異質廠商、環保政策與國際貿易 - 政大學術集成

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(1)國立政治大學經濟學研究所博士學位論文. 異質廠商、環保政策與國際貿易 Heterogeneous Firms, Environmental Policy and International 政治 Trade. 大. 立. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 指導教授：翁永和博士研究生：傅中原撰中華民國 105 年 08 月.

(2) 摘要本研究主要探討環境經濟學中的三項主要的議題，分別為政府環保政策、多邊環保政策以及外人直接投資對環保稅率的效果。為了符合晚近的實證，本研究也將引進異質生產力的模型以研析上述議題。在最適環保政策一章，本研究得出最適環保政策於封閉與開放經. 政治大. 濟體系下結論不一致，原因為家計單位可透過消費國外財貨種類以弭. 立. 補本國產品種類的損失；於多邊環保政策一章，單邊環保政策無法降. ‧ 國. 學. 低全世界的總污染量，歸因於高稅率國家會將污染移轉至低稅率國家；. ‧. 於外人直接投資一章中，外人投資的存在不僅不能降低總污染量，反. Nat. n. al. er. io. sit. y. 而導致污染天堂的出現。. Ch. engchi. i n U. v.

(3) 目錄第一章. 緒論...................................................................................................... 4. 1.1 緒論 ......................................................................................................... 4 1.2 本文架構 ................................................................................................. 7 第二章生態傾銷、社會福利與異質廠商 ........................................................ 8 2.1 前言 ......................................................................................................... 8 2.2 模型 ....................................................................................................... 11. 政治大. 2.2.1 消費者行為 ................................................................................. 12. 立. ‧ 國. 學. 2.2.2 貿易財的生產者行為 ................................................................. 13. ‧. 2.3 最適環保稅率的決定 ........................................................................... 16. sit. y. Nat. 2.3.1 封閉經濟體下最適環保稅率的決定......................................... 16. al. v i n Ch 結論 ....................................................................................................... 28 engchi U n. 2.4. er. io. 2.3.2 開放經濟體下最適環保稅率的決定......................................... 20. 第三章國際貿易、多邊環境政策變革與廠商異質性 .................................. 35 3.1 前言 ....................................................................................................... 35 3.2 模型 ....................................................................................................... 39 3.2.1 消費者需求 ................................................................................. 39 3.2.2 污染 ............................................................................................. 41 3.2.3 生產面行為 ................................................................................. 42 2.

(4) 3.2.4 均衡 ............................................................................................. 44 3.3 環保稅率的改革對全球污染的效果................................................... 45 3.3.1 單邊環保稅率的改革 ................................................................. 46 3.3.2 多邊環保稅率的改革 ................................................................. 50 3.4 結論 ....................................................................................................... 54 第四章策略性環保政策、外人直接投資與異質性廠商 .............................. 57 4.1 前言 ....................................................................................................... 57. 政治大. 4.2 模型 ....................................................................................................... 61. 立. ‧ 國. 學. 4.2.1 需求 ............................................................................................. 61. ‧. 4.2.2 廠商 ............................................................................................. 62. sit. y. Nat. 4.3 最適化行為 ........................................................................................... 65. al. v i n Ch 合作策略下最適環保稅率 68 e n g c......................................................... hi U n. 4.4.1. er. io. 4.4 環保稅率對經濟變數的影響與最適環保稅率 .................................. 68. 4.4.2 不合作策略下最適環保稅率 ..................................................... 75. 4.5 結論 ....................................................................................................... 80 第五章結論 ....................................................................................................... 82 參考文獻 ............................................................................................................. 84. 3.

(5) 第一章緒論 1.1 緒論環境經濟學文獻中，一直存在著貿易自由化後政府如何透過環保政策以保護本國的環境品質抑或是促進本國貿易，主要的討論在於政府是否會因採取較嚴格的環保政策而影響本國廠商於貿易市場中的競爭力，甚至政府是否會為了促進本國的產業發展透過較寬鬆的環保政策引入高污染產業，. 政治大此議題被稱為「污染天堂」問題。立. ‧ 國. 學. 另外，由於座落在低環保管制國家，高污染廠商可擁有較低的生產成本. ‧. 而將產品銷售至國際市場，全世界的環境品質將因出口廠商的市場規模提. sit. y. Nat. 升而持續惡化，若僅由單一國家訂定嚴格的環保政策，可預期的將沒有政. er. io. 府願意付出犧牲該國產業競爭力的代價，尤其是對於發展中國家而言。基. n. a. v. l C 於國家自利的觀點且為了降低全世界的總污染量，環保政策必須立基於多 ni. hengchi U. 邊國家的基礎上。高污染廠商除了透過出口策略將污染產品輸出至國外市場外，對外投資同樣也是廠商所能採取的一項策略，透過直接投資的方式，高污染廠商是直接將污染輸入被投資國，使該國的環境品質更加惡化。自 Marc Melitz 於 2003 年提出「異質生產力」廠商模型解釋近年來國際貿易的實證現象。這些實證現象包含在相同產業內，出口廠商比當地廠商有更高的生產力、生產規模較大、有較高的資本與技術密集度等。另外， 4.

(6) 當貿易自由化後，透過社會資源的重分配，產業內廠商平均生產力可因而提高。由於產業生產力可透過低生產力廠商離開市場所引起的資源重分配而提升，社會福利也可透過產業生產力提升而增加。此技術提升管道不同於以往國際貿易理論所提及的促進福利的管道，也因此被稱為「新新貿易」理論。該理論被提出後，對於國際貿易理論產生非常大的革命，不論是傳統貿易政策、對外投資策略、技術紅利(skill premium)、經濟成長等方面之理論進展均有重大的突破。. 立. 政治大. 異質生產力理論主要之精神在於，由於廠商生產力具有異質性且出口是. ‧ 國. 學. 需要負擔一額外固定成本，只有高生產力廠商能夠採取出口策略以提供商. ‧. 品至國外市場。反觀低生產力廠商僅能提供產品於本地市場。根據新新貿. io. sit. y. Nat. 易理論對於出口型態(trade patten)的預測，此一結論不僅與 Krugman 提出. er. 「只要出口是有利可圖，全部的廠商均會採取出口策略」的結果相異，而. al. n. v i n Ch 且也符合近年來文獻使用新出口廠商貿易資料所得到的實證結論。 engchi U. 然而，於環境經濟學文獻中，目前仍將市場結構關注在完全競爭市場或寡佔市場以及產業內的廠商生產力均相同的假設以討論上述爭議，包含環保稅對於社會福利之效果、多邊環保稅率之協定以及污染天堂假說之探討，本研究將根據這些爭論的問題提出理論上的論證，但放棄傳統對於產品市場結構為寡占廠商與同質生產力之假設，而採取異質生產力之廠商模型重新回顧爭議之問題。在模型設定上，本研究採用生產力的差異性是來自於 5.

(7) 廠商之固定成本。雖然固定成本異質性的設定不同 Melitz(2003)的文章，不過採用固定成本異質性的好處在於具有高度模型可操作性以及可獲得實證上之支持。在第二章中，我們討論生態傾銷的可能性，也就是說當開放貿易後，政府是否會有意願去訂定一個寬鬆的環保政策。根據我們的研究結論證明政府不需為保護環境品質而付出產業競爭力的代價，不僅政府可以透過環保. 政治大. 政策工具去迫使低生產力的廠商離開市場，進而達成福利極大化的目標。. 立. 本研究結論與文獻不同的原因在於異質生產力廠商可自由的選擇是否進入. ‧ 國. 學. 市場生產與銷售產品，也因為如此當提高環保稅率時，不僅使得低生產力. ‧. 廠商離開市場以提升產業生產力，同時也可以降低當地污染量。. Nat. io. sit. y. 在第三章中，我們討論了多邊環保政策改革的基礎，當一國政府的環保. er. 政策是單邊的被執行時，對於全世界的污染量的效果是不一定的，原因在. al. n. v i n Ch 於單邊的嚴格的環保政策效果僅是將本國的污染移轉到外國生產，如果本 engchi U 國污染降低的幅度小於國外污染上升的幅度時，全世界的污染量可能並不會因此而減低，但環保政策若是能被多邊地訂定時，對於降低世界總污染量則是有正向的效果。雖本研究結論與文獻上的結論相類似，但經濟管道卻大不相同。多邊的環保政策對於兩國之出口廠商均提供一個較嚴格的出口條件，而為符合該條件，只有更高生產力之廠商仍然能採取出口策略，低生產力廠商就僅供應國內銷售，更低生產力之廠商就只能離開市場，對 6.

