「金融街電訊諾獎專輯」杜猛：威廉.諾德豪斯，與氣候變化經濟學

【諾獎專題】威廉·諾德豪斯與氣候變化經濟學——潛在諾貝爾經濟學獎得主評介

金融街電訊／諾獎專輯 2018-10-1318:32

保羅·薩繆爾森是美國諾貝爾經濟學獎第一人，其經典教科書《經濟學》從1948年第一版至今，被譽為世界上最為實用和暢銷的經濟學教科書，對社會公眾產生了巨大的影響。在該書再版50周年前夕，年事已高的薩繆爾森決定尋找一位才能與觀點都完美的合作者。結果，「現實中的威廉·諾德豪斯（William Nordhaus）被發現了」。許多人對諾德豪斯這個名字也許感到有些陌生。《經濟學》第16版在介紹他時，也僅僅泛泛地提及「他的經濟學研究範圍很寬」，而且「是卡特總統經濟顧問班子的成員」。經濟學的研究者則可在蔣中一的《動態最優化基礎》中，見到政治經濟周期模型，那就是諾德豪斯的天才之作。但是如果僅憑這個模型，似乎並不足以使他成為薩繆爾森的合作者。實際上，諾德豪斯的主要貢獻發生在一個原本相對冷門、如今卻相當熱門的經濟學分支領域——氣候變化經濟學。本文嘗試對這位氣候變化經濟學奠基人的學術成就予以介紹，以幫助大家了解他的確是眾多星辰中名副其實的一顆。

一、氣候變化與經濟學

傳統上，氣候變化屬於自然科學的研究領域。這一議題源自於人類經濟活動所產生的溫室氣體過多過快，超過了地球生態系統吸納它們的速度，從而溫室氣體在大氣層中不斷累積，有可能使得地球表面溫度升高，這將帶來難以估量的影響（Cline,1991）。溫室氣體主要包括二氧化碳、甲烷、氟氯化物、氮化物。它們在地球生態系統中流動將對大氣、海洋、極地冰川、森林植被、農作物、能源、環境等方面產生影響，並引發相應的研究，溫室效應的原理則來源於物理學的熱輻射。所有這些都屬於自然科學的範疇。聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）不定期發布的專題報告，就是在自然科學的最新文獻基礎上綜合而成的。

那麼，經濟學作為一門人文社會學科，其切入氣候變化議題的原因在哪裡呢？Nordhaus（1982）給出了兩點理由：一方面，旨在減少溫室氣體排放的政策措施，必須經由經濟系統才可起作用；另一方面，氣候變化也會對經濟系統的生產過程和最終產出發生影響，比如乾旱導致糧食歉收。Mendelsohn et al（1994）表述了一個更深層的理由，那就是自然學科在做預測時，往往使用簡單的外推法，比如把CO2排放量與GDP相掛鉤。這樣的處理方法忽略了微觀主體對經濟環境變化的適應能力。如果氣候變得乾旱了，農場主可以不種植小麥，而改種對水分要求更少的玉米。類似地，如果政府出台碳稅，企業可尋求替代能源，從而在CO2排放量下降的同時，GDP增速並不一定放慢。可見，固然自然學科在探索地球生態系統的規律上起著基礎性的作用，但是如果涉及到遏制氣候變暖的政策實踐，就繞不開經濟學。

諾德豪斯1982年的論文被認為是氣候變化經濟學的開山之作。此文雖短，卻對CO2的特性、減排的國際合作、政策手段、不確定性等相關問題，都有所論述。文中所表述的許多憂慮，近30年來逐漸在現實中一一呈現，比如國際合作的艱難性、分析研究中的不確定性等。不過，鮮為人知的是，諾德豪斯在發表此文之前，經歷了大約15年之久的研究重心的轉型。

