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GEOGRAPHICAL RESEARCH >

2016 , Vol. 35 >Issue 5: 941 - 952

DOI: https://doi.org/10.11821/dlyj201605011

Articles

A CGE model for provincial carbon economy: A case study of Henan province

  • WU Leying , 1 ,
  • WANG Zheng , 1, 2 ,
  • XU Chengjin 1 ,
  • YAN Yanmei 1
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  • 1.Key Laboratory of Geographic Information Science, East China Normal University, Ministry of Education, Shanghai 200241, China
  • 2. Institute of Policy and Management, CAS, Beijing 100080, China

Received date: 2015-12-21

  Request revised date: 2016-04-09

  Online published: 2016-05-10

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《地理研究》编辑部
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Abstract

Being one of the most effective measures for carbon reduction, the carbon tax policy has been implemented in several countries. At present, a large number of studies primarily focused on the social effects of the carbon tax policy in different countries or regions like OECD countries, UK and New Zealand. While the CGE (Computable General Equilibrium) model has been employed by some scholars to explore the impact of carbon tax policy on macro-economic development in China at the national scale, there is less research exploring the influences of carbon tax on provincial economic development at the regional scale in China. Given that, through establishing a regional CGE model, this article selects Henan province as a case to analyze the economic and social effects of different carbon taxes on energy sectors. Furthermore, according to the requirements of the study, the whole China is divided into two regions (i.e. Henan province and the rest of China) in our regional CGE model, and each region has 30 sectors. This study mainly shows that implementing carbon tax in Henan province can reduce significantly the carbon emissions. More importantly, the higher the carbon tax is, the more reduction in carbon emissions. Conversely, the additive value decreased slightly. Specifically, as far as the energy sectors are concerned, coal mining and washing industry had suffered the biggest negative effects, and its price had increased a lot. As for the other sectors, the carbon tax had a negative impact on agriculture. The rural residents are more sensitive to the carbon tax compared with the urban residents. In addition, considering the impact of carbon tax on regional economic and social development, the policy simulation in terms of recycling the carbon tax to promote the carbon tax neutrality were conducted, which means that, to meet reduction targets of the carbon emission reduction in climate policy, implementing carbon tax policy should have the least influences on regional economic and social development. Two schemes (deduction on the income tax of residents or enterprises, respectively) were applied to examine its impacts. According to the situation in Henan province, in terms of residents, we reduced the income tax of rural residents. As for enterprises, we cut down the income tax of non-energy enterprises. The simulated results suggested that it would be better to recycle the carbon tax by deduction on income tax of rural residents rather than that of enterprises.

Key words： CGE; carbon tax; Henan province

Cite this article

WU Leying , WANG Zheng , XU Chengjin , YAN Yanmei . A CGE model for provincial carbon economy: A case study of Henan province[J]. GEOGRAPHICAL RESEARCH, 2016 , 35(5) : 941 -952 . DOI: 10.11821/dlyj201605011

1 引言

从2008年中国政府承诺实行减排开始,中国的碳减排任务已经提到国民经济运行的议事日程。此后中国一方面遵循着各项已达成的国际气候协议,另一方面也提出适合中国的减排目标,即到2020年中国单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%~45%。在2014年中美应对气候变化的联合声明中,中国表明将力争实现CO2排放在2030年达到峰值且将努力早日达峰。如何完成减排目标?对中国这样的大国,需要落实到省区层面上,从而因地制宜地实现减排[1]。
Baranzini等通过分析OECD国家碳税的竞争性、分布和环境影响,认为对于减排CO2,碳税是一种最划算的减排措施[2];Nakata等对日本的研究也表明碳税是达到预期减排目标的一种有效措施[3]。基于这种原因,世界各国开展了碳税研究以作为实现其碳减排治理的一部分。Edward等对英国碳排放权的分配问题进行研究,通过对碳税的征收及返还来进行模拟,表明碳排放权交易价格和碳税将会越来越高[4];Scrimgeour等对比分析了新西兰不同类型的碳减排措施,表明碳税的征收虽然会导致碳排放的下降,但反过来也会降低社会的资本存量[5];Wissema等的研究发现,相比较于能源税,在爱尔兰实行碳税是减少碳排放更合适的选择,碳税可以显著的改变爱尔兰的生产和消费模式[6],但Cosmo等采用时间序列的数据分析认为,碳税的征收可能会导致爱尔兰总产出的缩减和就业的下降[7];Kumbaroglu对土耳其的研究也表明,环境税的征收可以显著减少碳排放及能源产品的使用,但同时也会造成GDP的下降,GDP下降的幅度是先增后降[8]。这些案例表明,区域实行碳税是良好的碳治理政策。为了达到碳减排的目的,目前中国面临着实施碳税的问题。实际上,在碳税问题上,中国是遭到世界诟病的,因为某些国家已经开始实施碳税。为了应对这个问题,定量研究碳减排政策可能对中国带来的经济影响是十分重要的。
CGE模型作为目前国际上有影响的碳减排政策研究模型之一,也有部分学者对采用CGE模型对中国问题进行了分析。贺菊煌等构建了一个研究中国环境问题的CGE模型,模拟结果表明碳税对GDP影响很小,是一个较好的经济政策[9];而魏涛远等的研究却认为碳税虽然会带来中国碳排放量的下降,同时也会造成经济的恶化,即碳税是一种经济成本很高的措施[10];王灿等关于碳税的模拟分析表明碳税政策有助于提高能源效率,但对中国经济增长和就业带来的负面影响也不容忽视[11];朱永彬等对比高、中、低三种税率,生产性碳税和消费性碳税两种不同的碳税类型,并将产业细化为121个部门进行模拟分析,认为碳税对减排有促进作用,生产性碳税的效果优于消费性碳税,而碳税对经济部门的影响较低[12]。以上研究均将中国作为一个主体,分析碳税冲击对国家层面整体经济的影响。但是中国幅员辽阔,国家层面的碳减排目标最终需要在区域层面上落实。又由于中国区域间存在着较大的发展差异,省际间的资源禀赋、产业结构特征均有较大的差异,以国家为尺度的模型并不能完整的反映省级经济体的真实情况和经济走向,由此需要深入到省份尺度研究碳税问题。然而到目前为止,中国尚缺少对省份征收碳税的研究的实例,这对把碳减排问题落实到省区政策制定上有一定的不足。
这种情况的出现,是缺少通用的分析区域碳经济CGE模型,因为大多数研究不可能为某个省份开发一个区域碳经济CGE模型。针对这种情况,本文探讨省级碳经济通用CGE模型的开发,以期为中国把碳减排问题落实到省区层面提供参考。
在1995-2006年,河南省的人均碳排放量平均增长率为8.44%（在全国排第六位）,碳排放总量的平均增长率则为9.13%（在全国排第七位）[13],但因其碳排放基数较大（约56 Mt）,减排形势十分严峻。王铮等计算了1995-2006年河南省能源消费碳排放量,对河南省能源消费结构特征进行研究,认为在2007-2050年河南省的碳排放量呈现先上升后下降的趋势,于2034年左右达到碳排放高峰;对能源结构的模拟则表明,即使到2050年,河南省的煤炭仍在能源结构中占有近50%的比例[14]。为了达到中国总的减排目标,河南省政府存在着巨大的减排压力。另一方面,河南省为全国户籍人口最多省份,征收碳税则必须要考虑其对社会经济带来的影响,确保人民生活的稳定。基于此,选择河南省为研究对象来探讨省区碳经济CGE模型的应用。

