碳税的区域经济与环境影响——基于可计算一般均衡模型的仿真

浦正宁

（东南大学 经济管理学院，江苏 南京210096）

人类过度能源消费带来的温室气体排放所引发的极端气候变化已成为全球共同关注的重大环境问题，而控制温室气体的排放已逐渐成为全人类的一项共识。基于联合国气候变化框架公约（UNFCCC）合作框架下形成的各种减排机制安排和明确了全球共同温室气体排放减少目标以及各个合作缔约方控制自身温室气体排放目标的共同声明性文件——《京都议定书》，便是全人类在这二十年间基于前述共识所达成的为数不多的几项减排成果之一。

在经历了三十余年经济的高速发展后，我国不仅成为全球第二大经济体，更是在2010年取代美国，成为世界上最大的二氧化碳（温室气体中减排控制最被关注的一种）排放国家（BP，2010）。2009年在哥本哈根召开的有关气候变化的COP15会议上，我国承诺以2005年为基年，到2020年将每单位GDP排放的二氧化碳排量减少45%，并宣布了与之相配套的财政调整政策：即于2011年在我国西部省份的石油与天然气行业中率先试点实施5%从价资源税。自2013年起，我国计划于13个省市试点开征碳税并预计于2015年将这一财税政策推广至全国。

本文以碳税实施为现实政策基础，以世界多区域结合一国多区域的可计算一般均衡（Computable General Equilibrium，CGE）模型分别对碳税政策对中国各区域以及世界不同地区可能造成的影响进行分析。

一、模型框架

CGE模型近年来已被各国学者广泛运用于对温室气体控制政策有效性的探讨中，国内的如庞军［1］，魏巍贤［2］，夏 传 文 等［3］；海 外 的 如 Conrad K［4］及Jack Pezzey等［5］。

本研究所使用的CGE模型是一个静态可计算一般均衡模型。模型市场被假设为完全竞争市场，市场上的所有生产代理的行为则遵从生产成本最小化的理论假设。而在国际贸易方面，本模型遵循Armington假设，即贸易产品因产地不同具备不完全的替代关系。模型的闭合采用新古典闭合作为模型的宏观闭合条件，在此条件下，各地区投资水平将在投资市场出清的条件下基于储蓄率内生。

对于环境变量而言，模型中各地区或国家的二氧化碳排放总量为外生变量，数据来源为世界银行数据库。本模型的总体结构可以划分为两部分：一是有关描述中国内容情况的一国多区域部分（Multi－regional CGE）；二是基于GTAP数据库描述除中国外世界其他地区经济活动的多国多区域部分。其中一国多区域部分的模型设定参考了Hosoe等［6］的一国静态CGE模型的构建以及Pu［7］对于中国一国多区域静态模型的构建。图1－图5即为对模型一国多区域部分的结构描述，图6－图10即对多国多区域部分的模型结构描述。

图1 中国国内生产结构关系

图2 私人用户代理的行为

图1所示即为模型中一国多区域部分的生产结构。对于国内s区域市场上j产业的生产代理而言，s地区的劳动投入与资本—能源综合产品基于不变替代弹性（Constant Elasticity of Substitution，CES）生产函数关系的基础上形成了该产业在s地区的附加值－能源综合投入；而该产业代理所依靠的其余各种综合中间投入品，则由各个地区的同种中间投入品基于CES生产函数形成。

图3 政府用户代理的行为

对于模型设定市场中的最终用户代理而言，他们的行为如图2与图3所示。图2所显示的是私人用户代理的市场行为。模型假定，各区域私人用户代理通过各种要素所获得收入将会全部投入到私人消费或者私人储蓄之中，其中私人储蓄部分的存货依照模型的闭合条件将全部以投资的形式投入到资本市场之中。

至于最终用户中的政府用户代理，模型假设所有的政府代理行为都为各数据划分地区的地区政府行为，现实中中央政府的行为并不在本模型考虑范畴之内。如图3所示，模型中的地区政府代理们的主要收入来源是税收，其中碳税为模型的外生冲击变量。在支出上，地区政府代理的支出行为与私人用户保持一致，即所获得收入仅存在消费及储蓄两个市场行为选择，且所有的储蓄将会依据资本市场的出清条件再次投入到地区生产之中。

图4 中国地区出口结构

除了本土市场各代理的行为以外，模型也对该一国多区域框架的国际贸易行为进行了描述，其中图4为模型中我国各地区的出口行为描述。其中，区域产出这一模块代表的正是图1中最顶层的某区域某产业的产出模块。对于模型中一个地区某产业的总产出而言，其将依据常弹性转化（Constant Elasticity of Transformation，CET）函数的函数关系划分为支持国内需求的国内供给部分以及支持海外需求的出口部分。

