李志青

一、引言：William D. Nordhaus(諾德豪斯)其人其事

2018年10月8日，William D. Nordhaus和Paul M. Romer一起獲得諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎，以表彰二人將氣候變化和技術(shù)創(chuàng)新納入到長期宏觀經(jīng)濟(jì)增長分析中所做出的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。

諾德豪斯教授是耶魯大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)Sterling講座教授，根據(jù)公開資料，他曾任白宮經(jīng)濟(jì)顧問，他的主要研究領(lǐng)域是宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)與氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)。2018年的諾獎花落環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)界的諾德豪斯教授，可謂是在預(yù)料之中，氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)(乃至于環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué))領(lǐng)域的諾獎人選非諾德豪斯莫屬。

諾德豪斯教授在氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的主要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)最重要的是他用可計(jì)算一般均衡方法提出的氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)分析框架(即RICE/DICE模型)，以及在此基礎(chǔ)上衍生出來的研究成果。

從20世紀(jì)80年代開始，早在國際社會開始關(guān)注氣候變化問題之前，諾德豪斯教授就帶領(lǐng)耶魯?shù)囊恢F(tuán)隊(duì)開始建設(shè)氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的動態(tài)一體化評估模型(RICE/DICE)。RICE/DICE模型是一個龐然大物，因?yàn)檫@個模型不僅模型龐雜，還覆蓋了從能源消耗、碳排放到氣候環(huán)境變化，再到經(jīng)濟(jì)和政策等跨學(xué)科問題，需要若干跨學(xué)科知識背景和研究成果，在當(dāng)時的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)條件下，模型分析還在極大程度上受限于極為有限的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。也正因?yàn)槿绱?，在過去30多年里，隨著信息變得更加充分，諾德豪斯教授不斷調(diào)整完善分析框架，使之逐步逼近氣候變化背后的現(xiàn)實(shí)，然后通過模型分析尋找氣候變化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的規(guī)律。

值得一提的是，諾德豪斯教授本人推崇自由市場經(jīng)濟(jì)原則，認(rèn)為解決氣候變化等環(huán)境問題并不一定需要政府的強(qiáng)勢干預(yù)，而是要尊重市場，利用市場工具來提高應(yīng)對氣候變化的有效性。

二、構(gòu)建了氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)分析框架

諾德豪斯將氣候變化因素納入索洛經(jīng)濟(jì)增長模型，從而構(gòu)建了整個氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)的分析框架。

首先，諾德豪斯在索洛經(jīng)濟(jì)增長模型的基礎(chǔ)上結(jié)合氣候變化問題做了三重機(jī)制擴(kuò)展。

第一，經(jīng)濟(jì)活動的碳排放如何影響大氣中的碳濃度；第二，大氣中的碳濃度如何通過增強(qiáng)能量輻射影響全球平均氣溫；第三，全球平均氣溫的變化又如何對人類的經(jīng)濟(jì)活動和福利產(chǎn)生各種影響(主要體現(xiàn)為“損害”)。如果再加上碳減排政策對經(jīng)濟(jì)活動碳排放的影響機(jī)制，諾德豪斯所提出的綜合評估模型實(shí)際上包含了四重影響機(jī)制。最終，他將這四重影響機(jī)制納入同一個模型中，形成了動態(tài)綜合評估模型(DICE模型)。其中的“動態(tài)”指的是該模型所評估的是不同經(jīng)濟(jì)增長路徑所產(chǎn)生的跨期福利影響。

圖1 諾德豪斯氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)框架

在這個動態(tài)模型中，由人類社會經(jīng)濟(jì)活動所造成的碳排放通過一個鏈條影響未來福利：碳排放→碳濃度→全球變暖→經(jīng)濟(jì)損失，這個鏈條本身體現(xiàn)了全球?qū)用嫔鲜袌鼋?jīng)濟(jì)在氣候變化問題上的外部性和失靈。而尤其重要的是，通過動態(tài)綜合評估模型，我們可以在新古典經(jīng)濟(jì)增長框架內(nèi)對氣候變化所造成的跨期福利影響進(jìn)行定量的計(jì)算和比較。也就是說，諾德豪斯所提出的動態(tài)綜合評估模型并不是對索洛經(jīng)濟(jì)增長模型的偏離，而是將氣候變化這個經(jīng)濟(jì)增長約束性問題內(nèi)生化到新古典的經(jīng)濟(jì)增長分析框架中，這顯然是諾德豪斯對新古典經(jīng)濟(jì)增長分析框架與氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)進(jìn)行雙向擴(kuò)展所形成的重要貢獻(xiàn)。