(8) 社會而言，總污染因而下降。在第四章中，我們允許高生產力廠商可採取對外投資的行為，在這假設下，我們得到社會最適環保政策(Pareto optimal)並不等於各自國家的 Nash 最適政策(Nash equilibrium)，意謂各國政府在自利的動機下都有誘因將污染移轉至國外市場以極大化國內社會福利，但此舉並不一定為社會最適。其原因在於當一國政府單獨地訂定環保稅率時，環保稅率的提升一方面可增. 政治大. 加當地家計單位的效用，一方面卻降低此國出口廠商的利潤。若效用增加. 立. 而此結論同樣也支持污染天堂的假說。. ‧. 1.2 本文架構. 學. ‧ 國. 的幅度高於出口利潤下降的幅度時，政府會傾向訂定一較高的環保稅率，. sit. y. Nat. 本研究將分為五章，第一章為本研究之緒論；第二章為研究當廠商生產. er. io. n. al 力為異質時，本國政府是否會採取生態傾銷的策略；第三章分析異質生產 iv n U engchi 力廠商與多邊環境政策變革之間的關係；第四章為探討當允許外人直接投. Ch. 資的策略時，政府間最適策略性環保政策的決定；第五章為本文結論。. 7.

(9) 第二章生態傾銷、社會福利與異質廠商 2.1 前言因應國際貿易開放後，本國環保政策的改變是如何影響本國福利？環境經濟學對於此一問題討論已久。主要爭議存在於開放貿易後，政府是否為了保護環境品質或是提升產業競爭力，而選擇去訂定一個嚴格或寬鬆的環保政策以增進福利。對政府而言，這是一個兩難的問題，放鬆環保管制往. 政治大往必須要犧牲環保品質，同時也要避免本國成為世界污染的輸出國；倘若立. ‧ 國. 學. 訂定嚴格的環保政策，此舉將容易使出口廠商喪失在世界市場的競爭力，. ‧. 對本國經濟產生負面影響。關於上述的爭論，文獻上多從環境保護的角度. y. Nat. 去思考或討論政府是否會訂定一個較嚴格的環保政策以維護環境品質，同. sit. er. io. 時將此類問題稱為「生態傾銷（Ecological Dumping）」。Rauscher (1997) 指. n. a. v. l C 出「生態傾銷可定義為對於環保有害行為的訂價是小於環保品質下降的邊 ni. hengchi U. 際成本」1。據此，本文主要目的是重新回顧開放貿易後，在福利極大化的考量下，最適環保政策與生態傾銷之間的關係。已有許多文獻從不同的角度切入去研究此類問題。早期有學者從完全競爭架構的貿易模型出發，並不會發生生態傾銷的情形，因為消費者與生產者具有價格接受者的特性，如 Rauscher (1994)。之後有些學者利用一般貿 1. Rauscher (1997)全文為「Ecological dumping can be defined as a policy which prices environmentally harmful activities at. less than the marginal cost of environmental degradation」。. 8.

(10) 易模型中考慮不同傾銷的定義，且探討發生傾銷的條件，2如 Sugiyama and Saito (2009)。3後續研究則是將焦點放在不完全競爭的市場結構，大部分研究主要聚焦在寡佔市場，特別是 Cournot competition。在寡佔市場的結構以及廠商的生產力為同質的假設下，已有許多文獻從不同面向去討論環保稅對於社會福利的影響，這些面向包含要素是否可移動、政府間的策略行為、技術研發與區位選擇等4，其中所得到的結論也大不相同。綜觀這些研究結. 政治大. 論大多支持政府有誘因訂定較低的環保稅率以保護國內產業的出口競爭力，進而造成生態傾銷的結果，如 Conrad (1993)；Walz and Wellisch (1997)；Ohiri. 立. ‧ 國. 學. (2006)。然而，有些文獻則認為傾銷的問題不會發生，如 Barrett (1994)利用. ‧. 環保標準的概念，比較在數量競爭與價格競爭下，政府是否會有誘因訂定. io. sit. y. Nat. 一個較寬鬆的環保標準以極大化福利。Greaker (2003)從污染投入要素的性. er. 質探討在寡佔的結構下，如果污染是劣等投入要素時，政府會傾向訂定較. al. n. v i n Ch 嚴格的環保政策。Pflüger (2001)也注意到環保政策對於傾銷的效果，可能會 engchi U. 因市場結構而有不一樣的結果。Pflüger 認為在獨佔性競爭市場且資本可自由移動的假設下，探討貿易開放後，若政府間採取非合作政策時，所決定的最適環保稅率可能會小於邊際損害。然而，Pflüger (2001)一文中也假設廠. 2 3 4. Sugiyama and Saito (2009)採用傾銷的定義為貿易財的環保稅率會小於非貿易財的稅率時，會發生傾銷的問題。. 使用一般貿易模型的文章有 Rauscher (1997)、Schneider and Wellisch (1997)，相關討論請見 Hoel (1997)。. 相關文獻有 Conrad (1993)、Barrett (1994)、Kenndy (1994)、Ulph (1994)、Markusen et al. (1993, 1995)、Walz and. Wellisch (1997)、Ulph and Valentini, (2001)、Greaker (2003)、Ohiri (2006)等。. 9.

(11) 商的生產力是同質。5 晚近有些文獻指出，不僅不同產業的廠商生產力不同，即使是同一產業內的廠商，其生產力也互異。由於廠商之間的生產力差異，使得有些廠商能夠銷售到國外市場，但有些廠商卻只能供應本地市場，且高生產力廠商的利潤高於低生產力廠商，如 Pavcnik (2002)；Lileeva and Trefler (2010)； Bustos (2011)。考量以上的討論，引入廠商的異質性以重新探討生態傾銷的. 政治大. 問題是有其必要的。文獻上討論廠商異質性的方法可分為兩種，第一種為邊際成本異質性，如 Melitz (2003)；Helpman et al. (2004)；Helpman et al.. 立. ‧ 國. 學. (2008)；另一種為固定成本異質性，如 Schmitt and Yu (2001)；Jørgensen and. ‧. Schröder (2006)；Davies and Eckel (2010)；Cole (2011)；Jørgensen and Schröder. io. sit. y. Nat. (2008)；Cole and Davies (2011)。異質廠商模型主要精神為因出口需負擔固. er. 定成本與運輸成本，使得廠商採取出口行為所增加的額外固定成本會比銷. al. n. v i n Ch 售當地的固定成本更高，只有高生產力的廠商才能在國外市場有利可圖， engchi U 而低生產力廠商就只能供應當地市場。文獻上考慮到廠商異質性與環保相關問題，目前仍只有小部分文獻注意到此問題，如 Kreickemeier and Richter (2013)。6 本文依循 Cole and Davies (2011)異質廠商模型去探討生態傾銷的問題。 5 6. Pflüger (2001)所定義的傾銷為「政府間非合作下的最適環保稅率小於合作時的最適稅率」。. Kreickemeier and Richter (2013)使用 Melitz (2003)的架構去分析貿易自由化對邊際廠商生產力、消費者總需求量、. 總污染量等相關變數的影響。. 10.

(12) 假設污染廠商處於獨佔性競爭的市場結構，而且廠商間生產力差異是來自於固定成本，藉以探討開放貿易後最適環保政策與生態傾銷的問題。本研究得到的結論為，在封閉經濟體系下，最適課稅政策是為一正數且邊際稅率小於邊際損害；開放貿易之後，此一最適稅率會反而會大於邊際損害。據此，開放貿易後並不會造成生態傾銷的結果。主要的原因是來自於引入廠商異質性後，政府有誘因去提高環保稅率，透過廠商的自我選擇效果，. 政治大. 低生產力的廠商無利可圖後會離開市場，進而降低社會總污染量與提升社. 立. 會福利。本文的結果有別於過去文獻的結果。在傳統的完全競爭、寡佔的. ‧ 國. 學. 市場結構內，且假設廠商是同質生產力的模型裡，不會出現廠商的自我選. ‧. 擇管道，也因此政府最適環保稅率往往是低於邊際損害的，此一結果進而. Nat. sit. y. 將造成生態傾銷的問題。. er. io. 本文的架構為 2.1 節為前言，2.2 節為模型說明，2.3 節為最適環保稅率. al. n. v i n Ch 的決定，當中包含封閉與開放下的情況，2.4 U e n g c h i 節結論與後續建議。 2.2 模型. 假設有兩個國家，分別定義為 k 國和 j 國。這兩個國家分別有一單位的勞動投入稟賦，定義為 Lk  1Lj  1，並且將這兩個國家的工資率標準化為一。為簡化分析，我們假定這兩個國家的消費者具有相同偏好。在財貨的消費上，兩國消費者均消費兩種財貨（包含貿易財與非貿易財）。非貿易財的生產技術為固定報酬，且在完全競爭市場型態下生產的齊質商品。為簡化分 11.

