推文人 | 刘韵扬

推文信息：Nordhaus W. Climate Clubs: Overcoming Free-Riding in International Climate Policy[J]. American Economic Review, 2015, 105(4):1339-1370.

 

研究背景

 

作为全球气候变化的积极应对者，我国承诺将于2030年左右使二氧化碳排放达到峰值，并争取尽早实现2030年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%－65% 。于此相对，美国于2017年宣布计划退出《巴黎协定》，无疑给全球气候变化的治理蒙上了阴影，这实质也是搭便车行为。诺奖得主William Nordhaus的这篇论文讨论了如何克服国际气候政策中的搭便车行为。

 

搭便车（Free-riding）是指一方在没有付出成本的情况下享受公共物品的利益。气候变化的全球公共产品属性使其非常容易受到搭便车的影响。原因在于一方面，减排成本是全国性的，而减排带来的效益是全球性的，并且与排放地无关。另一方面，减排成本需要当期付出，而减排的效益是在未来实现，这也增加了气候变化治理的复杂性。

 

就国际气候变化政策而言，各国有动机依靠其他国家的减排，而不采取相应的国内减排措施。搭便车也表现为当代人享受高碳排放带来的消费益处，而后代则以较低的消费或退化的环境为上一代的高排放付出代价。国际现状已经表明，难以促使一国加入一项大幅减少排放的国际协定，根本原因是当前国际气候协议中存在搭便车的强烈动机。搭便车的结果是《京都议定书》的失败，以及制定有效后续制度的困难。

 

俱乐部机制

 

Nordhaus（2015）提出通过“俱乐部”的机制来克服搭便车行为。俱乐部（Club）是一个自愿团体，通过分担具有公共品性质的活动的成本来获得共同利益。在Nordhaus（2015）的构想中，“气候俱乐部”采取自上而下的形式，是参与国协调承担减排的协议，目的是吸引大量参与国并达到高水平的减排。该协议集中在“国际目标碳价”，例如参与国将采取政策达到25美元每吨二氧化碳的最低国内碳价。各国可以选择任何机制来满足该目标价格，包括碳税，碳排放限额与交易等限额等。俱乐部机制的关键部分，也是它与当前提议的主要区别，在于非参与国将受到惩罚，即对俱乐部地区进口非参国的商品征收统一的关税。在俱乐部的激励机制下，国家会为了自身利益选择加入俱乐部，并且进行高水平的减排。

 

现有研究发现如果不对非参与国进行惩罚，稳定的联盟往往规模较小，并且减排量接近于非合作水平，Nordhaus（2015）将其归纳为“小联盟悖论”。因此有必要对非成员国进行惩罚。目前主要有两种贸易制裁方法，一是碳关税，即对来自非参与国的进口商品征收与碳含量相关的关税；二是统一惩罚关税，即对来自非参与国家的所有进口商品实行统一比例的关税。研究表明碳关税的设计复杂，覆盖范围有限，并且对增加参与度几乎无效。统一罚款关税具有简单和透明的优点，主要用于增加俱乐部的参与度，因为非参与国对其他国家的损害不仅仅来自贸易商品，而是温室气体排放总量。因此，Nordhaus（2015）主要主张采用统一惩罚关税。

 

如图1所示，Nordhaus（2015）计算了代表性国家碳排放的外部性，以及非成员国遭受惩罚性关说的成本。计算结果表明，惩罚性关税提供了针对跨国外部性的激励措施。

 

理论模型

 

论文采用C-DICE模型（Coalition Dynamic Integrated Model of Climate and the Economy），用于决定一国是否加入高减排联盟，并形成稳定的联盟。该模型是多区域DICE-RICE模型（Nordhaus，2010）的静态版本。

 

在模型设定方面，C-DICE模型包含15个国家和地区 ，模型包含外生的产出外生，基准碳排放，以及15个地区的基线贸易矩阵。各国生产单一的复合商品，碳排放是生产的负外部性。各地区均可以昂贵的减排成本来减少碳排放。全球碳排放成本在每吨12.5-100美元之间，国家的碳排放成本设定与GDP成比例。减排成本很大程度上取决于地区的碳密度（carbon-intensity），区域间减排成本差异还取决于技术和部门。模型仅考虑一期，目的是找到阶段博弈的有效解，并且该解也是重复博弈的均衡。模型假定各国最大化其自身利益，且不考虑世界其他国家的福利，并假定各国间没有单边支付。C-DICE模型的主要特点在于引入了国际贸易和关税对各地区经济福利的效应。

