第九章可再生资源与非再生资源60.ppt

1 第九章可再生资源与非再生资源 一 资源的分类二 有效的跨期分配 非再生资源 三 可再生资源的有效配置 2 一 资源的分类 一 非再生资源 二 可再生资源 3 一 资源的分类 一 非再生资源非再生资源非再生资源 包括岩石中的能源 石油 天然气 煤炭 以及非能源矿物诸如铜 镍矿等 特点 形成需要长达数百万年的地质演变过程 因此可以看做是固定的存量 4 一 资源的分类 一 非再生资源非再生资源的储备状况 现有资源储备 是一种按目前价格开采 能够产生利润的已经探明资源 现有资源的数量可以用一个数字来表示 潜在资源储备 是与人们为获得这些资源而愿意支付的价格紧密相关的 价格越高 潜在储备量越大 用函数定义要比用一个简单的数字定义要准确的多 资源禀赋 表示地壳中本身中所包含的自然资源 它只是一个地理学概念 而不是经济学上的概念 因为它的数量与资源价格毫不相干 5 一 资源的分类 一 非再生资源非再生资源的可循环利用性 非再生资源及可循环利用资源的目前储备量是可以通过经济上的补给以及再利用来增加的 资源可以被循环利用的程度是由经济条件所决定的 非再生的可循环利用资源的潜在储备量也可能会枯竭 资源的耗竭率是受需求量 以该资源为原料的制成物品的耐用程度以及制成品再利用能力的影响 虽然非再生且可循环利用资源的有效存在持续时间长一些 但资源不可能100 的循环利用 这些资源在循环利用中往往会丧失一部分 资源积累的有效存量也是有限的 6 一 资源的分类 二 可再生资源 可以由自然界以不可忽视的补给速率来增加资源的流量 太阳能 水能 鱼类资源 森林资源以及动物资源都是可再生资源 这些资源的循环流动有可能但不是绝对的永远进行下去 一些可再生资源的延续程度和流量与人们的活动紧密相连 一些可再生资源是可以储备的 而另外一些则不能 储存是一种对这些再生资源进行跨期合理分配的有效方式 7 一 资源的分类 二 可再生资源可再生资源与非再生资源的储藏所发挥的作用是不同的非再生资源的储藏是为了延长其经济使用寿命 而可再生资源的储藏只是作为调节周期性供应不平衡的一种方式 8 一 资源的分类 如何配置可再生资源与配置非再生资源所面临的挑战是不同的 配置可耗竭资源的主要问题是如何在各个阶段分配好资源的储藏量以及满足最终向可再生资源的转换 配置可再生资源的主要问题是如何保持其有效的循环流动量 9 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型 二 N时期固定边际开采成本模型 三 利率的变动 四 需求增加 五 存在可再生替代资源的情况 六 能源价格控制问题 10 二 有效的跨期分配 动态有效性是假设社会的目标是使这些资源产生的净利润现值最大化 动态有效性的目标是通过最大化使用这些资源得到的净收益现值来平衡现在和将来对这些资源的使用 11 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型 参见课本第7章第63 66页 当资源的总供给充足 静态效率标准就能解决问题 当资源总供给不充足 需要使用动态效率 12 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型资源的动态有效配置需要满足的条件 第一时期边际净效益的现值等于第二时期边际净效益的现值 13 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型假设某非再生资源的需求函数是线性的 且不随时间变化 用下式表示Pt为t年价格 qt为t年开采的数量在t年开采qt 所得到的总效益为需求曲线以下的面积 14 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型假设开采该资源的边际成本为取固定值c t年开采qt数量的成本为由开采qt所得的全部社会净利为 15 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型如果可开采资源的总量为Q 那么资源的最优动态配置问题可用下式表示 约束条件为 16 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型使用拉格朗日乘数法 构建拉格朗日函数L 达到动态最优配置的条件为 17 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型边际使用者成本 由于现在使用而牺牲将来使用的边际机会成本 各期价格P超过边际开采成本 MC 为边际使用者成本的当期值 自边际开采成本不变的情况下 边际使用者成本以r的增长率增长 假定需求曲线和边际开采成本是固定的 在动态有效配置下 边际使用者成本的当期值随时间而增加 而边际使用者成本的现值不变 18 