碳稅征收對我國宏觀經(jīng)濟及碳減排影響的模擬研究：

基于動態(tài)CGE模型（GAMS軟件）

本文由婁峰老師撰寫，中國科學軟件網(wǎng)發(fā)布

一、引言

隨著自然資源的急劇消耗、污染物的大量排放和生態(tài)環(huán)境的日益惡化，頻頻發(fā)生的嚴重霧霾天氣使我們深刻體會和認識到發(fā)展低碳經(jīng)濟的迫切性和必然性。自 2007 年以來，我國 CO₂排放總量首超美國，居世界第一；2009年我國政府第一次以約束性指標的方式宣布，到2020年，中國單位GDP二氧化碳排放將比2005年下降40%-45%。然而，我國“富煤、少氣、缺油”的能源現(xiàn)狀，以及伴隨工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、現(xiàn)代化建設(shè)的巨量能源需求，使得我國未來碳排放形勢日益嚴峻。隨著國際氣候談判的進展和國內(nèi)減排形勢壓力的加大，征收碳稅已經(jīng)迫在眉睫，但由于種種原因，我國遲遲沒有實施碳稅。從技術(shù)層面上講，碳稅如何征收？征收多少？征收碳稅會對我國社會福利、宏觀經(jīng)濟及相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)什么影響？碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)是否存在？這都是亟待解決和明確的問題。

由于碳稅征收的影響度和波及面較廣，涉及行業(yè)、居民、政府等整個經(jīng)濟系統(tǒng)，因此，從國際文獻上看，大多部分學者均采用了具有嚴密理論體系、能夠模擬分析經(jīng)濟系統(tǒng)內(nèi)相互作用機理的可計算一般均衡（CGE）模型進行模擬分析，其中代表性文獻主要有：Whalley和Wigle（1990），Burniaux和Nicoletti （1992），F(xiàn)loros和Vlachou（2005），Galinato and Yoder（2009），Allan G. et al.（2014），總體說來，國外關(guān)于應(yīng)用CGE模型進行碳稅研究相對比較成熟。近年來，國內(nèi)關(guān)于碳稅的研究也不斷增加。賀菊煌、沈可挺等（2002）建立了一個靜態(tài)CGE模型分析了征收碳稅對國民經(jīng)濟各部門的影響；朱永彬等（2010）基于一個靜態(tài)CGE模型，通過引入碳稅，假設(shè)六種情景對碳稅政策的減排效果及其對宏觀經(jīng)濟和各產(chǎn)業(yè)部門的影響進行了分析；郭正權(quán)等（2012）基于靜態(tài)CGE模型分析了我國發(fā)展低碳經(jīng)濟中碳稅政策對能源需求與二氧化碳排放的影響；石敏俊等（2013）利用CGE模型，設(shè)計了單一碳稅、單一碳排放交易以及碳稅與碳交易相結(jié)合的復合政策等不同情景，模擬分析了不同政策的減排效果、經(jīng)濟影響與減排成本。與以上國內(nèi)文獻不同的是，王燦（2005）基于1997年投入產(chǎn)出表構(gòu)建了一個動態(tài)CGE模型，并用該模型模擬分析了基準情景下CO₂排放總量消減10%-60%假設(shè)情況下對邊際減排成本、經(jīng)濟增長和就業(yè)的影響。

從文獻上看，國內(nèi)相關(guān)碳稅CGE模型大多為靜態(tài)模型，應(yīng)用動態(tài)CGE模型分析碳稅的國內(nèi)文獻寥寥無幾，由于靜態(tài)CGE模型只能在基準年度范圍內(nèi)進行模擬分析，不能動態(tài)模擬碳稅的長期累積效應(yīng)，因此靜態(tài)CGE模型的模擬分析功能較為有限。雖然王燦（2005）構(gòu)建了一個動態(tài)CGE模型，然而該文的模擬假設(shè)缺乏現(xiàn)實意義，因為我國二氧化碳排放總量每年都在增加，在我國未完成城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展階段之前，二氧化碳總量減少的假設(shè)很難成立；國家“十二五”規(guī)劃中的二氧化碳減排目標也是設(shè)定為單位GDP二氧化碳減排，屬于相對指標，并非二氧化碳總量的減少。

