吕雁琴，达振华，杨洋，沈煜雅
（1. 新疆大学 经济与管理学院，新疆 乌鲁木齐 830046；
2. 佛罗伦萨大学 经济与管理学院，佛罗伦萨 50127，意大利）
中国正处于工业化和城市化的快速发展阶段，在过去的20 年里，中国的年平均经济增长速度接近10%，城镇化率则从2000 年的35.9%快速增长到2016 年的56.8%。伴随着经济的高速发展，中国从2007 年开始成为全球最大的初次能源消费国。2020 年，中国的初次能源消费量达到了14.46 千亿亿焦耳，CO2排放量则达到了99 亿吨[1]。严峻的温室气体排放问题给中国的可持续发展带来了巨大挑战，亟须采取相应措施对其进行有效控制。面对日益严峻的碳减排形势，2020 年，中国政府在第七十五届联合国大会上首次提到“双碳”目标，并于次年中央财经委员会第九次会议中正式将“双碳”目标纳入生态文明建设整体布局。
为解决碳排放问题，碳交易和碳税是两种互补的政策工具，已有研究提出，在二者相互协调配合的情况下减排效率将有效提高[2]。2017 年，我国启动了碳排放权交易市场，并将全国约8 000 家重点排放单位收揽在内，主要覆盖了电力、钢铁、有色、石化等行业。但由于碳排放交易市场形成时间较短，交易市场价格形成机制的完善仍需要一段时间，因此无法仅依赖碳排放交易市场这一种手段来实现碳减排目标，对于未覆盖的企业，中国政府考虑在未来择机开征碳税以对其进行引导和规范。所以健全和完善碳税体系对我国实现绿色工业化、城镇化发展，兑现碳达峰和碳中和的承诺具有重要的现实意义。
1.1 碳税的研究
国内外学者对于碳税的研究一般有以下几个层面：一是基于碳税的理论和内涵进行研究；
二是有关碳税政策的实施影响，主要分为对环境的影响以及对于经济发展所产生的影响。高鹏飞[3]是碳税理论基础早期的提出者，他在2002 年从福利经济学外部性理论角度提出碳排放是造成气候恶化的根本原因，这是外部不经济性问题。在此基础上，邢丽[4]、苏明等[5]在前人研究的基础上还增加了公共产品理论、双重红利理论、庇古税理论等。而王淑芳[6]则从经济学角度提出碳税实质上是庇古税，其本质是向直接对大气排放CO2的企业征收化石能源等产品消费税。张晓盈和钟锦文[7]认为碳税是以企业或个人实际或估计的碳排放量为征税对象，目的是减少CO2排放，避免其造成气候变质的问题。总之，学者们对于碳税基础内涵的研究结果较为一致。
1.2 开征碳税对碳减排的影响研究
在对西方发达国家的碳税进行研究时，一些学者发现碳税政策的减排效果可能不明显，例如Bruvoll &Larsen[8]对挪威1990—1999 年在实施较高碳税下的碳排放量进行实证分析，发现单位GDP 碳排放量显著减少的主要贡献来自能源强度的减少与能源结构的变化等因素，碳税效果并不明显，广泛的免税政策和行业相对缺乏弹性的需求使得碳税政策的贡献只占2%。Galinato &Yoder[9]的研究表明，碳税及其辅助政策在一定程度上改变了能源消费结构，消费者更倾向于使用含碳量较低的能源和可再生能源，碳税政策的实施能够对碳减排起到一定的积极效果。相较于发达国家，胡艺等[10]指出碳税在发展中国家的实际减排效果更显著；
马蔡琛和苗珊[11]通过研究发现，南非碳税覆盖率为80%，英国仅为25%，说明碳税未能覆盖所有的温室气体。周迪等[12]结合CGE 模型，模拟出实施不同碳税税率对化石能源消费及宏观经济社会的影响，得出碳税的征收对节能减排具有显著的正向作用。
1.3 开征碳税对宏观经济发展影响的研究
