低碳消费偏好下碳排放配额分配方式的减排效应

孟昕 梁志浩

摘 要：本文通过构建企业间多阶段动态博弈模型，研究了现行碳排放配额初始分配方式下总量控制和拍卖比例对低碳消费偏好下不同类型企业的减排效应。研究结果表明：在完全免费分配方式下，降低碳排放配额总量对轻型碳排放企业和中型碳排放企业的减排效应显著，而重型碳排放企业的最优减排水平反而下降；在完全拍卖分配方式下，降低碳排放配额总量缩减了所有类型控排企业的最优减排水平；在免费分配与拍卖分配相结合的混合分配方式下，提高拍卖比例对轻型碳排放企业和中型碳排放企业具有显著碳减排效应，但会极大降低重型碳排放企业的最优减排水平，而缩减碳排放配额总量只对轻型碳排放企业的减排效应显著。无论何种分配方式下，严控重型碳排放行业内企业数量、降低企业减排成本系数和提高消费者低碳意识均有助于促进企业减排和提升配额使用效率。本文既丰富了碳排放配额分配方式和碳减排方面的研究，也为政府完善相应的分配机制和减排政策提供了理论依据。

关键词：碳排放配额分配；低碳消费偏好；减排效应；拍卖分配

中图分类号： F062.9 文献标识码： A 文章编号： 1000‐176X（2022）02‐0042‐10

基金项目：辽宁省教育厅人文社会科学决策咨询项目“基于ABM模型公共卫生事件管理的动态博弈分析”（LN2020ZX09）；辽宁省级科研平台支持专项项目“基于ABM模型的碳排放权拍卖机制与拍卖比例的减排效应”（PT202107）；东北财经大学校级科研一般项目“异质多物品拍卖机制中的显性风险问题和潜在阈值问题的两难抉择研究”（DUFE2020Y13）

一、问题的提出

随着全球气候变暖和极端灾害频发，发展低碳经济已经成为国际共识。温室气体排放的主要来源之一就是企业的生产，而实现减排目标的主要途径就是约束企业的碳排放量。继《联合国气候变化框架公约》《京都議定书》《巴黎协定》等确立减排目标后，作为化石能源消耗大国， 2020年9月中国向世界作出了“碳达峰、碳中和”的承诺。降低碳排放总量和减少单位产品生产的碳排放量是中国碳减排的重要目标。碳排放总量控制和碳交易已成为各国在气候变化时期控排和减排实践中的两种主要举措。早在2011年国家发展和改革委员会正式批准北京、天津、上海、重庆、湖北、广东和深圳开展碳排放权交易试点，并于2017年12月正式启动建设全国碳排放交易体系。《中国温室气体自愿减排交易活动管理办法》也明确规定要对碳交易进行总量控制。除了对碳排放总量进行约束，作为碳交易体系中最基本、最核心的环节，碳排放配额的初始分配也将影响最终的减排效应。

碳排放配额的初始分配是碳交易主管部门通过法定方式将碳排放配额分配给有减排义务的主体。国内外现行碳排放配额的三种初始分配方式包括免费分配、拍卖分配以及免费与拍卖相结合的混合分配。欧盟、新西兰和澳大利亚等碳排放交易体系在成立初期都选择了完全免费的方式，市场成熟后开始尝试逐步提高配额拍卖分配的比例。但美国的区域碳污染减排计划（RGGI）一开始就拍卖分配90%以上的碳排放配额，现在已实现100%拍卖分配。同样预计明年启动的美国区域交通与气候减排计划（TCL）将直接采用完全拍卖的分配方式。中国的碳排放配额初始分配方式仍以免费分配为主，各试点地的拍卖比例普遍小于5%。国内外碳排放配额的初始分配机制和拍卖比例仍在持续演变，不同分配方式和拍卖比例也必然会对企业减排创新决策和实际减排效果带来不同影响，明晰碳排放配额初始分配方式和拍卖比例对企业减排决策的作用机理显得十分必要。