在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國經(jīng)濟特征，本文構(gòu)建的可計算一般均衡模型主要有如下特點：①從技術(shù)層面上，本文根據(jù)最新的動態(tài)經(jīng)濟學理論，構(gòu)建出一個遞歸動態(tài)CGE模型進行碳稅政策模擬；②依據(jù)國家環(huán)境保護“十二五”規(guī)劃，采用相對指標，即以單位GDP二氧化碳減排作為衡量目標；③進一步把能源分為清潔能源和石化能源（石化能源進一步細分為煤炭、石油和天然氣），采用多層CES函數(shù)嵌套方式進行組合，并從碳稅征收方式和碳稅使用方式上綜合模擬分析碳稅及相關(guān)二氧化碳減排問題。

二、 動態(tài)可計算一般均衡（DCGE）模型構(gòu)建

1．宏微觀SAM表構(gòu)造及數(shù)據(jù)來源

本文以中國2007年135部門的投入產(chǎn)出表為基礎(chǔ)[1]，合并擴展成包含1個第一產(chǎn)業(yè)部門、15個第二產(chǎn)業(yè)部門和5個第三產(chǎn)業(yè)部門，行為主體分為政府、家庭、企業(yè)、投資和儲蓄、國外部門的宏觀社會核算矩陣（SAM）表，該表中的數(shù)據(jù)除了來源于2007年投入產(chǎn)出表外，還來自《中國統(tǒng)計年鑒2008》、《中國金融年鑒2008》、《中國環(huán)境年鑒2008》、《國際收支平衡表2008》、《中國能源統(tǒng)計年鑒2008》等統(tǒng)計資料。在宏觀SAM基礎(chǔ)上構(gòu)建微觀SAM，其中一個重要的細節(jié)內(nèi)容是對電力部門和石化能源部門的拆分（即使135部門投入產(chǎn)出表，石油和天然氣作為一個部門；電力也作為一個部門，沒有細分出火電、水電、風電等），拆分方法如下：根據(jù)《2008年中國電力統(tǒng)計年鑒》電力生產(chǎn)量的比重，把投入產(chǎn)出表中的電力部門按照火電占83.06%，核電、其它電力供應(yīng)占16.94%的比例進行拆分，其中煤炭、石油、天然氣只對火電的生產(chǎn)存在中間投入，對核電、其它電力供應(yīng)不存在中間投入分解；石油與天然氣開采的分解是根據(jù)我國2007年能源生產(chǎn)構(gòu)成，其中石油占能源總消費量的19.70%；天然氣占能源總消費量的3.50%，然后根據(jù)消費量的比例對投入產(chǎn)出表的數(shù)據(jù)進行拆分。

2．生產(chǎn)函數(shù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

本文的動態(tài)CGE模型的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)采用五層嵌套結(jié)構(gòu)，這也是目前國際學術(shù)界的主流方法之一，即中間投入的組合只包含非能源投入（列昂惕夫函數(shù)表述其關(guān)系），而將能源、資本和勞動力采用不變替代彈性（Constant Elasticity of Substitution，CES）嵌套。資本-能源-勞動力CES合成的嵌套結(jié)構(gòu)中依照各種能源投入的替代程度自下而上依次組合，如圖1所示。

圖1： 生產(chǎn)函數(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

三、 碳稅設(shè)計與模擬分析

1．碳稅設(shè)計

本文應(yīng)用CGE模型進行政策模擬中，計稅依據(jù)為CO₂排放量，并且采用國際常用的在化石能源使用環(huán)節(jié)征稅方式，具體碳稅設(shè)計為以下方程所示：

2．政策模擬一：碳稅征收方式模擬分析

首先模擬2007-2020年期間不同碳稅水平對我國二氧化碳排放強度及其邊際變化率、以及部門產(chǎn)出和價格等變量的影響。由于碳稅的征收，石化能源使用成本增加，勢必會使得企業(yè)通過研發(fā)或其他途徑積極提高能源使用效率，因此，本文在征收碳稅的同時，假定能源使用效率也發(fā)生改變，從而綜合模擬碳稅征收的減排效果。