碳税对经济增长在短期内呈现负向影响，但从长久来看碳税有助于经济健康平稳增长，主要体现在缩小收入差距、提高人民幸福感等方面。高鹏飞和陈文颖[3]研究发现碳税会使GDP 产生较大损失；
贺菊煌等[13]、杨超等[14]认为碳税对于GDP 的影响较小，其对经济的影响主要表现在能源产品价格上涨，高耗能部门产量下降，劳动力向服务行业的转移流失。刘恒[15]利用两种模型分别模拟不同计税模式对宏观经济的作用，结果表明不论哪种碳税征收模式都会对GDP 产生负向作用，其中UPP 模式对能源的消费需求产生的负向影响更为严重。刘磊和张永强[16]则认为碳税对经济的抑制作用只是一方面，另一方面，碳税产生的政府财政收入促使就业或拉动政府投资规模扩大，从而刺激经济增长。
通过对国内外文献的梳理，不难看出征收碳税的直接目的是减少CO2的排放，但是由于碳税税负具有一定的累退性，且碳税的开征或多或少都会对宏观经济及产业竞争力产生冲击。更深入来看，根据已有学者的模拟研究，碳税的开征对社会总产出、总消费以及产品价格几个要素的冲击更为强烈，因此碳税征收方案的制定从本质上来说就是在环境收益和经济冲击两者之间进行有效权衡，在碳减排最大的基础上让宏观经济受到的冲击最小化。鉴于此，本文采用投入产出表数据构建多目标约束的投入产出模型进行税率的最优规划，主要考虑征收碳税对产出、消费需求、产品价格及碳减排效果的影响从而计算出最优税率，并分析各种税率情境对碳减排、宏观经济及产业部门的影响。
2.1 征收碳税对总产出的影响
征收碳税导致社会总产量的下降可基于生产端和消费端视角来看，如图1 所示。对于生产端来说，碳税的征收会加大生产者的税负水平，厂商成本上升，导致利润空间下降。一部分厂商会通过直接减少产量或减少下一期库存来控制成本，一部分厂商则从长远考虑，把用于扩大再生产的资金转用于设备的环保低碳化改造，而自身规模小、资金不充裕的厂商，因为碳税的累退性特征不堪税负，其正常生产经营活动都难以为继，导致生产端总产量下降。从消费端视角来看，碳税对于消费者的影响是直接而显著的，征收碳税后，人们会更倾向于使用低成本的产品，减少对能源类、高耗能产品的消费，生活中更注意节约使用能源等，消费端需求量的下降导致产出量的同步减少。
图1 征收碳税对总产出的影响机制分析
2.2 征收碳税对产品价格的影响
对于生产者来说，征收碳税会加大税负水平，厂商成本上升，而以利润最大化为目标的厂商会将碳税转移到产品价格中由消费者承担，由此推动了产品价格的上涨，如图2 所示。其中，一方面用于居民的生活产品价格上涨将直接导致消费者物价指数（CPI）上涨，而另一方面用于生产资料的产品涨价，间接使其他工业产品价格上涨导致生产者价格指数（PPI）上涨，进一步推动生活及服务产品的价格上涨，致使CPI 上涨，所以，征收碳税必然导致CPI 上涨。
图2 征收碳税对产品价格的影响机制分析
2.3 征收碳税对消费需求的影响
征收碳税会降低最终消费需求，对居民消费者来说，一方面，如前文分析，碳税会引起社会总产量减少，相应地劳动力需求下降，从而导致劳动力价格降低，使居民的收入水平减少；
另一方面，开征碳税，居民所要缴纳的税额增加，相应的可支配收入就会减少。这两方面的原因都会降低居民的消费需求。对政府来说，征收碳税会增加税收收入，但总产出的下降引起企业利润的减少导致税收收入下降，而损失的税收收入不足以弥补开征碳税所带来的收入增加，故本文假设开征碳税会导致政府收入的减少，政府的最终消费需求将因税收收入的下降而下降。综上，征收碳税会降低最终消费需求，如图3 所示。
图3 征收碳税对消费需求的影响机制分析
