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环境与自然资源经济学 主讲 段宏波 中国科学院大学管理学院 2 我们通常仅仅看到了我们希望得到 的东西 以至于我们有时候在它们不在 的地方也认为它们存在 Eric Hoff er The Passionate State of Mind 1993 第5章 动态效率和可持续发展 回顾 环境效益和成本的评估 资源配置的有效性 损害市场有效配置的因素 政府 政策失灵 静态效率 时间不是资源配置问题的关键因素 例如 水资源和太 阳能资源的配置 动态效率 时间显著影响资源的有效配置 例如 石油等可耗竭资 源的代际分配 3 经济学的主题 效率 效率标准可以使我们阻止浪费性地使用环境和自然资源 所以资源配置时效率是一个可取的标准 公平 除了效率以外 公平也是值得关注的重要方面 典型的 问题是资源在当代和后代之间的分配问题 效率和公平 那么 效率和公平之间是怎样的关系 在何种程度上 动态效率和代际公平是一致的 4 动态效率 提出的意图 如何对待子孙后代 代际公平 怎样合理分配 可持续发展 定义 动态效率即通过最大化资源使用的净效益现值 平衡一 种可耗竭资源在现在和未来的使用 本质与关键因素 寻找动态有效的跨期资源配置方案 贴现率或贴现因子 5 5 1 两期模型分析 假设 1 期数为2 2 两个时期的边际支付意愿不变 P 8 0 4q 3 边际成本不变 MC 2 美元 问题 探讨资源不可耗竭和可耗竭两种情况下动态有效 的资源配置方案 不可耗竭情景 即 供给大于或等于30单位 此时 由于供给充足 两 个时期的资源配置实际上不是相互依赖的 从而动态有 效 也是静态有效的 6 在不考虑贴现的情况下 两期总的净效益是多少 7 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 I 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 II 可耗竭情景 若供给小于30单位 例如总供给为20单位 不妨假设为 时期I配置15单位 时期II配置5单位 假设贴现率r 10 那么 如何计算这一配置的净效益值 8 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 A B C D E 显然 使得q1 q2 20的配置方案有很多种 那么 哪些 方案是动态有效的呢 典型的方法是枚举法 但是操作困难 计算繁琐 通过分析可以证明 当时期I的最后一单位的边际净效益 的现值等于时期2的边际净效益现值时 资源实现动态有 效配置 下图描述了两个时期的边际净效益的现值 时期I的净效 益曲线与纵轴在6美元处相交 当使用最后一单位资源时 需求为0 与横轴的交点为15单位 净效益值为0 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20191817161514131211 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 E F 边际净效益 美元 单位 边际净效益 美元 单位 时期I 时期II 数量 5 45 时期II与纵轴的交点还是6吗 净效益值曲线的交点即为有效的配置点 边际净效益曲 线以下到有效配置点间的面积就是两个时期各自的净效 益 且面积之和最大 为什么 那么 有效配置的条件在数学上怎么理解呢 可否从理 论上予以证明呢 命题 假设需求曲线可写成 Pt a bqt 因此 第t年提炼 qt数量的总效益为 11 假设边际成本为常数c 则总成本为 cqt 若资源总量 约束为Q 则跨期资源分配的模型可表示为 12 W a bq 0 qt dq aqt b 2 qt 2 Max q aqt 1 2bqt 2 cqt 1 r t 1 t 1 T qt t 1 T Q q t 0 t T 则T期动态有效配置方案应满足总效益的最大化 即 据此 我们可以得到最优配置需满足的条件 13 W aqt 1 2bqt 2 cqt 1 r t 