Li K, Wang Y, Xu C. Allocative efficiency of green finance instruments[Z]. Rochester, NY: Social Science Research Network, 2024(2024-03-14).

3 Two-period Model

3.1 Model Setup

经济中时间是离散的,且只有时期0和时期1.代表性家庭式风险中性,折现率 $\beta$。经济为小型开放经济,除非另对金融市场优限制,否则代理人能直接以固定利率 $\beta^{-1}$进入全球金融市场进行交易。

3.1.1 Firm’s Problem

企业的异质性体现在初始净财富(initial net worth)和生产率(productivity),且分布在连续统 $[0,1]$上。代表性家庭拥有整个经济的企业$^1$。

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$^1$基于这个假设,在考虑企业的跨期优化问题时,只需要使用家庭的贴现率。在后文考虑社会计划者问题时,也只需要考虑代表性家庭的福利变化。相对的,如果假设异质性企业被独立、分离的个体所拥有(such as Stiglits (1982), Lorenzoni(2008), Davila and Korinek (2018)),那么在考虑社会计划者问题时必须对他们的福利加上帕累托权重。

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生产技术 企业可以使用两种资本进行生产,一种为绿(green)资本$k^g$,一种为脏(dirty)资本$k^d$。企业使用两种资本的组合来完成生产,最终资本组合由 $k = g(k^d, k^g)$给出,其中函数 $g$ 是企业组合两种资本的方式。

在生产过程中,企业能够决定使用资本的强度(intensity),以$h$表示。使用资本的强度能直接影响生产率,因此进入生产函数的参数是 $h\times k$。企业使用规模报酬递减的生产函数 $f = (h \times k)^\alpha$,其中 $\alpha \in (0,1)$。这意味着,就算企业有高生产率和足够的净财富,企业大小与可使用资本仍然是有限的。资本成本取决于两种资本的使用情况,用 $c^d(h), c^g(h)$表示,并且脏资本的使用会导致碳排放,这将会在后文进行讨论。

在时期0,企业依据市场价格 $q^d$和 $q^g$购买资本 $k^d$和 $k^g$,并折旧后在时期1进行生产。简单起见,假设生产中没有不确定性。但请注意,企业的生产率是异质的,因此企业在固定了资本量后仍然具有不同的边际生产率。

金融摩擦 企业拥有初始财富禀赋 $w$,并受到Kiyotaki and Moore(1997) 型抵押品约束参与信贷,具体来说,企业最多能够借入自身购买资本价值的 $\theta$部分。这项规则的动机是在一个有限执行的场景下:第一期结束时,企业经理有机会违约并转移 $1-\theta$部分资本,但是不能在第二期转移任何资本。

最优化问题 对一个典型的企业个体 $i$,有初始净财富 $w_i>0$,生产率水平 $z_i$,在没有任何政策干预的情况下,它的最优化问题表述为(省略下标 $i$):

$$ max\ \ d_0 + \beta d_1 $$

约束为:

$$ w+b-d_0 \ge q^dk^d + q^gk^g \\ z\cdot f(h\times k) - c^d (h) k^d - c^g(h)k^g \ge d_1 + \beta^{-1}b \\ \theta q^d k^d + \theta q^gk^g \ge b \\ d_0 \ge 0 $$

企业的目标是最大化两期的股息(dividents),控制变量为 $d_0$;资本投资 $k^d, k^g$;债务 $b$ 和资本使用强度 $h$。第一个约束为时期0企业的预算约束,暗示内部资金 $w$,债务 $b$,发放股息 $d_0$和资本投资之间的关系;第二个约束为时期1的预算约束,企业的收入将会用于偿付债务和发放股息;第三个约束为企业的借贷约束;第四个约束表示企业不能发行新的股权,即股息必须非负。

3.1.2 Capital Goods Market

对于资本的供给,假设代表性家庭有提供资本品的技术: $\chi^j(k) = p^jk^j+ \frac{\kappa^j}{2}{k^j}^2$,其中 $j \in \{d,g\}$。对于每单位 $j$ 种类的资本品生产需要 $\chi^j(k)$单位的最终产品(可以是消费品,作为一个计价单位)。 $p^j$控制了两种资本品的相对价格,同时 $\kappa^j$代表了资本品供给曲线弹性。为简单起见,假设 $\kappa^d = \kappa^g = \kappa$

资本市场是竞争性的,代表性家庭提供资本品时,视资本价格 $q^d,q^g$为给定的。两种资本品的市场均衡取决于市场出清条件: