从经济学转向物理学和碳价格膨胀：问题

是 否 +2 论坛币

k人 参与回答

经管之家送您一份

应届毕业生专属福利!

求职就业群

赵安豆老师微信：zhaoandou666

经管之家联合CDA

送您一个全额奖学金名额~ !

立即领取

感谢您参与论坛问题回答

经管之家送您两个论坛币！

+2 论坛币

英文标题：
《Switching Economics for Physics and the Carbon Price Inflation: Problems
  in Integrated Assessment Models and their Implications》
---
作者：
Sgouris Sgouridis, Abdulla Kaya, Denes Csala
---
最新提交年份：
2016
---
英文摘要：
  Integrated Assessment Models (IAMs) are mainstay tools for assessing the long-term interactions between climate and the economy and for deriving optimal policy responses in the form of carbon prices. IAMs have been criticized for controversial discount rate assumptions, arbitrary climate damage functions, and the inadequate handling of potentially catastrophic climate outcomes. We review these external shortcomings for prominent IAMs before turning our focus on an internal modeling fallacy: the widespread misapplication of the Constant Elasticity of Substitution (CES) function for the technology transitions modeled by IAMs. Applying CES, an economic modeling approach, on technical factor inputs over long periods where an entire factor (the greenhouse gas emitting fossil fuel inputs) must be substituted creates artifacts that fail to match the S-curve patterns observed historically. A policy critical result, the monotonically increasing cost of carbon, a universal feature of IAMs, is called into question by showing that it is unrealistic as it is an artifact of the modeling approach and not representative of the technical substitutability potential nor of the expected cost of the technologies. We demonstrate this first through a simple but representative example of CES application on the energy system and with a sectoral discussion of the actual fossil substitution costs. We propose a methodological modification using dynamically varying elasticity of substitution as a plausible alternative to model the energy transition in line with the historical observations and technical realities within the existing modeling systems. Nevertheless, a fundamentally different approach based on physical energy principles would be more appropriate.
---
中文摘要：
综合评估模型（IAMs）是评估气候和经济之间长期相互作用以及以碳价格形式得出最佳政策反应的主要工具。IAMs因有争议的贴现率假设、任意的气候破坏函数以及对潜在灾难性气候后果处理不当而受到批评。在我们将注意力转向内部建模谬误之前，我们回顾了突出IAMs的这些外部缺陷：在IAMs建模的技术转换中，普遍错误地使用了恒定替代弹性（CES）函数。将CES（一种经济建模方法）应用于长期的技术因素输入，其中必须替换整个因素（排放温室气体的化石燃料输入），会产生与历史上观察到的S曲线模式不匹配的伪影。一个政策关键性的结果是，碳的成本单调增加，这是IAMs的一个普遍特征，通过表明这是不现实的，因为它是建模方法的产物，不代表技术的可替代性潜力，也不代表技术的预期成本，因此受到质疑。我们首先通过一个简单但具有代表性的CES应用于能源系统的例子，以及对实际化石替代成本的部门性讨论来证明这一点。我们提出了一种方法上的修改，使用动态变化的替代弹性作为一种可行的替代方案，根据现有建模系统中的历史观察和技术现实，对能量转换进行建模。然而，基于物理能量原理的根本不同的方法更合适。
---
分类信息：

一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：General Finance        一般财务
分类描述：Development of general quantitative methodologies with applications in finance
通用定量方法的发展及其在金融中的应用
--
一级分类：Physics        物理学
二级分类：Physics and Society        物理学与社会
分类描述：Structure, dynamics and collective behavior of societies and groups (human or otherwise). Quantitative analysis of social networks and other complex networks. Physics and engineering of infrastructure and systems of broad societal impact (e.g., energy grids, transportation networks).
社会和团体（人类或其他）的结构、动态和集体行为。社会网络和其他复杂网络的定量分析。具有广泛社会影响的基础设施和系统（如能源网、运输网络）的物理和工程。
--

---
PDF下载：
--> Switching_Economics_for_Physics_and_the_Carbon_Price_Inflation:_Problems_in_Inte.pdf (1.88 MB)

