第九章可再生資源與非再生資源60.ppt

1 第九章可再生資源與非再生資源 一 資源的分類二 有效的跨期分配 非再生資源 三 可再生資源的有效配置 2 一 資源的分類 一 非再生資源 二 可再生資源 3 一 資源的分類 一 非再生資源非再生資源非再生資源 包括巖石中的能源 石油 天然氣 煤炭 以及非能源礦物諸如銅 鎳礦等 特點(diǎn) 形成需要長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬年的地質(zhì)演變過程 因此可以看做是固定的存量 4 一 資源的分類 一 非再生資源非再生資源的儲(chǔ)備狀況 現(xiàn)有資源儲(chǔ)備 是一種按目前價(jià)格開采 能夠產(chǎn)生利潤(rùn)的已經(jīng)探明資源 現(xiàn)有資源的數(shù)量可以用一個(gè)數(shù)字來表示 潛在資源儲(chǔ)備 是與人們?yōu)楂@得這些資源而愿意支付的價(jià)格緊密相關(guān)的 價(jià)格越高 潛在儲(chǔ)備量越大 用函數(shù)定義要比用一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字定義要準(zhǔn)確的多 資源稟賦 表示地殼中本身中所包含的自然資源 它只是一個(gè)地理學(xué)概念 而不是經(jīng)濟(jì)學(xué)上的概念 因?yàn)樗臄?shù)量與資源價(jià)格毫不相干 5 一 資源的分類 一 非再生資源非再生資源的可循環(huán)利用性 非再生資源及可循環(huán)利用資源的目前儲(chǔ)備量是可以通過經(jīng)濟(jì)上的補(bǔ)給以及再利用來增加的 資源可以被循環(huán)利用的程度是由經(jīng)濟(jì)條件所決定的 非再生的可循環(huán)利用資源的潛在儲(chǔ)備量也可能會(huì)枯竭 資源的耗竭率是受需求量 以該資源為原料的制成物品的耐用程度以及制成品再利用能力的影響 雖然非再生且可循環(huán)利用資源的有效存在持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)一些 但資源不可能100 的循環(huán)利用 這些資源在循環(huán)利用中往往會(huì)喪失一部分 資源積累的有效存量也是有限的 6 一 資源的分類 二 可再生資源 可以由自然界以不可忽視的補(bǔ)給速率來增加資源的流量 太陽能 水能 魚類資源 森林資源以及動(dòng)物資源都是可再生資源 這些資源的循環(huán)流動(dòng)有可能但不是絕對(duì)的永遠(yuǎn)進(jìn)行下去 一些可再生資源的延續(xù)程度和流量與人們的活動(dòng)緊密相連 一些可再生資源是可以儲(chǔ)備的 而另外一些則不能 儲(chǔ)存是一種對(duì)這些再生資源進(jìn)行跨期合理分配的有效方式 7 一 資源的分類 二 可再生資源可再生資源與非再生資源的儲(chǔ)藏所發(fā)揮的作用是不同的非再生資源的儲(chǔ)藏是為了延長(zhǎng)其經(jīng)濟(jì)使用壽命 而可再生資源的儲(chǔ)藏只是作為調(diào)節(jié)周期性供應(yīng)不平衡的一種方式 8 一 資源的分類 如何配置可再生資源與配置非再生資源所面臨的挑戰(zhàn)是不同的 配置可耗竭資源的主要問題是如何在各個(gè)階段分配好資源的儲(chǔ)藏量以及滿足最終向可再生資源的轉(zhuǎn)換 配置可再生資源的主要問題是如何保持其有效的循環(huán)流動(dòng)量 9 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型 二 N時(shí)期固定邊際開采成本模型 三 利率的變動(dòng) 四 需求增加 五 存在可再生替代資源的情況 六 能源價(jià)格控制問題 10 二 有效的跨期分配 動(dòng)態(tài)有效性是假設(shè)社會(huì)的目標(biāo)是使這些資源產(chǎn)生的凈利潤(rùn)現(xiàn)值最大化 動(dòng)態(tài)有效性的目標(biāo)是通過最大化使用這些資源得到的凈收益現(xiàn)值來平衡現(xiàn)在和將來對(duì)這些資源的使用 11 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型 參見課本第7章第63 66頁(yè) 當(dāng)資源的總供給充足 靜態(tài)效率標(biāo)準(zhǔn)就能解決問題 當(dāng)資源總供給不充足 需要使用動(dòng)態(tài)效率 12 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型資源的動(dòng)態(tài)有效配置需要滿足的條件 第一時(shí)期邊際凈效益的現(xiàn)值等于第二時(shí)期邊際凈效益的現(xiàn)值 13 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型假設(shè)某非再生資源的需求函數(shù)是線性的 且不隨時(shí)間變化 用下式表示Pt為t年價(jià)格 