企业集团内部碳排放权交易规则设计研究

杨　丽，曹　明，王　勇,3

(1.安徽科技学院 财经学院，安徽 凤阳 233100；2.中国矿业大学 文学与法政学院，江苏 徐州 221116；3.南京农业大学 公共管理学院，江苏 南京 210095)



企业集团内部碳排放权交易规则设计研究

杨丽1，曹明2，王勇1,3

(1.安徽科技学院 财经学院，安徽 凤阳 233100；2.中国矿业大学 文学与法政学院，江苏 徐州 221116；3.南京农业大学 公共管理学院，江苏 南京 210095)

新的经济形势下，社会对企业减少碳排放提出了更高的要求，企业集团作为我国主要经济主体能否在这场经济变革中抓住机遇，取决于是否能够占领温室气体减排的先机。企业集团的特征使其具有进行碳排放权内部交易的可行性，论文将碳排放权交易思想引入企业集团内部，结合企业集团的特征选择间隔型双向拍卖作为企业集团碳排放权交易方式，并设计了间隔型双向拍卖规则，且利用数理方法证明了该拍卖规则除了具有激励相容性外，还能够阻止成员企业的“恶意报价”行为、保证交易集中买卖双方交易数量相等、提高成交速率、防止成员企业共谋行为和减小交易费用。

企业集团；连续性双向拍卖；间隔性双向拍卖；碳排放权

中国政府2009年公布了“到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%～45%”[1]的减排目标，并将该目标作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划中，2014年11月我国发表声明“计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值”[1]，可见，在低碳经济的背景下，企业发展正面临着政策管制等 “碳风险”[2]。企业集团作为我国重要的经济主体，是二氧化碳的主要来源，解决如何减少二氧化碳排放的问题刻不容缓。近年来，碳排放权交易作为一种以市场机制为基础的环保机制，已经被很多机构认为是一种有效降低减排成本的工具之一[3-6]。

碳排放权交易系统能否有效的运行很大程度上决定于关键设计要素的合理安排，王毅刚等[7]认为一个完整的排放交易体系应包括总量限制制度、许可分配制度、交易制度、柔性或灵活机制、监测报告核证制度、处罚制度等。可见，交易规则设计是排放权交易体系的关键要素。目前国际上碳排放权的场内交易是依托于气候交易所来实现的，比较典型的交易所有欧盟气候交易所、芝加哥气候交易所等，这些气候交易所的共同特点是交易规则中集中竞价的方式都采用双向拍卖的方式，所不同的是双向拍卖类型和拍卖规则根据需要有所不同。

企业集团内部的成员企业由于分布行业、生产和治理技术、生产规模和管理水平等不同，其边际减排成本存在差异，该特征符合碳排放权交易的基本条件。此外，企业集团内部成员企业的“双重性”和“二级模糊”[8]属性，为企业集团内部交易行为提供了先天的条件[9]，但同时，也使得企业集团内部碳排放权交易行为具有特殊性和复杂性。本文的主要目的是依据企业集团的特征设计出一种适应于企业集团内部碳排放权交易的拍卖规则。

一、拍卖类型的选择

依据双向拍卖交易规则中买卖双方发生交易的时间不同，双向拍卖分为连续型双向拍卖和间隔型双向拍卖[10]。

连续型双向拍卖与间隔型双向拍卖在市场流动性要求、价格有效性要求、执行成本、信息透明度等方面存在着较大的差异，具体见表1。

企业集团内部碳排放权交易市场不同于普通的金融交易市场，成员企业购买碳排放权配额的主要目的是弥补限排期超额排放的二氧化碳排放量，来避免受到严格的惩罚，而不是为了通过投资获得利润，因此，集团内部碳排放权交易市场对交易的流动性要求不高。对于集团管理部门来说希望交易主体能够上报真实价格，通过交易使整个集团的边际减排成本减小，从而达到提高集团低碳竞争力的目的。此外，低成本永远是企业追求的目标，成本较小的拍卖方式将是集团的最优选择。基于以上原因，结合表1中连续型双向拍卖和间隔型双向拍卖对比分析结果，本文采用间隔型双向拍卖作为集团内部碳排放权交易拍卖方式。以下将从报价规则、出清规则、成交价格规则和匹配规则来对间隔型双向拍卖的拍卖规则进行设计。

