绿色转型的宏观经济学（英）

BIS工作文件 No1237 宏观经济学绿色过渡 作者：GregorBoehl，FloraBudianto和ElödTakasáts 货币和经济部 2024年12月 E52,E58.JEL分类:O44,E31, 关键词：能源转型、创新、通货膨胀动态，货币政策。 BIS工作文件由货币和经济组织成员撰写国际清算银行部，并不时由其他机构 经济学家，并由世行出版。这些论文是关于主题的兴趣和技术性。他们表达的观点是他们的观点 作者，不一定是国际清算银行的观点。 该出版物可在BIS网站(www.bis.org)上获得。 ©国际清算银行2024。保留所有权利。未经许可，不得复制或翻译；如需复制或翻译，请注明来源。 ISSN1020-0959(打 印)ISSN1682-7678 (在线) 绿色转型的宏观经济学* GregorBoehlElodTak'ats? 植物区系§ BIS TUWien 波恩大学本草案：2024年11月初稿：2024年10月 Abstract 该论文探讨了能源转型的宏观经济问题——通过碳税从棕色能源生产转向绿色能源生产。利用一个包含能源生产部门和绿色能源部门内生创新的中规模DSGE模型，我们表明，由棕色能源税引发的能源转型类似于一次大规模的供给冲击，导致通货膨胀和能源价格急剧上升以及消费下降。创新提高了绿色能源生产的效率，并在长期内推动能源价格下降。我们发现，即使转型未明确纳入政策规则，货币政策在转型的动力和速度方面发挥着关键作用。一项较少关注通胀稳定性的货币政策可以暂时容忍更高的通胀和能源价格，从而促进研发和创新，提高福利并加速转型进程。 关键字: JEL代码： 能源转型,创新,通货膨胀动态,货币政策O44,E31,E52,E58 *我们感谢FiorellaDeFiore、EmanuelGasteiger、IvanJaccard、DanielRees以及国际清算银行、欧洲系统中央银行、国际货币基金组织和伦敦经济学院seminar参与者的有益建议。GregorBoehl感激地感谢德国研究联合会（DFG ）在其项目编号为441540692的项目中提供的财务支持，FloraBudianto感激奥地利国家银行（OeNB）提供的资助编号为18611和18915。该项目的部分工作是在国际清算银行启动的。 波恩大学,gboehl@uni-bonn.deTUWien,flora.budianto@tuwien.ac.at. §国际清算银行，elod.takats@bis.org ? 1Introduction 当今的一个关键挑战是从化石燃料向可再生能源的转型。近年来，全球范围内逐渐形成了共识，认为这一转变对于减少碳排放和缓解气候变化风险至关重要。然而，人们对这一转型的经济后果仍缺乏深刻的理解。它将如何影响能源价格、通货膨胀以及更广泛的经济？经济政策，尤其是货币政策，在这一过程中将发挥怎样的作用？在本文中，我们将探讨这些问题，以揭示能源转型对宏观经济的影响。 为此，我们开发了一个模型框架来研究经济在短期内和中期内的转型动态。我们的模型在此基础上扩展了三个组成部分。首先，我们将能源作为除劳动和资本之外的额外生产要素引入。能源被建模为棕色（化石）和绿色（可再生）两种来源的混合体，每种来源分别在不同的能源部门生产 。其次，我们在绿色能源部门引入内生的技术进步，允许通过创新驱动提高效率。最后，我们假设能源转型是由对棕色能源实施永久性税收触发的。这项税收在棕色能源生产和绿色能源生产之间造成了相对价格扭曲，从而鼓励需求和资源从棕色部门逐渐转移到绿色部门。随着时间的推移 ，这种价格扭曲推动经济向一个新的稳态转变，在该稳态中，整体能源组合中绿色能源的比例更大。 在我们的框架中，绿色创新动态——基于Anzoategui等人（2019）和Comin与Gertler（2006）的研究——是内生的，当预期的绿色能源生产利润较高时，会提供更大的研发（R&D）激励。