中国碳交易价格低迷的成因:理论模型与实证分析

□ 吴慧娟 张智光

(南京林业大学 经济管理学院,江苏 南京 210037)

全球气候变暖、环境恶化及生态污染等问题已成为人类生存与发展的严峻挑战。习近平总书记在党的“十九大”报告中,把生态文明作为新时代中国特色社会主义思想的重要内容之一,把绿色发展作为新发展理念的重要内容之一[1]。党的“十九大”为我国生态文明建设绘制了战略蓝图,提出了明确的目标、路径、任务与方法[2]。在我国生态环境保护大会上,习总书记指出,要实施积极应对气候变化的国家战略,推动和引导建立公平合理、合作共赢的全球气候治理体系。为减少碳排放,缓减温室效应,促进生态文明,我国积极响应《巴黎协定》的精神内涵,制定自主减排贡献目标。通过开展低碳城市试点工作,发现了现阶段碳减排过程中碳定价缺失的问题。明确碳价形成机制从而提高碳价,增强我国在全球气候治理中的履约能力与话语权,这不仅是一个理论问题,更是未来我国生态与经济能互相促进的实际需要。

一、文献回顾

碳定价是交易体系顺利进行的攻坚环节,是建立成熟市场的关键部分。一个有效的碳价,能够作为价格信号反映短期减排成本,又能激发技术革新与市场活力[3]。目前国内外对碳价格的研究名目繁多,但可提炼归纳为碳价格的核算、碳价格的影响因素与其形成机制三个方面。

现有的文献中,一些研究着眼于分析排放权交易系统(ETS)中的碳价格核算。Wang和Wei[4]、Zhou等[5]利用生产函数分析法估算了各部门的历史平均碳排放量,并将实际平均碳排放量与碳价格进行比较,发现大多数ETS低估了碳价格。而有研究指出，以目前碳价格为基础,不可能实现到2030年碳强度比2015年降低42%的目标。如果中国ETS只覆盖电力行业,碳价至少为1 140元/吨;如果覆盖三个行业,碳价至少为680元/吨;如果覆盖8个行业,碳价至少为345元/吨[6]。由此可知，目前碳排放系统核算出的碳价格显著偏低,并且按此价格下去无法实现减排目标。因此,探究碳价为何偏低,如何提高碳价显得尤为重要。

对于碳价格影响因素的研究,Kanen[7]研究证明电价对碳价的影响较大。Mansanet-Bataller等[8]通过多元分析方法证明，除电价外,天然气价格和原油价格对碳价格也有显著影响,并发现了气温中的极端天气会影响到碳价格。此外,学者提出异质性环境、是否可跨期存储及国际减排责任的大小也是影响碳价的关键因素[9]。Balietti[10]研究发现，不同类型交易者的活动也会对EUA(欧盟碳排放配额)现货价格的波动产生影响,特别是能源供应商的交易活动,对EUA现货价格的波动影响最大。并分析得出,导致碳价格波动的因素较为复杂,且不同地区碳交易市场上的价格波动存在差异性。国内学者研究得出影响碳交易价格的因素还有这几方面:石油价格[11-12];国内外能源价格、国内外股价指数、政策文件数、气温因素[13];国内股价指数、配额分配政策、煤炭价格因素[14];采购经理指数、煤炭与燃料油价格、气温偏差因素[15]。而对于政策的影响学者未考虑恰当的指标进去,导致得出政策对碳价并未显著影响的结论。其次,不同地区情况不同,选取个别试点或国外碳市场,不能代表并运用到我国碳市场。最后关键在于,影响因素的选取来源于以往文献研究统计的结果,从文献选取指标而非从碳价形成机制上考虑。

在碳价格形成机制方面,研究至今学者们提出了很多有价值的观点与结论。结论普遍提出碳价影响因素的研究较为成熟,但是如何作用并形成碳价还有待深入研究[16]。有研究者针对国外市场的碳价机制进行了分析,指出碳价格形成机制可分为两类,一类是在碳排放交易所通过连续公开、竞价的方式形成;另一类是在场外协议达成,买卖双方依据项目合同达成。也有学者认为国际碳价形成机制分为直接定价与间接定价,其中总量——交易机制与碳税是国际上普遍流行的。然而,都并未形成统一系统的认识,针对我国碳市场价格机制的研究尚未成熟,

