GAMS软件应用教程 动态CGE模型

碳税征收对我国宏观经济及碳减排影响的模拟研究：

基于动态CGE模型（GAMS软件）

本文由娄峰老师撰写，中国科学软件网发布

一、引言

随着自然资源的急剧消耗、污染物的大量排放和生态环境的日益恶化，频频发生的严重雾霾天气使我们深刻体会和认识到发展低碳经济的迫切性和必然性。自 2007 年以来，我国 CO2排放总量首超美国，居世界第一；2009年我国政府第一次以约束性指标的方式宣布，到2020年，中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%。然而，我国“富煤、少气、缺油”的能源现状，以及伴随工业化、城镇化、现代化建设的巨量能源需求，使得我国未来碳排放形势日益严峻。随着国际气候谈判的进展和国内减排形势压力的加大，征收碳税已经迫在眉睫，但由于种种原因，我国迟迟没有实施碳税。从技术层面上讲，碳税如何征收？征收多少？征收碳税会对我国社会福利、宏观经济及相关行业生产什么影响？碳税的“双重红利”效应是否存在？这都是亟待解决和明确的问题。

由于碳税征收的影响度和波及面较广，涉及行业、居民、政府等整个经济系统，因此，从国际文献上看，大多部分学者均采用了具有严密理论体系、能够模拟分析经济系统内相互作用机理的可计算一般均衡（CGE）模型进行模拟分析，其中代表性文献主要有：Whalley 和Wigle（1990），Burniaux和Nicoletti （1992），Floros和Vlachou（2005），Galinato and Yoder（2009），Allan G. et al.（2014），总体说来，国外关于应用CGE模型进行碳税研究相对比较成熟。近年来，国内关于碳税的研究也不断增加。贺菊煌、沈可挺等（2002）建立了一个静态CGE模型分析了征收碳税对国民经济各部门的影响；朱永彬等（2010）基于一个静态CGE模型，通过引入碳税，假设六种情景对碳税政策的减排效果及其对宏观经济和各产业部门的影响进行了分析；郭正权等（2012）基于静态CGE模型分析了我国发展低碳经济中碳税政策对能源需求与二氧化碳排放的影响；石敏俊等（2013）利用CGE模型，设计了单一碳税、单一碳排放交易以及碳税与碳交易相结合的复合政策等不同情景，模拟分析了不同政策的减排效果、经济影响与减排成本。与以上国内文献不同的是，王灿（2005）基于1997年投入产出表构建了一个动态CGE模型，并用该模型模拟分析了基准情景下CO2排放总量消减10%-60%假设情况下对边际减排成本、经济增长和就业的影响。

从文献上看，国内相关碳税CGE模型大多为静态模型，应用动态CGE模型分析碳税的

国内文献寥寥无几，由于静态CGE模型只能在基准年度范围内进行模拟分析，不能动态模拟碳税的长期累积效应，因此静态CGE模型的模拟分析功能较为有限。虽然王灿（2005）构建了一个动态CGE模型，然而该文的模拟假设缺乏现实意义，因为我国二氧化碳排放总量每年都在增加，在我国未完成城镇化、工业化发展阶段之前，二氧化碳总量减少的假设很难成立；国家“十二五”规划中的二氧化碳减排目标也是设定为单位GDP二氧化碳减排，属于相对指标，并非二氧化碳总量的减少。

在前人研究的基础上，结合我国经济特征，本文构建的可计算一般均衡模型主要有如下特点：①从技术层面上，本文根据最新的动态经济学理论，构建出一个递归动态CGE模型进行碳税政策模拟；②依据国家环境保护“十二五”规划，采用相对指标，即以单位GDP 二氧化碳减排作为衡量目标；③进一步把能源分为清洁能源和石化能源（石化能源进一步细分为煤炭、石油和天然气），采用多层CES函数嵌套方式进行组合，并从碳税征收方式和碳税使用方式上综合模拟分析碳税及相关二氧化碳减排问题。

二、动态可计算一般均衡（DCGE）模型构建

1．宏微观SAM表构造及数据来源

本文以中国2007年135部门的投入产出表为基础1，合并扩展成包含1个第一产业部门、15个第二产业部门和5个第三产业部门，行为主体分为政府、家庭、企业、投资和储蓄、国外部门的宏观社会核算矩阵（SAM）表，该表中的数据除了来源于2007年投入产出表外，还来自《中国统计年鉴2008》、《中国金融年鉴2008》、《中国环境年鉴2008》、《国际收支平衡表2008》、《中国能源统计年鉴2008》等统计资料。在宏观SAM基础上构建微观SAM，其中一个重要的细节内容是对电力部门和石化能源部门的拆分（即使135部门投入产出表，石油和天然气作为一个部门；电力也作为一个部门，没有细分出火电、水电、风电等），拆分方法如下：根据《2008年中国电力统计年鉴》电力生产量的比重，把投入产出表中的电力部门按照火电占83.06%，核电、其它电力供应占16.94%的比例进行拆分，其中煤炭、石油、天然气只对火电的生产存在中间投入，对核电、其它电力供应不存在中间投入分解；石油与天然气开采的分解是根据我国2007年能源生产构成，其中石油占能源总消费量的19.70%；天然气占能源总消费量的3.50%，然后根据消费量的比例对投入产出表的数据进行拆分。

1目前国家统计局还未正式公布2010年细分的中国投入产出表，所以只能以2007年投入产出表为数据基础。

2．生产函数结构设计

本文的动态CGE 模型的生产结构采用五层嵌套结构，这也是目前国际学术界的主流方法之一，即中间投入的组合只包含非能源投入（列昂惕夫函数表述其关系），而将能源、资本和劳动力采用不变替代弹性（Constant Elasticity of Substitution ，CES ）嵌套。资本-能源-劳动力CES 合成的嵌套结构中依照各种能源投入的替代程度自下而上依次组合，如图1所示。

图1： 生产函数结构示意图

三、 碳税设计与模拟分析

1．碳税设计

本文应用CGE 模型进行政策模拟中，计税依据为CO 2排放量，并且采用国际常用的在化石能源使用环节征税方式，具体碳税设计为以下方程所示： ∑??

