配額分配對跨期碳市場有效性的影響研究①

朱幫助，黃麗清，江民星，葉順心

(1.廣西大學(xué)工商管理學(xué)院, 南寧 530004; 2.暨南大學(xué)管理學(xué)院，廣州 510632；3.南京信息工程大學(xué)商學(xué)院，南京 210044)

0 引 言

全球氣候變暖是制約人類可持續(xù)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)之一.為了以盡可能低的減排成本應(yīng)對氣候變化，歐盟、中國、加拿大等紛紛實(shí)施碳市場機(jī)制.碳減排約束影響資本累積、經(jīng)濟(jì)增長及其效率[1-5].為了促進(jìn)跨期碳市場穩(wěn)定性和有效性[6, 7]，中國碳市場和歐盟碳排放交易體系(European Union Emissions Trading System, EU ETS)實(shí)施碳配額跨期存儲機(jī)制.作為政策性市場，碳配額分配影響碳市場配額供需平衡、碳價變動和企業(yè)邊際減排成本，是決定碳市場運(yùn)行有效性和企業(yè)減排積極性的關(guān)鍵要素.然而，當(dāng)碳市場存在市場勢力時，市場勢力企業(yè)可以通過操縱價格影響碳配額供給與需求，扭曲碳價并引起更高的減排成本，最終導(dǎo)致碳市場效率損失[8, 9].因此，深入探討不完全競爭市場下跨期碳配額分配對碳價變動和碳市場有效性的影響具有重要的學(xué)術(shù)價值和現(xiàn)實(shí)意義.

引起碳價變動的原因十分復(fù)雜.從需求角度，能源價格、股票價格、氣溫、經(jīng)濟(jì)周期等[10-13]均可引起碳配額需求變動，進(jìn)而導(dǎo)致碳價演變.Chevallier等[13]運(yùn)用條件藤關(guān)聯(lián)方法模擬了石油價格、天然氣價格、電力價格等與碳價變動的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)碳價與天然氣價格呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.從供給角度，碳配額供給主要來源于政府分配，與減排政策和減排目標(biāo)密切相關(guān).碳市場管制政策不確定性和碳配額總量調(diào)整等均影響碳價變動[14-16].因此，有必要從碳市場配額供需角度深入剖析市場勢力和配額分配引起跨期碳市場價格變動的內(nèi)在機(jī)理，促使碳市場形成有效的價格信號.

完全競爭市場下，跨期機(jī)制如何影響配額交易市場有效性和企業(yè)污染排放引起了學(xué)界關(guān)注[10, 17].跨期存貸機(jī)制允許企業(yè)在排放上限內(nèi)或早或晚減排，以實(shí)現(xiàn)在整個合規(guī)期內(nèi)降低總體減排成本.Jiang等[18]考察了技術(shù)進(jìn)步和環(huán)境負(fù)外部性影響下跨期碳市場實(shí)現(xiàn)企業(yè)排放遵循碳市場均衡的最優(yōu)路徑.然而，跨期存儲機(jī)制可能導(dǎo)致企業(yè)減少前期清潔技術(shù)投資，并采取次優(yōu)的減排策略[19].針對跨期存貸機(jī)制，Yates和Cronshaw[20]探討了跨期污染排放許可證貼現(xiàn)率問題，研究發(fā)現(xiàn)最優(yōu)的配額貼現(xiàn)率不一定等于貨幣貼現(xiàn)率.Kling和Rubin[21]研究發(fā)現(xiàn)存貸機(jī)制下市場不一定實(shí)現(xiàn)最優(yōu)排放效率，引入配額貼現(xiàn)率動態(tài)調(diào)整的存儲機(jī)制能促使企業(yè)排放行為滿足社會均衡排放路徑.由此可見，配額跨期貼現(xiàn)率調(diào)整對市場有效性和減排成本有重要影響.