表4 碳稅征收方案模擬情景設(shè)定表

（1）能源與碳排放影響分析

表5 2020年末不同碳稅水平下我國二氧化碳排放強度及其邊際變化率

從表5可以看出：⑴當不考慮碳稅時，當能源使用效率提高分別0%、0.5%、1%、2%，可以使得2020年我國二氧化碳排放強度相對基準情景分別減少0%、4.59%、8.70%和15.56%；考慮碳稅時，當能源使用效率分別提高0%、0.5%、1%、2%，可以使得2020年我國二氧化碳排放強度相對基準情景分別減少44.32%、47.15%、49.70%和54.04%；⑵要實現(xiàn)國家“十二五”規(guī)劃中“到2020年中國單位GDP二氧化碳排放將比2005年下降40%-45%”的目標，在僅考慮提高能源使用效率和征收碳稅兩種手段的前提下，若能源使用效率年增長率為0%，則需要征收碳稅大約為80元/噸；若能源使用效率年增長率為0.5%，則需要征收碳稅大約為70元/噸；若能源使用效率年增長率為1%，則需要征收碳稅大約為60元/噸；若能源使用效率年增長率為2%，則需要征收碳稅大約為40元/噸；⑶四種情景下的單位碳稅的二氧化碳排放強度邊際變化率均呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢，相比較而言，能源使用效率越高，單位碳稅的二氧化碳排放強度邊際變化率越大。

表6 2007-2020年期間不同碳稅水平下化石能源從價稅稅率表

表6所示：在其他條件不變情況下，單純依靠碳稅可以實現(xiàn)國家“十二五”有關(guān)二氧化碳排放強度的規(guī)劃目標，但這會引起化石能源價格的大幅上升。如表2所示：當碳稅稅率為80元/噸時，2007年，煤炭價格增長74.05%，石油和天然氣的價格分別會增長5.61%和7.73%；2020年，煤炭、石油和天然氣價格分別上升99.70%、8.48%和11.46%，這必然會引起較大的物價上升壓力；但若通過實施碳稅減排政策的同時，加強科技進步，提高能源使用效率（如情景Ⅳ），這樣，碳稅大約為40元/噸，就可實現(xiàn)我國“十二五”規(guī)劃中的有關(guān)二氧化碳排放目標，此種境況下，2007年相應(yīng)的化石能源價格分別上升31.24%、2.35%和3.18%，2020年化石能源價格分別上升47.27%、4.41%和5.09%，物價上漲壓力明顯減小。倘若能源使用效率進一步提高，相應(yīng)的碳稅將繼續(xù)減少，同時化石能源價格上漲空間必將進一步縮小。

（2）部門影響分析

征收碳稅，必將導致化石能源價格上漲，從而提高生產(chǎn)成本，不同部門的化石能源投入占總投入比例差別很大，并且不同部門各級生產(chǎn)函數(shù)、各種生產(chǎn)要素的替代彈性也不完全一致，以及對不同部門產(chǎn)品的需求差別，將對不同部門的化石能源需求產(chǎn)生不一致的影響，由此，對部門的產(chǎn)出價格、產(chǎn)出量、勞動、資本使用量、二氧化碳排放量、二氧化碳排放強度等將產(chǎn)生不同的影響。表7分析在情景Ⅰ中，能源使用效率年增長率為零（相對基準情景能源使用效率保持不變），碳稅為30元/噸時，2010年、2015年和2020年各部門的產(chǎn)出及其價格相對基準情景的變化影響。

表7 相對基準情景的部門產(chǎn)出和價格影響

表7結(jié)果可以看出，21個行業(yè)中，產(chǎn)出價格都有所上升，主要是由于征收碳稅，導致企業(yè)生產(chǎn)成本有所提高，其中，煤炭、石油、天然氣行業(yè)和消耗化石能源較大的電力（火電）、非金屬礦采選及非金屬礦物制品業(yè)、金屬礦采選及金屬冶煉業(yè)等部門價格上升幅度比較大，而且從時間上看，其價格上漲幅度在逐年增加；而消耗化石能源較低的農(nóng)業(yè)、金融及房地產(chǎn)業(yè)、批發(fā)零售和住宿業(yè)、食品制造與煙草加工業(yè)、科教文衛(wèi)社會服務(wù)業(yè)等部門的價格上升幅度明顯較小，而且，從時間上看，其價格上漲幅度在逐年減少。

