能源经济学第3章可耗竭资源理论

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一节 不可再生资源的利用,一、不可再生资源的存量,1、当前存量,当前价格下开采能够取得利润的储藏量。,2、潜在储藏量,在可能价格下可以开采的储藏量,取决于人们为取得这些资源而愿意支付的,价格。,3、总储藏量,地球上某种自然资源的总量。,第三章 可耗竭资源理论,1,技术回报率到达10以上的石油资源预测1976年价格：美元,每桶价格,可开采资源量（10,9,桶）,11.62,13.75,22.00,30.00,30.00以上,21.2,29.4,41.6,49.2,51.1,资料来源：美国国会U.S.Congress),1978,?美国石油开发的潜力?。,2,不可再生资源的经济学与地质学认识,不可再生资源的分类,当前储藏量,确定的 未探明的,经济的,不经济的,3,第一节 不可再生资源的利用,一、不可再生资源的存量,计算资源储藏量时的常见错误,1、使用当前储藏量代表最大潜在储藏量,静态储藏指数：当前储量同当前消费的比例。,低估资源的使用年限。,假设条件：1资源耗尽前，资源的年消耗量不变,2资源储藏量不变，当前储藏量等于潜在储藏量,2、把整个资源的储藏量当作特定价格下的潜在储藏量,价格不能无限上涨。,4,二、不可再生资源的供给过程,1、勘探,确定资源储藏量，探明资源的地质特征,2、开发,为采集准备场所和设备,3、采集,从地下取出资源,每一阶段的本钱，不仅影响本阶段的决策，而且影响到其它阶段的决策。,5,第三章 可耗竭资源理论,问题1：能源资源会耗竭？,资源价格,资源储量,技术状况,开发费用,问题2：如何阻止能源资源耗竭？,可替代能源原因是资源有限,技术进步不能解决资源短缺问题,资源耗损率,2与环境污染处理措施相联系,1理想的资源耗竭率由资本的聚集技术进步程度人口,规模政策决定,6,在竞争市场，t=0,1,以使以下目标函数最大化,t,：资源的市场价格,Q,t,：t时期的产量,C：资源的边际本钱,企业在下述约束条件下取得贴现后利润最大化,7,问题最后归纳为：,建立拉格朗日表达式：,边际资源价值，即再增加单位资源能带来利润的增加值。,8,对上式微分后得：,改写为：,结论：t时期的价格必定等于：,边际开采费用+边际使用本钱,边际使用本钱含义：在边际上失去的时机本钱的现值。今天多使用单位资源，就意味着放弃将来使用该资源的净现值。,9,假设：,容易得出：,资源影子价格的增长率也就是报酬率应等于社会贴现率。,霍特林法那么Hotelling Rule,10,第一节 自然资源的最正确利用条件,一、不考虑开采本钱的情况下,1、目标：社会福利函数的最大化,不连续情况下的社会福利函数为：,假定存在社会贴现率，并连续的情况下，社会福利函数为：,11,2、,约束条件1：所有资源存量必须在开采结束时开采完并使用完。资源存量消耗率资源存量开采率,初始存量S,0,，t时刻资源的开采率和使用率R,t,也可以表示为微分形式,12,2、约束条件2：资本存量的变化,资本存量的变化，等于产出与消费的差额,用生产函数表示时：,13,3、模型总结,选择Ct和Rt的值，t=0,1,以使以下目标函数最大化,其约束条件为：,14,3、模型最优解：,Q,Rt,为产出对可耗尽资源的偏微分,Q,Kt,为产出对资本偏微分,分别为资源与资本的边际产量,P,t,为自然资源的影子价格,t,为资本的影子价格,15,3、模型最优解2：静态效率条件,任何一期边际效用，要等于资本影子价格。一个单位产出用于消费的边际净收益等于用于增加资本存量的边际净效益。,自然资源的边际产品价值，必须等于自然资源存量的边际价值或者影子价格。,产出单位与资本单位是一样的,16,3、模型最优解3：动态效率条件：每种资源或者资产获得同样的报酬率在任何时点上相同，并等于社会贴现率,资源影子价格的增长率也就是报酬率应等于社会贴现率。霍特林法那么Hotelling Rule,资源的贴现价值在所有时间序列上应该相等。,初始价格不同，满足霍特林法那么的价格路径也不同：霍特林法那么仅仅是最优的必要条件，而非充分条件。,17,1932年美国数理经济学家霍特林Hotelling)对如何以有限的矿产资源确保未来持续性消费问题做了探讨，第一个提出在完全竞争、开采本钱不变的条件下，随着时间的推移租(市场价格一开采本钱)的变化方程a,霍特林的研究为矿产资源经济学奠定了坚实的根底，其结论被称为霍特林定律或霍特林规划。,18,3、模型最优解3：动态效率条件：每种资源或者资产获得同样的报酬率在任何时点上相同，并等于社会贴现率,物质资本回报即其价格增值加上其边际生产力必须等于社会贴现率。