不完全競爭條件下市場勢力如何操縱碳價變動和配額市場有效性條件也得到了學(xué)界關(guān)注.針對單期碳市場，Hintermann[22]研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品市場和碳市場(簡稱：雙市場)均具有市場勢力時，市場勢力企業(yè)會扭曲碳價并使其高于邊際減排成本.Tanaka和Chen[23]考察了無存貸機(jī)制下雙市場同時存在市場勢力時，市場勢力企業(yè)如何通過邊緣企業(yè)碳配額初始分配量操縱碳價.針對跨期碳市場，Chen和Tanaka[24]研究發(fā)現(xiàn)跨期存儲機(jī)制下雙市場均具有市場勢力時，市場勢力企業(yè)會根據(jù)自身買賣碳配額的需求在不同時期壓低或抬高碳價.此外，對于配額市場有效性條件，Liski和Montero[8]討論了不考慮產(chǎn)品市場情形時，存在市場勢力的市場有效性條件.Tanaka[25]分析了同時考慮雙市場均具有市場勢力的單期市場有效性條件.Wang和Zhou[26]研究指出市場勢力導(dǎo)致的效率損失取決于配額分配.碳配額分配遵循祖父法或基準(zhǔn)法時，如果分配給主導(dǎo)企業(yè)的初始碳配額與其二氧化碳排放量越接近，碳市場將越有效.若碳市場采取拍賣機(jī)制，則主導(dǎo)企業(yè)傾向于壓低配額價格，最終導(dǎo)致效率損失.碳市場存在市場勢力(例如，電力企業(yè)和水泥企業(yè)[27])，市場勢力直接影響碳市場賣方或買方的市場決策，并創(chuàng)造出非對稱的碳配額需求.因此，有必要探討有效的碳配額調(diào)控機(jī)制，以實(shí)現(xiàn)減排信息不對稱下資源的最優(yōu)配置.

縱觀該領(lǐng)域的研究，現(xiàn)有的文獻(xiàn)存在以下局限.首先，Tanaka和Chen[23]考察了雙市場同時存在市場勢力時，單期碳市場配額分配與碳價間的關(guān)系，但是沒有涉及跨期碳市場分析.其次，Kling和Rubin[21]探討了完全競爭條件下跨期配額貼現(xiàn)對污染排放的影響，但缺乏探討不完全競爭市場下跨期配額貼現(xiàn)與配額價格間的關(guān)系.第三，Tanaka[25]討論了存在雙市場勢力時單期市場配額分配的有效性準(zhǔn)則，雖然朱幫助等[28]分析了跨期碳市場配額分配的有效性條件，但是缺乏考察產(chǎn)品市場和碳市場同時存在市場勢力的情形.因此，構(gòu)建同時考慮產(chǎn)品市場和碳市場的兩期碳市場模型，揭示市場勢力僅存在碳市場(market power in carbon market，MPCM)和同時存在兩個市場(market power in both markets，MPBM)時，存貸機(jī)制和無存貸機(jī)制下配額分配與市場勢力操縱碳價的變動關(guān)系，推導(dǎo)出MPCM和MPBM情形跨期碳市場有效性條件，并分析企業(yè)碳生產(chǎn)率和跨期碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整與碳排放總量的關(guān)系.在此基礎(chǔ)上，提出了促進(jìn)跨期碳市場資源有效配置的若干建議.研究發(fā)現(xiàn)將進(jìn)一步豐富碳市場有效性理論，為我國碳市場未來制度性選擇提供參考依據(jù).

1 模型構(gòu)建

假設(shè)碳市場和產(chǎn)品市場存在企業(yè)j，j=M,F，企業(yè)M具有市場勢力，企業(yè)F為邊緣企業(yè)，兩類企業(yè)生產(chǎn)同質(zhì)性產(chǎn)品.為了實(shí)現(xiàn)低成本減排，市場規(guī)制者在計劃期i內(nèi)實(shí)施碳交易政策，計劃期分為兩期，則i=1,2.企業(yè)j第i期產(chǎn)品產(chǎn)量qij與碳排放量Eij相關(guān)[29]，γj為企業(yè)j單位碳生產(chǎn)率γj=qij/Eij.i期產(chǎn)品總產(chǎn)量Qi=∑qij.Pi為i期產(chǎn)品價格.Si為i期碳價.邊緣企業(yè)F為碳市場和產(chǎn)品市場價格接受者.若企業(yè)M在碳市場具有市場勢力，則可操縱碳價.若企業(yè)M在產(chǎn)品市場具有市場勢力，則可操縱產(chǎn)品價格.當(dāng)企業(yè)j均為產(chǎn)品價格接受者，則各期產(chǎn)品價格外生且按市場無風(fēng)險利率增長，即P1=δP2=P；若產(chǎn)品價格由企業(yè)定價，則產(chǎn)品價格Pi=P(Qi)為i期產(chǎn)品反需求函數(shù)，P(Qi)=A-βQi，A>0為外生參數(shù).

