基于演化經(jīng)濟學(xué)視角的碳交易建模研究①

摘 要：構(gòu)建全國統(tǒng)一的碳交易市場已成為當(dāng)前的國家需求。然而，傳統(tǒng)基于新古典經(jīng)濟學(xué)理論的相關(guān)研究往往忽略了微觀交易主體的自主性、異質(zhì)性及其與宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)間動態(tài)交互性等行為特征，難以滿足現(xiàn)實需求。本文采用演化經(jīng)濟學(xué)框架，從分析微觀企業(yè)主體的行為特征出發(fā)，以異質(zhì)性企業(yè)主體創(chuàng)新行為所引發(fā)的不確定性技術(shù)進步作為驅(qū)動力，通過引入企業(yè)行為與產(chǎn)業(yè)部門聯(lián)動的動態(tài)演化機制的方法，來構(gòu)建微觀與宏觀相耦合的碳交易模型，為即將推行的全國碳排放交易體系提供研究基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：演化經(jīng)濟學(xué) 碳交易 自主體

中圖分類號：F205 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-0298（2017）05（a）-175-03

在2015年的中美兩國《氣候變化聯(lián)合聲明》中，中國承諾到2017年將啟動全國碳排放交易體系。在這種背景下，開展碳交易研究就顯得尤為重要。

從系統(tǒng)的角度來看，碳交易過程具有不確定性和復(fù)雜性兩個顯著特性。（1）不確定性，主要表現(xiàn)為企業(yè)經(jīng)濟行為的內(nèi)生不確定性、企業(yè)對政策響應(yīng)的不確定性以及多種不確定的交叉組合。（2）復(fù)雜性，主要表現(xiàn)為微觀企業(yè)行為與宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)間的協(xié)同演化關(guān)系，即宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在影響微觀企業(yè)的同時也會因企業(yè)經(jīng)濟行為反饋而進行相應(yīng)調(diào)整。能否有效刻畫這兩個特性，是開展碳交易相關(guān)研究的前提。從理論的角度來看，碳交易過程所表現(xiàn)出的不確定性和復(fù)雜性已突破了傳統(tǒng)新古典經(jīng)濟學(xué)的基本假設(shè)。這就要求我們采取新的經(jīng)濟學(xué)研究范式，而演化經(jīng)濟學(xué)正契合了這種需求。所謂演化經(jīng)濟學(xué)是以經(jīng)濟主體的有限理性為基本假設(shè)，以動態(tài)的、發(fā)展的、非均衡的視角看待經(jīng)濟系統(tǒng)[1]。為此，將碳交易問題置于演化經(jīng)濟學(xué)的分析框架，通過構(gòu)建微觀企業(yè)行為與宏觀經(jīng)濟政策相耦合的動態(tài)演化模型來分析相關(guān)的交易機制及其影響，具有重要的理論探索和實際應(yīng)用價值。

1 碳交易及其演化經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ)

根據(jù)碳交易定義，合同一方通過支付另一方而購得碳減排額度，所購得額度可用于履行事先給定的碳配額限制，而當(dāng)合同買方不能履行其配額限制時，將受到一定程度的懲罰[2]。在碳交易過程中，企業(yè)是微觀層面的合同交易主體，也是碳交易政策的承受者；而政府是宏觀層面的碳交易機制設(shè)計者和管理者，主要負(fù)責(zé)碳配額配給和過程監(jiān)管。目前在我國試點的多個省市自治區(qū)碳市場中，具有較高排放水平的電力、熱力、化工、石化、紡織、造紙、鋼鐵、水泥等多個行業(yè)都已被納入到碳交易范疇。就現(xiàn)有試點市場的運行情況來看，要想將其推廣至全國范圍，仍需系統(tǒng)地考慮一系列問題。