学术界对碳排放配额初始分配方式的研究主要以免费分配或有偿分配的公平效率权衡为主。免费分配特别是基准值法更加公平，此种方式可以防止碳泄漏，减少企业对碳排放规制的抵触，同时能避免本国碳密集型企业在国际竞争中处于劣势地位，进而可保障碳交易市场平稳发展[1]-[3]。而拍卖分配对企业的技术创新激励更大，促使企业更合理地使用配额，由此产生的经济效益优势更明显[4]-[6]。此外，效率与公平兼顾的混合分配是当今世界上各碳排放交易体系主流的方式选择[7-8]。随着碳市场逐渐发展成熟，拍卖分配会逐渐取代初始的免费分配[9-10]。

碳排放总量控制是对特定区域一段时期内允许排放的温室气体总量作出上限规定，减排目标往往是总量控制。大多数文献旨在研究碳排放配额固定分配机制和总量控制对企业进行减排投资和实现碳减排目标的影响。Subramanian等[11]、王明喜等[12]与李剑等[13]在完全拍卖或完全免费的固定分配机制下分析了碳排放配额总量对企业减排行为、企业利润和碳排放配额拍卖均衡价格的影响，研究发现，将碳排放配额总量控制在一定区间内能有效促进企业加大减排投资力度。黄宗煌和蔡世峰[14]发现，企业在碳排放配额免费分配时的减排量大于拍卖分配时的减排量，但产量却更低。

低碳经济也带来了消费倾向的改变，低碳消费带来的心理满足感已成为新的消费导向。即便低碳产品的价格要比普通产品高，消费者还是更倾向于选购低碳产品。例如， 2008年欧洲已有75%的消费者倾向于购买价格稍贵的低碳产品[15]。在可持续发展理念不断深入的时代背景下，低碳消费偏好仍将持续增强。消费者的最终选择是企业决策的基础，企业生产并提供低碳产品是消费者低碳消费的前提。面对消费者低碳偏好带来的潜在收益，企业会将低碳偏好纳入到自身经营决策当中。

低碳消费被公认为是推动低碳经济发展和促进企业减排的重要手段之一。Moon等[16]与Ray和Jewkes[17]发现，低碳产品的减排量越大，低碳偏好型消费者的支付意愿越高，其在市场上的价格就越高。陈柳鑫等[18]与Amacher等[19]发现，消费者低碳偏好对企业减排决策有正向影响，消费者对低碳产品的额外支付意愿会激励更多的厂商选择环保减排技术，并且减排可以提高供应链总利润。

有关企业减排激励的文献大都关注碳交易对企业减排情况的影响，往往将碳排放配额的初始分配与企业减排决策相孤立。而关于碳排放配额具体分配方式的文献大都是从经济效率、社会福利和资源配置有效性等方面对不同分配方式的优劣势进行比较分析，其中混合分配涉及确定免费比例和拍卖比例等难点问题，相关研究很少。同时消费者的低碳偏好在产品市场中愈加明显，这一特征也将影响企业的减排动机。针对鲜有文献比较不同碳排放配额分配方式对企业减排影响的研究现状，本文将分别在三种初始分配方式下，分析碳排放配额总量和拍卖比例等因素对企业最优减排水平的影响，特别是混合分配时配额拍卖比例变动带来的影响。以期在一定程度上丰富相关文献，为减排目标的实现和政府相关政策的制定提供科学合理的理论依据。

二、模型假设与变量说明

在碳排放规制政策下，各个行业、地区所有被纳入监管的控排企业都会参与到碳排放配额的初始分配当中，他们彼此具有多样化合作或競争关系。本文在完全信息背景下研究局部垄断环境中同质企业在减排创新、初始碳配额获取和生产决策阶段的动态博弈问题。

在企业生产决策阶段，假定有n家信息对称的控排企业被政府纳入碳排放规制中，为了便于分析，以一家代表企业i为研究对象，假定其生产成本为零，单位产品生产的初始碳排放量为α。在局部垄断的市场结构中，企业产品的反需求函数为P=A-Bq+φρ，其中A>0， B>0， P和q为终端产品市场价格和需求量。消费者更青睐低碳产品，愿意依据自身低碳意识（φ>0）额外为低碳产品支付φρ，其随产品减排程度（ρ≥0）递增。