企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)生碳排放.無碳排放規(guī)制下i期企業(yè)j碳排放量為sij，即基準(zhǔn)情形(business-as-usual，BAU)的碳排放量.規(guī)制者根據(jù)i期企業(yè)jBAU情形的碳排放量分配初始碳配額Lij，且sij>Lij.初始碳配額分配不足時，企業(yè)可以通過碳交易購買碳配額，提升清潔技術(shù)、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)等方式實(shí)現(xiàn)碳減排，產(chǎn)生的碳減排成本記為C(Eij)，如式(1)[30]，其中c為企業(yè)單位碳減排成本系數(shù).參考現(xiàn)有研究文獻(xiàn)[19, 20, 23, 24]，假設(shè)減排成本函數(shù)是政府和企業(yè)的共同知識，不考慮單位產(chǎn)品的材料、人力和資本等生產(chǎn)成本，且不考慮企業(yè)間由于生產(chǎn)規(guī)模引起的產(chǎn)品生產(chǎn)成本差異

(1)

(2)

(3)

E1F+αE2F=L1F-XB+αL2F

(4)

E1M+αE2M=L1M+XB+αL2M

(5)

(6)

(7)

由式(7)可得最優(yōu)均衡解滿足如下最優(yōu)化一階條件

α(P1γj+c(s1j-E1j))=δ(P2γj+c(s2j-E2j))

(8)

PiγF+c(siF-EiF)=PiγM+c(siM-EiM)

(9)

式(8)和式(9)表明跨期碳市場實(shí)現(xiàn)計劃期內(nèi)社會福利最大化與α相關(guān).Piγj表示邊際產(chǎn)品價值，c(sij-Eij)為邊際減排成本，Piγj+c(sij-Eij)定義為邊際碳要素收益.式(8)表明同一企業(yè)第一期碳配額貼現(xiàn)的邊際碳要素收益等于第二期利率貼現(xiàn)的邊際碳要素收益.式(9)表明不同企業(yè)同一期邊際碳要素收益相等.因此，MPCM情形下跨期碳市場實(shí)現(xiàn)社會均衡需同時滿足式(8)和式(9).

C(EiF)-C(EiM))

(10)

同理，由最優(yōu)化一階條件得最優(yōu)解滿足下列條件

α(P(Q1)γM-βγM(q1M+q1F)+c(s1M-E1M))=

δ(P(Q2)γM-βγM(q2M+q2F)+c(s2M-E2M))

α(P(Q1)γF-βγF(q1M+q1F)+c(s1F-E1F))=

δ(P(Q2)γF-βγF(q2M+q2F)+c(s2F-E2F))

(11)

P(Qi)γM-βγM(qiM+qiF)+c(siM-EiM)=

P(Qi)γF-βγF(qiM+qiF)+c(siF-EiF)

(12)

其中P(Qi)γj表示邊際產(chǎn)品價值，βγj(qiM+qiF)定義為企業(yè)碳要素收益效應(yīng)，P(Qi)γj+c(sij-Eij)定義為邊際碳要素收益.式(11)表明同一企業(yè)第一期碳配額貼現(xiàn)的邊際碳要素收益與碳要素收益效應(yīng)之差，等于第二期利率貼現(xiàn)的邊際碳要素收益與碳要素收益效應(yīng)之差.式(12)表明不同企業(yè)同一期邊際碳要素收益與碳要素收益效應(yīng)之差相等.相比單一碳市場存在市場勢力的跨期碳市場社會均衡條件，兩市場均存在市場勢力的與之不等價.因此，企業(yè)產(chǎn)品定價影響跨期碳市場社會均衡條件.MPBM情形下跨期碳市場實(shí)現(xiàn)社會均衡與碳要素收益效應(yīng)相關(guān)，且需同時滿足式(11)和式(12).

2 市場勢力下企業(yè)分散均衡與碳價變動

企業(yè)分散均衡指碳排放規(guī)制下企業(yè)選擇最優(yōu)碳排放量和碳配額交易量，以實(shí)現(xiàn)自身利潤最大化.本小節(jié)將探討存在市場勢力時，無存貸機(jī)制和存貸機(jī)制下企業(yè)如何根據(jù)初始碳配額分配實(shí)現(xiàn)分散均衡，以及市場勢力如何影響碳價變動.MPCM和MPBM情形下，市場勢力影響碳價變動是否存在差異.

