加拿大西部谷物运输中碳税转嫁的实证研究：基于农场到港口供应链的理论与实证分析

《Canadian Journal of Agricultural Economics/Revue canadienne d'agroeconomie》：Carbon tax pass-through in western Canadian grain transportation

本文研究了加拿大联邦碳税对农场谷物价格的影响，重点探讨了谷物运输部门的成本转嫁机制。作者构建了一个农场到港口的供应链理论模型，并利用月度小麦和油菜籽价格数据进行了实证检验。研究通过区域价格差异与运输距离的交互作用识别碳税转嫁效应，发现小麦市场存在显著的过度转嫁现象，但估计结果存在较大标准误差和对模型设定的敏感性。文章强调了碳税作为自然实验在市场转嫁研究中的价值及实证估计面临的挑战。

　　

1 引言

加拿大联邦碳定价政策于2019年实施，2025年废除，旨在通过市场机制减少温室气体排放。碳税的加速实施恰逢2021-2023年疫情后食品价格通胀的强劲增长期，因此成为反对党保守党“取消税收”运动的目标。尽管研究表明碳税对食品价格的直接影响微乎其微，且在碳税实施期间，加拿大和美国的食品价格通胀对整体通胀的贡献大致相同，但在政治压力下，碳税于2025年4月被废除。

草原地区的谷物生产者对碳税也表现出强烈抵制。农民在农场汽油和柴油方面免税，但用于谷物干燥的丙烷、建筑物供暖的天然气以及生产氮肥的天然气仍需缴纳碳税。旨在免除农业用丙烷和天然气碳税的C-234法案获得了公众的广泛支持。农民还认为，碳税增加了他们的铁路运输成本，因为加拿大国家铁路（CN）和加拿大太平洋堪萨斯城铁路（CPKC）使用的柴油不免税。一个农场组织计算，到2030年，嵌入谷物铁路运价的碳税将使农业支出增加4.90加元/英亩。

本文研究了草原地区农民关于他们承担了用于谷物出口运输的柴油碳税成本的说法。尽管铁路成本由跨国谷物买家支付，但农民认为这些买家通过较低的出价将碳相关成本转嫁给他们。考虑到跨国谷物公司对农民的非竞争性定价有据可查，这种担忧似乎可信。然而，税收转嫁文献强调，行业税的归宿主要取决于供需弹性以及更广泛的市场结构，包括竞争程度。在此基础上，作者开发了一个理论模型来研究农场到港口谷物供应链中碳税转嫁的决定因素，并据此为加拿大西部小麦和油菜籽生产者的转嫁估计提供信息。

大多数关于垂直市场转嫁的研究明确模拟需求、供给、边际支出等，以显示市场力量与转嫁之间的关系。本文遵循一小部分文献，在纳什讨价还价框架内建模转嫁。农民与跨国谷物公司讨价还价的假设可能看起来不现实，但仔细审视后发现，农民和谷物公司就交付合同的次要特征（如指定等级和当地卡车运输责任）进行讨价还价是常见的。作者表明，如果农民在讨价还价中的外部选择价值对碳税特别敏感，则可能存在过度转嫁，即农场价格的下降幅度超过税收本身的直接负担。在另一种极端情况下，如果农民的外部选择不受碳税影响，则会出现一个反直觉的结果：转嫁程度实际上随着农民议价能力的增加而下降。

2019年至2024年间碳税的年度增长为估算加拿大西部农场到港口谷物系统中的价格转嫁提供了一个极好的自然实验。与市场价格相比，碳税为估算价格转嫁提供了更可靠的基础，因为它们是预先确定的、政策驱动的而非市场驱动的，并且通常被认为是永久性或长期的。Erutku（2019）曾使用加拿大碳税估算区域汽油市场的转嫁率，观察到大多数省份的转嫁率低于完全转嫁，而在安大略省观察到过度转嫁。尽管很重要，但转嫁率通常难以准确估计，正如Brooks和Melyukhina（2005）以及Richards和Pofahl（2009）所指出的。在非平稳价格数据或内生性阻止使用标准面板数据估计方法的情况下，转嫁的估计尤其困难。

尽管有大量关于转嫁的实证文献，但很少有论文利用外生政策冲击来实现识别。Benzarti和Carloni（2009）使用2009年法国餐馆增值税的大幅削减来评估减税收益如何在消费者、物料商品销售商和员工之间分配。Rojas（2008）使用美国啤酒行业消费税增加100%来检验不同定价模型的定价结果。Loecker等人（2016）使用印度降低关税来解释在印度运营的多产品公司价格的不完全成本转嫁。本文的数据非常适合估算谷物运输市场的转嫁，因为从农场到出口市场的距离为识别转嫁系数提供了可靠的来源。

