诺德豪斯：二氧化碳问题的起源

【诺奖观察】之四

经济增长与气候——二氧化碳的问题

整理/龚榆

上世纪七十年代以后，当人类经济活动对大气、生物的影响初现端倪时，诺德豪斯在这篇（Economic Growth and Climate: The Carbon Dioxide Problem）写于1977年的文章中提出，人类经济活动对全球气候的影响已经成为一个不可忽视的问题。

由于影响气候的经济活动集中于农业和能源部门，而能源部门的二氧化碳排放的影响尤为显著，因此在这篇文章中诺德豪斯从能源和气候两部门互动框架出发，探讨了在全局最优的情况下不同的二氧化碳排放的控制策略。

一、能源和气候的总体概述

诺德豪斯将气候定义为一组动态且随机的方程组，而某一个特定的随机过程即称为天气。就当时看来，气候并未到达动态均衡，这一点仅从过去100年中，气温每五年平均波动6度左右的事实中找到依据。

　　二氧化碳与气候的互动关系可简单如下表述：石化能源燃烧中产生大量二氧化碳，这些碳排放在进入大气后将长时间停留，导致大气二氧化碳浓度提高，吸收辐射，从而导致了气温上升。

基于人类社会不控制碳排放的情况下，给定气候条件的正常变动，诺德豪斯以1970年为基准，计算出过去每年气温变动幅度并预测未来的全球平均气温变化。预测结果表明若不控制二氧化碳排放，未来的气温将加速上升。

二、评估减碳策略的理论框架

诺德豪斯指出考虑控制碳排放的策略时，应包括两方面：科学的层面的技术的可行性与国家、生产者、消费者等个体层面采用该策略的动机。基于此，进一步提出了评估策略效果模型的总体逻辑——包括资源、收入、人口、能源价格和消费量等变量在内的能源体系以及大气体系。能源体系排放的二氧化碳流到大气体系中，影响气候和气温变化；而对大气体系所采取的措施，将反过来影响能源体系的供求条件，从而影响能源消费和相应的碳排放。最终目的则是达到两部门的全局最优。

至此，剩余的两个问题则是，首先如何控制二氧化碳。对此，诺德豪斯指出有两个途径：一是通过使用非石化能源以降低二氧化碳排放；二是消除二氧化碳排放的影响或是在自然与工业过程中清除二氧化碳。从技术可行性而言，后者显然还未具备操作的可能性。

　　第二个问题则是二氧化碳将在何种排放量中使得能源体系和大气体系达到全局最优。虽然目前并没有一个定论，但将二氧化碳对气温的影响控制在长期的平均气温变化范围内总体来说是一个合理的粗略估计。

三、实证结果

接下来，诺德豪斯便在上述的理论框架中，计算了美国的能源消费量和世界碳排放量以及相应的碳税价格。结果表明：

第一、即使有严格的碳排放限制，但总能源消费不会降低，甚至因为非石化能源的低利用效率而升高；

第二、当前的二氧化碳限制对能源消费的影响几乎可以忽略，只有在一个相当长时期里的实施高效的减碳措施才会对能源体系有显著影响；

第三、碳排放的隐含价格——碳税，随着时间推移而加速增加，由此可以通过碳税与包含等量碳的能源价格的比较以做出更低成本的选择。

进一步地，诺德豪斯还计量了达到三种不同控制碳排放效果（50%增长、100%增长、200%增长）而带来的总社会成本，越优的控制效果必然与更高的社会成本相连。考虑到目前核能是唯一能够大规模使用且低成本的减碳手段，因此对核能开发使用的争论将对控制二氧化碳的社会成本带来十分显著的影响。若既限制核能使用而同时又控制二氧化碳排放，其成本将是控制二氧化碳50%增长时成本的5倍。

总而言之，正如诺德豪斯在文章中所提，随着技术水平的提高，二氧化碳的控制在科学技术上是可行的，因此留给理论界和科学界的问题则是气候变化究竟会带来多大成本，二氧化碳应控制在什么水平，以及如何在全球范围进行二氧化碳排放的控制。

参考文献：William D. Nordhaus. EconomicGrowth and Climate: The Carbon Dioxide Problem [J]. The American EconomicReview, Vol. 67, No. 1, Papers and Proceedings of the Eighty-ninth AnnualMeeting of the American Economic Association. (Feb., 1977), pp. 341-346.