2 研究方法与数据来源

为避免单区域CGE不能恰当反映一个国家内不同经济体之间相互作用的问题,本文构建了双区域CGE的模型结构,涵盖一个国家内部的两个经济体——本区与其他区域,并建立两个经济体之间的商品、要素和贸易的相互关联,在模型中对区域之间的经济联系进行描述,如区域间贸易往来、区域间劳动力流动以及区域政府间的交互政策等。双区域CGE模型包含相互作用的一个国家的经济结构,可将单个区域作为单独的经济主体,反映出某一特定分析区域的主体特征,有单区域CGE模型的基本特征,又能够描述其他区域对该区域的影响。由于本文模型所分析的经济主体行为是区域层次的,能够为国家及区域层级的政府决策提供有效的依据。
相比较于单区域CGE模型,多区域CGE模型具有更多的挑战。首先是数据获取方面,以国家为单位的数据相对比较完善,容易获得;而区域层级的数据,由于统计工作等方面的原因,多数数据不能直接获取,需对国家层面及省市层面的数据进行综合整理,导致计算量增加和求解难度的上升。刘慧雅发展了这种模型并且给出了模拟软件的原型[15]。

2.1 模型介绍

基于一般均衡理论的基本原理,采用SAM均衡建模法,构建双区域CGE模型。考虑到区域的开放性,模型将中国分为两个区域,一个是对应省区,在本文案例中是河南省,一个是其他区域（除河南省以外的其他29个省区,以下简称“其他区域”）,这是因为国家内部经济联系紧密,单独地把一个省区作为独立的经济系统处理明显失真。模型包含30个部门,部门划分依据中国2007年30省区区域间投入产出表的部门分类[16]。由于中国长期以来的城乡二元经济特征,模型将居民要素区分为城镇居民和农村居民;政府区分为两级,地方政府和中央政府;生产要素分为两种,劳动力和资本。模型包括区域供需均衡模块、要素收支均衡模块、居民收支均衡模块、企业收支均衡模块、政府收支均衡模块、储蓄投资均衡模块、区域调入调出均衡模块、国际收支均衡模块8个基本的均衡模块。限于篇幅,仅介绍与本文主题关系紧密的部分方程,这个模型的软件最初由刘慧雅[15]开发,并由王铮等进一步发展,模型的具体方程可参考经济发展政策模拟分析的CGE技术[17]。
CO2主要产生于能源消费过程,且对CO2排放的监控与核算较为困难,因此将碳税的征收对象转化为相应的能源产品,根据不同的能源品种含碳量进行征收[12]。从纳税主体来说,碳税可分为生产性碳税和消费性碳税,但因生产性碳税会提高能源产品的生产者价格,进而影响整个社会对能源的需求,因此本文碳税征收形式为生产性碳税,将能源生产企业作为纳税人,以能源生产部门的产量作为税基,根据能源产品的品种以确定不同税率进行征收[12]。碳税对价格的影响表示为：
（1）
式中： P D ij 为 i 地区 j 部门的国内价格; a j , h i , k 为双区域的直接消耗系数;其中 i 、 k 代表地区; h 、 j 代表部门,即对任意 i 地区 j 部门的中间需求,等于两个地区中每个地区30个部门对 j 部门需求之和, P ij 为 i 地区 j 部门中间投入品的价格, P N ij 为增加值部分的价格, t ij 为 i 地区 j 部门增值税税率, t C O 2 ij 为 i 地区 j 部门碳税税率; E 为所有能源部门集合。
每个地区的碳税总额表示为：
（2）
式中： X ̅ j 为j部门的总产量; P ij 为 j 部门中间投入品的价格; X j 为j部门的总产出,且 X j = X ̅ j P j ; TC 为碳税; t C O 2 j 为 j 部门碳税率（从价税）; t Cj 为 j 部门从量碳税率; E C j X j 为单位产值的碳排放, E C ij 为 i 地区 j 种能源产品使用所产生的碳排放量。碳税总额满足从价税与从量税一致。
由于征收碳税,政府收入的方程变为：
INoG = TX + TM - TE + TC + T D e + T D u + T D r （3）
式中： TX 为间接税; TM 为进口关税; TE 为出口退税; T D e 为企业所得税; T D u 为城镇居民个人所得税; T D r 为农村居民个人所得税。
模型建立以后,采用对数线性化的方法,即对变量的对数进行全微分处理,对其中的方程进行线性化处理。模型求解的方法参考经济发展政策模拟分析的CGE技术[17]。