(13) 析，我們假設生產同質產品所需的勞動投入假設為一，據此，非貿易財的價格等於工資率，且等於一。7 2.2.1 消費者行為我們先描述消費者的行為。假設在 k國有一位代表性消費者8，其偏好可用一準線性型的效用函數來描述，即 U =. ln. +. − E ,.  2.1. >0. 政治大. 其中為衡量該國的邊際損害或是環保品質，且 > 09；Yk 為 k國代表性消費. 立. ‧ 國. 學. 者所消費的非貿易財數量； Ek 為 k國內的總污染量； X k 為 k國代表性消費者消費的貿易財總和數量； 為 k國代表性消費者花費於貿易財的比例且假設. ‧. 兩國均相同。. y. Nat. Xk . . Nk. 0. xk i . . . 1/ . n. al Substitution, CES)的形式，即. er. io. sit. 假設貿易財的生產函數為固定替代彈性 (Constant Elasticity of. ，. Ch. engchi. i n U. v. xk  i  為 k國代表性消費者對生產力為 i 的貿易財廠商所生產的商品的需求. 量。另外，我們假設 0    1 ，可知兩貿易財之間的替代彈性為.   1/ 1    ，且大於一； Nk 為 k國消費者能夠消費的貿易財種類，財貨種類. 7 8 9. 關於異質產品的生產技術，將於 2.2 節中敘述。. 在本文中雖都以 k 國為主要分析對象，但若以 j 國為分析對象，則結論不會改變。我們假定兩國的環保邊際損害均相同，若假定兩國環保邊際損害不同並不會影響本文分析與相關結論。. 12.

(14) 包含本國 k與外國 j 之廠商所生產的種類，即當地生產財貨與進口品。代表性消費者的預算限制線為. . Nk. 0. pk  i  xk  i  di  Yk  Ik ,.  2.2 . 式  2.2  中， Ik 為 k國消費者的總所得； pk  i  為 k國消費者面對第 i 種產品的. 價格； Yk 為 k國消費者花費在非貿易財上的支出。根據式  2.1 和  2.2  ，我們可以求得 k國消費者對第 i 種產品需求函數為 xk i  .  pk i . .  2.3 . ,. 政治大式  2.3  中 P 為 k國物價指數，立即 P    p i  di  Pk1 . 10. k. Nk. 0. k. 1 . 1/1  . 。. 學. ‧ 國. k. 2.2.2 貿易財的生產者行為. ‧. 貿易財的生產為獨佔性競爭的市場結構，且市場內廠商的生產力具有異. sit. y. Nat. 質性。每一個異質廠商的生產力是從一生產力的連續區間中抽取，該區間. n. er. io. al 定義域為  0, ，i 值越低代表廠商生產力越高，每一個生產力的值最多只能 iv. n U engchi 被一個廠商抽取。據此，被抽取的生產力數值多寡直接地對應到代表性消. Ch. 費者能夠消費的異質產品種類。為了捕捉廠商生產力與污染之間的關係，我們採用 Taylor and Copeland (1994)的「聯產品」設定方式。11當 k國內生產力為 i 的廠商，其生產 x 過程中. 會產出兩種產品，除了一種為可供消費的商品 xk  i ，另一種為污染產品 ek  i 。 10. 消費者的最適消費數量與所得無關，這是準線性的一種特性。除了可簡化本文分析，該假設也讓我們可以忽略所. 得分配的問題。 11. 本小節詳細推導過程如附錄一。. 13.

(15) 依據 Taylor and Copeland (1994)的設定，可以將污染量視為一種生產的投入要素，而且每一個廠商都可以透過防治污染的技術去降低污染，而推導過程說明如下。首先，消費財和污染的生產函數可分別表示為 ek  i     k  i   lk  i  ,. xk  i   1   k  i   lk  i  ,.  2.4 .  2.5 . 式  2.4  中， . 代表防治污染的技術；k  i  代表 k國內生產力為 i 的廠商投入於污染防治技術中勞動比例，且該比例限制於 0   k  i   1 ； lk  i  為 k國內生. 政治大. 產力為 i 的廠商的勞動需求。從式  2.5  中亦可以知道，當給定廠商的勞動需. 立. ‧ 國. 學. 求，當越多的資源移往防治污染時（即  越大時），此異質廠商所能生產消. ‧. 費財的數量就越少。另外，我們也假設兩國的  均相同。12. sit. n. al. er. io. 式表達. y. Nat. 如同 Taylor and Copeland (1994)設定，污染防制的技術可用一顯函數形     1    , 1/ . Ch. engchi. i n U. v.  2.6 . 其中   0  1,  1  0,   0 。式  2.6  中， 1 /  為衡量污染防制的效率性，且 0    1 。利用  2.4  、  2.5  和  2.6  ，我們可以得到貿易財的生產函數為. xk  i   lk  i . 1 .  2.7 . ek  i  。 . 為了降低本國污染與提高社會福利， k  j  國均訂定環保稅率 tk  t j  去降. 12. 感謝口試委員指出若放寬此一係數之假設，將可能會有相當有趣的結果，不過由於本文主要是討論環保稅率改變對於生產力之影響，因此，本研究將不對於此一係數討論太多。. 14.

(16) 低當地污染。對異質廠商來說，此一稅率為一固定常數（或固定比例）。13 依照極小化生產成本的方式，可以求得該廠商的總變動成本、受限下最適勞動數量與最適污染量，分別為 Ck  i   Atk xk  i  ,.  2.8 . ek  i    Atk 1 xk  i 。.  2.10. lk  i   1    Atk xk  i  ,.  2.9 . 上面三式中，已經使用工資率等於一的假設，且令 A     1    1。從式  2.10. 政治大. 中，我們可以知道當 k國政府提高環保稅率 t k 時，廠商所生產的污染量會降. 立. ‧ 國. 學. 低；另外，給定環保稅率不變，當提高生產數量時，廠商生產的污染量會增. ‧. 加。. Nat. y. 我們假設每一個廠商在生產本國市場商品時，會有一額外的準固定成本. sit. er. io. f  i  ，而廠商間的異質性是來自於準固定成本。此種設定方式是不同於. al. n. v i n C h(2003)文中，假設每一個異質廠商有相同的 Melitz (2003)的設定。在 Melitz engchi U 固定成本，廠商的異質性是來自於邊際成本以反映生產力差異。此準固定成本的一階與二階導數分別為 f   i   0 和 f   i   0。例如有兩個不同生產力的. 廠商，分別為 i1和 i2，且令 i1  i2 ，根據準固定成本函數的導數特性，可以知. 13. 從政府稅制的角度，還有其他的稅率課徵方式，如累進稅率、累退稅率等，若考慮從其他課徵方式，可能會得到. 一些有趣的結論，但本文僅討論固定稅率的課徵方式。. 15.

(17) 道廠商 i1面對的準固定成本是大於廠商 i2。1415若生產力為 i 的廠商能夠採取. 出口的方式銷售商品到國外時，需額外支付 f  i  的固定成本，且   0 ，16所. 以該廠商的準固定成本則可以寫成 1   f  i  。這結果也可反映出，當廠商採取出口策略會面臨更高的固定成本，同時唯有高生產力的廠商才能夠出口商品至國外市場。 2.3 最適環保稅率的決定. 政治大 2.3.1 封閉經濟體下最適環保稅率的決定立. ‧ 國. 學. 此一小節中，我們先推導在封閉經濟體系下的最適環保稅率，而此結論. ‧. 也可和開放經濟體系下做一比較。在封閉經濟體系下，由於沒有廠商能夠. io. sit. y. Nat. 採取出口的行為。因此，在本小節中，我們先取消下標 k。為了決定異質產. er. 品的最適價格，每一個異質生產力廠商面對到消費者對其產品的需求曲線. al. n. v i n Ch (即式  2.3  )，而進行利潤極大化的決策。據此，每一種異質商品的最適價格 engchi U 為 p i  . 14. At . .  2.11. 。. 從準固定成本的函數形式設定中，可以知道擁有最高生產力的廠商，其 i 為零。若將準固定成本設定為. f  i   g  i 的顯函數形式，則最高生產力的廠商所面對到的固定成本僅為 f  i   g 。. 0,  。. 15. 我們假設兩國均擁有相同生產力指數的連續區間為. 16. 這額外的成本可以視為一種為了出口所需的文件成本，且為固定常數，不隨產量而改變的成本。. 16.