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型贴现率的大小影响边际使用者成本和资源在两时期之间的配置 19 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型根据需求函数 我们可以得出 把上式整理得 20 二 有效的跨期分配 一 一个两期模型霍特林法则规定 有效的开采项目要求资源净价格的增长率始终为贴现率 21 二 有效的跨期分配 二 N时期固定边际开采成本模型 参见课本129 130页 假定条件边际开采成本不变 时间延长为n期 需求函数是已知 不随时间变动 22 二 有效的跨期分配 二 N时期固定边际开采成本模型 价格 数量 A B 价格 边际成本 边际开采成本 C A 总边际成本 n 边际使用者成本当期值 开采量 时间 o n N时期的有效配置及其成本 K K a b c 时间 23 二 有效的跨期分配 二 N时期固定边际开采成本模型追求利润最大化的企业是选择每一个时点的开采量 从而找到一条最佳的价格变化路线 使企业净收益最大 24 二 有效的跨期分配 二 N时期固定边际开采成本模型 注意N时期模型和两时期一样 均衡边际使用者成本当期值随时间上升 当价格等于总边际成本 开采数量随时间下降为零 人们在作出是否保持一种资源的决策时 实际上是把资源看做是持有其他形式的资本的一种替代方式 25 二 有效的跨期分配 三 利率的变动 参见课本131页 资源可以看做是一种资产 它可以在一段时间内产生服务流供人们消费 利率是衡量资源在不同时间提供服务的价值的经济指标 它的变动会影响开发在时间上的变动 26 二 有效的跨期分配 三 利率的变动利率变动对资源价格的影响 价格 成本 时间 o C T1 T0 R0 K0 R1 T1 利率下降时的资源价格与开采期 27 二 有效的跨期分配 三 利率的变动对上图的说明图中在初始利率下价格随时间的变动 资源在时间T0开采完 同时达到最高价格K0 现在利率下降到r1 较低的利率意味着资源不像以前那样急迫 使用资源的成本降低了 如果初始价格不变 现在的价格将低于初始价格 由实线r0下面的虚线表示 由于价格低 需求量大 资源在得到最高价格之前K0 在T1 就耗尽 因此 最佳开采路线的初始价格必须高于原始价格 但未来在资源被耗尽时达到最高价格 后期价格必须低于原价格 这样新价格线与原价格线交叉 开采期延长 图中新的价格线由虚线R1表示 开采期为T1 28 二 有效的跨期分配 四 需求的增加 参见131 132页 需求增加对资源开采和价格路径的影响依需求增加的方式不同而不同 价格 每期开采量 o K0 D1 D2 需求增加对价格线和开采期的影响 价格成本 时间 C O T2 T1 29 二 有效的跨期分配 五 非再生资源向可再生资源替代资源的转移在使用非再生资源的同时 有一种固定开采成本的可再生资源可以作为替代品 我们先使用成本较低的不可再生资源 然后转移到可再生替代资源 30 二 有效的跨期分配 五 非再生资源向可再生资源替代资源的转移 参见课本第132页 开采量 时间 替代资源开采量 非再生资源开采量 边际成本 时间 总边际成本 边际开采成本 非再生资源转换到可再生替代资源的情况 T1 T T 31 二 有效的跨期分配 说明初始阶段完全开采非再生资源 因为非再生资源的总边际成本 边际开采成本加上边际使用者成本 较低 随着非再生资源被逐步开采 边际使用者成本升高 在T1点非可再生资源开采完 当非再生资源和可再生替代资源的总边际成本相等 即在T 时 替代资源被开采 在T 和T1之间转换期两种资源被同时开采 替代资源的总边际成本低于最大支付意愿 保证向替代资源的转换得以实现 替代资源的总边际成本规定了替代开始开采以后总边际成本的上限 32 二 有效的跨期分配 向另一种非再生资源的转变 开采量 时间 资源1 资源2 o T 边际成本 时间 边际开采成本1 边际开采成本2 总边际成本2 总边际成本1 T 从一种非再生资源向另一种非再生资源的转变 33 二 有效的跨期分配 向另一种非再生资源的转变开始时 第二种非再生资源的总边际成本较高 但在一段时间以后 第二种资源的总边际成本的增长率较低 第一种资源的总边际成本随时间上升 直到它等于第二种资源的总边际成本 在这一点发生转移 在转折点前后 都只有最便宜的资源被使用 34 二 有效的跨期分配 向另一种非再生资源的转变总边际成本曲线的特点 转换大体上是平稳的 至少在转变开始后一段时间 总边际成本的增长率下降 35 二 有效的跨期分配 向另一种非再生资源的转变资源开发量曲线特点 资源开采量的路径取决于两种资源的需求曲线形状 如果两种资源是完全可替代的 需求曲线的形状完全相同 那么资源的开发量的转换大体上也是平稳的 资源2的开采量的下降速度在转化初期总边际成本的增长速度下降了 36 二 