2.2 数据来源

基于2007年河南省投入产出表、中国投入产出表（中国的投入产出表每5年编制一次,故选用2007年数据①（① 目前,中国对外公布的投入产出表最新时间为2007年。CGE反映的是结构关系,对最终结果,这种误差是允许的。））、区域间投入产出表（30省区）[16],CGE的数据基础为社会核算矩阵,社会核算矩阵的数据主要来自于投入产出表。双区域CGE模型由于要反映区域主体间的贸易联系,因此需要编制双区域的区域间投入产出表。目前关于区域间投入产出表为30省区间,基于此,编制河南与ROC两区域的投入产出表。依据《河南省统计年鉴2008》、《河南省税务年鉴2008》、《中国统计年鉴2008》等分别编制河南省的宏观社会核算矩阵表（SAM）以及其他区域的SAM。因为双区域投入产出表数据过大,本文只给出河南省的SAM（表1）。从表1可以看出,宏观SAM包含13个账户,分别为商品、活动、劳动力、资本、城镇居民、农村居民、企业、地方政府、中央政府、国外区域、国内其他地区、固定资本形成、存货变动。SAM为一个14×14的方阵（包含汇总行和汇总列）,表中非零数据表示相应两个账户间的经济关系,空的地方表示这两类账户间不存在经济往来。宏观SAM采用自下而上的编制方法。由于数据缺失,统计数据间的不同来源和数据的估算导致最终获得的SAM是不平衡的,即不满足行和与列和相等,采用RAS法[18]对矩阵进行调平。
Tab. 1 The macro-SAM of Henan province (billion yuan)

表1 河南省宏观社会核算矩阵表（亿元）

1商品 2活动 3要素劳动力 4要素资本 5城镇居民 6农村居民 7企业 8河南政府 9中央政府 10国外 11国内其他地区 12固定资本形成 13存货变动 14汇总
1 22010 2883 1410 1484 112 907 8110 4066 1009 41990
2 40706 40706
3 6093 6093
4 6543 6543
5 4265 1294 686 346 6591
6 1828 816 67 34 2745
7 4433 49 4483
8 956 277 189 122 1053 2597
9 21 1427 104 0 1552
10 338 338
11 925 3676 468 262 145 11 1746 88 7322
12 2963 883 3504 588 327 -569 -788 6909
13 1097 1097
14 41990 40706 6093 6543 6591 2745 4483 2597 1552 338 7322 6909 1097

注：表格第一列的数字表示相应的账户,与第一行的账户相互对应,如第1列的“1”表示第一行的“1商品”账户,以此类推。

CGE模型中有大量的参数需要进行估计,参数是模型的骨架,其估计的准确性直接影响到建模分析结果的准确性。本文的参数一部分基于历史统计数据,运用计量经济学的方法进行回归分析和参数估计,如全要素生产率、劳动力弹性、资本弹性、居民基本消费及边际消费等;一部分参照相关研究成果,如企业所得税的中央政府和地方政府分成比例、进口替代弹性、出口价格弹性等,参数估计的细节参考了相关文献[17]。
模型中对碳税采用的是从价计税税率,即根据能源生产（或消费）部门单位产出（或单位消费量）所排放的CO2确定的税率水平,因此需要将从量碳税率转化为从价碳税率,具体计算方法为：
t C O 2 ij = E C ij X ij t C （4）
式中： t C O 2 ij 表示对 i 地区 j 种能源产品征收的从价碳税率; E C ij 为 i 地区 j 种能源产品使用所产生的碳排放量; X ij 为对应于生产性碳税下的 i 地区 j 种能源产品的产值或消费量（价值型,单位：亿元）; t C 为以碳排放量为计税标准的从量碳税率。
所考虑的能源产品包括煤炭、石油和天然气及其子类能源品种,因此相应的能源生产部门有煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、石油加工、炼焦及核燃料加工业、燃气生产和供应业,能源消费部门为对这4个部门有中间使用及最终使用的各生产部门和消费主体。根据2007年中国30省区区域间投入产出表[16]、《2008年能源统计年鉴》和IPCC Expert Group Scoping Meeting Report[19]的数据,计算不同区域的 E C ij X ij 值,如表2所示,其中碳排放量指碳等价物。
Tab. 2 Carbon emission per GDP for energy sectors of each region in 2007

表2 2007年分地区主要能源部门的单位产值碳排放量

地区 部门名称 碳排放量（t） 复合品价值（百万元） 单位产值排放（t/百万元）
河南 煤炭开采和洗选业 118496314.70 1092.78 108435.50
石油和天然气开采业 5910204.03 305.20 19364.97
石油加工炼焦及核燃料加工业 17451799.14 602.15 28982.48
燃气生产和供应业 1954225.56 66.56 29361.63
其他
区域		 煤炭开采和洗选业 1204193854 9004.51 133732.30
石油和天然气开采业 275856742.30 8324.27 33138.85
石油加工炼焦及核燃料加工业 414163197.80 18253.38 22689.67
燃气生产和供应业 39042643.32 2215.02 17626.30

3 结果分析

为了分析不同程度的碳税水平对减排效果和宏观经济的影响,分三种情景进行模拟,即分别以生产性形式征收20元/t、50元/t及100元/t三种水平的碳税,折合为从价税率分别为煤炭开采和洗选业的2.17%（2.67%）、5.42%（6.69%）、10.84%（13.37%）,石油和天然气开采业的0.38%（0.66%）、0.96%（1.66%）、1.94%（3.31%）,石油加工、炼焦及核燃料加工业的0.58%（0.45%）、1.45%（1.13%）、2.90%（2.27%）,燃气的生产和供应业的0.59%（0.35%）、1.47%（0.88%）、2.94%（1.76%）。括号前面的数值为河南省的数值,括号中的为其他区域的数值。具体模拟的结果如图1。
Fig. 1 Carbon emission reduction and rate of reduction at different rates of carbon tax

图1 不同碳税标准下的减排量和减排率

3.1 减排效果

以整个中国的碳减排量来测度征收碳税的减排效果,模拟结果显示,随着碳税税率的提高,减排量不断增加。当碳税依次取20元/t,50元/t和100元/t,中国的减排量分别为281.35 Mt、703.37 Mt、1409.79 Mt。相对于IEA 2009年公布的中国2007年碳排放基数（6027.9 Mt）来说,减排的比例分别为4.7%、11.7%和23.4%。即随着税率的增加,减排的比例依次增加。由此可见,碳税的征收的确会通过市场的价格机制使能源价格上升,减少高耗能产品的使用,从而降低碳排放量。