其次，諾德豪斯通過引入貼現(xiàn)率將時間因素納入應(yīng)對氣候變化的分析過程，也就是將時間價值引入到一般均衡分析的框架中。引入貼現(xiàn)率因素本身并不新奇，其中的關(guān)鍵是采取何種水平的貼現(xiàn)率。在諾德豪斯看來，這個貼現(xiàn)率水平不能過分低估，只有符合社會貼現(xiàn)率的正常水平才足以推演出最優(yōu)的政策，否則就會形成“(現(xiàn)在的)窮人補(bǔ)貼(未來的)富人”的倒置現(xiàn)象。

上述兩點(diǎn)對于包括氣候變化應(yīng)對在內(nèi)的相應(yīng)環(huán)境保護(hù)有著重要啟示，即要將經(jīng)濟(jì)因素納入到環(huán)境保護(hù)的決策中，同時實(shí)現(xiàn)環(huán)境部門與經(jīng)濟(jì)部門的雙重均衡(最優(yōu))。否則，過度強(qiáng)調(diào)某個方面的結(jié)果將不僅損害該部門自身，還會損害到整體福利的優(yōu)化。

此外，諾德豪斯還非常強(qiáng)調(diào)市場工具(環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策工具)在應(yīng)對氣候變化中的作用。諾德豪斯論證了不同氣候變化應(yīng)對情景下的福利效果，他提出在穩(wěn)步應(yīng)對的情境下，采取碳稅等政策將有利于實(shí)現(xiàn)福利的最大化。本質(zhì)上而言，碳稅的實(shí)質(zhì)是對碳排放進(jìn)行定價，這就是典型的基于市場的環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策工具。這一工具的最大特點(diǎn)在于，將碳排放作為經(jīng)濟(jì)要素納入經(jīng)濟(jì)增長過程，由市場(而不是政府)來對其進(jìn)行定價，并選擇最優(yōu)的定價水平。在此，諾德豪斯教授認(rèn)為市場的有效性(定價的合理性)會幫助實(shí)現(xiàn)應(yīng)對氣候變化所需的節(jié)能減排，出清市場。當(dāng)然，要做到這一點(diǎn)并不容易，必須在碳社會成本、減排成本等方面進(jìn)行科學(xué)的核算。不過，強(qiáng)調(diào)市場工具的理念同樣可以適用于其他環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域。

最后，諾德豪斯的分析框架還非常重視政策本身的效益(效率)問題。在他看來，提出制定和實(shí)施應(yīng)對溫室效應(yīng)的政策時，要以更加謹(jǐn)慎的態(tài)度權(quán)衡氣候變化與減排政策的利弊得失。為此，諾德豪斯開創(chuàng)性地提出了一個簡便的經(jīng)濟(jì)模型，用以量化地評估旨在延緩氣候變暖的政策，其中的基本思路是估計(jì)可選政策未來的成本與收益并計(jì)算現(xiàn)值，最優(yōu)化的減排政策可以使凈收益最大，也就是成本與收益邊際相等。這一點(diǎn)對于當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)尤其重要，我們不能不計(jì)代價地實(shí)施某些環(huán)境保護(hù)政策，而是有必要進(jìn)行成本收益分析，以此來決定政策實(shí)施的“度”。

總體上，諾德豪斯首先構(gòu)建的氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)分析框架開創(chuàng)了環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的重要領(lǐng)域，奠定了氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)，對推動環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)科的發(fā)展有著重要的貢獻(xiàn)。

三、氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)分析的綜合評估模型

(一)早期模型

諾德豪斯于1975年首度提出有關(guān)氣候變化影響的模型，這可以說是后續(xù)動態(tài)綜合評估模型(DICE模型)的早期版本，盡管在后來者看來，這個早期版本并不是很完善，但這卻是諾德豪斯有關(guān)氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)理論框架研究的重要起點(diǎn)，可以從中一窺諾德豪斯構(gòu)建其學(xué)術(shù)思想體系的基本思路。

在這個早期模型中，諾德豪斯首先討論了碳循環(huán)模塊，作為氣候變化綜合評估模型的重要組成部分，碳循環(huán)模塊的重點(diǎn)是對碳排放如何轉(zhuǎn)化為大氣碳濃度的路徑展開分析。

與經(jīng)濟(jì)學(xué)研究有所不同，碳排放與碳濃度之間的關(guān)系關(guān)涉到諸多復(fù)雜的物理與生物反應(yīng)過程，如光合作用、大氣和海洋之間的氣體交換等。為此，諾德豪斯(1975)以馬赫塔(1972)的研究為基礎(chǔ)，構(gòu)建了7維儲碳層模型，即：對流層(<10公里)、平流層、海洋的上層(0～60米)、深海(>60米)、短期生物圈、長期生物圈和海洋生物圈。

根據(jù)自然科學(xué)的發(fā)現(xiàn)，諾德豪斯提出，這些不同儲碳層之間在碳儲存上存在相互的依賴關(guān)系。例如，對流層中11%的碳每年流入上層海洋，而上層海洋中9%的碳流向另一個方向。

Mt+1=D·Mt+Et

(1)

式(1)中單位時間為1年，Mt是七元素向量，包含七個儲碳層的大小。D是流動系數(shù)的7×7矩陣，其中例如第三行中的第一個元素給出了從上層海洋到對流層的每年9%的流量。D矩陣的對角線可以告訴我們每層中的碳含量是多少。最后，Et代表排放。由于所有排放都進(jìn)入對流層，Et是一個七維向量，其中只有第一維是非零的?；谝陨霞僭O(shè)，碳循環(huán)的模型可以表現(xiàn)為線性一階系統(tǒng)，使用該模型，可以描述任何排放情景下大氣CO2濃度的變化(以及其他儲層中的碳量)。

諾德豪斯接著在上述模型中引入經(jīng)濟(jì)模塊。他將這個模塊分為實(shí)證和規(guī)范兩部分：一是預(yù)測排放路徑，以及描述不同經(jīng)濟(jì)決策對碳排放的影響；二是進(jìn)行規(guī)范分析，根據(jù)福利效應(yīng)對不同的政策進(jìn)行排序。

在經(jīng)濟(jì)模塊中，諾德豪斯(1975)提出了一個詳盡的全球能源需求框架，他采用全球GDP作為研究出發(fā)點(diǎn)，將GDP作為各種能源需求的決定依據(jù)。由于缺乏對氣候變化損害(及收益)的相關(guān)研究，諾德豪斯認(rèn)為實(shí)現(xiàn)預(yù)算約束，也就是以最低成本來降低大氣碳濃度是經(jīng)濟(jì)模塊的主要目標(biāo)。

總體而言，諾德豪斯在1975年推出的早期理論模型仍屬于局部均衡模型，未能很好地將碳排放與經(jīng)濟(jì)增長統(tǒng)一起來。在此基礎(chǔ)上，十多年后，諾德豪斯開始嘗試構(gòu)建氣候變化與經(jīng)濟(jì)增長的一般均衡模型，也就是氣候變化的動態(tài)綜合評估模型。1994年和1996年，諾德豪斯分別在全球和地區(qū)層面上提出了兩個用于評估氣候變化與經(jīng)濟(jì)增長關(guān)系的動態(tài)綜合模型(即DICE和RICE模型)，到目前為止，諾德豪斯提出的模型仍然是全球氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的主流模型之一。

(二)氣候變化動態(tài)綜合評估模型(DICE模型)

根據(jù)諾獎委員會的報(bào)告，諾德豪斯所提出的氣候變化動態(tài)綜合評估模型共有五方面的特征：第一，模型分析了大氣碳濃度對全球平均溫度的影響；第二，模型納入了碳循環(huán)模型(是諾德豪斯早期研究成果的簡化版本)；第三，模型描述了氣候變化對經(jīng)濟(jì)的“損害”影響；第四，模型對新古典的經(jīng)濟(jì)增長分析框架進(jìn)行發(fā)展；第五，模型具有較強(qiáng)的調(diào)整和校準(zhǔn)能力。

首先，在這個氣候變化動態(tài)綜合評估模型中，諾德豪斯引入的是氣候模塊。

諾德豪斯借用1903年諾貝爾化學(xué)獎得主Svante Arrhenius用于刻畫溫室效應(yīng)(即碳濃度對能量預(yù)算的影響)的公式：

(2)

