肖紅葉，程郁泰

(1.河南大學 經濟學院，河南 開封 475000；2.天津財經大學 理工學院，天津 300222)

E-DSGE模型構建及我國碳減排政策效應測度

肖紅葉1,2，程郁泰2

(1.河南大學 經濟學院，河南 開封 475000；2.天津財經大學 理工學院，天津 300222)

經濟與環(huán)境的交互作用機制具有復雜的動態(tài)不確定性，因此基于歷史數(shù)據提出的環(huán)境政策存在社會試錯成本，需要政策效應的事前檢驗。文章基于國外經典模型的改進，引入環(huán)境因素處理技術，構建相應E-DSGE模型框架；通過環(huán)境參數(shù)校準與貝葉斯估計形成數(shù)據模擬平臺，給出我國碳減排政策效應的仿真測度。發(fā)現(xiàn)環(huán)境政策對我國經濟系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有產生特別強烈的負面沖擊，但目前經濟基本面尚難以承受高減排目標，以及不同減排政策存在較大區(qū)分度等信息；進而得到通過逐步加快碳減排，并以相應政策作為供給側結構性改革工具，實現(xiàn)經濟結構調整與碳減排推進互動的政策空間。該研究也可為我國DSGE模型研究提供參考。

DSGE模型；環(huán)境政策效應；貝葉斯估計；沖擊響應

肖紅葉，程郁泰.E-DSGE模型構建及我國碳減排政策效應測度[J].商業(yè)經濟與管理，2017(7)：73-86.

一、引 言

20世紀后期，為應對全球大氣溫室效應惡化，一些國家陸續(xù)提出碳減排政策，但至今仍沒有扭轉全球大氣環(huán)境(以下簡稱環(huán)境)惡化的趨勢。我國高度重視碳排放造成的環(huán)境問題，20世紀90年代即出臺降低單位GDP煤炭能耗，實施新能源替代的戰(zhàn)略；2009年又提出2020年單位GDP碳排放比2005年下降40%～45%的減排目標；即使在經濟進入新常態(tài)的背景下，2014年進一步確定2030年左右達到碳排放峰值的目標，充分體現(xiàn)了中國對全球環(huán)境的責任擔當。鑒于工業(yè)生產是能量物質轉換技術過程，當前工業(yè)技術仍然停留在消耗石化能源，排放二氧化碳的水平[1]。企業(yè)的碳減排技術投入，必然增加成本影響產出收益。因此對尚未完成工業(yè)化的發(fā)展中國家來說，碳減排的核心問題是處理好環(huán)境保護和經濟發(fā)展的關系，其也是相關政策研究以及本文的聚焦點。

碳減排政策研究始于20世紀70年代。一類文獻通過構建相應分解模型，*這類文獻主要通過構建結構分解分析(Structural Decomposition Analysis；SDA)模型、指數(shù)分解分析(Index Decomposition Analysis；IDA)模型和生產理論分解分析(Production-theoretical Decomposition Analysis；PDA)模型開展研究。分析各經濟因素的碳排放貢獻(Leontief和Ford，1972；F?re等，1989；程郁泰和張納軍，2017)[2-4]，為政策制定提供數(shù)據依據。另一類研究聚焦環(huán)境政策的經濟作用機制，采用在已有經濟模型中添加環(huán)境因素的思路，形成跟蹤經濟模型發(fā)展的推進格局。代表性文獻包括：利用稅收與補貼內部化生產的碳排放外部性，實現(xiàn)局部均衡的研究(Weitzman，1974)[5]；借助新古典增長模型，試圖解決污染的最優(yōu)控制(Keeler等，1972)[6]；在一般均衡框架內植入非期望產出概念(F?re等，1989)[3]，分析污染對企業(yè)和社會福利的不同影響機制(Ploeg和Withagen，1991)[7]；借鑒增長與收入關系分析，提出環(huán)境與收入關系的環(huán)境庫茲涅茲曲線(Panayotou，1997)[8]；構建宏觀環(huán)境經濟IS-LM-EE分析框架(Heyes，2000)[9]，及其擴展研究(Sim，2006)[10]等。長期政策研究實踐，使人們認識到大氣變化的自然不確定屬性，決定了經濟與環(huán)境的交互作用機制呈現(xiàn)出高度復雜的動態(tài)不確定性特征。而上述理論恰恰缺失機制的動態(tài)刻畫，基于歷史數(shù)據提出的相應環(huán)境政策存在巨大社會試錯成本(Farmer等，2015)[11]，面臨盧卡斯批判。在政策效應事前檢驗壓力下，基于動態(tài)隨機一般均衡框架(DSGE)的環(huán)境政策研究開始出現(xiàn)。

動態(tài)隨機一般均衡(DSGE)模型(Kydland-Prescott，1980)*參見：KYDLAND F,PRESCOTT E C.A competitive theory of fluctuations and the feasibility and desirability of stabilization policy[R/OL].NBER Chapters in Rational Expectations and Economic Policy,1980：169-198.http://www.nber.org/chapters/c6263.pdf.以合理的微觀基礎，最優(yōu)行為路徑的選擇，對隨機沖擊響應等特征，及其在金融財政政策研究中獲取的重要成果表明，其理論上可以滿足仿真環(huán)境政策動態(tài)機制的需要，為環(huán)境政策效果事前測度與評價提供了可行解決方案。鑒于DSGE涵蓋居民、企業(yè)和政府的經濟行為，且各主體之間存在行為決定的邏輯關系，環(huán)境因素的引入需要解決相關理論技術問題；因此，導致該研究推進遲緩。從2010年發(fā)表第一篇相關文獻，截止到目前本文僅檢索到國外公開發(fā)表的數(shù)篇相關文獻，*截止到目前本文研究僅檢索到國外公開發(fā)表9篇相關文獻。其主要包括下述四方面的研究工作：