3.2 对宏观经济的影响

征收碳税,对经济会有什么影响?利用开发的系统模拟结果如表3所示。从产品供给角度碳税的征收导致对河南省的产品的总供给和总需求没有产生太大的影响,仍保持之前的需求和供给需求。这点与碳税对全国的影响不太一样,碳税的征收并没有降低社会总产品的供给,而是使其有增加[12]。导致这样变化的原因有可能是：对于中国来说,不同的地区对碳税的反映不同,而当将中国作为一个主体研究时,不同地区间差异会产生相互抵消。这也是要进行区域CGE政策模拟的原因,能够更加真实的看到区域主体对外生冲击的反映。河南省的增加值（即资本收益、劳动者报酬与生产税净额之和,下同）会有所下降,随着碳税税率从20元/t上涨到100元/t,增加值分别下降了14%~65%,即当对应100元/t的碳税,河南省经济受到严重冲击。
Tab. 3 Macroeconomic effects at different rates of carbon tax (%)

表3 不同水平的碳税带来的宏观经济影响（%）

宏观经济变量 碳税标准（元/t）
20 50 100
农村居民收入 -25.85 -64.62 -129.24
农村居民资本收入 -86.59 -216.47 -432.95
企业对农村居民的转移支付 -4.05 -10.12 -20.24
农村居民储蓄 -34.82 -87.04 -174.08
农村居民消费 -25.04 -62.60 -125.20
农村居民个人所得税 -25.85 -64.62 -129.24
城镇居民收入 12.79 31.99 63.97
城镇居民资本收入 67.31 168.28 336.57
企业对城镇居民的转移支付 -4.05 -10.12 -20.24
城镇居民储蓄 15.34 38.36 76.72
城镇居民消费 12.25 30.63 61.26
城镇居民个人所得税 12.79 31.99 63.97
就业 -0.39 -0.98 -1.96
资本存量 -0.13 -0.32 -0.65
企业收入 -4.05 -10.12 -20.24
企业储蓄 -4.29 -10.73 -21.46
间接税 0.73 1.83 3.65
企业所得税 -0.26 -0.66 -1.31
政府收入 0.64 1.60 3.20
资本收益 -0.26 -0.66 -1.31
增加值 -0.14 -0.34 -0.65
政府储蓄 0.98 2.44 4.89
从居民收支和储蓄角度来看,河南省农村居民的总收入、资本收入、居民储蓄、居民消费有所下降,反之,城镇居民的总收入、资本收入、居民储蓄、居民消费有所提高,反映出不同类型居民对碳税政策的不同响应。随着碳税标准从20元/t上升到100元/t,河南省农村居民的总收入下降25.82%~129.24%,资本收入下降86.59%~432.95%,受到收入下降的影响,农村居民的消费下降25.04%~125.2%,农村居民的储蓄受到的影响最大,降低34.82%~174.08%。河南省城镇居民的总收入增加12.79%~63.97%,资本收入增加67.31%~336.57%,相应的居民消费也增加12.25%~61.26%,居民储蓄增加15.34%~76.72%。在碳税冲击下,农村经济受到严重冲击,而城市经济却可以收益。这是因为目前河南省的农林牧渔业仍处在粗狂发展的阶段,其产业的发展对能源产业的依赖程度较高,因此,当对能源产业征收碳税时,农村居民的经济会受到严重冲击。而对于城镇居民来说,其从事的行业比较分散,因此在对能源产业征收碳税时,从事非能源产业的居民收入会有所增加,从而导致城市居民整体收益并未因征收碳税下降。朱永彬等对中国征收碳税模拟结果表明,征收碳税后居民收入、消费以及储蓄都呈下降趋势[12],这点在河南省区域的模拟结果上不一致。
碳税的征收将会导致对劳动力需求的下降,河南省的劳动就业量降低0.39%~1.96%,与朱永彬等关于碳税对中国整体影响的模拟结果[12]相似。相比较于河南省庞大的人口基数,这是一个值得关注的社会问题。全社会资本存量下降0.13%~0.65%,资本收益也有所下降,分别为0.26%~1.31%。
从企业层面说,企业因上缴碳税导致收入下降4.05%~20.24%,企业储蓄下降4.29%~21.46%。企业也同时缩减了对居民的转移支付,对城镇和农村居民的转移支付均下降4.05%~20.24%。
在政府收支方面,由于碳税的征收带动间接税增加了0.73%~3.65%,企业上缴的所得税下降了0.26%~1.31%。因收入下降,农村居民的个人所得税也有所减少,下降25.85%~129.24%。城镇居民的个人所得税有所增加,上升12.79%~63.97%。最终政府的储蓄有所增加,增加比例为0.98%~4.89%。

3.3 对产业部门的影响

征收碳税直接导致能源部门国内产品供给价格的上升,由于煤炭采选业的碳排放系数较高,使得从价的碳税率高于其他能源部门,因此煤炭采选业的价格涨幅最大,上涨0.94%~29.6%。河南省作为中国的煤炭大省之一[20],不仅为整个中国提供了煤炭资源,同时煤炭企业也为河南省提供了大量的就业机会。但其单位产值碳排放量较高,征收碳税会给其发展带来一定的负面影响。因此在今后的发展中,还应调整煤炭产业结构,形成多元发展的产业格局,达到环境与经济效益的均衡发展。石油和天然气开采业的单位产值碳排放在4个能源产业中最低,其价格随着碳税的征收反而下降,下降8.3%~41.89%。石油加工、炼焦及核燃料加工业的价格有轻微上涨,燃气生产和供应业的价格几乎没变。征收碳税对能源部门的增加值有较明显的影响,石油和天然气开采业的下降幅度最大,下降17.77%~88.86%,其次为煤炭开采和洗选业,下降3.17%~15.87%,石油加工、炼焦及核燃料加工业下降比例为3.12%~11.60%,石油和天然气开采业所受影响最小,下降幅度为1.11%~15%。由于征收碳税会使得石油和天然气开采业的增加值下降较多,且商品价格也降低,因此本地的该产业产出有所下降（8.38%~41.88%）;伴随的是该产业将较大程度的依赖外地输入和进口,来自这两方面的产品比例增加2.5~12.5倍;该产业所产生的间接税也同时减少15.03%~75.16%。虽然碳税的征收会使得煤炭开采和洗选业的国内商品价格上涨0.93%~29.6%,但相比较于从外地调入或进口,这个增加的幅度不足以引起省内总产出的下降,依然会有0.95%~4.74%的增加,同时将带来间接税37.02%~185.11%的增加。
Tab. 4 Effects on energy sectors at different rates of carbon tax (%)