3.1 课税对象
碳税的征收以降低CO2排放为目的，因此以向环境中直接排放的CO2量为征收对象，理论上应以实际CO2排放量作为计税依据。由于我国目前还不具备CO2排放量的监测条件，因此，出于对测量技术和征管手段的现实考量，在碳税开征之初，较为合理的选择是以化石燃料的含碳量为计税依据，待测量手段和征管水平等条件具备后，再考虑以CO2的实际排放量为计税依据。
3.2 纳税人
一般来说，碳税的纳税人应为向自然环境中直接排放CO2的单位和个人。就我国实际情况来看，本文建议暂不将个人作为碳税的纳税人，仅对单位征收碳税。一方面，因为我国个人收入水平相对较低，碳税的累退性会对大量的农民和城市低收入群体造成负面影响，使碳税的开征产生较大的社会阻力；
另一方面，个人生活排放的CO2量占比很小，且排放量较为固定。此外，个人生活消费的化石能源主要包括汽油、柴油等成品油以及煤炭、天然气、电力等。汽油和柴油等成品油主要是机动车消耗，煤炭、天然气等则属于家庭生活用能。对于成品油的消费可以通过消费税的调控得以实现，而对于家庭生活消耗的煤炭和天然气等化石燃料，则可以考虑将其排除在外。
3.3 征收环节
碳税可能的征收环节主要为生产环节和消费环节，不同的征税环节各有利弊。如果在生产环节征税，这意味着按照化石燃料的产量向生产者征收碳税。这种征税方式可以实现税款的源头扣缴，避免企业偷逃税款。虽然生产企业会将最终的税收负担转嫁给消费者，但是由于在生产环节征税远离了能源产品的消费终端，碳税的征收对消费者的刺激效果会被削弱，效果会大打折扣。如果在消费环节征税，可以采取价外税的形式，价格的引导效果比较明显，消费者能更切实体会到能源价格的上升，从而减少能源消费，但是由于化石燃料最终消费者的数量多、分布广，增加了碳税的征管难度，征税成本较高。鉴于此，本文建议在碳税开征初期，选择生产环节征收，并且以能源产业上游的大企业为主。
基于对碳税基本税制要素的分析，本文借鉴杨超等[14]的方法构建了多目标约束的投入产出模型，结合2018年的投入产出表，按照生产部门的行业属性对能源使用相关联的部门做合并处理，选择“两碳、五油、一气”八种化石能源作为代表性能源，并以各能源含碳量估算其CO2排放量为税率计税依据，以总产出减少幅度、CPI增幅作为约束条件，模拟政府消费最大化、碳排放最小时的税率水平。因充分考虑到不同生产部门以及能源间的碳排放差异，本文设定一个基准碳税税率t，采用碳排放系数fij加以区分不同部门i(i=1, 2, …, 29)、不同化石能源j(j=1, 2, …, 8)的不同碳税税率tij，如式（1）所示：
由于产业结构间的差异，各部门对于能源的利用效率也参差不齐，在碳税征收过程中，应实施有差别的征税策略。征收力度应倾向于高耗能高排放的行业，对于低耗能低排放的企业应施以较低的碳税税率，所以本文进一步提出了基于能源强度的碳税计算方法，以各部门的能源利用效率为权值进行差别计税，如式（2）所示：
式中：Eij为部门i对化石能源j的消费量，Xi为第i个部门的总产出，则Eij/Xi为部门i单位产出对化石能源j的部门利用水平；
∑Eij为29 个部门对化石能源j的总消费量，∑Xij为29 个部门的总产出量，则∑Eij/∑Xij为单位总产出化石能源j的平均利用水平。
4.1 征收碳税对产出的影响
利用投入产出表中第Ⅰ象限与第Ⅲ象限表示各部门总投入与总产出之间的对应关系，开征碳税前，生产税向量M、总产出向量X以及税利系数向量AM间的关系表达式为：M=diag(AM)X，展开式如公式（3）所示。依据上文中对征收碳税税制要素的基本设定，碳税以定额税率的形式征收，所以在征收碳税后，税利向量应该表示为展开式如公式（4）所示，其中，T为新增碳税向量，X*表示征收碳税后的产出向量，如公式（5）所示。