qt為t年開采的數(shù)量在t年開采qt 所得到的總效益為需求曲線以下的面積 14 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型假設(shè)開采該資源的邊際成本為取固定值c t年開采qt數(shù)量的成本為由開采qt所得的全部社會(huì)凈利為 15 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型如果可開采資源的總量為Q 那么資源的最優(yōu)動(dòng)態(tài)配置問題可用下式表示 約束條件為 16 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型使用拉格朗日乘數(shù)法 構(gòu)建拉格朗日函數(shù)L 達(dá)到動(dòng)態(tài)最優(yōu)配置的條件為 17 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型邊際使用者成本 由于現(xiàn)在使用而犧牲將來使用的邊際機(jī)會(huì)成本 各期價(jià)格P超過邊際開采成本 MC 為邊際使用者成本的當(dāng)期值 自邊際開采成本不變的情況下 邊際使用者成本以r的增長(zhǎng)率增長(zhǎng) 假定需求曲線和邊際開采成本是固定的 在動(dòng)態(tài)有效配置下 邊際使用者成本的當(dāng)期值隨時(shí)間而增加 而邊際使用者成本的現(xiàn)值不變 18 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型貼現(xiàn)率的大小影響邊際使用者成本和資源在兩時(shí)期之間的配置 19 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型根據(jù)需求函數(shù) 我們可以得出 把上式整理得 20 二 有效的跨期分配 一 一個(gè)兩期模型霍特林法則規(guī)定 有效的開采項(xiàng)目要求資源凈價(jià)格的增長(zhǎng)率始終為貼現(xiàn)率 21 二 有效的跨期分配 二 N時(shí)期固定邊際開采成本模型 參見課本129 130頁(yè) 假定條件邊際開采成本不變 時(shí)間延長(zhǎng)為n期 需求函數(shù)是已知 不隨時(shí)間變動(dòng) 22 二 有效的跨期分配 二 N時(shí)期固定邊際開采成本模型 價(jià)格 數(shù)量 A B 價(jià)格 邊際成本 邊際開采成本 C A 總邊際成本 n 邊際使用者成本當(dāng)期值 開采量 時(shí)間 o n N時(shí)期的有效配置及其成本 K K a b c 時(shí)間 23 二 有效的跨期分配 二 N時(shí)期固定邊際開采成本模型追求利潤(rùn)最大化的企業(yè)是選擇每一個(gè)時(shí)點(diǎn)的開采量 從而找到一條最佳的價(jià)格變化路線 使企業(yè)凈收益最大 24 二 有效的跨期分配 二 N時(shí)期固定邊際開采成本模型 注意N時(shí)期模型和兩時(shí)期一樣 均衡邊際使用者成本當(dāng)期值隨時(shí)間上升 當(dāng)價(jià)格等于總邊際成本 開采數(shù)量隨時(shí)間下降為零 人們?cè)谧鞒鍪欠癖３忠环N資源的決策時(shí) 實(shí)際上是把資源看做是持有其他形式的資本的一種替代方式 25 二 有效的跨期分配 三 利率的變動(dòng) 參見課本131頁(yè) 資源可以看做是一種資產(chǎn) 它可以在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生服務(wù)流供人們消費(fèi) 利率是衡量資源在不同時(shí)間提供服務(wù)的價(jià)值的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 它的變動(dòng)會(huì)影響開發(fā)在時(shí)間上的變動(dòng) 26 二 有效的跨期分配 三 利率的變動(dòng)利率變動(dòng)對(duì)資源價(jià)格的影響 價(jià)格 成本 時(shí)間 o C T1 T0 R0 K0 R1 T1 利率下降時(shí)的資源價(jià)格與開采期 27 二 有效的跨期分配 三 利率的變動(dòng)對(duì)上圖的說明圖中在初始利率下價(jià)格隨時(shí)間的變動(dòng) 資源在時(shí)間T0開采完 同時(shí)達(dá)到最高價(jià)格K0 現(xiàn)在利率下降到r1 較低的利率意味著資源不像以前那樣急迫 使用資源的成本降低了 如果初始價(jià)格不變 現(xiàn)在的價(jià)格將低于初始價(jià)格 由實(shí)線r0下面的虛線表示 由于價(jià)格低 需求量大 資源在得到最高價(jià)格之前K0 在T1 就耗盡 因此 最佳開采路線的初始價(jià)格必須高于原始價(jià)格 但未來在資源被耗盡時(shí)達(dá)到最高價(jià)格 后期價(jià)格必須低于原價(jià)格 這樣新價(jià)格線與原價(jià)格線交叉 