=i

j j

i t j t E

tc CTAX θ,,1, 2020,2008,2007 =t ,gas oil coal j 、、=

j j t j t j t GD HD tc CTAX θ?+?=)(,,2, g a s o i l c o a l j 、、=

∑??=j

j j i t i t E tc CTAX θ,,, g a s o i l c o a l j 、、

= ∑+=j

j t j t t CTAX CTAX TCTAX )(2,1, g a s o i l c o a l j 、、

= 其中，1,j t CTAX 为第t 年化石能源j 中间投入部分征收的碳税税额；2,j t CTAX 为第t 年化石能源j 最终使用部分征收的碳税税额；i t CTAX ,为第t 年部门i 征收的碳税税额；

t TCTAX 为第t 年总的碳税税额；tc 为碳税，每吨二氧化碳排放所征收的碳税税额；cj t 为

化石能源j 的碳税税率；j t HD ,和j t GD ,分别为居民和政府对石化能源的消费量。 计算出化石能源的碳税税额以后，就可以将碳税的税率转化为从价税率，即对某种化石能源征收的碳税税收与该化石能源的国内需求的价值量之比。计算公式如下式：

j

t j t j t j t cj QQ PQ CTAX CTAX t ,,2

,1,?+=

由此，考虑到碳税，模型方程中的化石能源的消费价格j t PQ ,相应改为j t cj PQ t ,)1(+，这将直接影响到生产函数第五层高碳能源投入中化石能源的使用价格，以及对化石能源的最终需求。同时政府的收入函数也将改变，政府总收入将为：

t t t i

i t i

i t t TCTAX GETAX GHTAX GTRIFM GINDTAX YGT ++++=∑∑,,

其中，t YGT 为政府总收入；i t GINDTAX ,为第t 年第i 部门间接税收入；i t GTRIFM ,为第t 年第i 部门进口关税收入；t GHTAX 为第t 年居民所得税收入；t GETAX 为第t 年企业所得税收入；t TCTAX 为第t 年碳税收入。 2．政策模拟一：碳税征收方式模拟分析

首先模拟2007-2020年期间不同碳税水平对我国二氧化碳排放强度及其边际变化率、以及部门产出和价格等变量的影响。由于碳税的征收，石化能源使用成本增加，势必会使得企业通过研发或其他途径积极提高能源使用效率，因此，本文在征收碳税的同时，假定能源使用效率也发生改变，从而综合模拟碳税征收的减排效果。 表4 碳税征收方案模拟情景设定表

情景类别 具体描述

变，不考虑征收碳税。

情景Ⅰ 在基准情景基础上，能源使用效率年增长率为0%，征收碳税。 模拟情景Ⅱ 在基准情景基础上，能源使用效率年增长率为0.5%，征收碳税。 模拟情景Ⅲ 在基准情景基础上，能源使用效率年增长率为1%，征收碳税。 模拟情景Ⅳ 在基准情景基础上，能源使用效率年增长率为2%，征收碳税。

（1）能源与碳排放影响分析

从表5可以看出：⑴当不考虑碳税时，当能源使用效率提高分别0%、0.5%、1%、2%，可以使得2020年我国二氧化碳排放强度相对基准情景分别减少0%、4.59%、8.70%和15.56%；考虑碳税时，当能源使用效率分别提高0%、0.5%、1%、2%，可以使得2020年我国二氧化碳排放强度相对基准情景分别减少44.32%、47.15%、49.70%和54.04%；⑵要实现国家“十二五”规划中“到2020年中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%”的目标，在仅考虑提高能源使用效率和征收碳税两种手段的前提下，若能源使用效率年增长率为0%，则需要征收碳税大约为80元/吨；若能源使用效率年增长率为0.5%，则需要征收碳税大约为70元/吨；若能源使用效率年增长率为1%，则需要征收碳税大约为60元/吨；若能源使

用效率年增长率为2%，则需要征收碳税大约为40元/吨；⑶四种情景下的单位碳税的二氧化碳排放强度边际变化率均呈现逐渐减小的变化趋势，相比较而言，能源使用效率越高，单位碳税的二氧化碳排放强度边际变化率越大。

表6 2007-2020年期间不同碳税水平下化石能源从价税税率表

表6所示：在其他条件不变情况下，单纯依靠碳税可以实现国家“十二五”有关二氧化碳排放强度的规划目标，但这会引起化石能源价格的大幅上升。如表2所示：当碳税税率为80元/吨时，2007年，煤炭价格增长74.05%，石油和天然气的价格分别会增长5.61%和7.73%；2020年，煤炭、石油和天然气价格分别上升99.70%、8.48%和11.46%，这必然会引起较大的物价上升压力；但若通过实施碳税减排政策的同时，加强科技进步，提高能源使用效率（如情景Ⅳ），这样，碳税大约为40元/吨，就可实现我国“十二五”规划中的有关二氧化碳排放目标，此种境况下，2007年相应的化石能源价格分别上升31.24%、2.35%和3.18%，2020年化石能源价格分别上升47.27%、4.41%和5.09%，物价上涨压力明显减小。倘若能源