從演化經(jīng)濟學(xué)的角度看，碳交易市場是一個典型的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)（Complex Adaptive System， CAS）。復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)是由美國Santa Fe研究所的John Holland教授于1944年首次提出，其核心思想是系統(tǒng)的復(fù)雜性起源于其中個體的適應(yīng)性。所謂適應(yīng)性是指自主體（agent）能夠與其所處環(huán)境以及其他自主體進行交互，并通過交互來“學(xué)習(xí)”和“積累經(jīng)驗”，從而改變自身的行為方式。這里的自主體是指處于一定的環(huán)境中并能與其他自主體進行交互的主體，自主體具有目標(biāo)導(dǎo)向性，并能通過記憶和學(xué)習(xí)來改變自身的行為規(guī)則。在復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)中，微觀層面的自主體是系統(tǒng)演化的核心。這些自主體能自主決策，通過改變自生的行為來適應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)變化。隨著微觀自主體的行為變化，系統(tǒng)的狀態(tài)也將發(fā)生改變，而最終體現(xiàn)為微觀自主體行為的涌現(xiàn)。顯然，在碳交易市場，微觀企業(yè)自主體是系統(tǒng)核心，當(dāng)外部碳市場發(fā)生變化時，包括交易價格、交易條件等，企業(yè)主體將通過改變自生技術(shù)（如創(chuàng)新）、交易行為等方式來適應(yīng)新的環(huán)境；而企業(yè)行為的變化又反作用于碳市場的運行，結(jié)果表現(xiàn)為宏觀產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的演化，即微觀企業(yè)行為在宏觀層面的涌現(xiàn)。除了企業(yè)自主體之外，政府作為配額分配和交易機制的設(shè)計者和管理者，其行為也會影響微觀企業(yè)和市場的運行，也是系統(tǒng)的一個組成部分。

2 碳交易的自主體行為分析

對于復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的剖析，可以從該系統(tǒng)的核心自主體開始。一般而言，這些自主體具備如表1所示的4個屬性[3]。

需要指出的是，無論是現(xiàn)有區(qū)域碳市場試點還是未來全國統(tǒng)一碳市場都受制于既定的宏觀調(diào)控政策。如果將政府自主體的行為設(shè)定為外生給定，那么企業(yè)自主體的行為特征及其與產(chǎn)業(yè)部門間的動態(tài)演化關(guān)系將成為關(guān)鍵。結(jié)合表1的自主體屬性，為適應(yīng)市場運行的狀態(tài)變化，碳市場中的微觀企業(yè)自主體往往表現(xiàn)出三個顯著特性。

第一，自主性。在碳市場中，企業(yè)對于是否交易、交易數(shù)量等交易行為具有決定權(quán)。為此，它們需要做出一系列的生產(chǎn)和交易決策。具體表現(xiàn)為兩個方面：（1）調(diào)整生產(chǎn)規(guī)模。在碳市場下，碳排放權(quán)成為一種稀缺資源。而獲取這一權(quán)利必將會增加企業(yè)產(chǎn)品的平均成本。為避免虧損，企業(yè)將所增加的成本轉(zhuǎn)嫁至銷售產(chǎn)品的價格當(dāng)中。隨之而來的是，企業(yè)市場份額也將發(fā)生變化?？梢?，在碳市場下，企業(yè)需要合理調(diào)整其生產(chǎn)規(guī)模以平衡因成本增加導(dǎo)致的產(chǎn)品價格上升與市場份額的下降。（2）確定交易數(shù)量。當(dāng)企業(yè)所分配份額與其實際排放不相等時，企業(yè)可以決定自行減排還是配額交易以使其收益最大化。這主要取決于企業(yè)自身的減排能力。通常的決策是，當(dāng)企業(yè)自行減排成本高于市場交易價格，企業(yè)傾于向市場購買碳排放權(quán)；反之，則傾向于自行減排。值得一提的是，企業(yè)減排成本可能會隨著減排量的增加而呈現(xiàn)出非線性上升，這就要求企業(yè)對自身的減排能力進行正確評估。

