资源与环境经济学—第5章 不可再生资源

1、资源与环境经济学-第5章,主要内容介绍,不可再生资源的概念与基本特征 社会最优开采、竞争性企业和垄断性企业最优开采模型的区别及其对资源开采路径的影响 勘探开采活动决策模型 稀缺性、贴现率和风险等对资源开发利用的影响 征税对资源开采的影响,一、不可再生资源的概念和基本特征,不可再生资源:不能运用自然力增加蕴藏量的自然资源 举例? 不可再生资源（Nonrenewable resources)又可以称为非再生资源 举例? 不可再生资源又可以分为可回收的和不可回收的非再生资源，前者如各类金属矿产资源，后者如石油、煤和天然气等能源资源. 再分类有何意义,一、不可再生资源的基本特征,汪丁丁的比喻：是一个初

2、始量给定，只能流出不能流进的水池;最优开采的问题就是最优放水的问题. 两个特性： 非再生特性; 非再生资源消耗的不可逆性 （消耗掉的矿藏量不可能在短期内恢复到原储量水平,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的概念 由资源的自然有限性所引致的在经济上表现为只有通过竞争才能取得和使用资源的一种状态。 标志：资源在市场上价格的存在,二、不可再生资源稀缺与度量,两类方法： 资源稀缺的物理度量 资源稀缺的经济度量,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的物理度量 - 储量的类型 - 资源稀缺的物理度量 1）常用静态耗竭年限指标来衡量不同资源 在一定时期的稀缺程度。 Y=S0/R0 Y ：使用年限；S0 ：

3、当前的储量； R0：资源当前一年的开采量,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的物理度量 - 资源稀缺的物理度量 2）动态：年利用量以r的比率增长，则在t年时，资源利用量Rt为： Rt= R0ert R(T) = 0t R(t)dt = 0t R0ertdt R与使用年限Y（1）的关系很密切,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的经济度量 借助经济指标来考察资源的相对稀缺程度。主要指标有： 1） 资源产品价格 2） 资源开发费用或开发成本 3） 边际使用者成本（稀缺租金,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的经济度量 1） 资源产品价格 许多可耗竭资源的价格一般遵循U型轨道变化，当新资源发现趋

4、于困难，成本难以降低，价格则趋于上升。因而一定程度上价格可以衡量现在和预测未来的资源稀缺状况,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的经济度量 1）资源产品价格 资源产品价格可以有两种途径考察： 资源产品价格市场价格； 资源产品的相对价格，反映资源相对于劳动力和资本而言的稀缺状况,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的经济度量 2） 资源开发费用或开发成本 资源产品的单位成本随生产规模的增加而增长，即所谓的李嘉图效应。 因为较好开采的已被开采，开发品位较低的资源的成本随之上升，能反映资源的稀缺程度。 也有技术和规模经济的问题存在,二、不可再生资源稀缺与度量,资源稀缺的经济度量 3）租金 是资源产

5、品现价与边际开采费用之差，也称原位资源价格、矿区使用费或使用者成本（user cost） 租金实际上是存量资源的影子价格，所以该指标可以成为度量资源稀缺的较适当指标。但边际开采成本难以观察。 常用资源的勘探成本衡量稀缺程度,三、不可再生资源的开采决策,不可再生资源的开采包括三个阶段： 勘探:exploration 确定存量和地质特性 开发:development 准备场所,设备 采集:extraction 从地下取出资源 三个过程是相互联系的，因此每一个阶段的成本或边际成本变化都会影响到资源的开发利用决策 什么联系,三、不可再生资源的开采决策,个人和企业与社会的最优的开采决策 最优开采决策存在

6、差异 社会最优利用考虑资源利用或存在的环境价值（伦理学/可持续发展的观点） 考虑资源跨世代配置的福利效果 社会最优利用也可以成为一个优化问题,四、社会最优开采决策,最优开采离不开成本效益分析: 自然资源产品生产函数 基本形式!? 资源产品需求函数 基本形式!? 社会经济效益函数 基本形式!,四、社会最优开采决策,自然资源产品生产函数： R (t) = g ( L (t), S (t), t ) R (t) 自然资源产品产量 S (t)资源存量对当期资源产品生产的影响 L (t)劳动和资本的投入 t该时期的技术和社会经济因素,四、社会最优开采决策,资源产品需求函数 P ( t ) = D ( R

7、 ( t ), t ) P ( t )资源产品的价格， t为该期由于技术进步与社会经济发展而引起需求方面的变化,社会经济效益函数 SB (t) = R(t)0 D ( t ), t ) d + A ( s ( t ) ) 由需求形成经济价值:D ( y ( t ), t ) dy 自然资源的存量所提供的环境价值:A ( s ( t ) ) 两部分构成社会经济效益 用图表示经济价值?! 环境价值可能的表现形式是什么,四、社会最优开采决策,社会最优开发利用模型,MAX0 R(t)0 D(t), t) d + A (s(t)WL (t) e-rt dt 约束条件如下： s(t) s(0) -t0 R