作者的实证策略利用了一个考虑季节性和非平行价格趋势的双重差分模型。将成对区域价格差异对相应的成对区域运输距离与不断升级的碳税的交互项进行回归。由于运输成本较高，预计绝对价格差异会随着距离的增加而增大。与税收无关的原因可能导致价格差异随时间扩大，这对识别构成威胁，因为碳税本身也随时间上升。作者通过几种方式模拟这些异质性价格趋势：为每个区域对分配单独的时间趋势；在税后时期从因变量中扣除税前区域对时间趋势的净值；在税后估计中将税前区域对价格趋势的估计斜率作为控制变量纳入。作者在文中解释了这些方法，并阐明了为何最终采用第三种策略作为其主要设定。

尽管各地区运输距离存在显著差异，且碳税稳步上升，但对转嫁的实证估计并不精确，且对建模选择有些敏感。高标准误差限制了精确度，这反映了谷物价格的非平稳性，尤其是在2021-2023年急剧通胀期间。作者估算了三种作物（小麦、杜伦小麦和油菜籽）的转嫁，只有小麦的结果具有统计显著性。对于小麦，证据表明碳税存在显著的过度转嫁。虽然这一发现与文中开发的理论框架一致，但鉴于非平行价格趋势和潜在残留混杂的挑战，应谨慎解释这些估计。同时，结果提供了暗示性证据，表明碳税可能对谷物市场产生非平凡的分布效应，激励使用更丰富的数据和替代识别策略进行进一步的实证研究。

2 背景

加拿大西部谷物部门包括约30,000名小麦和油菜籽生产者，他们通过280个初级电梯和16个终端电梯销售其商品。萨斯喀彻温省拥有最多的初级电梯（145个），其次是艾伯塔省（79个）和马尼托巴省（56个）。这些初级电梯由加拿大太平洋堪萨斯城铁路（CPKC）和加拿大国家铁路（CN）大致均等服务。在16个终端电梯中，有10个位于不列颠哥伦比亚省的西海岸——9个在温哥华/素里，1个在鲁珀特王子港——其余6个位于五大湖西缘的桑德贝市。

根据加拿大谷物委员会的数据，近年来加拿大西部出口了约70%的小麦和50%的油菜籽。在2023/24作物年度，加拿大西部出口总量为2070万吨小麦和700万吨油菜籽。同期，约60%的小麦和87%的油菜籽出口通过温哥华的南部西海岸终端电梯运输。鲁珀特王子港的北部西海岸终端电梯处理了15%的小麦和6%的油菜籽出口。加拿大谷物委员会的数据显示，截至2023年2月，五大谷物买家运营着加拿大西部约三分之二的初级电梯。这些公司包括G3加拿大（19个电梯）、Paterson（21个）、Parrish和Heimbecker（25个）、Richardson Pioneer（55个）和Viterra（65个）。

谷物买家通常通过延期交付合同向当地生产者购买小麦和油菜籽。此类合同规定了区域基差——从现行期货价格中减去的金额——以确定交付当日支付给生产者的现金价格。例如，2024年5月6日，萨斯喀彻温省梅尔维尔的G3加拿大公司为即时交付发布的油菜籽基差为-28.22加元/吨，为2024年6月交付的基差为-25.13加元/吨。同日，7月到期的油菜籽期货交易价格为660.20加元/吨。因此，油菜籽生产者向G3即时交付获得631.98加元/吨，6月交付获得635.07加元/吨。

虽然铁路公司可以自由设定个别费率，但它们受到加拿大运输局（CTA）规定的最高收入 entitlement（MRE）的限制。从个别初级电梯到西海岸终端电梯的铁路费率数据不公开。然而，Quorum Corporation（2023）的一份报告确定了从加拿大西部主要城市到温哥华和桑德贝的谷物平均运费。公布的前往温哥华的谷物运输费率从艾伯塔省莱斯布里奇的48加元/吨低点到马尼托巴省温尼伯的82加元/吨高点不等。将特定城市对的运费差异除以其距离，可以估算出铁路公司的可变运营成本，范围从约0.02加元/吨/公里低点到约0.04加元/吨/公里高点。

对于每个交付地点，基差包括处理成本、反映位置的铁路运费调整以及谷物买家的利润。关于利润，谷物买家存在非竞争性定价的巨大潜力，特别是在出口市场运营的少数买家也主导当地加工的情况下。Gray等人（2024）预测，拟议的跨国谷物买家Bunge和Viterra之间340亿加元的合并（于2025年1月完成）将导致加拿大西部油菜籽和小麦市场的基差大幅提高。

3 理论模型

在本节中，作者开发了一个理论模型来研究上游和下游的转嫁渠道，特别是联邦碳税影响小麦和油菜籽农场价格的双重途径。作者使用该模型制定关于税收影响符号和大小的具体假设，然后在随后的实证分析中检验这些假设。为简化模型描述，将小麦和油菜籽统称为“谷物”。