表4 不同水平碳税情境下能源部门的变化情况（%）

煤炭开采和洗选业 石油和天然气开采业 石油加工、炼焦及核燃料加工业 燃气的生产和供应业
增加值 -3.17
-7.93
-15.87		 -17.77
-44.43
-88.86		 -3.12
-5.8
-11.6		 -1.11
-7.52
-15
国内商品价格 0.94
2.37
29.6		 -8.3
-20.94
-41.89		 0
0
0		 0
0
0
本地总产出 0.95
2.37
4.74		 -8.38
-20.94
-41.88		 0
0
0		 0
0
0
间接税 37.02
92.56
185.11		 -15.03
-37.58
-75.16		 1.75
4.37
8.74		 14.56
36.39
72.79

3.4 碳税返还

由式（3）可知,碳税是政府收入的一部分,因此征收碳税会增加政府的收入,模拟结果也表明碳税的征收带来政府收入的增加。但是碳税征收的主要目的是为了减少能源产品的使用和减少碳排放量,应尽量将其对社会经济的影响最小化,可将碳税以对居民补贴或减少企业所得税的方式以实现碳税征收的中性[21]。Liu等对中国作为主体的碳税研究也表明,将碳税返还用于减少消费税会获得更加良好的减排效果[22]。而目前在省区碳税征收的研究方面,还未考虑到碳税返还这一措施,因此,本文在考虑碳税的返还情景时,采用将征收的碳税返还给企业或居民的方法,即保持政府收入等于不征收碳税时的收入。
模拟结果表明,征收碳税会导致企业所得税和农村居民个人所得税的下降。征收碳税对河南省农村居民的影响为负面的,而对城镇居民的影响是正面的,但对农村居民负面影响的比例要远远大于对城镇居民的影响。根据《河南省统计年鉴2008》,2007年,河南省农村居民人口数量为6480万人,远远多于城镇人口数（3389万人）,但农村居民的总收入为3665.9/人,远不足城镇居民收入（8878.15元/人）。农村居民的生活情况相比较于城镇居民,仍处于较低的状态,城乡差距较大。因此本文采取减少农村居民的个人所得税支付比例来实现将征收的碳税返回给农村居民。对于将征收的碳税返还给企业,采取只返还非能源产业,降低非能源企业所得税的税率来实现将碳税返还给企业。具体模拟结果如表5。
Tab. 5 Effects on the residents and enterprises at different recycles of carbon tax (%)

表5 碳税的不同返还方式对居民和企业的影响（%）

不返还 返还给居民 返还给企业
碳税（元/t） 20 50 100 20 50 100 20 50 100
农村居民收入 -25.85 -64.62 -129.24 -10.73 -26.83 -53.66 19.31 48.29 96.57
城镇居民收入 12.79 31.99 63.97 5.31 13.28 26.56 -9.56 -23.90 -47.80
农村居民储蓄 -34.82 -87.04 -174.08 -13.57 -33.92 -67.84 26.02 65.04 130.08
城镇居民储蓄 15.34 38.36 76.72 6.37 15.93 31.85 -11.47 -28.66 -57.33
农村居民消费 -25.04 -62.60 -125.20 -10.40 -25.99 -51.98 18.71 46.78 93.56
城镇居民消费 12.25 30.63 61.26 5.09 12.72 25.43 -9.15 -22.89 -45.77
企业收入 -4.05 -10.12 -20.24 -1.95 -4.88 -9.75 2.22 5.55 11.10
企业储蓄 -4.29 -10.73 -21.46 -2.06 -5.15 -10.30 3.16 7.91 15.82
从表5可以看出,不管是将碳税返还给农村居民,还是企业,农村居民的收入、消费和储蓄均有所提高。从农村居民的收入角度来看,碳税标准从20元/t上涨到100元/t,返还给农村居民后能提高农村居民的收入,提高比例为15.12%~75.58%;农村居民消费也有所增加,幅度略小于收入的增加,为14.64%~73.22%;农村居民储蓄增加幅度为21.25%~106.25%,其上涨幅度超过了收入的增加程度,可见河南省农村居民在收入增加时,储蓄意愿较强。当碳税返还企业时,农村居民的收入有更加明显的提高,在100元/t碳税返还给企业的情境下,农村居民的收入增长了2倍还要多,消费和储蓄也分别增加了2倍和3倍,这与河南省的就业结构有关。农林牧渔业是农村居民收入的主要来源,也是目前河南省经济发展中重要的支柱产业,而当本文将降低非能源产业的企业所得税之后,从事农林牧渔业的农村居民收入就有了较大的改善。
从城镇居民的角度来看,不管是何种水平的碳税,返还给农村居民后都对城镇居民有不利的影响,城镇居民的收入下降了7.48%~37.41%;消费下降了7.16%~35.82%;储蓄下降了8.97%~44.87%。相比于这种情景下农村居民生活水平变化的幅度,城镇居民收入、消费和储蓄下降的比例小于农村居民增加的比例,约为农村居民变动比例的二分之一。当碳税返还给企业时,城镇居民的收入下降比例为22.35%~111.77%,消费下降了21.41%~107.03%,储蓄下降了26.81%~134.05%。但是返还给企业这种情况下对城镇居民的生活已经带来较大损害,相比较于征收碳税不返还的情景来说,城镇居民的生活水平受到较严重的负面影响。
在两种返还情景下,企业的收入和储蓄均有上升,但返还给居民时的影响程度要小于返还给企业时的影响。分别与不返还的情景相对比,在返还农村居民的情景下,企业收入会有2.10%~10.49%的增加,企业储蓄有2.23%~11.17%的增加;在返还企业的情景下,企业收入会有6.27%~31.34%的增加,企业储蓄有7.46%~37.28%的增加。
总之,综合考虑农村居民、城镇居民和企业的利益,碳税返还给农村居民对河南省来说是最好的选择,既可以提高农村居民的收入、消费和储蓄,也不会对城镇居民的收入、消费和储蓄产生较大的负面影响,利于缩小城乡收入差距;可以提高企业的收入和储蓄,创造企业利润。