综合上述公式，可以得出征收碳税后总产出的下降幅度GR为：
式中：1T表示全部元素为1 的n维行向量，上标T 表示矩阵运算符号；
α是碳税征收后总产出量下降幅度的上限，这意味着碳税促进碳减排的方式不能以总产出大幅下降为代价，因此根据经验可以设定为1%或2%。
4.2 征收碳税对消费的影响
Ycp和Ycg为征收碳税前居民和政府的最终消费需求向量，分别代表征收碳税后居民和政府的最终消费需求向量，如式（8）、式（9）所示，其中，I为n×n阶单位矩阵，A为n×n阶投入产出系数矩阵。式（10）中TR向量表示单位生产税税额的碳税税额向量。
由于征收碳税，各产业部门总产出的下降会导致政府最终消费需求的降低，但征收碳税所得收入将纳入政府一般预算管理，并作用于低碳技术、可再生能源开发等环境保护项目，所以政府的最终消费需求净额NGC应为最大化，如式（11）所示。
4.3 征收碳税对价格的影响
在价值型投入产出表中，由表中的列向量可得出部门i的价格指数表达式为式（12）、式（13），式（14）为式（13）的矩阵表达式：
式中：Pi、表示部门i征收碳税前后的价格指数；
Pj、表示征收碳税前后化石能源j的价格；
ad、av、am分别表示固定折旧系数、劳动报酬系数以及税利系数；
征收碳税后税利系数变为
根据上述公式，可得到征收碳税后总消费价格指数CPI*和消费价格指数的变动幅度IR：
根据前文中的机理分析，开征碳税会引起各产业部门的价格指数不同程度地上涨，从而导致CPI 大于1 造成通货膨胀。考虑到物价上涨会对社会经济造成不良影响，应对IR的增长上限加以约束，即：
式中：β为征收碳税后总消费物价指数上升幅度的上限，不应超过惯性通货膨胀或慢性通货膨胀，故可依据经验将β设定为3%或6%。
4.4 征收碳税对碳减排的影响
依据在前文中的设定，CO2排放总量为各部门能源消费量总和，对不同部门、不同能源征收差异化的碳税时，假定各部门能源消耗强度与碳排放系数不受碳税影响，则开征碳税前后CO2排放量表达式如式（18）、式（19）所示：
由式（18）、式（19）可计算得出征收碳税后碳减排幅度ΔCO2，本文以碳减排最大化为目标，则有：
4.5 模型最终设定
综合4.1 节～4.4 节的部分公式，最终建立了两约束条件、两目标函数的最优碳税投入产出模型如式（21）所示。另由于篇幅限制，关于模型的省略步骤以及解读参见杨超等[14]的文献。
在上述公式中，税率t与税后税利系数向量为待模拟的变量，但在理论上，这两向量间存在相关性，因此本文将在不同约束条件下进行两阶段模拟分析。
模拟分为两组约束，以考虑政府在决定征收碳税时可以承受的对宏观经济的两种程度的负面影响。第一组约束条件是：总产出下降小于1%，CPI 的增长小于3%；
第二组约束条件是：总产出下降小于2%，CPI 的增长小于6%。每一组约束条件下模拟的碳税税率为最高税率，此外还列出了其他六级税率水平，如果政府考虑选择以更小的经济代价征收税率，则采用较低税率。
5.1 两组约束条件下的碳税税率模拟结果
依据最优多目标投入产出模型，为达到两个目标的要求，第一组约束条件下最优碳税税率为12.66 元/吨；
第二组约束条件下最优碳税税率为24.32 元/吨，并以此为上限，另设定六级更低税率水平，如表1 所示。
表1 碳税税率及对碳减排和宏观经济的影响
5.2 征收碳税对碳减排及宏观经济的影响