其中，能量預(yù)算F的變化(以每單位面積的功率度量)與實(shí)際和基準(zhǔn)大氣CO2濃度之間的比率的自然對數(shù)成比例(分別用Mt和M0表示)，參數(shù)η測量能量預(yù)算如何隨著CO2濃度加倍而變化。

通過對溫室效應(yīng)的這種簡化表示，諾德豪斯構(gòu)建了全球平均(表面)溫度Tt和海洋溫度T的差分方程等式，兩者均表示為與其工業(yè)化前水平的偏差?；谀芰坎粫У淖匀欢?，這些方程對非線性系統(tǒng)的史前穩(wěn)態(tài)進(jìn)行了線性近似處理。

(3)

從上可以看出，如果CO2濃度穩(wěn)定在工業(yè)化前水平的兩倍(Mt/M0=2)，則能量預(yù)算的增加是η，忽略能量預(yù)算的其他外源性增加(Ot=0)，最終將實(shí)現(xiàn)一個新的穩(wěn)態(tài)，使得兩個溫度得以恒定。為此，必須增加大氣溫度以平衡溫室效應(yīng)

(4)

比率η/κ表示氣候敏感度，由于在現(xiàn)實(shí)中存在許多復(fù)雜的反饋機(jī)制，因此這個數(shù)字存在很大的不確定性。例如，IPCC第五次報(bào)告斷言均衡的氣候敏感性“可能在1.5℃到4.5℃ 之間”。1999年，諾德豪斯將η/K值定為2.9。

其次，諾德豪斯引入了碳循環(huán)模塊。

(5)

最后，在確定了碳循環(huán)模塊的動態(tài)模型后，諾德豪斯繼續(xù)對其中的參數(shù)進(jìn)行了校準(zhǔn)。

1. 氣候變化造成的損害。

在氣候變化動態(tài)綜合評估模型中，諾德豪斯增加了一個將全球平均溫度上升折算成經(jīng)濟(jì)損害的損害函數(shù)，他開創(chuàng)性使用“自下而上”的方式來探究損害形成的過程。諾德豪斯集中了大量關(guān)于氣候變化各種影響后果的微觀經(jīng)濟(jì)研究成果。例如，氣候變化對農(nóng)業(yè)、沿海地區(qū)、舒適度價值、生物多樣性和人類健康造成的損害。比如，Mendelsohn、Nordhaus和Shaw在1994年利用美國3 000個縣的農(nóng)田溫度和市場價格之間的關(guān)系來推斷氣候變化的后果。

同時，諾德豪斯也意識到，這種基于自下而上的損害測算方法注重對研究成果的總結(jié)和提煉，而這些研究成果所計(jì)算的往往都是低概率下的某種極端后果。用Nordhaus(1994b)的話說，“我們只是對氣候變化及其可能引起的社會反應(yīng)情景進(jìn)行‘最佳猜測’”。而這種忽視氣候變化與損害相關(guān)性的“最佳猜測”模型可能會產(chǎn)生非常具有誤導(dǎo)性的政策寓意。為了彌補(bǔ)這一不足，諾德豪斯精心挑選了專門研究氣候變化及其后果的科學(xué)家，組成一個小組，然后對這個小組成員開展調(diào)查，征求他們對氣候變化及其潛在破壞性后果相關(guān)概率的評估結(jié)果。這項(xiàng)調(diào)查結(jié)果及分析，后來被濃縮為“災(zāi)難性影響”一節(jié)。

為此，諾德豪斯最終確定了一個函數(shù)式：

(6)

來表示氣候變化后所損失的GDP份額(區(qū)域性的RICE模型和全球性的DICE模型)，該損害函數(shù)描述了受氣候變化影響的消費(fèi)和投資損失。

2. 經(jīng)濟(jì)增長。

如前所述，氣候變化動態(tài)綜合評估模型中所包含的經(jīng)濟(jì)增長模塊源自于索洛模型，模型繼續(xù)沿用了規(guī)模報(bào)酬不變的效用函數(shù)。體現(xiàn)在RICE模型中，世界由八個地區(qū)組成，分別是美國、經(jīng)合組織-歐洲、其他高收入國家、俄羅斯和東歐、中等收入國家、中低收入國家、中國和低收入國家。在價格給定時，消費(fèi)者通過選擇儲蓄和消費(fèi)規(guī)模，來最大化他們的效用。具體來說，在區(qū)域j消費(fèi)者福利是

(7)