表1连续型双向拍卖与间隔型双向拍卖的差异

拍卖类型连续型双向拍卖间隔型双向拍卖市场流动性要求高低价格有效性要求低高执行成本高低信息透明度高低结算频率高低单次成交量小大

资料来源于：《金融市场微观机构理论》，上海财经大学出版社，1999。

二、拍卖规则设计

为了便于对交易规则进行说明，本文做出以下假设：①假设在某一限排期有L个成员企业获得碳排放权交易许可证，其中有s个成员企业出售碳排放权配额，出售数量为N售；有t(t=L-s)个成员企业购买碳排放权配额，购买数量为N购；②交易双方都是风险规避型企业；③在交易真正开始前，交易主体将自己预交易的碳排放权数量M和报价P提交给交易平台，因此，交易平台收到的交易主体信息是M和P的数组(M，P)，M大于零表示该交易主体是卖方，M小于零表示该交易主体是买方；④交易过程发生的管理费用由集团承担。

(一)关于报价规则

买卖双方的报价必须在价格集合(pmin,pmax)内，双方一次提交的交易数量必须在数量集合(0,M现值)内，其中，pmin和pmax是交易管理部门规定的最小和最大报价值；M现值是买卖双方账户更新之后的碳排放权配额数量当前值。

(二)关于出清规则

本文采用Wurman等(1998)提出的拍卖排序方法进行多交易主体多单位报价的排序[11]。具体是将一个成员企业对m个碳排放权配额的报价，看作m个成员企业以相同的价格对一个单位碳排放权配额的报价，然后按照价格从高到低的顺序依次对单位碳排放权配额进行排序，同一价格随着配额重复排序，同一报价水平下，交易客体采用时间优先的排序方式。排完序之后形成一个价格集合S，如果用pi表示同一水平的报价额，该集合表现形式如下。

价格集S中，每个pi对应一单位配额(p1>p2>…>pi>L>pk)，Mi表示报价同为pi的碳排放权配额数量(M1+M2+…Mi+…+Mk=N售+N购)，本文选取位于N售+1位置的价格作为出清价格。出清规则为：

假设位于N售+1位置的碳排放权配额报价为pf，如果pf来自卖方，那么碳排放权配额报价低于pf的卖方和报价与pf相同但位置处于pf之后的碳排放权配额卖方都进入到交易集中，报价高于pf的碳排放权配额买方和报价与pf相同位置处于pf之前的买方都进入到交易集中，同时，报价位于N售+1位置的卖方也进入到交易集中；如果pf来自碳排放权配额的买方，那么报价高于pf的买方和报价与pf相同但位置处于pf之前的买方都进入匹配集，报价低于pf的卖方和报价与pf相同位置处于pf的之后的卖方进入匹配集，报价位于N售+1位置的交易主体不进入匹配集。如果用rank(bi)来表示报价bi在报价集合S中所处的位置，由以上出清规则确定的交易集用集合表示如下：

如果N售+1位置的报价来自卖方，则交易集为：

{Mi>0|rank(Mi)>N售+1}∪{Mi<0|rank(Mi)0|rank(Mi)=N售+1}

如果N售+1位置的报价来自买方，则交易集为：

{Mi>0|rank(Mi)>N售+1}∪{Mi<0|rank(Mi)

(三)关于成交价格规则

交易主体进入交易集后，交易双方要按照规定的价格进行计算。关于成交价格理论界的前辈们提出了不同的确定方法，Wurman等(1998)提出如果第N售+1位置(出清位置)的价格为ps则交易集中的所有交易主体都按照这一价格进行交易[11]；我国学者殷红和王先甲(2004)提出了一种价格确定方法，即如果位于第N售+1位置的报价为ps来自卖方，那么所有交易统一按照ps-1进行交易，如果报价ps来自买方，那么所有交易统一按ps进行交易，特殊地，当第N售位置的报价与第N售+1位置的报价相同时，按照ps+1进行交易[12]。这两种方法在一定环境下都具有一定的有效性，但是在集团内部由于成员企业之间信息沟通畅通和交流频繁，很容易引发共谋行为，因此，本文在前人研究的基础上，对成交价格做了相应的改进。具体规定如下：如果位于第N售+1位置的报价为ps，且ps来自卖方，那么所有交易的碳排放权配额统一按照ps-1进行交易，特别地，如果N售与N售+1位置的报价相同，则所有交易统一按照ps进行交易；如果报价ps来自买方，那么所有交易的碳排放权配额统一按ps进行交易。