2.1 無存貸機(jī)制

無存貸機(jī)制下，企業(yè)不允許跨期存貸碳配額且各期期末碳市場出清.因此，理性企業(yè)將用完各期持有的碳配額.無存貸機(jī)制企業(yè)j市場出清條件為

EiF=LiF-Xi

(13)

EiM=LiM+Xi

(14)

s.t.EiF=LiF-Xi

(15)

由最優(yōu)化一階條件可得

Si=PiγF+c(siF-EiF)

(16)

由式(16)可知，無存貸機(jī)制下企業(yè)F根據(jù)各期碳排放約束調(diào)整各期碳排放量，使得各期邊際碳要素收益等于碳價.當(dāng)產(chǎn)品價格外生時，聯(lián)立式(13)和式(16)得MPCM情形的均衡碳配額交易量

(17)

若配額市場和產(chǎn)品市場均具有市場勢力，聯(lián)立P(Qi)和式(16)可得邊緣企業(yè)i期均衡碳排放量

(18)

類似地，由式(13)和式(18)可得MPBM情形各期企業(yè)的均衡碳配額交易量

(19)

s.t.EiM=LiM+Xi

(20)

若市場勢力僅存在碳市場，由最優(yōu)化一階條件可得

(21)

類似地，若企業(yè)M能通過市場勢力操縱產(chǎn)品價格，企業(yè)M利潤最大化目標(biāo)函數(shù)為

s.t.EiM=LiM+Xi

(22)

因此，根據(jù)式(18)和式(22)可得企業(yè)M最優(yōu)解滿足

c(siM-EiM)

(23)

由式(22)和式(23)可知，企業(yè)M僅在碳市場具有市場勢力和在兩個市場均具有市場勢力的最優(yōu)均衡解不相等.這表明無存貸機(jī)制且同一碳排放約束下，產(chǎn)品市場勢力影響企業(yè)最優(yōu)分散均衡.相比式(11)和式(12)可知，MPBM情形下若企業(yè)碳配額交易量為零時，各期企業(yè)間邊際碳要素收益與碳要素收益效應(yīng)之差不相等，即不能使各期企業(yè)間碳配額分配有效.

2.2 存貸機(jī)制

s.t.E1F+αE2F=L1F-XB+αL2F

(24)

由最優(yōu)化一階條件可得

(25)

由式(25)可知，計劃期內(nèi)碳價S′與跨期碳配額貼現(xiàn)率有關(guān).邊緣企業(yè)根據(jù)計劃期內(nèi)跨期碳配額貼現(xiàn)率、產(chǎn)品價格和碳價調(diào)整各期碳排放量，使得貼現(xiàn)邊際碳要素收益等于碳價S′.

(26)

若企業(yè)M在碳市場和產(chǎn)品市場均具有市場勢力，則市場勢力能操縱產(chǎn)品價格.聯(lián)立P(Qi)和式(25)可得兩市場均存在市場勢力時，企業(yè)F均衡碳排放量為

(27)

其中ψ=γFA-γFγMβEiM+csiF-δ1-iαi-2S′.

聯(lián)立式(4)和式(27)可得MPBM情形計劃期內(nèi)均衡碳配額交易貼現(xiàn)總量為

(28)

s.t.E1M+αE2M=L1M+XB+αL2M

(29)

根據(jù)計劃期內(nèi)均衡碳價的約束條件，式(29)等價于

s.t.E1M+αE2M=L1M+XB+αL2M

(30)

當(dāng)產(chǎn)品價格外生時，由最優(yōu)化一階條件可得企業(yè)M最優(yōu)解滿足

(31)

類似地，若企業(yè)M能通過市場勢力操縱產(chǎn)品價格，企業(yè)M利潤最大化目標(biāo)函數(shù)為

s.t.E1M+αE2M=L1M+XB+αL2M

(32)

由式(27)、式(28)和式(32)可知當(dāng)企業(yè)M在兩個市場均具有市場勢力時，其最優(yōu)解滿足

(33)

其中

根據(jù)上述結(jié)果可進(jìn)一步分析不同碳交易機(jī)制下市場勢力對碳價變動的影響.命題證明過程均見附錄.

命題1考慮市場勢力且各期碳配額分配總量不變時，市場勢力僅存在碳市場或同時存在兩個市場下，無存貸機(jī)制和存貸機(jī)制的碳價與各期邊緣企業(yè)碳配額初始分配量呈反比例關(guān)系.