2022-5-11 01:57:42 上传

扫码加我 拉你入群

请注明：姓名-公司-职位

以便审核进群资格，未注明则拒绝

分享0 收藏0 回帖

关键词：经济学 物理学 Quantitative substitution interactions

将经济学转换为物理学和碳价格通胀：综合评估模型中的问题及其含义古里斯·斯古里迪斯、阿卜杜拉·卡亚、阿布扎比Denes CsalaMasdar科学技术研究所、，阿拉伯联合酋长国战略综合评估模型（IAMs）是评估气候和经济之间长期互动以及以碳价格形式得出最佳政策反应的主要工具。IAMs因有争议的贴现率假设、任意的气候图像函数以及对潜在灾难性气候后果处理不当而受到批评。在将注意力转向内部建模谬误之前，我们回顾了这些突出的外部缺陷：在IAMs建模的技术转换中，普遍误用了恒定替代弹性（CES）函数。将CES（一种经济建模方法）应用于长期的技术因素输入，其中必须替换整个因素（排放温室气体的化石燃料输入），会产生与历史上观察到的S曲线模式不匹配的伪影。一个政策关键性的结果是，碳的成本单调增加，这是IAMs的一个普遍特征，通过表明这是不现实的，因为它是建模方法的产物，不代表技术的替代性潜力，也不代表技术的预期成本，这一点受到了质疑。我们首先通过一个简单但有代表性的CES应用于能源系统的例子，以及对实际化石替代成本的部门性讨论来证明这一点。

我们提出了一种方法上的修改，使用替代的动态变化弹性作为一种可行的替代方案，根据现有建模系统中的历史观察和技术现实，对能量转换进行建模。然而，基于物理能量原理的根本不同的方法更合适。(c)2016版权所有。关键词：社会能源效率、可持续能源转型；能源经济学；可再生能源。通讯作者：阿拉伯联合酋长国阿布扎比马斯达尔科学技术研究所副教授，邮政信箱54224，电话：+971 2 810 9156，传真：+971 2 810 9901，电子邮件：ssgouridis@masdar.ac.aeSgouridisS.，A.卡亚，D.卡拉发布前草案arxiv1简介综合评估模型（IAM）是气候经济模型，广泛用于将气候系统的演变与经济系统联系起来。它们是绘制气候变化对经济的动态影响的最新尝试，反之亦然，并将其预测到未来几十年。这样做可以将气候变化的成本与预防措施的成本进行比较，从而为决策者提供信息，为政策制定提供信息。这些模型的一个一致结果是，为了应对气候变化，碳价格在本世纪末将继续上涨，达到非常高的水平。

我们研究了导致这一结果的潜在经济模型，并讨论了为什么在长期技术替代过程中，理论上和实践上普遍应用的替代恒常性公式（CES）是不现实的，因为它没有考虑替代技术的物理和技术替代潜力。本文旨在首先从几个方面全面回顾当前对IAMs的批评，然后重点探讨在技术替代中使用CES的问题和产生的瑕疵，这是一个之前没有详细讨论过的领域。作为起点，表1给出了不同年份的IAM的指示性集合，以及两个关键方面的识别方程：经济引擎，它们如何模拟经济产出，以及气候破坏函数，它们如何将气候变化与经济破坏联系起来。虽然有大量的模型，表1没有包括几个，但从公式中的相似性可以看出，模型如何处理这两个方面存在根本的相似性。表1用于经济增长和气候损害的IAM模型和函数公式（详细的符号解释可从来源获得）模型（参考）经济引擎2气候损害函数DICE（Nordhaus 1992），（Nordhaus Cobb-Douglas/CES温度的二次函数请参见参考文献中各函数的变量定义，参考文献中的方程式编号S.S.，A.Kaya，D.Csala.–发布前草案ARXIV和Sztorc 2013）第10页诱使（Popp 2004）Eq.2DICE与技术变革Dicentice-BR（Popp 2006）Eq。

