基于均衡分析法的碳交易减排机理及困境研究

朱青梅，孙晓燕

(济南大学 经济学院，山东 济南250002)

一、碳排放权交易的减排机理

假设市场上仅有两家企业分别为甲和乙，甲企业的边际减排成本为MCX，在图1 中用曲线A’N 表示，乙企业的边际减排成本为MCY，用曲线I’J 表示，且有MCX＞MCY，即曲线A’N 比I’J 更陡峭。在碳排放权较充裕且没有采取总量控制时，根据收益最大化原则，甲、乙两企业的碳排放量分别为AA’和II’，此时两企业的碳排放总量是AA’+II’，低于社会可承受的排放总量AI，碳排放权配置达到帕累托最优状态，生产者剩余和社会总福利水平最高。现实中，在碳排放总量控制的前提下，社会可承受的排放总量减少，由AI 降为AS，将乙企业碳减排成本曲线I’J 从S 点开始向左平移II’单位即I”J，其中，I’I=I”S，这时两企业的碳排放的总需求量为AA’+I”S ＞AS，现有的碳排放权总量不能同时满足两企业的碳排放需求，甲、乙两企业为了生存必定选择减排，且由于二者的减排成本差异，企业会在自行减排的边际成本和购买另一方的碳排放权的价格(即购买成本)间做比较。下面分别探讨限制碳排放权交易和实施碳排放权交易的减排效果和原理。

(一)等量或等比例减少甲、乙企业的碳排放量且限制碳排放权交易

将甲企业的碳排放量由AA’减少为AM，乙企业的碳排放量由SII”减少为SM，AM+SM=AM，甲企业的减排量为A’M，减排成本为A’MB，乙企业的减排量为I”M，减排成本为I”MC，社会总的减排成本为二者之和。

(二)等量或等比例减少甲、乙企业的碳排放量且实施碳排放权交易

由于甲、乙企业减排的边际成本不同，在允许碳交易的条件下，企业可对比其自行减排成本和购买碳权的价格以做出最理性的选择。甲企业的边际减排成本曲线A’N 与Y 企业的边际减排成本曲线I’J 相交于P 点，说明甲企业和乙企业在O 点的边际减排成本相同均为P，此时P 即为市场的均衡价格，即达成碳排放权交易的价格。同样将甲企业的碳排放量减少为AM，乙企业的碳排放量减少为SM，则甲企业的减排量为A’M，乙企业的减排量为I”M。在M 点上甲企业的边际减排成本B 点高于单位碳排放权的价格P，即从Q 点到M 点的减排成本均高于碳排放权的价格，此时从市场上购买碳排放权的成本要低于甲企业的自行减排成本，而乙的边际减排成本在C 点低于单位碳排放权的价格P，因此，甲企业可将其自行减排的碳权进行出售以获利。在此过程中，甲企业自行减排成本为A’QO，购买碳排放权的成本为OQMD，其总成本为AMDO;乙企业的自行减排成本为I”QO，出售碳排放权的收益为OQMD。

结论:分析上述限制碳排放权交易和实施交易的两个过程，在限制交易的情形下，甲企业自行减排的总成本是AMB，乙企业的自行减排成本是I”MC;在实施交易的情形下，甲企业自行减排成本为A’QO，购买碳排放权的成本为OQMD，其总成本为AMDO，乙企业的自行减排成本为I”QO，出售碳排放权的收益为OQMD。比较两企业的成本和收益，实施碳交易后，甲企业的总成本AMDO 比之前自行减排的总成本AMB 减少了OBD，因此通过交易，甲企业净获益OBD;乙企业的自行减排成本为I”QO 比之前的自行减排成本I”MC 增加了MQOC，但出售碳排放权的收益为OQMD，因此在交易中乙企业实际增加了DOC 净收益，而整个社会的收益增加了OBD +DOC =BOC。结果证明碳排权放交易市场机制，在碳排放总量控制的目标下，能够降低全社会碳减排的成本并增加了社会福利。