第二，異質(zhì)性，即碳市場中的不同企業(yè)在生產(chǎn)和交易決策方面具所表現(xiàn)出的差異性。這種差異性主要是因為不同企業(yè)所被賦予的勞動力、物質(zhì)資本和技術(shù)水平的初始水平及后續(xù)演化的不一致性。資源稟賦的不一致性在一定程度上決定了企業(yè)未來的發(fā)展路徑差異。其中，反映技術(shù)進步水平和創(chuàng)新能力的企業(yè)知識資本投資和積累是研究異質(zhì)性企業(yè)主體演化過程中最難、也是最重要的環(huán)節(jié)（見微觀企業(yè)子主題體的第三個顯著特性）。一般的結(jié)論是，對于那些具有大量知識資本投資和累積的企業(yè)往往更偏好于通過發(fā)展先進技術(shù)來緩解減排壓力。值得一提的是，企業(yè)規(guī)模的大小也會影響企業(yè)間的異質(zhì)性格局。在競爭性的碳交易市場環(huán)境下，規(guī)模較大的企業(yè)往往容易躲避非系統(tǒng)性風(fēng)險所帶來的影響，其結(jié)果是這些企業(yè)在長期的市場競爭中占據(jù)了較好的競爭優(yōu)勢地位，而規(guī)模較小的企業(yè)則易于被市場淘汰。

第三，創(chuàng)新性。 為了在競爭市場上獲得比較優(yōu)勢，異質(zhì)性企業(yè)往往會在碳減排的研發(fā)創(chuàng)新領(lǐng)域進行研發(fā)投資，即創(chuàng)新。然而，創(chuàng)新結(jié)果存在一定的不確定性，例如，創(chuàng)新能否成功的概率有多大；如果成功，能在多大程度上帶動減排；創(chuàng)新減排的成本效益如何等。就創(chuàng)新過程而言，異質(zhì)性企業(yè)具有不同的關(guān)注點。例如，是選擇產(chǎn)品創(chuàng)新還是過程創(chuàng)新，是選擇漸進創(chuàng)新、激進創(chuàng)新還是完全關(guān)注模仿等。在此基礎(chǔ)上，大量異質(zhì)性企業(yè)的微觀創(chuàng)新結(jié)果可能最終在宏觀層面表現(xiàn)出特定的涌現(xiàn)現(xiàn)象。對于這種涌現(xiàn)的分析是碳交易的自主體建模一個難點。

3 微觀企業(yè)行為與宏觀經(jīng)濟政策融合的碳交易建模

目前關(guān)于碳交易建模研究主要有兩種類型：自頂向下和自底向上。所謂自頂向下的碳交易建模方法是指，從宏觀的高層出發(fā)，通過構(gòu)建宏觀經(jīng)濟部門間的關(guān)系，分析宏觀政策對微觀層面的企業(yè)行為的影響。這種分析方法多見于可計算一般均衡模型（Computable General Equilibrium，CGE），如鄭玉歆，樊明太（1999）與澳大利亞莫納什大學(xué)政策研究中心合作構(gòu)建的PRCGEM模型[4]。與自頂向下相反，自底向上的碳交易建模方法是指，從微觀企業(yè)行為出發(fā)，通過描述參與交易企業(yè)的主體特征及其間的交互，分析企業(yè)的經(jīng)濟和減排行為.這種分析方法多見于基于自主體模型（Agent Based Modeling，ABM），如朱潛挺（2012）等構(gòu)建的基于自主體的全球碳交易模型[5]?？梢钥闯觯际袌鲋械钠髽I(yè)具有微觀主體特征，它能根據(jù)經(jīng)濟環(huán)境和自身減排能力做出自主決策，適用于ABM建模方法。遺憾的是，雖然該方法在描述微觀企業(yè)主體的自主決策和交互行為方面具有極大優(yōu)勢，但其在刻畫宏觀經(jīng)濟各部門間關(guān)系及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變等宏觀問題上仍具有一定的局限性。為了完成碳交易建模，一個解決辦法是將微觀企業(yè)行為模型與宏觀經(jīng)濟政策模型相融合。這里引入了投入產(chǎn)出模型（InputOutput Modeling，IOM）。作為分析宏觀經(jīng)濟各部門及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)內(nèi)在聯(lián)系的重要工具，投入產(chǎn)出模型可以定量分析這些部門及產(chǎn)業(yè)間相關(guān)指標(biāo)的相互依賴關(guān)系。與其他傳統(tǒng)額宏觀經(jīng)濟分析工具一樣，IOM只能反映宏觀產(chǎn)業(yè)或部門間的聯(lián)系，而無法刻畫微觀主體在宏觀經(jīng)濟政策影響下的自主決策和交互行為。將ABM與IOM相結(jié)合，既可以彌補兩種方法各自缺陷，又能最大程度發(fā)揮兩者優(yōu)勢。

