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中国工业二氧化碳影子价格的稳健估计与减排政策
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  • 英文篇名:Robust Estimation and Application of Shadow Price of CO_2: Evidence from China
  • 作者:蒋伟杰 ; 张少华
  • 英文作者:Jiang Weijie;Zhang Shaohua;
  • 关键词:影子价格 ; 稳健估计 ; 自体抽样 ; 边际减排成本
  • 中文刊名:GLSJ
  • 英文刊名:Management World
  • 机构:西安交通大学金禾经济研究中心;广州大学经济与统计学院;
  • 出版日期:2018-07-15
  • 出版单位:管理世界
  • 年:2018
  • 期:v.34
  • 基金:国家自然科学基金常规面上项目“中国的‘中部迷失’问题:典型事实、形成机理及宏观后果”(71673253);; 国家留学基金资助
  • 语种:中文;
  • 页:GLSJ201807006
  • 页数:20
  • CN:07
  • ISSN:11-1235/F
  • 分类号:38-55+189-190
摘要
二氧化碳影子价格的稳健估计是评估边际减排成本、设定环境税框架以及评价碳排放权交易体系有效程度的基础性工作。本文在采用自体抽样方法(bootstrap method)的基础上,通过构建二氧化碳影子价格的稳健估计模型,测算了中国36个工业行业1998~2011年的二氧化碳影子价格。研究结果表明:(1)在参数线性规划模型下,忽视随机因素对生产前沿的影响,会低估二氧化碳影子价格。稳健估计得到中国工业行业二氧化碳影子价格平均值为5480元/吨,远低于现有研究估计结果。(2)二氧化碳影子价格在不同行业间存在较大差异并呈扩大趋势,表明行业间存在巨大的碳排放权交易空间,但是36个行业中有越来越多的行业已经向"清洁型"生产技术转变。(3)二氧化碳边际减排成本与碳排放强度之间具有显著的"倒U形"关系,行业碳排放强度的临界值为10.37吨/万元。行业的碳排放强度控制在临界值以下时,可以实现有效减排和生产技术清洁化。(4)我国未来二氧化碳减排政策应采取数量机制和价格机制相结合的策略,价格机制控制碳排放强度较高的行业,数量机制实现行业间边际减排成本的趋同。
        The robust estimation of the shadow price of CO_2 is fundamental for the evaluation of marginal abatement cost of CO_2, the effectiveness of CO_2 emission permits trading system and the setup of CO_2 tax framework. By proposing a robust estimation framework, we estimate the shadow price of 36 Chinese industrial sectors' CO_2 from 1998 to 2011, and the results show that:(1)The traditional parametric programming model neglects the stochastic effect on production frontier, which results in a downward bias in the estimation of the shadow price of CO_2. Under the robust model, we find that the shadow price is 5480 Yuan/ton on average;(2)The shadow price of CO_2 between industrial sectors is large and exhibits a divergence tendency, which implies a great trading potential among sectors while more and more industries convert to a cleaner production technology;(3)The estimation of MACC shows that, there is a significant inverse U-shape relationship between MAC and carbon intensity, with a critical value of the industry's carbon emission intensity being 1.037 ton per thousand Yuan. When the sector's carbon intensity is below the critical value, it is possible to achieve effective emission reduction and make the production cleaner;(4)China's future carbon abatement policy should adopt a combination of quantitative mechanism and price mechanism. We should use price mechanism to control higher level carbon emission industries, while usequantitative mechanisms to achieve inter-industry convergence of marginal abatement costs.
引文
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    (1)关于各类方法优缺点及适用性的讨论可以参见魏楚(2014)。
    (2)由于不可观察的生产技术会影响企业的投资决策,进而影响企业的资本存量变化,由此带来的内生性问题会使得资本及劳动投入的OLS估计系数有偏。对于生产函数参数估计的内生性问题的详细讨论可以参见Ackerberg等(2015)发表于《Econometrica》的文章。
    (3)该假设表明经济资源具有稀缺性,在生产前沿面上无法同时增加所有产出,若要增加某种产出就需要减少另一种产出,生产前沿面上点的斜率即为两种产出的边际转换率。达到均衡时,各项产出间的边际转换率(MRT)等于其相对应的价格(亦或是影子价格)之比。
    (4)关于生产技术性质的更多介绍可以参见F?re等(2006)。
    (5)本文用二氧化碳影子价格作为二氧化碳边际减排成本的近似,下文分析中,这两个概念将会交替使用。
    (6)Aigner和Chu(1968)最早采用二次型函数将生产前沿面参数化,F?re和Lundberg(2006)证明了二次型函数是可以通过施加约束条件而满足传递性的两种函数之一,且F?re等(2008)指出只有二次型函数同时拥有计算边际效应的一阶以及二阶参数。F?re等(2010)用蒙特卡罗方法分析了二次型函数与超越对数函数在不同技术设定下的表现,结果发现无论生产技术如何设定,二次型的表现都要优于超越对数函数的表现。
    (7)朱宁等(2014)研究表明,不同方向向量的选取可以代表决策单元的不同风险偏好。
    (8)由于2011年以后国家统计局不再报告分行业的工业总产值,使得本文样本期只能更新至2011年。此外,2011年以后,《中国能源统计年鉴》对部分行业分类进行了调整,例如将橡胶与塑料制品归为一个行业等,为保持数据口径的一致性,本文最终将样本期更新到2011年。
    (9)在方向向量的选择上,Chaffai等(2008)与朱宁等(2014)对不同偏好下方向向量的选择进行了讨论。
    (10)Davidson和Mackinnon(2000)认为,在0.05的显著性水平下,自体抽样次数不应该小于399次,而次数的增加并不能对结果产生显著的影响。在本文的框架下,每做一次自体抽样都需要对样本求解非线性规划问题,从而增加不必要的自体抽样次数会大大增加计算复杂度,综合考虑之下本文最终将自体抽样次数设定为1000次。采用Matlab的优化工具箱,将抽样次数设定为1000时,需要计算6小时左右。
    (11)为进一步考察二氧化碳影子价格变化规律,本文按照图2的结果将整个样本期分为3个子样本,并计算了不同行业二氧化碳影子价格在不同子样本中的平均值,结果参见本文附录B。
    (12)有兴趣的读者可以参考Ouyang和Sun(2015)的论文,他们在这一领域做了较为有意义的探索。
    (13)这里注意区分二氧化碳影子价格本身和二氧化碳影子价格的变化趋势。二氧化碳影子价格高,表示边际减排成本大,降低一单位二氧化碳导致好产出下降多;而二氧化碳影子价格上升,表示边际减排成本越来越大,降低一单位二氧化碳导致的好产出的下降越来越多,同时说明此时的生产技术越来越“清洁”。
    (14)现有文献在解释随着效率的提高(生产技术更为清洁),二氧化碳影子价格将呈现出上升趋势时,认为随着技术的提高,进一步改善技术的空间将越来越小,即实现更为清洁的生产技术难度加大,从而导致为此付出的成本增加(Lee etal.,2002;F?re et al.,2005;朱宁等,2014)。
    (15)当生产达到帕累托最优时,产出边际转化率等于产品相对价格之比。由于本文假定好产出的价格为pm=1,则边际碳排放强度可以表示为d CO2/dy=1/MRTCO2,y=py/pCO2=1/pCO2,即在均衡条件下边际碳排放强度等于二氧化碳影子价格的倒数。

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