二、碳排放权交易的现实困境

(一)碳排放及交易现实:企业作为市场主体的缺失

1. 主要污染物排放现状

根据2006 年—2013 年中国环境状况公报数据，大气中主要污染物二氧化硫的排放总量中，工业源二氧化硫的排放量占总量的比重，最低的是2009 年的84.3%，最高为2011 年的90.9 以上［1］，详见表1。

根据表1 的数据，2006 ～2013 年间，工业源二氧化硫的排放量一直占排放总量的84%以上，由此看出，工业源企业是大气污染物排放的主要责任者，其减排空间和潜力也应最大，因此，工业企业是碳减排和碳排放权交易的主体。

2. 碳排放权交易现状

中国碳排放权交易的实践始于20 世纪90 年代，原国家环保局当时选定了16 个城市作为排放大气污染物许可证制度的试点，这些试点可以看作是中国排污权交易的起步阶段［2］。自此开始，在国家和地方政府的推动下，实施了多起碳排放权交易案例，见表2。

图1 碳排放权交易的减排原理

表1 2006 ～2013 年中国二氧化硫排放量

表2 中的碳交易案例，实施交易的双方一般是国家或地方政府的试点工程，往往局限于某些特定区域的行政命令或要求，由此出现了排放权的需求方［3］。从交易方式上看，主要是以政府推动为主，而仅从2009 年开始，天平汽车保险有限公司与中国国际民间组织合作促进会签订了一项企业自愿减排的案例，之后一直到2014 年11 月，国家发改委通过自愿减排交易信息平台公示了首批仅10 个备案的CCER 项目;从交易主体上看，中国参与交易的主体分别是北京环境与发展研究会、陕西省政府、天津市政府及中国人民银行等国家或地方政府，而自愿参加交易的企业仅有2009 年交易中的天平汽车保险有限公司，以及2014 年的内蒙古京能乌兰伊力更风力发电有限责任公司等10 家工业企业［4］，由此看出，作为污染物排放的主要责任者及碳减排和碳权交易主体的企业处于缺位状态。

表2 中国实施碳排放权交易的案例

(二)国内市场的碳交易成本高、数量少

碳交易市场是实现碳权资源再配置最有效的机制。根据《中国应对气候变化的政策与行动2012 年度的报告》，截止到2012 年8 月，中国有4540 个清洁发展机制项目得到批准，预计能够实现年减排量7.3 亿吨的二氧化碳当量。国内市场上，环境交易所不能有效提供各部门的碳排放权的需求和交易信息，且缺乏覆盖全国的碳排放权交易场所和组织载体，这就无法为碳交易提供集中、易操作的交易环境，导致企业获取碳交易的信息和机会少，实施碳权交易的成本高昂。这种状况直接导致企业无法将其节余的碳权出售并获利，降低了这些企业实施碳减排的意愿，从而抑制了碳排放权市场的形成和培育，致使碳排放权处于凝滞状态。

(三)法律、法规及监管制度缺失

碳交易是在政府、环保部门的管理和监督下自愿产生的交易行为。实施碳排放权交易，除了供给方和需求方有买卖意向作为前提，还需要政府和环保部门制定碳交易的规则、审核、交易方式，以及交易完成后出现冲突、纠纷的协调机制等。美国和欧盟均有严格的法律体系来规范、约束碳排放交易。但中国目前却缺乏碳排放权交易方面的立法。另外，实施碳排放交易的基础是碳权的清晰界定，但目前在碳权的计量、大气环境监测技术及碳排放行为的监督方面的限制，使得碳权计量成本、排放监督成本高，致使环保局等部门和企业无法监测所有企业的排放行为，加之企业过度排放废气后被监测出来的机会低且处罚力度不大，导致碳排放权的清晰界定、监督及实施排他性权利的可能性太低，抑制了碳排放交易市场的发展。