(1)DSGE框架環(huán)境污染變量的嵌入。Angelopoulos等(2010，2013)[12-13]、Fischer和Springborn(2011)[14]、Heutel(2012)[15]分別通過個體效用函數(shù)中環(huán)境質量偏好、企業(yè)生產污染型中間品產出以及污染對企業(yè)生產過程的負外部性損減機制三種路徑，將環(huán)境污染變量嵌入模型設置中。繼而基于DSGE早期的RBC模型，分析環(huán)境政策的經濟增長與福利動態(tài)效應。

(2)環(huán)境政策機制設計。Fischer和Springborn(2011)[14]將政府作為政策行為主體，基于減排政策三種作用機制提出碳稅，基于總量控制的交易許可，以及強度目標管制三種政策模型，給出環(huán)境政策比較的研究空間。

(3)污染影響路徑與企業(yè)生產碳減排機制。環(huán)境污染存在影響居民健康和生產過程兩條路徑。而碳排放及其減排政策對企業(yè)生產影響更大(Colosov等，2014)[16]。Heutel(2012)[15]將污染對企業(yè)生產負外部性損減機制與減排成本方程引入模型，并給出碳排放與產出關系的設置。

(4)其他工作。主要包括基于模型構造與不同國家數(shù)據校準參數(shù)，相關文獻得到相關經濟變量的環(huán)境政策沖擊響應結論。包括環(huán)境稅扭曲性效應引致的經濟周期性(Lintunen和Vilmi，2013；Grodeck和Kuralbayeva，2015；Khan等，2016)[17-19]；構建多產業(yè)部門RBC模型，得到不同產業(yè)部門的技術沖擊造成環(huán)境政策的社會福利差異效應(Dissou和Karnizova，2016)[20]。以及基于新古典DSGE框架的環(huán)境模型向新凱恩斯DSGE框架的轉型嘗試(Annicchiarico和Dio 2015)[21]等。

國內相關研究也處于跟蹤引進國外方法用于國內研究階段。其中在RBC框架下考察技術、偏好等沖擊對經濟與環(huán)境變量的影響(鄭麗琳和朱啟貴，2012；吳興弈等，2014)[22-23]；基于Angelopoulos等(2010)[12]的環(huán)境效用機制，校準不同環(huán)境政策的經濟穩(wěn)態(tài)(徐文成等，2015;雷原等，2016)[24-25]；利用Fischer和Springborn(2011)[14]的污染中間品效率減損生產函數(shù)，模擬不同環(huán)境政策條件下，技術與污染中間品使用效率沖擊對經濟影響(楊翱等，2014)[26]；以及基于Angelopoulos等(2010)[12]模型中政府支出的控污支出劃分，評價環(huán)境政策的污染治理效應(朱軍，2015；夏良杰等，2015；張俊，2016)[27-29]等。

國內外上述文獻推動了我國相關研究，同時也存在三方面主要問題：(1)基本采用新古典框架，其市場出清假設脫離各國經濟現(xiàn)實而備受質疑。(2)環(huán)境與經濟存在交互作用，而目前文獻僅關注技術和經濟因素變動的沖擊效應，缺失對環(huán)境政策變動沖擊的效應測度與分析。(3)模型參數(shù)貝葉斯估計方法鮮有應用。新凱恩斯模型中大量彈性參數(shù)因缺失評價標準，難以通過校準獲得；同時參數(shù)貝葉斯估計方法要求完備的模型結構和合理的實際數(shù)據，采用貝葉斯估計有利于提升模型生成數(shù)據與現(xiàn)實數(shù)據擬合程度。本文在借鑒國內外相關文獻的基礎上，針對我國碳減排政策效應測度需要，提出構建環(huán)境政策DSGE(E-DSGE)模型研究主題，主要研究貢獻包括四方面工作：

(1)考慮新古典模型完全競爭假設與我國的現(xiàn)實差距，選擇經典新凱恩斯CEE-SW框架為模型構建的參考基準。*CEE為Lawrence J. Christiano & Martin Eichenbaum & Charles Evans 3位作者簡稱，SW為Smets & Raf Wouters 2位作者簡稱。CEE-SW為國外對其經典文獻簡稱，國外文獻將其稱為凱恩斯收入決定理論IS-LM的動態(tài)隨機一般均衡標準模型標準版本，其是相關文獻DSGE系統(tǒng)框架構建的基礎[30-31]。并針對我國目前資本、勞動要素等市場不夠完善規(guī)范的現(xiàn)狀，經與現(xiàn)實數(shù)據擬合比較的大量實驗，在滿足環(huán)境政策研究需要和保證新凱恩斯框架完備性的前提下，對CEE-SW框架進行簡化處理。