有效的跨期分配 增长的边际开采成本边际成本随积累的开采量的增加而增加 假设非再生资源的开采量随总边际成本的变化而变化 最终转换为可再生替代资源 37 二 有效的跨期分配 增长的边际开采成本 开采量 时间 增长的边际开采成本 T o 价格或成本 时间 P t MC t T 38 二 有效的跨期分配 增长的边际开采成本与书上第132页图10 4的不同在于边际使用者成本的变化不同 边际开采成本固定时 边际使用者成本当期值随时间而增加 边际开采成本递增时 边际使用者成本随时间推进不是增加而是减少 在不变开采成本的情况下 非再生资源被完全耗尽 在开采成本递增的情况下 由于边际开采成本很高 有一部分资源没有被开采 39 二 有效的跨期分配 发现新资源和技术进步发现新资源旧资源的价格必须足够高 新资源利用的可能性才大 石油的替代品 乙醇 玉米技术进步技术进步会降低开采成本 40 二 有效的跨期分配 六 能源价格控制问题 见课本P143 1 美国天然气的价格控制2 卡特尔 石油输出国组织OPEC 对石油价格的控制3 能源安全问题美国和中国分别是全球第一 第二大石油消费国和进口国 41 能源现状 42 三次石油危机简介 43 三 可再生资源的有效配置 一 可再生资源有效配置问题 二 可再生资源的可持续收获量 三 静态有效可持续收获量 四 动态有效可持续收获量 五 相关现实问题 44 三 可再生资源的有效配置 一 可再生资源有效配置问题可再生资源 环境资源如果有繁殖和生长能力 就认为是可再生的 可再生资源范围很广 种类繁多 环境资源能提供多种服务 区别可再生资源的存量和流量非常重要 可再生资源和不可再生资源都可以耗竭 许多类型的可再生资源没有私有产权 开放进入型资源被收获至尽的可能性 高于确立私有产权和进入行为受限制的资源 45 三 可再生资源的有效配置 可再生资源的有效配置问题可再生资源的可持续收获量静态有效的可持续收获量动态有效的可持续收获量 46 三 可再生资源的有效配置 二 可持续的稳态收获资源存量随资源的自然增长率和收获量变化而变化 如果一段时间内 收获量等于资源的净增长量 设收获量为H 净增长量为G 两者在一个连续的时间段内相等且为定值 这就是可持续的稳态 当G H时 资源存量大小在这段时间内为恒定值 问题 哪种稳态是可能的 47 三 可再生资源的有效配置 二 稳态收获 GMSY HMSY G1 H1 O X X0 Xn 增长量和收获量 存量 Xm 48 三 可再生资源的有效配置 二 稳态收获对上图的说明Xm到Xn是一条可持续生产线 在两个端点 存量增长都为零 Xn是无外部影响情况下持续存在的总体数量 称为自然均衡点 Xn是最低可生存存量 存在一个特殊的存量 在这个点上其自然增长率为最大Gmsy 当收获位于HMSY且保持恒定时 稳态可行 在这点上可以得到最大可持续生产 MSY 稳态 资源管理者应当使资源持续保持在MSY状态 使存量保持在X 水平 49 三 可再生资源的有效配置 问题 生物学的最大可持续收获量是否同时是经济上有效的收获量 50 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量有效的可持续收获量指经济上效率最高的可持续收获量 静态有效可持续收获量定义为不考虑贴现情况下取得最大年净效益的收获量 问题 在任何一个阶段 是什么决定收获H的大小 51 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量在任何一个阶段决定收获H的大小的因素收获的大小取决于收获中付出的努力 努力程度用E来表示 依赖于资源存量S的大小 存量越多 在努力及其他条件相同的情况下 收获也就越多 当然也受其他一些因素的影响 52 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量假设单位收获成本固定不变 单位收获活动只与收获的努力有关 努力程度越高 收获量越大 鱼价固定 不随销售量的变化而变化 53 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量收获可再生资源的成本是努力程度的线性函数TC W E用TR表示可再生资源的收获价值TR PH E 净收益NR TC PH E 54 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量 成本和收益 收获活动量 总成本 总收益 TR Ee TC Ee Ee Em EC 资源存量 Xe Xm XC 静态有效的可持续收获活动量 问题 Em点代表什么 在经济上是否取得最大净收益 55 三 可再生资源的有效配置 三 静态有效的可持续收获量产权明确条件下私人决策决策原则 收获活动的边际收益 收获活动的边际成本 净收益在Ee点最大 该点为经济上有效的收获努力水平或最优收获