鉴于此,目前对碳市场价格的研究存在以下问题。第一,早期数据太少且处于起始阶段,因此其研究结果的证明性也较低。第二,国内学者对欧盟等成熟市场的研究较多,或是选取我国个别试点市场进行研究,针对全国8个市场的研究还未检索到公开发表的文献,得出结论的普适性大大降低。第三,学者对碳交易价格影响因素的研究往往是从以往文献研究结果选取指标来单纯探讨,未从根源及原理上剖析价格的形成机制,并从中选取更恰当的指标,这也是学者会遗漏一些重要因素(例如政策松紧、惩罚激励手段等指标)的原因。本文拟解决上述问题,为提高全国统一碳交易市场价格、更完善地建立和管理提供建议。

二、中国碳交易市场价格持续走低的现状分析

我国自2013年6月份以来,陆续成立了北京、广东、上海、深圳、重庆、湖北、天津、福建和四川9个碳排放权交易试点(四川试点还没有交易数据)。由于我国的碳排放总量中,发电行业的排放量占比最大,为了进一步规范碳市场,也为了形成统一化的运营管理模式,我国以发电行业为突破口,于2017年12月设立全国统一碳排放权交易市场,率先纳入发电企业,实施从易到难,先局部后整体的发展战略,从试点单位实践成效摸索经验,统一市场定于2020年正式开始运行。自碳试点建成至2019年6月底,纳入减排的企业约3000家,配额总量规模达12亿吨二氧化碳当量(1)数据来源于中国碳排放网站. http:∥www.tanpaifang.com。。表1是至2019年初 8个市场运行情况,值得注意的是碳交易价格极低,而根据价格理论,在完全竞争的市场中,碳价格应等于边际减排成本,减排率在45%水平下,边际减排成本可高达250美元/吨(2)数据来源于清华大学学报《中国的二氧化碳边际减排成本》。。而根据专家学者估算,碳减排成本在300元/吨左右(3)数据来源于中国碳排放网站. http:∥www.tanpaifang.com。,碳排放权价格远低于碳减排成本是碳市场不健全,价格机制未建立成熟的表征。

表1 8个碳交易市场交易情况

不仅如此,我国碳交易价格在国际上都是显著偏低的水平,表2是根据世界银行公布的资料整理所得。比较可知我国碳价显著低于国际水平,8个试点的碳均价才4.38美元/吨,碳价最高的北京市场也才9美元/吨,不足碳排放权减排成本价的1/30,还未达到瑞典碳市场价格的1/10。这样下去不利于我国与国际市场接轨,低的碳价格首先不能够明显影响调度并有效降低碳排放量,无法及时实现碳减排目标;其次,会引起国内外资本对我国低碳技术投资项目的不看好情绪,使得新兴技术投资停滞;最后,低的碳价会使发达国家转嫁给我国更多减排责任,将我国置于国际生态经济博弈游戏中的较低位置,更无益于国际化碳市场建设工作的推动。

综上可知,我国碳价格过低,碳价机制不健全,这将使得进行碳减排的企业没有动力进行技术革新、产业转型,实现绿色高效生产;进而难以推动国家实现“绿水青山就是金山银山”科学理念;也使得我国在国际竞争中处于不利地位。因此研究碳价格的形成机制,剖析碳价过低的原因,是当下亟待解决的关键问题,对于我国更好面向全国统一市场,对接国际市场具有重要意义。

表2 全球碳价情况汇总(单位:美元/吨)

三、碳价形成机制的理论模型

商品有其价格形成机制,也称价格的管理体系或价格模式。而碳排放权是一种有价资产,可以作为商品在市场上交换,具有“准商品属性”。但针对碳排放权价格的形成机制,学者们对此还没有统一系统的研究结果,本文将从三个维度来理解,即碳价变动过程维、碳价影响层次维及碳价影响因素维(图1)。

