2017 年第 1 期 碳市场配额分配方式对厂商决策行为的影响研究 黄宗煌 蔡世峰 * 摘 要 本 文 研 究 永 久 有 效 及 当 期 有 效 两 种 有 效 期 下 的 碳 配 额 分 配 方 式 对 厂 商 决 策 行 为 的 影 响 。 通 过 建 模 ， 分 别 推 导 出 这 两 类 有 效 期 下 配 额 的 净 市 场 需 求 函 数 ， 并 比 较 分 析 厂 商 在 不 同 有 效 期 下 的 碳 减 排 决 策 ； 厂 商 在 一 级 市 场 和 二 级 市 场 同 时 存 在 时 的 碳 减 排 决 策 ； 比 较 溯 往 原 则 与 拍 卖 这 两 种 配 额 分 配 方 式 对 激 励 厂 商 实 施 碳 减 排 的 效 果 。 研 究 结 果 表 明 产 品 的 均 衡 价 格 在 碳 配 额 当 期 有 效 时 的 水 平 会 高 于 其 永 久 有 效 时 的 水 平 ， 且 永 久 有 效 时 的 配 额 价 格 将 高 于 当 期 有 效 时 的 配 额 价 格 。 而 一 级 市 场 中 的 配 额 价 格 通 常 低 于 二 级 市 场 中 的 价 格 ， 且 厂 商 在 配 额 免 费 分 配 制 度 下 的 产 量 将 低于拍卖分配制度下的产量 ， 但碳减排量则更高 。 关键词 碳交易 ； 配额分配 ； 溯往原则 ； 拍卖 一 、 引言 为 应 对 全 球 气 候 变 化 ， 发 展 绿 色 低 碳 经 济 已 成 为 世 界 各 国 经 济 发 展 的 共 同 目 标 。 自 “ 十 二 五 ” 以 来 ， 中 央 政 府 高 度 重 视 绿 色 低 碳 发 展 工 作 ， 采 取 强 有 力 的 政 策 ， 包 括 启 动 全 国 碳 排 放 权 交 易 试 点 ， 推 进 全 球 控 制 温 室 气 体 排 放 的 进 程 。 相 较 于 直 接 管 制 ， 碳 配 额 交 易 具 有 多 项 优 点 ① ， 在 美 国 、 澳 大 利 亚 及 欧 洲 部 分 国 家 都 曾 实 施 此 机 制 来 改 善 空 气 污 染 、 水 资 源 利 用 及 水 污 染 等 问 题 。 如 美 国 环 保 署 （ EPA ） 主 导 的 酸 雨 方 案 、 加 州 的 区 域 清 洁 空 气 激 励 市 场 （ California ’ s Region - al Clean Air Incentives Market, RECLAIM ） 、 澳 大 利 亚 推 行 多 年 的 水 权 交 易 制 度 ， 都 获 得 了 相 当 显 著 的 成 效 。 京 都 议 定 书 中 将 碳 排 放 交 易 制 度 列 为 三 大 弹 性 机 制 之 一 。 在 中 国 台 湾 地 区 ， 1999 * 黄宗 煌 ， 中国 台湾 综合 研究 院 ， 邮政 编码 10001 ， 电子 邮箱 chhuang 1019 ； 蔡世 峰 ， 湖北 经济 学院 碳 排放权交易湖北省协同创新中心， 邮政编码 430205 ， 电子邮箱 a 8565257 。 感谢匿名审稿人提出的宝贵建议， 文责自负。 ① Malueg （ 1990 ） 曾 指 出 碳 排 放 权 交 易 的 部 分 优 点 如 下 （ 1 ） 具 有 成 本 有 效 性 ； （ 2 ） 降 低 管 制 核 查 单 位 的 信 息 成 本 ； （ 3 ） 可 激 励 厂 商 进 行 碳 减 排 技 术 创 新 。 此 外 ， 允 许 碳 排 放 权 进 行 交 易 的 另 一 个 更 为 重 要 的 原 因 是 为 了 让 未 来 潜 在 的 厂 商 有 机 会 取 得 配 额 的 机 会 ， 否 则 新 进 厂 商 在 排 放 总 量 管 制 下 ， 将 因 无 法 取 得 配 额 而 被 拒 绝 于 市 场 之 外 ， 这 不 但不公平， 且将大幅损伤国民福祉 。 