1 Q qt t 1 T t 1 T a bqt c 1 r t 1 0 qt Q t 当T 2时 因此 两个时期边际净效益现值曲线的交点即为动态有效的配置 点 命题得证 14 W q1 a bq1 c 0 W q2 a bq2 c 1 r 0 a bq1 c a bq2 c 1 r 5 2 边际使用者成本 跨期的稀缺导致的机会成本即为边际使用者成本 当资源出现短缺时 当前多消费 就会减少未来消费的 机会 而边际使用者成本就是这种未来边际机会成本的 现值 或者由稀缺带来的额外成本的现值 如例所示 若供给充足 30单位 则不存在稀缺 故 而边际使用者成本为0 当供给不足 20单位 资源将 出现稀缺 继而产生边际使用者成本 那么 边际使用 者成本是多少呢 答案是交点到横轴的垂直距离 1 905 为什么 15 有效的市场不仅需要考虑边际开采成本 同时也需要考 虑边际使用者成本 不存在资源稀缺时 价格 边际开采成本 存在稀缺时 价格 边际开采成本 边际使用者成本 面对跨期资源稀缺问题时 在有效市场中可以用价格来 解决问题 利用动态有效配置的条件 可得 q1 10 238 q2 9 762 P1 3 905 P2 4 095 如下图所示 我们可以得到两个时期下的边际使用者成 本现值相等 注意 没有稀缺时 边际使用者成本为0 16 第II期边际使用者成本 3 905 2 4 095 2 1 r 1 095 等于第一期的边际使用者成本 17 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 I 3 905 10 238 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 II 4 095 9 762 显然 当边际使用者成本的现值相等时 实际的使用者 成本会随着时间而增加 有效的资源配置和边际使用者成本都将显著受到贴现率 的影响 贴现率越大 配置给第II期的资源量就越少 边 际使用者成本也越低 继而 边际使用者成本在价格中 占的比重下降 因此 高的贴现率意味着使资源偏向于现期开采和使用 这是由于在平衡资源的现期使用和未来使用的相对价值 的时候 给予未来较少的权重所致 18 19 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20191817161514131211 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 6 5 4 3 2 1 6 5 4 3 2 1 E F G 边际净效益 美元 单位 边际净效益 美元 单位 时期I 时期II 数量 5 45 H A B 5 3 跨期公平的界定 公平只有相对的 没有绝对的 要处理好代际公平的问题 就是要回答给未来的人们保 留多少资源 减少多少环境污染 但是要解决这个问题 是困难的 因为后代人无法表达他们的意见 更不可能 与当代人进行谈判和协商 哲学家约翰 罗尔斯 John Rawls 在其 正义论 中首 次提到了代际公平 他建议得到一般性公平原则的一种 方法就是假定人们面前都存在着一层 无知的面纱 veil of ignorance 20 应用这种方法 我们可以假象召开一个会议 参与者是 当代和未来几代的所有成员 会议要决定几代人之间的 资源配置规则 由于存在 无知的 面纱 人们并不知道自 己属于哪一代 因此 他们既不会成为资源的过度开发 者 也不会成为过度保护者 这种会议可以产生资源配置的可持续准则 即 后代人 所处的境况至少不比当代人差 可持续准则指出 只要后代人的利益得到保护 当代人 就可以以某种方式使用资源 那么 我们的有效配置满 足可持续准则吗 能为后代利益提供充分的保护吗 21 5 4 有效配置的公平性探讨 因为净效益可以被储蓄 也可以与后代进行共享 以保 证后代所获得的净效益至少不比当代差 因此 有效配 置与可持续准则并不矛盾 平均分配 10 10 两期的净效益都为40美元 怎么得来的 动态效率配置 10 238 9 762 两期的净效益分别为40 466和39 512 怎么得来的 