碳稅的變數 -科學人雜誌
氣候變遷

碳稅的變數

2020-09-01 梅卡費 ( Gilbert E. Metcalf )
課徵碳稅是降低二氧化碳排放量的最佳方法,科學家與經濟學家需合作降低不確定因素,促使政策制定者訂定實用的稅率。

重點提要

  1. 經濟學家一致認為,碳稅是減低二氧化碳排放量最有效的方法,但20多國的碳稅稅率落差甚大,從每公噸0.08美元至121美元不等。在美國,模型運算結果建議課徵每公噸40~47美元的碳稅。
  2. 關鍵在於如何估算碳的社會成本,這需要用到折現率,還要知道二氧化碳排放對經濟的損害以及潛在的災難風險。
  3. 訂定碳稅稅率時,政策制定者可以把稅收增加、具體減排目標或是災難防範考慮在內。


問任何一位經濟學家,我們該如何應對氣候變遷,他會告訴你最有效的策略是為溫室氣體排放擬定價格,而理想手段是徵收碳稅。這反映出一個經濟學基本原理:任何活動所產生的廢棄物都是必須付出的成本。我們花錢找人清運垃圾、淨化廢水,也該為燃燒化石燃料等活動所產生的二氧化碳廢氣付費。


我們可以用碳稅或是以限量管制與交易(cap-and-trade program)來為污染訂價,歐洲國家已針對發電廠與工業界實施,設定碳排放總量限制(又稱限量),減排成本低的廠商可削減排放量,轉賣剩餘的排放額度,減排成本高的廠商購買額度,就能繼續排放。如此增減互補,整體碳排放量可維持在限量之內。但實際上,限量管制與交易中碳的成交價格波動劇烈,且相關體系需要嚴格監管才能防止弊端。


其實何必如此麻煩?碳稅更能確切反映企業評定的碳排放價格。美國已有一套成熟的稅制,能對多種化石燃料徵收消費稅,運作得順暢無比。


基於這類理由,曾於小布希總統任內擔任美國經濟顧問委員會主席的曼修(Gregory Mankiw)大力支持碳稅。跨黨派的氣候領導委員會做為國際政策機構,於去年發表聲明,稱「碳稅可做為最划算的減碳工具,能符合我們所需的規模與速度。」截至本文撰寫時,該聲明已獲3589位經濟學家連署,包括3位美國聯邦準備理事會前主席、27位諾貝爾獎得主與15位美國經濟顧問委員會前主席。如何因應氣候變遷,成為美國總統大選的主要議題,現在還有八件法案在國會中審查,等著為碳污染訂價,其中一件由80人連署發起。


然而開徵碳稅是政治上的一大步,此門若開,氣候科學家、經濟學家與政治家便需要準備接招。他們除了要一步到位,還得解釋特定稅率的合理性。


訂定稅率看似簡單:排放每公噸二氧化碳造成多少損害,就收多少稅。但我們如何適當評估損失?


氣候與經濟的回饋


經濟學家常使用綜合評估模型(integrated assessment models, IAM)來計算氣候變遷造成的損害,這類大型電腦模型能夠找出經濟與氣候之間的回饋效應,用一連串方程式表述全球經濟、世界各地經濟活動造成的碳排放循環,以及大氣與上層海洋溫度升高所造成的損害。IAM甚為重要,美國耶魯大學經濟學家諾德豪斯(William D. Nordhaus)因為在IAM的前瞻成就而獲頒2018年諾貝爾經濟學獎。


諸如諾德豪斯的氣候經濟動態綜合模型(dynamic integrated model of climate and economy, DICE)等IAM已成為舉足輕重的政策分析工具。歐巴馬政府推行新法規時(例如2011年提高汽車油耗標準)就是運用包括DICE在內的三套IAM,來決定成本效益分析中所使用的金錢價值。


這些模型似能解答訂定合理碳稅稅率可能遇到的問題,但損害的估算取決於若干不確定性甚高的假設,挑戰有三:一是如何衡量現代與未來世代的收入,為此我們需要估算出折現率,這數字對社會安全稅的核定與大型基礎建設專案撥款等許多決策很重要;二是度量排放二氧化碳所造成的損害;三是把發生機率低、高破壞事件(即所謂災難)的可能性納入考量。