使用效率进一步提高，相应的碳税将继续减少，同时化石能源价格上涨空间必将进一步缩小。（2）部门影响分析

征收碳税，必将导致化石能源价格上涨，从而提高生产成本，不同部门的化石能源投入占总投入比例差别很大，并且不同部门各级生产函数、各种生产要素的替代弹性也不完全一致，以及对不同部门产品的需求差别，将对不同部门的化石能源需求产生不一致的影响，由此，对部门的产出价格、产出量、劳动、资本使用量、二氧化碳排放量、二氧化碳排放强度等将产生不同的影响。表7分析在情景Ⅰ中，能源使用效率年增长率为零（相对基准情景能源使用效率保持不变），碳税为30元/吨时，2010年、2015年和2020年各部门的产出及其价格相对基准情景的变化影响。

表7 相对基准情景的部门产出和价格影响

表7结果可以看出，21个行业中，产出价格都有所上升，主要是由于征收碳税，导致企业生产成本有所提高，其中，煤炭、石油、天然气行业和消耗化石能源较大的电力（火电）、非金属矿采选及非金属矿物制品业、金属矿采选及金属冶炼业等部门价格上升幅度比较大，而且从时间上看，其价格上涨幅度在逐年增加；而消耗化石能源较低的农业、金融及房地产业、批发零售和住宿业、食品制造与烟草加工业、科教文卫社会服务业等部门的价格上升幅度明显较小，而且，从时间上看，其价格上涨幅度在逐年减少。

从产出上看，21个行业中，煤炭采选及炼焦业、石油开采及加工业以及天然气开采业的产出降幅最大，而且随着时间的延长其产出降度在进一步扩大；虽然纺织业、化学医药业、电子通信、仪器办公品制造业的产出在期初产出降幅较大2，但与化石能源部门不同的是，其降幅随着时间的延长在逐步降低；另外，值得注意的是，低碳能源（水电、风电及核电）行业的产出在逐年增加，主要是由于化石能源价格提高后，低碳能源的替代作用开始逐步显现，社会需求有所增加，而且随着时间的延长，其替代作用逐渐加强。

3．政策模拟二：碳税使用方式模拟分析

一般说来，碳税会引起化石能源价格的上涨，从而导致企业生产成本提高、产品价格上涨，但是碳税的不同动态循环使用方式，可能导致不同的企业收益、居民收入、居民消费、政府储蓄、进出口、社会福利等社会经济变量发生改变。另外，学术界还存在征收碳税是否可以达到“双重红利”的效果，因此，本文以二氧化碳排放强度相对基准情景在2020年降低20%为例，模拟分析不同的碳税循环使用方式对社会经济变量的影响。具体情景设定如下：表8 碳税使用方式模拟情景设定表

2究其原因在于纺织业、化学医药业、电子通信、仪器办公品制造业的化石能源弹性系数相对较高的缘故。

表9 不同情景下的2020年宏观经济社会变量3变动表

根据表9的分析结果比较分析情景V、VI、VII、VIII中的各宏观经济变量的变化。情景VI中，相对基准情景，由于征收碳税，居民的资本收入有所下降，虽然政府在征收碳税的同时降低了居民的个人所得税，但同时政府对居民的转移支付也有所下降，由于减少的个人所得税额低于政府转移支付额，因此导致居民的税前总收入水平比情景V下降幅度更大，但由于降低了个人所得税税率，居民税后收入有所增加，居民的消费需求有所提高，因此居民的社会福利状况比情景V有明显改善。政府在总税收相对基准情景保持不变的情况下，由于碳税征收导致产品价格上涨，从而引起政府的实物消费减少。对于企业来说，征收碳税导致生产成本上升，从而引起资本价格相对下降，因而企业收入和消费水平均有较大减少，同时由于国内产品价格相对国外有所上升，造成出口明显减少，进口增加。实际GDP构成中，

3实际GDP、居民消费、政府消费、出口、进口均为数量型（Quantity）变量；名义GDP、社会福利、居民收入、居民储蓄、企业收入、企业储蓄、政府储蓄、总投资均为价值型（Value）变量。

4本文的社会福利是采用国际文献上运用比较普遍的希克斯等价变动（Hichsian equivalent variation）进行衡量，希克斯等价变动以政策实施前的商品价格为基础，测算居民在政策实施后的效用水平的变化情况。

仅有居民消费相对增加，而政府消费、投资、进出口均减少，从而导致实际GDP有所下降。总体而言，情景Ⅵ在减少二氧化碳排放强度的同时使得社会福利水平有所增加，从而实现了碳税的“双重红利”效应。

情景VII中，相对基准情景，对于企业而言，由于征收碳税引起资本价格下降，从而企业收入减少，但由于降低企业所得税税率，企业储蓄水平有较大幅的提高。居民由于资本收入的下降、政府转移支付减少，居民总体收入下降，从而导致居民消费、居民储蓄、社会福利水平相比情景V呈现更大幅度的下滑。政府的收入和储蓄虽然没变，但由于该情景下，产品价格上涨较大，因此，政府的实物消费降幅最大。实际GDP下降原因同上，但相比情景V和情景VI，实际GDP的下降幅度较小。总体说来，情景VII低企业所得税，使得企业储蓄和总投资有所提高，但也使得居民消费、社会福利水平与情景V和情景VI相比降幅更大。这说明征收碳税的同时降低企业所得税不能实现碳税的“双重红利”效应。

图2 2008-2020年期间不同情景下社会福利变化图

情景VIII中，由于降低了间接税，而间接税发生在国内生产环节，因此，企业可以将税负部分地转嫁给消费者，从而影响国内需求和出口，因此，虽然该情景下企业收入有所下降，但下降幅度小于其他三种情景。对居民而言，居民的劳动收入和资本收入下降，政府转移支付也有所减少，因此居民总收入水平与情景V相比略有下降，但由于降低了间接税，国内产品价格有所下降，因此，居民的消费需求、社会福利水平与情景V和情景VII相比均有