图5 中国各地区进口结构

图5所展示的进口结构表明，模型中来自海外市场的进口产品将与本土供给商品一同在CES生产函数关系下形成Armington综合商品（即符合Armington假设的同种产业综合性产品），这一综合产品将负责满足国内区域包括中间投入、最终用户消费以及投资在内的一切产品需求。

图6 中世界各区域生产结构

除了一国多区域的模型部分以外，本模型的世界区域部分采用的是一个简化了的GTAP模型结构。其简化部分在于：原版GTAP模型中存在一个“世界银行”部门以调整分配世界范围内资本的流动，但是在本模型中，并没有引入这样一个部门，本模型中的资本流动主要通过各区域一般账户下金额的变化加以考察。GTAP模型部分的生产结构如图6所示，与模型的一国多区域部分相比，其最大的不同在于该部分的附加值部分是由GTAP数据库所提供的劳动、资本、土地及其他自然资源等要素投入基于CES生产函数综合而成。

图7 世界各区域私人用户代理行为

图8 世界各地区政府用户代理行为

图9 世界各区域出口结构

图7中所示的市场行为基本与图2中所展示的一国多区域部分中居民代理的市场行为基本相同，唯一不同的是由于GTAP数据库的内容更为丰富，居民代理的收入来源可以扩展为劳动收入、地租收入、自然资源收入和资本收入等不同的收入来源。而对于世界区域部分的各地区政府代理们而言，与一国多区域部分相比，其市场行为的主要不同亦是来源于代理收入来源的不同。相较于一国多区域部分，世界区域部门的政府代理增加了关税与出口税以及附加值税两个部分的收入来源。

图10 世界各区域进口结构

世界多区域部分的进出口关系的结构与一国多区域部分仅存在些许的不同。如图9所示，一国多区域部分中的国外需求被进一步分解为来自中国的需求以及来自中国以外国家的需求。同样在图10所展示的进口结构中，来自中国的进口物品也与来自世界其他地区的进口物品进行了区分，并在CES函数关系下共同形成了集成进口品。在外贸结构中对于中国和其他地区的单列，主要是出于模型外贸市场均衡目标下市场出清函数关系的考虑所决定的。

二、区域与产业划分

（一）区域划分

1.中国地区划分

我国大陆依据地理关系以及各自的经济状况规划为8个地区（表1）。

2.世界区域划分

除中国以外的世界其他区域依照与中国间贸易的重要性关系以及二氧化碳排放量等被划分为九个区域（表2）。其中大洋洲、日本、美国、欧盟27国以及俄罗斯由于包含了主要工业化国家，因此被视为发达国家区域。

表1 中国地区划分

（二）产业分类

本研究中所使用的数据来源于中国区域间投入产出数据表 （2002）以及GTAP7数据库（2008）。其中，对产业的划分，中国投入产出表数据为30个，而GTAP7数据库中则为57个。为了使研究考察结果更具直观性，我们对其进行了重新归纳，整合至24个产业部门，划分后部门如表3所示。

表2 世界区域划分

表3 产业分类

为了使两个数据库的数据在模型仿真时可以匹配，我们对中国区域间投入产出表的相关数据进行了调整。

研究中所使用的GTAP7数据库是依据全球各地区投入产出表以及世界贸易组织等所公布的各国双边贸易数据而建立的综合数据库。在这一数据库中，大多数地区的投产表数据源自1998年或2002年，但各国双边贸易数据已更新至2004年。正因如此，GTAP7数据库一直标榜自己所代表的是2004年世界经济运行情况。而中国公布的最新区域间投入产出数据，均源自于1997年。为了平衡两库数据年份不一致的情况，我们依据中国2004年实际国内生产总值金额以及GTAP7数据库中我国当年与各贸易伙伴的双边贸易数据将原有的中国区域间投入产出表数据进行了修正。修正的具体方式为：2000年中国区域间投入产出表内各地区每个产业的进出口数据都依照原占同产业总进口及总出口的比例同步扩展为2004年的进出口额；除此之外的区域间投入产出表内数据则依据2004年比1997年的我国国内生产总值的成长倍数进行同倍数扩大，但同地区产业结构的变动并没有被考虑在内。

三、情景设定

基于所构建的MRCGE－GTAP模型，本文分别设定了五个不同情景以模拟分析我国、世界主要发达国家以及世界其他地区在不同减排目标下，碳税征收政策对于我国大陆各区域以及研究所划分的世界各区域的经济发展影响。这五种情景以全球二氧化碳减排量达到《京都议定书》或者哥本哈根COP15全球气候大会上主要排放国家的减排承诺为目标（表4）。