(2)通過三方面工作，實現(xiàn)環(huán)境因素與DSGE框架的對接。其一，按照污染者付費原則，將環(huán)境稅、總量控制-交易與強度標準管制三種碳減排政策以統(tǒng)一的市場機制納入政府行為框架。其二，基于碳排放主要影響企業(yè)行為的認知，借鑒Angelopoulos等(2010)[12]、Heutel(2012)[15]的處理方法，通過在企業(yè)部門中間產品廠商生產行為框架中設置與碳排放相關的4個行為方程，即碳排放與產出關系方程、政府治理效果對沖碳排放總量方程、基于排放生產率減損機制的生產函數(shù)以及企業(yè)邊際成本的碳減排費用調整方程。其三，在環(huán)境政策方程中添加隨機擾動因素，給出不同環(huán)境政策沖擊對經濟和環(huán)境影響的動態(tài)測度，用于模擬不同環(huán)境政策對經濟、環(huán)境的作用機制。

(3)參數(shù)校準與貝葉斯估計。其中，表示產出與碳排放關系的碳排放強度系數(shù)需要校準。由于我國二氧化碳排放沒有季度數(shù)據，本文利用我國1991-2014年度平均碳排放強度作為該參數(shù)校準值，并通過歷史數(shù)據計量模型進行了校準值檢驗。另外，目前國外相關文獻鮮有利用貝葉斯技術估計環(huán)境政策DSGE參數(shù)。本文按SW技術路線，完成基于MCMC方法的各參數(shù)貝葉斯估計，希望其能為相關研究提供一定參考。通過參數(shù)校準和貝葉斯估計，本文將E-DSGE理論模型轉換為環(huán)境政策實施效應測度的5個數(shù)據仿真系統(tǒng)，為相關政策有效性、適用性的事前評價提供了操作平臺。

(4)我國碳減排政策效應的測度。包括三方面工作：一是環(huán)境政策影響的系統(tǒng)基本面測度；二是主要變量對系統(tǒng)及政策沖擊的獨立響應測度；三是采用理論方差分解技術，測度聯(lián)合沖擊綜合作用下，每個沖擊對經濟和碳排放穩(wěn)態(tài)偏離方差的貢獻份額，比較各沖擊因素對變量的相對影響。因篇幅所限，雖然本文關注政策效應測度工作，沒有在相應分析中投入更多筆墨，但也發(fā)現(xiàn)一些界面清晰且有意義的基本信息，其中：一是基于環(huán)境政策影響我國基本面的測度，發(fā)現(xiàn)我國目前尚難以承受短期高減排目標。譬如若即刻碳減排20%，產出可能下降3.7017%，碳減排40%，產出可能下降10.9563%，數(shù)據結果令人震驚。顯然我國經過長期高能耗、高排放發(fā)展模式形成的經濟基本面，與綠色可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)，存在巨大差距；經濟結構調整任務艱巨，碳減排工作不可能一蹴而就，需要通過進一步加快供給側結構改革的步伐，逐步推進碳減排目標的落實。二是基于主要變量對系統(tǒng)及政策沖擊的獨立響應測度，發(fā)現(xiàn)主要變量的系統(tǒng)負面技術沖擊，財政、貨幣政策沖擊與三種環(huán)境政策強度增加沖擊的響應，總體表現(xiàn)較弱或微弱，對我國經濟系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有產生特別強烈的負面影響。其給出可以逐步加快碳減排步伐，以碳減排政策作為供給側結構性改革工具，實現(xiàn)經濟結構調整與碳減排推進互動的政策空間。三是三種環(huán)境政策的經濟動態(tài)效應差異顯著，以及主要變量基于環(huán)境政策的沖擊響應分解具有突出的差別，均為環(huán)境政策預置了一定選擇空間。

本文余下結構這樣安排：第二部分為E-DSGE模型的構建，第三部分通過模型參數(shù)校準和貝葉斯估計形成數(shù)據仿真操作平臺，第四部分完成碳減排政策效應的測度分析工作。

二、 E-DSGE模型構建

本文基于經典新凱恩斯動態(tài)一般均衡理論SW框架(Smets和Wouters,2003)[31]，引入環(huán)境系統(tǒng)與政策，并借鑒肖堯和牛永青(2014)[32]財政政策DSGE模型改進思路，完成E-DSGE模型構建。模型采用封閉經濟規(guī)則，其經濟主體包括家庭、廠商與政府，共同決定經濟的穩(wěn)態(tài)。假定家庭是同質的，而經濟中存在兩種類型廠商：一類生產同質最終產品，處于完全競爭的市場結構中；另一類是生產異質中間產品，處于壟斷競爭的市場結構中，其可自行調整價格。政府由三個職能部門構成：環(huán)保部門、財政部門與貨幣當局，其分別制定環(huán)境、財政及貨幣政策。本文給出經濟主體最優(yōu)決策行為模型和經濟系統(tǒng)均衡的實現(xiàn)條件如下：

(1)

家庭面臨的跨期預算約束與資本累積條件為：

(1+τc)ct+It+Bt/pt=rtKt-1(1-τk)+wtlt(1-τl)+(1+Rt-1)Bt-1/pt

(2)

(3)

(1)最優(yōu)消費：

λt(1+τc)=(ct)-σc

(4)

(2)最優(yōu)勞動供給：

(5)

(3)單位配置資本品價值qt=Qt/λt與資本收益率的關系：

(6)

(4)最優(yōu)投資：

(7)

(5)政府債券持有條件：

(8)

(1)中間品最優(yōu)需求：

(9)

(2)產品市場一般價格水平：

(10)

3.中間廠商最優(yōu)決策。具體有：

(1)假定環(huán)境污染將改變壟斷競爭中間廠商j的生產(Nordhaus，2008)[34]，設Θ(mt)為污染量mt影響t期產出的減損函數(shù)，則技術At下生產第j類中間產品的技術為：

(11)

(12)