這個公式中的L指t時期該區(qū)域的人口規(guī)模，c是人均消費(fèi)。L的增長最初與觀察到的人口增長相一致，但是假定人口增長隨著時間推移而下降，最終導(dǎo)致全球人口實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)。

與索洛模型一樣，動態(tài)綜合評估模型也使用了科布-道格拉斯生產(chǎn)函數(shù)，其中j區(qū)域和t周期的產(chǎn)量為

(8)

在擴(kuò)展索洛模型的基礎(chǔ)上，動態(tài)綜合評估模型中的全要素生產(chǎn)率Ωj(Tt)A包括兩個方面：一是Ωj(Tt)，代表之前所描述的損害函數(shù)，這實(shí)際上就是負(fù)的外部性，因?yàn)闆]有經(jīng)濟(jì)主體可以單獨(dú)地影響全球溫度變化。二是A，代表技術(shù)進(jìn)步，與早期的索洛模型一樣，技術(shù)是隨著時間外生地增加。

模型假設(shè)當(dāng)能源的累積開采達(dá)到臨界水平CumC時，化石燃料的開采成本將急劇增加。就此，諾德豪斯將化石能源生產(chǎn)成本界定為q，

(9)

q是在t時期生產(chǎn)化石能源的成本，E是在t時期內(nèi)全球化石能源使用量。Es代表單位碳排放量的能量含量，等于ξ乘以e，其中e是化石能源使用量，ξ是化石能源碳排放強(qiáng)度的倒數(shù)。參數(shù)χ1，χ2和CumC是給定的，初始供應(yīng)具有較高彈性，而當(dāng)累積開采規(guī)模接近CumC時，供應(yīng)的彈性則接近于零，此時化石能源價格走向遵循Hotelling定律，即在邊際開采成本增加的情況下，價格也將持續(xù)走高。

最后，化石能源總使用量Et作為排放量變量納入模型中，從而使得整個模型得以閉環(huán)?；茉吹奶寂欧胚M(jìn)入大氣參與碳循環(huán)過程，帶動大氣碳濃度的變化，進(jìn)而通過溫室效應(yīng)提高全球平均溫度T，繼而又通過區(qū)域性的損害函數(shù)Ωj(Tt)減少產(chǎn)出。諾德豪斯指出，由于任何企業(yè)單獨(dú)的碳排放量都很小，其自身的碳排放都不會對生產(chǎn)力產(chǎn)生直接影響，因此，碳排放在全球產(chǎn)生的損害無法內(nèi)生到企業(yè)的決策中，這在所有企業(yè)都采取相似決策的情況下，由于缺乏有效規(guī)制，全球的碳排放總量無疑就造成了最為嚴(yán)重的“市場失靈”。

3. 模型的校準(zhǔn)和福利計(jì)算

諾德豪斯認(rèn)為氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)的理論可以用于對未來的預(yù)測。由此，他在確定經(jīng)濟(jì)模型的過程中，也遵循了宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究方法，利用歷史數(shù)據(jù)和微觀經(jīng)濟(jì)信息來校準(zhǔn)不同的參數(shù)。

其中的一些參數(shù)存在價值判斷問題。以貼現(xiàn)率β為例，貼現(xiàn)率是用于捕捉未來幾代人福利在整個模型中的相對權(quán)重。這個參數(shù)無疑是可以被校準(zhǔn)的，在規(guī)范分析的基礎(chǔ)上對貼現(xiàn)因子進(jìn)行調(diào)整，以重新考慮在未來福利的權(quán)重水平。在此，值得注意的是，諾德豪斯的模型在分析家庭個人決策機(jī)制與評估總福利時，分別引入了不同的貼現(xiàn)率水平。盡管經(jīng)濟(jì)學(xué)中最常見的選擇是在兩種情況下使用相同的貼現(xiàn)率，但是由于氣候經(jīng)濟(jì)學(xué)所關(guān)注的時間遠(yuǎn)比在其他研究中所關(guān)注的時間更長，因此氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)可以對總體和個體福利的貼現(xiàn)率進(jìn)行差別化處理。一般來說，如果個體福利的貼現(xiàn)率高于總體福利，那么就需要出臺其他相應(yīng)政策，如對儲蓄和投資進(jìn)行補(bǔ)貼等。