表4 主要发达国家的减排目标

鉴于《京都议定书》仍然是国际社会中仅存的有关二氧化碳减排的共同协定，我们将相较于1990年的排放水平，全球二氧化碳排放总量降低5.2%（等同于相较全球2005年的排放水平降低4.4%）作为全球二氧化碳减排最主要的情景目标。

除了《京都议定书》所提出的全球减排目标之外，由于欧盟与美国的累积二氧化碳排放量在近年已超过了全球排放量的三分之一还多①全球2009年的二氧化碳排放量为30313.248百万吨，其中美国为5424.53百万吨，欧盟为4307.285百万吨。具体数据参见US Energy Information Administration官方网页。，可以认为这两个区域的排放量的改变在很大程度上代表发达国家二氧化碳排放总量的变化。因此，我们将COP15会议上这两个国家和地区的减排承诺（美国：相较2005年的排放水平降低17%左右的二氧化碳排放量；欧盟：相较2005年的水平降低14%左右的排放量）作为发达国家减排目标的代表性承诺指标，具体的情景设定可见表5。

表5 情景设定

对于各个仿真情景而言，除了所达到的情景目标不同以外，各情景最主要的不同在于在情景中需要执行碳税的国家或区域不尽相同。如在情景1和情景2中，仅有主要发达国家需要执行碳税政策，中国则是在情景3与情景4中才加入到碳税执行的行列当中去，而最终的情景5所考察的，则是在全球共同执行碳税政策以达到京都议定书所商定的减排目标时，全球各国居民福利以及经济的变化状况。

四、模拟结果

在考察指标方面，本文选取了各地区居民福利的等价变化（equivalent variation，EV）变动率、二氧化碳排放消减率、各区域工业产出变化率作为考察中国区域以及世界各地区经济及环境影响的考察指标，各情景模拟的结果如下文所示。

（一）中国居民福利与二氧化碳排放量变化

在情景1和情景2中，由于中国并未执行碳税政策，因此国内各区域居民福利（如图11中所示）一般基本保持不变，而在情景3－情景5中，随着模拟政策执行力度的不同，我国各区域的居民福利等价变化出现了不同程度的降低。对模型中所设定的我国各区域而言，最大居民福利的减损出现在情景4当中，即当中国和工业化国家共同执行碳税政策以达到主要工业化国家哥本哈根减排承诺的碳税力度之下。紧随其后的福利损失出现在了情景3中，而在情景5——全世界共同执行无差别碳税也达到《京都议定书》所约定的全球减排目标——这一情景中我国居民的福利损失，相较情景4和情景3有着显著的减少。

在这三个居民福利减损的情景中，煤炭资源大量存在的中部地区损失最大。其次为我国最为外向经济的东部沿海地区以及我国最大油田所在地的东北区域。在研究所分类的我国大陆地区的八个区域中，居民福利损失最小的是北方直辖市区域，这也许是由于该区域中仅包含北京与天津两市的缘故：人口数量与经济总量的差别使得该地区福利损失绝对值的变化显得相对较小。

图11 中国各地区居民福利EV变动 （百万美元）

对于二氧化碳减排效果而言，在情景1和情景2中，我国并未施行相关的碳税政策，二氧化碳排放出现了增长。有鉴于此，我们选取了情景3－情景5来分析中国各区域二氧化碳减排效果，结果如图12所示，各区域二氧化碳排放的趋势与各区域先前所展现的居民福利降低的趋势基本相同。从图12中可以看出，减排效果最好的为南部沿海区域。在情景3中，该区域的二氧化碳排放量减少了9%，而在情景4中，该区域的二氧化碳排放量进一步降低了2%。

与该地区相比，国内其他地区的二氧化碳减排率明显较低，尤其是本应该作为重点煤炭产出地的中部地区，该地区的居民福利损失在各减排情景下一直位列国内各区域之首。对于中部地区而言，这一减排效果和福利损失的不对等，可用下列理由进行说明。尽管碳税的征收将会直接对区域经济造成负面影响并进一步地影响到所在地区的居民福利，但是需要注意到的是，中国是一个高度依靠煤炭能源的国家（煤炭资源在近二十年内我国一级能源消耗中始终维持了75%以上的高位占额），并且绝大多数的煤炭资源是由国内市场直接提供的，因此，作为模型划分中我国最主要的煤炭生产地，中部地区对于煤炭生产业的投入并不会停止。从最终用户的行为来说，由于在模型设定中市场上政府代理的行为分为消费和储蓄（全部进入地区投资），因此在中部地区政府所征收的碳税收入中较大的一部分，将会依照模型中各代理的行为设定，再次投入到该地区的支柱行业——煤炭生产业中去。这一再投资的行为，必然大大弱化碳税政策本应该起到的抑制二氧化碳排放的实际效果，并带来该地区居民福利损失然而二氧化碳排放并未减少的结果。

