第三节　气候变化与碳减排

如果二氧化碳对人们的生活没有什么影响，那么，它是否呈现出EKC特征则无关紧要。然而，自然科学界的许多研究将全球气候变化与二氧化碳在大气中的浓度联系起来，并进一步把极地冰山融化、海平面上升、极端天气频繁出现等气候恶化现象归咎于这种联系。可见，二氧化碳的排放不仅不是一个无关痛痒的问题，甚至是事关未来人们福祉的重要问题，那么自然地，二氧化碳的排放是否越过了EKC的拐点？若未越过则何时能越过？人们应采取多大力度的措施来降低二氧化碳的排放量？这一系列问题就会接踵而来。

但是，碳排放问题并不像其他污染排放物那么容易解决。这源于二氧化碳具有不同于其他污染排放物的特性——它对排放当地没有太大的直接负面影响；它易于扩散；其排放具有全球的外部性。因此，虽然理论层面的研究告诉我们，需要人为干预来促使碳排放呈现出EKC特征，但同时也要看到，地球大气层是一个没有主权更没有产权的公地，一国的单独减排行动不仅具有较大的正外部性，使得减排激励不足，更重要的是，它很可能完全于事无补。碳减排要求以一个国际合作框架来应对。再者，碳减排技术的开发还牵涉到科技创新的技术外溢问题，这与碳排放的负外部性、全球公共性结合在一起，使得碳排放的治理问题呈现出前所未有的复杂性和艰巨性（Dietz et al．，2009）。2009年年底的哥本哈根气候峰会未能达到预期目标，就是这种复杂性的一个表现。

一、可再生资源的危机

以往，人们对不可再生资源的有限性感到忧虑，觉得矿产和油气资源一旦开采完毕，人类将陷入困境。但是几十年过去了，那些初级资源的价格并未如预想的那么快速上涨。这表明，引致型的技术进步的确可以使得人类对初级资源的需求呈递减趋势，从而使得不可再生资源的有限性在一定条件下并不排斥经济规模的扩大。然而，碳排放反映出的问题却与此截然相反：它反映出的是可再生资源逐渐枯竭的危机。

地球的自然生态系统吸收二氧化碳的机能，可以被视为是一种可再生资源。比如，植物的生长需要二氧化碳和太阳光。如果没有人类的活动，大气中较高的二氧化碳浓度将促进植物的生长，森林面积随之扩大，而森林面积的扩大有助于降低二氧化碳的浓度。可见，在自然循环之下，大气中的二氧化碳浓度能够在森林面积的调节下维持在一个稳定的水平上。森林面积就相当于是一种针对二氧化碳浓度的可再生资源。

然而，随着工业活动规模的扩大，人们在使用碳基能源的过程中所产生的二氧化碳排放速度逐渐超过了海洋和自然生态系统的吸收速度。同时，人类经济规模的扩大伴随着人类活动空间的扩大，使得森林面积下降，这削弱了自然生态系统吸收二氧化碳的能力。两方面的因素结合起来，使得大气层中的二氧化碳存量越积越多，二氧化碳浓度也越来越高。这被认为是温室效应和气候变化的主要原因。

除此之外，森林本身也是一种可再生资源。树木被砍伐、利用后，在原地可播种新的树种，经过若干年后，还能长出新的树木。这是森林与可再和资源与石油、矿产资源等不可再生资源所不同的地方。其他可再生资源还包括生物多样性。随着人类活动空间的扩展，其他生物的生存空间被压缩，导致一些物种灭绝。多样的生命形式是大自然赐予我们的天然活标本，它的下降实际上意味着人类将来能够观察的生命形态的减少。这与极地冰山的融化相类似，它们可能都是不可逆的（Scheffer & Carpenter，2003）。即便人类通过各种措施把二氧化碳浓度降了下来，生物的多样性再也难以增加，极地的冰山也很难快速凝结。

种种迹象表明，人类的活动已经触及地球承载能力的上限（Dean，1992）。它所涉及的，不仅仅是资源储量的有限性问题，而是自然生态系统的再生能力问题（Brock & Taylor，2005）。在传统的环境污染问题中，污染排放涉及的还只是排放当地的承载容量。在当地生态系统消除污染排放的速度慢于排放速度时，污染就会在当地累积起来。有关EKC的各种争论，多是针对这种情形，而未涉及地球的承载能力（Arrow，et al．，1995）。