1967年，26歲的諾德豪斯於麻省理工學院取得經濟學博士學位，同年在耶魯大學獲得教職。在隨後的六年中，他的論文涵蓋了經濟增長、技術變化、稅收、價格水平、勞動工資等較為寬闊的研究領域。從此階段的十餘篇論文和一部著作來看，諾德豪斯主攻增長理論，順帶向其他領域拓展探索。受羅馬俱樂部的影響，他開始研究資源經濟學（Nordhaus,1992），從1973年開始發表此領域的論文。諾德豪斯於1973-1982年間仍然是一位多產的研究者，發表論文24篇，出版著作3部，其中關於資源與氣候變化的僅為4篇論文和1部著作。他逐步形成了這樣一種認識：雖然資源數量表面上是有限的，但科技潛力能提供近乎無限的能源，真正對未來構成潛在威脅的是具有全球外部性的溫室效應；而在幾個主要溫室氣體中，又以CO2的惰性最強、存量最大，所以最難治理(Nordhaus, 1974，1977, 1982）。

從1982年開始，諾德豪斯表現出主攻氣候變化的研究傾向。對於一個在宏觀領域幾乎無所不可為的經濟學家而言，他做出這樣的選擇自然是由於他認為這個研究方向比其他方向更具有研究價值。然而，這註定了是一條艱辛的道路。一方面，經濟學界很少有人在嘗試著探索氣候變化，諾德豪斯將要在幾乎孤軍奮戰的情況下從沒有路的地方開闢出一條路來。這蘊藏了很大的研究風險。另一方面，氣候變化是不是一個問題，氣候是不是在朝變暖的方向發展，以及就算如此，其原因是不是由人類經濟活動引起的，在自然科學領域一直都存有爭議。這種分歧削弱了自然科學界在勸說大眾採取行動來遏制全球變暖上的可信度。兩方面的因素使得氣候變化經濟學在相當長時間裡都屬於經濟學裡的冷門旁支。直到2006年，「斯特恩報告」成功地引起世界對氣候變化問題的廣泛關注，人們才發現，氣候變化經濟學的最新文獻都在不斷地引用同一個名字：諾德豪斯。

二、氣候變化綜合評估模型

俗話說，知易行難。認識到氣候變化議題的重要性，是一回事；要在這個蠻荒之地上真正把經濟學切入進去，則是另一回事。1982-1991年間是諾德豪斯在學術領域相對沉寂的一段時期。雖然他的論文發表數量仍然不少，接近30篇，但發表在《美國經濟評論》上的論文僅有1篇，遠低於1982年之前的水平。為何會如此呢？這應該就是探索一條新路過程中遭遇巨大困難的一種體現。諾德豪斯在嘗試著把經濟系統與生態系統整合在一個模型框架里，即：經濟系統在運轉過程中產生CO2，CO2使得生態系統發生變化，這種變化再影響到經濟系統，形成一個循環流；其中，經濟系統以新古典增長模型為基礎。如今研究氣候變化的主流工具——氣候變化綜合評估模型（IAM），就是秉承了這一框架。

Nordhaus（1991）的論文發表標誌著IAM的發端。此前的數篇論文都是在為它的出現做模型架構和數值計算上的準備。以諾德豪斯的功底，在一般均衡框架里納入生態系統的影響並非難事。他創造性地把經濟學中的邊際分析法引入到對氣候變化問題的研究中。如圖1所示，橫軸代表溫室氣體下降的百分比，縱軸為實際貨幣值。若任由市場自發運行，從而溫室氣體不減少，那麼對社會的損害為Z點的高度值。當社會投入資源以降低溫室氣體時，邊際成本是遞增的；但溫室效應的邊際損害將隨著溫室氣體存量的減少而逐步降低，這可視為減排的邊際收益。E點為MR＝MC的均衡點。此時，社會總成本是區域B的面積，社會總收益是區域B＋C的面積，從而減排將帶來區域C面積的社會凈收益。上述分析思路就是氣候變化經濟學文獻中經常提及的成本－收益分析法的原理。

諾德豪斯面對的困難主要有兩個方面：一方面，他需要了解生態系統運行方面的大量知識，並對如何取捨以放入模型系統中做出判斷。比如圖1中溫室效應的邊際損害曲線，在理論上假設它為向右下方傾斜是容易的，但具體的下降路徑是怎樣的，邊際損害的具體數值是多少，估算起來會很困難。而且，對於只有自然科學常識基礎的人，必須具有敏銳的嗅覺和極高的效率，才不至於淹沒在知識的海洋里。另一方面，對動態一般均衡系統的跨期優化方程做數值模擬，當時無論是在編程上、演算法上還是在硬體設備上，都存在著許多困難。就算以今天的培養方案培養出來的經濟學博士，多數在編程上也都屬於門外漢。一個已過不惑之年的經濟學正教授，卻要去尋找合適的程序並從頭開始學習它，這不是什麼人都能做得到的。

Nordhaus（1991）的競爭對手是IPCC於1990年發布的第一個氣候變化評估報告。與IPCC的專家們藉助超級計算機來模擬全球系統的變化相比，諾德豪斯用的僅僅是一台晶元為486-66處理器的普通電腦。然而，後者在理念上卻更勝一籌。IPCC僅僅關注純粹物理世界的變化，忽略了人對經濟環境變化的適應能力，這使得在碳減排的代價估算上，IPCC的結果比諾德豪斯的高出許多。IPCC在2001年發布的第三個氣候變化評估報告中，承認了IAM模型的優勢，並也開始在其自己的框架里嵌入更具有微觀基礎的經濟系統模塊。

在Nordhaus（1991）之後，紛紛有其他的研究者跟進。但由於無論是在經濟領域還是在生態領域，現有的知識都還相當有限，IAM卻要把它們整合在一起，過於複雜的系統難以分析研究，所以不同的研究者往往只能選擇把一部分因素放到模型系統里。較大的自主選擇性使得IAM的發展歷程呈現出多元化的特徵。有的IAM側重於生態系統，有的側重於經濟系統。十幾年的時間裡就出現了20多個不同版本的IAM模型，其中較為重要的有MERGE（Manne et al,1995）、DICE （Nordhaus, 1994）、RICE（Nordhaus & Yang,1996）、FUND（Tol, 1997）、 PAGE （Hope,2006）。著名的「斯特恩報告」在詳細的文字分析背後，其基礎性的技術工作就是PAGE模型。到了2001年，形勢的發展還催生出了一個名為「Integrated Assessment Journal」的新期刊。這反映出基於IAM所做的研究已經形成了一個學科領域。

作為IAM的先驅，諾德豪斯並未滿足於已取得的成績，而是在不斷地改進自己的工作。在Nordhaus（1991）的基礎上，他先後發展出DICE和RICE模型。其中，DICE是將整個世界當作一個整體，判斷有效的碳減排方案。RICE則在接近現實的程度上更進一步，將世界分為了10個區域，像美國、中國這樣的碳排放大國為一個獨立區域，其他的區域則包含了多個國家。每個區域為一個獨立決策的主體，它們在一定的博弈環境下做出選擇。基本的博弈環境有3個，即BAU（沒有碳減排承諾）、非納什均衡解、完全合作解，分別對應了完全不合作、有限合作、完全合作三種情形。由此計算出相應的碳稅和碳排放軌跡，為判斷未來的形勢提供參考。之後，諾德豪斯繼續修改和充實DICE、RICE模型，先後推出了RICE-1999、DICE-2007、RICE-2010等不同改進版本。最新的RICE-2010在上一版本模型基礎上加入了海平面上升的模塊。Nordhaus（2010）使用RICE-2010對哥本哈根協議的結果進行了預測，結果發現，即使各國完全按照各自所承諾的方式推動碳減排，也不足以達到將全球平均氣溫的上升控制在2℃以內的既定目標。

諾德豪斯於1991-2011年間共計發表論文80餘篇，出版著作12部，其中絕大部分都是關於氣候變化的。論文所發表的期刊涵蓋了《美國經濟評論》、《科學》、《美國科學院院刊》這幾個不同學科領域裡的頂尖學術期刊，而且數量達到了17篇之多；其他的一流期刊更是不勝枚舉。由於他的傑出學術貢獻，諾德豪斯獲得了很多榮譽和光環，其中最耀眼的是入選美國國家科學院的院士，並且，入選「湯普－路透」所預測的諾貝爾經濟學獎候選人名單之列。