類似地，諾德豪斯的模型還假定家庭(或地區(qū))之間的福利不能進(jìn)行轉(zhuǎn)移，因此，在社會福利函數(shù)中，我們可以確定不同家庭(或地區(qū))的福利權(quán)重，進(jìn)而對全球的消費(fèi)和生產(chǎn)進(jìn)行分配。在此，如何確定最優(yōu)的福利權(quán)重(分配)又帶來一個倫理問題，比如，如果窮人承擔(dān)了更多的成本，那么，這將不僅對最優(yōu)碳稅產(chǎn)生不利影響，而且還對福利的國際轉(zhuǎn)移也有不利影響。

四、氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)中的幾個重要問題

除了構(gòu)建氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)分析框架和動態(tài)綜合評估模型之外，諾德豪斯還在研究過程中，著重探討了其中幾個關(guān)鍵問題，做出重要學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)。

(一)碳社會成本

通過氣候變化動態(tài)綜合評估模型計(jì)算碳社會成本是諾德豪斯在氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)上的一個重要貢獻(xiàn)?！疤忌鐣杀尽北欢x為由化石能源消耗所帶來的碳排放邊際損害。如果不考慮與其他市場失靈的相互作用，碳排放的社會成本理應(yīng)與最優(yōu)碳稅相一致。要相對準(zhǔn)確地計(jì)算出碳社會成本，就需要引入綜合評估模型。其一，需要使用碳循環(huán)模塊來預(yù)測單位碳排放如何影響未來大氣中二氧化碳濃度的路徑；其二，氣候模塊是用來預(yù)測二氧化碳濃度變化對氣候(全球溫度)的影響；其三，經(jīng)濟(jì)模塊用于衡量經(jīng)濟(jì)和社會損失。

表1

表1 不同情境下的碳社會成本

在表1中，第一行最佳參數(shù)設(shè)計(jì)下每單位(公噸)二氧化碳最優(yōu)碳稅水平就是碳社會成本，第二行是以最有效的方式將溫升控制在2.5℃范圍內(nèi)所需的碳稅水平，第三行是考慮到斯特恩(2007)提出的每年0.1%的低貼現(xiàn)率后的最優(yōu)稅率。很明顯，這兩種政策是非常不同的，圖2所示的兩種情況下，立即大幅減排所要求的稅率是模型中碳排放的社會成本的5～10倍。如表1所示，這三種情況都隨著時間的推移而上升——上升的速度主要反映了GDP和實(shí)際工資的增長情況。

(二)不確定性

諾德豪斯接下來考慮的是如何處理模型參數(shù)的不確定性，解決這個問題的辦法在于確定參數(shù)的概率分布，并在每種參數(shù)分布組合基礎(chǔ)上求解模型。諾德豪斯(2017)利用DICE/RICE模型針對5個具有不確定性的參數(shù)做了敏感性分析。

一是損失函數(shù)中溫度平方的系數(shù)，二是總生產(chǎn)率的增長速度，三是技術(shù)進(jìn)步帶來減碳率，四是氣候變化敏感度，五是中間層碳庫MU的碳儲存能力。諾德豪斯對5個參數(shù)分別確定了五分位概率分布，產(chǎn)生55=3 125個可能的參數(shù)組合，并對每一種組合都進(jìn)行了求解，進(jìn)而開展福利最優(yōu)化的計(jì)算。例如，以2015年為初始時期，假如最優(yōu)碳稅平均為32.5美元/噸二氧化碳，標(biāo)準(zhǔn)差為28.6美元，在缺乏積極氣候變化應(yīng)對政策的情況下，2100年的溫度平均將增加4.2℃，標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.12℃。

圖2 2010年最優(yōu)稅收$/tCO2箱形圖

諾德豪斯用箱形圖來刻畫模型的穩(wěn)健性。圖2顯示了最優(yōu)稅收的箱形圖。圖中的黑點(diǎn)是3 125次模型模擬計(jì)算的平均值，整個線條覆蓋了99%的概率分別(正態(tài)分布)。在此，參數(shù)的不確定性顯然造成了政策上的極大不確定性。

(三)氣候政策的制定

諾德豪斯對氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)的另外一個重要貢獻(xiàn)在于提出了明確的氣候變化應(yīng)對政策，如果觀察當(dāng)前氣候變化應(yīng)對的政策實(shí)踐，我們可以發(fā)現(xiàn)這些政策實(shí)踐與諾德豪斯所提出政策建議的緊密關(guān)聯(lián)。

