排放權交易的計算實驗研究

張亮

【摘要】在強制措施、環(huán)境稅和排放權交易這三種環(huán)境管理方法中，排放權交易充分發(fā)揮市場優(yōu)勢，在減少行政成本的同時最大化環(huán)境收益，逐漸成為越來越多國家的重要手段。本文首先對比了上述三種環(huán)境管理方法，隨后對排放權交易繼續(xù)經濟學分析，最后在此基礎上適用計算實驗方法，對排放權交易過程進行了仿真，得出了應當控制交易成本并在市場運行初期進行補貼的結論。

【關鍵詞】碳市場 排放權交易 計算實驗

一、概述

為了應對溫室氣體排放導致全球氣候變化問題，世界各國都在努力控制碳排放。碳排放權交易是應對該問題的重要手段，世界各國都很重視。我國經過四年的試點實踐，已經開始建立全國范圍的碳交易市場。相對于其他方法，排放權交易這一市場化手段能夠充分調動企業(yè)參與減排的積極性。

二、碳排放控制方法

為了控制碳排放，從環(huán)境管理角度來講共有三種工具可以選擇，分別是強制措施、環(huán)境稅和排放權交易。三種工具各有利弊和側重。強制措施就是通過行政手段和執(zhí)法機構，對排放者限定排放額度，超出排放額度就會受到管理部門的處罰，監(jiān)管有賴于執(zhí)法機構。這種方式是最傳統(tǒng)的環(huán)境管理手段，理論上并不屬于經濟學范疇，但是其容易造成權力尋租和監(jiān)管與偷逃之間的博弈，屬于經濟學討論范疇。

從20世紀60年代開始，相對于傳統(tǒng)的強制措施手段，經濟學家們提供了替代方法。不同于傳統(tǒng)的制定目標和行政管制的方式，在理想化的設計體系中，政府將環(huán)境容量目標設定最具經濟效率的某一個點上，這個點包括了關于公共健康和生態(tài)環(huán)境等問題的考慮。環(huán)境稅和排放權交易都屬于經濟手段，區(qū)別在于環(huán)境稅是基于價格的機制，需要行政手段的共同作用；排放權交易則屬于基于數(shù)量的機制，是市場化的經濟手段。

環(huán)境稅也稱為“庇古稅”，庇古1920年設計了福利經濟學中的環(huán)境稅的概念，他提出對污染者征稅，以糾正市場活動負的“外部性”，監(jiān)管方會通過環(huán)境稅收獲取收益，并將其用于抵消污染的負面效應。在碳排放的情境下，庇古的解決方案是引進一種稅收，以使碳排放者為其所排放的溫室氣體帶來的環(huán)境影響支付成本。

而排放權交易機制則有賴于諾貝爾獎得主羅納德？科斯的工作，他提出社會成本問題，使污染者和那些受影響的人之間分配財產權的概念獲得發(fā)展。美國環(huán)保署在20世紀70年代中期為控制硫的排放引進了排放權交易機制，在1977年的《清潔空氣法案修正案》中得到法律確認，以此建立的“酸雨計劃”是最早也最知名的排放權交易體系。

三、排放權交易的經濟學分析

對于排放權交易，我們可以通過經濟學原理分析其內在機理。假設排放二氧化碳的工廠能夠從排放的每單位碳中獲得一定的收益，這個收益就是其邊際收益MB。而社會公眾由于排放的每單位碳而造成的環(huán)境損害受到的損失則為邊際環(huán)境成本MEC。根據(jù)基本的經濟學原理可知，其平衡點在于邊際收益等于邊際成本（MEC=MB）。假設全社會只有兩家工廠A和B，由于兩家工廠的技術水平和規(guī)模效益不同，造成他們的二氧化碳排放邊際收益不同，那么全社會的邊際收益就是兩家企業(yè)邊際收益之和，MB=MBA+MBB。碳排放對環(huán)境造成的影響是全球性的，這是碳排放的一個最大特點，也是其與其他污染物最大的區(qū)別。在地球上任何地方排放等量的碳，對環(huán)境造成的影響都一樣；而這環(huán)境的改變對整個社會的損失也使全體均攤的。因此，全社會的邊際環(huán)境成本MEC是一樣的。

無論是第一種以價格為基礎的方式，還是第二種以數(shù)量為基礎的方式，希望達到的目標都是一樣的，即從整個社會的角度出發(fā)，實現(xiàn)減排邊際成本等于減排邊際收益（MB=MEC）。實現(xiàn)這一目標時所決定的價格和數(shù)量就是我們所需要的--最佳的減排量和減排價格。

整個社會的最佳碳排放數(shù)量應當是均衡點對應的Q，這這個總量分配個各個企業(yè)可以采用免費發(fā)放（通過各個工廠歷史排放進行免費分配額度）、拍賣（各個工廠根據(jù)自身情況舉牌拍賣獲得額度）或者定價銷售（政策制定者決定每份額度的價格，各個工廠自行購買）的方式進行。額度分配好之后各個工廠就可以按照Q對應的碳排放權價格P來進行比較，到底是賣出額度減少排放還是購買額度增加排放劃算。

四、排放權交易的計算實驗仿真模型

對于排放權交易的經濟學理論分析中文為了簡化研究，假設社會上只有兩家企業(yè)，而實際上企業(yè)的數(shù)量是非常多的。現(xiàn)實中的企業(yè)存在不同的排放需求、邊際處理成本和交易成本，企業(yè)會根據(jù)自身情況做出排放權交易的策略，這就使得區(qū)域排放權交易系統(tǒng)具有了復雜適應系統(tǒng)的基本特征。

本文使用Netlogo（6.0.1版）作為計算實驗仿真軟件平臺，將所有企業(yè)設為Agent，這些Agent在獲得初始分配之后互相交易，實驗重復進行多次以消除隨機影響，主要考察交易時間和交易成本對于排放權交易的影響。計算實驗模型的計算機界面如圖所示：

根據(jù)實驗結果可得到如下結論：在交易成本極低或沒有交易成本的情況下，排放權交易能夠顯著降低碳排放帶來的社會成本；交易時間越長，市場交易越充分，對碳排放的控制效果越好；交易時間和交易成本均會對排放權交易系統(tǒng)產生一定的影響，在排放權交易制度的具體實施過程中，政府應該注意考慮如何有效實現(xiàn)增加交易信息透明度，同時注意控制交易成本，并在市場初始階段對交易成本進行補貼。

參考文獻：

[1]李昊， 趙道致.基于多Agent的碳排放權交易機制建模與仿真[J].計算機工程與應用， 2012.

[2]湯鈴， 武佳倩， 戴偉.碳交易機制對中國經濟與環(huán)境的影響[J].系統(tǒng)工程學報， 2014.