8、(t) dt s(t) 0 用W代表劳动和资本的机会成本（可以理解为价格） r表示时间的贴现率,最佳利用的基本条件,最优化问题: 根据Hamiltonian Function，得到以下函数式： H =R(t)0 D(t), t) d+ As(t) WLt q(t)R(t) q(t) 表示自然资源的稀缺租或边际使用者成本 在特定市场条件下，稀缺租可理解为资源开采每增加一个单位的资源开采时必须支付给资源所有者的“绝对地租”或使用费,资源社会最优利用的基本条件,自然资源产品的价格（资源的边际价值）= 失去的环境价值+边际开采成本+边际使用者成本 从社会整体出发，为保证资源能够给人类带来最大的福利，需

9、要确定每一时期的最优资源存量规模。当增加一个单位资源的保有的利益与所付出的成本相等时（Hotelling rule），资源才有可能得到保存。 边际稀缺租的增量+边际开采成本的下降+边际环境成本的增加=贴现率*边际稀缺租 资源资本价值增长率=贴现率 q*(t)/q(t)=r 资源保有的利益与成本是什么,启示,保存现有资源的收益来自三方面： 边际使用者成本的增加 MUC 边际生产成本的降低 MPC 环境价值的增加 MEC,简单霍特林法则,当不考虑环境价值和开采成本时，就可以得出简单Hotelling rule： 资源资本价值的增长率必须等于贴现率。此时，所有者才会对把资源保存在地下和开采出来这两种

10、选择没有偏好. 政策启示： 合理的最优价格（从而合理的资源资本收益）给定所有者合理保存（从而合理开采）资源的激励,简单霍特林法则,如果贴现率为10%, 价格提高5%, 开发决策?（假定现在开发100吨，价格100元/吨） 贴现率为多少,开发偏好处于均衡状态,简单霍特林法则,结论：开采还是等待,该法则的一般性检验,检验结论:资源的市场价格如铁、铜、银、木材价格随时间下降,与法则严重抵触；没有确切数据表明资源价格随时间是涨还是跌。 解释:如果理论不成立,可能是理论本身有问题,也可能是替代变量不合适。一般而言,某理论仅与某特定模型相称,所以只要没有逻辑错误,该理论就可以被认为正确.最容易出现的问题是

11、,将适用于某特定模型的理论应用到许多实际情况中,勘探活动决策模型,勘探新存量的发现资源的未来预期价格下跌刺激现在的开采量目前价格的下跌。 资源价格的变化轨迹为曲折的，即当有新发现时，价格就下跌到一定水平，然后继续逐步上升，如此反复。 资源勘探和发现对资源开发利用的影响，代表各种增加储量或降低开采成本的活动,勘探活动决策模型,MAX0 R(t)0D(t),t)dWLtz(t) e-rt dt 约束条件： s(t) s(0) + t0 z(t)dtt0 R(t) dt; s(t) 0 最优决策基本条件是： 边际勘探成本等于资源使用费或资源稀缺租，即资源使用费等于新增加一单位储量的边际成本。 提供了

12、衡量资源使用费或稀缺租的方法,五、竞争性企业开采决策,企业在纯市场结构中自主决定开采利用方式，其利润最大化行为将导致资源开发利用偏离社会最优利用路径！ 为什么？！ 企业最优决策的特点： 企业决策所使用的贴现率高于社会决策的贴现率(rp rs)。企业考虑未来风险性 企业决策一般会忽略原位资源存量的环境价值，因此其最优目标函数中不包含资源存量的环境价值，即A (s(t,企业最优开发决策的基本条件,回忆一下社会最优的条件！ 企业最优开采水平必须使资源产品的价格等于边际开采成本加边际使用者成本（资源使用费、稀缺租） 产品的价格=边际开采成本+稀缺租（边际使用者成本） 企业最优的资源存量水平必须使持有资

13、源所增加的收益等于开发资源所可能增加的收益。 边际稀缺租的增量+边际开采成本的下降=贴现率*边际稀缺租 该收益内容与社会最优时的收益相比发生了变化什么变化,对资源开发的影响：与社会最优比较,短期：企业最优的资源产品产出水平高于社会最优的产出水平，而且价格和租金较低 长期：情况相反。企业最优的资源存量水平一直低于社会最优的存量水平、稀缺租一直高于社会最优的稀缺租。 结论：与社会最优相比，企业的微观决策倾向于过度开发资源,企业使用（P）与社会最优使用（S,储量S和产量R的变化,价格P和稀缺租q的变化,Rp,R,S,Sp,T,R S,P q,Pp,P,qp,q,T,开发决策比较（企业与社会,0 社会