(18) 從式  2.11 中，由於每一個異質廠商均有著相同的邊際成本且面對到的價格加成比（markup）也相同，所以均會訂定相同的價格。根據式  2.11 的最適. 定價法則，生產力為 i 的廠商的利潤函數可以改寫成  i   p i  x i   c i   f i  . .  P 1 .  At       . 1 .  2.12.  f i . 同樣利用式  2.11 ，我們可以推導 k國的物價水準，即 N  1 P    p  i  di  0 . 1/1. =. At  id. .  2.13. 1/1. ，. 政治大. id 可定義為供給或離開當地市場的臨界廠商所擁有的生產力。此臨界生產. 立. ‧ 國.  f  id . 1 .  2.14. Nat. y.  P 1 .  At       . ‧. . 學. 力是決定於產業的零利潤條件，即令式  2.12 為零，如下式所述：. er. io. d. sit. 從零利潤的條件可以看出，只有生產力指數小於 i 的廠商才有利可圖，才能. n. al 夠留在當地市場銷售。接下來，我們將探討當環保稅率改變對於臨界廠商 iv n U e n g c h i 2.14 與價格指數的效果。首先，我們先對  2.13  和   中的 t 偏微分。根據簡單推. Ch. 導，我們得到下列兩式 id 1    f  id    1 P    ， t f   id   t P t  P P  A     t 1     . 1 .  2.15.  i  1     id  t  1   d   t t  .  2.16. 由  2.15 和  2.16 中可知，當環保稅率改變，對於臨界生產力與物價的偏微分效果存在聯立關係。為了確認環保稅率對於臨界生產力與價格指數的影響， 17.

(19) 我們可聯立求解式  2.15 和  2.16 。根據代數求解，其結果為17 id 0 t. P P  A     t t  . 1. t.  1 .  2.17  2.18. id   0. 從式  2.17 的結果可知，當政府提高環保稅率時，並不會改變臨界生產力的水準；式  2.18 則說明提高環保稅率會提升國內物價水準。以上結論的直覺. 相當簡單，當政府提高環保稅率時，會產生兩個效果。第一個為國內物價. 效果，該效果指出稅率上升會提高國內物價水準(即式  2.18 結果)，廠商的. 立. 政治大. ‧ 國. 學. 收入也會增加，將使得更多的廠商進入當地市場銷售；另一個為成本效果，這效果與價格效果相反，稅率的提高反映在廠商成本的增加，進而降低廠. ‧. 商的收入，迫使此時利潤為負的臨界廠商離開當地市場。加總這兩種不同. sit. y. Nat. 的效果時，一正一反的效果剛好抵銷。既然稅率提高並不會改變臨界廠商. er. io. n. al 的收入，當然對於產業臨界生產力也不會產生影響。 iv. n U engchi 為了得到環保稅率改變對於國內總污染量的影響，我們先推導本國總污. Ch. 染量，本國總污染量可由每一個異質廠商所造成的污染量，透過加總方式得到。據此，本國污染量可以表示成 E   e  i  di   At  1id X , id. 0.  2.19. 式  2.19 中， X 代表消費者對異質產品的消費量。對於式  2.19 中的 t 偏微分，可得 17. 詳細計算過程請參閱附件二。. 18.

(20) E   Aid t  1 X t.  1 P 1         0. t   P t.  2.20. 式  2.20 的符號是根據式  2.18 的結論。由式  2.20 可以知道，當環保稅率提高時，會降低本國污染量。為了決定社會最適環保稅率，本國政府之目的為極大化消費者的間接效用函數以極大化社會福利。據此，消費者的間接效用函數可以寫成 V   ln X  wL tE     i di   E, id. 0.  2.21. 式  2.21 中，第一項為消費者消費異質產品的數量；第二項消費者的勞動所. 政治大. 得，這裡我們利用了工資率等於一與總勞動供給為一的條件，可得 wL  1 ；. 立. ‧ 國. 學. 第三項為政府稅收，直接以定額轉讓的方式還給消費者；第四項為廠商收. ‧. 入，我們也假設廠商收入以定額轉讓的方式構成消費者的所得中的一部分；. Nat. y. 第五項為消費者花費在非貿易財上的支出；最後一項為國內污染對代表性. sit. er. io. 消費者所帶來的負效用。政府對式  2.21 中的 t 求一階導數，並令為零。因此，. n. al. 可以得到下式. Ch. engchi. V  P E     i  di   E   t    0  0. t t t P t id. i n U. v.  2.22. 為了決定式  2.22 的符號，我們將  2.18 、  2.19 與  2.20 代入，18其結果為. V t. 18. 式. close economy.  0  t   ,.  2.22 中的最後一項為零，因為.     i  di id. 0. t. t  1 id 1     A 1     P1   19.   1 P    0.  t P t .

(21) 據此，我們可以得到命題一。. 命題一：在封閉經濟體系且廠商生產力為異質的假設下，政府會訂定一個小於邊際損害的環保稅，而最適環保稅會等於  。命題一的結論與 Buchanan (1969)、Barrett (1980) 和 Pflüger (2001)的結論相同。原因為在不完全競爭市場結構下，每一間廠商均具有訂價獨佔力，. 治政對廠商而言，利潤極大化下的最適生產數量原本就小於在完全競爭下的最大立 ‧ 國. 學. 適生產數量水準，政府提高稅率將使得廠商生產更偏離社會最適的產出水準。另外，提高環保稅率同樣也並不會迫使低生產力的廠商離開市場(即式. ‧.  2.17 )。因此，提高環保稅率僅僅提高物價水準，降低消費者剩餘，從而降. sit. y. Nat. 低本國福利。據此，為極大化社會福利而言，政府的最適環保政策是課徵. n. er. io. al 一個小於邊際損害的稅率。. Ch. engchi. 2.3.2 開放經濟體下最適環保稅率的決定. i n U. v. 在本小節中，我們將討論在開放經濟體系下，政府如何訂定最適環保稅率。首先，如同 2.2.2 節所述，當某一高生產力廠商，想要透過貿易方式增加收入，除了銷售當地市場之外，同樣也可銷售至國外市場，即擴大該廠商所面對的市場規模，賺取更高利潤。此出口廠商需另外支付額外的固定成本，即 f  i  。另外，每銷售一單位商品至國外同樣需支付運輸成本 （假 20.

(22) 設此運輸成本為冰山成本的形式，且  1），而運輸成本也假設不隨銷售數量增加而改變。透過利潤極大化的決策，每一個廠商銷售當地市場的最適訂價仍可寫為 pd  i   At  。如果廠商決定出口，而產品的最適國外訂價為 p x  i    At   。透過對國內、國外的最適訂價，我們可以推導出 k國廠商銷. 售於當地的利潤與出口廠商於 j 國的利潤，分別為 . d k. i  .  kx  i  . .  At k      . .   At k      .  Pk1 P. 1  j. 1 . .  2.23.  f i  ,. 1 .   f i .. 立. 政治大.  2.24. ‧ 國. 學. 利潤函數的上標 d 與 x 分別表示銷售當地與出口至外國。同樣 j 國廠商於當.   . 1.  f i  ,.   . sit.  f  i  .. al. n. 1 . er. io.     At j x  j  i   1   Pk  . y. Nat.    At   i   1  j  Pj   d j. ‧. 地利潤與銷售至 k國之出口利潤，也可以表示成. Ch. engchi. i n U. v.  2.25  2.26. 式  2.25 與  2.26 中的 tj 為 j 國政府所訂定的環保稅率。由式  2.23 至  2.26 可知，除了生產力差異將造成異質廠商間有不同的銷售策略之外，當地政府的環保稅率大小也會影響異質生產力的廠商利潤。仿造上一小節的作法，我們先定義出兩國的物價指數，分別為  A Pk1     . 1. 19.  . t  1 i   t  kd j  k. 1.  2.27 19. i jx  , . 由該式中也可以看出本國物價水準中出現外國的稅率，是因為透過本國消費者消費進口品的原因，以及僅有生產. 21.

(23)  A Pj1     . 1.  . t  1 i   t  jd k  j. 1.  2.28. ikx  , . 式  2.27 中的 ikd 、 i jx 分別代表 k國銷售當地市場與離開市場的臨界廠商與 j 國選擇出口，與銷售當地市場的臨界廠商。式  2.28 中的 i jd 、 ikx 分別代表 j 國銷. 售當地市場與離開市場的臨界廠商，與 k國選擇出口與銷售當地市場的臨界廠商，如圖一所示。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. n. a圖一: l C 異質廠商利潤函數n i v hengchi U 為了求得政府環保稅率的改變對於臨界廠商的影響，我們令式  2.23 至.  2.26 等於零，得到四條市場零利潤條件，並對四條市場零利潤條件與兩國. 物價指數（即式  2.27 與  2.28 ）中的 tk 偏微分，微分後進行聯立求解，比較靜態結果於下列所示：20. 力高於 i jx 的廠商才能夠將產品出口至本國市場。. 20. 為了推導這些比較靜態結果且簡化本文分析，我們不考慮政府間訂定政策時有策略性的考量，也就是說，我們. 假定 t j. tk  0 。. 22.