從產(chǎn)出上看，21個行業(yè)中，煤炭采選及煉焦業(yè)、石油開采及加工業(yè)以及天然氣開采業(yè)的產(chǎn)出降幅最大，而且隨著時間的延長其產(chǎn)出降度在進一步擴大；雖然紡織業(yè)、化學醫(yī)藥業(yè)、電子通信、儀器辦公品制造業(yè)的產(chǎn)出在期初產(chǎn)出降幅較大[2]，但與化石能源部門不同的是，其降幅隨著時間的延長在逐步降低；另外，值得注意的是，低碳能源（水電、風電及核電）行業(yè)的產(chǎn)出在逐年增加，主要是由于化石能源價格提高后，低碳能源的替代作用開始逐步顯現(xiàn)，社會需求有所增加，而且隨著時間的延長，其替代作用逐漸加強。

3．政策模擬二：碳稅使用方式模擬分析

一般說來，碳稅會引起化石能源價格的上漲，從而導致企業(yè)生產(chǎn)成本提高、產(chǎn)品價格上漲，但是碳稅的不同動態(tài)循環(huán)使用方式，可能導致不同的企業(yè)收益、居民收入、居民消費、政府儲蓄、進出口、社會福利等社會經(jīng)濟變量發(fā)生改變。另外，學術(shù)界還存在征收碳稅是否可以達到“雙重紅利”的效果，因此，本文以二氧化碳排放強度相對基準情景在2020年降低20%為例，模擬分析不同的碳稅循環(huán)使用方式對社會經(jīng)濟變量的影響。具體情景設(shè)定如下：

表8 碳稅使用方式模擬情景設(shè)定表

表9 不同情景下的2020年宏觀經(jīng)濟社會變量[3]變動表

根據(jù)表9的分析結(jié)果比較分析情景V、VI、VII、VIII中的各宏觀經(jīng)濟變量的變化。情景VI中，相對基準情景，由于征收碳稅，居民的資本收入有所下降，雖然政府在征收碳稅的同時降低了居民的個人所得稅，但同時政府對居民的轉(zhuǎn)移支付也有所下降，由于減少的個人所得稅額低于政府轉(zhuǎn)移支付額，因此導致居民的稅前總收入水平比情景V下降幅度更大，但由于降低了個人所得稅稅率，居民稅后收入有所增加，居民的消費需求有所提高，因此居民的社會福利狀況比情景V有明顯改善。政府在總稅收相對基準情景保持不變的情況下，由于碳稅征收導致產(chǎn)品價格上漲，從而引起政府的實物消費減少。對于企業(yè)來說，征收碳稅導致生產(chǎn)成本上升，從而引起資本價格相對下降，因而企業(yè)收入和消費水平均有較大減少，同時由于國內(nèi)產(chǎn)品價格相對國外有所上升，造成出口明顯減少，進口增加。實際GDP構(gòu)成中，僅有居民消費相對增加，而政府消費、投資、進出口均減少，從而導致實際GDP有所下降?？傮w而言，情景Ⅵ在減少二氧化碳排放強度的同時使得社會福利水平有所增加，從而實現(xiàn)了碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)。

情景VII中，相對基準情景，對于企業(yè)而言，由于征收碳稅引起資本價格下降，從而企業(yè)收入減少，但由于降低企業(yè)所得稅稅率，企業(yè)儲蓄水平有較大幅的提高。居民由于資本收入的下降、政府轉(zhuǎn)移支付減少，居民總體收入下降，從而導致居民消費、居民儲蓄、社會福利水平相比情景V呈現(xiàn)更大幅度的下滑。政府的收入和儲蓄雖然沒變，但由于該情景下，產(chǎn)品價格上漲較大，因此，政府的實物消費降幅最大。實際GDP下降原因同上，但相比情景V和情景VI，實際GDP的下降幅度較小?？傮w說來，情景VII低企業(yè)所得稅，使得企業(yè)儲蓄和總投資有所提高，但也使得居民消費、社會福利水平與情景V和情景VI相比降幅更大。這說明征收碳稅的同時降低企業(yè)所得稅不能實現(xiàn)碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)。