4 结论与讨论

碳税是一个有效的环境经济政策工具,能够减少CO2排放,降低能源消耗,改变能源消费结构。但是碳税的影响广泛而深远,涉及社会经济和人民生活诸多方面,征收碳税不仅应考虑环境效果和经济效率,还要考虑社会效益。采用双区域CGE模型,对河南省的能源部门（煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、石油炼焦核燃料加工业和燃气生产和供应业）分别征收三种不同价格的碳税,来分析征收碳税对河南省经济带来的影响。模拟结果表明：
（1）征收碳税对减少碳排放有积极的作用,且随着碳税价格的增加,碳减排量下降的越多。
（2）征收碳税会导致河南省的增加值下降,且随着碳税标准的提高影响随之变大。如何实现经济发展和碳减排之间的均衡关系是征收碳税时需要关注的。
（3）碳税的征收会导致河南省出现轻微失业情况。河南省是全国户籍人口最多的省份,且城镇化率不高,如何妥善解决失业人员的再就业,保持社会稳定,是实施碳税的同时需要慎重考虑的问题。
（4）征收碳税对两种河南省不同类型的居民有不同的影响。农村居民的收入、消费和储蓄均有所下降,城镇居民的收入、消费和储蓄均有增加,但农村居民下降的比例要高于城镇居民上升的比例。值得关注的是征收碳税并非越高越好,高碳税对于农村居民有较严重的负面影响。
（5）对于碳税的返还,返还给农村居民的整体效益较好,有利于缩小城乡居民差距,利于实现河南省目前富省强民的发展目标。
采用双区域CGE模型模拟了征收碳税对区域层次经济产生的影响,与已有的以中国为主体构建的单区域CGE模型相比,能够刻画国家内部经济体间的相互作用,更加真实地反映区域层次的变化。但模型也存在一定的不足之处：区域层次数据不易获取,且由于数据来源的不一致,导致目前模型在细化居民分类不太详细,如可将居民按收入细化为低收入、中等收入和高收入等;目前使用的模型为静态的,碳税征收对经济的影响是持久的,未来工作要实现模型的动态化,才更能够为区域层次的政策制定提供更好的建议;模型主要关注本区的影响结果,未将对整个中国的影响进行计算,因此缺少对比分析,如对比区域结果与国家整体结果的异同,在以后的工作中要更加完善模型功能。限于篇幅,在对碳税进行返还的研究方面,未考虑如何避免能源产业将税赋转嫁到非能源产业,若要解决这一公共管理问题,还需在日后增加相应的政策问题研究。

The authors have declared that no competing interests exist.

References

Publishing order | Descend order by publishing year | Descend order by cited within
[1]
Zhong Z, Huang R, Tang Q, et al.China's provincial CO2 emissions embodied in trade with implications for regional climate policy. Frontiers of Earth Science, 2015, 9(1): 77-90.

[2]
Baranzini A, Goldemberg J, Speck S.A future for carbon taxes. Ecological Economics, 2000, 32(3): 395-412.Carbon taxes have been frequently advocated as a cost-effective instrument for reducing emissions. However, in the practice of environmental policies, only six countries have implemented taxes based on the carbon content of the energy products. In this paper, we evaluate carbon taxes with regard to their competitiveness, distributional and environmental impacts. The evidence shows that carbon taxes may be an interesting policy option and that their main negative impacts may be compensated through the design of the tax and the use of the generated fiscal revenues.

DOI

[3]
Nakata T, Lamont A.Analysis of the impacts of carbon taxes on energy systems in Japan. Energy Policy, 2001, 29(2): 159-166.This research examines the impacts of using carbon and energy taxes to reduce carbon emissions from the Japanese energy system. A partial equilibrium model of the Japanese energy sector has been developed to forecast changes in the energy system out to the year 2040. The model accounts for the changes in energy technology capacities, fuels, and consumption in response to policy initiatives, such as taxes. We find that carbon and energy taxes will decrease carbon dioxide emission to a proposed target. The total cost in terms of supplying energy will be similar for either approach. However, the model also indicates that carbon taxes cause a shift in resources used from coal to gas. IGCC does not penetrate the market in carbon tax case. Since energy security is a primary concern to Japan, maintaining a diverse base of resources is very important. Policies that would eliminate coal, and efficient coal-based technologies, may not be desirable. The development of clean coal technologies and advanced transportation technologies suitable for Japan's energy systems should be the next target to overcome the limit of carbon taxes.

DOI

[4]
Edwards T H, Hutton J P.Allocation of carbon permits within a country: A general equilibrium analysis of the United Kingdom. Energy Economics, 2001, 23(4): 371-386.

DOI

[5]
Scrimgeour F, Oxley L, Fatai K.Reducing carbon emissions? The relative effectiveness of different types of environmental tax: The case of New Zealand. Environmental Modelling & Software, 2005, 20(11): 1439-1448.Concerns about the impact of human activities on the environment have encouraged policy makers in New Zealand, and other nations, to reassess the relative effectiveness and efficiency of environmental taxes. Countries' experience with environmental taxation differ and discussions in New Zealand coincide with announcements by the government of new carbon and energy taxes to be introduced before the first commitment period of the Kyoto Protocol. With this in mind, it is timely to ask questions as to the relative effectiveness and efficiency of alternative environmental taxes. A computable general equilibrium (CGE) model is used to address some of the important questions related to environmental taxation, in particular carbon, energy and petroleum taxes. The model is developed within a theoretical structure that focuses on the energy sector and allows for substitution between various sources of energy and between energy and capital. The paper provides preliminary simulation results that show the impact of alternative carbon, energy and petroleum taxes on the New Zealand economy and the competitiveness of industry sectors including energy intensive industries.

