气候变化的经济学：一个文献综述一、气候变化的特征在过去的30年中，以气候变暖为主要特征，全球范围内的大气平衡正在受到破坏，这会对人类生活产生全面和长期的重大影响。
很多研究者利用一些相互独立的数据观测到外力导致的气候变化，发现过量燃烧化石燃料①破坏了大气平衡，并且导致了全球变暖。
这些研究证实了IPCC②第三次评估报告（IPCC，2001）的结论，即“50年来的全球变暖很可能应该归因于人类导致的温室气体的增加”。
然而，温室气体排放是否会造成全球变暖，全球变暖是否会对各国经济产生影响以至于必须采取控制和减排措施，曾经在很长时间都有争议，这种争论甚至一直持续到上世纪末。
Schelling（1992）就认为，越是放眼长期，温室气体对气温的影响就越不确定。
他还就气候变暖是否会对全球经济产生大的影响提出质疑，一方面是因为现代科技无法对长期影响做出准确预测，另一方面是因为随着依赖气候的产业越来越少，气候变化对经济产生的负面作用也将有限。
但是目前Schelling等提出的这类争议已经不复存在，气候变暖会对全球自然生态和人类生活造成破坏这一点被很多科学研究的成果证明，在学界也已达成广泛共识。
据研究，全球平均表面气温在过去的100年里上升了0.3－0.6℃。
Hansen 和Lebedeff（1987－1988）每5年取一个平均值，得出的结论是全球平均表面气温从1880年的－0.5℃上升到1980年的0.2℃。
IPCC第三次评估报告（IPCC，2001）预计从1990年到2100年，全球平均表面气温将上升1.4－5.8℃。
就像Dickinson（1986）指出的那样，实际的均衡气温上升幅度将远远大于自上一个冰川期以来10000年间的气温上升幅度③。
全球变暖的一个直接影响就是海平面的上升。
IPCC第四次评估报告（IPCC，2007）指出，全球海平面在1961至2003年间每年上升了1.8毫米，上升速度在1993至2003年间加快，约每年3.1毫米，并预计到21世纪末全球平均海平面会上升0.18至0.59米。
该报告认为，全球变暖带来的极端天气事件的频率和强度的变化以及海平面上升将对自然系统和人类系统大都产生不利影响。
全球变暖的主要原因是辐射强迫剂浓度的增加，辐射强迫剂的作用是将红外线从地球表面遮挡出去并将地球表面气温维持住。
辐射强迫剂通常被称为温室气体，是水蒸气、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O），氟氯烃（CFCs），以及一些其他气体组成（Lerner, Matthews和Fung 1988; WRI④1991等等）。
其中，二氧化碳起了重要的作用。
如果大气中没有二氧化碳，地球平均表面气温将会是－18℃，地球上将不会有生命存在。
相反，大气中二氧化碳过量则会导致地球温度明显上升。
大气中二氧化碳浓度很高的金星，表面温度的估计值达到了470℃（WRI 1996，等等）。
根据From和Keeling（1986）的估计，从工业革命之前到现在的这段时期中，大气中的二氧化碳浓度从280ppm（parts per million）上升到了360ppm。
Conway等人（1988）发现，从1958年到1988年二氧化碳浓度以每年1.3ppm的速度上升，如果目前的趋势一直保持下去，到2100年，二氧化碳浓度将达到540－790ppm，与工业革命之前的280ppm相比上升了90－250个百分点。
二氧化碳浓度的增加在多大程度上导致了全球气温的上升这一问题也得到了广泛的研究。
Hansen等人（1981）估计从1880年到1980年间，二氧化碳浓度的增加带来的温度上升幅度是0.2℃，根据Dickinson（1986）的计算，大气中的二氧化碳浓度将会达到工业革命前的两倍，因此均衡温度的上升将会达到2.5－4.5℃。
这些发现都得到了最近一些研究的证实，陆续发布在IPCC的一系列报告中（IPCC 1991，1996，2000，2001）。
大气中二氧化碳浓度的增加主要由两个方面引起：一是人类活动尤其是化石燃料的燃烧，二是热带雨林的锐减，据估计后者起到的作用大约是前者的三分之一。
从上世纪80年代开始，经济学家逐渐开始关注气候变化的问题，他们使用经济学的研究方法对控制全球变暖、温室气体减排的成本，以及由此而为人类带来的收益进行比较。
如果后者比前者更高，则温室气体减排不仅在生态意义上，在经济上也是可行的。
然而，气候变化具有三种截然不同的特征，导致传统的经济学理论很难直接应用。
首先是外部性特征。
全球变暖是由大气中二氧化碳和其他温室气体浓度的不稳定导致的，大气相当于一种社会先行资本，既不属于私人拥有，也不便在市场上进行交易。
传统的经济理论几乎只考虑到了私人拥有并且其所有权可以在市场上进行交易的那部分稀缺资源。
第二个特征与代际公平相联系。
当我们这一代燃烧化石燃料并从中获得很高的生活水平时，我们的后代人却要承受全球变暖和其他一些问题的后果（Uzawa，2003）。
第三是全球性特征。
气候变暖作为一种外部性物品，不管在起因还是在后果上面，都具有全球性特征。
空气污染对公众健康的影响基本局限在制造污染的地区及附近，但温室气体对气候变化的影响和造成的边际损害与它来自哪个国家没有关系。
因为温室气体会在大气中扩散，而地方性的气候变化也依赖于全球的整个气候体系。