q 因此 如果时期之间没有实现利益共享 那么有效配置 原则与可持续准则相违背 因为第II期的效益变差了 22 23 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 I 3 905 10 238 0 5 10 15 20 MC 2 8 数量 单位 价格 美元 单位 时期 II 4 095 9 762 那么 如何使两个原则相一致呢 假设第I期保留40美元的净效益 而储蓄剩下的0 466美元 那 么 第II期的净效益会显著增加 即 39 512 0 466 1 0 1 40 025 在存在利益共享的情况下 第II期的净效益甚至超高了第I期 的净效益 显然 此时有效配置原则与可持续准则相一致 尽管动态效率配置不能自动地满足可持续准则 但其与可持 续性是一致的 即使存在资源稀缺 需要注意的是 利益共享可以使两个原则一致 有时候也确 实存在利益共享 但是共享可能是一种例外而不是常态 24 案例案例 阿拉斯加永久基金 阿拉斯加油田的开采产生了巨大的收入 但是它降低了该州主要的环 境资产的价值 1976年 当阿拉斯加州输油管线建设竣工的时候 为了保 护后代人的利益 阿拉斯加州选民通过了一个宪法修正案 授权成立一个 专用基金 阿拉斯加永久基金 其目的是从石油销售收入中取出一部分与 后代人共享 修正案要求 至少把25 的矿产租金 特许权使用费 专营费 联邦矿产收入分享及 州政府得到的红利划入永久基金 基金的本金只能被用作为使基金增值的 投资 没有阿拉斯加多数选民的同意 不能将本金用于支付当前的开销 基金完全投资于资本市场 进行了多种资产配置 收益来源于债券利 息 股息 房地产租金和资产销售的资本收益 到目前为止 立法机构将 这些年收益中的一部分以红利的方式发放给符合条件的每一个阿拉斯加居 民 其余用来扩大资金的规模 确保本金不会收到通货膨胀的影响而萎缩 这个基金确实为后代保留了一部分收益 但是也存在一些问题 25 5 5 应用可持续性准则 26 哈特威克规则与可持续性定义 可持续准则难以应用 因为我们无法了解后代人的偏好 因 而也无法确定服务流对其的具体价值 哈特威克规则 约翰 哈特威克 John Hartwick 1977 指出 如果人们将环境 禀赋中的资源开采得到的所有稀缺租金以资本方式进行投资 那么就可以将资源消费维持在一个固定水平上 投资水平应 该足以保证总资本存量的价值不会降低 哈特威克规则的含义 通过检查资本存量价值下降与否即可判断资源配置方式是 否可持续 可持续性需要的具体利益共享程度 即所有稀缺租金全部 用于投资 27 如何理解该规则 例如 小岳继承了10000美元的遗产 市场年利率10 如果岳云每年的消费是稳定在1000美元 则可持续 如何在环境领域采用这样的逻辑呢 哈特威克认为当代人拥有的资源禀赋包括两方面 自然 资本 环境和自然资源 和人造资本 设备 房屋等 可持续规则要求我们保持所有禀赋价值完整无缺 只消 耗服务流 问题是 如果人造资本可以完全替代自然资本 那么我 们保持总资本的价值不变是合适的 反之 则仅投资人 造资本可能不足以保证可持续性 28 显然 很多方面人造资本是不能完全替代自然资本的 空气 清新设备能代替洁净的空气吗 空调能替代自然气温吗 由于替代的有限性 经济学家提出了新的定义 即可持续性 强可持续性和弱可持续性 强 可持续性 指资源配置方案能够维持自然资本价值不变 弱可持续性 资源配置方案仅能维持总资本价值不变 因此 弱可持续性并不是可持续性的充分条件 29 5 6 环境政策的含义 可持续的配置不一定总是有效的 反过来 有效的配置也不 一定满足可持续性准则要求 因此 市场资源配置可能是有效 低效与可持续 不可持续的 组合 现实中 满足可持续准则的配置方案可能有很多种 效率标 准帮助我们来将动态或静态有效的方案挑选出来 故而 两 种准则可以互补使用 许多不可持续的配置来自于行为的低效率 纠正低效率的过 程本身就可以恢复可持续性 尤其 纠正低效率通常能够给 我们带来双赢的结果 即影响的各方的境况都在好转 净效 益的增加有效补偿了受损者 这往往又可以降低变革的阻力 增加