而对于具有再生能力的生态系统，对它的消耗并不停留在数量减少的层面，更在于生态系统量变引起质变的变化很可能是不可逆的，而且很可能会对人类社会带来灾难性的后果。Brander & Taylor（1998）用经济学方法分析了太平洋复活节岛上的文明兴衰过程，发现岛上森林在1000年的时间跨度上逐渐被居民消耗光，这是导致该岛文明由兴转衰的原因。由于科学知识的匮乏，人们往往不清楚对生态系统的消耗会带来怎样的后果；由于生态系统的演变非常缓慢，远远长于人的寿命长度，所以单个个体的人总是以生态环境为给定的外部条件，从而对自己消耗生态资源的危险性无法充分认识。森林这种可再生资源的被过度使用，导致岛屿生态系统的崩溃，资源再生能力一降再降，终于使得该岛屿的文明在历经千年之后几近消亡。

在某种意义上，地球的大气生态系统就像复活节岛的森林。碳排放的空间和容量是地球提供给人类的一种可再生资源。由于二氧化碳的上述特性，人们对碳排放问题往往疏于做出反应（McConnell，1997）。三百年的工业文明无声地消耗着大气生态资源，从而导致了如今的气候变化问题。如果人类不加以重视，整个地球可能变成另一个复活节岛。相对而言，森林还可以被赋予产权或被保护，而地球大气基本上不能被赋予产权，也基本上不可能单独由哪个国家进行保护，因而气候变化、二氧化碳减排问题，就尤其难以解决。

二、主流分析工具：气候变化综合评估模型（IAM）

对碳排放和气候变化问题的宏观经济研究，是从Nordhaus（1982）开始的。此文虽短，却对二氧化碳的特性、减排合作、政策手段、不确定性等相关问题，都有所提及。在后续的研究中，采用传统的理论模型定性分析与计量实证分析这两种途径的，并不太多。它们所关注的问题，主要还是碳减排与经济增长之间的关系是怎样的。Jorgenson & Wilcoxen（1990）估算出，美国汽车减排导致美国经济增长率下降了0.051%。这意味着碳减排对经济增长有非常大的负面影响。Gradus & Smulders（1996）则用内生增长框架来研究可持续的经济增长与环境质量的维护同时存在的条件。Eichner & Pethig（2009）另辟蹊径，构建了一个IEES（Integrated Ecological-economic System）理论模型，包含生态系统与经济系统之间的双向联系。尽管该论文在生态系统的微观基础上下足了工夫，但是为了能让定性分析得以进行，它不得不在经济系统的设定上做出极大的简化和抽象，因此，从经济学视角来看，其宏观分析就略显欠缺。

（一）IAM的概况

分析碳排放和气候变化的主流方法是气候变化综合评估模型（Integrated Assessment Models，简称IAM）。IAM把自然界的变化与人类经济系统的活动整合在一个框架中，其基本结构是：经济系统在运转过程中产生二氧化碳，二氧化碳使得生态系统发生变化，这种变化再影响到经济系统，形成一个循环流（参见图2－3）；政策干预变量在经济系统模块嵌入。IAM大多以新古典增长模型为基础（图2－3的左半部分），再将自然生态系统和碳排放整合进去（图2－3的右半部分）。这一做法相当于在经济系统中引入一种自然资本（Bovenberg & Smulders，1995）。接下来，研究者对参数进行校准，再通过软件编程做数值模拟，以观察和预测未来一段时期中二氧化碳排放的轨迹（Kelly & Kolstad，2001）。这一思路介于纯理论的定性分析与计量实证分析之间，既秉承了前者基于结构系统的优势，把分析预测基于参与者的理性行为之上，又可以给出具体的估计数值。

显然，无论是经济领域还是生态领域，人类的知识都还相当有限。IAM却要把这两个本来就没有研究透彻的系统整合在一起，其中的维度之大，足以保证不同的研究者在选择把什么放到模型系统里时享有足够大的自主性。自20世纪90年代以来，IAM的发展历程的确表现出较大的多元化特征。有的IAM侧重于生态系统，有的侧重于经济系统，在参数取值上也多有不同。这导致出现了二十多个不同版本的IAM模型，其中较为重要的是MERGE（Manne，et al．，1995）、DICE（Nordhaus，1994）、RICE（Nordhaus & Yang，1996; Nordhaus，2009）、FUND（Tol，1997; Tol，2001）、PAGE（Hope，2006）。在详细的文字分析背后，著名的斯特恩报告中的（Stern，2006）基础性技术工作就是PAGE模型。

这些IAM模型可分为政策评估与政策优化两大类（Kelly & Kolstad，1999）。政策评估模型（Policy Evaluation Models）是考虑某个特定的政策选择对气候和经济的影响；政策优化模型（Policy Optimization Models）则带有双重目标，既要做政策评估模型的事情，也要考虑在减排成本与控制气候变化幅度这两个方面的权衡取舍，选择有效率的政策力度。在上面列举的IAM模型里，PAGE属于政策评估类，而其他几个都属于政策优化类。