顯然，t時期污染總量mt受到三方面因素影響：一是企業(yè)生產活動排放量emt，二是CO2半衰期系數(shù)δm，本文假設污染以一個線性比率δm自然降解，三是環(huán)保部門治污投入gm,t及其改善效率ψ。

(2)假設廠商在實際生產過程中排放水平emt與產出yj,t成比例，該比例關系還與廠商j的減排激勵μj,t線性相關(Heutel，2012)[15]，這里以二氧化碳作為環(huán)境污染替代變量，則廠商碳排放方程為：

emj,t=(1-μj,t)φyj,t

(13)

式中，φ>0測度了企業(yè)無自主減排情形下單位GDP排放強度，該值越大意味著經濟生產模式愈趨于粗放。根據Annicchiarico和Dio(2015)[21]假設，將中間廠商j減排成本設定為與其減排激勵μj,t、與產量yj,t相關的表達式：

(14)

式中，γ1>0，γ2>1分別為廠商減排成本涉及的技術參數(shù)。

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

(20)

(21)

4.環(huán)境政策。在市場經濟條件下，數(shù)量型政策工具與價格型政策工具都可歸結為價格機制問題(Angelopoulos等，2013)[13]。本文將我國環(huán)境政策歸納為四種形式：

(1)無政策。模型存在環(huán)境因素，但企業(yè)無需擔負減排成本(pem,t=0)，且無減排激勵(μt=0)。

(4)強度標準。指產出的碳排放強度，其與總量控制政策無視產出不同，政府制定單位GDP產出的碳排放上限標準ν，即emt≤νyt，同時以價格機制pem,t向生產者出售排放許可證。

借鑒污染排放對環(huán)境政策沖擊效應存在重要影響與傳導機制的研究，假設環(huán)境政策的環(huán)境稅、總量限額與強度標準的實施分別遵循AR(1)過程(Fischer和Springborn，2011)[14]，即式(22A-22C)：

(22A)

(22B)

(22C)

其中，參數(shù)ρτp、ρem與ρv分別為環(huán)境政策強度的持續(xù)性彈性，et為各相應政策變量的隨機沖擊，其獨立于各變量并服從正態(tài)分布，即et∶i.i.dN(0,σ2)。

5.財政政策。因已在環(huán)境部門相關模型中描述政府環(huán)境收入和支出因素，這里僅給出傳統(tǒng)財政收入與支出平衡關系：

(23)

式中，財政支出包括政府公共消費gt與第t期所需支付的第t-1期債券存量的真實利息。財政支出融資方式包括來自要素有效消費稅τc、勞動收入稅lt、資本收入稅τk的一次性稅收與債券發(fā)行。假設政府公共支出遵循式(24)：

(24)

式中，參數(shù)ρg與φg分別為政府購買的持續(xù)彈性及對債務規(guī)模敏感系數(shù)。

6.貨幣政策?；趪馕墨I假定貨幣當局采用盯住利率目標的貨幣政策，其遵循滿足修訂的泰勒規(guī)則為：

(25)

式中，ρr∈[0,1)測度利率平滑傾向，φy>0,φπ>0分別表示利率對產出缺口與通脹缺口的反應系數(shù)。

7.經濟系統(tǒng)均衡條件。DSGE模型均衡條件分別由家庭、廠商與政府三個代理主體最優(yōu)決策式(3)-式(25)等23個實現(xiàn)條件，及該經濟系統(tǒng)環(huán)境變化的生產率沖擊、市場出清、污染治理收支平衡式(26)-(28)，共26個方程構成。這里：

(26)

yt=ct+It+gt+gm,t

(27)

gm,t=pem,temt

(28)

8.外生性沖擊。圍繞環(huán)境政策研究主題，在技術、政府購買、利率與環(huán)境政策決定方程中引入相應的隨機沖擊，其獨立于各變量并服從正態(tài)分布，即et∶i.i.dN(0,σ2)。

三、 模型參數(shù)校準與貝葉斯估計

(一) 基礎參數(shù)校準

表1 與穩(wěn)態(tài)相關參數(shù)的校準賦值

資料來源：作者編制。

(二) 參數(shù)貝葉斯估計

除上述基于經濟環(huán)境基礎參數(shù)采用校準方法決定外，模型其余大量參數(shù)使用貝葉斯方法估計。選擇我國1996年第1季度—2015年第2季度的GDP、社會消費品零售總額、固定資產投資完成額、CPI環(huán)比指數(shù)作為貝葉斯估計的實際觀測基礎變量值；*數(shù)據源自中經網中國宏觀經濟統(tǒng)計數(shù)據庫。并以1996年第1季度為基期，進行價格縮減處理；進而采用Tramo-Steats方法季節(jié)調整觀測變量；然后用HP濾波方法獲取相關變量波動成分?；贛CMC方法，參照Smets和Wouters(2003)[28]、Forni等(2009)[37]、Traum和Yang(2011)[38]等相關文獻設定相關參數(shù)先驗分布；并在Matlab軟件支持下的Dynare工具包上，分別完成四種不同環(huán)境政策系統(tǒng)的動態(tài)相關參數(shù)貝葉斯估計，結果如表2、表3所示。