命題1描述了無存貸機(jī)制和存貸機(jī)制下，市場勢力如何根據(jù)邊緣企業(yè)初始碳配額分配量操縱碳價.無存貸機(jī)制下，無論產(chǎn)品市場是否存在市場勢力，碳價均隨邊緣企業(yè)初始碳配額分配量增加而遞減，研究結(jié)論與Tanaka和Chen[23]的一致.可能的原因是無存貸機(jī)制下，第一期和第二期碳市場完全分割，市場勢力企業(yè)無法通過跨期借貸實(shí)現(xiàn)配額需求.因此，邊緣企業(yè)初始碳配額分配越多，企業(yè)M將通過市場勢力壓低碳價以調(diào)整減排成本.存貸機(jī)制下隨LiF增加碳價遞減.這是因?yàn)榇尜J機(jī)制雖然實(shí)現(xiàn)了計劃期內(nèi)企業(yè)碳減排靈活性，但是邊緣企業(yè)初始碳配額分配量遞增意味著企業(yè)M碳配額分配量遞減，則企業(yè)M碳配額需求遞增.若僅碳市場存在市場勢力，為了降低生產(chǎn)成本，企業(yè)M可通過市場勢力壓低碳價.若產(chǎn)品市場和碳市場均具有勢力，企業(yè)M可通過操縱產(chǎn)品價格影響邊緣企業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量，進(jìn)而降低企業(yè)F碳配額需求，從而壓低碳價.

命題2跨期碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整下，存在市場勢力壓低均衡碳價.

(Ⅰ)若市場勢力僅存在碳市場且δ>α2時，碳價隨跨期碳配額貼現(xiàn)率減小而減小.

(Ⅱ)若產(chǎn)品市場和碳市場均存在市場勢力且企業(yè)碳生產(chǎn)率相同，則當(dāng)δ>α2且A>βγ(L2F+L2M)時，碳價隨跨期碳配額貼現(xiàn)率減小而減小.

命題2表明存在市場勢力時，存在碳價隨跨期碳配額貼現(xiàn)率遞減而遞減的情形.這是由于存貸機(jī)制下，碳價高低與市場碳配額流通總量密切相關(guān).碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整實(shí)現(xiàn)兩期企業(yè)生產(chǎn)減排靈活性的同時影響計劃期內(nèi)碳市場配額的供給和需求.然而，存貸機(jī)制下碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整提高了企業(yè)碳超額排放和碳價過低的風(fēng)險：第一，碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整為企業(yè)減少第一期生產(chǎn)而流轉(zhuǎn)更多碳配額至第二期提供動機(jī).相比跨期碳配額1∶1兌換，若企業(yè)跨期存儲配額且0<α<1，則碳配額1∶α兌換使得企業(yè)第二期獲得更多碳配額，可能造成市場碳排放總量超額，從而導(dǎo)致市場碳減排約束無效.同時，碳配額供給越充足，企業(yè)碳配額需求下降，碳價越低.第二，IPDR調(diào)整雖然加劇了第一期碳配額超額排放懲罰，但是存在市場勢力時，市場勢力企業(yè)可根據(jù)自身生產(chǎn)決策和配額需求量操縱碳價，扭曲碳價信號，從而壓低碳價.第三，IPDR調(diào)整可能造成兩期市場經(jīng)濟(jì)效率不能達(dá)到最優(yōu).若企業(yè)第一期集中生產(chǎn)，企業(yè)可能大規(guī)?？s減生產(chǎn)，以避免第二期碳超額排放懲罰.若企業(yè)為了第二期獲得更多碳配額，而減少第一期產(chǎn)量并第二期加大產(chǎn)量，這將造成兩期市場經(jīng)濟(jì)未能可持續(xù)發(fā)展.因此，存貸機(jī)制下是否實(shí)施IPDR調(diào)整，應(yīng)充分考慮碳市場和產(chǎn)品市場的市場勢力情況以及碳配額存貸量，以提高碳減排約束力度，避免碳市場無效.

3 跨期碳市場有效性

碳減排規(guī)制下，市場勢力企業(yè)為實(shí)現(xiàn)自身利潤最大化而扭曲碳價，會嚴(yán)重導(dǎo)致企業(yè)分散均衡不能實(shí)現(xiàn)碳市場社會均衡路徑.本節(jié)將討論MPCM和MPBM情形的跨期碳市場碳配額分配有效性條件.