(24) ikd 1    f  ikd    1 Pk       0, t k f   ikd   t k Pk t k .  2.29.  ikx 1    f  ikx    1  Pj       0, tk f   ikx   t k Pj  t k .  2.30. i jd tk. i jx tk.  .  1 f  i jd  Pj Pj f   i jd  tk.  0,.  2.31. Pk f   i jx .  0,.  2.32.   1 f  i jx  Pk tk. 若以圖形表示相關比較靜態結果，如下所示。. 政治大. 立. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. al. n. v i n Ch 環保稅率提升對邊際生產力效果 engchi U. 圖二:. .  A1   1t k 1 1 Pk  ikd . Pk  t k  1  A1    1 Pk1   Pj t k. . . f  ikd    f   ikd  .   1 f  i  kd  tk     t j  f   ikd   .  .  A1   1 1 t k 1  1 Pj  ikx .  1  A1   1 Pj1  . 1 . f  i jx     f   i jx    . f  ikx    f   ikx  .    1 f  i jd  tj    tk   f  i jd  .  . 1 . 23. f  ikx     f   ikx    . 0.  2.33. 0.  2.34.

(25) 式  2.29 和  2.30 的結果表示，當 k國政府提高環保稅率時，對於 k國兩個臨界廠商均有負向的效果。換句話說，當 tk 提高時，對於原先處於銷售當地與離開市場無差異的廠商，此時利潤已為負，該廠商會退出市場，對於原先銷售當地與出口無差異的廠商來說，出口利潤已經小於零，該廠商就僅能銷售當地，而不會採取出口策略。但對 j 國的廠商效果相反(可見式  2.31 與.  2.32 )，當 k國政府提高環保稅率，能夠進到 j 國市場提供銷售的廠商與出口. 至 k國的廠商均會增加，如圖二所示。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學 er. io. sit. y. Nat. al. n. v i n Ch 當本國提升環保稅率時，對兩國臨界廠商之影響 engchi U. 圖二:. 探究其原因在於環保稅率提升 k國的物價水準(如式  2.33 與  2.34 )，此時出口至 k國變得更有利可圖，使得更多 j 國廠商能夠採取出口的策略，同樣對於銷售 j 國當地市場的廠商，由於 j 國的物價水準提高，收入增加，使臨界廠商利潤大於零，而有更多當地的低生產力廠商現在能進到 j 國的當地市場銷售。以上的討論顯示出，當開放貿易後，提高一國環保稅，透過廠商的自 24.

(26) 我選擇效果(selection effect)會對於兩國的廠商數量分配(或是產品種類)產生影響。我們將上述結論整理成命題二。. 命題二：在開放經濟體系下且廠商生產力為異質的假設下，當 k國提高環保稅時，將會提升 k國臨界廠商生產力，而降低 j 國之臨界廠商生產力。由於構成 k國總污染量的來源有兩個，廠商生產銷售 k國商品時所產生的. 治政 k國的總污染可以表示成污染與生產供應 j 國商品所產生的污染。因此，大立 Ek   ek  i  di    ek  i  di   Atk 1  X k ikd  X jikx  , 0. 學. 0. ikx. ‧ 國. ikd.  2.35. 式  2.35 顯示出 k國總污染量取決於臨界廠商值  ikd , ikx  、污染防制效率性的. ‧. 倒數    、兩國消費者消費異質產品的數量  X k , X j  、運輸成本   與 k國環. er. io. sit. y. Nat. 保稅率  tk 。給定其他條件不變時，當越多廠商進到市場生產時(不論是當地. n. al 市場或是國外市場)，均會增加本地的總污染，但防治污染的效率越高時， iv 總污染就會越小。. Ch. n U engchi. 當 k國政府提高環保稅率時，對於 k國總污染量的效果為：.    1     1  i   1 ikx      kd  1 tk Pj1     Pk           Ek  A   0.   A   tk 1 1  1 1 tk   1 i        P i P  i  i j    1 kd  1 kx      1  kd2 k  2 kx   tk Pj tk     Pk tk Pj tk   Pk            .  2.36. 由式  2.36 可以看出，給定其他條件不變的情況下，當環保稅率提高時，對 25.

(27) 於總污染量有三個效果。首先，括號中的第一項為給定臨界廠商生產力不變下，環保稅率的提高對本國總污染量有直接下降的效果；其次，高稅率對於臨界廠商生產力的影響（即 ikd tk , ikx tk ）則是反映在第二項中，而. 總效果從式  2.29 和  2.30 中可知為負向影響；最後一項為環保稅率對於兩國. 物價水準的效果（即 Pk tk , Pj tk ），這項的結果為正。就污染總效果而言，. 稅率上升所導致的直接地成本負向效果大於間接地物價正向的效果。據此，本國環保稅率的上升，將會減少本國總污染量。21. 立. 政治大. 為了推導在開放經濟體系下，最適環保稅率的決定。如同封閉的經濟體. ‧ 國. Vk   ln X k  1  tk Ek     i  di     Ek ,. 學. 系下，消費者的間接效用函數同樣可以表示成，22. ‧. ikd. 0. n. al. open economy. Ch. engchi. sit. er.     ckd  Pk   Ek   t k Pk ,  0  tk     Ek tk. io. Vk t k. y. Nat. k國政府極大化上述間接效用函數，並令一階導數為零，可以推導出. i n U. v.  2.37. 式  2.37 中 ckd  0 xk  i di 代表 k國消費者消費當地廠商生產商品的數量。為了 ikd. 決定式  2.37 的符號，我們可利用式  2.33 、  2.35 與  2.36 的結論，可得到命題. 三。. 21. 另外，我們也可以從式.  2.36 中看到，如果貿易越自由化，即 下降，對於本國總污染量也有向下的效果；消. 費者對於異質產品的支出比例越大，總污染也越大。 22. 為簡化分析，我們在衡量本國消費者的所得時，並不加入本國廠商的出口利潤，僅考慮銷售當地廠商的利潤。. 26.

(28) 命題三：在開放經濟體系且廠商生產力為異質的假設下， k國政府會傾. 向訂定一個高於邊際損害的環保稅率，即 tk  。. 比較命題一與命題三可知，開放貿易時，且廠商為異質生產力的假設下，政府的最適環保稅率不僅為正，而且大於邊際損害，此點與封閉經濟體下的結論非常不同。其原因在於當本國政府提高環保稅率時，對福利有正、反三種效果交互作用。第一種效果是污染效果 Ek tk ，該效果指出環保稅率. 政治大提升對於本國總污染有直接地下降效果，此時政府會訂定一個大於邊際損立. ‧ 國. 學. 害的環保稅率去提升社會福利，理由如式  2.36 的解釋；第二種效果為環保. ‧. 稅收效果，當環保稅率提升時會降低稅基（ Ek 下降），就消費者可收到的環. sit. y. Nat. 保稅收而言，可能上升或下降，若稅收上升（下降）意謂消費者可支配所得. er. io. 提升（降低），進而提升（減低）福利水準；第三種效果為物價效果，即 Pk tk ，. n. a. v. l C 稅率提高會抬升物價水準，使得消費者可消費從國外進口的種類增加而福 ni 利增加。. hengchi U. 綜合以上所述，本國政府將有意願訂定一個較高的環保稅率，只要正向效果（污染效果與物價效果）大於負向效果（稅收效果），反之，則訂定較寬鬆的環保政策。23最後，根據命題三的結論，我們可以得到當考慮廠商具有異質性時，開放貿易後並不會發生生態傾銷的情況，即政府並不會訂定. 23. 若環保稅收效果為正時，此三個效果均為正，代表政府將有誘因去提高環保稅率以極大化社會福利水準。. 27.

(29) 一個小於邊際損害的環保稅率。 2.4 結論現實世界中，許多產業中廠商生產力是不盡相同的。因此，假定廠商的生產力相同，去探討與環保相關的問題是值得商榷的。從實證的文章上，許多產業均支持廠商是具有異質性的，特別是美國製造業，而且貿易部門往往是比非貿易部門製造更多的污染。. 治政本文考慮了異質廠商的假設，同時也捨棄了完全競爭與策略性貿易市場大立 ‧ 國. 學. 結構的假設，引入了獨佔性競爭的市場結構，重新去探討文獻上環保政策對於福利的議題，且同時將環保稅率加入至 Cole and Davies (2011)的異質. Nat. sit. y. ‧. 廠商模型，藉以研究政府如何訂定最適環保稅率。. 本文結論指出，封閉經濟體系下最適環保稅率為小於邊際損害，這結論. er. io. n. al 與文獻上的討論大致相同，主要是來自於市場結構為不完全競爭。不完全 iv n U engchi 競爭的市場結構產生的效率扭曲效果大於環保稅率的矯正效果，此時政府. Ch. 最適政策為課徵小於邊際損害的稅率。當開放貿易時，較嚴格的環保稅率是有助於提升本國福利，並增進本國競爭力。這結論與文獻上的討論並不完全相同，原因在於異質廠商的假設，透過廠商自我選擇的效果，當面對較大的稅率時，低生產力廠商會離開市場，減少污染，提升福利水準。最後，建議後續研究可以從幾方面去討論環保相關的議題。第一，在本文中並沒有考慮到「污染天堂」的問題，當貿易越自由化後（包含運輸成本 28.