在减排创新阶段，企业可以通过污染处理技术创新和生产技术更新等方式选择自身减排水平ρ。基于Lai[20]、Jones和Mendelson[21]与Alvarez和Andre[22]的线性边际减排成本假设，假定相应减排投入为D（ ）ρ=ερ2/2，其中减排成本系数ε>0， dD/ dρ>0， d2D/ dρ2>0。在低碳减排策略实施后，企业单位产品生产的碳排放量被净化为θ=α/ 1+（）ρ。

三、模型理论结果

推论1 ：在完全免费分配方式下，当政府制定的碳排放配额总量能有效约企业的生产活动时，无碳排放配额约束时原本就进行减排的企业仍有减排动机。

推论2 ：在完全免费分配方式下，存在一个单位产品初始碳排放阈值，④若企业为轻型碳排放企业和中型碳排放企业，政府制定的碳排放配额总量越低，企业数量越多且单位产品生产的初始碳排放量越高，其最优减排水平越高；重型碳排放企业最优减排水平的变动则相反。

政府制定的碳排放配额总量越低，纳入监管的企业越多，每家企业最终免费分得的碳排放配额越低。对轻型碳排放企业和中型碳排放企业来说，单位产品的低排放量仍使其产品产量维持在较高水平上，此时若企业通过减排对生产技术进行优化创新，降低单位产品生产的碳排放量，既能实现增产，又能获得消费者额外的低碳支付。单位产品初始碳排放量越高，轻型碳排放企业和中型碳排放企业的减排动机越强，增产幅度和消费者低碳支付水平也随之更高，这显然更有利。对重型碳排放企业来说，单位产品的高排放量使其产品在市场上具有一定稀缺性，大幅增产会使产品价格大幅下降，减排虽能使其产量上升以及获得额外的低碳支付，但这并不足以弥补产品价格下降导致的损失和巨额减排成本的投入。重型碳排放企业单位产品初始碳排放量越高，其减排动机越小。

推论3 ：当政府制定的碳排放配额总量能有效约束企业的生产活动时，控排企业在完全免费方式下的最优减排水平与企业减排成本系数呈反向变动关系，但与消费者低碳意识呈正向变动关系。

由此可知，在完全免费分配方式下，碳排放配额总量限制对轻型碳排放企业和中型碳排放企业的减排激励较大，但对重型碳排放企业的减排激励则恰恰相反。在此种方式下，降低企业减排成本系数和提高消费者低碳消费意识可以有效激励不同类型控排企业进行减排。

（二）完全拍卖分配

政府拍卖出售全部碳排放配额E，此时γ=1，若企业拍得e，则需支付相应竞拍总成本ωe，代表企业在完全拍卖分配方式下的利润为：

推论4 ：当政府采用统一密封份额拍卖出售全部碳排放配额时，企业最优减排水平与拍卖总量呈正向变动关系，但与单位产品的初始碳排放量、企业数量呈反向变动关系。

在完全拍卖分配方式下，碳排放配额总量下降会让企业预期到最终到手的碳排放配额将减少，他们会提高估值，最终拍卖成交价变得更高，碳排放配额竞拍总成本更大。企业未减排时的产量会因自身碳排放配额减少而下降，这一定程度上提高了其产品在市场上的稀缺性，产品价格会有所提升。碳排放配额总量越低，企业越不愿意提高减排水平，高水平减排还需更多成本投入，产能扩张给产品售价带来的负面影响也越大。与损失相比，产量增长和低碳支付为企业带来的收益稍显不足。

碳排放配额总量既定时，企业越多，他们同样会因预期到碳排放配额减少而提高估值，拍卖市场中的竞争加剧，拍卖成交价因此上浮，竞拍总成本变大，企业同样更倾向通过维持产品的稀缺性获利。单位产品初始碳排放量越高，企业高水平减排带来的利润越低。

推论5 ：当政府通过统一密封份额拍卖出售全部碳排放配额时，企业最优减排水平与企业减排成本系数呈反向变动关系，但与消费者低碳意识呈正向变动关系。

由此可知，在完全拍卖分配方式下，碳排放配额总量限制会降低所有控排企业最优减排水平，降低企业减排成本系数和提高消费者低碳消费偏好可以有效激励不同类型控排企业进行减排。