開采期延長(zhǎng) 圖中新的價(jià)格線由虛線R1表示 開采期為T1 28 二 有效的跨期分配 四 需求的增加 參見131 132頁(yè) 需求增加對(duì)資源開采和價(jià)格路徑的影響依需求增加的方式不同而不同 價(jià)格 每期開采量 o K0 D1 D2 需求增加對(duì)價(jià)格線和開采期的影響 價(jià)格成本 時(shí)間 C O T2 T1 29 二 有效的跨期分配 五 非再生資源向可再生資源替代資源的轉(zhuǎn)移在使用非再生資源的同時(shí) 有一種固定開采成本的可再生資源可以作為替代品 我們先使用成本較低的不可再生資源 然后轉(zhuǎn)移到可再生替代資源 30 二 有效的跨期分配 五 非再生資源向可再生資源替代資源的轉(zhuǎn)移 參見課本第132頁(yè) 開采量 時(shí)間 替代資源開采量 非再生資源開采量 邊際成本 時(shí)間 總邊際成本 邊際開采成本 非再生資源轉(zhuǎn)換到可再生替代資源的情況 T1 T T 31 二 有效的跨期分配 說明初始階段完全開采非再生資源 因?yàn)榉窃偕Y源的總邊際成本 邊際開采成本加上邊際使用者成本 較低 隨著非再生資源被逐步開采 邊際使用者成本升高 在T1點(diǎn)非可再生資源開采完 當(dāng)非再生資源和可再生替代資源的總邊際成本相等 即在T 時(shí) 替代資源被開采 在T 和T1之間轉(zhuǎn)換期兩種資源被同時(shí)開采 替代資源的總邊際成本低于最大支付意愿 保證向替代資源的轉(zhuǎn)換得以實(shí)現(xiàn) 替代資源的總邊際成本規(guī)定了替代開始開采以后總邊際成本的上限 32 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉(zhuǎn)變 開采量 時(shí)間 資源1 資源2 o T 邊際成本 時(shí)間 邊際開采成本1 邊際開采成本2 總邊際成本2 總邊際成本1 T 從一種非再生資源向另一種非再生資源的轉(zhuǎn)變 33 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉(zhuǎn)變開始時(shí) 第二種非再生資源的總邊際成本較高 但在一段時(shí)間以后 第二種資源的總邊際成本的增長(zhǎng)率較低 第一種資源的總邊際成本隨時(shí)間上升 直到它等于第二種資源的總邊際成本 在這一點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)移 在轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后 都只有最便宜的資源被使用 34 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉(zhuǎn)變總邊際成本曲線的特點(diǎn) 轉(zhuǎn)換大體上是平穩(wěn)的 至少在轉(zhuǎn)變開始后一段時(shí)間 總邊際成本的增長(zhǎng)率下降 35 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉(zhuǎn)變資源開發(fā)量曲線特點(diǎn) 資源開采量的路徑取決于兩種資源的需求曲線形狀 如果兩種資源是完全可替代的 需求曲線的形狀完全相同 那么資源的開發(fā)量的轉(zhuǎn)換大體上也是平穩(wěn)的 資源2的開采量的下降速度在轉(zhuǎn)化初期總邊際成本的增長(zhǎng)速度下降了 36 二 有效的跨期分配 增長(zhǎng)的邊際開采成本邊際成本隨積累的開采量的增加而增加 假設(shè)非再生資源的開采量隨總邊際成本的變化而變化 最終轉(zhuǎn)換為可再生替代資源 37 二 有效的跨期分配 增長(zhǎng)的邊際開采成本 開采量 時(shí)間 增長(zhǎng)的邊際開采成本 T o 價(jià)格或成本 時(shí)間 P t MC t T 38 二 有效的跨期分配 增長(zhǎng)的邊際開采成本與書上第132頁(yè)圖10 4的不同在于邊際使用者成本的變化不同 邊際開采成本固定時(shí) 邊際使用者成本當(dāng)期值隨時(shí)間而增加 邊際開采成本遞增時(shí) 邊際使用者成本隨時(shí)間推進(jìn)不是增加而是減少 在不變開采成本的情況下 非再生資源被完全耗盡 在開采成本遞增的情況下 由于邊際開采成本很高 有一部分資源沒有被開采 39 二 有效的跨期分配 發(fā)現(xiàn)新資源和技術(shù)進(jìn)步發(fā)現(xiàn)新資源舊資源的價(jià)格必須足夠高 新資源利用的可能性才大 石油的替代品 乙醇 玉米技術(shù)進(jìn)步技術(shù)進(jìn)步會(huì)降低開采成本 40 二 有效的跨期分配 六 能源價(jià)格控制問題 見課本P143 1 美國(guó)天然氣的價(jià)格控制2 卡特爾 石油輸出國(guó)組織OPEC 對(duì)石油價(jià)格的控制3 能源安全問題美國(guó)和中國(guó)分別是全球第一 第二大石油消費(fèi)國(guó)和進(jìn)口國(guó) 41 能源現(xiàn)狀 