Shadow Price of Carbon

碳的影子价格 (Shadow Price of Carbon)

碳的影子价格（Shadow Price of Carbon, SPC），又称碳的社会成本（Social Cost of Carbon, SCC），是指每额外排放一吨二氧化碳（或其当量）所导致的未来经济福利损失的折现现值。它是一个边际概念——衡量的是在当前排放路径上增加一单位碳排放所造成的增量损害，而非碳排放的总体损害。作为连接气候科学与经济政策的核心参数，碳的影子价格直接影响碳税税率的设定、排放法规的成本收益分析以及公共投资项目的环境评估。

理论基础

碳的影子价格根植于庇古税（Pigouvian Tax）理论。阿瑟·庇古在《福利经济学》（1920）中指出，当经济活动产生负外部性时，最优矫正税率应等于边际社会损害——碳的影子价格正是气候外部性的边际社会损害货币化表达。从数理角度看，SPC 等于消费的边际效用与碳排放边际损害的比率，最优碳价应随时间上升，其增长率约等于消费贴现率，这一性质被称为Hotelling 法则在碳价中的对应。

碳的影子价格区别于碳的市场价格（如 EU ETS 配额价格）和碳的边际减排成本（Marginal Abatement Cost, MAC）。市场价格由配额供需和政策设计决定，常低于 SPC；MAC 是实现特定减排目标所需的成本，属于成本端概念。三者相等仅在最優政策条件下成立。

估算方法：综合评估模型

碳的影子价格无法直接观测，必须通过综合评估模型（Integrated Assessment Models, IAMs）进行估算。IAMs 将气候系统模块与经济模块耦合，模拟碳排放→大气浓度→温度变化→经济损害的因果链条。三个最具影响力的 IAMs 是：

• DICE 模型（Dynamic Integrated Climate-Economy）：由威廉·诺德豪斯（William Nordhaus）开发，采用新古典增长框架，以 Ramsey 最优储蓄模型为核心，内生化减排决策。因"将气候变化纳入长期宏观经济分析"的贡献，Nordhaus 于 2018 年获诺贝尔经济学奖。
• FUND 模型（Climate Framework for Uncertainty, Negotiation and Distribution）：以高区域分解度为特色，将全球划分为 16 个区域，分别估算各区域的气候损害，更关注分布效应和不确定性。
• PAGE 模型（Policy Analysis of the Greenhouse Effect）：采用概率方法处理关键参数的不确定性，被用于斯特恩报告（Stern Review, 2006）的估算，强调极端气候风险的厚尾分布。

这三个模型在损害函数设定、区域加总方式和不确定性处理上存在根本差异，导致其给出的 SPC 估算值差异显著。

贴现率之争：Stern 与 Nordhaus

SPC 估算中最具争议的参数是纯时间偏好率（pure rate of time preference, $\rho$）和边际效用弹性（$\eta$），二者共同决定消费贴现率 $r = \rho + \eta g$（其中 $g$ 为人均消费增长率）。这一参数选择引发了两派著名争论：

• Nordhaus 立场：采用 $\rho \approx 1.5\%$，$\eta \approx 1.5$，得到的贴现率约 4.3\%，碳价在 2020 年代约 \$30--50/吨 CO$_2$。核心理由是应与市场利率和储蓄行为保持一致，否则会导致跨期资源配置扭曲。
• Stern 立场：采用 $\rho \approx 0.1\%$，$\eta \approx 1$，贴现率仅约 1.4\%，碳价高达 \$200--300/吨 CO$_2$。核心理由是对后代利益的伦理考量——正的纯时间偏好率意味着歧视未来世代，在伦理上难以辩护。

这一分歧本质上是实证经济学（描述市场实际行为）与规范经济学（如何进行伦理判断）之间的张力。贴现率每降低 1 个百分点，SPC 可能翻倍甚至更高，凸显了参数选择对政策结论的决定性影响。

政策应用

碳的影子价格在政策实践中扮演着关键角色。美国联邦政府自 2009 年成立跨部门碳社会成本工作组（Interagency Working Group on SCC），统一了各部门在规制影响分析中使用的 SCC 数值。奥巴马政府时期采用的 SCC 约为 \$42/吨 CO$_2$（2020 年美元，3\% 贴现率）；特朗普政府通过提高贴现率、仅计入国内（而非全球）损害，将 SCC 大幅压低至 \$1--7/吨；拜登政府恢复了全球损害视角并更新了贴现率假设，将 SCC 暂定值回调至 \$51/吨。

碳税与碳市场中，SPC 提供了税率或配额价格应然水平的基准。当碳市场配额价格远低于 SPC 时，意味着碳定价严重不足，无法充分内部化气候外部性。公共投资项目的成本收益分析中，SPC 用于评估交通基础设施（公路、机场）、能源项目等领域碳排放变化的社会价值，是绿色投融资决策的核心核算参数。

争议与前沿

除贴现率争论外，SPC 研究面临几大挑战。损害函数的不确定性：IAMs 对升温 3°C 以上的损害估算极其粗糙，可能严重低估了气候临界点（如冰盖崩塌、永久冻土甲烷释放、大西洋经向翻转环流崩溃）带来的灾难性损失。公平加权：一美元损害对穷人的福利损失大于富人，是否应对不同区域的损害进行公平加权，伦理上争议激烈但改变 SPC 达一个数量级。碳循环反馈：变暖本身可能削弱陆地和海洋碳汇的吸收能力，形成正反馈，绝大多数 IAMs 对此处理不足。

前沿研究正从以下方向推进：引入模糊厌恶（ambiguity aversion）和厚尾风险（fat-tailed risk）框架以处理深度不确定性；发展分解式 SCC（disaggregated SCC）按排放来源、时间和地点差异化定价；将 SPC 与地球边界（planetary boundaries）框架结合，超越纯成本收益逻辑，引入安全阈值约束。在中国，"双碳"目标下，碳的影子价格为碳达峰路径设计、全国碳市场价格走廊设定以及绿色金融信息披露提供了关键的理论锚点。