第十一章不可再生资源的利用总结课件.ppt
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- 第十一 不可 再生资源 利用 总结 课件
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1、第十一章第十一章 不可再生资源的利用不可再生资源的利用要要 览览第一节第一节 不可再生资源的开采和利用不可再生资源的开采和利用第二节第二节 不可再生资源的前景不可再生资源的前景第三节第三节 不可再生资源的管理不可再生资源的管理第一节第一节 不可再生资源的开采和利用不可再生资源的开采和利用一、资源的跨期配置:一、资源的跨期配置:2 2期模型期模型二、资源的跨期配置:二、资源的跨期配置:n n期模型期模型三、不可再生资源的开采与霍特林法则三、不可再生资源的开采与霍特林法则一、资源的跨期配置:一、资源的跨期配置:2 2期模型期模型 假设:一种数量固定的可耗竭资源,在两个时期分配;两假设:一种数量固定
2、的可耗竭资源,在两个时期分配;两期内对资源的需求是不变的,边际支付意愿的方程式为期内对资源的需求是不变的,边际支付意愿的方程式为p=8-p=8-0.4q0.4q,边际开采成本固定在每单位,边际开采成本固定在每单位2 2美元美元(泰坦伯格:泰坦伯格:8888,130)130)。情形情形1 1:资源总供给量为:资源总供给量为3030或大于或大于30t30t,每期都将得到最优,每期都将得到最优的的15t15t的资源供给。的资源供给。情形情形2 2:资源的有效供给量仅为:资源的有效供给量仅为20t20t,此时须考虑贴现问题,此时须考虑贴现问题。设。设r r为贴现率,则该资源在两期间为贴现率,则该资源在
3、两期间配置的原则配置的原则是:是:保证每个保证每个时期使用的最后时期使用的最后1t1t资源的边际净效益现值都相等,此时两期资源的边际净效益现值都相等,此时两期收益现值之和最大收益现值之和最大。可耗竭资源的两期配置:供给相对不足时净效益现值的计算可耗竭资源的两期配置:供给相对不足时净效益现值的计算价格价格(元元/t)t)8 82 20 0MCMC15152020资源资源量量(t)t)A Ap=8-0.4qp=8-0.4q价格价格(元元/t)t)8 82 20 0MCMC15152020资源资源量量(t)t)5 5A AB BC C6 6p=8-0.4qp=8-0.4q前图中,两期配置的净效益现值
4、之和为:前图中,两期配置的净效益现值之和为:73.6727.22451.012545很明显,这样一种跨期配置方案并不是最优的。很明显,这样一种跨期配置方案并不是最优的。最优配置方案须满足这样一个标准:最优配置方案须满足这样一个标准:每个时期最后一每个时期最后一单位资源的净效益现值应该相等单位资源的净效益现值应该相等。可耗竭资源的两期配置:边际净效益现值相等可耗竭资源的两期配置:边际净效益现值相等第一期的边际净效益(美元)第一期的边际净效益(美元)第二期的边际净效益(美元)第二期的边际净效益(美元)5 52020101015155 5151510102 23 34 45 56 60 01 120
5、200 01 12 23 34 45 56 6E2E3E05.455.45E1 前图中,前图中,20t20t资源的两期配置方案为:第一期资源的两期配置方案为:第一期10.238t10.238t,第,第二期二期9.762t9.762t。此种方案的净效益现值之和为最大。易知两期。此种方案的净效益现值之和为最大。易知两期资源价格分别为:第一期资源价格分别为:第一期3.903.90美元,第二期美元,第二期4.104.10美元。价格美元。价格超出边际开采成本之上的部分为边际使用成本,且两期边际超出边际开采成本之上的部分为边际使用成本,且两期边际使用成本的现值均为使用成本的现值均为1.901.90美元(或