在氣候變化動態(tài)綜合評估模型中，諾德豪斯的分析指出，正是由于碳排放所帶來的外部成本高于社會從碳排放中所獲得收益，造成社會福利的損失，因此有必要通過外部政策干預(yù)，讓碳排放者來承擔(dān)邊際的排放成本，即實(shí)現(xiàn)外部成本的內(nèi)部化。盡管模型本身并沒有說明應(yīng)該采取哪種政策工具(碳稅或碳排放權(quán)交易)來實(shí)現(xiàn)外部成本內(nèi)部化，但諾德豪斯明確了一點(diǎn)原則，即碳稅或碳排放權(quán)交易都必須實(shí)現(xiàn)全球性覆蓋。例如，制定全球碳稅，將所有國家和地區(qū)都納入到碳稅體系中，在此情況下，碳稅和碳排放權(quán)交易的效果其實(shí)是等價的。從目前的實(shí)際情況看，實(shí)施或計(jì)劃實(shí)施碳定價方案的國家和地區(qū)僅覆蓋了全球約20%的排放量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有實(shí)現(xiàn)諾德豪斯理想中的全覆蓋。

(四)參數(shù)更新

另外，值得一提的是，諾德豪斯的氣候變化動態(tài)綜合評估模型具有很強(qiáng)的開放性，一是模型非常重視吸收自然科學(xué)和經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的最新成果，二是模型本身是開源的，可得性較高，公開透明、具有人性化。使用者既可以重新復(fù)制計(jì)算諾德豪斯的結(jié)果，又可以直接改變模型參數(shù)，比如采用在損失函數(shù)中用到的參數(shù)來計(jì)算出新的結(jié)果。事實(shí)上，諾德豪斯本人也一直在更新他自己的模型并記錄它們的演進(jìn)過程。

一個新近的例子就是，在2018年他最新發(fā)的一個專欄文章中，諾德豪斯對海平面上升幅度及其損失成本做了調(diào)整。另一個重要的例子是對二氧化碳循環(huán)參數(shù)的重新校準(zhǔn)，以適用于海洋越來越難以吸收碳排放的情況。另外，損失估計(jì)值則一直在做不斷調(diào)整和更新。

對這些參數(shù)進(jìn)行更新的最重要結(jié)果是，大幅提升了碳社會成本和最優(yōu)碳稅的預(yù)測值。在過去25年里，經(jīng)過不斷修正，諾德豪斯模型計(jì)算所得的碳社會成本已經(jīng)從5美元/噸CO2上升到31美元/噸CO2。諾德豪斯(2017)認(rèn)為，盡管這個巨大的變化令人不安，但必須認(rèn)識到在碳社會成本的計(jì)算中的確存在很大的估計(jì)誤差。在2016R的模型中，對碳社會成本的估計(jì)區(qū)間已經(jīng)達(dá)到了6美元到93美元(每噸CO2)。這個區(qū)間體現(xiàn)了背后一系列的不確定性因素，包括氣溫敏感度、產(chǎn)出增長、損失函數(shù)和其他因素。

五、啟示與借鑒

總體上，諾德豪斯在氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)理論上所做出的重要貢獻(xiàn)，對于當(dāng)前中國的環(huán)境保護(hù)有幾點(diǎn)借鑒。

(一)應(yīng)對氣候變化要與經(jīng)濟(jì)增長協(xié)同發(fā)展

在諾德豪斯構(gòu)建的動態(tài)綜合評估模型中，有兩個顯著特征。一是考慮資源(能源)、氣候(環(huán)境)與經(jīng)濟(jì)(生產(chǎn)消費(fèi))等因素在實(shí)現(xiàn)福利最優(yōu)化過程中的多重均衡。以氣候與經(jīng)濟(jì)的雙重均衡為例，在應(yīng)對氣候變化的政策選擇中，不僅要考慮對氣候環(huán)境的影響，同時還需要測算不同政策對于經(jīng)濟(jì)增長造成的影響，只有同時實(shí)現(xiàn)兩部門內(nèi)部各自的均衡關(guān)系，此時應(yīng)對氣候變化所支付的各種成本對于福利的總體負(fù)面影響才能降到最低的程度。二是通過引入貼現(xiàn)率考量應(yīng)對氣候變化中的時間因素，將時間價值納入到均衡的框架中。在諾德豪斯看來，這個貼現(xiàn)率水平不能過分低估，只有符合社會貼現(xiàn)率的正常水平才足以推演出最優(yōu)的政策，否則就會形成“(現(xiàn)在的)窮人補(bǔ)貼(未來的)富人”倒置現(xiàn)象。