表2 無環(huán)境政策模型參數(shù)貝葉斯估計

資料來源：作者編制。

表3 三種環(huán)境政策模型參數(shù)貝葉斯估計

資料來源：作者編制。

四、 我國碳排放政策效應測度分析

通過參數(shù)校準和貝葉斯估計，E-DSGE理論模型即可轉換為環(huán)境政策實施效應的數(shù)據仿真平臺。該平臺具有5個模型的數(shù)據模擬子系統(tǒng)，即無環(huán)境因素、有環(huán)境因素但政策參數(shù)為0(簡稱無政策)、碳排放總量控制、環(huán)境稅和強度標準。相關模擬比較數(shù)據，來自相應子系統(tǒng)分別運行結果的匯集。我國碳排放政策效應模擬主要開展三方面工作：一是環(huán)境政策影響系統(tǒng)基本面的測度分析。其通過無環(huán)境因素模型與加入環(huán)境因素的四種政策狀態(tài)模型，實現(xiàn)對主要經濟變量穩(wěn)定狀態(tài)水平的比較測度。二是測度主要經濟變量和碳排放總量對系統(tǒng)沖擊及政策沖擊的獨立響應。包括代表系統(tǒng)外生的負面技術沖擊，代表財政政策的政府支出增加沖擊，代表貨幣政策的利率增加沖擊，三種環(huán)境政策強度增加沖擊。三是采用理論方差分解技術，測度在所有沖擊綜合作用下，每個沖擊對經濟和碳排放變量穩(wěn)態(tài)偏離方差的貢獻份額，比較各沖擊因素對變量的相對影響。

(一) 環(huán)境政策的系統(tǒng)基本面效應

系統(tǒng)基本面由產出、消費、投資、就業(yè)與通脹變量，以及碳排放變量表示。該測度通過無環(huán)境因素模型的子系統(tǒng)與加入環(huán)境因素的四種政策狀態(tài)模型子系統(tǒng)，對主要經濟與環(huán)境變量穩(wěn)定狀態(tài)水平的比較，實現(xiàn)對我國基本面的考察。表4給出無環(huán)境政策模型，及加入環(huán)境因素的四種政策狀態(tài)模型模擬碳排放量分別下降20%與40%減排目標情形下，系統(tǒng)變量的穩(wěn)態(tài)特征。應當指出，由于三種環(huán)境政策作用均以價格機制傳導，因此，在系統(tǒng)確定性條件下，不同環(huán)境政策的最終穩(wěn)態(tài)水平是相同的，故表4的列(3)與列(5)直接列示基于總量控制政策的穩(wěn)態(tài)測度數(shù)值結果。

表4 總量控制減排率20%和40%情況的主要變量確定性穩(wěn)態(tài)及其偏離率

資料來源：作者編制。

從表4中得到兩點結論：其一，表中列(1)與列(2)比較發(fā)現(xiàn)，加入環(huán)境因素的無政策狀態(tài)模型的系統(tǒng)變量穩(wěn)態(tài)水平，與無環(huán)境因素模型相應水平相比，呈現(xiàn)微弱下降，表明碳排放政策對我國系統(tǒng)運行穩(wěn)態(tài)產生一定負面效應。其二，在目前我國經濟系統(tǒng)結構條件下，環(huán)境政策對經濟水平產生較大影響，但環(huán)境質量卻可得到相應改善。正如理論預期，減排目標的提高加大經濟損失。其中，若碳總量減排20%，產出將下降3.7017%；若碳總量減排40%，產出水平將下降10.9563%。顯然我國經過長期高能耗、高排放發(fā)展模式形成的經濟基本面，與綠色可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)，存在巨大差距；經濟結構調整任務艱巨，碳減排工作不可能一蹴而就，需要通過進一步加快供給側結構改革的步伐，逐步推進碳減排目標的落實。

(二) 經濟變量和碳排放總量對外生系統(tǒng)沖擊及政策沖擊的獨立響應

圖1-圖4分別模擬主要經濟變量產出、消費、投資、就業(yè)、通脹與環(huán)境變量CO2對各類一單位標準差沖擊的穩(wěn)態(tài)偏離響應。其中，橫軸表示以季度為單位的40時期，縱軸表示偏離穩(wěn)態(tài)的程度。

圖1 主要經濟變量對一單位標準差負面技術沖擊的效應

1.負面技術沖擊的動態(tài)效應。利用負面技術表示我國經濟外部因素的綜合負面影響，譬如2008年全球金融危機等。實際上該效應給出我國經濟系統(tǒng)穩(wěn)定性測度。圖1顯示，總體上，主要變量的負面技術沖擊響應負向較弱，正向較強，對我國經濟系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有產生顯著的負面影響。且符合理論預期，暫時性負面技術沖擊造成產出、消費、投資及碳排放等變量產生負向百分之幾的瞬時較弱偏離響應；而就業(yè)則出現(xiàn)較大的、通脹出現(xiàn)極小的瞬時正向調整響應。另外，由于技術沖擊的暫時性，導致就業(yè)、通脹從初始正向偏離后較快下降于穩(wěn)態(tài)，而產出、消費、投資從初始負向偏離后逐漸上升于穩(wěn)態(tài)。不同環(huán)境政策條件下，主要變量沖擊響應的比較信息包括：(1)總量控制政策盯住固定的碳排放目標水平，產出、消費、就業(yè)、通脹等水平降低響應微弱。面臨負面技術沖擊帶來的產出收縮，生產排放隨之減少，排污權交易市場許可證需求降低，引致許可證價格與減排成本下降，繼而企業(yè)擁有更多的資源及更大的生產決策空間來抵御產出下降；其表征為產出、消費等變量下降幅度小于無政策基準情形。值得注意的是，該政策初始時的投資并沒有立即發(fā)生負向偏離；而就業(yè)初始時正向上沖幅度高于無政策情形。因此，選擇該政策將有利于資本市場與勞動市場應對系統(tǒng)外環(huán)境變化沖擊的波動影響。(2)環(huán)境稅政策下，主要經濟與環(huán)境變量對負面技術沖擊獨立響應與無政策情形基本一致。由于該政策以固定稅率矯正環(huán)境負外部性，生產企業(yè)面臨恒定的邊際減排成本約束，其最優(yōu)決策不受系統(tǒng)外環(huán)境變化影響，經濟動態(tài)演化路徑與無政策情形趨同。(3)強度標準政策的單位GDP排放強度標準，僅僅控制產出與碳排放量比例，沒有限制產出或排放水平。面臨系統(tǒng)外環(huán)境變化負面沖擊，產出、投資、就業(yè)、通脹與碳排放初始響應，與其他政策區(qū)別較強，呈現(xiàn)正向調整。