创新在扩展可用于绿色能源生产的各种技术范围内起着核心作用。每家公司在特定的技术下生产绿色能源，因此随着技术数量的增加，市场上的公司数量相应增加。这种公司间的竞争加剧了资源分配并提升了绿色能源生产的生产力。 在整个分析过程中，我们假设中央银行遵循“传统”的目标，具体而言，专注于根据标准的泰勒类型货币政策规则稳定通货膨胀和产出。在这种框架下，能源转型并不是中央银行政策规则的明确组成部分。然而，我们发现，货币政策的实施方式——尤其是在应对棕色能源税时如何有效地稳定通货膨胀方面——在塑造转型过程的动力和速度方面发挥着关键作用。 能源转型过程如下：短期内，棕色能源税提高能源价格，进而增加生产成本和总体通胀水平。由于价格刚性，税收增加逐渐传导至商品价格，导致通胀随时间上升。为应对这一情况，中央银行提高名义利率以控制通胀，从而导致实际利率上升。较高的实际利率会抑制消费和投资。因此，棕色能源税的效果与严重的供给冲击相似。 此外，能源生产从棕色能源向绿色能源部门转移。棕色能源生产立即下降，而绿色能源的使用则增加。结合更高的能源价格，这种转变提升了绿色能源生产商的利润，增强了投资新技术的动力 。这些激励措施导致研发支出增加，最终提高了绿色能源部门的生产率。随着绿色能源生产率的增长加速，在中期内进一步推动了向可再生能源的转型，从而进一步支持整体过渡。 在此阶段，货币政策的实施变得至关重要。在一个中央银行通胀稳定动机相对较弱的经济体中，棕色能源税将导致能源价格和通货膨胀出现显著上升。然而，这种价格飙升也提高了绿色能源生产商的利润，进一步强化了对研发投资的激励。因此，货币政策在塑造绿色技术发展轨迹方面发挥着关键作用。在转型初期加速创新可以帮助加快向新稳态的转变，从而加快整体能源转型。 这一发现突显了货币政策中的一个关键权衡。短期内，较弱的通胀稳定会导致更高的通胀和能源价格，但从中期内来看，这也加速了向新稳态的过渡。1为了评估这些权衡，我们进行了福利分析。我们的结果显示，最优的通货膨胀稳定程度取决于税率的水平。在大多数情况下，较低程度的通货膨胀稳定更为优选，除非税率极其高。 我们探讨了研究发现对几个关键维度的敏感性。首先，我们分析创新过程的作用。尽管近年来技术进步加速，绿色创新的未来路径仍存在不确定性。我们考虑一种情景，在这种情景下，研发投资导致创新的速度大幅放缓。在这种情况下，大多数税率下最优货币政策继续保持较低的通货膨胀稳定化，仅在非常高的税率下例外。其次，我们评估名义价格刚性对货币政策有效性的影响。随着价格灵活性的增加，货币政策对过渡过程的影响减弱。当价格完全灵活时，货币政策对实际变量没有影响，过渡过程完全由实际动态驱动。最后，我们探讨了以产出缺口为目标作为替代通胀目标的可能性。在所有税率下，纳入一定程度的产出缺口稳定化证明是最优的。这一发现补充了我们之前的成果：优先考虑产出稳定化而非通胀目标化有助于中期内加速过渡。 我们的研究贡献于越来越多关注气候变化政策对宏观经济影响的研究。这些研究中的见解相当分散。例如，使用一个小开放经济体DSGE模型，Airaudo等人（2022）发现碳税可能导致棕色能源价格永久性上升，从而引发短期通胀飙升并导致持续的产出损失。类似地，Bartocci等人（2024）在欧元区大规模DSGE模型中论证了逐步引入碳税会产生衰退性和去通货膨胀性效应。然而，当绿色能源得到补贴且同时降低劳动税时，这些衰退性效应会得到缓解。最后，Ferrari和NispiLandi（2024）强调了预期的作用—— 1请注意，货币政策不会影响长期均衡水平，因为它在长期内保持中性。 碳税的经济效应在形成过程中受到多种因素的影响。在理性预期下，碳税具有通缩效应，因为代理人会内化未来收入损失；而在有限理性的情况下，碳税最初会导致通胀。 此外，本文为关于绿色转型期间货币政策作用的广泛讨论做出了贡献。辩论中的核心问题是中央银行是否应该“忽视”能源价格波动，还是积极应对这些波动。