DOI10.19511/ki.jee.2017.01.008 87年 修 订 公 布 的 空 气 污 染 防 治 法 及 2015 年 温 室 气 体 减 量 及 管 理 办 法 中 也 在 总 量 管 制 与 排 放 交 易 等 政 策 工 具 中 将 其 纳 入 。 我 国 政 府 因 应 对 气 候 变 化 的 严 峻 形 势 ， 2011 年 由 国 家 发 改 委 批 准 北 京 、 天 津 、 上 海 、 重 庆 、 湖 北 省 、 广 东 省 及 深 圳 7 个 省 市 为 碳 排 放 权 交 易 试 点 ， 为 建 设 全 国 统 一 碳 市 场 提 供 实 践 经 验 。 由 此 可 见 ， 碳 排 放 权 交 易 市 场 在 未 来 的 环 境 治 理 计 划 中 将 扮 演 极 为 重要的角色 。 完 整 的 碳 排 放 权 交 易 制 度 应 该 包 含 下 列 五 项 机 制 （ 黄 宗 煌 、 李 坚 明 ， 1999 ） （ 1 ） 碳 减 排 目 标 及 其 实 施 阶 段 的 确 立 机 制 ； （ 2 ） 碳 排 放 权 配 置 的 机 制 ； （ 3 ） 厂 商 的 决 策 行 为 机 制 ； （ 4 ） 碳 排 放 权 的 市 场 交易 机制 ； （ 5 ） 监测 、 报告 和核 查制 度 （ MRV ） 。 在交 易制 度推 行初 期的 棘手 问题 之一 往往 是碳 排 放权配额的有效期限 ， 例如 ， 配额的有效期应为永 久有效抑或当期有效 若为当期有效 ， 那期限 又该定为几年 这些问题可从交易 成本 、 社会正义及公平性等 角度思考以获得答案 。 其中至关 重要的问题是 不同有效期对厂商 的生产与碳减排决 策的影响究竟有何差 异 哪一个对厂商控 制碳排放量会有较好 的激励效果 再者 ， 一般都会有如下预期 当配额永久有效时 ， 其在二级市 场 的 价 格 理 应 高 于 当 期 有 效 时 的 价 格 水 平 。 然 而 ， 已 有 文 献 却 无 具 体 的 理 论 基 础 进 行 验 证 。 配 额 的 期 初 发 放 方 式 也 是 一 个 至 关 重 要 的 问 题 。 文 献 大 多 局 限 于 分 析 如 何 在 国 际 间 配 置 碳 排 放 量 的 问 题 （ Rose Steven ， 1993 ； Janssen ， 1998 ） ， 涉 及 国 内 各 经 济 部 门 之 间 配 置 原 则 的 研 究 较 少 （ Downing White ， 1986 ） 。 吴 再 益 等 （ 1999 ） 列 举 了 下 列 配 额 分 配 方 式 历 史 排 放 量 分 配 法 （ 即 溯 往 原 则 ） 、 边 际 减 排 成 本 分 配 法 、 就 业 人 口 数 量 分 配 法 、 附 加 产 值 占 GDP 比 重 分 配 法 以 及 拍 卖 法 。 此 外 ， 中 国 台 湾 地 区 的 “ 工 业 技 术 研 究 院 ” 于 2010 年 提 出 固 定 比 例 减 排 模 式 。 李 坚 明 （ 2011 ） 提 出 欧 盟 第 三 阶 段 模 式 ， 童 迁 祥 （ 2011 ） 提 出 自 下 而 上 的 减 排 模 式 ， 李 丛 祯 （ 2008 ） 提 出 最 优 控 制 模 式 ， 黄 宗 煌 和 杨 晴 雯 （ 2010 ） 则 提 出 成 本 有 效 模 式 。 对 最 具 有 实 践 经 验 的 美 国 而 言 ， “ 溯 往 原 则 ” 是 其 最 常 用 的 分 配 方 式 ， 而 且 期 初 的 配 额 发 放 采 取 免 费 且 宽 松 的 分 配 方 式 ， 主 要 目 的 是 减 少 厂 商 抵 制 情 绪 ， 以 促 进 碳 市 场 有 序 发 展 。 