由表1 可知，在总产出减少幅度小于1%且CPI 上涨幅度小于3%的约束条件下，如果征收碳税，则会使得CO2排放总量减少，总产出下降，居民消费价格指数上涨。如果征收的碳税定额税率为3.17 元/吨，则将会使得CO2减排2.97%，总产出下降0.36%，CPI 上涨0.99%。若碳税定额税率为12.66 元/吨，则将会使得CO2减排5.02%，总产出下降0.99%，CPI 上涨2.98%。上述第二组约束条件下四级碳税税率同样可作为参考。
另外，从表1 横向来看，随着碳税定额税率的逐级提高，其对CO2减排量、总产出、居民消费价格指数的影响就越大。本节计算了八级碳税税率的情况，相关政府部门可根据自身情况选择税率水平。
5.3 征收碳税对化石能源消耗总量的影响
本文在碳税设计时充分考虑了能源差别，对不同化石燃料实行差别税率，且在模型设定中，假设征收碳税后各部门能源消耗强度保持不变，所以可以计算出不同税率情境下征收碳税后对各能源使用量的减少程度，计算结果如表2 所示。
表2 征收碳税导致能源消费量的减少幅度
根据表2 的结果可以看出，在第一组约束条件下（税率为12.66 元/吨），征收碳税会使不同的化石燃料消费都有所下降，其中煤炭下降幅度超过5%，其他化石能源下降幅度都小于5%；
在第二组约束条件下（税率为24.32元/吨），以上化石能源消费量下降幅度都有所增大，其中对煤炭消费的影响仍是最大的。同时，从表2 横向来看，随着税率的提高，能源消费总量不断减少。从表2 纵向来看，征收碳税对煤炭的消费量影响最大，其次是原油、燃料油、煤油。究其原因在于我国能源消费以煤炭为主，而且煤炭消费的CO2排放因子也是最大的[17]。
5.4 征收碳税对各部门的影响
由表3 可以看出，通过模拟计算的八级税率水平测算其对各产业部门的影响，发现征收碳税对电力、热力的生产和供应业的影响最大，对其余行业的影响则比较小。在第一组约束条件下，最优税率为12.26 元/吨，此时碳税对电力、热力的生产和供应业的产出负向作用最大，该行业产出下降幅度为13.66%，而对金属冶炼及压延加工业的产出冲击最小，该行业产出下降幅度仅为5.52%；
这四个行业（电力、热力的生产和供应业，石油、炼焦产品和核燃料加工品业，交通运输、仓储和邮政业，金属冶炼及压延加工业）属于化石能源消耗量大的行业，因此这些行业的碳排放量较大，所承担的税负也较高。根据表3 的结果可以看出，税率的涨幅与对各行业产出的负向作用成正比。
表3 征收碳税导致各部门产出的减少幅度
6.1 结论
（1）两组约束条件下税率模拟结果。碳税的开征，政府获得了减少CO2排放的环境效益，但是也必须承担征收碳税带来的宏观经济负成本影响。本文主要考虑碳税征收的环境效益与产出、产品价格、政府消费需求之间的权衡博弈，如果政府能够承受总产出减少1%、CPI上升3%的宏观经济成本，那么最佳税率可选择12.26元/吨的碳税税率；
如果政府能够承受总产出减少2%、CPI 上升6%的宏观经济成本，那么政府可以选择征收24.32 元/吨的碳税税率。
（2）在第一组约束条件下，碳税税率对碳减排和宏观经济的影响。若碳税税率为12.26 元/吨，则将会使得“两碳、五油、一气”八种化石能源的消费量分别下降5.89%、2.26%、5.00%、3.03%、1.56%、2.55%、3.68%、1.23%，CO2减排效果较好，能获得相应的环境收益，但要承担一定的宏观经济成本，即总产出下降0.99%和CPI 上涨2.98%。
