EE06-环境经济的一般均衡分析

1、环境经济的可计算 一般均衡分析一般均衡模型概述可计算的一般均衡模型环境经济的可计算一般均衡分析环境经济CGE分析的应用第七讲9/4/20221宏观环境经济分析的方法宏观环境经济分析的需求部门环境经济效果分析区域发展环境影响经济评估环境政策的环境效果评估宏观环境经济分析的方法可计算一般均衡分析（CGE）投入产出分析（Input/Output）9/4/20222一般均衡模型概述一般均衡理论的提出瓦尔拉斯：1847年在纯粹经济学要义中提出将经济系统看作一个整体，研究其中各要素之间复杂的相互作用和相互依存关系，考察在经济系统中的市场均衡和总量均衡，以及在一定条件下因供求关系变动所导致的价格变动，进而使

2、供求关系趋向均衡的经济变量的运动过程。9/4/20223一般均衡模型概述一般均衡状态的条件每个消费者度根据自己的预算约束选购认为最佳的商品组合，实现最大效用。该行为是由生产要素和商品价格所决定的。在生产要素和商品价格一定的情况下，每个消费者向生产单位提供的生产要素数量，是由消费者自己决定的。在工艺、技术水平、资源和市场容量一定的情况下，每一个生产者都努力谋求最大利润，但长期利润为零。在现有价格下，商品和资源市场上供求平衡，即不存在超额需求。9/4/20224一般均衡模型概述一般均衡分析模型阿罗-布特鲁模型：为所有一般均衡模型可能涉及的计算领域提供了一个基本的分析框架每个消费者都被假定拥有许多商

3、品和要素的初始禀赋以及一组偏好。效益最大化准则确定了每个商品的需求函数并且市场需求被定义为每个消费者需求的总和。9/4/20225一般均衡模型概述一般均衡分析模型阿罗-布特鲁模型在任何一组价格下，消费者的全部支出费用之和必须等于消费者的收入之和。生产上，技术是由规模收益不变或非增的生产函数来描述的，并且生产者追求效益最大化。在一般均衡模型中，均衡被表征为一组价格和每个生产部门的生产水平。对所有商品而言市场需求等于市场供给。9/4/20226可计算一般均衡模型可计算一般均衡模型世界上第一个可计算一般均衡模型是由Johnsen于1960年开发出来的。1967年，Scarf给出了一种用于数值求解一般

4、均衡模型的算法，这个算法具有确定的收敛性质，即在有限步骤内可以得到确定解。9/4/20227可计算一般均衡模型CGE模型的特点、分类概述一个典型的CGE模型就是用一组方程来描述供给、需求以及市场关系。在这组方程中商品和生产要素的数量是变量，所有的价格（包括商品价格）、工资也都是变量，在一系列优化条件下（生产者利润优化、消费者效益优化、进口收益利润和出口成本优化等等）的约束下，求解这一方程组，得出在各个市场都达到均衡的一组数量和价格。9/4/20228可计算一般均衡模型CGE模型的特点、分类特点供给和需求函数明确地反映出生产者追求利润最大化和消费者追求效益最大化的行为数量和相对价格都是模型内生的

5、，并且资源的配置方式由具有瓦尔拉斯的一般均衡结构的模型决定这种模型的重点在于模拟经济实体中的实物层面，模型中经济体的资源都得到了充分利用9/4/20229可计算一般均衡模型CGE模型的特点、分类分类根据经济学界本理论：新古典主义CGE模型结构主义CGE模型按年代顺序起源于Johansen 的MSG模型一系列旨在详细阐述贸易和税收和转移政策的效益和收入分配效应的CGE模型建立CGE模型的计量经济学方法行为分析和线型规划模型的扩张9/4/202210可计算一般均衡模型CGE模型的特点、分类分类其他分类静态模型动态模型国家模型区域模型9/4/202211可计算一般均衡模型-应用步骤1. 问题提出政策

6、背景关键机制的理论基础（例如，数学模型的设计草案2. 理论设计3. 模型构建构建一致均衡基准数据集数学模型的建立（包括函数形式选择）；情景定义数据：投入产出表，国民核算税收、收入与支出数据外生弹性参数的选择（文献调研）9/4/202212可计算一般均衡模型-应用步骤4. 计算机模拟利用基准数据集进行参数校准基准年数据均衡再现模型检验是否通过模拟：计算新的政策均衡解（反事实均衡）9/4/202213可计算一般均衡模型-应用步骤5. 结果分析及解释得到结果，并对其进行经济分析结果是否合理结论和政策建议CGE模型的基本应用步骤9/4/202214CGE模型的基本结构进口进口出口供给要素需求要素价格要