（三）混合分配

政府制定碳排放配额总量E和确定拍卖比例γ，假定代表企业免费获得eF，支付ωeA竞拍总成本竞得eA，此时代表企业的利润函数①可以表示为：

推论6 ：在混合分配方式下，存在一个单位产品初始碳排放阈值，③对单位产品初始碳排放量小于此阈值的轻型碳排放企业和中型碳排放企业来说，其最优减排水平随拍卖比例的上升而提高；对大于此阈值的重型碳排放企业来说，其最优减排水平随拍卖比例的上升而降低。

碳排放配额总量既定时，同质企业对碳排放配额的估值保持不变，拍卖成交价也不变。随着拍卖比例上升，企业需要为越来越多的碳排放配额支付成本，竞拍总成本越来越高。轻型碳排放企業和中型碳排放企业有动机通过提高减排水平降低单位产品碳排放量，在产能扩张的同时又能获得更多低碳支付，这让他们在弥补各种成本后仍能保持获利。对重型碳排放企业来说，更高水平减排带来的收益不能弥补巨额减排成本投入和产品价格降低导致的损失。尽管配额的竞拍总成本会随拍卖比例的上升而上涨，企业收益有所降低，但通过维持产品稀缺性获利是更明智的选择。此外，混合分配模型也可以看做是一个拍卖收入返还模型，有1-γ比例的拍卖收入可以看做被返还给了参与竞拍的控排企业，依据推论6可知，提高重型碳排放企业拍卖收入返还比例也是一种激励其提高减排水平的方式。

推论7 ：在混合分配方式下，控排企业最优减排水平会随消费者低碳意识的提高而提升，但会随企业减排成本系数的上升而降低。

推论8 ：在混合分配方式下，存在一个单位产品碳排放阈值，①对小于此阈值的轻型碳排放企业来说，其最优减排水平与单位产品初始碳排放量、企业数量呈正向变动关系，但与碳排放配额总量呈负向变动关系；对大于此阈值的中型碳排放企业和重型碳排放企业来说则相反。

当拍卖比例γ既定时，相关解释与免费分配时类似，企业基于提高减排水平的潜在收益与所需代价的比较进行决策，潜在收益源于产量增长和低碳支付，所需代价包括产能扩张对产品价格的负面影响和高昂的减排成本。前者越大，企业越倾向提高减排水平；反之，企业越不愿意进行减排。

四、模拟结果分析

从图1可以看出，轻型碳排放企业最优减排水平随拍卖比例的提高不断上升；最优减排水平峰值后部分在阈值范围内，中型碳排放企业最优减排水平也随拍卖比例的提高而上升，但不及轻型碳排放企业明显；重型碳排放企业最优减排水平随拍卖比例的提高而下降。碳排放配额拍卖分配能强化轻型碳排放企业和中型碳排放企业的减排动机，但会弱化重型碳排放企业的减排激励。

从图2可以看出，当拍卖比例γ=1%时，用以区分非控排企业、轻型碳排放企业和中型碳排企业的两个单位产品初始碳排放阈值大致为0.25和0.85。当α<0.25时，非控排企业单位产品初始碳排放量极低且毫无减排动机；当0.25<α<0.85时，轻型碳排放企业的产量较高，提高减排水平既能扩张产能又能赢得低碳支付，尽管增产会降低产品价格，更高水平减排需更大的成本投入，但收益会更大。企业单位产品初始碳排放量越高，其减排动机越强；当α>0.85时，对中型碳排放企业和重型碳排放企业来说，提高减排水平会让他们获得更多的产量和更高的低碳支付，但巨额减排成本投入和大幅增产给产品价格带来的负面影响更大。对于这两种企业来说，单位产品初始碳排放量越高，维持产品稀缺性和稳定产品价格是更好的选择。在混合分配的局部垄断环境中，阈值αM1和αM2会随拍卖比例的上升而下降，这意味着轻型碳排放企业的划分标准应随着拍卖比例的上升更为严苛。

从图3可以看出，对于α=0.70的企业代表来说，碳排放配额总量越充裕，提高拍卖比例对企业减排的正面影响越显著，因为碳排放配额竞拍总成本变小。提高拍卖比例对减排的正面影响会随碳排放配额总量下降而逐渐变弱，甚至最终有负面影响。从图4可以看出，当拍卖比例较低时，例如γ= 1%，碳排放配额总量下降对其减排水平的影响呈抛物线形。随着碳排放配额总量由500缩至300，其最优减排水平反而递增。当碳排放配额总量降至300以下时，继续缩减会使其最优减排水平持续降低。随着拍卖比例上升，碳排放配额总量下降对此企业减排的正面影响持续弱化。当拍卖比例极高时，碳排放配额总量下降将使拍卖成交价更高，碳排放配额的价格比数量影响更大，高比例和高单价的双重冲击使竞拍总成本极大，企业最优减排水平会显著下降，此负面效应在γ=99%时最明显。

