【经岚传递】布坎南批判的延伸：市场力量对不同排放规制策略福利后果的影响

【经岚传递】16L47

布坎南批判的延伸：市场力量对不同排放规制策略福利后果的影响

——[读论文]之“环境经济政策分析”系列

编译/Belial02

本期【经岚传递】所介绍的是来自于Meredith Fowlie、Mar Reguant和Stephen P.Ryan发表在NBER(2012)的“Market-Based Emission Regulation and Industry Dynamic”一文。

内容简介

本文评估了碳税（Carbon Tax）、按历史分配配额（grandfathering regime）、按产量分配配额（“dynamic updating” regime）三种规制方法一旦应用在波特兰水泥（Portland Cement，又称硅酸盐水泥，水泥的一种，并不特指波特兰地区的水泥）行业所造成的社会福利影响。

分析框架

在对温室气体排放进行管制的时候，碳交易机制（Emission Trading Scheme，ETS）是一种常见的“配额+交易”（cap-and-trade，CAT）机制。其优点在于，在前提假定全都得到满足的条件下，这种机制能实现社会资源最优配置（Coase，1960；Dales，1968；Montegomery，1972）。但现实世界比理想环境更加复杂。Buchanan（1969）指出，在市场集中度高、市场力量强的行业中，规制会导致本已扭曲的生产者和消费者剩余更加恶化，其损失可能会超过减少排放的收益。除此之外，对于那些不仅仅会伤害排放源头所在地的环境的污染物，比如温室气体，局部地区的规制会迫使生产者转移到周边没有规制的地方（emission leakage），影响减排效果。这可以通过图1说明。

注：图中的蓝线表示征收比例为【τ】的碳税，红色则考虑了在征收碳税的同时对产出进行补贴s的情形。

图1是一个垄断条件下存在外部潜在竞争者的经典模型。右图描绘了市场的需求与供给情况，左图描绘了海外生产者的供给情况。本地居民对产品的需求曲线是最上方向右下倾斜的斜线，标记为市场需求（market demand）。由于在每一个价格水平上都会进口左图对应的产量，本地生产者面对的实际市场需求是总需求减去进口量，即粗黑斜线AF，由于存在垄断，其实际边际收益曲线为EH所对应的粗黑斜线。边际收益和边际成本的交点H对应的产量Qdbase就是没有管制下（基准情境baseline）本地生产者的均衡产出。可以看到，市场力量产生两个作用：一是限产提价；二是产品由边际成本高的外国生产者提供。

假设这种产品的排放物对全球都会造成影响，单位产量排放e，单位排放的社会成本是τ，因此社会边际成本MCτ等于MC+τe。不存在进口的情况下，此时社会最优均衡产量应为Qτ，价格为Pτ。

如果考虑进口，假定国外厂商的单位产量排放为efringe，左图虚线代表其边际社会成本（MCfringe+τefringe），此时右图斜向右下的虚折线代表了本地生产者面对的社会收益曲线，其与MCτ的交点决定了此时社会最优价格P×，该价格对应的Q×则是社会最优的总消费量。

假定政府对本地生产者进行排放规制，使单位排放的成本增加τ。假定垄断生产者是价格接受者，这个费用的形式可以是排污税，也可以在排放交易机制中用拍卖排放权或按历史分配（grandfathering）的方式施加。

图1展示了为什么环境规制的本地福利效应可能是负的。由于规制提高了成本，价格上升，消费量下降，消费者剩余中无法由本地生产者获得的部分是ABCD，本地生产者剩余的损失无法通过收费来弥补的部分是BCHF，减排带来的正面效果是EFGH，这样，规制导致的福利损失大于减排的福利收益，净损失是AEFCD。此外，由于该排放物具有全球影响，如果所有的进口产品都是由外国生产者生产，还应考察排放的转移效应（emission leakage），即境外生产者增加的排放带来的负效用，表示为左图中的阴影部分。

作者在后文还考察了对进行规制的行业进行基于产量的补贴的情形，在排污税的情况下可以是税收抵免，在排放权交易机制下可以通过一定比例的排放权分配。这可以促进提高产量，减少排放的转移效应，同时改善贸易条件。但进口份额高仍然使社会最优状态无法达成。作者认为，政策工具数量必须至少与市场失灵的因素一样多（丁伯根法则）。排污税和产出补贴分别用来应对外部性和市场力量，因此还需要一种工具来应对境内外不平等的管制要求。为此作者考虑了跨境惩罚性税收（Border tax adjustment，BTA）。