所提升。政府的收入和储蓄不变，但由于国内产品价格有所下降，因此政府的实物消费相比情景VI和情景VII均有所增加。由于居民消费、政府消费、净出口改善较大，因此，实际GDP的降幅相比其他三种情景降幅最小。从图2可以看出，情景VIII中，社会福利降幅微小，并且随着时间的推移接近于零。这说明，征收碳税的同时降低企业间接税，可以使得碳税对社会福利的影响微乎其微。

四、结论和建议

1．在其他条件不变情况下，单纯依靠碳税可以实现国家“十二五”有关二氧化碳排放强度的规划目标，但这会引起化石能源价格的大幅上升，这将会引起较大的物价上升压力；但在加强科技进步，在提高能源使用效率（年增长率为2%）的前提下实施碳税减排政策，40元/吨的碳税征收标准为就可实现我国“十二五”规划中的有关二氧化碳排放目标。另外，随着碳税税率的增加，单位碳税的二氧化碳排放强度边际变化率均呈现逐渐减小的变化趋势，相比较而言，能源使用效率越高，单位碳税的二氧化碳排放强度边际变化率越大。因此，提高能源使用效率可以有效地增强碳税的实施效果，我国应加强技术创新和管理创新，促使我国的能源使用效率不断提高。

2．从行业上看，21个行业中，产出价格都有所上升，其中，煤炭、石油、天然气行业和消耗化石能源较大的电力（火电）、非金属矿采选及非金属矿物制品业、金属矿采选及金属冶炼业等部门价格上升幅度比较大，而且从时间上看，其价格上涨幅度在逐年增加。消耗化石能源较低的农业、金融及房地产业、批发零售和住宿业、食品制造与烟草加工业、科教文卫社会服务业等部门的价格上升幅度明显较小，而且，其价格上涨幅度在逐年减少。另外，随着化石能源价格的提高，低碳能源（水电、风电及核电）行业的产出在逐年增加，替代作用逐渐加强。

3．若采用在能源消费环节征收碳税，同时降低居民所得税税率，保持政府财政收入中性的税收方案，可以实现在减少二氧化碳排放强度的同时使得社会福利水平有所增加，从而实现了碳税的“双重红利”效应；而保持政府财政税收中性，在征收碳税的同时适当降低企业所得税，并不能实现碳税的“双重红利”效应。因此，从社会居民福利水平的角度，要实现碳税的“双重红利”效应，我国碳税征收应与居民所得税改革相同步。

4．若采用在能源消费环节征收碳税，同时降低企业间接税率，保持政府财政收入中性的税收方案，比采用在能源消费环节征收碳税，同时降低企业所得税税率，保持政府财政收

入中性的税收方案，更能减弱或消除因征收碳税对社会福利水平产生的负面影响。因此，从对碳税对社会福利水平产生负面影响的角度上考虑，我国在实施碳税的同时，适当降低企业间接税对社会福利水平产生的效果好于适当减少企业所得税的效果。

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GAMS中文教程

二 GAMS简明教程由Richard E. Rosenthal编著 （译者：该翻译由华中科技大学能源与动力工程学院小海完成，由于译者水平有限，其中肯定会有些问题，欢迎大 家阅读并批评指正！） 简介 这本书的简介部分以一个详细的例子结束，这个例子是一个用GAMS进行表达、解决和分析的小而简单的优化问题。 由来自蒙特利尔市Naval研究生院的Richard 编写。通过这个例子我们可以对GAMS有一个快速而全面的 了解。很多地方引用到本书其他章节的知识，方便大家进一步查阅；而阅读这一部分即使不看本书其他章节也能看 懂并且有所收获。 例子是一个关于运输的线性规划问题，这个问题在最优化技术发展过程中曾经被当做实验对象。用这个例子展示 GAMS这类代数建模语言的强大功能是很好的选择，因为不管手头要处理的问题有多大，运输问题本身具有一个简 单的、可用的代数结构。你可以发现，如果要解决一个非常大的运输问题，我们将呈现的用于解决小规模运输问题 的GAMS输入文件中的内容并不需要改变多少。 在熟悉的运输问题中，我们考虑几个工厂的供应和几个市场的需求的商品，我们也给出从工厂运输商品到市场的单 位花费。这其中的经济学问题是：怎样安排运输使得我们的总运输成本最小 这个问题的代数表达常常采用下列方式： Indices: i = plants j = markets

Given Data: i a= supply of commodity of plant i (in cases) ij b= demand for commodity at market j ij c = cost per unit shipment between plant i an d market j ($/case) Decision Variables: ij x = amount of commodity to ship from plant i to market j (cases), Where ij x ≥0, for all i, j Constraints: Observe supply limit at plant i: j ij j a x≤∑ for all i (cases) Satisfy demand at market j: ij j i x b ≥∑ for all j (cases) Objective Function: Minimize ij ij ijcx ∑∑ ($K) 注意这个例子显示了一些一般情况下我们认为是好习惯的建模方式，这些在GAMS里面被继