(34)

同理，由式(28)和式(33)可得MPBM情形的均衡碳配額交易量

(35)

命題3假設(shè)存在市場勢力企業(yè)和邊緣企業(yè)，市場勢力企業(yè)可操縱碳價.

其中

U2=3βγ3α(δ-α)A+3β2γ4(α2+δ)×

(s1F-s1M)-3cβγ2(α2+δ)s1M；

命題3闡述了存在市場勢力時，計劃期內(nèi)企業(yè)分散均衡實(shí)現(xiàn)跨期碳市場有效性條件.Liski和Montero[8]研究指出若不考慮產(chǎn)品市場，實(shí)現(xiàn)跨期碳市場有效性需滿足各企業(yè)邊際減排成本相等.然而，命題3表明忽略產(chǎn)品市場而僅考慮企業(yè)邊際減排成本將導(dǎo)致碳配額初始分配扭曲.此外，對比命題3(Ⅰ)和命題3(Ⅱ)發(fā)現(xiàn)：若γF=γM=γ時，MPCM和MPBM情形的企業(yè)分散均衡實(shí)現(xiàn)跨期碳市場有效性條件不等價.結(jié)果表明，產(chǎn)品市場是否存在市場勢力影響碳配額分配的跨期碳市場有效性條件.相比MPCM情形，MPBM情形實(shí)現(xiàn)跨期碳市場社會均衡條件與碳要素收益效應(yīng)相關(guān).因此，市場規(guī)制者忽略碳配額作為生產(chǎn)投入要素或市場勢力企業(yè)操縱產(chǎn)品價格，而僅考慮企業(yè)在碳市場的市場勢力將導(dǎo)致碳配額初始分配難以實(shí)現(xiàn)跨期碳市場最優(yōu)資源配置.

4 數(shù)值分析

為了更清楚地描述存在市場勢力時，碳配額初始分配和跨期貼現(xiàn)調(diào)整對碳價演變、社會福利以及碳排放總量的影響，進(jìn)行數(shù)值模擬分析.假設(shè)c=0.24，β=1[31].參考Fell等[32]，令δ=0.95，各期免費(fèi)碳配額分配量在第一期基礎(chǔ)上遞減3.4%，siF=5.5million tons(Mt)，siM=6Mt且假設(shè)企業(yè)基準(zhǔn)碳排放量滿足siF0，令A(yù)=40，P1=3.2.

上述理論分析闡述了MPBM情形企業(yè)碳生產(chǎn)率相同時的結(jié)論.然而相比邊緣企業(yè)，現(xiàn)實(shí)中市場勢力企業(yè)存在不同規(guī)模報酬情形.因此，通過數(shù)值分析驗(yàn)證不同規(guī)模報酬情形的結(jié)論.假定相比邊緣企業(yè)，若市場勢力企業(yè)規(guī)模報酬不變，則γF=γM=2.481；若市場勢力企業(yè)規(guī)模報酬遞減，則γF=2.481，γM=2.3；若市場勢力企業(yè)規(guī)模報酬遞增，則γF=2.3，γF=2.481.通過分析不同規(guī)模報酬情形，有助于剖析控排企業(yè)碳生產(chǎn)率與碳配額初始分配和跨期貼現(xiàn)政策對減排治理的協(xié)同效果.進(jìn)而有助于市場規(guī)制者根據(jù)現(xiàn)階段碳價和不同控排企業(yè)碳生產(chǎn)率水平，有的放矢地制定減排技術(shù)激勵和監(jiān)管政策，旨在為實(shí)現(xiàn)碳市場有效運(yùn)行和減排目標(biāo)保駕護(hù)航.

4.1 邊緣企業(yè)碳配額初始分配

令Li為i期免費(fèi)碳配額分配總量，則Li=LiF+LiM.令θ為碳配額調(diào)整比例，則假設(shè)將i期θLi單位碳配額分配至邊緣企業(yè)，θLi需滿足LiF+θLi0，令θ∈[1%,5%]，則若調(diào)整企業(yè)第一期初始碳配額分配量，第一期邊緣企業(yè)增加θL1∈[0.104,0.518]單位配額.若第一期碳配額基于BAU按比例分配至各企業(yè)，調(diào)整第二期初始碳配額分配量，則將第二期期初市場勢力企業(yè)θL2單位配額被分配至邊緣企業(yè).