42 三次石油危機(jī)簡(jiǎn)介 43 三 可再生資源的有效配置 一 可再生資源有效配置問題 二 可再生資源的可持續(xù)收獲量 三 靜態(tài)有效可持續(xù)收獲量 四 動(dòng)態(tài)有效可持續(xù)收獲量 五 相關(guān)現(xiàn)實(shí)問題 44 三 可再生資源的有效配置 一 可再生資源有效配置問題可再生資源 環(huán)境資源如果有繁殖和生長(zhǎng)能力 就認(rèn)為是可再生的 可再生資源范圍很廣 種類繁多 環(huán)境資源能提供多種服務(wù) 區(qū)別可再生資源的存量和流量非常重要 可再生資源和不可再生資源都可以耗竭 許多類型的可再生資源沒有私有產(chǎn)權(quán) 開放進(jìn)入型資源被收獲至盡的可能性 高于確立私有產(chǎn)權(quán)和進(jìn)入行為受限制的資源 45 三 可再生資源的有效配置 可再生資源的有效配置問題可再生資源的可持續(xù)收獲量靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量動(dòng)態(tài)有效的可持續(xù)收獲量 46 三 可再生資源的有效配置 二 可持續(xù)的穩(wěn)態(tài)收獲資源存量隨資源的自然增長(zhǎng)率和收獲量變化而變化 如果一段時(shí)間內(nèi) 收獲量等于資源的凈增長(zhǎng)量 設(shè)收獲量為H 凈增長(zhǎng)量為G 兩者在一個(gè)連續(xù)的時(shí)間段內(nèi)相等且為定值 這就是可持續(xù)的穩(wěn)態(tài) 當(dāng)G H時(shí) 資源存量大小在這段時(shí)間內(nèi)為恒定值 問題 哪種穩(wěn)態(tài)是可能的 47 三 可再生資源的有效配置 二 穩(wěn)態(tài)收獲 GMSY HMSY G1 H1 O X X0 Xn 增長(zhǎng)量和收獲量 存量 Xm 48 三 可再生資源的有效配置 二 穩(wěn)態(tài)收獲對(duì)上圖的說明Xm到Xn是一條可持續(xù)生產(chǎn)線 在兩個(gè)端點(diǎn) 存量增長(zhǎng)都為零 Xn是無外部影響情況下持續(xù)存在的總體數(shù)量 稱為自然均衡點(diǎn) Xn是最低可生存存量 存在一個(gè)特殊的存量 在這個(gè)點(diǎn)上其自然增長(zhǎng)率為最大Gmsy 當(dāng)收獲位于HMSY且保持恒定時(shí) 穩(wěn)態(tài)可行 在這點(diǎn)上可以得到最大可持續(xù)生產(chǎn) MSY 穩(wěn)態(tài) 資源管理者應(yīng)當(dāng)使資源持續(xù)保持在MSY狀態(tài) 使存量保持在X 水平 49 三 可再生資源的有效配置 問題 生物學(xué)的最大可持續(xù)收獲量是否同時(shí)是經(jīng)濟(jì)上有效的收獲量 50 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量有效的可持續(xù)收獲量指經(jīng)濟(jì)上效率最高的可持續(xù)收獲量 靜態(tài)有效可持續(xù)收獲量定義為不考慮貼現(xiàn)情況下取得最大年凈效益的收獲量 問題 在任何一個(gè)階段 是什么決定收獲H的大小 51 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量在任何一個(gè)階段決定收獲H的大小的因素收獲的大小取決于收獲中付出的努力 努力程度用E來表示 依賴于資源存量S的大小 存量越多 在努力及其他條件相同的情況下 收獲也就越多 當(dāng)然也受其他一些因素的影響 52 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量假設(shè)單位收獲成本固定不變 單位收獲活動(dòng)只與收獲的努力有關(guān) 努力程度越高 收獲量越大 魚價(jià)固定 不隨銷售量的變化而變化 53 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量收獲可再生資源的成本是努力程度的線性函數(shù)TC W E用TR表示可再生資源的收獲價(jià)值TR PH E 凈收益NR TC PH E 54 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量 成本和收益 收獲活動(dòng)量 總成本 總收益 TR Ee TC Ee Ee Em EC 資源存量 Xe Xm XC 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲活動(dòng)量 問題 Em點(diǎn)代表什么 在經(jīng)濟(jì)上是否取得最大凈收益 55 三 可再生資源的有效配置 三 靜態(tài)有效的可持續(xù)收獲量產(chǎn)權(quán)明確條件下私人決策決策原則 收獲活動(dòng)的邊際收益 收獲活動(dòng)的邊際成本 凈收益在Ee點(diǎn)最大 該點(diǎn)為經(jīng)濟(jì)上有效的收獲努力水平或最優(yōu)收獲