(四)关于匹配规则

关于匹配规则，本文采用王先甲和殷红(2004)提出的“高高匹配”原则[13]。所谓“高高匹配”是指对于进入交易集的碳排放权配额的买卖双方，将提交的配额数量作为优先匹配的依据，即在统一交易价格确定之后，首先将提交配额数量最高的卖方和买方进行匹配，成交配额数量为两者之间提交配额的最小值。对于提交数量没有满足的卖方或买方，再与交易子集中余下的碳排放权配额卖方或买方组成新的交易子集；然后再将新的交易集中提交配额最高的卖方和买方进行匹配，提交的配额数量没有被满足的卖方或买方再与交易子集余下的交易主体组成新的交易子集，以此类推，直到交易集中所有配额需求均得到满足为止。若出现多个碳排放权配额卖方提交的配额数量最高，或者多个碳排放权买方的需求配额数量最高，则报价最低的卖方，或者报价最高的买方优先匹配。如果出现多个买方或卖方提交的配额数量相同，同时报价也相同，则最先提交交易信息的买方或卖方优先匹配。

三、拍卖规则有效性分析

以上对依据企业集团的特征进行了拍卖规则的设计，以下将利用数理推导的方式对该规则进行验证，以证明其有效性。

(一)报价规则防止了“恶意报价”行为

在拍卖进行时，拍卖双方的排序依据交易主体的报价和交易数量，因此，交易信息的质量影响着排序的公平性。报价规则的设计规定了交易主体的报价范围，超出报价范围的则不予进行交易，一定程度上防止了有些成员企业的“恶意报价”行为(报价过低或过高)。

(二)出清机制保证了交易集中买卖双方的交易数量相等

如果位于N售+1位置的报价来自卖方，不妨设N售+1位置之后的卖方有y个，则N售+1位置之前的卖方有N售-(y+1)个，假设N售+1位置之前的买方有x个，那么N售+1位置之前共有N售-(y+1)+x个交易主体，即N售=N售-(y+1)+x，则x=y+1。依据出清规则N售+1位置的卖方进入交易集，此时匹配集中有x个买方和y+1个卖方，交易市场上达成交易双方交易数量相等。

如果N售+1位置的报价来自买方，不妨设N售+1位置之后有y个卖方，则N售+1之前有N售-y个卖方，设N售+1之前有x个买方，则N售+1之前共有N售-y+x个交易主体，则N售=N售-y+x，即x=y。由出清规则知N售+1位置的买方不进入匹配集，此时匹配集中，交易双方的交易数量相等，市场出清。

(三)鼓励了交易主体快速提交信息

在Wurman等(1998)[11]和王先甲等(2004)[13]的研究中，在统一价格水平下单位交易客体采用随机的排序方式，这种排序方式体现了一定的公平性，但是对于企业集团来说时间就是利润，因此为了鼓励交易主体迅速完成报价，提高效率，本文规定同一报价水平情况下，按照时间先后的原则进行排序。按照此规则，如果i和j均为买方且报价相同，如果i提交信息时间早于j，则来自i的报价位于来自j的报价之前；如果i和j均为卖方且报价相同，i提交信息时间早于j，则来自i的报价位于来自j的报价之后。如此以来，同一报价水平下，先提交交易信息的交易主体匹配成功的可能性较大。

(四)具有激励相容性

“如果在一个拍卖机制下，参与人能够按其真实的估价进行报价，我们就称这个拍卖机制对参与人是激励相容的”[13]本文认为集团内部交易机制激励性的好坏在于能否引导理性的买卖双方提交的报价等于它们的边际减排成本。以下利用数理分析方法来证明该拍卖规则具有激励相容性。