然 而 ， “ 溯 往 原 则 ” 也 颇 受 环 保 团 体 及 诸 多 环 境 经 济 学 者 诟 病 ， 因 为 免 费 发 放 不 符 合 “ 污 染 者 付 费 原 则 ” ， 历 史 排 放 量 大 的 厂 商 可 以 获 得 较 多 的 配 额 量 ， 不 但 有 失 社 会 正 义 ， 也 将 增 加 潜 在 厂 商 进 入 市 场 的 障 碍 。 因 此 许 多 学 者 认 为 ， 如 果 配 额 的 期 初 发 放 采 用 拍 卖 的 方 式 ， 可 能 可 以 同 时 解 决 污 染 者 付 费 与 社 会 正 义 的 问 题 （ Franciosi et al., 1993 ） 。 溯 往 原 则 与 拍 卖 这 两 种 发 放 方 式 给 厂 商 造 成 的 成 本 负 担 截 然 不 同 ， 厂 商 的 生 产 与 碳 减 排 决 策 也 将 随 之 变 化 。 就 现 阶 段 来 说 ， 免 费 分 配 与 拍 卖 方 式 并 存 ， 并 由 主 管 机 关 定 期 拍 卖 保 留 的 配 额 ， 已 成 为 主 流 。 但 问 题 是 当 厂 商 同 时 面 对 以 效 率 配 置 为 导 向 的 一 级 市 场 及 以 成 本 有 效 性 为 导 向 的 二 级 市 场 时 ， 其 决 策 将 更 加 复 杂 ， 而 此 问 题 在 文 献 上 没 有 同 时 得 到 深 入 研 究 ， 却 是 关 系到碳排放权交易制度设计的另一个重要议题 。 为 弥 补 上 述 文 献 的 不 足 ， 本 文 旨 在 比 较 分 析 厂 商 在 不 同 的 配 额 有 效 期 下 的 生 产 与 碳 减 排 黄宗煌 蔡世峰 碳市场配额分配方式对厂商决策行为的影响研究 882017 年第 1 期 决 策 ， 通 过 构 建 一 个 决 策 行 为 模 型 ， 来 分 析 厂 商 在 同 时 面 临 一 级 市 场 及 二 级 市 场 时 的 产 品 生 产 与 碳 减 排 的 行 为 决 策 ， 同 时 也 进 一 步 比 较 溯 往 原 则 与 拍 卖 对 激 励 厂 商 控 制 温 室 气 体 排 放 的 不 同 效 果 。 本 文 第 二 节 将 梳 理 相 关 文 献 ， 特 别 是 可 行 的 配 额 拍 卖 制 度 ， 并 评 述 当 前 美 国 所 施 行 的 配 额 发 放 制 度 ； 第 三 节 分 析 厂 商 在 配 额 为 当 期 有 效 与 永 久 有 效 时 的 行 为 决 策 ， 同 时 比 较 产 品 与 配 额 均 衡 价 格 在 两 种 有 效 期 下 的 差 异 ； 第 四 节 则 着 重 于 厂 商 在 同 时 处 于 一 级 市 场 与 二 级 市 场 时 决 策 行 为 的 模 型 构 建 ， 分 析 厂 商 的 产 品 生 产 、 碳 减 排 及 最 优 出 价 行 为 ， 并 比 较 厂 商 在 拍 卖 方 式与溯往原则下的决策差异 ， 最后部分则为本文的结论 。 二、 文献回顾 碳 排 放 配 额 的 有 效 期 可 分 为 当 期 有 效 与 永 久 有 效 两 种 。 在 允 许 交 易 后 ， 主 管 部 门 通 常 也 会 介 入 ， 逐 年 收 回 一 定 比 例 的 配 额 量 ， 以 达 到 之 前 所 设 定 的 减 排 目 标 。 一 般 文 献 在 研 究 时 皆 假 设 配 额 为 永 久 有 效 （ Kort ， 1996 ） ， 如 美 国 所 施 行 的 酸 雨 方 案 ， 并 且 规 定 每 年 需 收 回 约 2 . 8 的 配 额 量 ， 其 中 2 . 24 提 供 到 一 级 市 场 上 拍 卖 ； 然 而 与 酸 雨 方 案 不 同 ， RECLAIM 所 发 放 的 配 额 则 属 于 当 期 有 效 。 