GAMS简明教程中文版

二 GAMS 简明教程 由Richard E. Rosenthal 编著 （译者：该翻译由华中科技大学能源与动力工程学院小海完成，由于译者水平有限，其中肯定会有些问题，欢迎大家阅读并批评指正！） 2.1 简介 这本书的简介部分以一个详细的例子结束，这个例子是一个用GAMS 进行表达、解决和分析的小而简单的优化问题。由来自蒙特利尔市Naval 研究生院的Richard E.Rownthal 编写。通过这个例子我们可以对GAMS 有一个快速而全面的了解。很多地方引用到本书其他章节的知识，方便大家进一步查阅；而阅读这一部分即使不看本书其他章节也能看懂并且有所收获。 例子是一个关于运输的线性规划问题，这个问题在最优化技术发展过程中曾经被当做实验对象。用这个例子展示GAMS 这类代数建模语言的强大功能是很好的选择，因为不管手头要处理的问题有多大，运输问题本身具有一个简单的、可用的代数结构。你可以发现，如果要解决一个非常大的运输问题，我们将呈现的用于解决小规模运输问题的GAMS 输入文件中的内容并不需要改变多少。 在熟悉的运输问题中，我们考虑几个工厂的供应和几个市场的需求的商品，我们也给出从工厂运输商品到市场的单位花费。这其中的经济学问题是：怎样安排运输使得我们的总运输成本最小？ 这个问题的代数表达常常采用下列方式： Indices: i = plants j = markets Given Data: i a = supply of commodity of plant i (in cases) ij b = demand for commodity at market j ij c = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case) Decision Variables: ij x = amount of commodity to ship from plant i to market j (cases), Where ij x ≥0, for all i, j Constraints: Observe supply limit at plant i: j ij j a x ≤∑ for all i (cases) Satisfy demand at market j: ij j i x b ≥∑ for all j (cases) Objective Function: Minimize ij ij i j c x ∑∑ ($K) 注意这个例子显示了一些一般情况下我们认为是好习惯的建模方式，这些在GAMS 里面被继承了。首先，模型程序中的各组成部分都按类型分组定义了。其次，GAMS 程序各组成部分先后次序已经定好了，因此没有标识符能在被定义之前使用。第三，各组成部分都有特定的单位。第四，选择的单位要使优化过程中得到的数值具有相对较小的绝对数量级。（例如标识$K 表示dollar 的千倍）

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(完整版)CGE模型的来源及应用

南京农业大学 博士研究生课程论文 课程名称数量经济分析 学号姓名赵明正2012206028 所在学院经济管理学院 任课教师钟甫宁 南京农业大学研究生院培养处印制

1、CGE（Computable General Equilibrium，CGE）溯源 十九世纪新古典学派（法国，瓦尔拉斯：《纯粹经济学要义》，1874）提出了一般均衡的概念：整个经济处于均衡状态时，所有消费品和生产要素的价格将有一个确定的均衡值，它们的产出和供给，将有一个确定的均衡量。他还认为在“完全竞争”的均衡条件下，出售一切生产要素的总收入和出售一切消费品的总收入必将相等。 一般均衡的理论发展源流如下： 1930年代，里昂惕夫以一般均衡概念发展出投入产出模型，为一般均衡理论的研究提供了经济数量方法 1950年代，阿罗——德布鲁（Arrow- Debreu）模型：给出了一般均衡存在的数学证明。 1960年代，约翰森（Johansen）提出了世界上第一个CGE模型：用一组方程来描述供给、需求以及市场关系。线性化的求解方法使一般均衡理论可以实证运用。 1967年斯卡夫（Scarf）开创了利用数字算法（finite convergence property），搭建了一般均衡理论与实证求解的桥梁，促使CGE模型在北美地区的快速发展。 石油冲击使1970s西方许多国家都陷入了巨大的困境，并对国际货币体系产生重大影响。IMF要求对油价大幅上涨产生的经济影响进行分析。由于计量经济模型依赖于过去稳定的石油价格的数据，所得出的回归系数非常小，以致产生误导的结论：石油冲击将不会对经济活动产生大的影响。但事实上石油冲击引发了1930年代以来最严重的经济衰退。这使得大家对CGE模型开始重视起来。因为CGE模型虽然没有石油价格变动，但是它可以考虑成本变化，比如借助于以前的工资变动对石油价格上涨成本上升的情况进行分析。CGE分析与之前其他模型的不同之处在于，它考虑经济主体对价格变动的反应，比如因为价格上升，消费者可能寻找替代品或改变偏好，厂商可能会改变生产计划等等。一个好的CGE模型会很好的刻画这些特征，虽然可能也会有误差，但不会犯计量经济模型纯粹依赖数据的错误。 2、一般均衡的求解思想

基于CGE模型确定权利金费率

基于CGE模型的矿产资源税税率研究 摘要：矿产资源税费研究大多集中在定性研究方面，缺乏定量研究。本文通过建立资源CGE模型，设定基准模拟场景和模拟情景，分析确定矿产资源税税率。研究结果表明：当前选取4%作为平均资源税税率比较合适，它避免了给经济社会和居民生活带来冲击和损害国家所有者权益的情况。 关键词：矿产资源税，CGE模型，税率 矿产资源税的征收标准会直接影响矿产资源的价格，进而影响到整个社会的总需求和总供给，改变社会的消费和产出。如何使矿产资源税改革对经济社会带来的负面影响最小，甚至没有负面影响，是文章讨论的重点。鉴于用CGE模型进行模拟带来的结论通常更加全面，也可以帮助我们对所要考察的经济系统进行更加准确的分析和预测。本文运用CGE模型进行模拟分析，并得出结论。 本文构建CGE模型进行分析的基本步骤：（1）根据我国矿产资源产业的特殊情况，组建模型的基本结构，写出各结构中的主要方程；（2）根据2007年投入产出表等相关资料，得出模型所需的基础数据，采用一定的数学方法，并借鉴前人的研究成果，得出模型需要的弹性系数和主要参数；（3）设定模拟的基准，并设立资源税税率分为2%，4%，6%，8%四种模拟情形，通过对比改革前后以及不同资源税税率的影响，确定是否进行资源税改革，并选出合理的资源税税率。 一、资源CGE模型的构建 （一）模型描述 本文在借鉴“用于中国政策分析的CGE模型”的基础上，结合研究目的和我国矿产资源产业的特点，考虑到相关数据资料来源的限制，建立了一个资源CGE 模型。模型中，活动和商品账户都是纯粹的产出部门，政府和居民是非生产性的机构部门，不单独反映居民的自用化产出和政府的部分生产性产出，商品的交易成本体现在中间产品中，不再另行反映。模型中的市场被假设是完全竞争的，本国与国外通过国际贸易的方式发生经济联系，从而形成外汇收入和外汇支出。模型中涉及的均衡一共有五种，其中要素市场均衡中，假设劳动力可在各部门间充分流动，且可以充分供给。