圖1描述了MPBM情形且各期碳配額分配總量固定時，各期碳配額分配調(diào)整對均衡碳價的影響.不同碳生產(chǎn)率情形下，若增加邊緣企業(yè)第一期或第二期初始碳配額分配量，碳價均隨邊緣企業(yè)初始碳配額分配量增加而遞減，與命題1結(jié)論相符.相比邊緣企業(yè)，若市場勢力企業(yè)規(guī)模報酬遞增或不變，即γF≤γM，則同一碳配額分配量下，調(diào)整第一期邊緣企業(yè)初始碳配額分配的碳價相比調(diào)整第二期的高.相比邊緣企業(yè)，若市場勢力企業(yè)規(guī)模報酬遞減，即γF>γM，則同一碳配額分配量下，當(dāng)LiF<5.16時調(diào)整第一期邊緣企業(yè)初始碳配額分配的碳價相比調(diào)整第二期的高，反之當(dāng)LiF>5.16時調(diào)整第二期邊緣企業(yè)初始碳配額分配的碳價較高.結(jié)果表明當(dāng)產(chǎn)品市場和碳市場均存在市場勢力時，碳配額分配量調(diào)整對碳價變動的影響與邊緣企業(yè)和市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率大小相關(guān).

圖1 不同碳生產(chǎn)率情形的碳價與碳配額初始分配

4.2 碳配額跨期貼現(xiàn)率調(diào)整

圖2描述了MPCM和MPBM情形下，碳價與碳配額跨期貼現(xiàn)率的變動關(guān)系.相比α=1情形，MPCM情形的碳價隨碳配額跨期貼現(xiàn)率遞減而遞減，驗(yàn)證了命題2(Ⅰ).同一碳配額跨期貼現(xiàn)率下，兩企業(yè)碳生產(chǎn)率相等時碳價最高，邊緣企業(yè)碳生產(chǎn)率較大時次之，市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率較大時最低.MPBM情形的碳價隨碳配額跨期貼現(xiàn)率遞減而遞減.相比市場勢力企業(yè)，同一碳配額跨期貼現(xiàn)率下邊緣企業(yè)碳生產(chǎn)率越高的碳價越高.

(a)僅碳市場存在市場勢力

圖3展示了不同跨期碳配額貼現(xiàn)率情形下，市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率與社會福利間的關(guān)系.MPCM情形下，社會福利隨市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率增加而增加.相比α=1情形，同一碳生產(chǎn)率下α=0.8的社會福利最高，α=0.9的次之.然而，MPBM情形下，社會福利隨市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率增加而減少.相比α=1情形，α=0.9和α=0.8的社會福利較低.

(a)僅碳市場存在市場勢力

圖4描述了IPDR調(diào)整對計劃期內(nèi)碳排放總量的影響.兩種市場勢力情形下，計劃期內(nèi)碳排放總量隨跨期碳配額貼現(xiàn)率遞減而遞增，且不同碳生產(chǎn)率情形下碳排放總量差距較小.MPCM情形下當(dāng)α<0.7時相比γF≠γM情形，γF=γM時碳排放總量較高.然而，MPBM情形且同一跨期碳配額貼現(xiàn)率下，當(dāng)α>0.7時不同碳生產(chǎn)率情形下碳排放總量差距較小；當(dāng)α<0.7時相比邊緣企業(yè)碳生產(chǎn)率，市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率較高的碳排放總量最高，市場勢力企業(yè)碳生產(chǎn)率較低的次之.相比跨期碳配額1∶1兌換，碳配額1∶α兌換且α≠1時計劃期內(nèi)碳排放總量均超過免費(fèi)碳配額分配量(>20.35 Mt).該結(jié)論是對Kling和Rubin[23]研究的拓展.結(jié)果表明存在市場勢力時，引入配額貼現(xiàn)率動態(tài)調(diào)整的存儲機(jī)制會導(dǎo)致減排約束無效，未能使企業(yè)排放行為滿足社會均衡排放路徑.