(30) 或是關稅下降時），特別是在自由貿易區成立之後，是否具有高污染特性的廠商會集中到區域內的國家，使該國變成污染輸出國；第二，本文也沒有考慮到跨國企業的存在，發展中國家的政府為吸引跨國企業進入本國生產，以帶動本國經濟成長，往往對於高污染、高產值的廠商提供優渥的條件，當中包含較寬鬆的環保標準，此舉將增加本國污染，傷害本國福利。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 29. i n U. v.

(31) 附錄一：推導污染投入與消費財之關聯如 Taylor and Copeland (1994)所提及，模型經濟中有兩國、兩產業。兩產業中有一產業為污染產業，其產業生產函數如 x k i   lk i 。由於 x 產業在生產過程中除了生產 x 產品以外，同時也會產出污染產品 e。產業 x 之廠商亦可利用投入勞動的方式去降低污染量，若此投入比例為  ，則 x 產品的產出與污染量可表示為 x k i   1   lk i  ， ek i     lk i  。. 政治大. 立. ‧ 國. 學. 由於模型假設  0  1，意謂當污染廠商不投入任何勞動量去防治污染時，. ‧. x 產出將與 e 產出相同，即 x k i   ek i   lk i  ；另外，若投入全部的勞動量. sit. y. Nat. 去防治污染(  1  0 )，則 x k i   ek i   0 。. er. io. 利用     1   1/ , 可以將污染生產轉換為生產 x 時的一種投入要素，如. al. v i n i  i l C h e1 ng c代h 入 i Ux i   1   l i . n. ek i   1   . 1/ . lk i   ek.  k. k. k. ，可得. x k i   ek i lk1 i  ，即式 2.7  。. 為推導異質廠商之變動成本，可依據成本極小化的求解過程，即 min C  wl  te, s.t l 1e   x. . L  wl  te   x  l 1e . . 利用一階條件，可得 MRTS . 1    e . l. . 30. w t.

(32) 經移項後可知e . w  l ，再代入 l 1e   x ，可以得到要素需求函數，分 t 1   . 別為 l  xw t  1      , e  xw 1t . 1 . 1 . 1   .  1 ，再將兩條要素需求函. 數代入成本函數，即  1      1  C  w xw t  1        t xw 1t 1    1      .  xw 1t    1   .  1. =At  x. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 31. i n U. v.

(33) 附錄二：推導  2.17 、  2.18   At    方法一：利用零利潤條件與物價方程式，即 1  P   . 1. 1. t.  1. id 兩式求解。將物價方程式帶入零利潤條件內，可得 1.    A  1     A   1      t id    . t.  1 .  f id  ，. 再經過適當化簡，可得到. 立. ‧ 國. ‧. 1 . 的條件，代入  2.16 ，經過化簡後，可得. t  1  id  >0 。. Nat. P P   A     t t  . id 0 t. 學. 邊際生產力指數，即 id  0 。 t 另外，利用. 政治大.   f id  ，從該式中可知，環保稅率並不會影響 id. y.  A      . al. n. id 1    f  id    P 1  A       t f   id   t 1     . 1. sit. io. 方法二：將  2.16 代入  2.15 可得.  i  1    t  1   d  d  t   t . C h. engchi. er. P. 1.  f id  和. i n i  U. v. 1  1    f  id  P 1  A 1  1   id 1    f  id      1  A   1   1  P   t  1 id  t       f   id  1      f   id  t       t. N  1 將 P    p  i  di  0 . 1/1. =. At  id. . 1/1. ，代入上式，經計算可得到.  1    f  id  P 1  A 1  1   id 1    f  id    1      t   1   f i t f   id  t       d  .   At  i 1/1 d 1       .    .  1.  A    . 1. t.  1 .  id   .  1    f  id  P 1  A 1  1   id 1    f  id     A  1   1  1   A 1  1    1   id   1    t    t   t  f   id  1      f   id  t      id       t  32.

(34)  1    f  id  P 1  A 1  1   id 1    f  id    1    1  1   t  f   id  1      f   id  t   t id 0 t. id  0 代入  2.16 ，可得 t t  1  id  >0. 立. 政治大. 學 ‧. Nat. y. 1 . io. sit. P P   A     t   t. n. al. er. 再將. ‧ 國. . Ch. engchi. 33. i n U. v.

(35) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 34. i n U. v.

(36) 第三章國際貿易、多邊環境政策變革與廠商異質性 3.1 前言眾所周知，污染的影響是跨國際、跨洲際。為了因應全球化後跨國企業的興起，所帶來世界總污染量的上升，環保政策的制訂必須建立在多邊合作的基礎上。對政府而言，單邊地訂定嚴格的環保政策雖能降低當地污染，但往往須犧牲本國出口廠商的產業競爭力，也因為防治污染的政策具有外. 政治大部效益的特質，各國政府均希望能成為世界污染市場的「free rider」，而沒立. ‧ 國. 學. 有誘因率先訂定一個較嚴格的環保政策來保護世界的環境品質。對高污染. ‧. 廠商來說，環保稅率提高意味著獲取的利潤將有損失，重新尋找低環保管. sit. y. Nat. 制的國家將變成這些廠商的首要目標，也因為如此，低環保管制國家遂變. er. io. 成高污染廠商的「天堂」，這些廠商透過較低環保管制成本將高污染性產品. n. a. v. l C 傾銷至全世界。24據此，本文主要目的探討國家間單邊與多邊的環保改革是 ni. hengchi U. 否能夠有效的降低世界總污染量以及嚴格的環保政策是否會降低本國競爭力。文獻上大多利用寡佔（特別是 Cournot 模型）探討單邊／多邊環保政策的改變對於本國福利的效果，如 Hole (1991), Barrett (1994), Kenndy (1994), Stimming (1999), Lahiri and Symeonidis (2004), Lahiri and Ono (2007), Lahiri 24. 支持此論點的文章有 Aliyu (2005)討論 OECD 國家，Zhang and Fu (2008)研究中國, Condliffe and Morgan (2009)則. 是討論美國的情況。. 35.

(37) and Symeonidis (2007), Hatzipanayotou et al. (2008), Yanase (2009), Gautier (2013), Greaker and Hagem (2013)。25與本文目的相近的文章為 Gürtzgen and. Rauscher (2000)、Lahiri and Symeonidis (2007)。26Gürtzgen and Rauscher (2000) 利用兩國的 Dixit-Stiglitz 獨佔性競爭模型與廠商生產力為同質的假設解釋環保政策單邊地提升對於兩國污染量的影響。在採行環保標準的政策下，G ürtzgen and Rauscher 得到提升環保標準將會提升本國污染量並降低外國污染量，其原因在於如果利潤效果大於資本效果，則進入本國市場的廠商增. 政治大加，將會提升本國污染量；若採行環保稅的政策下，當一國環保稅的提升立. ‧ 國. 學. 將對本國與外國污染量效果為不確定。27Lahiri and Symeonidis (2007)假設兩. ‧. 國內廠商進行同質商品的 Cournot 競爭，且假設廠商的污染密集度為產業. y. Nat. 內相同與國家間不同，探討單邊與多邊的環保改革對於全世界污染量的影. sit. er. io. 響。Lahiri and Symeonidis 所得到的結論為當單邊的環保稅率被提高時，只. n. a. v. l C 要外國廠商的污染密集度是高於本國廠商的污染密集度，全世界的污染量 ni. hengchi U. 會提高。在多邊的環保改革下，全世界的污染量會下降。 25 26. 早期的文獻可參考 Cropper and Oates (1992)。. Conrad (1993)利用兩國廠商在第三地的 Cournot 模型支持政府會降低環保稅能增加廠商出口競爭力。Kenndy (1994). 類似 Conrad (1993)的模型，探討嚴格的環保政策對於福利效果，並區分出「rent-capture」和「pollution-shifting」管. 道，當 pollution-shifting 效果大於 rent-capture 效果時，政府會訂定一個較嚴格的環保政策。Barrett (1994)研究在數量. 和價格競爭下最適的環保標準。Lahiri and Symeonidis (2004)研究防治污染技術的補貼政策對於全世界污染的影響。 Lahiri and Ono (2007)討論相對環境標準的福利效果。Stimming (1999)研究在環境管制下投資與污染稅之間的關係。. Greaker and Hagem (2013)則是探討環境 R&D 的決定。另外，Hatzipanayotou et al. (2002, 2005, 2008)與 Turunen‐Red and 27. Woodland (2014)是使用一般均衡模型去討論多邊環保稅率的問題。. Gürtzgen and Rauscher (2000)文中，環保稅的改變導致對兩國污染量不確定的原因在於，除了資本效果與利潤效. 果以外，多了一項彈性效果。. 36.