假设谷物生产在加拿大西部的n个区域内进行。每个区域都有一个现金市场，区域农民和寡头垄断买家在此交换谷物。买家在温哥华出口市场销售其购买的谷物，这意味着他们必须向受监管的铁路承运人支付谷物运输成本。在整个分析中，作者考察了一个代表性农民和一个代表性谷物买家，因为假设农民和谷物买家在一个区域内和跨区域都是相同的。在分析的第一部分，作者聚焦于一个代表性区域；在第二部分，通过允许到温哥华的铁路距离存在区域差异来纳入所有区域。

3.1 代表性区域内的谷物价格

代表性农民使用z_f单位柴油燃料、z_n单位氮肥和z单位第三种通用投入（无碳税）以固定比例生产谷物。这三种投入的单位价格分别为v_f、v_n和1。使用z单位通用投入时的总投入成本可表示为z + z_fv_f+ z_nv_n。作者定义I = 1 + (z_f/z)v_f+ (z_n/z)v_n为投入组合的单位价格（这成立，因为zI等于三种投入的总支出）。假设农民选择z以最大化其谷物生产利润。随后将展示柴油燃料和化肥投入价格的变化如何转嫁并影响谷物的农场价格。

谷物生产函数和代表性农民的利润方程可分别表示为x = A z^α和π^F= W A z^α- I z，其中x是生产的谷物吨数，W是每吨谷物的农场价格。当z = z(W, I) = ((W A α)/I)^1/(1-α)时利润最大化。最大利润也意味着x = x(W, I)，其中x(W, I) = A ((W A α)/I)^α/(1-α)。农民最大利润的表达式可写为π^F(W, I) = ((1-α)/α) I ((W A α)/I)^1/(1-α)。为便于分析，令h = ((1-α)/α)(A α)^1/(1-α)和σ = α/(1-α)。这对定义允许将利润方程改写为π^F(W, I) = h W^σ/αI^-σ。

代表性谷物买家支付农场价格W，并在温哥华以净价格E - Φ转售谷物，其中E是外生出口价格，Φ是买家将谷物从农场运至温哥华的运输成本（下一节中Φ由受监管的铁路承运人选择）。为简化，假设买家的处理成本是固定成本而非可变成本。在此假设下，扣除固定成本的买家利润表达式可写为π^B(E-Φ, W, I) = (E - Φ - W) x(W, I)，其中x(W, I)由生产函数给出。

作者假设代表性农民和代表性买家就谷物的农场价格W进行讨价还价。为建立纳什讨价还价问题，令π^both(E-Φ, W, I) = π^F(W, I) + π^B(E-Φ, W, I)作为农民和买家联合利润的度量。将利润表达式代入后，π^both(E-Φ, W, I)可更简洁地写为π^both(E-Φ, W, I) = h (E-Φ)^σ/αI^-σ。

继续讨价还价问题的设置，令D^F和D^B分别表示讨价还价失败时农民和买家获得的利润。假设买家在产能过剩的情况下运营，这意味着D^B= 0。如果讨价还价失败，农民重新配置资源并获得等于π₀(I, Φ)的利润，其中π₀(I, Φ)是农场投入价格指数I的增函数和铁路运输成本Φ的减函数。隐含的假设是，农民能够在其外部选择市场（例如当地加工）部分（或全部）转嫁较高的投入成本。π₀与Φ之间的假定负关系是合理的，因为当地农场价格通常通过套利与更广泛的市场条件挂钩。较高的运输成本——包括碳税引起的成本——倾向于扩大当地价格与出口市场价格之间的差距，从而降低农民外部选择的价值。

根据著名的纳什讨价还价均衡理论，农民的利润可表示为π^F(E-Φ, W, I) = π₀(I, Φ) + θ (π^both(E-Φ, W, I) - π₀(I, Φ))。在此方程中，参数θ ∈ (0,1)是农民议价能力的度量。该方程显示，农民获得的均衡利润等于讨价还价失败时的农场利润π₀(I, Φ)，加上农民份额θ的讨价还价剩余π^both(E-Φ, W, I) - π₀(I, Φ)。将利润表达式代入重排后的方程，得到h W^σ/αI^-σ- θ h (E-Φ)^σ/αI^-σ= (1-θ) π₀(I, Φ)。该方程可求解W，得到成功讨价还价结果下的均衡农场谷物价格：W(E-Φ, I) = [(1-θ) (π₀(I, Φ)/h) I^σ+ θ (E-Φ)^σ/α]^α/σ。

作者关注两种类型的定价转嫁。首先，农场投入品（如柴油燃料和化肥）价格的变动，反映在I上，