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 形成需要長達數百萬年的地質演變過程 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備狀況 現有資源儲備 是一種按目前價格開采 能夠產生利潤的已經探明資源 現有資源的數量可以用一個數字來表示 潛在資源儲備 是與人們?yōu)楂@得這些資源而愿意支付的價格緊密相關的 價格越高 潛在儲備量越大 用函數定義要比用一個簡單的數字定義要準確的多 資源稟賦 表示地殼中本身中所包含的自然資源 它只是一個地理學概念 而不是經濟學上的概念 因為它的數量與資源價格毫不相干 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)利用資源的目前儲備量是可以通過經濟上的補給以及再利用來增加的 資源可以被循環(huán)利用的程度是由經濟條件所決定的 非再生的可循環(huán)利用資源的潛在儲備量也可能會枯竭 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)時間長一些 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 森林資源以及動物資源都是可再生資源 這些資源的循環(huán)流動有可能但不是絕對的永遠進行下去 一些可再生資源的延續(xù)程度和流量與人們的活動緊密相連 一些可再生資源是可以儲備的 而另外一些則不能 儲存是一種對這些再生資源進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藏所發(fā)揮的作用是不同的非再生資源的儲藏是為了延長其經濟使用壽命 而可再生資源的儲藏只是作為調節(jié)周期性供應不平衡的一種方式 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階段分配好資源的儲藏量以及滿足最終向可再生資源的轉換 配置可再生資源的主要問題是如何保持其有效的循環(huán)流動量 9 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型 二 N時期固定邊際開采成本模型 三 利率的變動 四 需求增加 五 存在可再生替代資源的情況 六 能源價格控制問題 10 二 有效的跨期分配 動態(tài)有效性是假設社會的目標是使這些資源產生的凈利潤現值最大化 動態(tài)有效性的目標是通過最大化使用這些資源得到的凈收益現值來平衡現在和將來對這些資源的使用 11 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型 參見課本第7章第63 66頁 當資源的總供給充足 靜態(tài)效率標準就能解決問題 當資源總供給不充足 需要使用動態(tài)效率 12 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型資源的動態(tài)有效配置需要滿足的條件 第一時期邊際凈效益的現值等于第二時期邊際凈效益的現值 13 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型假設某非再生資源的需求函數是線性的 且不隨時間變化 用下式表示Pt為t年價格 qt為t年開采的數量在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 一個兩期模型假設開采該資源的邊際成本為取固定值c t年開采qt數量的成本為由開采qt所得的全部社會凈利為 15 二 有效的跨期分配 一 一個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 一個兩期模型使用拉格朗日乘數法 構建拉格朗日函數L 達到動態(tài)最優(yōu)配置的條件為 17 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型邊際使用者成本 由于現在使用而犧牲將來使用的邊際機會成本 各期價格P超過邊際開采成本 MC 為邊際使用者成本的當期值 自邊際開采成本不變的情況下 邊際使用者成本以r的增長率增長 假定需求曲線和邊際開采成本是固定的 在動態(tài)有效配置下 邊際使用者成本的當期值隨時間而增加 而邊際使用者成本的現值不變 18 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型貼現率的大小影響邊際使用者成本和資源在兩時期之間的配置 19 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型根據需求函數 我們可以得出 把上式整理得 20 二 有效的跨期分配 一 一個兩期模型霍特林法則規(guī)定 有效的開采項目要求資源凈價格的增長率始終為貼現率 21 二 有效的跨期分配 二 N時期固定邊際開采成本模型 參見課本129 130頁 假定條件邊際開采成本不變 時間延長為n期 需求函數是已知 不隨時間變動 22 二 有效的跨期分配 二 N時期固定邊際開采成本模型 價格 數量 A B 價格 邊際成本 邊際開采成本 C A 總邊際成本 n 邊際使用者成本當期值 開采量 時間 o n N時期的有效配置及其成本 K K a b c 時間 23 二 有效的跨期分配 二 N時期固定邊際開采成本模型追求利潤最大化的企業(yè)是選擇每一個時點的開采量 從而找到一條最佳的價格變化路線 使企業(yè)凈收益最大 24 二 有效的跨期分配 二 N時期固定邊際開采成本模型 注意N時期模型和兩時期一樣 均衡邊際使用者成本當期值隨時間上升 當價格等于總邊際成本 開采數量隨時間下降為零 人們在作出是否保持一種資源的決策時 實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 參見課本131頁 資源可以看做是一種資產 它可以在一段時間內產生服務流供人們消費 利率是衡量資源在不同時間提供服務的價值的經濟指標 它的變動會影響開發(fā)在時間上的變動 26 二 有效的跨期分配 三 利率的變動利率變動對資源價格的影響 價格 成本 時間 o C T1 T0 R0 K0 R1 T1 利率下降時的資源價格與開采期 27 二 有效的跨期分配 三 利率的變動對上圖的說明圖中在初始利率下價格隨時間的變動 資源在時間T0開采完 同時達到最高價格K0 現在利率下降到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 如果初始價格不變 現在的價格將低于初始價格 由實線r0下面的虛線表示 由于價格低 需求量大 資源在得到最高價格之前K0 在T1 就耗盡 因此 最佳開采路線的初始價格必須高于原始價格 但未來在資源被耗盡時達到最高價格 后期價格必須低于原價格 這樣新價格線與原價格線交叉 開采期延長 圖中新的價格線由虛線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 需求增加對資源開采和價格路徑的影響依需求增加的方式不同而不同 價格 每期開采量 o K0 D1 D2 需求增加對價格線和開采期的影響 價格成本 時間 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移在使用非再生資源的同時 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移 參見課本第132頁 開采量 時間 替代資源開采量 非再生資源開采量 邊際成本 時間 總邊際成本 邊際開采成本 非再生資源轉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 因為非再生資源的總邊際成本 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點非可再生資源開采完 當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 替代資源被開采 在T 和T1之間轉換期兩種資源被同時開采 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換得以實現 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變 開采量 時間 資源1 資源2 o T 邊際成本 時間 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變 33 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉變開始時 第二種非再生資源的總邊際成本較高 但在一段時間以后 第二種資源的總邊際成本的增長率較低 第一種資源的總邊際成本隨時間上升 直到它等于第二種資源的總邊際成本 在這一點發(fā)生轉移 在轉折點前后 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變總邊際成本曲線的特點 轉換大體上是平穩(wěn)的 至少在轉變開始后一段時間 總邊際成本的增長率下降 35 二 有效的跨期分配 向另一種非再生資源的轉變資源開發(fā)量曲線特點 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)量的轉換大體上也是平穩(wěn)的 資源2的開采量的下降速度在轉化初期總邊際成本的增長速度下降了 36 二 有效的跨期分配 增長的邊際開采成本邊際成本隨積累的開采量的增加而增加 假設非再生資源的開采量隨總邊際成本的變化而變化 最終轉換為可再生替代資源 37 二 有效的跨期分配 增長的邊際開采成本 開采量 時間 增長的邊際開采成本 T o 價格或成本 時間 P t MC t T 38 二 有效的跨期分配 增長的邊際開采成本與書上第132頁圖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 邊際使用者成本當期值隨時間而增加 邊際開采成本遞增時 邊際使用者成本隨時間推進不是增加而是減少 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)現新資源和技術進步發(fā)現新資源舊資源的價格必須足夠高 新資源利用的可能性才大 石油的替代品 乙醇 玉米技術進步技術進步會降低開采成本 40 二 有效的跨期分配 六 能源價格控制問題 見課本P143 1 美國天然氣的價格控制2 卡特爾 石油輸出國組織OPEC 對石油價格的控制3 能源安全問題美國和中國分別是全球第一 第二大石油消費國和進口國 41 能源現狀 42 三次石油危機簡介 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 動態(tài)有效可持續(xù)收獲量 五 相關現實問題 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能力 就認為是可再生的 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 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權 開放進入型資源被收獲至盡的可能性 高于確立私有產權和進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率和收獲量變化而變化 如果一段時間內 收獲量等于資源的凈增長量 設收獲量為H 凈增長量為G 兩者在一個連續(xù)的時間段內相等且為定值 這就是可持續(xù)的穩(wěn)態(tài) 當G H時 資源存量大小在這段時間內為恒定值 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)收獲對上圖的說明Xm到Xn是一條可持續(xù)生產線 在兩個端點 存量增長都為零 Xn是無外部影響情況下持續(xù)存在的總體數量 稱為自然均衡點 Xn是最低可生存存量 存在一個特殊的存量 在這個點上其自然增長率為最大Gmsy 當收獲位于HMSY且保持恒定時 穩(wěn)態(tài)可行 在這點上可以得到最大可持續(xù)生產 MSY 穩(wěn)態(tài) 資源管理者應當使資源持續(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 生物學的最大可持續(xù)收獲量是否同時是經濟上有效的收獲量 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)收獲量指經濟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情況下取得最大年凈效益的收獲量 問題 在任何一個階段 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)收獲量假設單位收獲成本固定不變 單位收獲活動只與收獲的努力有關 努力程度越高 收獲量越大 魚價固定 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TC W E用TR表示可再生資源的收獲價值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)收獲活動量 問題 Em點代表什么 在經濟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)收獲量產權明確條件下私人決策決策原則 收獲活動的邊際收益 收獲活動的邊際成本 凈收益在Ee點最大 該點為經濟上有效的收獲努力水平或最優(yōu)收獲