6、者,边际使用成本是以贴美元(或者,边际使用成本是以贴现率的速率上涨的)。现率的速率上涨的)。很明显,贴现率(或利率)越高,当前资源的开采量就越很明显,贴现率(或利率)越高,当前资源的开采量就越大,留待将来开采的就越少。大,留待将来开采的就越少。边际使用成本(稀缺租金)边际使用成本(稀缺租金):由于资源是稀缺的,今:由于资源是稀缺的,今天多使用一单位资源,就意味着放弃将来使用该资源的天多使用一单位资源,就意味着放弃将来使用该资源的收益。边际使用成本即指边际上失去的机会成本的现值,收益。边际使用成本即指边际上失去的机会成本的现值,相当于上图中相当于上图中E E点的高度。其大小与贴现率反向变化。点的
7、高度。其大小与贴现率反向变化。在在情形情形1 1中,资源是不稀缺的,边际使用成本为中,资源是不稀缺的,边际使用成本为0 0,价,价格等于边际开采成本。格等于边际开采成本。在在情形情形2 2中,由于资源是稀缺的,边际使用成本不为中,由于资源是稀缺的,边际使用成本不为0 0,价格等与边际开采成本与边际使用成本之和。价格等与边际开采成本与边际使用成本之和。二、资源的跨期配置:二、资源的跨期配置:n n期模型期模型同时参阅托马斯同时参阅托马斯斯德纳,斯德纳,6969 把资源配置的时间延长至把资源配置的时间延长至n n个时期,有效的资源配置仍应追个时期,有效的资源配置仍应追求求总效益现值最大总效益现值最
8、大的目标。的目标。设某非再生资源的需求函数是线性的,且不随时间变化,即:设某非再生资源的需求函数是线性的,且不随时间变化,即:P Pt t=a-bq=a-bqt t 在在t t年开采年开采q qt t所得到的总效益为需求曲线以下的面积。即:所得到的总效益为需求曲线以下的面积。即:202)(ttqtqbaqdqbqaTBt 又设资源开采的边际成本为常数又设资源开采的边际成本为常数c c,则,则t t年开采年开采q qt t的总成本为:的总成本为:TCTCt t=cq=cqt t 若可开采资源的总量为若可开采资源的总量为Q Q,则,则n n年中资源的最优动年中资源的最优动态配置问题可用下式表示:态
9、配置问题可用下式表示:)()1()2/(max1112niiniiiiiqqQrcqqbaqt 易得资源动态最优配置必须满足的条件:易得资源动态最优配置必须满足的条件:01)1(11niittqQntrcbqa。,第一个式子表示第一个式子表示每期资源开发的边际净效益现值必须等于每期资源开发的边际净效益现值必须等于,就是边际使用者成本就是边际使用者成本。这也是净效益现值最大化的条件。这也是净效益现值最大化的条件。第二式表示各期开发的资源量之和等于总资源量。第二式表示各期开发的资源量之和等于总资源量。开采开采和消和消费量费量需求曲线需求曲线时间时间0 09 9边际边际成本成本总边际成本总边际成本时
10、间时间边际开采成本边际开采成本0 09 98 8图:在没有替代资源时,可耗竭资源在不同时间的开采数量和边际成本图:在没有替代资源时,可耗竭资源在不同时间的开采数量和边际成本 上图中,随着时间的推移,即便边际开采成本不变,边际使用成本却由上图中,随着时间的推移,即便边际开采成本不变,边际使用成本却由于日益稀缺和当前使用的机会成本的提高而提高。总边际成本等于最大支付于日益稀缺和当前使用的机会成本的提高而提高。总边际成本等于最大支付意愿时,供给和需求为意愿时,供给和需求为0 0,开采停止。,开采停止。想一想:想一想:1.1.当面临长期的资源配置决策时,要保证总效益现值当面临长期的资源配置决策时,要保
11、证总效益现值最大的目标可能会受到哪些困扰?最大的目标可能会受到哪些困扰?2.2.如教材所言,资源突然耗竭导致的崩溃似乎是不可如教材所言,资源突然耗竭导致的崩溃似乎是不可能的。果真如此吗?如果贴现率十分大甚或无穷大(考能的。果真如此吗?如果贴现率十分大甚或无穷大(考虑穷人的情况),资源配置又会如何?会不会出现崩溃虑穷人的情况),资源配置又会如何?会不会出现崩溃的风险?即便贴现率比较小,当价格开始对储量敏感时,的风险?即便贴现率比较小,当价格开始对储量敏感时,留给我们的时间还足够吗?留给我们的时间还足够吗?穷人的贴现率穷人的贴现率 在墨西哥米切沃肯的一个叫在墨西哥米切沃肯的一个叫Cheranast