7、素供给附加成本产品价格最终需求居民户收入9/4/202215CGE模型的基本构成9/4/202216CGE模型的数据基础社会核算矩阵（SAM）概念对一定时期内一国（或地区）各种经济行为主体之间发生的交易数额的全面而又一致的纪录特点SAM不仅继承了国民收入帐户的概念，运用矩阵方法以平衡、封闭的形式记录了该国（地区）国民经济各帐户的核算数据，而且还对现有的投入产出表进行了扩充，使其不仅能表现生产部门与生产部门和非生产部门之间的投入产出、增加值形成和最终支出的关系，还能描述非生产部门之间的经济互相往来关系。9/4/202217开放型（国家）经济体宏观SAM的典型结构9/4/202218CGE模型常数

8、估计方法方法优点缺点使用范围计量经济学方法1、估计的数据可靠性程度高2、能把握数据的精确度范围1、需要多年的时间序列数据，数据收集困难1、CES和CET（Constant Elasticity of Transformation）函数的各种替代弹性、转化弹性2、各种供给需求弹性校准法1、仅需基准年数据即可，数据收集相对容易1、对基准数据的可靠性依赖性大，数据的可靠性低2、标定的参数值对所选取的基准年数据敏感3、不能确定模型的所有参数1、各种CES、CET函数的份额参数2、各种税率3、各种弹性函数的因子4、居民边际消费倾向，等等9/4/202219环境经济一般均衡分析纳入环境行为一般均衡分析框架

9、环境系统与经济系统之间的相互关系资源开采生产部门消费效用污染治理和回收部门废物排放资源WA经济系统环境系统（+）（-）（-）（+）（+）9/4/202220生产者和消费者对污染控制的反映环境标准和法规污染治理成本污染排放税价格消费产出利润总成本中间投入资本劳动土地污染（+）（-）（-）（-）污染和生产之间的相互作用9/4/202221生产者和消费者对污染控制的反应价格生产收入消费效用废物排污税环境补偿消费过程中产生的污染生产过程中产生的污染（+）（+）（+）（-）（-）污染和消费之间的相互作用9/4/202222生产者和消费者对污染控制的反应消费生产污染治理消费价格总成本资本劳动中间投入污染治

10、理补贴污染治理部门的产出和成本构成9/4/202223CGE模型在环境经济研究中的应用污染控制政策分析污染控制政策的分类以各种强制执行的的环境法规和标准为主体的命令控制型政策以市场为基础的经济手段（包括污染税、污染权交易）宣晓伟（2003）利用一个含有13个部门、2类消费者的静态CGE 模型系统分析了中国征收硫税的经济影响。结果表明：在不同假设条件下征收硫税会对中国经济造成不同程度的影响。9/4/202224CGE模型在环境经济研究中的应用气候变化政策分析气候变化政策分析是CGE模型最广泛的应用GREEN模型多地区、多部门的动态CGE模型，模拟时段1980-2050年世界被划分为4个OECD地

11、区和8个非OECD地区，包含11个生产部门以及一个代表性消费者。利用GREEN模型比较了控制CO2 排放的各种政策：碳税、能源税以及排放权贸易。9/4/202225CGE模型在环境经济研究中的应用贸易自由化对环境的影响分析贸易自由化对环境的积极和消极影响CGE模型被应用于贸易自由化的影响分析Dessus等人利用一个哥斯达黎加的含有40个部门和10类居民户的动态CGE模型对贸易自由化和污染削减政策的相互协调作了分析。结果显示：如果没有主动的环境改革，贸易自由化行为将使哥斯达黎加存在显著退化的风险。该国在自由贸易下采取是污染密集型的资源分配和生产组合方式，结果导致污染的增加；9/4/202226C

12、GE模型在环境经济研究中的应用环境质量对经济系统的影响分析环境质量影响到经济行为空气污染和噪音降低居民的劳动生产率。在CGE模型中引入环境的反馈，考虑环境质量变化影响到劳动生产率、资本折旧和居民福利的变化Bruvoll等人开发了一个针对挪威经济的动态CGE模型，其中包含有一些重要的环境联系，这些环境联系通过对人体健康、材料和自然的破坏会反馈到劳动和资本的产出效率中，同时环境质量也直接影响到居民的福利。9/4/202227CGE模型在环境经济研究中的应用其他应用分析农业环境政策对经济的影响Hrubovcak利用一个针对美国经济含有12个经济部门、6类消费者的静态CGE模型对农业、环境和食品安全综