三、导致碳排污权交易困境的诱因

(一)碳排放权的产权界定缺失

碳权交易困境的制度原因是缺乏完整系统的碳排放权制度体系，由分配制度、实施制度和管理维护制度构成。其中分配制度是进行一切产权界定的基础，而目前碳排放的初始分配没有系统、统一的标准，其他诸如碳排放权的实施制度和维护制度建设更是无从谈起。具体表现如下，在总量控制的原则下，碳排放权没有被清晰界定给各企业、单位和个人，每个部门对自己拥有的碳排放额度、权利和责任不明确;实施制度方面，一是没有相应的监督机制来制约和监督分配方案的落实情况，二是缺少对那些违反分配合约行为进行处理的惩罚机制;维护制度中信息机制不健全，如有关碳排放量统计、碳排放检测等信息批露方面建设还不完善，更没有相关的冲突协调、碳排放利益整合机制。

(二)碳排放权无法积贮

碳权无法积贮是限制碳交易的另一重要因素。积贮性是指碳排放权主体能够将其节余未用或减排的碳权，根据合法的程序储存至“碳权银行”等，待以后需要时取出再用或进行出售等处置。目前，碳权却不具有积贮性，当期不用或用不完即作废，碳排放权只能当期利用或出售，实践中，由于时间和搜寻信息等交易成本的限制，短时间内完成交易的概率非常小，致使大多数碳权主体最终只能放弃这部分权利。

(三)碳排放权交易主体之间的非合作博弈

1. 交易主体间的博弈原理

碳排放权交易主体有个人、企业、政府和环保组织等，在国内市场上，主要包括两组博弈主体:企业之间的博弈、企业与政府的博弈。经济学中的博弈是指存在多决策主体且其行为间相互影响时，各决策主体根据其自身能力的判断及所掌握信息，做出最优决策的行为。由于企业是碳交易的主体，故本文侧重于分析企业间博弈的过程和结果。

2. 产权主体间的非合作博弈的过程

从众多碳排放产权主体中选择两个不同的企业，假定一个是林场，其拥有的众多树木每天能吸收大量的二氧化碳，直接改善了周边的大气环境，因而林场拥有一定量的碳排放权，可用于出售交易;而另一个企业是水泥厂，其生产行为将产生大量的二氧化碳，实际排放数量要超过其分配的排放额度，如果水泥厂过度排放废气，林场将会受到一定的损失。假定碳排放权初始界定时规定，水泥厂没有过量排放的权利，且林场有不被污染的权利，水泥厂为满足生产需要应向林场购买碳排放权。但若水泥厂选择偷排废气，将导致林场受损失;林场为保护其权益不受损害，需要监督检查水泥厂的碳排放行为。故林场的选择有监督和不监督两个，而水泥厂的选择有:购买碳排放权和偷排。由于信息不对称，双方无法知道对方的行为和选择。假定，水泥厂向林场购买碳排放权的费用是e，同时也是林场出售碳权的价格和收益的反映，林场对钢铁厂进行监督检查的费用以a 表示，水泥厂的碳排放行为对林场产生的损失以c 表示，而水泥厂偷排且被发现后的惩罚用F 表示，且满足a ＜e+F(不存在占优策略)。

根据上述参数的设定，构建表3 所示的支付矩阵。

根据假设，水泥厂在与林场的博弈行为中不存在纯策略纳什均衡，在利益最大化原则下，双方会寻求混合策略意义上的纳什均衡。假定林场监督概率为α，水泥厂过量偷排的概率为β，根据“理性经济人”偏好最大化原则，林场与水泥厂的期望收益函数分别为:

(1)林场最优检查和监督概率α*

给定林场监督检查水泥厂碳排放行为的概率α，则水泥厂的期望收益函数如下:

∏1(α，β)=β［α* (－e－F)+(1 －α)* 0］+(1 －β)［α* (－e)+(1 －α)(－e)］

=β(－eα－Fα+e)－e

d∏1(α，β)/dβ=eα－Fα+e)=0

(2)水泥厂偷排废气的“最优”概率β*

给定水泥厂排放废气的“最优”概率β，则林场的期望收益函数为:

