

2.1 結構性參數的校準

家庭部門中需要校準的參數：家庭消費貼現因子βt、消費在其與環(huán)境質量之間所占比重μ、消費與勞動供給的替代彈性倒數ε1和ε2、勞動對家庭產生負效用的權重χ。利用模型穩(wěn)態(tài)值將βt校準為0.99。楊翱等[18]基于宏觀經濟數據，將μ校準為0.6;朱軍[19]認為居民在消費與環(huán)境質量之間做出選擇時，通常較為短視，校準μ值為0. 7?；谝陨涎芯?，本文將μ值校準為0. 65。參考胡小文等[20]取εc=2，參照楊小海等[21]將εl設定為1。對于勞動對家庭所產生的負效用權重χ，按照文獻的通常處理，時間稟賦標準化為1，家庭每天工作八小時，代入參數和變量的穩(wěn)態(tài)值將其校準為7.5。

廠商部門中需要校準的參數：資本產出彈性α、污染型廠商所占權重θ、兩類中間產品之間的替代彈性Ω、產出的碳排放強度φ和資本折舊率δ。國內文獻一般將資本產出彈性α設定在0.35～0.5之間，參考王曦等[22]將其設定為0.5。參照現有研究將θ設定為0.6，Ω設定為5。根據Angelopoulos[17]在研究中提出的產出與碳排放之間的動態(tài)關系理論，本文將φ值校準為0.15。對于季度折舊率δ，借鑒張巖[23]的估計結果，將其校準為0.025。

環(huán)境部門中需要校準的參數：環(huán)境自我凈化能力η、政府治污支出對環(huán)境質量的改善程度ψ、治污支出占政府支出的比重g。已有研究結合生態(tài)環(huán)境的演變過程將η校準為0.1，ψ校準為1.16。本文利用已有研究將g校準為0.0627。

2.2 動態(tài)參數的貝葉斯估計

由于動態(tài)參數缺失評價標準，使其無法通過校準的方式獲得，貝葉斯估計可以解決這一問題。本文選取我國1978—2019年間國內生產總值作為實際觀測變量值，使用國內生產總值縮減指數進行價格縮減處理。對于先驗分布，參照Smets等[24]、Traum等[25]的文獻，將外生沖擊的自回歸系數統(tǒng)一設定為Beta分布，隨機擾動項服從Inv_Gamma分布。利用Dynare得出的貝葉斯估計結果，如表1所示。

3 動態(tài)效應分析

本文利用Dynare對上述構建的DSGE模型進行動態(tài)效應分析，分別模擬3個外生沖擊（碳稅政策沖擊、清潔型廠商技術沖擊與污染型廠商技術沖擊）對產出、消費、投資等宏觀經濟變量與環(huán)境質量的動態(tài)效應，對繪制出的脈沖響應圖進行進一步的分析。

3.1 碳稅政策沖擊的動態(tài)效應分析

給予該經濟體一個單位為1%的碳稅政策沖擊，模擬出的動態(tài)路徑表現為：社會總產出在碳稅政策實施當期將出現0.126%的瞬時負向反饋，隨后迅速上升，約在15期時達到波峰;污染型廠商產出對碳稅政策沖擊呈現負向反饋，能在15期之內熨平波動;清潔型廠商產出對沖擊呈現正向反饋，但在40期時仍未回歸穩(wěn)態(tài)值。消費在第15期前呈現負向反饋，隨后出現正向反饋，在第4期達到負向反饋的波谷;投資在第22期前呈現正向反饋，隨后出現不顯著的負向反饋，在第5期達到正向反饋的波峰;環(huán)境質量在碳稅政策沖擊下呈現顯著的正向反饋，如圖1所示。

由圖1可知：第一，從短期來看，碳稅政策的實施在一定程度上削弱了污染型廠商的生產積極性，將抑制其擴大再生產的意愿，導致污染型廠商利潤下降，產出水平降低。但從長期來看，碳稅政策的實施將推動污染型廠商通過提高碳減排技術水平來降低高額碳稅成本，對污染型廠商產出的負向效應也將逐漸熨平，此時社會總產出也將呈現出較大幅度的反彈。第二，碳稅政策的實施在增加企業(yè)成本的同時，企業(yè)也將迅速做出反饋，縮小生產規(guī)模，增強對清潔型產品的重視程度，將資金投入到碳排放治理領域，以扭轉支付高額碳稅的局面，因此，企業(yè)在碳稅政策沖擊下會增加投資需求。第三，碳稅政策的實施同時壓縮了企業(yè)利潤與居民的可支配收入，加劇了居民消費水平的下降。一方面，本文設定代表性家庭將消費和環(huán)境質量作為一個整體考慮，家庭不必擔心由于消費減少而導致的效用水平的降低;另一方面，碳稅政策的實施對消費呈現出顯著的擠出效應。但相對于碳稅政策的沖擊幅度，消費下降的幅度較小，僅下降了2.776%，這是由于本文假設政府將其收取的碳稅稅收部分轉移給家庭部門，提高了家庭當期的收入，降低了消費需求下降的程度，起到了穩(wěn)定器的作用。而后消費水平出現正向反饋，是因為隨著碳稅政策的實施，居民認識到清潔型產品的好處，居民消費模式中清潔型產品的消費比例將大幅提升。第四，本文模型假設作為中間品的廠商只有污染型廠商繳納碳稅，這將引導資本與勞動等要素在異質性廠商之間重新配置，逐漸向清潔型廠商轉移，使產業(yè)結構得以優(yōu)化。由圖1可知，碳稅政策的征收能有效改善環(huán)境質量，并且對產出及環(huán)境質量的影響時間較長，能夠實現提高環(huán)境質量與平穩(wěn)宏觀經濟波動的“雙贏”戰(zhàn)略。

3.2 清潔型廠商技術沖擊的動態(tài)效應分析

給予該經濟體一個單位為1%的清潔型廠商技術沖擊，由圖2模擬出的動態(tài)路徑可知：社會總產出與異質性廠商產出均在受到清潔型廠商技術沖擊時迅速偏離至穩(wěn)態(tài)值最遠，異質性廠商產出的偏離程度大于社會總產出的偏離程度，但沖擊對社會總產出的影響時間較長，約在25期內熨平波動，而清潔型與污染型廠商產出均可在10期之內回歸穩(wěn)態(tài)。清潔型廠商技術沖擊對消費呈現正向反饋，對環(huán)境質量的影響呈現先負后正的效應，投資與之相反，如圖2所示。

由圖2可知：第一，清潔型廠商技術沖擊對社會總產出與清潔型廠商產出有促進作用，對污染型廠商產出有抑制作用。這是由于清潔型廠商技術的進步使得清潔型廠商降低了生產成本，在原有的要素數量下生產出更多的商品。雖然資本、勞動等要素向清潔型廠商的轉移使得污染品產出減少，但從整體來看，仍然促進了社會總產出的提高。異質性廠商產出對沖擊的響應程度大于社會總產出的響應程度，這主要是由于要素在異質性廠商間的流動減小了技術沖擊對總產出的作用。第二，從環(huán)境質量的脈沖響應結果可知，雖然在沖擊初期會導致環(huán)境質量下降，但從長期來看卻可實現碳減排與經濟增長的“雙贏”。清潔型廠商技術的進步將使得污染型廠商產出下降，碳稅稅收減少，被用于環(huán)境治理的資金減少，導致環(huán)境治理能力有所降低，環(huán)境質量在初期顯示為負向效應。但隨著時間的推移，技術水平提高所實現的碳減排遠遠大于治理資金減少而帶來的碳排放增加，環(huán)境質量得以改善。第三，投資對于清潔型廠商技術沖擊的響應程度大于消費的響應程度，說明投資是清潔型廠商技術沖擊的主要傳導途徑。

3.3 污染型廠商技術沖擊的動態(tài)效應分析

給予該經濟體一個單位為1%的污染型廠商技術沖擊，由模擬出的動態(tài)路徑可知：與清潔型廠商技術沖擊的響應結果一致，三種產出亦在受到沖擊時偏離各自的穩(wěn)態(tài)值最遠，并且污染型廠商產出較之其他偏離程度最大;污染型廠商技術沖擊對社會總產出的影響持續(xù)時間最長，第40期時仍未熨平波動;環(huán)境質量呈現出較為明顯的正向反饋。消費在絕大多數時間內呈正向反饋，投資呈現先正后負的反饋，如圖3所示。

由圖3可知：第一，污染型廠商技術沖擊亦能使社會總產出與環(huán)境質量呈現較為明顯的正向反饋，實現經濟增長與環(huán)境質量改善的“雙贏”。社會總產出總體呈現正向反饋，這是因為污染型廠商技術沖擊對污染型廠商產出的促進作用大于對清潔型廠商產出的抑制作用。第二，對比圖2與圖3可知，污染型廠商技術沖擊對污染型廠商產出的正向效應大于清潔型廠商技術沖擊對清潔型廠商產出的正向效應，并且兩種技術沖擊對社會總產出的影響持續(xù)時間均較長。第三，技術沖擊即為技術水平的提高，生產效率得到改善，生產產品的邊際成本減少利潤增加，此時企業(yè)擴大生產規(guī)模將有利可圖，因此選擇追加投資、擴大規(guī)模，勞動力需求增加，勞動力市場供不應求，工資上漲，居民可支配收入增加，導致消費水平提高，表現為圖3中消費對沖擊的正向效應。

4 結論與建議

本文通過構建動態(tài)隨機一般均衡（DSGE）模型，模擬碳稅政策沖擊、清潔型廠商技術沖擊和污染型廠商技術沖擊對宏觀經濟與環(huán)境質量的動態(tài)效應，從而得出以下結論：第一，碳稅政策沖擊、清潔型廠商技術沖擊和污染型廠商技術沖擊均能實現“雙贏”，即在改善環(huán)境質量的同時實現經濟增長;第二，廠商技術沖擊對除自身以外的廠商產出存在抑制作用，且污染型廠商技術沖擊對自身產出的促進作用大于清潔型廠商技術沖擊的促進作用;第三，異質性廠商產出對2種技術沖擊的響應程度大于社會總產出的響應程度，這是由于要素在兩類中間品廠商之間的自由流動，使得技術沖擊對經濟體的影響得以緩沖，也說明健康、完善的市場競爭有助于經濟平穩(wěn)波動;第四，投資對3種外生沖擊的響應程度均大于消費的響應程度，從而得出投資是我國經濟增長的主要傳導途徑，印證了我國以投資為主要驅動力的增長模式。

基于上述結論，分別從政府部門、環(huán)境部門和廠商部門3個層面提出針對性的政策建議：政府部門應擇機開征碳稅，制定適合我國國情的碳稅政策，還應完善環(huán)境補償機制，給予家庭部門一定的稅收補貼，并加強環(huán)保宣傳教育力度，引導消費者與企業(yè)自覺樹立正確的生態(tài)文明價值觀;環(huán)境部門應創(chuàng)新環(huán)境治理模式，提高環(huán)境部門監(jiān)督權利，使環(huán)境部門真正參與到經濟社會的決策過程中;廠商部門則應持續(xù)推動技術進步，培養(yǎng)技術型和節(jié)約型人才，研發(fā)和推廣節(jié)能型產品，充分發(fā)揮環(huán)保技術對經濟增長的刺激作用。

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[編輯：厲艷飛]