DOI

[6]
Wissema W, Dellink R.AGE analysis of the impact of a carbon energy tax on the Irish economy. Ecological Economics, 2007, 61(4): 671-683.

[7]
Di Cosmo V, Hyland M.Carbon tax scenarios and their effects on the Irish energy sector. Energy Policy, 2013, 59(8): 404-414.Finally, in order to assess the macroeconomic effects of a carbon tax, the carbon tax scenarios were run in HERMES, the ESRI's medium-term macroeconomic model. The results from HERMES show that, a carbon tax of 41 41 mathContainer Loading Mathjax per tonne CO 2 would lead to a 0.21% contraction in GDP, and a 0.08% reduction in employment. A higher carbon tax would lead to greater contractions in output.

DOI

[8]
Kumbaroğlu G S.Environmental taxation and economic effects: A computable general equilibrium analysis for Turkey. Journal of Policy Modeling, 2003, 25(8): 795-810.

DOI

[9]
贺菊煌, 沈可挺, 徐嵩龄. 碳税与二氧化碳减排的CGE模型. 数量经济技术经济研究, 2002, 19(10): 39-47.本文建立了一个用于研究中国环境问题的CGE模型.用其静态模型分析了征收碳税对国民经济各方面的影响.该模型与前人的同类模型的主要区别是:我们把生产税区分为产值税、增值税、碳税三部分;前人把产值税和增值税统一作为间接税处理.

DOI

[He Juhuang, Shen Keting, Xu Songling.A CGE model about carbon tax and the carbon dioxide emission. The Journal of Quantitative & Technical Economics, 2002, 19(10): 39-47.]

[10]
魏涛远, 格罗姆斯洛德. 征收碳税对中国经济与温室气体排放的影响. 世界经济与政治, 2002, 24(8): 47-49.

[Wei Taoyuan, Gloms L.The economic impact and the emission of the greenhouse gases by composing carbon tax on China. World Economic and Politics, 2002, 24(8): 47-49.]

[11]
王灿, 陈吉宁, 邹骥. 基于CGE模型的CO2减排对中国经济的影响. 清华大学学报: 自然科学版, 2005, 45(12): 1621-1624.

[Wang Can, Chen Jining, Zou Ji.Impact assessment of CO2 mitigation on China economy based on a CGE model. Journal of Tsinghua University, 2005, 45(12): 1621-1624.]

[12]
朱永彬, 刘晓, 王铮. 碳税政策的减排效果及其对我国经济的影响分析. 中国软科学, 2010, (4): 1-9.本文基于可计算一般均衡(CGE)模型,通过引入碳税,分高、中、低3种税率以及生产性碳税、消费性碳税两种碳税形式,共6种情景对碳税政策的减排效果及其对宏观经济和各产业部门的影响进行了分析.结果发现,碳税的征收可以有效地减少CO2排放,在高税率下较不征收碳税可减排1141-2132万吨,总产出及国内产品供给不降反升,进口增加,复合品需求增加,主要用于满足投资需求;企业的投资及资本需求增加,替代了部分劳动需求,生产压缩导致企业收入减少;劳动需求下降引起居民收入下降,而产品价格上涨导致居民消费下降;政府收入中碳税和进口关税的增加抵消所得税下降部分略有剩余,政府收入增加.碳税的征收有效地降低了高碳含量的能源产品的供给和需求,同时也对非能源部门造成一定的影响,玩具体育娱乐用品、针编织及其制品、基础化学原料、皮革羽毛制品、文化办公用机械、日化产品、纺织毛织服装等制造业部门受到的负面影响较大,而通讯设备、电子设备元器件制造、建筑业、仓储业、汽车制造以及林业等部门所受的正面作用较为明显.

[Zhu Yongbin, Liu Xiao, Wang Zheng.Abatement effect of carbon tax and its impacts on economy in China. China Soft Science Magazine, 2010, (4): 1-9.]

[13]
王铮, 朱永彬. 我国各省区碳排放量状况及减排对策研究. 中国科学院院刊, 2008, 23(2): 109-115.温室气体导致全球气候变暖已为 世界所公认,其中又以CO2气体的排放为主。本文针对主要排放源——能源消费导致的碳排放进行核算,并在省级尺度上对中国1995—2006年的碳排放进 行对比发现,碳排放较高的省份集中在消费结构以煤为主的地区,如山西;以及第二产业比重较大的地区,如山东、河北、江苏等省。而一些经济发达、科技领先的 省市,如北京和上海碳排放有明显下降趋势。

DOI

[Wang Zheng, Zhu Yongbin.Study on the Status of carbon emission in provincial scale of China and countermeasures for reducing its emission. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2008, 23(2): 109-115.]

[14]
王铮, 翟石艳, 马晓哲.河南省能源消费碳排放的历史特征及趋势预测. 地域研究与开发. 2010, 29(6): 69-74.根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）2006年版碳排放计算指南计算了河南省1995—2006年的能源消费碳排放量。预测了2007—2050年河南省平稳经济增长路径下的最优经济增长率和2007—2050年的河南省能源消费结构和产业结构。进一步，计算了河南省2007—2050年在经济平稳增长路径下的能源消费与碳排放总量以及人均量。结果表明：1995年以来，河南省的碳排放量逐年增加，碳排放强度先是逐年下降，到2003年发生转折，出现上升的趋势；同时，预测的2007—2050年的能源结构显示，河南省煤炭资源在能源消费总量中所占的比重有较大幅度的下降，石油与其他清洁能源的比重不断上升；另外，河南省分别在2036年和2034年达到能源消费和碳排放总量高峰；人均能源消费量和碳排放量的高峰则出现在2033年和2032年。另外，尝试预测了河南省森林碳汇潜力，发现2006—2050年累计森林碳汇量持续上升，到2050年，累计碳汇量达131.14Mtc。

[Wang Zheng, Zhai Shiyan, Ma Xiaozhe.The historical characteristics and trend forecasting of carbon emission from energy consumption in Henan province. Areal Research and Development, 2010, 29(6): 69-74.