这就产生了一个国际公平的问题，排放量最大的国家从燃烧化石燃料的过程中获益也最多，而那些由于全球变暖受害最大的国家从排放二氧化碳的活动中获益却最少（Stern，2007）。
近年来，经济学家将经济学理论的最新研究成果不断运用到气候变化问题的研究中，研究主要就是围绕气候变化的这三种特征展开：外部性及其解决方式在气候变化问题上的应用；如何引入贴现率指标从而达到代际之间的公平；以及使用博弈论等研究方法，探讨应对气候变化的国际合作及其实现机制，以解决气候变暖全球性的难题。
本文在就气候变化的科学探讨进行梳理之后，依次对这几个方面的相关研究进行评述。
二、气候变化的外部性问题对外部性和公共物品的基础理论的研究几乎是所有研究气候变化经济学的开始。
大气是一个公共物品：那些没有为此付出价值的人也可以享受到它带来的福利，同时一个人对于大气的使用也并不能减少别人对它的使用。
事实上，大气是“地球上人人有份的最大公地⑤”（Demsetz，1967）。
市场并不会自动地提供正确类型和数量的公共物品，因为在没有政府政策影响的情况下，私人投资者很少或者根本不会去做。
于是它的相关物品和服务的市场情况并不能反映对大气的不同消费和投资的后果。
许多的经济行为会导致温室气体的排放，温度会因此提高，这会造成全球以及后代的成本。
温室气体排放者带来了气候变化，但是几乎没有任何经济利益去刺激他们减少气体的排放，他们无需为自己行为的后果负责。
在这种情况下，人为导致的气候变化就是一个外部性物品，除了政策影响以外，不受任何机构或者市场影响。
因此，气候变化是一个有关外部性和公共物品市场失灵的例子。
此外，气候变化还具有持久性、不确定性以及巨大的破坏性等特点，这使得气候变化还完全不同于很多通常研究的外部性物品（Stern，2007）。
按照经典的经济学理论，外部性的解决方式有征收庇古税，建立外部效应市场等。
对于温室气体减排来说，对应的可行措施为对每一单位的碳排放征税和对某一许可证制度所发放的排放限额进行交易。
1.成本—收益分析：外部性条件下最优减排额的确定很多经济学家致力于研究减排措施的成本和收益，以及最优减排额的确定。
Nordhaus（1993年）提出的DICE（Dynamic Integrated Climate- Economy）模型就是这样一个最优化模型。
该模型以Ramsey经济增长模型为基础，在初始禀赋既定的条件下，对减缓气候变化最有效率的路径作出估计。
Cline（1992年）构建了一个成本—收益模型，该模型由36个全球变暖政策函数组成。
在模型中，需要计算每个函数的成本—收益比率。
由于使用的贴现率不同，这两个模型得出的结论大相径庭，分别对温室气体减排的投资作出消极和积极的评价。
Richels和Edmonds（1995）采取了成本—效率框架而不是成本—收益框架。
以确定大气二氧化碳浓度目标为开始，研究测算了实现目标的总成本和最优途径，认为对政策选择来说，实现目标的时间路径和目标本身同样重要。
Stern（2007）将较长时间周期内的减排成本和减排收益作出估计并转换成现值，然后将成本和收益进行比较，认为在未来的100年中，每年温室气体的减排成本应该占当年世界生产总值的1％。
Stern（2007）、Guest（2009）分别给出了一个存在外部性条件下最优减排额的理论模型。
假设所有损失都是由碳排放引起的。
图1左边的图表说明，碳排放的社会边际收益就是每增加一单位的碳排放所能生产的产品和服务的价值，比如燃烧煤炭所发的电。
碳排放的社会边际成本是社会产生碳排放的过程中消耗殆尽的那部分资源的成本。
这样的社会成本包括两个部分：私人边际成本（PMC）——属私营企业所有并且消耗殆尽了的那部分资源的成本；由于损害了自然环境而给第三方带来的损失，这部分成本同样可以用消耗殆尽的资源来度量。
因此，每增加一个单位碳排放造成的损失就等于该排放水平上SMC和PMC的差额。
这样的损失就是碳排放所产生的外部性。
在没有市场干预的情况下，最终的碳排放量会出现在PMC ＝SMB的那一点。
但是社会最优排放量——即全部社会成本和全部社会收益相等的排放量——却发生在SMC＝SMB的点上。
因此在缺乏干预的情况下，会有b数量的多余的碳被排放出来。
所以，最优减排量应该是b。
最优减排量可以用右边的图来阐释。
减排的社会边际收益（）就是左边图表中SMC和PMC之间的垂直距离。
也就是说，就是从减少和碳排放有关的外部性这一行动中获得的收益。
减排的社会边际成本（）就是SMB和PMC之间的垂直距离，也就是由于减少碳排放而减少生产产品和服务的损失。
最优减排量出现在＝的点上。
左边图中的间距“a”、“b”、“c”与右边图中的间距相等。
至少在理论上，对每单位的排放征收与相关的外部性（左图中SMC和PMC曲线之间距离）数额相等的碳税，可以迫使企业将其外部成本内部化。
这就是说，外部成本会变成企业自己的成本，因此税后PMC将会和SMC重合，从而使私人最优排放水平和社会最优排放水平相等。
同样，许可证也会使年排放量与最优排放量相等。
2.气候变化外部性的解决方式之一：碳税碳税的经济学原理是著名的“庇古税”，由剑桥学派经济学家庇古在著作《福利经济学》中提出。
庇古税的原意是用于解决污染的外部性问题，主张对造成污染的企业征税，税率就是污染给社会造成的边际成本。
庇古税在理论上无懈可击，但在实践中却有绕不开的难题：为了征税，我们需要知道最合适的污染水平。