总 结 相 关 文 献 得 知 永 久 有 效 的 配 额 较 为 有 利 ； 当 期 有 效 的 配 额 则 可 降 低 管 理 部 门 的核查成本 ， 并可根据实际情况灵活调整减排阶段 。 回 顾 相 关 文 献 发 现 关 于 配 额 有 效 期 和 厂 商 行 为 决 策 之 间 联 系 的 研 究 并 不 多 。 此 外 ， 当 配 额 有 效 期 不 同 时 ， 行 政 管 理 成 本 的 特 性 也 可 能 不 同 ， 截 至 目 前 并 没 有 先 验 信 息 可 以 比 较 在 不 同 有 效 期 下 的 一 般 类 型 与 大 小 。 配 额 交 易 机 制 的 成 败 取 决 于 配 额 的 发 放 方 式 ， 影 响 着 厂 商 的 生 产 与 其 控 制 温 室 气 体 排 放 的 行 为 决 策 ， 并 且 也 将 对 社 会 收 入 再 分 配 造 成 影 响 。 溯 往 原 则 下 的 免 费 分 配 与 拍 卖 方 式 下 的 有 偿 分 配 是 当 前 最 受 青 睐 的 两 种 配 额 发 放 方 式 ， 不 过 ， 已 有 文 献 多 集 中 于 研 究 各 种 免 费 发 放 原 则 ， 并 从 技 术 创 新 效 果 、 社 会 正 义 、 公 平 性 、 可 行 性 以 及 成 本 有 效 性 等 层 面 进 行 比 较 分 析 ， 至 于 拍 卖 制 度 对 于 碳 减 排 的 激 励 效 果 ， 以 及 比 较 拍 卖 与 免 费 发 放 方 式 的 相 关 研 究 却 不 多 见 。 Milliman 和 Prince （ 1989 ） 利 用 技 术 创 新 激 励 的 方 法 比 较 免 费 发 放 和 拍 卖 发 放 两 种 配 额 分 配 方 式 ， 发 现 拍 卖 分 配 给 厂 商 从 事 创 新 的 激 励 效 果 会 大 于 免 费 分 配 ， 然 而 此 结 论 仅 考 虑 一 级 市 场 ， 并 未 顾 及 二 级 市 场 的 作 用 。 整 理 相 关 文 献 可 以 总 结 出 溯 往 原 则 可 以 减 少 推 行 碳 减 排 的 阻 力 ， 但 会 因 历 史 排 放 量 高 的 厂 商 获 得 较 多 的 配 额 而 违 背 社 会 正 义 ， 且 会 增 加 潜 在 厂 商 进 入 市 场 的 障 碍 。 拍 卖 原 则 可 使 得 配 额 的 分 配 更 具 有 效 率 ， 且 具 有 双 重 红 利 ① 和 减 少 潜 在 厂 商 进 入 市 场 的 障 碍 ， 却 会 导 致 大 型 企 业 垄 断 配额 。 大 多 数 文 献 只 局 限 于 两 种 发 放 方 式 的 比 较 研 究 ， 并 未 分 析 完 整 的 碳 交 易 市 场 应 有 的 制 度 ①因政府可通过拍卖配额的方式增加财政收入 ， 以减少其它扭曲的租税课征。 89安 排 ， 包 括 初 期 配 额 发 放 方 式 的 选 择 ， 厂 商 在 二 级 交 易 市 场 的 买 卖 水 平 等 。 因 此 ， 本 文 第 四 节 将 基 于 一 个 完 整 的 交 易 体 系 ， 来 分 析 厂 商 的 生 产 、 碳 减 排 和 最 优 出 价 行 为 ， 并 比 较 分 析 厂 商 在 两种不同的配额发放方式下可能的决策差异 。 至 于 一 级 市 场 的 配 额 价 格 一 直 低 于 二 级 市 场 价 格 的 现 象 ， 文 献 中 的 解 释 为 二 级 市 场 的 交 易 大 部 分 是 通 过 中 介 （ 掮 客 ） 来 进 行 ， 因 此 有 比 较 高 的 交 易 成 本 ； 另 一 方 面 ， 在 一 级 市 场 ， 一 般 厂 商 均 认 为 如 果 出 高 价 取 得 配 额 ， 会 比 出 低 价 而 未 取 得 配 额 的 损 失 高 ， 存 在 “ 赢 者 诅 咒 ” 现 象 ， 因 此 厂 商 宁 愿 冒 着 未 取 得 配 额 的 风 险 而 压 低 出 价 （ Rose ， 1997 ） 。 