圖2 2008-2020年期間不同情景下社會福利變化圖

情景VIII中，由于降低了間接稅，而間接稅發(fā)生在國內(nèi)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，因此，企業(yè)可以將稅負部分地轉(zhuǎn)嫁給消費者，從而影響國內(nèi)需求和出口，因此，雖然該情景下企業(yè)收入有所下降，但下降幅度小于其他三種情景。對居民而言，居民的勞動收入和資本收入下降，政府轉(zhuǎn)移支付也有所減少，因此居民總收入水平與情景V相比略有下降，但由于降低了間接稅，國內(nèi)產(chǎn)品價格有所下降，因此，居民的消費需求、社會福利水平與情景V和情景VII相比均有所提升。政府的收入和儲蓄不變，但由于國內(nèi)產(chǎn)品價格有所下降，因此政府的實物消費相比情景VI和情景VII均有所增加。由于居民消費、政府消費、凈出口改善較大，因此，實際GDP的降幅相比其他三種情景降幅最小。從圖2可以看出，情景VIII中，社會福利降幅微小，并且隨著時間的推移接近于零。這說明，征收碳稅的同時降低企業(yè)間接稅，可以使得碳稅對社會福利的影響微乎其微。

四、 結(jié)論和建議

1．在其他條件不變情況下，單純依靠碳稅可以實現(xiàn)國家“十二五”有關(guān)二氧化碳排放強度的規(guī)劃目標，但這會引起化石能源價格的大幅上升，這將會引起較大的物價上升壓力；但在加強科技進步，在提高能源使用效率（年增長率為2%）的前提下實施碳稅減排政策，40元/噸的碳稅征收標準為就可實現(xiàn)我國“十二五”規(guī)劃中的有關(guān)二氧化碳排放目標。另外，隨著碳稅稅率的增加，單位碳稅的二氧化碳排放強度邊際變化率均呈現(xiàn)逐漸減小的變化趨勢，相比較而言，能源使用效率越高，單位碳稅的二氧化碳排放強度邊際變化率越大。因此，提高能源使用效率可以有效地增強碳稅的實施效果，我國應(yīng)加強技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新，促使我國的能源使用效率不斷提高。

2．從行業(yè)上看，21個行業(yè)中，產(chǎn)出價格都有所上升，其中，煤炭、石油、天然氣行業(yè)和消耗化石能源較大的電力（火電）、非金屬礦采選及非金屬礦物制品業(yè)、金屬礦采選及金屬冶煉業(yè)等部門價格上升幅度比較大，而且從時間上看，其價格上漲幅度在逐年增加。消耗化石能源較低的農(nóng)業(yè)、金融及房地產(chǎn)業(yè)、批發(fā)零售和住宿業(yè)、食品制造與煙草加工業(yè)、科教文衛(wèi)社會服務(wù)業(yè)等部門的價格上升幅度明顯較小，而且，其價格上漲幅度在逐年減少。另外，隨著化石能源價格的提高，低碳能源（水電、風電及核電）行業(yè)的產(chǎn)出在逐年增加，替代作用逐漸加強。

3．若采用在能源消費環(huán)節(jié)征收碳稅，同時降低居民所得稅稅率，保持政府財政收入中性的稅收方案，可以實現(xiàn)在減少二氧化碳排放強度的同時使得社會福利水平有所增加，從而實現(xiàn)了碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)；而保持政府財政稅收中性，在征收碳稅的同時適當降低企業(yè)所得稅，并不能實現(xiàn)碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)。因此，從社會居民福利水平的角度，要實現(xiàn)碳稅的“雙重紅利”效應(yīng)，我國碳稅征收應(yīng)與居民所得稅改革相同步。

4．若采用在能源消費環(huán)節(jié)征收碳稅，同時降低企業(yè)間接稅率，保持政府財政收入中性的稅收方案，比采用在能源消費環(huán)節(jié)征收碳稅，同時降低企業(yè)所得稅稅率，保持政府財政收入中性的稅收方案，更能減弱或消除因征收碳稅對社會福利水平產(chǎn)生的負面影響。因此，從對碳稅對社會福利水平產(chǎn)生負面影響的角度上考慮，我國在實施碳稅的同時，適當降低企業(yè)間接稅對社會福利水平產(chǎn)生的效果好于適當減少企業(yè)所得稅的效果。

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