气候变化经济学入门随缘自学笔记-DAY1

焦即明

《绿色经济学》[1]

诺德豪斯2022年6月出版新作《绿色经济学》，并未买书，先就一些公众号的文章简单学习思想。
1、低碳经济的挑战——两度目标

• 2℃目标需要2050 年左右实现全球二氧化碳和其他温室气体的零净排放
  
• 当今世界80%的能源来自化石燃料，其中大部分用于长期资本。
  
• 如果没有全球政策的剧烈变化和极快的技术变革，未来30年内替换掉绝大部分的世界资本存量是不现实的。
  
• 气候目标的经济影响评估表明，在各种技术假设下，以2010年现值估计的成本将从40万亿美元到500万亿美元不等。
  

毫无疑问，考虑到低碳经济所需的巨大转型规模，挑战是巨大的。
2、有前景的技术




不同碳价下不同技术的1000千瓦时电发电成本

读上图：
三种不同碳价下的发电成本：

• 零碳价，美国和大多数国家的现状，无气候政策的状态
  
• 低碳价，美国政府推荐的价格，每吨二氧化碳40美元
  
• 高碳价，与积极减排目标相一致的价格，每吨二氧化碳200美元
  

三种技术情形：

• 现有的发电厂。资本是沉没成本，唯一的成本是燃料和其他当期成本。
  
• 当前可用技术。
  
• 正在开发技术。有些技术正在开发进程中，另一些技术需要经历多年的开发和测试环节。
  

目前平均成本是41美元，作为判断技术是否划算的对照。
上图仅仅显示了电力这一个行业向零碳经济转型过程中必须克服的主要挑战。

• 目前零碳目标下，能源成本将远高于今天的生产成本
  
• 为实现零排放，国家需要替换绝大部分的电力资本存量
  
• 最优的长期解决方案是开发新技术，但其高昂成本势必会给各国的监管和经济体系带来极大负担。
  

但我们应该谨慎看待所有模型估计结果，我们必须为新的可能性做好准备，我们要鼓励基础科学和应用科学研究，并确保市场能为发明家和投资者提供合理的激励，以促进新低碳技术的发现和引入。
3、推动低碳创新

如果知道二氧化碳的价格将永远为零, 任何利润驱动型企业都不会对消除二氧化碳进行投资。

• 当今面临的许多绿色挑战都呼吁深刻的技术变革, 无论是科学、工程还是制度层面的。
  
• 实现绿色目标的进程取决于利润驱动型企业的创新行为, 而这反过来要求对企业提供适当的激励, 使其创新活动有利可图。
  

用碳捕存这项技术为例：
碳捕存的基本原理是在化石燃料燃烧时捕获其排放的二氧化碳, 然后将其运输并储存在某个地方, 在那里保留数百年, 因此这些二氧化碳不会进入大气。
化石燃料燃烧，将碳和氧气转化为合意的产出能量和不合意的副产品二氧化碳。我们希望在二氧化碳进入大气前将其捕获，并压缩、运输至指定地点储存，能够实现这一目的的一项较有前景的技术是IGCC（配备碳捕存的集成气化联合循环）。
碳捕存的主要问题是成本和储存。二氧化碳捕获是整个碳捕存过程中成本高昂的部分，而储存环节中储存介质的规模和泄漏的风险都是重要障碍。
由于缺乏经验、公众接受程度低、财务风险、监管障碍等，对碳捕存技术的投资陷入了恶性循环。
关键点是外部性价格对创新激励的影响。如果碳价为零, 那些前途光明但成本高昂的低碳技术项目将在进入一家利润驱动型企业的董事会讨论之前便已夭折。

威廉·诺德豪斯与气候变化经济学[2]

气候变化与经济学

传统上，气候变化属于自然科学的研究领域。IPCC专题报告就是在自然科学的最新文献基础上综合而成的。
Nordhaus（1982）提出了社会科学切入气候变化议题的两个理由：

• 旨在减少温室气体排放的政策措施，必须经由经济系统才可起作用；
  
• 气候变化也会对经济系统的生产过程和最终产出发生影响
  

Mendelsohn et al（1994）提出了更本质的理由：

• 自然科学的预测往往使用外推法，而忽略了微观主体对经济环境变化的适应能力。比如，自然科学会认为GDP与CO2排放量正相关，但通过适应性替代等变化，实际上可以实现排放和经济增长的“脱钩”，因此，若不引入社会科学，就无法通过自然科学本身表示出这种变化。
  