4.用后盾技术诱惑DiceSwitch（Bosetti等人）等式1DICEMARKAL（Loulou等人，2004年）等式1.3-1（Loulou和Labriet，2007年）合并（Manne等人，1995年）等式5（Manne和Richels，2005年） MIND Eq.3（Edenhofer et al.2005）MARKALno直接气候效应，仅基于化石燃料scarcityMIT EPPA（Paltsev et al.2005）部门嵌套CESNot explicitFUND（Tol 2002）部门部门效应，例如农业：REMIND-R等式2（Leimbach等人，2009年）合并和切换详细的能源交易不明确页面（希望2006）不明确 Sgouridis S.，A.Kaya，D.Csala.——发布前草案arxiv（蔡等人，2015年）嵌套CES。带逆止器的克雷什函数骰子（Baker and Shittu 2008）Y=在第2节中，我们介绍了IAMs的一般特征和主要批评。第3节通过一个详细的例子深入分析了CES函数，以证明该方法不适用于模拟技术转型的应用。第4节表明，忽略这种影响，目前的先进IAMs确实依赖于这种公式，导致对边际碳价格的不一致估计，这在所有例子中是一致的。第5节讨论了这一缺陷对政策分析的影响，并基于对能源转型的实证研究（包括CES的改进应用）提出了替代方法。

第6节最后建议使用物理模型而不是经济模型来研究气候变化缓解和能源可用性的长期情景。2 IAM结构和批评为了实现其既定目标，IAM必须：（i）代表几十年来的经济体系，（ii）将经济活动转化为温室气体（GHG）排放，（iii）估计GHG排放对气候的影响，通常用前工业基线的平均温度变化程度总结，（iv）计算气候变化如何影响经济活动。比较基准、照常营业（BAU）案例中气候损害的净现值与损害减少但采取缓解措施的成本增加之间的差异，为更好的行动水平提供了指示。结果通常以碳价格的形式进行总结；如果对温室气体排放征收关税，将为以经济中立的方式进行调整提供足够的激励。这不应与碳的社会成本（SCC）混淆，后者是通过气候损害函数（第四步）得出的温室气体排放成本，以其当前净现值表示。这是造成严重低估的原因（阿克曼和斯坦顿，2012年）。换言之，推荐的S.S.A.Kaya，D.Csala.——发布前的ARXIV碳价格草案应仅强制进行经济有效的调整，以使其当前成本不超过气候损害的未来成本。关于减缓气候变化的主流经济学观点围绕着这样一个观点，即各国应该采取边际成本等于避免气候变化带来的全球边际收益的措施。

然而，个别国家有动机仅仅实现自己的边际收益（Aldy等人，2003年）。这种观点认为，国家可以产生明显可分离的影响——考虑到自然系统和社会系统的互联程度是巨大的，这是站不住脚的。移民（见正在进行的2015年移民危机）、贸易损失（因贸易伙伴受到严重影响而失去进出口市场）、生态系统崩溃以及跨境污染（见印度尼西亚森林火灾）只是这些相互联系的一些指示性例子。因此，国家可以估算个人成本的假设是不可支持的。在基本层面上，IAMs关注经济产出，并隐含着经济产出等同于社会福利的假设。即使在认识到非货币化影响后，例如（Nordhaus和Sztorc 2013），他们也会通过调整货币化影响来解决这一问题。通过采用GDP作为经济的基本衡量标准，他们继承了GDP的局限性，导致了违反直觉的结果。因为GDP只追踪消费和投资的货币价值，不知道它们的真实社会价值，因为两者应该重合。如果不这样做，那么扭曲是不可避免的。例如，补救灾难会增加GDP，这就是臭名昭著的破窗效应。更直接的关系是，在GDM中，化石燃料和矿物储备消耗量的减少被视为负增长，农业产出的增加消耗了土壤肥力，即使食品储藏室货架上的一些腐烂被视为正增长，无论是用于建造再发电厂（收集可再生资源的设施）还是气井（开采耗竭资源的设施），一定规模的投资都是同样积极的。