因此，如果一个行业在进行环境规制之前就（1）存在市场力量、（2）产品易于进口、（3）排放物本身不仅对生产地造成伤害，那么规制产生的本国福利效果是非常复杂的。本文考察的波特兰水泥行业就具有市场集中度高、排放的温室气体对全球都会造成伤害的特点。同时，尽管水泥的陆地运输成本很高，传统上有较强的本地生产、本地消费的特点，但1970年后，随着技术进步，水泥的海运成本变得非常低廉，进口水泥的市场份额从不到3%逐渐增长到25%。这些条件使得波特兰水泥行业非常适合用来检验作者提出的论点。

社会福利的分解

如上所述，社会福利的变化可以分解成三个部分：

W1本地经济剩余的变化：除了图1中的EFGH区域（消费者剩余的减少没有转变成生产者剩余的部分）和BGHF区域（生产者剩余的损失没有转变为政府收入的部分）之外，还包括其他排污税和跨境税的收入。

W2本地工业排放的损失的变化：图1中这一部分是τe×（Qdb-Qdτ），区域EFGH。如果进行税收减免s，则是τe×（Qdτ-s - Qdτ）。

W3排放转移效应：左图中的阴影部分，没有退税时等于

，而在有退税的情况下等于

。

静态效应和动态效应

本文分别考察了静态效应和动态效应。静态效应和动态效应的差别在于，静态效应假定生产者只能进行产量调整，而不能通过投资或撤资来改变生产能力；动态效应则考察了规制导致企业投资和撤资并进一步对社会福利产生的影响。

估算模型

设每个市场上最多有N ̅个生产者，每个市场都用向量s和e分别描述产能和排放率。排放率分三档，分别对应三种生产技术。在位企业的情况可以观察，假定未来新进入企业都采用最先进的生产技术。折现率设定为0.9。生产者每年需要做决策决策：（1）首先在位生产者基于进入成本冲击（shock）决定是否退出。（2）潜在进入者收到投资和进入成本冲击，同时在位者中决定不退出的收到投资成本冲击。（3）所有在位生产者进行产量竞争（退出者当期仍然生产）。（4）退出和进入（投资需要一年时间形成产能）。然后进入下一年。

静态模型

固定弹性需求函数：

固定弹性进口供给函数：

市场m的需求Q和进口量M是关于价格P的函数。假定进口的弹性是外生变量。生产者需要在产能限制下最大化自己的当期利润：

第二项生产成本C设定为：

其中第二项表示如果产量超出v，则需要支付更高的边际成本如机器高负荷运转导致维护时间不足，成本上升。

式（3）中第三项为环境规制成本，文中模型也不考虑环保技术改进，因此不考虑τ随时间增加的规制方式。但是不同规制方式下成本不同。文中一共考察了四种不同的规制方式：排污税或通过拍卖的排污权交易机制；按历史分配配额；（在规制基础上）以产出为基础退税；排污权拍卖辅以跨境税。前三者对应的成本分别设定为：

A表示免费分配的一定配额，本文中是0.425×e，如果退出则自动放弃，新进入者不享有免费配额。（7）式中根据欧洲的EU ETS (2013-2020)设定可接受的排放标准为0.716。

至于第四种规制方式，BTA并不会影响规制成本，因此与（5）式相同。但进口供给曲线会发生变化：

 动态模型

投资成本包括固定和可变成本，其中固定成本 服从均值 方=标准差 的正态分布：

进入需支付固定成本，退出可以出售资产获得收入，同样都服从正态分布：

这样，每期的利润函数为：

 计算社会福利

每期W1、W2、W3所对应的福利部分为：

每期基准情境（baseline）的社会福利设为 ，这样W1就表示为各期相对基准的福利变动的现值，W2、W3求法类似：

数据

水泥行业数据来自美国地理调查（U.S. Geological Survey，USGS）和波特兰水泥协会（Portland Cement Association），设备、主要使用的能源、产能等数据来自工厂信息调查（Plant Information Survey，PIS）。系数分别通过回归模型估计或通过引用其他研究成果。

主要结论

在一个相当宽的CO2定价范围内，环境规制政策都造成社会福利净损失。其中碳税或通过拍卖分配的排污权交易造成损失最大，提供部分免费配额或退税可以减少福利损失。在价格水平较高的设定下，跨境税对于提高社会福利的效果非常明显。

理论上，决策者也可以通过使排污费用低于社会成本来提高社会福利。如果碳的成本为每吨21美元，最优的排污费是0，任何其他价格导致的生产端福利损失都远超污染造成的社会成本。

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