（3）在第二组约束条件下，碳税税率对碳减排和宏观经济的影响。若碳税税率为24.32 元/吨，以上能源消费量分别下降12.36%、5.34%、10.63%、6.23%、5.67%、6.18%、8.02%、5.33%，将获得CO2减排10.21%的环境收益和总产出下降1.99%、CPI 上涨5.86%的经济成本。
（4）征收碳税对各部门产出的影响。征收碳税对电力、热力的生产和供应业，石油、炼焦产品和核燃料加工品业，交通运输、仓储和邮政业，金属冶炼及压延加工业四个行业的产出影响比较大。以征收碳税税率为12.26 元/吨CO2为例，将会导致这四个行业的产出分别下降13.66%、10.98%、8.7%、5.52%，但其余行业的产出下降都小于1%。
6.2 对策建议
（1）是否开征碳税？Cao 等[18]采用八个CGE 预测模型，结果均显示我国将在2030 年前实现碳达峰，但2060 年碳中和目标难以完成。张希良[19]的研究成果表明，碳交易市场对于碳排放的覆盖率仅达50%多，而“30·60”目标要求对碳排放达到全方位调控，仅依赖碳排放交易市场这一种手段来实现“双碳”目标的承诺存在困难。因此，对于全国碳排放权交易市场未覆盖的企业，通过碳税的调节手段势在必行，从而实现“碳税+碳排放交易制度”双效作用，使二者在实施过程中相互补充彼此的制度缺陷，共同发挥减少碳排放的成效，为实现绿色化建设提供理想的道路。
（2）如何开征碳税？我国应实施“低开端，动态渐进”的税率模式，建议初始税率可采用12.26 元/吨的低税率模式，这是一个健康的经济损失范围（社会总产出减少小于1%；
CPI 上涨小于3%）。随着经济增长，经济社会承受力不断提高，税率应逐步向上调节，在保障经济增长的前提下，逐渐达到调控的目的。这给生产厂商以及消费者一些调整的时间，使其从容调整消费行为，有计划地选择低碳的生产和生活方式。
（3）采取何种配套政策？碳税政策实施过程中应与相关配套政策相辅相成。消费引导方面：对于居民消费，一是投入资金鼓励居民对住所进行节能改造，鼓励可再生能源基础设施入户，例如对采用小型太阳能发电设备的居民予以补贴，通过对房屋隔热层进行改造升级，减少居民居住的能源需求；
二是鼓励居民使用节能减排产品，例如当居民购买低耗能电器时给予资金补贴，采用以旧换新、价格抵扣的方式鼓励居民将老式耗能电器换为节能电器；
三是大力发展公共交通，控制私家汽车的数量，鼓励居民购买使用新能源汽车，通过优化城镇建设布局使居民生活需求近距离化，为步行、自行车等绿色出行方式构建顺畅安全的交通环境，实现居民低碳出行。投资政策方面：一方面，创新投融资机制，建立激励可再生能源发展的投资政策，鼓励民间资本和外资积极参与，例如可以针对不同的能源产业设立特点明显的结构化金融产品，从而保障能源企业发展的资金充足，也可以由政府领导建立风险投资基金，起到合理分摊风险的作用；
另一方面，虽然可再生能源技术发展水平尚低，与传统能源相比存在劣势，但仍应调整能源投资结构，持续推进可再生能源技术开发，推广可再生能源应用。优惠政策方面：碳税作为政府碳减排政策的工具之一，在促进能源转型的同时，应有效地引导各地区各行业实现经济转型。根据前文结论，我国大多数地区和产业对于煤炭的依赖度很高，诸如内蒙古、新疆、贵州等以采矿、电力、建筑为主导产业的省份，碳税的实施将导致这些地方产业的经济效益下降、产能过剩，给地方经济的可持续发展造成巨大冲击。本文建议对能源依赖较大的地区和行业给予相应的减免优惠政策，或者可要求企业或地区签订自愿减排协议，只有在规定期内完成一定额度的碳减排或对清洁能源的开发使用，才能享有碳税的减免或返还。