13、合政策的成本与效益作了分析。自然保护队经济的影响人口增长对环境的影响旅游与环境之间的关系9/4/202228中国能源政策分析中国能源-经济-环境CGE模型生产模块部门产出利润函数要素需求和中间投入需求价格模块进出口价格合成商品价格产品销售价格增加值价格资本价格9/4/202229中国能源政策分析中国能源-经济-环境CGE模型收入支出模块要素收入企业的收入支出居民的收入支出政府的收入支出国内生产总值投资模块9/4/202230中国能源政策分析中国能源-经济-环境CGE模型贸易模块进口需求出口供给对外贸易逆差能源环境模块污染排放放量能源环境税单位产出污染排放9/4/202231中国能源政策分析中国

14、能源-经济-环境CGE模型福利模块均衡模块商品市场出清劳动力市场出清资本市场出清政府预算平衡国际收支平衡储蓄投资平衡9/4/202232中国能源政策分析CE3-GEM模型的数据基础中国能源-经济-环境SAM（2002）的编制基本结构9/4/2022339/4/202234中国能源政策分析中国分解能源-经济-环境SAM（2002）的编制模型中部门与投入产出表中部门的对应关系SAM（2002）的基本结构和数据来源9/4/202235中国能源政策分析CE3-GEM模型的参数率定和求解通过校准方法率定的参数利用已有函数和外生参数反推得到的参数生产模块贸易模块利用SAM计算得到的参数外生参数的率定替代弹

15、性参数i能源燃烧时污染物n 排放系数工资对i部门装有的调节比率资本构成系数矩阵其他外生参数9/4/202236中国能源政策分析程序表达和模型求解第一部分：集合定义即定义各个生产部门、能源部门、进出口部门等，相当于定义方程中的参数和变量的下标。第二部分：参数定义，包括用于校准的基准年参数的定义和外生参数的定义。第三部分：利用已知的参数值和各参数之间的关系求得未知的参数值，即参数的校准。第四部分：变量的定义和初始化，即通知求解软件模型方程中有哪些变量，以及其初始值，以便更快求得均衡解第五部分：利用已有的变量初始值和参数值重现基准年数据，以检查模型参数和变量初始值是否正确第六部分：方程定义和输入，即

16、通知求解软件模型有哪些方程以及这些方程的具体形式第七部分：根据模型选用的闭合规则选择使哪些变量外生，以便使模型求得唯一解第八部分：对模型的定义，选用合适的求解方法并求解该模型第九部分：计算结果的输出9/4/202237中国能源政策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析政策目标情景的设定情景1：环境政策硫税，模拟国内对二氧化硫征税0.60元/kg和1.35 元/kg时的影响情景2：环境政策碳税，模拟国内对二氧化碳征税0.04元/kg和0.1元/kg时的影响情景3：环境政策氮氧化二物税，征税2.35元/kg时的影响情景4：能源政策燃油税，征收20%燃油税时的影响9/4/202238中国能源政

17、策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析硫税政策情景分析宏观影响分析：对整体经济造成负面影响部门影响分析产出水平及产出价格：产出下降，上升幅度递减；石油开采等产出价格下降，其他部门上升对要素投入的影响：开采部门产出下降，而劳动投入下降环境影响分析对SO2排放量的影响，排放量的减少对CO2排放量的影响，排放量的减少9/4/202239中国能源政策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析碳税政策情景分析宏观影响分析：整体经济造成负面影响，GDP，总产出、总消费和总出口的变量有不同程度的下降，税率增加下降递增部门影响分析：对生产部门的产出水平和价格的影响对各部门要素投入的影响对各生产部门不

18、同类型能源投入份额的影响对各生产部门进出口的影响环境影响分析对CO2排放量的影响对SO2排放量的影响9/4/202240中国能源政策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析氮氧化物税政策情景分析宏观影响分析产生负面影响，包括GDP、总产出、总消费在内的大多数宏观经济变量会有不同程度的下降部门影响分析产出水平和产出价格，煤炭开采、煤炭加工、电力、总工业和服务业产出下降，石油加工和石油开采上升环境影响分析9/4/202241中国能源政策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析燃油税政策情景分析宏观影响分析造成负面影响：GDP、总产出、总消费等的下降部门影响分析生产部门产出水平和产出价格的影响：煤炭、电力等部门上升，石油开采、炼油等下降；交通下降环境影响分析SO2排放量，部分减少，排放量增加CO2排放量，以石油为燃料的减少9/4/202242中国能源政策分析基于CE3-GEM模型的中国能源政策分析主要结论宏观经济增长的负面影响城乡居民福利受到一定影响部门产出水平和产出价格产生不同程度影响要素投入方面能源消费结构环境影响方面，污染物排放量的减少9/4/202243物质平衡与一般均衡模型一般均衡模型和可计算的一般均衡模型（Computable General Equilibrium ）瓦尔拉