最佳稅率的估計會因處理這些因子的方法而有很大的差異。到頭來,IAM雖為美國碳稅政策提供了可靠起點,但各家模型估算出的「合理」數字卻不盡相同,而且還必須考慮社會與政治壓力。影響很巨大:現在歐洲已有15個國家訂定碳稅,其中兩國低於1美元,一國訂在121美元,其他則從2~96美元不等。

▲理論模型:經濟學家運用綜合評估模型(IAM)來計算最佳碳稅稅率,結論是排放二氧化碳可真燒錢!這類模型不但包含了經濟,也包含經濟活動所造成的全球碳排放循環,以及大氣與上層海洋溫度升高對經濟的損害,據以計算氣候與經濟之間的回饋效應,專家也會把不確定因素納入考量。


碳的社會成本


用稅金補償社會損害的概念可溯及100多年前。英國劍橋大學經濟學家庇古(Arthur C. Pigou)在此領域有十足影響力,主張污染對某人產生的成本(損害)若不是由污染者負擔,政府就該對污染行為課徵與損害等價的稅。庇古為18世紀英國經濟學家亞當.史密斯所謂「看不見的手」戴上了環保的綠色手套。


例如燃燒煤時,碳原子在空氣中與氧結合,燃燒一公噸煤產生大約兩公噸二氧化碳。若每公噸二氧化碳造成的損害相當於50美元,那麼庇古的做法便是對每公噸煤課稅100美元。如此一來,煤的成本就會包含燃煤對社會產生的成本:碳的社會成本(social cost of carbon, SCC)。要估算這個成本,我們需要使用IAM,下面有請諾德豪斯出場。


諾德豪斯於1992年發表他的第一篇DICE論文,估計2015年的SCC為每公噸二氧化碳4.54美元;到了2015年,他修正模型把估計值增加為31美元。假設採行最佳政策,SCC到2050年會增長至100美元出頭,2100年會來到265美元(上述數字全是以2010年的美元計價)。

這些估值在主流IAM內算是中庸。歐巴馬政府為了評估新法規而估算SCC時,使用了DICE和其他兩個知名模型FUND與PAGE。FUND對2050年SCC的估值是DICE的一半左右,PAGE的估計值則將近DICE的兩倍。

這些數字聽起來很明確,但麻省理工學院的經濟學家品迪克(Robert Pindyck)認為IAM充滿變數,所以沒有實際效用。儘管他的觀點偏激,我們還是必須認真看待他和其他人提出的課題。讓我們研究一下能對SCC產生重大影響的三個關鍵IAM假設:折現率、損害函數與可能發生的災難。


不確定因素:折現率

凡涉及不同時間成本與效益的決定,都需要折現率。倘若一項資產在10年後能賺回1000美元,那麼這項資產在今天值多少?假設我存了些錢在銀行戶頭,年利率3%,以複利計,那麼今天投資的744美元過了10年會增值為1000美元。換言之,當折現率為3%,10年後的1000美元會折合今天的744美元。

政府需要決定折現率時,可能會採用人們對市場期望的投資報酬率。例如美國預算管理局一般建議在評估法規時採用7%的折現率,因為私人企業近年的投資報酬率約莫此數。

對長期計畫而言,7%與3%折現率之間的差異巨大。250年後的100萬美元,7%折現值為今天的4.5美分,3%折現值則為今天的618美元。折現率越高,我們今天為了減少未來碳排放量所花的錢就越少。

7%的折現率對為期5~15年的政府計畫似乎合理,對於氣候相關行動卻不合理,因為今天投資這類行動所獲得的利益,可能影響超過200年。人們一般不會做200年的投資,因此沒有相關市場的投資報酬率可供依循。甚至連政府主導的基礎建設投資也是如此,例如美國伊利運河這類基礎建設,使用年限大多有50~100年,之後才需要改建,或因創新產物問世而廢棄。以運河來說,創新產物先後有鐵路和高速公路。

若說市場報酬率不是良好的標準,那或許能運用經濟學原理。與庇古齊名的英國經濟學家藍西(Frank Ramsey)認為,長遠來看,折現率應考量兩方面:其一反映了倫理決策,關乎我們如何對待不同世代,按理說我們對後代與自己不該有差別待遇,因此該往低折現率靠攏;其二,折現率應把收入隨著時間的變化納入考量,後代越是比我們富裕,我們越不會覺得現在必須承擔成本以讓後代過得更好,因而往高折現率靠攏。