可见，固然自然学科在探索地球生态系统的规律上起着基础性的作用，但是如果涉及到遏制气候变暖的政策实践，就绕不开经济学。
诺德豪斯的气候变化经济学研究和认识历程：

• 从1982年开始，诺德豪斯表现出主攻气候变化的研究倾向。其1982年的论文被认为是气候变化经济学的开山之作。
  
• 受罗马俱乐部的影响，他开始研究资源经济学（Nordhaus,1992）
  
• 他逐步形成了这样的认识：虽然资源数量表面上是有限的，但科技潜力能提供近乎无限的能源，真正对未来构成潜在威胁的是具有全球外部性的温室效应；而在几个主要温室气体中，又以CO2的惰性最强、存量最大，所以最难治理(Nordhaus, 1974，1977, 1982）。
  

气候变化综合评估模型

诺德豪斯在尝试着把经济系统与生态系统整合在一个模型框架里，即：经济系统在运转过程中产生CO2，CO2使得生态系统发生变化，这种变化再影响到经济系统，形成一个循环流；其中，经济系统以新古典增长模型为基础。如今研究气候变化的主流工具——气候变化综合评估模型（IAM），就是秉承了这一框架。
Nordhaus（1991）的论文发表标志着IAM的发端。
成本－收益分析法：若任由市场自发运行，从而温室气体不减少，那么对社会的损害为Z点的高度值。当社会投入资源以降低温室气体时，边际成本是递增的；但温室效应的边际损害将随着温室气体存量的减少而逐步降低，这可视为减排的边际收益。E点为MR＝MC的均衡点。
诺德豪斯面对的困难：

• 需要了解生态系统运行方面的大量知识，并对如何取舍以放入模型系统中做出判断
  
• 对动态一般均衡系统的跨期优化方程做数值模拟，当时无论是在编程上、算法上还是在硬件设备上，都存在着许多困难。
  

Nordhaus（1991）的竞争对手：IPCC AR1

• IPCC仅仅关注纯粹物理世界的变化，忽略了人对经济环境变化的适应能力，这使得在碳减排的代价估算上，IPCC的结果比诺德豪斯的高出许多。
  
• IPCC在2001年发布的第三个气候变化评估报告中，承认了IAM模型的优势，并也开始在其自己的框架里嵌入更具有微观基础的经济系统模块。
  

十几年的时间里就出现了20多个不同版本的IAM模型，其中较为重要的有MERGE（Manne et al,1995）、DICE （Nordhaus, 1994）、RICE（Nordhaus & Yang,1996）、FUND（Tol, 1997）、 PAGE （Hope,2006）。
在Nordhaus（1991）的基础上，诺德豪斯先后发展出DICE和RICE模型。

• DICE是将整个世界当作一个整体，判断有效的碳减排方案。
  
• RICE则在接近现实的程度上更进一步，将世界分为了10个区域，每个区域为一个独立决策的主体，它们在一定的博弈环境下做出选择。基本的博弈环境分别为：
  
  
  
  • 完全不合作：BAU（没有碳减排承诺）
    
  • 有限合作：非纳什均衡解
    
  • 完全合作：完全合作解
    
  
  

如今，任何一个尝试在气候变化经济学领域耕耘的研究者，都无法忽略诺德豪斯的论文和著作。他观察问题的视角、构建的模型、所用的数据、编写的程序、近30年的长期坚持，甚至他那委婉、中肯的行文风格，对后来的人而言都是不可多得的财富。     ——国成、李宾、田银华：《威廉·诺德豪斯与气候变化经济学——潜在诺贝尔经济学奖得主学术贡献评介系列》，《经济学动态》2011年第4期

《气候赌场》[3]

气候变化的起源和特征

气候变化不仅是自然科学问题，更是经济问题。全球变暖是经济发展的负外部性，最终的解决方法可能也存在经济学中。自由市场不能自动地解决这个问题，需要人为的积极干涉、定价或者管制。
气候变化的非线性使得它存在一个迅速恶化的临界点。这与人类历史上金融危机的不可预测性和到达临界点后的快速恶化带给我们的教训相似。

人类的存在是气候赌场里面其中一个可能性，灭绝也是其中一个。

学术界提出了四个全球范围内的特别值得关注的临界因素：大规模冰盖的崩溃、大洋环流的大范围变化、变暖引起进一步变暖的反馈过程、变暖的长期加剧。
气候变化对人类及生态系统的影响