三、學術論爭

學術之路無坦途。要做出任何一個創新，都需克服外人無法想像的困難；不僅如此，對同一個問題，不同的研究者往往有不同的觀點，這就必然會發生學術爭論。諾德豪斯與IPCC在研究方法上的較量是在無聲無息中展開的，最終IPCC明確聲稱接納IAM的方法；當然，諾德豪斯自己也在生態系統模塊上努力往IPCC的方向靠攏。這一經濟學與自然科學相結合的發展，可以說不存在輸家，是雙贏的結果。不過，諾德豪斯撰文參與的另兩場爭論，則起到了幫助後續的研究者避開學術暗礁的作用。

第一場爭論是關於羅馬俱樂部對經濟增長的悲觀看法。早在1972年，一本名為《增長的極限》的書論證了有限的資源最終會使得經濟停滯。Nordhaus（1974）給予了間接的反駁。他通過列舉科學數據來說明，雖然化石能源儲量僅能支持520年的使用，但是如果開發利用核能，則以當時的能源消耗量，則可支撐530億年的使用。這還未包括對太陽能的開發利用。所以，對資源有限性的擔憂是不必要的。然而，令諾德豪斯意外的是，羅馬俱樂部為紀念《增長的極限》出版20周年，於1992年出版了《超越極限》，對全球性資源危機再次發出警告。

這次，Nordhaus（1992）深入分析了前後兩部書的技術方法，發現它們所用的模型系統基本上完全相同，只做了微不足道的改變。它們都忽略了技術變化與市場機制這兩個因素的作用，而完全從靜態的視角去預測未來。諾德豪斯展示了多種資源的歷史實際價格序列，以它們在長期中呈現為下降趨勢的事實來說明，羅馬俱樂部的擔憂與現實世界的數據並不一致。他進而指出，我們所可能忽略了的終極威脅，是地球容納工業廢物的容量的有限性，氣候變暖、物種消失這一類可再生資源枯竭的信號，才更值得引起擔憂和關注。

第二場是關於碳減排的行動緩急之爭。溫室效應的全球性意味著一國的碳減排具有很大的正外部性。在分散決策的機制下，這將導致碳減排的力度偏弱。為了有效地遏制氣候變暖，就需要一個國際合作框架來協調各國的行動。而國際合作涉及到政治角力，其中的重要問題包括：是各國都以相同的力度減排還是可以區別對待？是一開始就強力減排還是可以逐步加強力度？2006年的「斯特恩報告」認為，若推遲減排或減排力度不足，則以後將每年付出20%GDP的巨大代價，因此主張各國立刻採取堅決有力的行動，以降低未來災難的發生概率。在這一觀點下，發達國家與發展中國家被區別對待的程度很小，而且立刻的強力碳減排明顯不利於發展中國家的經濟追趕。「斯特恩報告」影響廣泛，為歐美政治勢力在哥本哈根氣候峰會上強壓發展中國家起到了理論烘托的作用。

與「斯特恩報告」相對的另一種觀點是氣候政策坡道說（Olmstead & Stavins, 2006），即近期的減排力度可較小，在中遠期再逐步加大減排的力度，而且對發達國家與發展中國家區別對待。這一主張是眾多不同IAM模型得出的大致相同的結論。如果以宏觀碳稅來代表一國實施碳減排的力度，那麼從近期到2100年，碳稅的數額大致是從每噸碳十幾美元上升到一百多美元。不僅諾德豪斯的計算結果是如此，許多其他研究者的結果也大同小異。而「斯特恩報告」的碳減排力度則是在近期就要徵收大約每噸碳360美元的碳稅（Nordhaus, 2007）。既然「斯特恩報告」也是基於一個IAM展開的分析，為什麼差異會這麼大呢？

