當前，溫室氣體排放對環境的損害及減緩氣候變化已經基本是科學界共識，然而使用何種政策工具來實現減排仍然是一個具有爭議的話題。碳稅和碳配額交易制度是兩種比較受關注的政策工具，因為形式簡單以及政策可行性得到宏觀經濟學理論研究的青睞。從總量上看，碳稅固定了溫室氣體排放的價格而由市場決定其排放量；碳交易制度限制了溫室氣體排放總量而由市場交易決定其價格，對學術研究而言這是一種便利。然而在理論或實證研究中都還沒有充分的討論哪種是更優政策。

本文構建了一個基於環境的多部門動態隨機一般均衡模型（E-DSGE）來評價兩種氣候政策在多種經濟不確定性來源下的減排效果。本文刻畫了以下幾種重要的經濟特質：(1) 排放強度不同的能源類型（煤炭、油氣和電力）具有不完全替代性；(2) 異質的企業部門，對能源需求不相同；(3 ) 不同部門的企業受到的生產力衝擊也是異質的，但是都同時受到總生產率衝擊的影響。

從模型細節上看，本文主要包含異質企業部門、代表性家庭以及政府。因為存在扭曲行稅收以及隱含的污染外部性，所以該競爭性均衡的結果不是帕累托最優。本文先構建一個不存在環境政策的基準模型，再引入兩種碳排放政策進行比較。本文分為6個不同部門，其中三個生產能源（煤炭、油氣和電力），不同的能源類型碳排放強度不相同。其餘三個部門分別是能源密集型行業、非能源密集型行業和服務性行業。政府部門分別對企業的收入、家庭的勞動工資和資本收益徵稅，並為支出融資。總溫室氣體排放量是油氣和煤炭的副產品。碳交易政策限制經濟體的總排放量，並且出售排放配額為政府的額外收入。碳稅政策則針對單位碳排放徵收排放稅。政策評價以環境損害程度來度量。本文所需參數是根據美國1960~2005年經濟數據來校準。

為了對比理論模型，本文構建了實證模型來估計6個生產部門衝擊對排放和總產出的影響。沒有環境政策時，當各部門面臨一個正的生產力衝擊，將導致產出與排放都將上升，排放與產出在經濟動態中呈現正相關關係，並且理論模擬與實證數據的經濟動態基本一致。從各變量的順週期性來看，各部門的異質生產衝擊（假設任意一部門的生產率波動不影響其他部門的生產率）能解釋美國經濟數據波動性的2/3。本模型能夠正確刻畫經濟的一些基礎性特徵，如總消費的波動比起總產出更為平滑，而總投資的波動性更強，勞動時間波動性則介於總消費與總產出之間。從不同部門產出波動也基本與數據吻合，如石油部門的產出波動率約為電力部門的4倍，而勞動與資本要素的波動率則為2倍。服務型行業波動率則最低。

當引入碳稅和碳交易政策後，首先碳稅政策平均而言使得碳排放總量下降約20%。其次，碳交易政策相比碳稅政策使得各經濟變量的波動性更低，這是因為碳交易政策實際上等價於控制了能源產出的波動，從而對經濟波動具有更強的減緩作用。同時本文通過實證檢驗發現只有在能源部門受衝擊時，會使得兩種政策下的產出、消費和勞動時間會有顯著差異。

從部門（行業）間的聯動來看，無氣候政策下煤炭與油氣部門的產出與總產出是正相關的。然而，當引入碳交易政策後，所有衝擊下煤炭的產出都從順週期變成逆週期，而碳稅政策下只有能源需求衝擊（能源密集型企業生產率受衝擊）會變成逆週期。

除了產出與排放變量的周期性，另一種政策評價方式是福利比較。本文福利評價指標為消費補償（Consumption Equivalent），意思即為進入一種政策下，其對家庭部門的總效用水平等價於無政策下的消費增長或下降的百分比，換言之一種政策的實施結果等同於給家庭“免費”發放了多少補貼還是額外多徵一筆稅。本文發現，只有在化石能源生產力衝擊下，碳交易政策比碳稅政策具有顯著更高的福利損失，無論是在中期（30年）或長期（100年）。而其他類型沖擊都是幾乎相等，這是因為碳交易政策下對能源產出的約束更嚴格。儘管家庭更厭惡消費水平的波動，然而消費水平本身於勞動時間也影響了家庭福利，從而因為碳交易政策因為約束更嚴格而更提高能源價格，降低了家庭消費水平，最終降低了家庭福利。

第一，碳交易政策相比碳稅政策能更有效的限制化石能源的生產與使用，從而放大了兩種政策下能源衝擊導致的各經濟變量波動差異。而在非能源衝擊下，兩類碳排放政策是等價的。

第二，碳交易政策能使得宏觀經濟波動更平緩，但是在福利的角度上看卻不意味著碳交易政策是一種更優的政策。當然在歷史經濟數據角度上看，由於能源衝擊不總是經濟波動的最主要來源，所以兩種政策並不具有太大差異。

第三，總生產率衝擊對兩種碳排放政策的影響是基本一致的，因為沒有涉及部門結構性差異，從而引起兩種政策的差異。

第四，從歷史上看煤炭與油氣部門的產出波動應當是幾乎同步的，但是本文發現在碳交易政策下會使得煤炭部門的產出會呈現逆週期性而碳稅政策則基本不變。這種政策差異需要政策制定者關注與權衡。

第五，對“碳稅與碳交易孰優孰劣”問題而言，兩種政策在福利的角度下看是基本等價的，這是因為歷史上能源部門衝擊對經濟波動影響程度小。從平滑經濟波動來看，碳交易制度更受青睞。但是如果未來能源衝擊成為經濟波動重要來源，則碳稅政策是更好的選擇。

最後，本文研究的是靜態的環境規制政策，這似乎是一種次優正常。對未來政策優化設計而言，應當考慮動態環境政策，即使得環境規制強度可以動態盯住一些經濟變量，從而能在減排和改善家庭福利取得更好的平衡。

We develop a multi-sector business cycle model to analyze stochastic implications of reducing CO2 emissions with carbon permits or with carbon taxes in the presence of multiple sources of macroeconomic uncertainty. The model is calibrated to reflect the US experience. As in previous studies, using a single-sector version of our model, we find that the cap regime generates lower volatility of real variables than the tax regime, but the latter may be preferable from the welfare perspective. Still, our multi-sector analysis points to the importance of the origin of the shocks in the ranking of the two instruments and to the desirability of going beyond a single-sector analysis in evaluating their merits. We find no significant difference between the cap and the tax regimes when shocks come from non-energy sectors. In contrast,the cap has lower volatility but higher welfare costs than the tax for the shocks to energy production.