所有的证据表明，上帝其实是一个彻头彻尾的赌徒，而宇宙是一个巨大的赌场，骰子在此被掷下，而赌盘的每一次旋转都是偶然的。

气候变化对受控系统和不可控系统的影响不同，我们关注的重点应该是未受控或不可控系统所受的影响。
对于可控系统，人类展现出了强大的适应能力，与气候变化在不同的方向发力，结果是在未来几十年的时间维度里，气候变化对这些系统的影响将会很小，但长期的前景却仍然模糊。比如农业。
不可控系统由于远离市场、脱离人类控制、且存在变化临界点，它们受到气候变化影响所带来的损失是几乎无法估算的，可能的估算结果也面临着巨大不确定性。另一方面，这也为人类采取积极的行动提供了依据，正是因为影响无法估计——有可能带来毁灭性结果——人类在气候赌场中并没有绝对话语权，所以更应该在合理的成本下为规避风险付出努力。
减缓气候变化的战略和成本

学术界一般认为应对气候变暖有三种主要方式（战略）：适应，地球工程和减缓。
适应是地区性的，并在临界点存在的前提下十分危险，只应该作为减缓气候变暖的补充，而不是替代。
地球工程通常分为两类，第一类是从大气中清除二氧化碳的技术，例如碳捕获和封存技术；第二类是把阳光和热量反射回空间的太阳辐射管理技术。地球工程更加类似于抢救方案，而不应该是减缓气候变化的第一道防线。
减缓则是采取行动减少排放二氧化碳与其他温室气体，并降低其大气浓度。从地球科学的角度来看，减缓温室气体的排放是最安全的方法，但从经济学的角度来看，短期而言它也是成本最高的方法。
气候折现率：诺德豪斯并不认同取过低的贴现率，他认为减缓气候变化需要投入资本，贴现率应该主要由资本的机会成本决定，而资本的机会成本又由替代性投资的收益率决定。采取更高的折现率并不代表我们漠视未来子孙后代的福祉，相反，有许多投资都可以提高子孙后代的福祉，减缓气候变化只是其中一种，其它的投资包括对太空科学、医疗研发、教育体系等等的投入。贴现率作为衡量互相竞争的投资的测量标准，更应该反映次优投资的收益率。
减缓气候变化的政策与制度

制定气候变化的目标经过了全球各国长期的科学验证和利益博弈。

气候赌场中，输掉气候赌局固然可怕，但每个国家的手中，也已经有了自己积累下来的既有筹码，例如经济发展、政治话语权等，这些筹码更能看得见，也同样具备价值，除了利益本身，短视也使各国更难以割舍握在手中的筹码。

碳排放的分解

减少碳排放最具可行性的方案是减少单位GDP的温室气体排放，这包括自上而下和自下而上两个途径。
自下而上：发展新技术，对其分别进行成本收益分析。
自上而下：碳定价。包括碳税和总量管制与交易两种方式，其经济学意义相同，均为对外部性定价，利用价格信号调节供给和需求。
问题在于，各国有强烈的搭便车动机，碳排放是一种经济发展的负外部性，减排措施则是一种正外部性。减排是地方性的和有成本的，收益却在空间和时间上扩散而遥远。
诺德豪斯提出，最有希望的方法是对非参与者的商品和服务征收进口关税。然而如何把握“度”，不引起贸易保护主义抬头，又是衍生出来的新的问题。底线是，减缓气候变化需要全球观和未来观。

基于详实而持久的跨学科研究，普及气候变暖科学共识，告诉人们不应恐慌，也不应视而不见，而应该衡量得失理性及时地行动，人类尚有机会离开“气候赌场”。

<hr/>写在最后：写这个竟然找到了气候赌场的电子书，后面可能写写读书笔记或者读paper笔记感想之类滴，希望这个坑可以多坚持几天哈哈
参考

• ^80岁诺奖得主气候经济学家诺德豪斯出书了！致力于低碳经济学！ https://mp.weixin.qq.com/s/drOjzd5vDggmhDpWa3gcOw
  
• ^诺德豪斯与气候变化, 罗默与新增长理论, 一份诺奖贡献鉴定书 https://mp.weixin.qq.com/s/iEIn27ykrzeljSI4M99qfA
  
• ^国策书斋丨《气候赌场》——离开气候赌场，改变人类命运 https://mp.weixin.qq.com/s/HwQavImyhRHMTcM2T9_bFw