图1 碳价形成机制的三维分析框架

在碳价变动过程维上,结合普通商品的价格形成理论,将碳价变动过程分为:碳市场供需方形成—进行市场交易—生成碳价格—对碳价进行调控四方面内容:一是供需形成,指碳市场内减排企业初始配额加碳汇抵消量与实际排放量的差值是正时,即为供给方,可以出售盈余的碳排放权,差值为负时,即为需求方,需要买入缺口的碳排放权;二是进行市场交易,即控排企业为完成履约责任,供需双方在碳市场内买卖碳权的行为;三是生成碳价格,在碳排放权买卖过程中,碳价格依据供需关系自发生成;四是碳价格调控,即碳价出现过度波动或价格远高于/低于减排成本价时,政府可以采取价格限制/交易激励的调控手段对碳价进行适当调整,以更好激发碳市场减排潜力。在层次维上,分为国际环境—国内环境—碳交易系统三个层次:一是外部国际环境,包括国际气候政策及国际碳市场等外部要素,都会作用并影响到我国碳市场;二是国内环境,包括国内几个正式交易的市场以及一些项目交易的场外市场,并包含宏观经济环境等影响要素;三是碳交易系统,即形成碳价格的几个试点交易市场,供需双方在此市场内进行交易构成的一个系统。在碳价影响因素维上,将影响因素归为三类:政策因素、经济因素和环保因素。下面会进一步对三类因素下的具体因素进行分析,这些因素的分析也能为第四部分的实证做铺垫。

依据碳价形成机制的过程维、层次维与影响因素维分析框架,图2中构建了碳价格的形成机制理论模型。在此模型中,从外到内的三个层次维即:外部国际环境;国内环境;内部碳交易系统。过程维即:气候变化引起的全球减排共识,引起我国政府重视继而建立碳市场和制定减排方案,在此顶层设计框架下,减排企业由于盈余量或缺口量的产生从而形成供需双方,供需双方为完成减排约定进行买卖碳权,从而自发形成碳交易市场价格,最后,在价格发生过大波动或远高/低市场价时,价格反馈控制机构进行价格限定或交易激励的调控行为,最终形成碳价格。即减排方案框架下的供需形成、市场交易、价格生成与价格调控四方面内容,这四方面循环往复,直至使得碳试点更市场化、碳价格更合理化。

图2 碳价形成机制的理论模型

在图2 中,六边形框内的是实体,例如国际组织、我国政府等。椭圆形框内是因素,框内字母则代表不同类型的因素:Z为政策类因素、H为环保类因素、J为经济类因素。这些因素对于碳价格的形成都有着直接或间接的作用。首先,气温的变化引起全球重视,促使国际与我国政府决定需设定多大程度的控排门槛、多大比例的抵消量以及施行多大力度违约处罚进行碳减排。产业结构即第二产业占比的情况决定碳排放量的程度,直接作用到碳市场决定碳排放权的交易量。欧盟碳价格对于我国碳市场也有借鉴作用。其次,在内部碳交易市场中,碳排放权的供需双方需要完成履约责任,遂将缺口量和盈余量进行买卖。其中他们的实际排放量受到二产能源结构、减排投入的影响,而这两者又会受到能源价格的影响。由于石油、天然气很大部分来源于进口,所以美元汇率变高(人民币贬值)使得进口能源价格变高,引起国内企业转而使用单位碳排放高的煤炭,从而碳排放增多,因此能源价格会受到美元汇率影响[17]。在形成的碳价格出现过高或过低时,反馈到政府价格控制机构,其将采取价格限制或交易激励的调控手段来影响碳价格。最后,美元汇率的波动还会引起国际投资资本在各国碳市场间流动,从而影响我国碳市场。在这些实体与因素由外到内作用下,最终形成了碳交易价格。

为提高碳价,需考察哪些因素对碳价影响显著,从而着重观测与控制这些因素。通过碳价形成的理论模型提炼的这些因素更直观也较严谨,并为后续实证选取变量做了理论基础和铺垫。综上,根据从碳交易价格形成的理论模型中提炼的因素,把这些直接或间接的因素进行归类,可分为政策、经济、环保类因素,下面将对此进行实证分析。