图5为不同拍卖比例和不同碳排放配额总量组合下，α=3.50时企业最优减排水平的趋势图，而图6为图5中碳排放配额总量与企业最优减排水平的侧视图。

从图5可以看出，无论在何种拍卖比例下，α=3.50时企业最优减排水平都随碳排放配额总量的下降而持续降低。从图6可以看出，当γ=1%和γ=99%时，对应的上下两条边线都呈下降趋势。这是因为碳排放配额拍卖成交价提高，竞拍总成本变大。当碳排放配额总量不变时，随着拍卖比例上升，拍卖成交单价未变，但企业需为更多的碳排放配额支付竞拍成本，其减排动机也将弱化。

从图7可以看出，随着拍卖比例的上升，由10开始增加企业数量对该代表企业减排的正面影响将被持续弱化，甚至消失。从图8可以看出，当拍卖比例较低为γ=1%时，企业数量小范围增加时，可提高其减排水平，而当行业内竞争过于激烈时，对其减排也只有负面影响。当拍卖比例极高为γ= 99%时，增加行业内企业数量对其减排只有负面影响。

图9为不同拍卖比例和不同企业数量组合下，α=4时企业最优减排水平的趋势图，图10为图9中企业数量与企业最优减排水平的侧视图。

从图9可以看出，对于α=4的代表企业来说，无论在何种既定拍卖比例下，减少企业数量一直都是强化他们减排激励的关键。这说明淘汰部分单位排放量过大的企业或者帮助他们转型，有利于其他同质企业提高减排投入。从图10可以看出，γ=1%和γ=99%时增加企业数量对代表企业减排水平的影响分别为上下两条边线所示，前者下降的幅度更大。

综上所述，上述系列趋势变化及差异产生的根本原因是划分控排企业类型的阈值在不断变化，碳排放配额总量越低、拍卖比例越高和企业数量越多，类型划分标准将更为严苛。在一定数值范围内原本被视为轻型的碳排放企业可能会被划归到中型范围，甚至重型范围。因而调整碳排放配额总量、拍卖比例和企业数量等因素会对某些单位产品初始碳排放量相对较低的企业有着不同的减排效应。

五、研究结论、政策建议与未来展望

本文通过构建企业间多阶段动态博弈模型，研究了现行碳排放配额初始分配方式下总量控制和拍卖比例对不同类型控排企业的减排效应。研究结果表明：第一，在完全免费分配方式下，降低碳排放配额总量对不同控排企业的减排效应不同，轻型碳排放企业和中型碳排放企业的减排效应显著，重型碳排放企业的减排效应并未显现，其最优减排水平反而下降。第二，在完全拍卖分配方式下，降低碳排放配额总量缩减了所有控排企业的最优减排水平。第三，在免费分配与拍卖分配相结合的混合分配方式下，提高拍卖比例对轻型碳排放企业和中型碳排放企业具有显著减排效应，但会极大降低重型碳排放企业的最优减排水平。降低碳排放配额总量只对轻型碳排放企业的减排效应显著。第四，无论何种分配方式下，严控重型碳排放行业内企业数量、降低企业减排成本系数、提高消费者低碳意识均有助于促进企业减排和提升碳排放配额使用效率。