有几项措施被提议作为替代方案，但那些将产生差异的措施需要考虑自然资本消耗和相关的环境因素。即使在接受GDP是一个足够的衡量标准后，如果仅仅因为决策者——模型结果的最终受众——想要这样做，现有的IAM也会产生非常广泛的碳边际价格（如图4所示）。这种变化在很大程度上与推动估值过程本身的基本假设的敏感性有关。Sgouridis S.，A.Kaya，D.Csala.——发布前的arxiv草案（Pindyck 2013）侧重于其中三个：贴现率的选择、损害函数的制定和灾难性事件概率的评估。对于遥远未来的事件，贴现率的选择起着至关重要的作用，即使是相同的模型，只要有一个百分点的变化，也会给出截然不同的结果。贴现的理论基础是基于个人的时间偏好，但在气候变化背景下，这是一个代际分布问题，可以认为社会本身具有连续性，不受时间限制，因此不会有时间偏好（Howarth 1998）。因此，在遥远的未来，只有非常低的固定贴现率才有意义（Gollier 2002）。可变贴现，如双曲线贴现函数，允许远期贴现率下降至接近零，而在短期会计中更高，可能更可取（Karp 2005）。从根本上说，贴现率的选择应该是一个源于如何评估代际福利的政治过程的决定。

虽然贴现率的选择是建模者在假设中插入政治偏见的一个明显例子，但其他两个领域也表明了建模者的未陈述偏见。首先，在大多数IAM中，假设经济产出以外生背景率增长。例如（Paltsev等人，2005年）CGE公式导致全球GDP持续增长，从2005年的4%左右开始，到2100年降至每年2%。有趣的是，为了提高包容性，德尔菲专家调查给出了2010-2100年全球人均增长2.3%的平均结果（Gillingham et al.2015）。实际上，这些比率意味着2100年中国人的平均实际消费量将是2000年美国人的三倍（参见表19（Paltsev et al.2005）和图S3（Kriegler et al.2015），而2100年美国人的实际消费量将是她2000年祖先的九倍。考虑到2002年美国的人均生态足迹已经是地球生态系统的全球人均可用生物容量的四倍（Kitzes et al.2008），从物理角度来看，达到这样的消耗水平，更不用说在有限的世界中维持消耗水平是极不可能的（Kitzes et al.2008）。虽然金融体系和主流经济学是建立在经济是一个封闭系统，具有无限增长能力的前提下，但现实经济是一个开放的热力学系统，依赖环境投入来维持（Sgouridis 2014）。Assguuridis S.，A.Kaya，D.Csala.——《公法草案》发布前，当面临资源和污染限制时，经济体系将不可避免地收缩（Ayres 1996），（Bardi2011）。

对未来经济增长的临时假设可能在纸面上缓解气候影响带来的潜在经济灾难，但这不过是一厢情愿。在这一几乎预定的经济增长框架内，气候损害函数（CDF）旨在估计气候变化对经济产出的影响。首先，气候破坏函数取决于气候敏感性——一种将温室气体浓度和温度变化联系起来的指标。从历史数据和厚尾气候响应中很难推断气候敏感性的上限，即使在中等温室气体浓度下，高温变化的可能性仍然很大，这是无法排除的（Allen和Frame 2007）。现在，气候破坏函数将这些相当不确定的气候敏感性估计与经济系统的反应联系起来。CDF通常以因气候影响而“损失”的GDP的百分比表示，但在大多数情况下，这种损失不会影响GDP背景增长率。此外，它们是根据推测性假设进行估计的，往往在低影响方面出错。作为一个例子，早期骰子（见表1）中的气候破坏函数是一个二次函数，即使在8摄氏度的变化下，经济产出也只会减少不到10%。这些温差远高于平均冰期和间冰期的温差。当4C变化被描述为与有组织的社会不相容（Anderson and Bows，2010年）并意味着条件beyond breaking point（豪尔赫·马里奥·贝戈廖，2015年）时，“人间地狱”的描述并不恰当（麦金托什，2012年），但所使用的破坏函数假定经济仍将以90%的水平在没有气候变化的情况下蓬勃发展。