圖2 主要經濟變量對一單位標準差政府支出增加沖擊的效應

2.政府支出增加沖擊的動態(tài)效應。財政政策包括支出、收入、轉移支付等諸多方面，因篇幅所限，這里僅模擬政府支出增加政策的效應。圖2顯示，總體看當政府購買性支出增加時，產出、就業(yè)及碳排放初始分別呈不同程度微弱正向瞬時偏離。但其對于消費及投資行為產生的擠出效應造成兩者呈現(xiàn)負向微弱和較弱波動。但財政擴展政策的產出增長效應難以為繼，產出與其成比例變動的碳排放變量在第5期左右開始出現(xiàn)負向偏離。不同環(huán)境政策條件下，主要變量沖擊響應的比較信息包括：(1)總量控制政策下，企業(yè)需要配置更多資源用于減排活動，該政策機制在一定程度上抑制了經濟波動。其中通脹對政府支出沖擊產生負向調整現(xiàn)象。(2)環(huán)境稅政策下，政府支出沖擊造成主要變量的響應方向與無政策狀態(tài)基本保持一致，但其變動偏離幅度顯著高于后者。其中，消費的負向偏離程度與通脹的正向偏差顯著，其表明該政策具有一定負面效應。(3)強度標準政策下，產出、就業(yè)及碳排放對政府支出沖擊產生正向偏離響應，并顯著高于其他政策；而且該政策在一定程度上收斂政府支出沖擊對通脹的刺激作用。

圖3 主要經濟變量對一單位標準差利率增加沖擊的效應

3.利率增加沖擊的動態(tài)效應。如圖3所示，總體看，利率沖擊影響較弱。其中，不同環(huán)境政策下，主要變量沖擊響應存在兩個特征。一是總量控制政策與其他政策顯著不同，除通脹變量出現(xiàn)極弱下降波動外，其余變量的沖擊響應也較微弱，其中消費和碳排放變量幾乎沒有變化。二是除總量控制政策外，消費變量對其他政策沖擊的負面響應也表現(xiàn)出極弱下降響應；應該關注環(huán)境稅政策下，與其他變量均出現(xiàn)較一致的短期下降，較快回升響應態(tài)勢相比，利率沖擊引起消費變量的負面響應，具有長期不能回歸穩(wěn)態(tài)的特征。

圖4 主要經濟變量對一單位標準差環(huán)境政策正向沖擊的效應

4.三種環(huán)境政策的正向沖擊的動態(tài)效應。如圖4所示，環(huán)境政策總體在促進碳排放減少的同時，對現(xiàn)階段產出、投資、就業(yè)等經濟變量的沖擊具有一定負面微弱效應。其中雖然就業(yè)的沖擊負向效應極弱，但也說明，目前我國粗放式勞動密集型產業(yè)主導發(fā)展模式，一旦加強環(huán)境政策還是引起要素市場的負面波動。在不同環(huán)境政策沖擊下，主要變量沖擊響應存在兩個主要區(qū)別。一是三種政策下的消費對環(huán)境政策沖擊均呈現(xiàn)“U”型演化路徑，但環(huán)境稅與總量控制情形下消費對沖擊產生初始正向偏離，而強度標準情形下其呈現(xiàn)初始負向調整態(tài)勢。二是除消費變量外，其他主要宏觀變量對強度標準政策沖擊響應的調整偏離幅度大于另兩種政策沖擊響應。

基于上述主要變量對系統(tǒng)及政策沖擊的獨立響應測度，本文發(fā)現(xiàn)主要變量對系統(tǒng)負面技術沖擊，財政、貨幣政策沖擊與三種環(huán)境政策強度增加沖擊的響應，總體表現(xiàn)較弱或微弱，對我國經濟系統(tǒng)穩(wěn)定性沒有產生顯著負面影響。綜合我國基本面測度信息，可以得到如下結論：雖然目前我國尚難以承受高減排目標，但經濟系統(tǒng)能夠接受碳減排政策；因此逐步加快碳減排步伐，以碳減排政策作為供給側結構性改革工具，即可實現(xiàn)經濟結構調整與碳減排推進互動的目標。

(三) 聯(lián)合沖擊綜合效應的分解

以上是主要經濟與環(huán)境變量對沖擊的獨立響應信息,但現(xiàn)實中,相關變量往往受到各類因素的聯(lián)合沖擊。理論方差分解(Variance Decomposition)是將t時期受到多因素聯(lián)合沖擊后，相關變量產生偏離穩(wěn)態(tài)響應的綜合方差，根據其不同沖擊因素進行分解,得到每個沖擊因素對綜合方差的貢獻份額，從而確定各因素對變量影響力的大小。表5給出標準的t時期環(huán)境政策子系統(tǒng)主要變量沖擊響應的方差分解數(shù)據。表6基于表5給出t時期主要變量沖擊響應方差分解的環(huán)境政策比較。