假设N售+1位置报价为ps，则N售位置的报价为ps-1，N售+2位置的报价为ps+1，依据出清规则，则有ps-1>ps>ps+1。将N售+1位置报价对应的单位碳排放权表示为M，如果M大于零表示N售+1位置的报价来自卖方，如果M小于零表示N售+1位置的报价来自买方。为了证明方便，该部分交易主体如果不特别说明每次只交易一单位碳排放权配额。

1.当N售与N售+1位置的报价不同时

对于买方：设vi表示买方i的二氧化碳边际治理成本，p是其报价，由出清规则知买方i匹配成功的概率P(win|p=ps)=0，该买方的期望效应Vi为：

Vi=P(p>ps)·[(vi-bs)·P(M<0)+(vi-bs-1)·P(M>0)]

(1)

当vi≥ps-1时，由ps-1>ps>ps+1知，vi-ps-1≥0，vi-ps≥0，由于买方总是希望赢得排放权配额的概率最大，如果买方按照自己的边际治理成本进行报价，即p=vi，则P(p>ps)=1，买方此时获得了最大的期望值；当ps-1>vi≥ps时，vi-ps-1<0，vi-ps≥0，由于买方属于风险规避型经济组织，当Vi有可能为负值时，买方会选择不交易，所以p=vi是买方的最佳选择，此时P(p=ps)=1，P(p>ps)=0,买方效应为零；如果vips)=0，Vi=0。所以，不论在什么情况下，p=vi是其最优战略。

对于卖方：假设卖方j的边际减排成本是uj，p是卖方报价，由出清规则知卖方匹配成功的概率P(win|p=ps)=1，则卖方j的期望Ui为：

Uj=[P(p0)·(ps-1-uj)]

(2)

当时uj≤ps，ps-1-uj≥0，ps-uj≥0,此时若卖方报价p=uj，则匹配成功那个的概率P(p≤ps)=1，Uj最大；当psps-1时，ps-1-ii<0，ps-ui<0,此时，卖方选择报价p=ui是其最优选择。依据以上分析，不论单位排放权对卖方的价值为多少，报价p=ui是卖方最优战略。

2.当N售与N售+1位置的报价相同时

对于买方来说，当N售与N售+1位置的报价相同时，赢得排放权配额的概率为P(win|p=ps)>0，则买方i的期望效应Vi为：

Vi=[P(p>ps)·P(M<0)+P(p=ps)·P(win|p=ps)]·(vi-ps)+[P(p>ps)·P(M>0)]·(vi-ps)

(3)

当时vi≥ps时，vi-ps≥0，此时买方选择报价p=vi时，买方的期望效应最大；当vips)=0，此时Ui=0。可见，不论在什么情况下，买方选择其边际减排成本作为报价，是它的最优选择。

对于卖方来说，依据出清规则，当N售与N售+1位置的报价相同时，赢得排放权配额的概率P(win|p=ps)=1，卖方j的期望效应Uj为：

Uj=[P(p0)]·(ps-uj)

(4)

当时uj≥ps，ps-uj≤0，此时，卖方j希望获得排放权配额的概率最小，当p=uj时，P(p0，此时，卖方希望获得排放权配额的概率最大，当p=ui时，P(p

综上，在该交易价格机制下，买卖双方的最优战略都是以各自的边际减排成本进行报价时，所获得的期望效应最大，只要买卖双方是有限理性，其所提交的报价就等于其边际减排成本。此时，管理部门可以掌握各成员企业的边际减排成本，为排放权交易机制的进一步改善提供依据。

(五)防止成员企业共谋

相对于全球范围或全国范围内的企业来说，集团内部各成员企业之间更容易发生共谋，按照传统的成交价格，如果N售+1位置的报价来自买方，且N售与N售+1位置报价相同，则按照更低的价格完成交易，如此，成员企业之间具有共谋的动机，本文交易价格规则的设置消除了买卖双方的共谋动机。对于买方来说，由本文成交价格规则知，不论N售与N售+1位置的报价是否相同都按照ps的价格进行交易，买方不能从共谋行为中获利，因此不具有共谋动机；对于卖方来说，当N售与N售+1位置的报价不同时，所有交易集中的配额统一按照ps-1进行交易，当N售与N售+1位置的报价相同时，所有交易集中的配额将统一按照ps进行交易，由出清规则知ps