四、碳价影响因素的实证分析

(一)变量定义与数据来源

根据上述碳价形成机制理论模型,将各个制约碳价的因素作为解释变量,其中,舍去碳汇抵消、价格限制及激励、气温这几个变量。原因在于,碳汇抵消量占比极小,最大的不超配额总量的10%,影响较小;目前我国各试点碳价都偏低,还无需使用价格限制这一手段;此外,交易激励因素不宜量化,而近五年内各地区气温变化并不十分显著,对碳价格的影响微乎其微,不是关键性因素,遂暂将其舍去。下面针对影响碳交易价格的关键因素确定相应的变量及其说明,并道清数据的来源(见表3)。

表3中各变量的数据获取和计算的具体方法如下。 (1)碳交易价格,来自我国碳排放交易网公布的8个市场从2014—2019年碳价格每日数据,因为福建市场只有两年的数据,短缺数据量较大,所以舍去。然后计算出7个市场5年的月度数据。(2)国内控排门槛,代表我国减排压力值,以发改委发布的纳入控排企业的排放门槛额为指标,即碳排放量达到多少吨需要被纳入到强制减排的范围内。被纳入强制减排的排放门槛额越高,纳入的控排企业量越少,则说明该地区减排的压力越小,政策越宽松。(3)违约处罚力度,按照中国碳排放交易网发布的各市场违约处罚的政策,依据违约处罚金额多少表示。(4)国际汇率,采用大智慧网公布的美元对人民币汇率表示。(5)欧盟碳价,由场外市场、现货市场及期货市场三个市场价格共同决定,场外市场的价格不进行公布所以不能获得,现货价格不具有预期性,所以采用欧盟碳排放权期货价格。数据从wind数据库获得。(6)产业结构,是国家统计局及各省市统计局公布的第二产业累计产值数据/地区生产总值(GDP)。(7)能源价格,选取煤炭价格指数为代表,因为根据报告显示,我国能源消费结构中,煤炭消耗占70%之多(4)数据来源于国家统计局网站www.stats.gov.cn。,所以选区煤炭价格指数具有代表性。数据来源于wind数据库。(8)二产减排投入,采用各地区工业污染治理投资总额,数据来自于国家统计局各省年度数据,由于需要得到月度数据,将其平均化处理。(9)二产能源结构,用各省每年消耗的非清洁能源(煤和石油)与清洁能源(天热气)的比值,月度数据是将年度值取均值处理。

表3 指标选取及数据来源

(二)初步建模与检验

为了降低数据单位不同的影响,使数据更加稳定,并削弱模型中数据的异方差性,本文对原始数据进行了取对数处理[18]，构建碳交易价格的形成机制模型为:

lnY=C+β1lnX1+β2lnX2+β3lnX3+β4lnX4+

β5lnX5+β6lnX6+β7lnX7+β8lnX8+ε

(1)

式中,Y表示碳交易价格;X1表示国内控排门槛,即纳入强制控排的排放门槛额;X2表示违约的惩罚力度;X3表示产业结构,即第二产业产值占地区生产总值的比例;X4表示能源价格(煤炭价格);X5表示欧盟碳期权价格;X6表示国际汇率(美元汇率);X7表示的二产能源结构;X8表示二产减排(废气治理)的投入额;ε表示残差项。

本文数据共420个,选用7个地区5年内的月数据。首先,为避免变量间同时随时间向上或向下变动而出现的伪回归现象,对数据的平稳性进行了单位根检验,结果显示P值均在5%的显著性水平上为0,即拒绝原假设,时间序列平稳。其次,对数据是否存在异方差进行了怀特检验与BP检验,检验结果拒绝同方差,存在异方差,所以对数据进行了WLS(加权最小二乘法)处理来克服。最后,对数据是否存在多重共线性进行检验,VIF(方差膨胀因子)为1.83,远小于10,检验结果如表4,说明不存在多重共线性。限于篇幅,其他检验结果不再一一列表展示。

