臺灣地區二氧化碳排放之路徑分析：最適控制理論之應用

THE ANALYSIS OF TAIWAN’S CARBON DIOXIDE EMISSIONS: THE APPLICATION OF OPTIMAL CONTROL THEORY

張雅涵(Ya-Han Chang)

指導教授 ： 魏國棟

國立臺北大學/社會科學學院/經濟學系/碩士(2011年)

摘要

目前，臺灣政府所訂定之二氧化碳減量目標為「2020年的CO2排放量回到2005年的水準，2025年的CO2排放量回到2000年的水準」，然而，國內相關政策的制定卻一再延宕，如能源稅條例草案與溫室氣體減量法等，不禁令人產生疑惑，政府能否如期達成目標？政府所訂定的減量目標是否合適？本研究欲從經濟學的角度，探討最適CO2減量與存量水準受到哪些因素的影響，並預估2015年到2100年間，臺灣最適CO2減量與存量水準。

首先，利用動態最適控制理論，以社會成本極小化為目標，針對CO2建置動態經濟模型，考量調適行動（adaptation）的影響，推導最適CO2存量與最適CO2減量的計算公式。依照基線排放量的不同設定，將模型分為模型一與模型二。模型一中，基線排放量不隨時間變化，動態體系中的長期均衡存在，且存在唯一的馬鞍收斂路徑，模型二中，基線排放量會隨時間外生變動，在此情況下，除非經濟體系的CO2淨排放量等於CO2自然消耗量，否則，長期均衡將可能不存在。

本研究後半段，先推估臺灣的基線排放量、損害函數等，並蒐集各項所需參數，接著，利用理論模型的推導結果，模擬分析臺灣2015年到2100年間，最適CO2存量與減量路徑。模擬結果顯示，在模型一中，最適減量和存量將隨時間逐漸增加，並遠離長期均衡，表示臺灣的減量與存量水準期初值，並未落在收斂路徑上，另一方面，不論在模型一和模型二中，經濟體系調整參數值上升，均可使得社會成本顯著下降，突顯出調適行動的重要性，因此，本研究建議，決策者在制定氣候變遷相關策略時，應將調適策略納入考量。

關鍵字

二氧化碳排放路徑、二氧化碳排放減量路徑、最適控制理論、經濟體系調整參數

並列摘要

This study provides an estimation of Taiwan’s CO2 emissions and related social costs from 2015 to 2100. By applying the optimal control theory, two dynamic economic models are set up to derive the optimal abatement and accumulated levels of CO2 theoretically. The difference between two models is the specification of the baseline emission. The first model assumes the fixed baseline emission. Thus, the steady-state equilibrium and saddle path for optimal abatement and accumulated levels of CO2 can be obtained. But, the baseline emission changes exogenously in the second model. The optimal equilibrium and saddle path may not exist unless the net CO2 emissions and the decay amount of CO2 are equal.

In comparison with the theoretical conclusion, this study also estimates the real baseline emissions, the initial amounts of CO2 accumulation and abatement, and the damage function in Taiwan. Followed by the previous literatures, this study applies the appropriate abatement function, discount rate, and decay rate to simulate the optimal abatement level and accumulation level of CO2 from 2015 to 2100 in Taiwan. This study concludes that the optimal abatement level and accumulation level of CO2 will increase over time. Besides, this study also proves that the social cost decreases significantly when the parameter of economy adaptation increases. Therefore, the appropriate economy adaptation policies are important issues for managing the impacts of climate change.

並列關鍵字

CO2 emission path, CO2 abatement path, optimal control theory, adaptation parameter

參考文獻

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