表5 t時期環(huán)境政策子系統(tǒng)變量沖擊響應的理論方差分解

資料來源：作者編制。

表6 t時期基于主要變量沖擊響應方差分解數(shù)據的環(huán)境政策比較

資料來源：作者編制。

表5和表6給出主要變量、政策背景和沖擊因素三維交叉的復雜信息。因篇幅所限，這里僅分析主要變量響應的突出分解特征，并給出環(huán)境政策選擇的關注點。

主要變量基于環(huán)境政策的沖擊響應分解特征顯著，其中：(1)對產出聯(lián)合沖擊中，總量控制政策下，該政策沖擊影響高達80.02%；(2)對消費、投資聯(lián)合沖擊中，環(huán)境稅政策下，政府支出沖擊影響分別高達80.6%、84.76%；(3)對就業(yè)聯(lián)合沖擊中，總量控制、強度標準和環(huán)境稅三政策下，負面技術沖擊影響分別高達98.24%、93.69%和74.54%；(4)對通脹聯(lián)合沖擊中，總量控制政策下，負面技術沖擊影響53.78%，利率沖擊影響42.85%；(5)對碳排放變量聯(lián)合沖擊中，強度標準政策沖擊影響高達66.56%。顯然環(huán)境政策選擇需要關注：(1)總量控制政策下，該政策自身沖擊對產出強勁影響，及其在該政策背景下，負面技術沖擊對就業(yè)、通脹產生的強力影響。(2)環(huán)境稅政策下，政府支出沖擊對消費、投資存在強勁的，及其負面技術沖擊對就業(yè)的強力影響。(3)強度標準政策下，負面技術沖擊對就業(yè)也存在強力影響，及其該政策自身沖擊對環(huán)境變量的強勁影響等。

[1]XIAO Y,NIU Y Q.Output and employment effects of the spread of clean coal technology in China[J].Energy & Environment,2015,26(6/7):1081-1098.

[2]LEONTIEF W W,FORD D.Air pollution and the economic structure:empirical results of input-output computation[C]//BRODY A,CARTER A P.Input-output Techniques.Amsterdam:North-Holland Publishing Company,1972:9-30.

[4]程郁泰，張納軍.碳排放IDA模型的算法比較及應用研究[J].統(tǒng)計與信息論壇，2017(5):10-17.

[5]WEITZMAN M L.Prices versus quantities[J].Review of Economic Studies,1974,41(4):477-491.

[6]KEELER E,SPENCE M,ZECKHAUSER R.The optirmal control of pollution[J].Journal of Economic Theory,1972,4(1):19-34.

[7]PLOEG F V D,WITHAGEN C.Pollution control and the ramsey problem[J].Environmental and Resource Economics,1991,1(2):215-236.

[8]PANAYOTOU T.Demystifying the environmental kuznets curve:turning a black box into a policy tool[J].Environment and Development Economics,1997,2(4):465-484.

[9]HEYES A.A proposal for the greening of textbook macro:IS-LM-EE[J].Ecological Economics,2000,32(1):1-7.

[10]SIM N C S.Environmental keynesian macroeconomics:some further discussion[J].Ecological Economics,2006,59(4):401-405.

[11]FARMER J D,HEPBURN C,MEALY P,et al.A third wave in the economics of climate change[J].Environmental and Resource Economics,2015,62(2):329-357.

[12]ANGELOPOULOS K,ECONOMIDES G,PHILIPPOPOULOS A.What is the best environmental policy? Taxes,permits and rules under economic and environmental uncertainty[R/OL].CESIFO Working Paper,NO.2980,2010.[2010-04-30].http://www.gla.ac.uk/media/media_148662_en.pdf.

[13]ANGELOPOULOS K,ECONOMIDES G,PHILIPPOPOULOS A.First- and second- best allocations under economic and environmental uncertainty[J].International Tax and Public Finance,2013,20(3):360-380.

[14]FISHER C,SPRINGBORN M.Emissions targets and the real business cycle:intensity targets versus caps or taxes[J].Journal of Environmental Economics and Management,2011,62(3):352-366.

[15]HEUTEL G.How should environmental policy respond to business cycles? Optimal policy under persistent productivity shocks[J].Review of Economic Dynamics,2012,15(2):244-264.

[16]GOLOSOV M,HASSLER J,KRUSELL P,et al.Optimal taxes on fossil fuel in general equilibrium[J].Econometrica,2014,82(1):41-88.

[17]LINTUNEN J,VILMI L.On optimal emission control:taxes,substitution and business cycles[R/OL].Finlan:Bank of Finland Research Discussion Papers,NO.24,2013.[2013-09-27].https:// helda.helsinki.fi/bof/ bitstream/123456789/7736/1/172748.pdf.

[18]GRODECKA A,KURALBAYEVA K.The price vs quantity debate:climate policy and the role of business cycles[R/OL].London: Grantham Research Institute on Climate Change and the Environment Working Paper,No.177,2015.[2015-01-24].http://www.lse.ac.uk/GranthamInstitute/wp-content/uploads/2015/01/ Working-Paper-177-Grodecka-Kuralbayeva.pdf.