圖1是ABM與IOM相結(jié)合的融合微觀企業(yè)行為和宏觀經(jīng)濟政策模型。模型以微觀企業(yè)技術(shù)進步（創(chuàng)新）為核心，一方面大量微觀企業(yè)創(chuàng)新在總體上改變了宏觀IO結(jié)構(gòu)；另一方面，IO結(jié)構(gòu)的變化進一步反作用到所有微觀企業(yè)行為。具體來講，對于一個宏觀經(jīng)濟系統(tǒng)，所有產(chǎn)業(yè)部門均有大量微觀企業(yè)構(gòu)成。將每個微觀企業(yè)的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)匯總到一起就形成了宏觀層面的投入產(chǎn)出表。由于受到宏觀經(jīng)濟政策的影響，不同企業(yè)在其投入產(chǎn)出方面的變化不一，尤其是在各自不同創(chuàng)新能力下做出的調(diào)整。這種調(diào)整后的微觀投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)必反饋回宏觀層面的投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，從而形成一個微觀與宏觀交互的閉合經(jīng)濟回路，并充分展現(xiàn)了其演化經(jīng)濟特性。

就碳交易過程而言，圖2是多主體交易的碳市場定價流程。模型以初始化碳價格零為出發(fā)點，開始計算當(dāng)前市場價格下的企業(yè)碳排放量，通過比較當(dāng)前碳排放與碳配額的大小來調(diào)整碳交易價格，如果當(dāng)前碳排放大于其配額，則表示碳價格過低，需要增加調(diào)整（增加）初始碳價格，直至當(dāng)前碳排放等于碳配額，此時，達到均衡碳交易價格。

4 結(jié)語

基于演化經(jīng)濟學(xué)框架，研究通過分析碳交易的演化經(jīng)濟學(xué)基礎(chǔ)及，從微觀的主體行為的自主性、異質(zhì)性和創(chuàng)新型為出發(fā)點，以企業(yè)自主體的技術(shù)進步為驅(qū)動力，采用微觀企業(yè)行為與宏觀產(chǎn)業(yè)部門聯(lián)動的動態(tài)演化機制，最終構(gòu)建了一個含碳定價機制的微觀企業(yè)與宏觀經(jīng)濟相耦合的碳交易模型，為進一步開展碳交易模擬研究提供了理論基礎(chǔ)。

參考文獻

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[2] 韓昭慶.《京都議定書》的背景及其相關(guān)問題分析[J].復(fù)旦學(xué)報社會科學(xué)版，2002（2）.

[3] 吳靜.人地關(guān)系分析的自主體模擬理論框架及其平臺開發(fā)研究[D].華東師范大學(xué)，2008.

[4] 樊明太，鄭玉歆，馬綱.中國CGE模型：基本結(jié)構(gòu)及有關(guān)應(yīng)用問題（上）[J].數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研究，1998（12）.

[5] 朱潛挺，吳靜，王錚.基于自主體的全球碳交易模擬[J].地理研究，2012，31（9）.

①基金項目：國家自然科學(xué)青年基金項目（41501127）；國家自然科學(xué)基金項目（41271145）；國家社會科學(xué)基金項目（14CGJ025）。

作者簡介：朱潛挺（1981-），男，浙江人，中國社會科學(xué)院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所博士后，主要從事與氣候變化經(jīng)濟學(xué)、能源經(jīng)濟學(xué)相關(guān)領(lǐng)域的政策模擬研究。