,19,二、考虑开采本钱的情况下,1、模型总结,选择Ct和Rt的值，t=0,1,以使以下目标函数最大化,其约束条件为：,20,二、考虑开采本钱的情况下,2、模型最优解：,QRt为产出对可耗尽资源的偏微分,QKt为产出对资本偏微分,分别为资源与资本的边际产量,Pt为自然资源的影子价格,t为资本的影子价格,tGRt为边际开采本钱,GSt为随资源存量变化的资源开采本钱,区分总价格与净价格,净价格=总价格边际本钱,21,三、应该考虑的其它情况,1、向另外一种不可再生资源的转化,第二种不可再生资源的开采本钱较高，但在一段时期内，第二种资源的边际开采本钱增长率较低。,当第一种资源的边际开采本钱上升到一定程度后，转化成为可能。,什么程度？,22,2、发现新的资源或者技术进步,随着一种资源易于开采的局部已经开采殆尽，那么发现和开采新资源的边际本钱不断上升。技术进步可以降低开采本钱。,23,技术回报率到达10以上的石油资源预测1976年价格：美元,每桶价格,可开采资源量（10,9,桶）,11.62,13.75,22.00,30.00,30.00以上,21.2,29.4,41.6,49.2,51.1,资料来源：美国国会U.S.Congress),1978,?美国石油开发的潜力?。,24,不可再生资源的经济学与地质学认识,不可再生资源的分类,当前储藏量,确定的 未探明的,经济的,不经济的,25,第二节 不可再生资源的利用,一、不可再生资源的存量,计算资源储藏量时的常见错误,1、使用当前储藏量代表最大潜在储藏量,静态储藏指数：当前储量同当前消费的比例。,低估资源的使用年限。,假设条件：1资源耗尽之前，资源的年消耗量不变,2资源储藏量不变，当前储藏量等于潜在储藏量,2、把整个资源的储藏量当作特定价格下的潜在储藏量,价格不能无限上涨。,26,二、不可再生资源的供给过程,1、勘探,确定资源储藏量，探明资源的地质特征,2、开发,为采集准备场所和设备,3、采集,从地下取出资源,每一阶段的本钱，不仅影响本阶段的决策，而且影响到其它阶段的决策。,27,三、不可再生资源的最正确开采利用,一个初始量给定的只出不进的水池，怎样放水才能使总利润最大化。,目标函数：资源开采价格和开采本钱之差称为“租，使各个时期租的总和最大化,约束条件：,1资源存量随开采而减少,2资源初始存量给定,3开采本钱随资源存量的减少而上升,4资源价格不能超过由替代品价格决定的一个价格上限,28,三、不可再生资源的最正确开采利用,最优解的结果如上节所示。,得到对一般资源而言，存在,gk=,g资源的生物学或地质学增长率,k资本价值的增长率,社会贴现率,29,三、不可再生资源的最正确开采利用,最优解的结果如上节所示。,对不可再生资源而言，存在,k=开采资源的价格增长率必须等于贴现率,Hotelling rule,开采资源的价格增长率必须等于贴现率其它财产利率的情况下，对于开采者来说，把资源保存在地下与开采出来，这样两种选择，没有偏好。,30,三、不可再生资源的最正确开采利用,最优解的结果如上节所示。,存在开采本钱的情况下,地下资源价格与开采出来的资源价格井口价格不同。,如果资源总量有限，总开采本钱还应该包括使用者本钱：今天开采对于未来开采经净收益的时机本钱。那么,P*cu,P*为最优价格；c为边际开采本钱；u为边际使用者本钱,31,三、不可再生资源的最正确开采利用,最优解的结果如上节所示。,未来预期的影响：,1对未来资源价格的预期上涨，即当前开采的使用者本钱，推迟开采,2未来技术进步的加速，降低开采本钱，推迟开采,投资利率的上升的影响：,当前开采率上升。,32,三、不可再生资源的最正确开采利用,案例：能源的生产与消费问题参见张帆,1998,1、价格管制,规定价格上限,消费方面：过低的价格会使人们过多地开采和消费资源。,供给方面：资源产量将少于没有管制时的产量。,偏离资源的有效配置。,33,三、不可再生资源的最正确开采利用,案例：能源的生产与消费问题,2、卡特尔问题：垄断的影响,减少产量。提高价格，使资源配置偏离最优。,1需求的价格弹性,2需求的收入弹性,3其它供给者的影响,卡特尔成员之间的不一致,34,三、不可再生资源的最正确开采利用,案例：能源的生产与消费问题,3、国家石油平安问题,考虑风险情况下的石油供求平衡。,石油禁运情况下的对策：,自力更生的代价,政府可能的政策选择,35,思 考 题,1、自然资源的可以划分为几类？各有什么特征？,2、不考虑开采本钱情况下的资源最正确利用模型的 构成是什么？,3、不考虑开采本钱情况下的资源最正确利用的条件是什么？,4、开采本钱的考虑对资源最正确利用有什么影响？,5、如何不可再生资源的储藏量？,6、霍特林法那么的含义是什么？,36,