对处理过的数据进行回归分析,得出如表5所示回归系数和各项检验值。根据回归结果,得出模型(2):

lnY=2.085-0.232lnX1+0.587lnX2-

0.024lnX3-1.033lnX6+0.115lnX7+

0.214lnX8

(2)

R2和F检验值分别为:R2=0.947 6,F=929.41,拟合优度及显著性都较好。

表4 多重共线性检验

表5 初步回归结果

表6 面板单位根检验结果

(三)面板检验与随机效应回归结果

此外,为了进一步验证结果的可信度,也考虑可能遗漏变量等原因带来的内生性问题,下面再用面板数据处理回归。遗漏变量是一个普遍存在的问题,虽然可以用工具变量法解决,但有效的工具变量很难找到。那么用面板数据的一些处理方法,能一定程度上解决内生性问题。下边对处理过程进行具体分析。

首先,由于面板数据中n=7,t=60,所以采用的是长面板数据,为了避免回归过程中出现的伪回归问题,对面板数据进行单位根检验。用LLC检验(同质面板数据检验)方法,对各差分变量进行了平稳性检验。检验概率均为0,面板数据平稳。检验结果见表6。

然后,分别对变量进行混合回归、固定效应回归及随机效应回归。根据随机效应MLE(最大似然估计法)估计结果的最后一行显示:强烈拒绝原假设“H0:σu=0”可知,存在个体随机效应,拒绝混合回归;再次,对选取固定效应还是随机效应,进行豪斯曼(hanuman)检验,结果显示P值不为0,不拒绝原假设,即采用随机效应。由于选取了31个省市中7个省市的碳价数据,也符合采取随机效应的原理。回归结果如表7所示。

表7 随机效应回归结果

根据随机效应回归结果,得出模型(3)为:

lnY=2.072-0.155lnX1+0.617lnX2+

0.397lnX4-1.824lnX6+

0.113lnX7+0.137lnX8

(3)

并根据随机效应回归系数大小,对碳价的影响因素按影响程度从大到小进行排序:美元汇率>违约惩罚度>能源价格>国内控排门槛>二产减排投入>二产能源结构.

综上可知,随机效应回归结果与前初步结果基本一致,又一定程度避免了内生性问题。下面对实证结果进行具体分析。

(四)实证结果的分析

政策方面,政策越宽松,即控排的门槛值越高(X1),碳交易价格越低,实际情况也反映了现在纳入控排企业的门槛还比较高,应该降低门槛额,纳入更多企业,才能激活市场动力,提高碳价格;违约惩罚的力度越高(X2),碳交易价格越高,通过对原始数据及市场情况的分析看得出,现行市场的违约处罚力度过低,天津等一些市场的违约处罚力度几乎没有,市场的交易量也连年偏低,价格徘徊在10元以下。

经济方面,产业结构中第二产业占比越高(X3),碳交易价格越低,要提高碳价,激活碳市场主体参与度,要注重调整产业结构,革新技术,引领重污染企业转型;美元汇率(X6)越高,碳交易价格越低,对于控排企业来说,石油、煤炭这些非清洁能源的价格对碳排放量影响较大,这也反映了我国对煤炭等能源的依赖性强,需要调整能源结构,开发技术,增强对清洁能源的利用效率;结果同时反映煤炭价格(X4)越高,碳交易价会较高,这是由于我国现在对煤炭的依赖率达70%之多,而燃烧煤炭的碳排放率很高,更加说明目前减少碳排的重要措施是更多使用清洁能源;欧盟期权价格(X5)对碳价格的影响不显著,一方面是由于我国现在煤炭价格是国家管控的,受市场影响不大,其次我国碳市场处于初建期,没有统一的碳市场,更未与国际市场形成连接,所以对国际市场的碳价影响不明显,这更说明了我国要加快建设统一市场,形成各地区的连接、国际间的连接。

环保方面,二产能源结构(X7)对碳价的影响为正相关关系,但是结合原始数据可以看出,北京等能源结构依赖非清洁的地区,碳价较高,而广东、湖北、天津这些严重依赖非清洁能源的地区,碳价显著偏低,处于世界排名末端,这从表2可以看得出;二产减排投入(X8)投入越高,碳价越高,所以提高碳价,实现市场生态——经济双赢格局,就目前来说对于环保减排投入额还不够,政府应当加大补贴,促进企业技术革新,进行排污治理,实现产业升级。