(六)减小交易费用

在成员企业进行碳排放权交易时，必然会发生相应的费用，对于交易管理部门来说，交易发生时伴随着交易管理成本；对于交易主体来说，虽然不需要向集团交易部门交纳相应费用，交易成本较小，但是也会发生一些管理费用，例如打印合同费用等。因此，不论集团管理部门还是交易主体，都希望能够使交易费用最小。本文选用了间隔型双向拍卖，提高了单次拍卖成交的碳排放权配额数量，减少了交易的次数，从而降低了集团交易管理费用。

四、结束语

为应对气候变暖世界各国达成了空前的统一战线，减少温室气体排放在全球范围内正由科学共识转变为实际行动，企业集团作为我国温室气体排放的重要经济主体，采取措施减少温室气体的排放是必要的。本文选用间隔型双向拍卖机制，依据企业集团特征设计了集团内部碳排放权交易规则，并使用数理方法证明了拍卖规则的有效性，对企业集团减少二氧化碳排放具有一定的参考价值。

应该指出的是，本文是在假设企业集团成员是风险规避性企业，不能涵盖一切情况，还需要根据具体情况进行分析，不断完善和充实不同风险类型企业交易规则，使其更具有实效性。

〔1〕 刘书嘉.联合国利马气候大会今开幕 谈判博弈进入关键阶段[EB/OL].(2014-12-01)[2014-12-9] http://jiangsu.china.com.cn/html/2014/gdxw_1201/635131.html

〔2〕 新能源与低碳行动课题组.低碳企业低碳领袖[M].北京:中国时代经济出版社，2011:25-26.

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〔6〕 AKHURST MARK,JEFF MORGHEIM,RZCHEL LEWIS.Greenhouse gas emissions trading in BP[J].EnergyPolicy,2003,31:657-663.

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〔13〕 王先甲,殷红.一种激励相容的电力市场双边拍卖机制[J].电力系统自动化,2004(18):7-15.

(责任编辑周吉光)

Study on Trading Rules Design of Carbon Emission Permits in Enterprise Group

YANG Li1, CAO Ming2, WANG Yong1,3

(1. Anhui Science and Technology University, Fengyang, Anhui 233100; 2. China University of Mining and Technology,Xuzhou, Jiangsu 221116; 3. Nanjing Agriculture University, Nanjing, Jiangsu 210095)

Higher demand was put forward to reduce carbon emission under the new economy situation. Whether enterprise group which is the main economic organization in china can seize the opportunity in this economic transformation depends on whether can take the preemptive opportunities to reduce carbon emission successfully. The characteristics make it feasible to carry out the emission permits trade of carbon in enterprise group. In this paper emission permits trade of carbon was introduced into enterprise group. On the basis of the enterprise group, the interval-type double auction is selected as a transaction of enterprise carbon emissions; a rule of the interval-type double auction is designed as well. Besides the ability of incentive compatibility, there is a serious function of the regulation of the interval-type double auction which is the avoidance of related party’s behaviors about malicious-quote, the guarantee of equality of trading quantity on both parties, the increase of turnover rate, the prevention of collusive action and the decrease of trading expenses, which is proved by mathematical methods.

enterprise group; continuous double auction; interval-type double auction; emission permits trade of carbon

10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2016.01.011

2015-11-02

国家社科基金一般项目(15BGL175);江苏省教育厅社科项目(2013SJD790060);中央高校基本科研业务费专项资金(2013W16)。

杨丽(1984—)，女，安徽灵璧人，管理学硕士，安徽科技学院财经学院助教，主要研究方向为产业经济学。

F062.2

A

1007-6875(2016)01-0066-05

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/doi/10.13937/j.cnki.sjzjjxyxb.2016.01.011.html网络出版时间：2016-02-2015：30