(a)僅碳市場存在市場勢力

5 結(jié)束語

研究構(gòu)建不完全競爭條件下的兩期碳市場模型，揭示了存在市場勢力時碳配額初始分配和跨期貼現(xiàn)對碳價的影響，推導(dǎo)出MPCM和MPBM情形的跨期碳市場有效性條件，研究結(jié)果拓展了市場勢力情形下碳價變動和跨期碳市場有效性的相關(guān)結(jié)論.研究發(fā)現(xiàn)，MPCM和MPBM情形下碳價隨各期邊緣企業(yè)初始碳配額分配量增加而遞減.其次，相比跨期碳配額1∶1貼現(xiàn)，若調(diào)整碳配額跨期貼現(xiàn)率，則存在市場勢力壓低碳價的情形.第三，MPCM情形企業(yè)分散均衡實(shí)現(xiàn)跨期碳市場有效性需滿足各企業(yè)各期貼現(xiàn)邊際碳要素收益相等；MPBM情形實(shí)現(xiàn)跨期碳市場有效性需滿足各企業(yè)各期貼現(xiàn)邊際碳要素收益與碳要素收益效應(yīng)之差相等.基于上述研究結(jié)論，提出如下政策啟示.

首先，同一行業(yè)中企業(yè)間初始碳配額有效分配需考慮是否存在產(chǎn)品市場勢力.碳減排規(guī)制下，碳配額已成為企業(yè)生產(chǎn)決策的關(guān)鍵影響因素之一.僅基于企業(yè)邊際減排成本的碳配額初始分配將導(dǎo)致跨期碳市場效率損失.由于市場勢力僅存在產(chǎn)品市場和同時存在兩個市場的跨期碳市場有效性條件不等價，因此有必要衡量該行業(yè)產(chǎn)品價格是否內(nèi)生且產(chǎn)品市場是否存在市場勢力，進(jìn)而有的放矢地實(shí)行初始碳配額分配.

其次，合理分配碳配額的同時實(shí)施碳價上下限等價格穩(wěn)定措施.碳交易機(jī)制有助于實(shí)現(xiàn)企業(yè)低成本減排已經(jīng)成為共識，然而無存貸機(jī)制和存貸機(jī)制下，市場勢力企業(yè)均可根據(jù)邊緣企業(yè)初始碳配額分配量壓低或抬高碳價，可能引起更高的減排成本甚至導(dǎo)致碳市場無效.市場規(guī)制者與控排企業(yè)存在碳配額供需信息不對稱，且不確定因素干擾引起企業(yè)碳配額需求變動.運(yùn)用碳價上下限約束政策有助于防止市場勢力過度扭曲碳價，避免碳價信號無效.

第三，碳配額跨期貼現(xiàn)率調(diào)整下市場勢力可能導(dǎo)致碳減排約束無效.雖然跨期碳配額貼現(xiàn)率調(diào)整潛在加強(qiáng)了高排企業(yè)碳減排約束，但是存在市場勢力時計劃期內(nèi)碳排放總量可能超出碳總量控制目標(biāo)，且市場勢力企業(yè)可能壓低碳價，不利于實(shí)現(xiàn)碳排放總量控制和碳減排有效約束.因此，存貸機(jī)制下市場規(guī)制者在碳市場建立初期，應(yīng)慎重運(yùn)用碳配額跨期貼現(xiàn)率調(diào)整.

第四，促進(jìn)控排企業(yè)提高碳生產(chǎn)率.若市場勢力僅存在碳市場，同一碳配額跨期貼現(xiàn)率下，兩企業(yè)碳生產(chǎn)率相等時碳價最高.若雙市場均存在市場勢力，同一碳配額跨期貼現(xiàn)率下碳價隨邊緣企業(yè)碳生產(chǎn)率遞增.因此，市場規(guī)制者通過碳減排技術(shù)補(bǔ)貼、培養(yǎng)消費(fèi)者環(huán)保意識等激勵企業(yè)提高碳生產(chǎn)率有助于提高碳價.

研究未考慮技術(shù)進(jìn)步對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響，且僅局限于探討確定性環(huán)境下企業(yè)在碳市場和產(chǎn)品市場中的最優(yōu)決策，未將經(jīng)濟(jì)不確定性、季節(jié)變化、碳減排政策沖擊等隨機(jī)因素納入模型.此外，企業(yè)間研發(fā)合作有助于削弱主導(dǎo)企業(yè)的市場勢力[34].因此，后續(xù)研究可將企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和研發(fā)合作納入模型.鑒于現(xiàn)實(shí)中控排企業(yè)碳減排決策面臨不確定因素沖擊，未來將探討外部不確定因素影響下碳配額初始分配和跨期貼現(xiàn)與碳價間的關(guān)系.