不 过 Rose （ 1997 ） 并 未 就 一 级 市 场 的 价 格 低 于 二 级 市 场 价 格 的 现 象 提 出 合 理 的 理 论 基 础 ， 而 两 者 具 有 显 著 正 相 关 性 ， 更 缺 乏 合 适 的理论说明 ， 因此本文的研究将弥补此不足 。 三、 碳配额的有效期差异对厂商行为决策的影响 本 节 是 在 期 初 采 取 免 费 发 放 配 额 的 前 提 假 设 下 ， 说 明 厂 商 分 别 在 配 额 当 期 有 效 与 永 久 有 效 时 的 生 产 与 控 制 温 室 气 体 排 放 的 行 为 决 策 ， 并 比 较 分 析 其 差 异 ， 同 时 也 比 较 配 额 价 格 在 两 种 有效期下的差异 。 首 先 说 明 本 文 所 设 定 的 若 干 基 本 假 设 。 假 设 产 品 市 场 与 配 额 交 易 市 场 均 为 完 全 竞 争 ， 即 所 有 单 个 厂 商 的 决 策 均 无 法 影 响 两 个 市 场 的 均 衡 价 格 ， 故 厂 商 都 是 市 场 价 格 的 接 受 者 。 厂 商 在 生 产 过 程 中 ， 除 了 生 产 性 投 入 外 ， 还 需 要 考 虑 碳 减 排 的 投 入 ， 所 以 厂 商 的 总 成 本 包 括 生 产 成 本 cq 及 减 排 成 本 Ta ， 其 中 q 为 单 个 厂 商 的 产 量 ，a 为 单 个 厂 商 的 减 排 量 。 假 设 c ＞0c ＞0 及T ＞0T ＞0 。 本 文 假 设 所 有 厂 商 有 相 同 的 成 本 函 数cq ， 但 减 排 技 术 不 同 ， 所以减排成本函数Ta 不同 。为简化起见 ， 假设政府期初分配采取平均分配的方式 ， 即 e ˉ t E ˉ t N  “t 0 （ 1 ） （ 1 ） 式 中 ， e ˉ t 表 示 厂 商 在 各 期 所 得 到 的 期 初 配 额 ，E ˉ t 为 行 政 管 理 部 门 各 期 期 初 所 核 发 的 配 额 总 量 ， 下标t 表示为时间 ，N 为厂商的数量 。 不 论 厂 商 是 配 额 的 供 给 者 还 是 需 求 者 ， 都 可 以 在 配 额 交 易 市 场 自 由 交 易 ， 且 均 能 达 成 交 易 。 因此 ， 配额交易市场的出清条件为 N i 1 s it 0 （ 2 ） （ 2 ） 式 中 ，s 为 厂 商 的 配 额 可 交 易 量 或 净 需 求 。 当 s it ＞0 ， 表 示 厂 商i 为 配 额 交 易 市 场 的 需 求 者 ； 反之 ， 若s it ＜0 ， 则表示厂商i 为配额交易市场的供给者 。 假 设 配 额 无 法 储 存 ， 厂 商i 的 碳 排 放 量 等 于 其 配 额 总 量 ， 而 此 碳 排 放 量 等 于 其 生 产 过 程 中 的 实 际 碳 排 放 量 与 减 排 量 的 差 额 ； 配 额 总 量 等 于 当 期 厂 商 所 拥 有 的 配 额 与 其 在 配 额 交 易 市 场 中所决定的交易量的总和 ， 换言之 黄宗煌 蔡世峰 碳市场配额分配方式对厂商决策行为的影响研究 902017 年第 1 期 αq it -a it s it e ˉ t  “t 0 （ 3 ） （ 3 ） 式 中 ， α 为 单 位 产 量 的 碳 排 放 量 ， 可 以 衡 量 该 产 品 的 清 洁 程 度 。 α [1 α ˉ] ， 其 中 α ˉ 为 大 于 1 的常数 。 