英國經濟學家史登(Nicolas Stern)於2006年為英國政府撰寫氣候變遷評論,把上述兩因素納入考量。「史登報告」總結,氣候變遷政策的正確折現率為1.4%。以此折算250年後的100萬美元,大約是今天的3萬1000美元,遠高於用3%折現率算出的618美元。基於他的計算,史登認為氣候變遷的代價是削減碳排放量所付出成本的五倍。史登報告營造出現在就必須大規模迅速減少碳排放量的迫切感,影響了全世界。

實務上,各方法所算出的折現率有高有低,我們必須有所調整。方法之一是讓折現率逐年降低。例如,距離現在越久遠的未來,收入的不確定性越大,因此需要有防範因子。已過世的哈佛大學經濟學家魏茨曼(Martin Weitzman)便主張,近期應使用4%折現率,並隨時間遞減,到久遠的將來(76~300年後)則應使用1%折現率。

經濟學家對於「最佳」折現率終究沒能給出明確的指引,原因之一是在不同世代間做選擇涉及倫理。然而,折現率的小幅變動就可能大幅影響SCC這個訂定碳稅的重要因子。

不確定因素:損害

估算SCC會遇到的第二個變數,是碳排放對經濟的損害。在DICE中,損害是溫度增加量平方的函數,這大致描繪了暖化的複雜衝擊,例如農業生產力減低、高溫與疾病致死率增加、物種消失、旱災促使人口遷移等地緣政治風險。

諾德豪斯和其他專研IAM的學者把損害函數奠基於現有文獻的回顧,這是好事,因為科學家衡量氣候變遷危害程度的手法已有長足進步。但沒有人能掌握所有可能發生的損害,為彌補這項缺失,諾德豪斯把損害估值提高1/4。他的函數導出,地球氣溫上升6℃時全球收入將減損8.5%;相對之下,1929~1933年大蕭條期間,美國國內生產毛額(GDP)下跌超過25%。

科學家有一套方法可量化溫度大幅上升的機率。1896年,瑞典化學家阿瑞尼斯(Svante Arrenius)運用一連串精細測量,估算出大氣二氧化碳濃度倍增會使地球暖化4℃。這種相關性現在稱為「平衡氣候敏感度」,至今仍相當實用,只可惜科學家一直沒能降低其不確定性。聯合國跨政府氣候變遷研究小組(IPCC)第五次評估報告(最新一版)陳述,平衡氣候敏感度「可能介於1.5~4.5℃,低於1℃的可能性極低,超過6℃的機率也很低。」但1.5℃和4.5℃的危害程度差距很大。要處理這類不確定性,專研IAM的學者可以更動關鍵參數,讓模型運算上千次,呈報估值的中間數與上下限,讓政策制定者稍加了解SCC數值的不確定性。

這種估算方式並不盡如人意。魏茨曼說,平衡氣候敏感度超過4.5℃的「可能性之高,令人擔憂。」這番話就屬於極端事件的範疇了。

▲各國比較:全球已有20多國頒佈碳稅,但稅率有天壤之別,從波蘭的每公噸0.08美元到瑞典的121美元。這些國家都只讓稅制適用於總排放的一部份,有的只對特定類型化石燃料課稅;各國不同調的主要原因可能來自政治壓力。當前主流模型建議,美國應把稅率訂在40~47美元,但目前尚未有任何計畫。


不確定因素:災難

災難是發生機率低的高破壞事件。魏茨曼舉出一長串可能導致災難的「已知的未知事件」,諸如格陵蘭與南極西部冰原快速消融,或巨變的海洋環流模式造成海平面快速上升。他也考慮到「未知的未知事件」,包括尚未證實的氣候回饋效應可能讓情況失控,例如暖化效應解凍了地球上所有的永凍土,釋出巨量二氧化碳與甲烷,造成氣溫失控飆高。這不只是學者的說詞而已,投資公司摩根大通近期對銀行客戶提出的報告也警示:「一如我們所知,人類的生存備受威脅,我們不能排除日後被災害吞噬的可能性。」

氣溫上升機率的常態分佈形狀有如駝峰:左翼低(機率低),中央達到高峰(機率最高)、右翼也低(機率低)。但隨著我們對於碳排放如何影響氣候的理解漸增,繪出的分佈形狀也跟著改變,形成「肥尾」(fat-tailed)分佈,意味著大幅升溫(右翼尾端)的機率比在常態分佈中來得高。這就是IAM的根本問題,魏茨曼稱為「悲劇定理」(Dismal Theorem):社會理應願意付出無窮大的代價,來避免發生機率低但高破壞的事件,因為預期的損害是無限大;顯而易見,社會不可能願意付出如此巨大的代價。