CGE模型

CGE模型 出自MBA智库百科(https://www.sodocs.net/doc/c216686171.html,/) 目录 [隐藏] ? 1 CGE模型概述 ? 2 CGE模型的发展历史 ? 3 CGE模型的特征 ? 4 CGE模型的结构 ? 5 CGE模型的应用领域 ? 6 CGE模型的局限性 ?7 可计算非线性动态投入产出模型 [编辑] CGE模型概述 可计算的一般均衡（Computable General Equilibrium，CGE）模型作为政策分析的有力工具，经过30多年的发展，已在世界上得到了广泛的应用，并逐渐发展成为应用经济学的一个分支。 世界上第一个CGE模型应是约翰森（Johansen）1960年提出的。在此之后，CGE模型的发展似乎出现了一段时间的中断，直到70年代都没有显著进步。在70年代，有两个因素引起了人们对CGE模型的兴趣。 1、世界经济面对着诸如能源价格或国际货币系统的突变、实际工资率的迅速提高等较大的冲击。 2、促使近20年来CGE模型的应用不断扩大的因素是其细化处理的能力日益提高。 [编辑] CGE模型的发展历史 为了真正理解CGE模型的含义，有必要简单回顾一下CGE模型的历史演变。CGE模型脱胎于利昂·瓦尔拉斯(L. Walras)的一般均衡理论。1874年，瓦尔拉

斯提出了一般均衡的理论模型，用抽象的数学语言表述了一般均衡的思想。1936年，列昂节夫首次引入投入-产出模型，并假定成本是线性的、技术系数是固定的。不过，这些理论一般均衡模型的解的存在性至此还一直没有解决；理论一般均衡模型解的存在性、唯一性、优化性和稳定性直到50年代才由肯尼斯·约瑟夫·阿罗(Arrow)和罗拉尔·德布鲁(Gerard Debreu给予证明。 尽管理论一般均衡模型的研究取得了如此的进步，但是，要将其应用于实际问题，还需解决相应模型解的算法问题。幸运的是，约翰森(Johansen，1960)构建了一个包括20个成本最小化的产业部门和一个效用最大化的家庭部门的实际一般均衡模型，并给出了相应的均衡价格的具体算法。由于约翰森模型的可计算性质，人们普遍把约翰森模型看作第一个CGE模型。1967年，斯卡夫(Scarf)研制了一种开创性的算法，用于对数字设定的一般均衡模型进行求解。斯卡夫关于均衡价格开创性的算法使得一般均衡模型从纯理论结构转化为可计算的实际应用模型成为可能，并大大地促进了大型实际CGE模型的开发和应用。 [编辑] CGE模型的特征 CGE模型是什么? 没有确切的定义；不过，可以给出一般性的描述。从本质上讲，CGE模型是多部门应用模型，设定在所有竞争性市场中不存在对商品和要素的超额需求或超额供给。这一描述有三点内容，反映了CGE模型的主要特征。 第一，CGE模型按照惯常的新古典微观经济理论方式明确设定所有经济主体的行为都是优化的，因而是关于一般而非局部经济主体行为的模型。 典型的CGE模型设定所有主体都是价格接受者，生产者在技术约束下追求成本最小化并获得零纯利润，消费者在预算约束下追求效用最大化。所有主体的需求和供给都来自这些最优化问题的解。通过使用这样的最优化行为假设，CGE模型强调了商品和要素的价格在影响主体的需求和供给决策中的作用。除生产者和居民外，模型还可以进一步包括政府、工会、资本创造者、进口和出口商等主体。 第二，它使用了市场均衡而非市场不均衡的假设，所有市场同时得到结清。 换言之，CGE模型刻划了不同经济主体的供给和需求决策对一些商品和要素价格的作用机制。在一般均衡条件下，所有商品和要素的数量和价格都同时内生决定。因此，CGE模型按一致方式考虑了整个经济的相互作用。 第三，它是可计算的而非纯理论性的，会生成具体的数字结果。 CGE模型使用数据描述某基准年度的经济，通过变更某组成要素而冲击经济并改变模型中所有数据项的值。CGE模型的核心数据是投入-产出帐户，CGE模型的基准实际上是某观察年度经济数据解的复制。CGE模型可以受到来自政策变动的冲击；通过求解 CGE模型可以得到冲击后的新的一般均衡状态。正是由于经