(38) 探討環保稅率與產業生產力之間的關係是本文另外一個重點，文獻上較少文章關注於環保稅率與產業生產力之間的問題，如 Barker and Köhler (1998), Xepapadeas and Zeeuw (1999), Yanase (2009), Böhringer and AlexeevaTalebi (2012)。大多研究結論均支持在政府應放鬆環保管制以增進產業競爭力。Yanase (2009)利用兩污染廠商在第三國進行 Cournot 競爭的模型，該文的結論為本國污染稅率提高時，國外廠商的生產力會因此提升，同時國外政府也能獲得環保品質改善的好處。. 政治大本文所使用的模型與上述文獻不同，我們主要將研究焦點放在廠商具有立. ‧ 國. 學. 異質生產力的獨佔性競爭模型。晚近，一些實證文章上指出，廠商的生產. ‧. 力不僅是具有異質性，而且不同生產力廠商也有不同的銷售策略，如. sit. y. Nat. Pavcnik (2002), Lileeva and Trefler (2010), Bustos (2011)。異質生產力模型主. er. io. 張，廠商採取出口策略的成本會比銷售當地的成本更高，也只有高生產力. n. a. v. l C 的廠商才能夠出口並銷售商品至國外市場。在傳統討論單邊與多邊環保稅 ni. hengchi U. 率對於全世界污染量的影響，均一致性的忽略產業內的廠商生產力是具有異質性的問題，如 Gürtzgen and Rauscher (2000)、Lahiri and Symeonidis (2007) 等。關於異質廠商的模型設定，文獻上有兩種方式。一種為廠商的邊際成本為異質，如 Melitz (2003), Helpman et al. (2004), Egger and Kreickemeier (2009)；另一種為固定成本為異質，如 Schmitt and Yu (2001), Jørgensen and Schröder 37.

(39) (2006), Davies and Eckel (2010), Cole and Davies (2011), Cole (2011)。兩種方式在分析上具有相似的結論，且固定成本異質性的設定有較高的模型可分析性。28 本文所使用的異質廠商模型為 Cole and Davies (2011)，探討單邊與多邊的環保改革對於世界總污染的影響。本文所得到的結論為當稅率改革是單邊的執行，對於全世界的污染量效果是不確定的（本國污染量會減少，而. 政治大. 外國污染量會上升）；若兩國採取多邊環保稅率改革，兩國的污染量均會下. 立. 降，進而全世界的污染量會因此下降。主要的原因在於多邊的環保政策會. ‧ 國. 學. 對兩國產生成本與物價兩種效果，透過廠商的自我選擇效果（Selection. ‧. effect），利潤為負的廠商會選擇離開市場，使得污染下降；若單邊的環保稅. Nat. io. sit. y. 提升，僅會對本國廠商產生此兩種效果，而對外國廠商只存在物價效果，. er. 因此，本國污染量會下降且外國污染量會上升，世界總污染量則不確定。. al. n. v i n Ch 另外，提升環保稅率迫使低生產力廠商離開市場，透過社會資源的重分配， engchi U. 現存廠商的市場規模將擴大且面臨到更高的環保稅率時，市場內的廠商有誘因透過提升環保技術研發或投資污染防制設備以取得更大的本國或國外市場，而此舉將有助於提升國內的產業生產力。本文的架構為 3.1 節為前言，3.2 節為模型說明，3.3 節為環保稅率的改革，當中包含單邊與多邊調升環保稅率的情況，3.4 節為結論與後續建議。. 28. 固定成本異質性同樣也是實證可獲得支持的，請參閱 Cole et al. (2010)。. 38.

(40) 3.2 模型假設經濟體系內有兩個國家，分別為 k國和 j 國。k國和 j 國各有一單位勞動要素稟賦，我們將這兩個國家的工資率標準化為一。每一個國家均生產兩種財貨，分別為貿易財與非貿易財。非貿易財的生產是在完全競爭的市場結構且為固定報酬的生產技術。生產一單位非貿易財需要一單位的勞動投入，因此，非貿易財的價格同樣也可以標準化為一。貿易財的生產是在. 治政獨佔性競爭的市場結構且產業內廠商的生產力具有異質性，我們假設異質大立 ‧ 國. 學. 廠商之生產力指數 i 是均勻分配在 0,  的連續區間且兩國均有相同生產力. 區間。廠商若能採取出口策略，每銷售一單位商品至國外時，將需負擔運. ‧. sit. y. Nat. 輸成本  ，且   1 。29為了簡化分析，我們假設兩國的運輸成本為相同的固. io. al. n. 3.2.1 消費者需求. er. 定常數，也假設運輸成本不隨銷售數量增加而改變。. Ch. engchi. i n U. v. 在 h  h  k , j  國內各有一個代表性消費者，其偏好可用一準線性效用函數描述，即. Uh   ln  X h   Yh  Ew ,   0,. 29.  3.1. 本文假設運輸成本為冰山成本形式。關於運輸成本的形式設定，文獻上有許多其他的處理方式，其中一種為考量. 運輸公司的存在。當廠商決定價格後，再考慮是否由自行運送商品或是由運輸公司運送，相關討論請參閱 Gronberg and Mayer (1981)。. 39.

(41) 式  3.1 中， 為衡量環保的邊際損害或是環保品質的程度，且 >0 30； Yh 為 h 國代表性消費者所消費的非貿易財數量； Ew 為全世界的總污染量31； X h 為 h 國代表性消費者所能消費的總貿易財數量； 為 h 國代表性消費者花費於. 貿易財的比例，且假設兩國均相同。我們假設貿易財的生產技術為 CES 的. . 形式，即 Xh . Nh. 0. xh  i . . . 1/ . , 0    1，. xh  i  為 h國代表性消費者對生產力為 i 的貿易財廠商的需求量。由於 0    1，. 政治大. 可知兩貿易財之間的替代彈性為   1/ 1    >1； Nh 為 h 國消費者能夠消費的. 立. ‧ 國. 學. 貿易財種類，種類中包含本國 k與外國 j 所生產之進口品。令 Ph 為 h 國貿易財. 0. ph  i  xh  i  di  Yh  Ih. y. Nh. Nat. . ‧. X h 的物價指數，代表性消費者的預算限制線為.  3.2 . sit. er. io. 式  3.2  中， I h 為 h 國消費者的所得；32 ph  i  為 h 國消費者面對生產力為 i 的. al. n. v i n Ch 產品價格；Y 為 h 國消費者花費在非貿易財上的支出。根據式  3.1 和  3.2  ， engchi U h. 我們可以得到 h 國消費者對生產力為 i 的產品需求函數為 xh i  .  ph i  Ph1 . . ,. 式  3.3  中 Ph 為 h 國物價指數，33亦即 Ph. . . Nh. 0. ph i . 1 . di. . 1/1  .  3.3  。. 30. 我們假定兩國的環保邊際損害均相同，若假定兩國環保邊際損害不同並不會影響本文分析與相關結論。. 31. 這種污染的形式為「跨域」(Transboundary)。. 32 33. 在這篇文章中，我們並不考慮其他稅制，例如所得稅等，相關文獻可以參考 Schob (2006)。消費者的最適消費數量與所得無關，這是準線性的一種特性。除了可簡化本文分析，該假設也讓我們可以忽略所. 得分配的問題。. 40.

(42) 3.2.2 污染本文依循 Taylor and Copeland (1994)對於污染量的函數設定。假設每一. 間廠商 i 在生產過程中，除了生產可消費財貨 xh  i ，也會產出污染產品 eh  i ，而這兩種產品間的設定方式為「聯產品」的關係。此兩種財貨的生產函數型式如下所述，. eh  i     h  i   lh  i  ,. xh  i   1   h  i   lh  i  ,. 立.  3.4 .  3.5 . 政治大. ‧ 國. 學. 式  3.4  、  3.5  的  . 代表該廠商採取防治污染的技術、h  i  代表 h國內生產. 力為 i 的廠商投入於污染防治技術中勞動比例且該比例限制於 0   h  i   1 、. ‧. lh  i  為 h 國內生產力為 i 的廠商的勞動需求。給定廠商的勞動需求，污染產. sit. y. Nat. 品與可消費財貨間為替代關係，也就是說如果廠商投入更高的勞動比例於. er. io. n. al 防治污染，雖污染量可因而降低，但可用於生產可消費財貨的勞動比例將 iv n U engchi 下降，以至於可消費財貨的生產量也減少。為簡化本文分析，我們假定兩. Ch. 國投入防治污染的勞動比例為相同，即  相同。為了更明確的衡量生產力與污染量之間的函數關係，我們假定污染防治技術的函數為     1    , 且   0  1,  1  0,    0 1/ . 在式  3.6  中， 1 /  為衡量污染防制的效率性，且 0  .  1 。我們將式  3.4  、.  3.6  代入式  3.5  中，經簡單推導可得到貿易產品的生產函數如下34. 34. 相關推導內容請參閱第二章附錄。. 41.  3.6 .