上述兩點(diǎn)對于環(huán)境保護(hù)的重要啟示在于，要將經(jīng)濟(jì)因素納入到環(huán)境保護(hù)的決策中，同時實(shí)現(xiàn)環(huán)境部門與經(jīng)濟(jì)部門的雙重均衡(最優(yōu))。否則，過度強(qiáng)調(diào)某個方面的結(jié)果將不僅損害該部門自身，還會損害到整體福利的優(yōu)化。

(二)強(qiáng)調(diào)市場工具(環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策工具)在應(yīng)對氣候變化中的作用

諾德豪斯提出要借助市場化工具來應(yīng)對氣候變化，他論證了不同應(yīng)對情景下的福利效果，其中提出在穩(wěn)步應(yīng)對的情境下，采取碳稅等政策將有利于實(shí)現(xiàn)福利的最大化。本質(zhì)上而言，碳稅的實(shí)質(zhì)是對碳排放進(jìn)行定價，這是典型的基于市場的環(huán)境經(jīng)濟(jì)政策工具。這一工具的最大特點(diǎn)在于，將碳排放作為經(jīng)濟(jì)要素納入經(jīng)濟(jì)增長過程，由市場(而不是政府)來對其進(jìn)行定價，并選擇最優(yōu)的定價水平。在此，諾德豪斯教授認(rèn)為市場的有效性(定價的合理性)會幫助實(shí)現(xiàn)應(yīng)對氣候變化所需的節(jié)能減排，出清市場。當(dāng)然，要做到這一點(diǎn)并不容易，必須在碳社會成本、減排成本等方面進(jìn)行科學(xué)的核算。不過，強(qiáng)調(diào)市場工具的理念同樣可以適用于其他環(huán)境保護(hù)的領(lǐng)域。

(三)強(qiáng)調(diào)政策本身的成本收益分析

在諾德豪斯的研究中，他還非常重視政策本身的效益(效率)，在他看來，提出制定和實(shí)施應(yīng)對溫室效應(yīng)的政策時，要以更加謹(jǐn)慎的態(tài)度權(quán)衡氣候變化與減排政策的利弊得失。諾德豪斯教授開創(chuàng)性地提出了一個簡便的經(jīng)濟(jì)模型，用以量化地評估旨在延緩氣候變暖的政策，其中的基本思路是估計(jì)可選政策未來的成本與收益并計(jì)算現(xiàn)值，最優(yōu)化的減排政策可以使凈收益最大，也就是成本與收益邊際相等。這一點(diǎn)對于當(dāng)前的環(huán)境保護(hù)尤其重要，我們不能不計(jì)代價地實(shí)施某些環(huán)境保護(hù)政策，而是有必要進(jìn)行成本收益分析，以此來決定政策實(shí)施的“度”。

諾德豪斯因?yàn)闅夂蜃兓?jīng)濟(jì)學(xué)的研究獲得諾獎，但其理論中也有一些不足。第一，忽略了國際社會應(yīng)對氣候變化問題過程中的種種“非市場”因素。諾德豪斯教授曾經(jīng)提出在國際社會推行統(tǒng)一的“碳稅”，而統(tǒng)一碳稅的前提是市場的完備性，但事實(shí)上，國際碳市場的建設(shè)嚴(yán)重缺乏這樣的市場基礎(chǔ)，在很長一段時間內(nèi)都無法真正實(shí)現(xiàn)建設(shè)全球統(tǒng)一碳市場的目標(biāo)。第二，諾德豪斯的研究過多地側(cè)重于對美國因素的分析，從而得出某些“有利于”美國的氣候變化應(yīng)對策略。比如在貼現(xiàn)率的設(shè)置上，他選擇偏低的水平，得出的結(jié)果便傾向于“保守地”應(yīng)對氣候變化。事實(shí)上，如果將全球其他地區(qū)的因素納入后，美國相對“消極”的應(yīng)對策略在很大程度上延緩了氣候變化應(yīng)對的進(jìn)程，損害了其他國家和地區(qū)的利益。

總體上，諾德豪斯教授的氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)理論開創(chuàng)了環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究的重要領(lǐng)域，奠定了氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)，對推動環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)科的發(fā)展有著重要的貢獻(xiàn)。