2018 諾貝爾經濟學獎 (一):Nordhaus 和環境經濟學

諾貝爾獎環境經濟學經濟學家

諾貝爾經濟獎從 1969 年設立以來,2018 年剛好邁入第 50 個年度,委員會宣佈今年的得獎者是 William Nordhaus 和 Paul Romer,表彰兩位經濟學家融合氣候變遷 (Nordhaus)、科技創新 (Romer),與長期總體經濟分析的貢獻。

兩位經濟學家雖然看似研究領域略有不同,卻有許多類似之處,Nordhaus 和 Romer 兩人的研究都和全球及長期總體經濟分析有所關聯,理論都是奠基於 Solow 的經濟成長模型,其中 Nordhaus 納入環境因素作為延伸。他們的研究也反映政府在市場失靈 (market failures) 時所需要扮演的角色,以及如何解決外部性 (externalities) 的問題。

白經濟接下來會以兩篇文章,分別介紹兩位講者的研究貢獻,這一篇文章先來帶大家認識 William Nordhaus。


關於 Nordhaus 的環境經濟學模型

Nordhaus 在耶魯完成學士,緊接著就讀麻省理工經濟博士,在 Robert Solow (1987 年諾獎得主) 的指導之下完成論文,1973 年博士畢業後便回到母校耶魯大學任教至今。在 1970 年代,自然科學界逐漸注意到二氧化碳排放和全球暖化的議題,但經濟學界鮮少有學者注意此議題,Nordhaus 在當時便將經濟模型和環境及氣候變遷相結合,成為此領域的研究先驅者。

在 Nordhaus 的研究模型中,是從他的博士指導教授 Solow 的成長模型作為基準,將全球暖化的溢出效果 (spillover effects) 納入模型討論。另外在 Solow 的模型原始框架中,沒有考慮在經濟持續增長有任何限制或障礙,Nordhaus 則加入阻礙經濟持續增長的障礙,像是自然資源的有限性,人們無法一直無限制的利用天然資源。

在 1970 年代中後期時,Nordhaus 先創出 「臨時模型」 (Provisional Model),借鏡許多其他自然領域的研究,但在當時這些研究並未從社會科學的角度出發,剖析像是消費者和生產者在氣候變化扮演何種角色,僅管此模型還未解釋氣候暖化和經濟損失的對應關係,但此模型也成為日後「整合評估模型」 (Integrated Assessment Models, IAMs) 的前身。

在「整合評估模型」中,主要可分為三大部分:

  1. 碳循環:全球二氧化碳排放如何影響大氣中的二氧化碳濃度。
  2. 氣候:大氣中的二氧化碳和其他溫室氣體濃度,如何影響進出地球能量的平衡,最後將如何改變全球的溫度。
  3. 經濟增長:不同的氣候政策 (ex:稅收或碳信用額度 (carbon credits)),如何影響經濟 (ex:GDP) 及其二氧化碳排放。

在 1990 年代中期,Nordhaus 發展出 DICE 模型 (Dynamic Integrated model of Climate and the Economy),也是他第一套的「整合評估模型」。模型探討地表的碳排放,如何改變大氣當中的碳排放濃度,接著又會如何影響全球暖化,最終對於經濟產業的損失影響為何,開啟了一套完整的敘述的數理模型建構。

隨後的 RICE 模型 (Regional dynamic Integrated model of Climate and the Economy) 進一步分析全球不同區域的情況,將世界分成美國、歐洲、俄國、中國等地,使得模型分析更加全面。在 DICE 和 RICE 的模型中,一項重要的創新是增加了一個計算全球溫度平均升高,應對所產生的經濟損失模型,使用 「由下而上」 (Bottom-up) 的方法,從個體角度出發,研究氣候變化如何影響農業、沿海地區、生物多樣性和人類健康的損害。


Nordhaus 的環境研究與其政策含義

整合評估模型在目前也被應用至許多氣候政策的討論,政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) 至今也都使用 Nordhaus 開創的模型,作為環境跟經濟影響的評估。此外 DICE 和 RICE 的運算程序也可以在 Excel 內運作,讓研究人員方便操作和互相討論交換意見。