Nordhaus（2007）、Weitzman（2007）等認為，「斯特恩報告」的結論建立在不符合經濟學傳統的參數設定上。經濟學文獻通常將一年的時間偏好率ρ設定在3-5%左右，而斯特恩從不同年代的人應平等的哲學視角出發，設定的是0.1%，這大大強化了人們對未來的重視程度，從而為了抵消未來的風險，當前所要付出的代價就要大很多。更重要的是，雖然單個參數的取值具有一定的靈活性，不過新古典增長模型中的幾個參數的取值必須滿足跨期優化方程——拉姆齊規則，即：r ＝ρ＋σg。其中，r是凈資本報酬率，在美國約為6%；g為人均經濟增長率，約為1.3%；σ為CRRA型效用函數里的風險規避參數，取值通常在1-2之間。按照斯特恩的設定，ρ＝0.1%，σ＝1，那麼在g＝1.3%的經驗事實下，將有資本實際報酬率為1.4%的推算結果，這明顯與主流的估算結果不相同，或者說拉姆齊規則不成立；如果從r＝6%來推算參數σ的值，則σ≈4.5，明顯高於文獻中的常用設定。可見，「斯特恩報告」的主張所基於的ρ＝0.1%的設定，其合理性並不符合理論文獻的傳統。

除了上述幾個學術觀點的交鋒之外，在碳減排的機制設計上，諾德豪斯也表達了自己的主張。常見的碳減排手段有三種：行政管制、數量許可證及相應的交易市場、以碳稅為代表的價格機制。因行政管制容易引發效率損失，所以一般都不被推薦。1997年的京都議定書採用的是第二種方式。Nordhaus（2006）認為，像京都議定書那樣的數量控制型框架，避免不了效率欠缺的問題，要達到有效率的結果，還是需要藉助價格機制。不過，採用碳稅的方案也會帶來不少問題。比如，不同國家的碳稅水平是否應相同？若要求相同，則發展中國家難以接受；若允許有差異，則差異為多少，差異的動態調整怎麼進行，這些在政治上都很難達成一致。所以，這個方面的爭執還有待於更深入的研究。

四、獨立經濟學家杜猛結束語

於成功時坦然轉型，並轉型成功，是諾德豪斯最與眾不同之處。他26歲就獲得博士學位和美國名校的教職，32歲成為正教授，在宏觀經濟學領域嶄露頭角。在取得這樣令人艷羨的成績時，他開始關注資源經濟學。在隨後幾年中逐漸產生了認識上的轉變，越來越關注碳排放和氣候變化議題。年過不惑之後，在主流經濟學領域已收穫頗豐的諾德豪斯，開始艱難地轉向氣候變化經濟學。經過九年之久的相對沉寂期，他終於開創性地構建出氣候變化綜合評估模型（IAM）。這個分析框架迅速成為從經濟學角度分析氣候變化的主流工具，甚至連本來專註於自然科學領域的IPCC也逐步吸收了諾德豪斯的分析思想。1991年後，其他的研究者也相繼構造出眾多不同的IAM模型，使得IAM漸有成為一個學科分支之勢。不過，諾德豪斯的DICE和RICE模型始終是IAM中最有競爭力的兩個。在哥本哈根氣候峰會結束不到兩個月，他就用RICE-2010給出了對這次峰會協議的學術性判斷。如今，任何一個嘗試在氣候變化經濟學領域耕耘的研究者，都無法忽略諾德豪斯的論文和著作。他觀察問題的視角、構建的模型、所用的數據、編寫的程序、近30年的長期堅持，甚至他那委婉、中肯的行文風格，對後來的人而言都是不可多得的財富。在不少業內人士看來，諾德豪斯問鼎諾貝爾經濟學獎也許只是時間的遲早問題。

（來源： 經濟學動態2022年）

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#五十人獨立經濟學家#中華博士會執行會長 金融街電訊總裁 CECU中國企業資本聯盟主席杜猛，著名獨立經濟學家，經濟學博士，被譽為中國四大財經怪才之一、鬼城博士。民革北京大學支部黨員。 代表作品：《貨幣學》《貨幣銀行學》《投資管理概論》《房地產開發與運營》《鬼城論》等。 曾經主持集團總部和上市公司的日常經營管理工作，對所屬投資地區和分子公司，數千萬平米的開發面積，進行管控，有國內外上市公司主要負責人的工作背景，資本運營和房地產投資與開發雙重工作經驗，是金融界和地產界學院派和實戰派的代表性人物； 先後擔任軍企、國企、校企、上市集團等不同背景的企業高管。

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王新華/編輯

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