∏2(α，β)=α［β(e +F －a －c)－(1 －β)

(e－a －c)］+(1 －α)［β(－e)

+(1 －β)(e－c)］

=α(Fβ+eβ－a)

d∏2(α，β)/dα=βF+βe－a=0

表3 林场与水泥厂行为选择的博弈支付矩阵

(3)博弈均衡点的影响因素分析

①林场发现水泥厂偷排废气后，对其罚款的数额F 越大，则水泥厂选择偷排行为的概率β 越小。②水泥厂向林场购买碳权的价格e 越高，其偷排行为的概率β 有两种可能。一是购买价格越高，林场进行检查的概率就越高，水泥厂偷排被发现的可能性就越大，导致水泥厂不敢偷排;二是价格越高，水泥厂需要缴纳更多的排污费，表明企业的规模也较大。对大企业而言，其信誉较高，偷排被发现后有很大的名誉损失，因此其自律性和约束性强。③林场对水泥厂排放行为的监督成本越高，水泥厂偷排的概率越大。

①水泥厂购买碳权的费用越高，即林场出售碳权的收益e 越高，则林场实施监督的概率α 越高。②水泥厂偷排被发现后缴纳的罚款F 越大，其偷排的概率会越小，与此对应，林场监督检查的概率α 也低;如果水泥厂对林场造成外部损害的补偿F 越少，林场监督的概率α 又分两类，一是补偿F 越低，排放企业的偷排概率越高，则林场监督的概率α 越高，二是补偿额度F 越低，林场收益低，林场监督的概率α 也低。

从林场监督的概率α=e/(e+F)看出，影响林场监督碳排放概率的因素是e 和F。对本文碳权监督和交易而言，不仅要考虑决定各行为主体总收益的影响因素F 和e，也要顾及为此而付出的检查和监督成本a，即e、F 和a 共同影响决定林场监督水权的概率。而现实中，一方面，由于碳排放产权界定缺失，排他性产权、交易、外部性等其他衍生权利均没有清晰界定;另一方面，碳权无法积贮原因直接影响到碳权交易的频度和收益;另外，政府和环保部门对企业的碳排放、交易行为等缺乏相应的法律法规和监管制度。上述三方面因素决定了影响博弈均衡的因素e、F 和a，即水泥厂向林场购买碳排放权的费用(亦即林场出售碳权的价格和收益)e 很低甚至为零，林场监督水泥厂的检查费用a 非常高，而水泥厂偷排废气被发现后的惩罚F 较低，最终导致林场的选择是不监督、水泥厂的选择是偷排废气而非购买碳权的非合作博弈行为，即出现了无法形成碳排放权交易市场的集体非理性结果。

四、结 论

利用均衡分析法分析碳交易的减排机理，证明了碳排放权交易市场机制能够降低碳减排成本。而实践中，企业间的碳交易存在交易量少等诸多困境。经分析，碳排放权产权界定缺失，碳权无法积贮，以及交易主体间的非合作博弈是造成交易困境的主要诱困。因此，构建完善的碳交易市场，需要从碳权的初始分配、碳权银行、碳权交易所及监管机制方面着手。

［1］中华人民共和国环境保护部:2006 －2013 年中国环境状况公报，2015 －4 －12，http://jcs.mep.gov.cn/hjzl/zkgb/。

［2］郑思海等:《碳排放交易机制对我国建设“低碳城市”的启示》，《金融教学与研究》，2010 年第2 期。

［3］于楠，杨宇焰等:《我国碳交易市场的不完整性及其形成机理》，《财经科学》，2011 年第5 期。

［4］中国自愿减排信息平台:《温室气体自愿减排项目减排量备案审核会第一次会议会议通知》，2014 －09 －18，http://cdm.ccchina.gov.cn/ccer.aspx。