Nordhaus 在 2013 年出版《The Climate Casino》一書,內容便是關於全球暖化,使用他們創建的 DICE 經濟模型,評估 2070 年時,溫度成長攝氏 2.5 度將會降低全球經濟產量 1.5%。書名使用 ”賭場 (Casino)” 一詞,指的是關於我們應該花多少成本來保護地球,免於受到這些低機率但可能是災難性事件的爭論。

而根據 Nordhaus 的研究,對溫室氣體排放引起的問題,最有效的補救措施是全球碳稅計劃,這也是根據 Pigou 的經典經濟理論,代表每個排放者應通過適當的稅或價格支付,來應對其排放溫室氣體所造成的社會外部成本。Nordhaus 的 DICE 和 RICE 模型可以計算碳的社會成本,在 2020 (2030)年的最佳碳稅 (極大化經濟福利) 為 $35.3 ($64) (每公噸二氧化碳),但若是要將未來百年,全球暖化的增溫限制在攝氏 2.5 度,所需的碳稅為 $229 ($351),此值比極大化經濟福利的的碳稅要高 5-7 倍。


Nordhaus 的其他貢獻

除了研究環境經濟學之外,Nordhaus 也在政治經濟學有著很大的貢獻,他在 1970 年代中期的研究指出美國政治和商業循環 (Political Business Cycles) 的現象。由於政黨在意是否能取得執政或連任,而選民在意的是否有工作。政府為了降低失業率,執政黨便有意將通膨率提升,根據菲利浦曲線 (Phillips curve),通膨和失業率的反向關係,也就是高 (低) 通膨常伴隨著低 (高) 失業率。因此在選舉前會採用高通膨的政策,選舉結束後又會採取撙節低通膨的政策,形成一個循環,因此 Nordhause 總結通膨的不穩定性是源自於選舉。

Paul Samuelson 的經典經濟學教科書《Economics》從 1948 年出版,在 1985 年時 Nordhaus 成為該經典教科書的另一共同作者,這本教科書直到現在仍是全世界學習經濟學的入門聖經材料,Nordhaus 也扮演至關重要的角色。Samuelson 曾說過他不在意國家的法律是誰寫的,如果他可以撰寫經濟學教科書,顯見經濟學對於社會的影響力。

I don't care who writes a nation's laws, or crafts its advanced treaties, if I can write its economics textbooks.-- Paul A. Samuelson

Nordhaus 也投入 G-Econ 計畫 (Geophysically scaled Economic data set),目的是在研究世界經濟活動的數據庫,以 1 度緯度和 1 度經度為一方格單位,衡量該地區的 GCP (Gross Cell Product),而此數據概念與 GDP 是類似的。將此經濟數據與其他重要的人口統計和地理數據合併,如氣候、人口和燈光密度,將有助於能源,環境和全球暖化的環境和經濟研究。


結語

在獲知 Nordhaus 和 Romer 共同獲頒諾貝爾獎之後,多位經濟學家也在推特上表示對兩位大師的敬意,其中 2008 年的諾貝爾獎得主:Paul Krugman,在大學期間撰寫關於石油價格和消費的文章,便是受到 Nordhaus 的賞識和推薦,因而之後進一步投入經濟學的研究,在 Nordhaus 得獎後 Krugman 自然也發推特恭喜他的恩師。

從 Nordhaus 的過去研究,向我們展示如何從成本效益角度分析經濟增長和氣候變化,以及政府可以採取課徵碳稅等政策來應對。儘管這些模型的研究處於起步階段,仍有許多不完美的地方,但 Nordhaus 成功在此領域的研究扮演開拓者的角色,因此獲頒今年的諾貝爾經濟學獎。


參考資料

延伸閱讀

封面圖片:Yale Economics

番茄

番茄

不同於番茄醬經濟學家 (Ketchup Economist),除了關心市場中商品價格的漲跌變化,也在意背後影響其供給和需求數量的原因。