12、icoCheranastico的拥有的拥有24002400个居民个居民的小村庄里,一种很典型的情况是村民一天要花两小时的时间的小村庄里,一种很典型的情况是村民一天要花两小时的时间砍伐和收集用于做饭的木材。来自墨西哥国家自治大学的研究砍伐和收集用于做饭的木材。来自墨西哥国家自治大学的研究者在某一研究领域中发现:如果采用能源利用率高的火炉的话,者在某一研究领域中发现:如果采用能源利用率高的火炉的话,燃料需求和收集时间可以大幅度缩减,每天可为村民节省燃料需求和收集时间可以大幅度缩减,每天可为村民节省1.51.5小小时(平均为时(平均为5050分钟)。研究者帮助村民利用当地可获得的黏土分钟)。研究者帮
13、助村民利用当地可获得的黏土和其他材料在一两天时间内把这种炉子完全建了起来。和其他材料在一两天时间内把这种炉子完全建了起来。假设一个这样的炉子需要假设一个这样的炉子需要2525个工时,以每天个工时,以每天3%3%的利率水平的利率水平(每年超过(每年超过150000%150000%)进行投资将是极为)进行投资将是极为“有利的有利的”。大多数。大多数但并非所有的但并非所有的村民建立起了这样的炉子。一些最穷的村村民建立起了这样的炉子。一些最穷的村民从来没做这方面的投资,因为对他们来讲每天就是为生存而民从来没做这方面的投资,因为对他们来讲每天就是为生存而挣扎。这个例子完全说明贫穷如何导致了高的贴现率。挣
14、扎。这个例子完全说明贫穷如何导致了高的贴现率。托马斯,托马斯,642642三、不可再生资源的开采与霍特林法则三、不可再生资源的开采与霍特林法则 1.1.霍特林法则的基本思想霍特林法则的基本思想 霍特林法则的基本思想是,把埋藏在地下的资源看作是特霍特林法则的基本思想是,把埋藏在地下的资源看作是特殊形式的资本财产。殊形式的资本财产。一方面一方面,如果把资源开发出来出售,所,如果把资源开发出来出售,所有者购买其他形式的资本财产并按利率取得资本收入。有者购买其他形式的资本财产并按利率取得资本收入。另一另一方面方面,如果把资源保存在地下,在资源价格随时间增长的情,如果把资源保存在地下,在资源价格随时间增
15、长的情况下,所有者可以预期资源作为资本的收益增加。如果资源况下,所有者可以预期资源作为资本的收益增加。如果资源资本收益的增长率等于其他财产的利率,所有者就会认为把资本收益的增长率等于其他财产的利率,所有者就会认为把资源保存在地下和开采出来是没有差异的。在这种情况下,资源保存在地下和开采出来是没有差异的。在这种情况下,资源就会以最优路线来消耗。资源就会以最优路线来消耗。rPP CPr 设设P、r、t分别表示资源价格、贴现率和时期,则霍特分别表示资源价格、贴现率和时期,则霍特林法则可以被表示为:林法则可以被表示为:rttePP0或者为:或者为:若设若设C C为边际开采成本,为边际开采成本,为埋藏在
16、地下的自然资源的为埋藏在地下的自然资源的价格(此处即边际使用者成本),则实际上有:价格(此处即边际使用者成本),则实际上有:因此霍特林法则可以被表示为:因此霍特林法则可以被表示为:rtte0或者为:或者为:2.2.公式和图形分析公式和图形分析资源价格资源价格Pt开采开采/需求需求量量Qt时间时间tO时间时间t不可再生资源的开采与霍特林法则不可再生资源的开采与霍特林法则Qt=Q(t)4545线线 A0A2A1t0t0B1B2B0C0C1C2t1t1rttePP0第二节第二节 不可再生资源的前景不可再生资源的前景一、不可再生一、不可再生资源间的替代资源间的替代二、二、使用可再生资源替代不可再生资源
17、使用可再生资源替代不可再生资源三、三、增长的边际开采成本增长的边际开采成本四、发现新资源与技术变化四、发现新资源与技术变化一、不可再生资源间的替代一、不可再生资源间的替代总边际成本总边际成本2 2边际开采成本边际开采成本2 2总边际成本总边际成本1 1边际开采成本边际开采成本1 1图:两种边际开采成本固定的不可再生资源间的替代图:两种边际开采成本固定的不可再生资源间的替代价格或成本价格或成本(美元(美元/单位)单位)时间时间0 0t*E想一想?想一想?现实生活中的资源替代(如石油和煤)是什么情况?现实生活中的资源替代(如石油和煤)是什么情况?你认为上页图形有没有问题?你认为上页图形有没有问题?
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