(43) xh  i   lh  i . 1.  3.7 . eh  i . . 為了降低污染量， h 國政府訂定環保稅率 t h ，35對廠商而言，此稅率為一固定常數的稅率。36給定污染與勞動要素價格，廠商可透過成本極小化決策來決定受限下的最適勞動數量與污染量以及總成本函數，分別為 Ch  i   Ath xh  i  ,. lh  i   1    Ath xh  i  ,.  3.8 .  3.9 . eh  i    Ath 1xh  i .  3.10. 政治大. 式  3.8  、  3.9  、  3.10 中令 A     1    1 。最後，為了行文方便，我們可以. 學. ‧ 國. 立. 先推導出世界的總污染量。世界總污染的衡量方式為兩國在生產上所產生. ‧. 的污染，透過加總方式得出，即式  3.11 Ew   ek  i  di   e j  i  di.. io. al. y. n. 3.2.3 生產面行為. sit. 0.  3.11. er. 0. Nj. Nat. Nk. Ch. en chi. i n U. v. g Cole and Davies (2011)的設定方式，關於異質廠商的生產面，我們依循並假設廠商的異質性是來自於固定成本。此外，異質廠商在進入市場前已經知道自己的生產力，不需要支付一筆固定常數的進入費（entry fee），此. 35. 由於本文僅假設廠商在生產過程中會產生污染，因此，廠商需支付的環保稅率是根據工廠座落的位置，例如工廠. 36. 從稅制的角度，還有其他的稅率課徵方式，如累進稅率、累退稅率等，若考慮從其他課徵方式，可能會得到一些. 座落在 j 國，所需負擔的稅率為 t j 。. 有趣的結論，但本文僅討論固定稅率的課徵方式。. 42.

(44) 一假設允許我們假定異質廠商數固定，且不需要去考慮自由進出條件。37知道自己的生產力後，廠商可根據進入市場後是否有利可圖，自由選擇進入市場生產或是退出市場。決定進入市場生產後，均需支付生產的準固定成本，且準固定成本的函數形式為 f  i  。我們假設準固定成本為生產力 i 的單. 調嚴格遞增凹函數，即 f   i   0 與 f   i   0。38若某一高生產力廠商決定採取出口策略時，該廠商所需支付的準固定成本現為 1   f  i  ，其中   0 ，39這. 政治大. 代表執行出口策略是比銷售當地市場有著更高的成本，所以只有高生產力. 立. 的廠商能夠負擔高成本的出口策略。當廠商進入市場生產後，會根據消費. ‧ 國. 學. 者對其商品的需求曲線（即式  3.3  ）求取銷售當地的利潤與出口利潤最大. y.  At h   p hd  i  , h  k , j . . al. sit. . , p hx  i  . er. At h. io. p hd  i  . Nat. 分別為. ‧. 化下的最適訂價，經推導後，可以得到廠商對銷售當地與國外之最適訂價.  3.12. n. v i n Ch 這裡上標 d 和 x 分別代表銷售當地與出口行為。在式 e n g c h i U  3.12 中，由於每一間異. 質廠商的獨佔力均相同（均為 1/  ），所以每一間廠商提供給當地市場的銷. 37. 這假設與 Melitz (2003)的設定不同，在 Melitz 的模型當中，每一個廠商進入市場前需先支付一筆固定的進入費，. 之後再抽取生產力水準並決定是否進入市場生產。在抽取生產力水準前，廠商會考量生產利潤的折現值與進入費之間抉擇，若有利潤折現值大於進入費，該廠商會進入市場抽取生產力水準，反之則離開市場，此為「自由進出條件」。另外，Melitz (2003)的模型是假設廠商的異質性是來自於邊際成本，且每一間廠商均需支付相同的生產固定成本。 38. 例如，假設有兩個生產力不同的廠商，其生產力指數分別為 i m 和 in ，且 im  in ，廠商 i m 所面對到的準固定成本. 是大於 in 所面對的準固定成本。此外，我們假設座落在原點的廠商生產力為最高，因為其準固定成本為最低。 39.  的意義可以視為一種為了出口所需支付的文件費用，例如為符合國外進口標準所需證明的相關費用，此一費用. 通常是固定的，並不會隨著出口數量增減而改變。. 43.

(45) 售價格也會一樣。因為運輸成本在兩國間相同，所以出口價格與銷售當地價格之間比例為 倍。當貿易越自由化（  下降），出口價格與當地銷售價格就越一致。 3.2.4 均衡在這一小節，我們將討論經濟體系的均衡。首先，將廠商之最適訂價代入其利潤函數裡，可以得到 k國廠商 i 於當地市場之利潤與出口利潤，分別 40. 為. 政治大. 立.   Atk     Atk  x   i   1    f  i  ,  k  i   1   f  i  .  Pk     Pj   . ‧ 國. 1. 1. 學. d k. . io.   . 1.  f  i  .. y.     At j  f  i  ,   i   1   Pk   x j. sit. 1. er.   . Nat.    At   i   1  j  Pj   d j. ‧. 使用相同方法，可以得到 j 國廠商 i 的當地銷售利潤與出口利潤，分別為. n. al 對於 k國的某一廠商而言，若進入當地市場生產的利潤大於零，則該廠商會 iv n U engchi 進到當地市場生產並銷售，反之，離開市場。據此，我們可以透過零利潤條. Ch. 件去決定銷售當地市場廠商的臨界生產力，定義為 ikd 。同理可證，我們也可以去定義 i jd 、 ikx 和 i jx ，分別代表進入 j 國廠商當地市場的臨界生產力、 k 國廠商進入 j 國市場的臨界生產力與 j 國廠商進入 k國市場的臨界生產力。利用四個臨界生產力代入利潤函數中，可以得到四條零利潤條件，分別為. 40. 在往後的小節，我們將恢復國家的下標，以方便推導與說明。. 44.

(46)   Atk     Pk1   . 1.    At j   Pj1  .   . 1.    Atk   f  ikd  ,    Pj1   . 1.     At j  f  i jd  ,   Pk1  . 1.  f  i jx  .. sit. y. i jx  , 與 . ‧. a  iv i .  l C n h engchi U. t  1 i   t  jd k  j. 1. er. 1. n.  A    . 1. io. P. 1 j.  . t  1 i   t  kd j  k. Nat. 1. 學. 圖四: 兩國邊際生產力之廠商. 利用式  3.12 可以改寫兩國之物價指數，即  A Pk1     .  3.13. 政治大. 立. ‧ 國.   .  f  ikx  . 與. kx.  3.14. 由式  3.14 可知，國外政府（ j 國）所訂定的環保稅率（ t j ）會透過廠商的出口行為，進而影響到本國（ k國）物價水準，反之亦然；此外，本國（ k國）環保稅率（ t k ）的改變同樣也會改變本國出口臨界廠商（ ikx ）的生產力，間接影響到國外（ j 國）物價水準。 3.3 環保稅率的改革對全球污染的效果對於環保稅的改革，本文考慮兩種情況。第一種為單邊地提高環保稅率， 45.

(47) 我們假定是由 k國提高環保稅率 t k ，藉以探討對世界總污染量的影響；第二種為多邊地提升環保稅率。在多邊調升環保稅率的情況下，我們假定兩國調升的幅度與方向均相同，41探討此改革對世界總污染量的影響。 3.3.1 單邊環保稅率的改革在此小節，我們將探討由 k國提高環保稅率 t k ，對世界總污染量的影響。. 首先，我們對式  3.13 的 t k 作偏微分，分別為42 f  ikd    1   ikd 1 Pk       0, t k f   ikd   t k Pk t k . 立. ‧ 國 tk.   1 f  i jx  Pk. al.  3.17  3.18. y. ,. sit. tk. er. Pk f   i jx . ,. io. tk. . Pj f   i jd . ‧. i jx.   1 f  i jd  Pj. Nat. tk. .  3.16. 學. f  ikx    1    ikx 1  Pj       0, tk f   ikx   t k Pj  t k . i jd.  3.15. 政治大. n. v i n k國環保稅提升對於 ikd 與 ikx 均在式  3.15 至  3.16 中，不論 PCth的符號為何， engchi U k. k. 為負向影響，其原因為環保稅率提升對於廠商生產力指數有一負向直接效果，該效果會大於物價上漲所帶來的間接效果。但在式  3.17 與  3.18 中，k國環保稅提升對於 i jd 與 i jx 的影響，將取決於 Pk tk 與 Pj. 41. t k. 的符號。. 考慮兩國調升的幅度不同時，亦可視為一種單邊地調升環保稅率情況，其結論會與單邊調升環保稅率的結論一. 致；反之，若兩國調升的方向相反時，其結論同樣也適用單邊調升環保稅率的結論。 42. 推導單邊環保稅率對於國外臨界廠商的生產力影響時，我們假定國外環保稅率不隨本國環保稅率提升而改變，. 也就是 t j. tk 的符號為零。. 46.