 

模型采用非合作博弈均衡作为国际关系的出发点。一国需要做出是否加入气候俱乐部的决策，俱乐部要求参与国支付至少与国际目标碳价一样高的国内碳价。非参与国会选择更低的碳价，参与国在最大化其加入俱乐部的经济福利的条件下，选择更高碳价格。如下图所示，一国面临的决策成本除了加入俱乐部的额外减排成本，还包括不加入俱乐部所带来的贸易影响，即惩罚性进口关税。

为了便于求解，设定各国只考虑是否加入一个全球气候协议，并使用进化算法（evolutionary algorithm）求解稳定解，步骤如下：（1）设定一个初始联盟并计算净利益和结果；（2）随机从n个地区中抽取m个地区，这些地区的参与状态变为相反状态，即参与变为不参与或不参与变为参与；（3）更新在初始联盟成员，构建新参与联盟；（4）计算每个地区在新参与状态下的净利益；（5）如果新参与状态下的净利益高于初始联盟，则将该联盟作为新的初始联盟；（6）重复（2）-（5）；（7）当一个联盟结构重复出现或者没有其他联盟比初始联盟更好时，停止该算法程序。

 

模拟结果

 

文章中GDP和人口数据来自于世界银行，碳排放数据来自于CDIAC（2014），跨区域的贸易数据来自于UNCTAD（2014）。模型模拟基于4种不同的国际目标碳价（12.5$，25$，50$，100$）和11种关税（0，1%，2%，…，10%）的组合，得到以下结果：

 

参与与联盟稳定性。几乎所有的组合都产生了稳定联盟（6种组合不稳定）。如图3所示，零关税时没有国家加入联盟；极低关税和低碳价格和时全部或大多数国家加入联盟。碳价格为50和100美元/吨时，高关税是国家参与联盟的条件；碳价格为100美元/吨、关税为最大值时，参与率也未达到100%。

减排和碳价。如图4所示，目标碳价为12.5和25美元/吨时，即使关税较低，联盟也使得全球碳价等于目标价格。目标碳价为50美元/吨且关税为5%时，全球碳价接近于目标价格。在关税达到最大值时，目标碳价为100美元/吨的组合才优于50美元/吨的组合。当关税处于中等水平时，全球碳价与目标价格呈现与拉弗曲线类似。

气候俱乐部的经济利益。如图5所示，合作能带来巨大的经济利益。例如，在碳价格为50美元/吨情况下，不合作的收入利得为630亿美元/年，而最成功的合作联盟收入利得为3120亿美元/年。如图6所示，获得所有可能收益的组合包括关税大于或等于3%与目标碳价为12.5或25美元/吨、关税大于或等于5%与目标碳价为50美元/吨。目标碳价为100美元/吨与关税低于最高值的组合获得的潜在利益很少。

贸易损失。当碳价格为25美元/吨、关税为1%时，气候俱乐部的收入利得为340亿美元，而贸易损失为4亿美元。当碳价为50美元/吨、关税为6%时，气候俱乐部的收入利得为2280亿美元，贸易损失为7亿美元。总体上，贸易损失相对合作利得较低。

 

是否加入俱乐部？参与国具有低减排成本、低碳密度、高损失、贸易份额高的特点。加入俱乐部的收益或损失取决于目标碳价和关税的组合，而利得和损失的模式由生产碳密集度和贸易开放程度决定。图7中所有主要区域参与俱乐部均获得收益。

结论

 

Nordhaus（2015）主要研究了如何设计机制以克服全球气候协议中的搭便车行为。基于公共物品理论、C-DICE模型模拟、国际协议的历史以及《京都议定书》的经验，现有研究表明如果不对非参与国进行制裁，除了非合作并且低减排的联盟外，不存在稳定且有效的气候联盟。文章的模拟结果表明，结合目标碳价，对俱乐部非参与国进行适度贸易制裁可以促使联盟达到最佳减排水平，实现大幅度减排。

 

Abstract

 

Notwithstanding great progress in scientific and economic understanding of climate change, it has proven difficult to forge international agreements because of free-riding, as seen in the defunct Kyoto Protocol. This study examines the club as a model for international climate policy. Based on economic theory and empirical modeling, it finds that without sanctions against non-participants there are no stable coalitions other than those with minimal abatement. By contrast, a regime with small trade penalties on non-participants, a Climate Club, can induce a large stable coalition with high levels of abatement.