CGE模型参数估计方法研究

收稿日期:2003-02-18 作者简介:程海芳(1971-),女,博士后,研究方向为建模与仿真、管理信息系统. 文章编号:167128844(2003)042141204 CGE 模型参数估计方法研究 程海芳,张子刚,黄卫来 (华中科技大学管理学院,湖北武汉　430074) 摘要:介绍了一个基于高新技术产业政策分析的CGE (computable general equilibrium )模型,讨论了模型的参数 估计方法,并用湖北省1995年社会核算矩阵对该模型的参数进行了估计,从而得到一个完全确定的可用于政策分析的数值化的CGE 模型. 关键词:CGE 模型;社会核算矩阵;参数估计;算法 中图分类号:F 22 文献标识码:A Parameter estim ate method for a CGE model CHEN G Hai 2fang ,ZHAN G Zi 2gang ,HUAN G Wei 2lai (College of Management ,Huazhong Univ.of Sci.and Tech.,Wuhan 430074,China ) Abstract :The methods of parameter estimate are discussed combining a CGE (computable general equilibri 2um )model based on policies analysis in high technology industry ;parameters of the model are estimated with social accounting matrix of Hubei Province for 1995.As a result ,a numerically expressed CGE model ,which can be used for policies analysis ,is obtained. K ey w ords :CGE model ;social accounting matrix ;parameter estimate ;algorithm 随着数学方法的不断完善和计算机技术的飞速发展,CGE (computable general equilibrium )模型建模技术和计算方法也得到了迅速发展,越来越多的CGE 模型应运而生,现在CGE 模型已成为描述宏观经济的一种重要方法,几乎世界上所有的发达国家以及发展中国家都建立了自己的CGE 模型,其应用范围非常广泛.在应用CGE 模型进行政策分析之前,必须根据政策分析的目的和应用的类型设计一个合理的CGE 模型.CGE 模型构造完后,模型的参数估计是关键. 本文的目的是利用湖北省1995年社会核算矩阵(social accounting matrix ,SAM )对文献[1]构造的湖北CGE 模型的参数进行估计,并根据模型的结构和特点及运行机制提出一个求解模型的有效算法. 1　CGE 模型的数学描述[2～4] 为了进行高新技术产业政策分析,将高新技术产业单独作为一个部门,因此在模型中部门被划分为4个产业部门,即第一产业部门、第二产业部门、第三产业部门及高新技术产业部门.家庭分为农业收入家庭和工资收入家庭两类.企业收入单独归一类,其收入来源为利润收入.模型模拟的是短期行为,因此可以假设第一产业部门的产出是外生的,该部门的均衡是通过弹性价格来影响需求达到的.其他3个部门被假设为具有过剩的生产能力,其产出可以调节到有效需求,这些部门的价格用成本加成规则确定.加成率是可变的,与生产能力利用率有关.生产活动产生的收入在家庭和企业之间进行分配,家庭可支配收入和消费品价格通过L ES 函数确定消费模式,消费水平反过来影响由 第36卷第4期2003年8月武汉大学学报(工学版) Engineering Journal of Wuhan University Vol.36No.4Aug.2003

GAMS软件应用教程 动态CGE模型

碳税征收对我国宏观经济及碳减排影响的模拟研究： 基于动态CGE模型（GAMS软件） 本文由娄峰老师撰写，中国科学软件网发布 一、引言 随着自然资源的急剧消耗、污染物的大量排放和生态环境的日益恶化，频频发生的严重雾霾天气使我们深刻体会和认识到发展低碳经济的迫切性和必然性。自 2007 年以来，我国 CO2排放总量首超美国，居世界第一；2009年我国政府第一次以约束性指标的方式宣布，到2020年，中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%。然而，我国“富煤、少气、缺油”的能源现状，以及伴随工业化、城镇化、现代化建设的巨量能源需求，使得我国未来碳排放形势日益严峻。随着国际气候谈判的进展和国内减排形势压力的加大，征收碳税已经迫在眉睫，但由于种种原因，我国迟迟没有实施碳税。从技术层面上讲，碳税如何征收？征收多少？征收碳税会对我国社会福利、宏观经济及相关行业生产什么影响？碳税的“双重红利”效应是否存在？这都是亟待解决和明确的问题。 由于碳税征收的影响度和波及面较广，涉及行业、居民、政府等整个经济系统，因此，从国际文献上看，大多部分学者均采用了具有严密理论体系、能够模拟分析经济系统内相互作用机理的可计算一般均衡（CGE）模型进行模拟分析，其中代表性文献主要有：Whalley 和Wigle（1990），Burniaux和Nicoletti （1992），Floros和Vlachou（2005），Galinato and Yoder（2009），Allan G. et al.（2014），总体说来，国外关于应用CGE模型进行碳税研究相对比较成熟。近年来，国内关于碳税的研究也不断增加。贺菊煌、沈可挺等（2002）建立了一个静态CGE模型分析了征收碳税对国民经济各部门的影响；朱永彬等（2010）基于一个静态CGE模型，通过引入碳税，假设六种情景对碳税政策的减排效果及其对宏观经济和各产业部门的影响进行了分析；郭正权等（2012）基于静态CGE模型分析了我国发展低碳经济中碳税政策对能源需求与二氧化碳排放的影响；石敏俊等（2013）利用CGE模型，设计了单一碳税、单一碳排放交易以及碳税与碳交易相结合的复合政策等不同情景，模拟分析了不同政策的减排效果、经济影响与减排成本。与以上国内文献不同的是，王灿（2005）基于1997年投入产出表构建了一个动态CGE模型，并用该模型模拟分析了基准情景下CO2排放总量消减10%-60%假设情况下对边际减排成本、经济增长和就业的影响。 从文献上看，国内相关碳税CGE模型大多为静态模型，应用动态CGE模型分析碳税的

cge模型

CGE模型 目录 编辑本段 可计算的一般均衡（Computable General Equilibrium，CGE）模型作为政策分析的有力工具，经过30多年的发展，已在世界上得到了广泛的应用，并逐渐发展成为应用经济学的一个分支。 世界上第一个CGE模型应是约翰森（Johansen）1960年提出的。在此之后，CGE模型的发展似乎出现了一段时间的中断，直到70年代都没有显著进步。在70年代，有两个因素引起了人们对CGE模型的兴趣。 1、世界经济面对着诸如能源价格或国际货币系统的突变、实际工资率的迅速提高等较大的冲击。 2、促使近20年来CGE模型的应用不断扩大的因素是其细化处理的能力日益提高。 编辑本段 CGE模型的结构 它所分析的基本经济单元是生产者、消费者、政府和外国经济。 1．生产行为 在CGE中，生产者力求在生产条件和资源约束之下实现其利润优化。这是一种次优解（Sub-optimal）。与生产者相关的有两类方程：一类是描述性方程，例如生产者的生产过程、中间生产过程等；另一类是优化条件方程。在许多CGE模型中，假设生产者行为可以用科布——道格拉斯或常替代弹性（CES）方程来描述。 2．消费行为