（二）中国工业产出变化

在所有中国参与了碳税征收的情景中（情景3，4，5），能源生产类产业如石油天然气采掘业，或者高耗能产业如石油提炼加工业和化工业的产出都显著地减少。仅有一些诸如服务业之类的低耗能产业，在这三个碳税征收情景中显示出了增长。反之，在中国未参与碳税征收的情景中，前述高耗能行业以及能源生产也都显示出了强劲的增长趋势。

除此之外，也有些产业的仿真结果值得重点关注。如纺织业与服装业在所有的仿真情景中都表现为产出减少。由于这两个产业是我国最为外贸导向型的产业，在我国未征收碳税的情景中，这两个产业的衰退可能是由于世界其他主要经济体相关的温室气体控制政策所带来的影响余波。

图13 中国各产业产出变化率 （%）

图14 世界各区域居民福利EV变化 （10亿美元）

图15 世界各区域二氧化碳减排率 （%）

（三）世界各地区居民福利变化以及二氧化碳减排效果

如图14所示，在大多数情景中，以工业化国家为主区域的居民福利都因为区域所实行的碳税政策而出现了显著的下降。在这些地区中，尤其以美国及欧盟所在地区在情景2和情景4下所显示的居民福利衰退最为明显。发展中国家以及最不发达国家仅在情景5中显示出显著的居民福利降低。这些地区的居民福利变化正好可以对于图13中我国纺织业以及服装行业的衰退给予解释：由于工业化发达国家是中国服装纺织品的主要买家，因此，这些地区的居民福利下降会自然地引起当地最终消费者对于此类基础消费品需求的抑制。理所当然地，作为主要纺织品与服装出口国的相关产业的产量必然受此影响而降低。这一事例同时说明了在全球一体化的贸易背景下，任何国家都无法避免类似于温室气体减排这样全球性活动事务的经济影响。

如图15所示，任何一个区域只要采取了碳税征收政策，必然会显著地带来二氧化碳排放量的降低，进而实现情景内的二氧化碳减排目标。在工业化国家达成它们COP15会议减排承诺的情景下，全世界的总二氧化碳减排率都明显地超过了原先《京都议定书》所设定的减排目标。因此，对于全球减排目标而言，相比于发展中国家以及最不发达国家，主要发达工业化国家理应需要承担更多的减排责任。

五、结论与建议

基于仿真结果，可获得的基本结论以及相关建议如下：

1.碳税的征收可以在世界范围内有效地降低二氧化碳排放量，而在主要工业化国家执行同等强度碳税的基础上，仅靠这一手段，就可使《京都议定书》的减排目标得以实现。进一步地，如果主要工业化国家认真实施碳税类政策以实现其在COP15会议上的减排承诺，那么《京都议定书》的目标可被大幅度超额完成。

2.对主要工业化发达国家的经济而言，碳税的征收都会有显著的负向效应。仿真结果显示这些国家与地区在各个情景下做出最大减排贡献的同时，亦需承受较大的居民福利损失。由此可见，无论从实际排放量方面还是从减排效果而言，主要工业化国家应在全球减排中承担起主要责任。同时，由于减排效果与居民福利损失的强度呈正相关关系，对主要工业化国家而言，在温室气体减排政策的制定中，构建合理的环境与经济平衡机制至关重要。其中，调整经济结构，改变经济增长模式，大力发展新能源以改变对现有高消耗能源产业的依赖这一在中国近些年被广泛提及的口号，对于维持环境与经济平衡这一议题而言，在世界范围内对于多数工业化国家而言同样适用。

3.由于全球贸易自由化等因素，我国的核心出口产业会因为主要工业化国家减排政策的执行而遭受损失。因此，在现今全球一体化的经济形势之下，中国不可能做到独善其身。因此，积极地参与到全球控制温室气体的减排中，并且从全球范围的政策制定层面就全面参与到减排活动中去方是最明智的选择。

4.鉴于碳税对于我国也有着显著降低二氧化碳排放的效果，但因我国各地区发展存在经济结构、水平等要素的差异，落后地区将会承担与发达地区相比更多的居民福利损失。应此，将碳税或其他温室气体减排政策于我国进行实际推广时，因首先在较为发达地区进行试点，以尽量避免此类政策对经济较不发达地区的过早损害。同时，当相关政策从试点政策转变为全国性政策时，对于经济较不发达地区，政府应在政策执行的同时，予以相关地区更多转移支付等补偿手段的考量。

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