根据各因素影响程度的比较结果可知:美元汇率及能源价格等一些经济指标对碳价影响最大,其次是违约惩罚等一些政策因素,再次是减排投入等一些环保因素。

五、结论与建议

(一)主要结论

第一,碳交易价格过低与政策设定过于宽松有关,交易市场顶层设计决定碳市场运行状况,直接反映在碳价上。所以在统一市场在机制设计过程中,要重视政策的约束力,要适当加大纳入控排企业的数量,降低纳入控排的门槛额,带动市场的活力。其次,违约惩罚的力度要加大,避免一些地区清淡交易、集中履约,激发控排企业技术革新的动力,这也是碳市场建立的初衷。最后,政府作为碳市场价格调控“看得见”的手,应该完善交易激励方式和强化交易激励力度,使得应对碳价波动过大及碳价过低的反馈机制更灵敏。建立碳市场需不忘初衷,真正带动市场实现生态与经济的双赢,进而才能实现生态文明。

第二,碳交易价格过低与经济方面的产业结构有关,研究发现对于经济结构中第二产业占比较高的地区,碳价格显著偏低;其次,国际汇率越高,拉高石油等进口大宗商品的价格,碳交易价格会降低。所以,一方面需要带动地区产业结构的调整。另一方面也要大力开发新能源,提高第二产业对清洁能源的利用率,减少对煤炭、石油等化石能源的依赖程度。

第三,地区能源结构依赖非清洁能源越高,对于二产减排的投入越低,会使碳价格越低。因此,统一碳市场运作过程中,不仅要考虑各地区能源结构的差异性,更要积极引导高排放地区能源结构调整。此外,政府更要加大对环保技术的投入,并设立专门的基金,扶持企业进行技术革新、环保投入。

第四,碳价过低将导致企业减排积极性更低,无法激励企业采取手段进行能源结构变革及绿色技术生产;无法实现碳市场建立的初衷;无法实现绿水青山就是金山银山的根本宗旨;更离生态文明的发展理念愈加遥远。因此需要加以调控,让市场价格去引导市场主体积极交易。

(二)对策建议

第一,碳交易机制的设计需要严格,逐步加大纳入的控排企业量,对于违约的处罚也需加大力度,并配合多种约束手段,而不只是单纯的罚款。对清淡交易的地区设置激励机制。碳交易规模小、参与度低的试点地区碳交易价格显著偏低,这些市场纳入的行业也较少,企业参与度低,很多存在着年中集中履约,清淡交易的情况。统一市场设定规则时对于那些清淡交易的地区加大激励及违约惩罚,放低纳入减排的企业的门槛,吸纳更多主体进入市场,活跃这些地区的交易市场。

第二,促进碳排放量大的地区产业转型,提高绿色生产技术。借鉴北京、上海等经济发展好、第二产业占比较小的碳交易市场经验，引导其他试点地区的高污染企业快速转型,提高绿色生产、绿色减排的技术水平。政府需要在机制设计中考虑到区域差异,设立专门的基金用以碳交易市场完善,扶持落后地区技术改革并给予基金扶持，带动这些试点地区的碳交易市场完善,这样才能推动整个市场均衡发展。

第三,加强各地的跨区域合作。从试点到统一,需要打破区域差异,注重不同地区间的合作。例如北京市场的跨区域合作成果较好。其他地区应当借鉴经验,各地区政府也应当积极引导地区企业与其他地区企业的合作交流,拓展本试点碳交易的范围,也可以与其他非试点地区建立合作。这样更能把碳市场从个别试点浸透到全国各个地区,进而到全国统一市场。

第四,拓展多元化的碳交易品种。我国8个试点的碳金融产品过少,单纯靠现货交易并不能预测价格变动,更不能很好预防价格波动的风险,而碳金融产品及其衍生品的多样化是降低价格风险的有效手段,全国统一市场需要丰富碳交易品种,开展碳期货等衍生品交易,降低碳交易价格变动的风险。□