也包括了描述性方程和优化方程。消费者优化问题的实质是在预算约束条件下选择商品（包括服务、投资以及休闲）的最夹组合以实现尽可能高的效益。 3．政府行为 一般来说，政府的作用首先是制定有关政策。在CEG中通常将这作为政府变量。同时，政府也是消费者。政府的收入来自税和费。政府开支包括各项公共事业、转移支付与政策性补贴。 4．外贸 在CGE中，通常按照常弹性转换方程（CET）来描述为了优化出口产品利润，把国内产品在国内市场和出口之间进行优化分配的过程。或用阿明顿（Armington）方程来描述为了实现最低成本把进口产品与国内产品进行优化组合的过程。 5．市场均衡 CGE的市场均衡及预算均衡包括如下几方面： 1）产品市场均衡。产品均衡不仅要求在数量上，而且要求在价值上。 2）要素市场均衡，主要是劳动力市场均衡，假定劳动力无条件迁移，不存在迁移的制度障碍。 3）资本市场均衡，投资=储蓄 4）政府预算均衡。政府收入－政府开支=预算赤字。 5）居民收支平衡。居民收入的来源是工资及存款利息。居民收支平衡意味着：居民收入－支出=节余 6）国际市场均衡。外贸出超CGE中表现为外国资本流入，外贸入超表现为本国资本流出。 编辑本段 CGE模型的应用领域 CGE模型经常被用来分析税收、公共消费变动，关税和其他外贸政策，技术变动，环境政策，工资调整，探明新的矿产资源储量和开采能力的变动等对国家或地区（国内或跨国的）福利、产业结构、劳动市场、环境状况、收入分配的影响。 CGE模型最重要的成功在于它在经济的各个组成部分之间建立起了数 量联系，使我们能够考察来自经济某一部分的扰动对经济另一部分的影响。对于投入产出模型来讲，它所强调的是产业的投入产出联系或关联效应。

基于CGE模型的政策模拟系统的研究

基于CGE 模型的政策模拟系统的研究 李志刚1　傅泽田1　郑志安1　李玲2 (1.中国农业大学工学院,北京100083;2.石河子大学机械电子工程学院,新疆石河子832000) 收稿日期:20060508 基金项目:国家自然科学基金资助项目(70133011) 作者简介:李志刚,博士研究生,E 2mail :lizhigang1998@https://www.sodocs.net/doc/c216686171.html, ;傅泽田,教授,博士生导师,通讯作者,主要从事农业系统与 知识工程研究,E 2mail :fzt @https://www.sodocs.net/doc/c216686171.html, 摘　要　针对目前政策模拟分析系统缺乏的问题,提出利用计算机技术将CGE 模型、DSS 、数据仓库、数据转换等集成在一个模拟系统中:采用Visual C ++.net 开发模拟分析系统的人机交互界面和问题处理系统;G AMS IDE 完成CGE 模型生成和求解系统;数据仓库采用SQL Server 2000设计并实现,构造了政策模拟原型系统。在所设计的模拟系统上,以农业补贴政策模拟为例,通过情景分析法进行实证模拟分析。结果表明:模拟集成系统初步实现了 CGE 建模、模拟计算、系统维护及人机交互的功能。该模拟系统能够解决实际政策模拟问题,辅助决策者进行政策 制定。 关键词　政策模拟;CGE 模型;DSS ;系统集成 中图分类号　TP 315 文章编号　10074333(2006)05009805 文献标识码　A Re search of policy simulation system ba sed on CGE model Li Zhigang 1,Fu Zetian 1,Zheng Zhian 1,Li Ling 2 (1.College of Engineering ,China Agricultural University ,Beijing 100083,China ; 2.College of Machinery and E lectricity Engineering ,Shihezi University ,Shihezi 832000,China ) Abstract Aiming at the situation that the simulating systems are very limite d for policy simulation at pres ent ,a simula 2tion system which makes us e of computer technique is pres ente d in this p ap er.The Vis ual C ++.net s oftware was a dopte d to accomplish this inte grate platform.The building and s olving systems of CGE model were embe dde d into the GAMS s oftware.The data warehous e was s et up by SQL Server 2000s oftware.In this system ,we integrate d CGE model ,DSS ,data warehous e and data convert into one and esta blishe d a prototyp e of the PSSBCGE policy simulation system.Through the s cene analytical method ,we simulate d the agriculture s ubsidizes policy.The analytical res ults demonstrate d that the prototyp e system ha d carrie d out s ome functions of the simulation system.In a word ,this system can be us e d for the actual policy simulation problem and provide a decision s upport for decision maker. K ey words policy simulation;computa ble general equilibrium model ;DSS ;system integrate d 政策模拟是指针对政策问题进行数学建模、模 拟计算和基于计算机技术的政策虚拟试验。政策模拟是信息时代的新兴学科,是政策科学在分析技术上的发展。面对各种社会经济问题,通过对经济政策的模拟计算,分析其对社会诸多方面的影响,评估政策效果,可以提高政策制定的科学性[1]。政策模拟的发展有助于国家制定经济贸易政策、能源与环境政策、判定国家经济状况等。特别是我国已加入WTO ,面对通过模拟计算制定政策的发达国家的市 场竞争,提高政府的决策水平具有现实意义。 在政策模拟研究领域,国内外学者利用计算机技术开发了多种政策模拟系统[28],利用计算机寻优,达到政策优化的目的。美国经济模型ASPEN [2]是一个新的经济模拟实验平台,其原型主要用于经济周期波动现象的分析,后经扩展用于分析货币政策的政策效应;Iba T 等[3]设计了箱装经济模型,提供了一个开放的模型开发环境;张世伟等[6]研发了宏观经济模型平台ASM EC 2I ,用于对财政和货币政 中国农业大学学报　2006,11(5):98102Journal of China Agricultural University