（二）IAM的技术特性

不同的IAM模型在设定结构上的细节差异，并不适于在这里展开详述。不过，它们所面对的困难是相同的。

第一，如何容纳气候变化的全球性与一国碳减排政策的区域性？气候变化的影响范围是整个世界，而各个国家的主权却是有地域限制的，其碳减排政策无法越出国界。要估算出减排效果和碳排放轨迹，必须将全球各国的碳减排行动都考虑进来。由于世界上的国家数目多达近200个，如果完全按照现实情况去处理，那将复杂到几乎不可能展开分析的程度。对此，常见的处理思路是把世界分成几个大的区域。比如欧盟、美国、中国、日本、亚太新兴经济体、资源型经济体（包括俄罗斯）、欠发达国家。不同的IAM在具体划分上存在出入，像FUND模型就将世界分成了九个区域，而不是上面所列的七个。在把整个世界分为几个有限的区域后，再分析一个区域（尤其是一个大国）的碳减排政策，就方便多了。即便如此，要把一个区域内所有国家的GDP、资本存量进行加总以及计算全要素生产率，也不是一件轻松的事情，研究者搜集数据的工作量很大。

第二，如何在宏观一般均衡模型中容纳不同区域之间的减排博弈？将世界划分为少数几个区域的做法，只是简化分析的第一步。由于碳减排的参与者数目有限，每一方的减排不仅影响自己，也会影响到别人。亦即，每一方的碳减排都不会独立于其他方，必须考虑参与各方的策略博弈。然而，IAM所基于的新古典增长模型属于一般均衡框架，它以竞争性假设为基础。文献中还没有出现把博弈行为嵌入一般均衡的成熟处理方法，但又无法绕开这一难题。对此，IAM的处理思路是仅观察少数几个博弈场景，即：不减排（Business as Usual，缩写为BAU）、非合作纳什均衡解、完全合作解。起初，大家仅仅计算BAU和完全合作解，后者是从社会计划者的角度解出对社会而言最有效率的减排力度，参与方之间将毫无保留地充分合作，它与BAU固然构成最好与最差的两个极端，但它们之间的差距也可能会过大。后来，IAM文献开始借鉴IPCC的做法（Schenk & Lensink，2007），计算某些特定博弈场景下的碳排放结果，比如RICE计算非合作纳什均衡解，这可为预测未来的碳排放轨迹提供一个基准。

第三，如何处理气候变化影响经济系统的不确定性？气候变化固然会影响到经济系统，但是具体通过什么途径来产生影响？会影响到哪个或哪些国家？影响的力度有多大？影响一定是负面的吗？这样的问题，都是难以做出准确判断的。从自然生态系统到经济系统这个环节，存在着巨大的不确定性。IAM在做数值模拟时，必须模拟出这种不确定性，但这在技术上却是颇具挑战性的一件事情。

研究者先要选择一种合适的编程语言，将来自理论模型的随机非线性动态系统转换为电脑程序。一个获得推荐的程序是GAMS（Duraiappah，2001），但据笔者的经验，这个软件并不好用。原因在于，在数值计算过程中报错时，该程序并不能清晰地说明错误出在哪里，从而导致研究者不清楚如何修改程序。选择编程语言之后的数值模拟过程，仍属于前沿的技术性范畴，研究者们在尝试多种新方法。Leimbach & Bruckner（2001）引入一个碳排放的可忍受窗口；如果根据某一种政策力度，在计算过程中出现碳排放量越过了这个窗口，就自动停止计算，这可大大减少计算量。von Below & Persson（2008）尝试采用蒙特卡罗方法处理不确定性。Weitzman（2009）特别针对小概率但高损失的气候灾难这一可能性，进行了非常仔细的研究；其结论之一是，对不确定性的处理的确非常困难。

三、碳减排行动的缓急之争

温室效应的全球性与各国主权的地域性及利益多元化的矛盾，要求一个合适的国际合作框架来应对（胡振宇，2009），但是在如何行动上，各方则出现了严重的分歧。斯特恩报告（Stern，2006）认为，若推迟减排或减排力度不足，则以后将付出20%GDP的巨大代价，因此，他主张各国立刻采取坚决有力的行动，降低未来灾难的发生概率。这一观点似乎成了欧美在哥本哈根气候大会上强压中国减排的理论依据。与之相对的另一种观点是气候政策坡道说，即近期的减排力度可以较小，在中远期再逐步加大减排的力度（Olmstead & Stavins，2006; Pindyck，2009），这样可借助低碳技术的进展来降低减排成本，动态效率较高。

