考虑厂商策略性行为的碳排放权交易机制建模与优化设计

The firms included in the carbon emissions trading scheme (ETS) could manipulate the allowance price to gain extra benefits from allowances trading; however, the strategic behaviors could not only weaken the abatement cost savings of allowances trading, but also impede the diffusion of the emissions abatement technologies. Therefore we should pay attention to the strategic behaviors of the firms in the mechanism design of ETS. This project construct the models that describe the firms’ strategic behaviors to study their impact on the effectiveness of the ETS, and then propose the optimization design of initial allowance allocation scheme in order to avoid the adverse effect from the strategic behaviors: first, we modify the full market model to put forward the approach to identification of the strategic firms included in the ETS, and then assess their behaviors’ impact on the abatement cost savings of allowances trading; second, we develop the analytical framework for ordering the adoption dates of a new technology among the firms, and combine Cournot model and full market model to discuss the impact on the diffusion of the abatement technologies from firms’ strategic behaviors in both the output and permit market; third, we propose the inter-temporal adjustment mechanism of initial allowance allocation depending on the degree of allowance price distortion, in order to minimize the total compliance costs and at the same time result in an acceptable distribution of costs among firms. Furthermore, we also conduct the empirical researches on the issues above, taking the firms included in the carbon emissions trading scheme in China as examples. Then we could propose relevant policy recommendations on the optimization design of the unified carbon market in China.

厂商在碳市场中可能会通过操纵配额价格以在配额交易中获取超额收益，而这一策略性行为会削弱碳交易的减排成本节约效应，并阻碍减排技术的更新扩散。因此，我们在排放权交易机制设计中应该对厂商策略性行为加以关注。本项目将对厂商的策略性行为建模并分析其对碳市场有效性的影响，进而探讨规避这一行为的初始配额分配机制的优化设计：第一，改进完整市场模型以给出碳市场中策略性厂商的识别方法，并评估策略性厂商的行为对减排成本节约效应的影响；第二，提出有关厂商技术更新时序的分析框架，结合古诺模型与完整市场模型，分析厂商在产品市场和配额市场中的策略性行为对减排技术扩散的影响；第三，提出依据配额价格扭曲程度的厂商初始配额分配跨期调整机制，以在实现总履约成本最小化的同时保证厂商间减排责任的合理分摊。并且，本项目还将以我国碳市场覆盖厂商为例就上述问题开展相关的实证分析，以为我国统一碳排放权交易机制的优化设计给出相应的政策建议。

我国已将碳排放权交易机制这一市场化减排政策工具作为有效控制温室气体排放的重要手段。而多数参与碳配额交易的厂商来自具有垄断性质的高耗能行业。它们可能会通过操纵配额价格以获得超额收益，但这一策略性行为可能会削弱碳交易的减排成本节约效应，并影响减排技术的更新扩散。因此，本项目首先构建基于初始禀赋操纵的两阶段博弈模型以刻画多厂商的策略性行为，并在此基础上开展如下研究工作：第一，提出排放权交易机制中策略性厂商的识别方法，以评估策略性厂商行为对碳交易成本有效性的影响；然后，构建考虑厂商产能异质性的技术更新时序模型，分析厂商的排他性策略性行为对高耗能行业减排技术扩散的影响；最后，构建考虑交易成本的厂商配额交易模型，比较交易成本与市场结构对碳市场有效覆盖范围的影响。同时，本项目提出有关厂商边际减排成本曲线的集成估计方法，并由此构建我国碳交易试点地区工业企业数据库，以作为开展相关实例分析的关键数据基础。本项目通过上述理论和实例分析所得出的重要结论有：第一，我国试点地区参与碳排放权交易的策略性厂商主要来自钢铁、电力、非金属矿物制品和机械制造业等高耗能行业，其行为对各地区碳市场成本有效性的影响存在明显差异；第二，厂商的排他性策略性行为会促使厂商通过技术更新获得更多收益，从而推动高耗能行业减排技术的更新与扩散；第三，相对于厂商的市场势力，高昂的交易成本特别是MRV费用是影响排放权交易机制成本有效性的主要障碍。本项目研究的理论贡献可能在于通过构建考虑厂商策略性行为的排放权交易模型，从厂商微观视角和不完全竞争市场结构的现实环境，为开展排放权交易机制有效性评估与机制设计研究提供理论分析工具；而本项目的实践意义在于，通过运用我国碳交易试点地区工业企业数据库开展的实例分析，从关注关键厂商的策略性行为、鼓励大规模厂商开展减排技术更新、依据厂商支付能力设置合理交易成本标准等方面为完善我国碳市场机制设计提出政策建议。