通常的观点是，货币政策可能在稳定高度波动的组成部分（如能源和食品价格）方面无效。传导渠道的滞后限制了货币政策在极短期内的影响，这意味着它只能在中长期内影响通胀。因此，中央银行可能会选择专注于稳定核心通胀，而忽略波动性组成部分的波动。 然而，在绿色转型期间的价格动态可能与典型的能源价格冲击有所不同（Schnabel,2022；Olovsson和Vestin,2023）。由碳税等政策驱动的转型可能会导致能源相对价格的持续变化，从而可能影响潜在的通胀趋势。因此，适当的货币政策反应对于确保中期内的价格稳定至关重要。 在这种背景下，多项研究突出了绿色转型期间货币决策者可能面临的挑战。例如，当转型类似于大规模的供给冲击时（如本论文所记录），中央银行可能会面临在稳定通胀与避免经济衰退之间做出非平凡权衡的选择（例如，Dupraz等，2022；DelNegro等，2023）。此外，Nakov和Thomas（2023）强调政策制定者可能在核心通胀目标与气候目标之间面临权衡。如果碳税设定低于社会最优水平，考虑到排放带来的损害，经济可能会过度消耗化石能源。在这种情况下，中央银行可能有动机通过减少产出来降低总体能源消耗，即使这意味着暂时未能达到通胀目标并使产出低于其自然水平。2我们的论文为这一辩论增添了新的维度，揭示出这些权衡可能更加复杂。短期波动与由投资新科技激励驱动的长期增长之间的联系表明，货币政策可以通过间接方式塑造绿色转型的动力和节奏。有效应对这一过程对政策制定者提出了额外的挑战。 我们的论文也与DSGE模型中长期存在的关于内生增长的研究文献相关，包括Comin和Gertler（2006）、Bilbiie等人（2008）、Comin和Mulani（2009）、Bambi等人（2014）、Bianchi等人（2019）、Anzoategui等人（2019）以及Okada（2022）。这些研究共同采用了将内生技术变革建模为商品多样性的增加的方法，参考了Romer（1990）的观点，并结合了“建设时滞”结构（Kydland和Prescott，1982），以捕捉技术投资和采用的延迟效应。这一研究领域强调了研发溢出效应在建立商业周期波动与长期增长之间内生联系中的作用。例如，Bianchi等人（2019）指出，2001年经济衰退中突出的股权融资冲击导致了更为持久且严重的后果。 2如果碳税被设定为遵循社会最优路径，这种权衡就不会发生。 经济增长放缓程度超过2008年金融危机，因为这些冲击对研发投资的影响更为关键。相比之下，2008年金融危机期间更为相关的债务融资冲击通过研发渠道对长期增长的影响较小。 论文其余部分的结构如下。第2节呈现简化实证事实。第3节描述模型。第4节呈现主要结果。第5节呈现敏感性分析。最后，第6节总结。 2最近的发展和程式化的事实 在本节中，我们讨论了指导我们理论模型的三个简化事实。首先，来自可再生能源的比例在各国之间差异较大，受到地理、地质以及经济和政治因素的影响。其次，绿色技术的创新在过去几十年中显著加速。最后，生成可再生能源的成本大幅下降，主要归因于技术的进步。 图1左面板展示了由可再生技术（包括水电、太阳能、风能、地热能、波浪能和现代生物燃料）贡献的primaryenergy消费占比。3可再生能源的比例在各国和地区之间差异显著。例如，2020年，冰岛几乎有90%的一次能源来自可再生能源，这主要归功于其丰富的水力和地热资源（Ritchie等，2022）。在图表中占据南美区域主导地位的巴西，在2020年约有50%的一次能源来自可再生能源。这一发展主要是近年来在太阳能和风能方面进行大量投资的结果。 图1：可再生能源的份额 注：%。来源：英国石油公司 3原生能源是指在转化为电力、热能或运输燃料之前以原始形式存在的能量。数据基于使用“替代方法”计算的原生能源 ，该方法考虑了将化石燃料转换为可利用能源时的能量损失。这种方法将非化石燃料来源转换为其“