[19]KHAN H,METAXOGLOU K,KNITTEL C R,et al.How do carbon emissions respond to business cycle shocks?[R/OL].Carleton: NBER Working Paper,No.22294,2016.[2016-05-31].http://www.carleton.ca/ economics/wp-content/uploads/cep15-07.pdf.

[20]DISSOUY,KARNIZOVA L.Emissions cap or emissions tax? A multi-sector business cycle analysis[J].Journal of Environmental Economics & Management,2016,79(5):169-188.

[21]ANNICCHIARICO B,DIO F D.Environmental policy and macroeconomic dynamics in a new keynesian model[J].Journal of Environmental Economics and Management,2015,69(1):1-21.

[22]鄭麗琳，朱啟貴.技術沖擊、二氧化碳排放與中國經濟波動——基于DSGE模型的數(shù)值模擬[J].財經研究，2012(7):37-49.

[23]吳興弈，劉紀顯，楊翱.模擬統(tǒng)一碳排放市場的建立對我國經濟的影響——基于DSGE模型[J].南方經濟，2014(9):78-97.

[24]徐文成，薛建宏，毛彥軍.宏觀經濟動態(tài)性視角下的環(huán)境政策選擇[J].中國人口·資源與環(huán)境，2015(4):101-109.

[25]雷原，張武林，曲亮.“一帶一路”戰(zhàn)略下中國經濟增長與碳減排協(xié)同研究[J].河海大學學報(哲學社會科學版),2016(1):23-29.

[26]楊翱，劉紀顯，吳興弈.基于DSGE模型的碳減排目標和碳排放政策效應研究[J].資源科學，2014(7):1452-1461.

[27]朱軍.基于DSGE模型的“污染治理政策”比較與選擇——針對不同公共政策的動態(tài)分析[J].財經研究，2015(2):41-53.

[28]夏良杰,郝旺強,吳夢嬌.碳稅規(guī)制下基于轉移支付的供應鏈減排優(yōu)化研究[J].經濟經緯,2015(4):114-120.

[29]張俊.碳稅規(guī)制下基于轉移支付的供應鏈減排優(yōu)化研究[J].財經論叢,2016(6):104-112.

[30]CHRISTIANO L J,EICHENBAUM M,EVANS C L.Nominal rigidities and the dynamic effects of a shock to monetary policy[J].Journal of Political Economy,2005,113(1):1 - 45.

[31]SMETS F,WOUTERS R.An estimated dynamic stochastic general equilibrium model of the Euro Area[J].Journal of the European Economic Association,2003,1(5):1123-1175.

[32]肖堯，牛永青.財政政策DSGE模型中國化構建及其應用[J].統(tǒng)計研究，2014(4):51-56.

[33]DIXIT A K,STIGLITZ J E.Monopolistic competition and optimum product diversity[J].American Economic Review,1977,67(3):297-308.

[34]NORDHAUS W D.A question of balance: weighing the options on global warming policies[M].New Haven:Yale University Press,2008:146-147.

[35]CALVO G A.Staggered prices in a utility-maximizing framework[J].Journal of Monetary Economics,1983,12(3):383-398.

[36]REILLY J M,RICHARDS K R.Climate-change damage and the trace-gas-index issue[J].Environmental and Resource Economics,1993,3(1):41-61.

[37]FORNI L,MONTEFORTE L,SESSA L.The general equilibrium effects of fiscal policy:estimates for the Euro area[J].Journal of Public Economics,2009,93(3/4):559-585.

[38]TRAUM N,YANG S-C S.Monetary and fiscal policy interactions in the post-war U.S.[J].European Economic Review,2011,55(1):140-164.

(責任編輯 畢開鳳)

Construction of E-DSGE Model and Measurement of Policy Effects of China’s Carbon Emission Reduction

XIAO Hong-ye1,2， CHENG Yu-tai2

(1.SchoolofEconomics,HenanUniversity,Kaifeng475000,China;2.SchoolofScienceandTechnology,TianjinUniversityofFinance&Economics,Tianjin300222,China)

The interaction mechanism between economy and environment has complex dynamic uncertainty, therefore, the environmental policy based on historical data may contain the social cost of trial and error, and we need to examine the effects of environment policy in advance. Based on the improvement of a foreign classical model, this paper introduces the processing technology of environment factor and builds the corresponding E-DSGE model frame. By the data simulation platform based on environment parameter calibration and bayesian estimation, this paper gives the simulation measurement of the effects of carbon emission reduction in China, suggesting that the environmental policy has little particularly strong negative impact on the stability of our national economic system, but it is still difficult for the system fundamentals to sustain the targets of high emission reduction at present, and the different emission reduction policies contain highly distinguishable features. In turn, the research proposes the policy space that we could achieve the promoting interaction between the economic structural adjustment and carbon emissions reduction, by the means of speeding up carbon emission reduction gradually, and applying the corresponding policy instrument for the structure reforming of the supply side. It could also provide reference for DSGE model research in China.

DSGE model; environmental policy effect; Bayesian estimation; shock response

2016-05-17

國家社會科學基金項目“我國稅收改革政策宏觀效果的統(tǒng)計測度與評價研究”(15BTJ010)；教育部基地重大項目“經濟政策宏觀作用機制數(shù)量模擬理論方法及其應用研究”(13JJD790018)

肖紅葉，男，教授，博士生導師，主要從事經濟統(tǒng)計研究；程郁泰，男，博士研究生，主要從事經濟統(tǒng)計研究。

F222.3

A

1000-2154(2017)07-0073-14

10.14134/j.cnki.cn33-1336/f.2017.07.008