[15]
刘慧雅. 基于模型驱动的DCGE决策支持系统开发与实现. 上海: 华东师范大学硕士学位论文, 2012.双区域CGE (DCGE)是特殊的多区域,有着多区域CGE模型复杂度,又可看作是单区域CGE的外围区域引入。DCGE的系统开发,既完成了单区域系统开发多区域系 统开发的过渡,又寻找了一种新的视角来研究单区域政策模拟问题。 本文结合了模型驱动软件工程(MDSE)和决策支持系统(DSS)思想,以模型作为出发点对系统进行需求分析和程序设计。在模型驱动设计中,采用OMG四 元层结构,从CGE模型最高抽象层元元模型开始设计,然后逐步具体化：在第二层DCGE元模型设计中,根据DCGE元模型提出系统需求分析,结合DSS, 提出模型库、方程库、数据库和方法库四库结构,做出DCGE-MD-DSS软件架构;在第三层,结合单区域CGE模型和多区域CGE模型特点,具有创新性 地对DCGE进行建模；在第四层,以上海为例将全国分为上海和除上海中国的其他区域(RES)两个区域建立具体的DCGE模型,并进行政策模拟分析。 在技术实现上,本文采用C#语言和Visual Studio开发平台开发DCGE-MD-DSS。一个CGE系统往往是建立在一个庞大的数据集基础之上,本文根据DCGE元模型和DSS结构设计数据库 和与之匹配的交互界面。在方程库设计中,采用插件的形式,运用C#的反射技术灵活的添加方程,实现以方程为单位的DSS。在系统方法库中加入了双区域I0 生成方法,提供DCGE建模的数据需求；加入了多区域CGE方程代码生成方法,扩大了系统的用户群。 本文以上海为例应用了DCGE-MD-DSS。在数据方面,本文提出了双区域IO生成前期需要作出三项数据校正,并用数学公式总结出双区域IO数据结构特 点,制成双区域IO大表：另外根据上海和全国数据编制上海社会核算矩阵(SAM)和RES社会核算矩阵(SAM)。 本文选取了油价和碳税两个社会热点,用建立好的DCGE-MD-DSS进行政策模拟,分析在全国层面上油价和碳税的政策变化对上海市的经济影响。结果显 示,油价上涨和征收碳税在一定程度上减少了相应能源部门的消费,对上海市整体经济都有促进作用,但是对上海市居民的生平水平有一定的负面影响,其中征收碳 税对居民的负面影响更大,而农村居民对这两种政策变动有更高的敏感度。但是征收碳税也会在一定程度上减少上海市政府的收入。

[Liu Huiya.Design and implementation of DCGE under decision support system architecture based on model driver. Shanghai: Master Dissertation of East China Normal University, 2012.]

[16]
刘卫东, 陈杰, 唐志鹏, 等. 中国2007年30省区市区域间投入产出表编制理论与实践. 北京: 中国统计出版社, 2012.

[Liu Weidong, Chen Jie, et al.The Theory and Practice about the Inter-provincial IO Table of 30 Provinces in China 2007. Beijing: China Statistics Press, 2012.]

[17]
王铮, 薛俊波, 朱永彬, 等. 经济发展政策模拟分析的CGE技术. 北京: 科学出版社, 2009.中国科学院机构知识库(中国科学院机构知识库网格（CAS IR GRID）)以发展机构知识能力和知识管理能力为目标，快速实现对本机构知识资产的收集、长期保存、合理传播利用，积极建设对知识内容进行捕获、转化、传播、利用和审计的能力，逐步建设包括知识内容分析、关系分析和能力审计在内的知识服务能力，开展综合知识管理。

[Wang Zheng, Xue Junbo, et al.The CGE Technology about the Policy Model Analysis on the Economic Development. Beijing: Science Press, 2009.]

[18]
王妍, 张子野. 基于RAS方法的投入产出调平系统的设计与应用. 统计教育, 2008, 16(11): 16-20.RAS方法是投入产出表修正的 基本工具。为节省修正时间和提高修正精度,本文基于Matlab和VB软件,编制开发了方阵和非方阵情况下的RAS调平系统。测试结果表明,在设定任意精 度下,RAS智能调平系统,能够20分钟完成手动迭代600小时的操作,同时,自动完成列昂剔夫逆矩阵系数、影响力和感应度系数等各种系数的运算并输出结 果。这项设计,为投入产出表的修正和相关系数的计算,带来便捷的操作环境,具有重要的应用价值。

[Wang Yan, Zhang Ziye.The design and application of based on the input-output system RAS model. Statistical Thinktank, 2008, 16(11): 16-20.]

[19]
WMO, UNEP.Revision of the “Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: IPCC Expert Group Scoping Meeting Report. , 2015-11-11.

[20]
2009-2012年河南煤炭行业深度分析及战略咨询报告, 2015-06-24.

[China Business Information.The report and analysis about the coal industry of Henan province in 2009-2012. , 2015-06-24.]

[21]
Zhang J H, Zhang W Z.Will carbon tax yield employment double dividend for China. International Journal of Business and Social Research. 2013, 3(4): 124-131.

[22]
Liu Y, Lu Y Y.The Economic impact of different carbon tax revenue recycling schemes in China: A model-based scenario analysis. Applied Energy, 2015, 141(1): 96-105.As an important policy instrument for climate mitigation, the carbon tax policy design and its consequent social-economic impact calls for more research. In this paper, a dynamic Computable General Equilibrium (CGE) model – CASIPM-GE model is applied to explore the impact of a carbon tax and different tax revenue recycling schemes on China’s economy. Simulation results show that the carbon tax is effective to reduce carbon emissions with mild impact on China’s macro economy. In particular, a production tax deduction can be used to recycle the carbon tax revenue if the government wants to reduce the cost of a carbon tax; however, a consumption tax deduction may help the economy to restructure and may benefit the long-run emissions reduction. In terms of industrial output, most industries are negatively affected; sectors with large share of exports are subjected to negative shocks if there is consumption tax deduction financed by the carbon tax revenue. The study suggests that carbon revenue recycling scheme is important in designing the carbon tax policy: a well-designed scheme can help reduce the cost of a carbon tax.

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