论战的双方都是基于IAM这个分析工具，得出各自的判断结论。既然都是基于同一种分析技术，那么，各方结果的合理性就是可以比较和判断的。Nordhaus（2007）、Weitzman（2007）等文献认为，斯特恩报告的结论所基于的参数设定并不符合经济学传统。经济学文献通常将一年的时间偏好率设定在3%—5%左右，而Stern设定的是0.1%，这大大强化了人们对未来的重视程度。更重要的是，不管参数怎样赋值，它们都必须满足在宏观经济学中起基础性作用的跨期优化方程——拉姆齐规则。但在Stern的参数设定下，假如其他参数的取值未严重偏离传统的合理取值范围，那么，拉姆齐规则就不能成立。此外，Anthoff & Tol（2009）用FUND模型重做了斯特恩报告的技术分析工作，发现后者存在偷换概念等严重失实行为。从专业角度看，这些缺陷都是致命的疏漏。所以，多数文献认为，斯特恩报告的贡献主要在于调动起世界对气候变化的关注，但它的判断结论并不可靠。

事实上，在斯特恩报告出来之前，学界已经计算过了二氧化碳排放的后果，并提出过相应的减排建议。虽然大家的方法和结果相差较大，但都远未达到Stern所估算的危险水平。而且，几乎所有模型的预测结果都表明，全球二氧化碳排放总量的EKC拐点不会在2050年之前出现；在政策建议上，比较接近的观点则是，碳减排力度应逐步加强，即为“气候政策坡道”。

四、碳减排的措施选择及制度安排

IAM是从宏观层面对碳减排进行分析，往往会把碳排放的多种来源、碳减排的多种形式都抽象掉了。政策干预变量仅以排放一吨碳需支付多少产出的广义碳税来体现，而不管它是通过哪种途径（行政管制、数量许可证、排放税）来实施的。不过显而易见的是，对具体的减排措施的研究也是十分重要的。有一部分文献研究的就是减排措施与减排效率之间的关系。Mohtadi（1996）用理论建模来回答这样一个问题：在考虑到环境因素时，什么样的政策更有利于保证增长？其结论是，结合数量控制和税收补贴，将比单纯使用税收补贴手段要好。Antweiler（2003）考察的是政府的减排政策与企业减排行动之间的关系。它用博弈模型和实证分析得出的结论是，若依靠制定排放标准和排放税这样的绿色规制措施，实际的效果将因企业的隐藏信息或隐蔽行动而变得很有限。Popp（2002、2010）则认为，仅仅依靠技术进步或者仅仅依靠碳税去减排，都是不够的。通过技术研发来寻找替代能源，或许是碳减排的根本解决办法；但相关的技术存在跨国溢出的问题，这就需要使用包括碳税在内的制度安排予以引导。Goulder等（2009）研究了中央政府与地方政府减排政策冲突的问题，他认为当地方政府的减排政策比中央的更为激进时，地方的政策效果将大打折扣。

碳排放问题的特殊性之一，在于它是一种全球公共品。一个国家无法独立于其他国家进行单独的减排；相反，若其他国家都减排而一国不减排，则相当于其他国家在补贴不减排国家的经济增长（Brock & Taylor，2005），这种两难困境要求以一个国际合作框架来应对碳减排。1997年达成的京都议定书，是这方面的一个重要里程碑。但是它在2012年就要到期，而且文献中对它的评价并不高。比如，Barrett（2006）认为，长期的碳减排需要突破性的技术，而京都议定书只是组织碳交易市场，不能成为长期自执行的均衡。Nordhaus（2006）认为，像京都议定书那样的数量控制型框架，避免不了效率欠缺的问题，要达到有效率的结果，还是要借助于价格机制。

那么，京都议定书之后的国际协议框架将呈现什么样的图景呢？Olmstead & Stavins（2006）提到，国际碳排放许可权的初始分配意味着非常大的国际财富转移，这对1990年之后才开始迅速发展的国家不利。它进而给出了一个京都议定书之后的国际协议框架方案——在近期，采取坚定而适中的减排措施；在远期，则采取严格但灵活的措施。Pizer（2006）的观点是，对所有国家提出一个统一的减排方案与时间表是不现实的。近期的目标是让各国先行动起来，用政策去适应和调整各自国内的形势。我国的国务院发展研究中心课题组（2009）也提出了一种建议，即在强调历史责任的基础上建立各国的碳排放账户。显然，这是一个极其复杂的问题，不仅需要学术界做出理性的判断，也要充分考虑现实中的政治博弈。