调控单一环境规制工具的减排效应可能不尽人意，政府可从一级分配市场和行业规模等角度入手，组合使用多种环境规制工具。根据本文研究结论，笔者提出如下政策建议：第一，分配方式仍以免费分配为主，适时逐步向拍卖分配过渡，注重建设拍卖平台。政府要注意不同分配方式在减排规制方面的有效性。在碳市场初期，建议继续以免费分配为主，前期就完全拍卖分配会给控排企业带来巨大成本冲击，降低其减排意愿。免费分配既能提高控排企业碳市场建设的参与度，又能克服减排政策施行的阻碍。待碳市场平稳后，逐步向拍卖分配方式过渡：第一阶段免费分配为主，拍卖分配为辅，第二阶段逐渐提高拍卖比例，优化资源配置效率，第三阶段拍卖分配为主，免费分配为辅。同时应建立统一的拍卖平台，将注册登记和结算等相关系统有效连接起来，通过关联其他市场平台扩大碳市场规模，展现拍卖机制的效率。第二，碳排放配额总量控制参照碳达峰理念，关注重型碳排放行业规模，优化行业评价标准。在碳市场初期，采取宽松的碳排放配额政策，给控排企业较长缓冲周期，以更好地适應碳排放规制。政府应重点监管重型碳排放行业规模，与淘汰重型碳排放企业相比，帮助他们转型升级更佳，这在激励其他企业减排的同时，也能向减排效率高的轻型碳排放行业注入竞争动力。待重型碳排放行业结构优化后，再逐步收紧碳排放配额总量，其他行业的减排效应也会增强。政府还需适时更新企业所属类型及行业标准，企业数量越多、碳排放配额总量越低和拍卖比例越高，轻型碳排放行业的评价标准应更严格。第三，制定并完善相应的财政补贴政策，明晰拍卖收入的管理机制。为提高企业自主减排的积极性，政府应为企业低碳项目的基础研究提供资金支持，当其削减的碳排放量达到一定标准时给予奖励。在拍卖收入管理方面，各省份碳试点以及全国统一碳市场可以成立专项基金，确保碳排放配额的拍卖收入流向企业低碳技术研发等，进而形成良性循环。在由免费分配向拍卖分配过渡时，实行财政补贴政策和拍卖收入返还制度可缓解拍卖比例上升对重型碳排放行业减排的负面影响。第四，加大低碳活动宣传力度，设立企业环保认证制度。减排活动及公益广告的广泛宣传能让消费者意识到低碳产品的价值属性，提高他们的低碳消费偏好。企业也应将环保减排理念融入自身发展战略中，应用低碳技术提高碳排放配额使用效率，兼顾能源效率与经济效率。政府还可以设立低碳环保认证制度，对符合低碳标准的企业予以认证，为其绿色环保产品标识增加权威性。这既能提高消费者对绿色减排产品的置信度，又能增加认证企业在产品市场中的竞争优势。

未来研究可以尝试从以下方面进行拓展：第一，可以考虑异质企业生产成本不同时的减排博弈问题，制造商与供应商组成的供应链合作减排也可以作为未来的拓展方向。低碳消费偏好是抽象的，本文只考虑了消费者因低碳偏好对减排产品额外支付的问题，并未考虑其对减排产品需求量的问题。第二，允许跨期结转是解决碳市场初期碳排放配额过剩问题的常见方式之一，如天津试点曾规定原有碳排放配额可以全部结转到年后使用。此外，在首期投入减排成本成功研发低碳技术后，它可以被应用到之后每期的生产活动当中。因此，本文模型也可以延伸到多周期背景中，允许碳排放配额跨期结转，企业基于长期收益进行减排决策。第三，如果没有制度性因素影响二级交易市场，碳排放配额交易就会左右企业的减排决策，碳排放配额拍卖的最终结果也会受到影响，拍卖市场中还可能存在价格操纵。欧盟碳交易体系的经营者较为集中，前1%企业的碳排放量约占排放总量的60%，排放量较大的电力企业和供热企业在第一阶段约获得了70%的碳排放配额总量，他们在拍卖市场中的势力极有可能因此上升[24]。未来研究分配方式的减排效应时应注意碳交易和拍卖中市场势力的影响。

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（责任编辑：孙 艳）

①统一密封拍卖旨在促进小型企业和更多风险厌恶型企业参与到高风险的租赁拍卖中，允许他们竞标部分经营权益，在降低其资本要求的同时，一定程度上也能防范风险暴露问题。

②当完全拍卖分配时，依据阈值αA1对非控排企业和控排企业予以区分。

[DOI]10.19654/ j.cnki.cjwtyj.2022.02.005

[引用格式]孟昕，梁志浩.低碳消费偏好下碳排放配额分配方式的减排效应[J].财经问题研究，2022，（2）：42-51.