14、最优 企业最优 开采量,MC+ME MC,P,P/C,垄断性企业的资源利用,垄断决策目标也是利润最大化，最优配置的基本条件也是边际收益等于边际成本。 把竞争性企业最优模型中的产品价格P(t)改为边际收益MR即可得到垄断性企业最优利用的两个条件 边际收益=边际开采成本+稀缺租 边际稀缺租的增量+边际开采成本的减少=边际稀缺租*贴现率,垄断性企业的资源利用,虽然在一定程度上比完全竞争情况下能够节约和保护资源，但跟社会最优利用相比仍然存在过快开发利用的倾向。 原因： 与其他企业相比，他的决策目标中也可能忽略了资源的环境价值，也使用高于社会贴现率的贴现率,对资源开发的影响,与一般企业不同的是，由于市场

15、垄断力量控制或影响资源产品价格。因此 由于MR（t） P（t），使得垄断者开采量要少于其他企业的开采量，但价格却较高 由于MR（t） P（t），使得稀缺租的上升速度比社会最优和竞争性企业的最优情况更快 垄断者倾向于减少现在开采而增加未来开采，在短期内有助于资源的保护,六、垄断企业资源开采,p1,P2,七、影响资源开发利用的主要因素,风险和不确定性 加大贴现率 发现新资源和技术进步 技术进步降低开采成本；发现更多的新资源 制度因素 产权不安全 稀缺程度 价格随稀缺而上升，预期未来价格上涨 贴现率 影响未来价值的现值,问题与讨论,2005年春节刚过，就闻我国煤矿瓦斯爆炸事件频频发生，原因何在？劳动

16、安全部门最近提出让矿主下矿，增加安全保险和安全押金，你认为有效吗？从不可再生资源可持续开发利用角度谈谈你的看法 为保持非再生资源的持续利用，可以设计的政策工具有那些,问题与讨论,这些做法在一定程度上会起到一定的作用，但也面临着政策执行成本高，政策的效率周期短等缺点，难以从根本上遏制矿难的频频发生。 从资源经济学的相关原理出发，我们认为矿难的本质在于煤的价格偏低，资源的稀缺性价格没有得到体现,导致需求量过大.而在煤的价格分配中，中央或省级政府作为煤炭的所有者代表并没有得到相应的报酬，因此在低煤炭价格的市场下，地方基层政府和矿主仍有很大的利润空间，利润驱使使得他们在煤炭的大的市场需求面前也积极开采

17、煤炭，而超出了煤炭安全生产的范围。 因此，有必要通过提高煤炭价格，遏制煤炭过度需求和粗放利用，同时增加省以上政府利润分配比例，减少基层政府和矿主的利润空间，减少他们的利益驱使动力，由省以上政府利用收取的煤炭收益建立必要的煤炭生产安全投资补偿机制与监督机制，保障安全生产,八、税收与资源开采,矿山使用费 计税基础是自然资源产品的市场价值，即以产品总价值为依据，不考虑成本 MAX V = t0 (1-)px c(x, b) e-rt dt H =(1-)px c(x, b) qx = (1-)p q x - c(x, b) (1-)p q= c(x, b,八、税收与资源开采,矿山使用费 净价格减去稀

18、缺租等于边际开采成本。随着资源存量的减少，边际开采成本和平均开采成本日益上升，从而挤压稀缺租，直到他为零。 结果，项目结束时，稀缺租为零，而存量大于另，即留下一些资源得不到开发。 同时存在净价格（不含稀缺租）等于边际开采成本。由此可知，税越高，税后净价格越低，即项目结束时，将会有较低的边际开采成本，仍有很多存量的情况下，开采成本较低，但却未得到开发。过早结束开采,八、税收与资源开采,收得税或利润税 以利润为基础征税，允许企业从税前收入中扣除成本。 MAX V = t0 (1-) px c(x, b) e-rt dt H =(1-)px c(x, b) qx = (1-) (p q) x - c

19、(x, b) p q= c(x, b) 价格=边际开采成本+边际使用者成本,八、税收与资源开采,收得税或利润税 对于任何税率，企业利润最大化行为的结果是一样的，征收收入税并不会扰乱资源开采决策 但计算利润过程中的开采成本难以计量。 由于利润的下降，企业勘探的积极性下降。 勘探时考虑到未来利润状况：不征税时单位地下资源价格 = q，对利润征税时，单位地下资源为(1-) q,八、税收与资源开采,资源租税 国家对实现的利润课税收，对发生亏损时给予相应的补贴。同时允许资源开发商将早期损失结转，以抵消后期利润 实际就是勘探成本扣除后再征税 是一种“中性税”，即税率的高低或可税与否不影响资源的最优开发决策 最优决策条件：价格等于边际开采成本和边际勘探成本,九、典型分析：石油,世界石油市场与石油输出国组织 欧佩克OPEC Organization of Petroleum Expor