魏茨曼並不十分確定他的理論意味著什麼。他認為研究人員應更著重於理解災難事件,以降低對潛在災難與後果的不確定感,這些知識可以用來制定應對潛在災難所需的政策。

稅率之外的課題

在這當下,我們需要決定SCC與碳稅稅率,但折現率、損害程度、氣候敏感度與潛在災難的不確定性,意味著對SCC的任何估計值都不準確。我們唯一能確定的是SCC必然大於零,任何污染都要付出代價。我們樂見經濟學家與科學家之間有更多合作,從《自然》期刊任用經濟學編輯可見一斑,這能降低這類不確定性。

對於政策制定者而言,要制定往後數十年的碳稅稅率表時,IAM能提供起始點。例如美國政府2016年推行新法規時,使用三種模型來計算出2020年的SCC估值範圍:設定折現率為3%,諾德豪斯的DICE建議2020年平均稅率為每公噸二氧化碳47美元,FUND與PAGE估值平均數分別為23美元與84美元。

諾德豪斯估算的稅率很接近氣候領導委員會建議的每公噸40美元,也貼近美國國會七件待審碳稅法案的初級稅率平均值。一般情況下,氣候領導委員會的稅率年增5%,2030年將達到65美元,2050年達到173美元。史丹佛大學與未來資源研究中心(Resources for the Future)共同建立的經濟學模型顯示,相對於不計碳排放代價的美國經濟,氣候領導委員會的碳稅提案可立即讓碳排放量減少18%,並在2035年減少50%,使美國朝本世紀中葉成為無碳國家的目標穩穩邁進。

碳稅也會為美國政府帶進可觀的稅收。美國財政部一項研究估計,課徵如此規模的碳稅,扣掉商業與相關稅收損失後,能在未來10年賺取1兆5000億美元。這種論據著重於財政,或能吸引美國國會中的政策制定者,他們有時需要資金來填補急劇惡化的預算赤字。稅收也能支付某些綠色新政(Green New Deal)所需的零碳基礎設施。這些做法更注重碳稅做為財政工具的角色,而非環保手段。美國政府也能比照氣候領導委員會提案,把徵得的碳稅藉由「碳紅利」發還給家戶。

另一種策略是重視碳排放量的減少,而非稅收潛力。對二氧化碳課稅不能保證會減掉多少排放量,然而使排放成本增加還是能發揮以價制量的效果。經濟學家使用一種美國經濟模型估算,發現若從去年開始課徵每公噸43美元的碳稅,便足以令美國達成巴黎氣候協定的目標,在2025年減少28%碳排放量。

碳稅也可以單純視為應對災難的保險政策。課徵碳稅不會消滅風險,卻有助於降低風險,我們稱為大峽谷效應。假設我站在大峽谷的斷崖邊遠眺美景,有可能被突如其來一陣強風吹得失去平衡而墜落深谷;如果往後站一步,風險就減一分。同理,減低碳排放量,就能減低氣候災難事件發生的風險。

還有一種複合式的做法:對二氧化碳徵稅,並視美國的減排情況定期調整稅率。但稅率調整有其難度,碳稅的制定將為美國國會帶來激烈的政治角力,一旦拍板定案,美國國會大概不會想為了檢討並修訂稅率表而定期廝殺一番。對此,我們可以在初次立法時納入「政策恆定機制」,例如法規可明定10年與20年期的具體減排目標,以及未能達標時自動調整稅率的程序。若干美國碳稅提案即採用這種做法。

美國若要推行碳稅,則必須考慮幾個重要的課題:稅收如何運用?碳密集型產業的從業人員該何去何從?如何獎勵碳捕集與封存?是否對製造過程中會產生二氧化碳的進口商品課稅?是否基於政治上的權衡而鬆綁某些環保法規,做為換取碳稅實施的籌碼?

其他的政策也不可少。某些溫室氣體來源不適合徵稅,訴諸監管方式也許更划算。油氣田的甲烷排放即為一例,試圖對其計量課稅並不實際,要求採用減少洩漏的技術比較實在。更重要的是,我們需要更多經費來研發並推出平價的零碳能源技術,具成本效益的碳捕集技術也是選項之一。

為碳排放定價是當務之急,理由很簡單:去年全球溫度史上次高,而過去五年是140年來最熱的時期。



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