为 便 于 比 较 ， 假 设 行 政 管 理 部 门 在 期 初 就 已 经 确 定 总 量 管 制 目 标 ， 此 目 标 不 会 随 着 配 额 有 效期的不同而变化 ， 即 N i 1 e -c it N i 1 e p it  “t ＞0 （ 4 ） （ 一 ） 当配额为当期有效时的厂商 决策 假 设 配 额 为 当 期 有 效 ， 并 且 不 考 虑 行 政 成 本 ① ， 厂 商 追 求 现 值 最 大 化 的 决 策 行 为 可 表 示 如 下 Max { } q it  α it PV  T 0 e -rt [ ] p t q it -cq it -T i a it -m t s it dt （ 5 ） s.t. αq it -a it s it e ˉ t e ˉ t e ˉ 0  “t 0 （ 5 ） 式 中 ，r 为 贴 现 率 ，p t 、m t 分 别 表 示 为 产 品 价 格 和 二 级 市 场 的 配 额 价 格 ， 均 为 外 生 给 定 ；q it 表示为 第i 家厂商 第t 期的产 量 。 厂商的 利润现 值等于 各期产 品市场 总收入 的现值 扣除总 成本 的 现 值 ， 而 总 成 本 等 于 生 产 性 投 入 成 本 加 上 减 排 投 入 成 本 ， 再 加 上 二 级 市 场 配 额 交 易 量 的 总 价 值。 上述问题的一阶必要条件如下所示 p t cq it αm t （ 6 ） T t m t （ 7 ） 由 此 可 知 ， 厂 商 从 事 生 产 与 碳 减 排 的 决 策 准 则 （ 1 ） 最 优 产 量 水 平 q c it 等 于 产 品 价 格 为 p t 时 所 对 应 的 产 量 , 而 产 品 价 格 则 由 边 际 生 产 成 本cq it 与 单 位 产 量 的 配 额 成 本 αm t 之 和 所 决 定 ； （ 2 ） 最 优 减 排 水 平 a c it 由 当 期 边 际 减 排 成 本 Ta it 等 于 配 额 的 市 场 价 格 m t 时 所 对 应的 减排 量决 定 。 根据 （ 6 ） 与 （ 7 ） 式 ， 对各 个外 生变 量对 均衡 解进 行比 较静 态分 析 ， 其结 果如 表 1 所 示 。 另外 ， 也可以求解出单个厂商对配额的净需求函数 ， 得到如下方程 s c it αq c it -a c it -e ˉ 0 s c it m t p t （ 8 ） 且 可 证 明 式 （ 8 ） 具 有 如 下 特 性 （ 1 ） s c / m ＜0 ， s c / p＞0 ； （ 2 ） 在 前 述 假 设 下 ， 必 定 存 在 一 个 配 额保留价格m ̂ t ， 使得下式成立 ① 配 额 为 当 期 有 效 与 永 久 有 效 的 最 大 不 同 是 在 当 期 有 效 的 规 定 下 ， 管 理 单 位 须 规 定 配 额 的 使 用 期 限 ， 配 额 到 期 时 须 重 新 发 放 ， 增 加 行 政 成 本 ； 而 在 永 久 有 效 下 ， 厂 商 一 但 取 得 配 额 即 可 永 久 使 用 ， 然 而 却 会 增 加 管 理 单 位 的 核 查 成 本 。 有 效 期 不 同 ， 其 行 政 成 本 虽 然 可 能 不 同 ， 但 因 无 先 验 信 息 可 断 定 其 一 般 类 型 ， 且 一 般 均 由 政 府 负 担 ， 故 本 文不考虑行政成本的潜在差异。 91 当m it ＞m ̂ t 时，s c it ＜0 当m it m ̂ t 时 ，s c it 0 （ 9 ） 由 式 （ 8 ） 水 平 加 总 即 可 求 得 配 额 的 净 市 场 需 求 函 数 s c it m t p t N i 1 s c it ， 其 中 s c / m ＜0 ， s c / p ＞0 ； 再用式 （ 2 ） ， 可进一步求出配额的均衡价格 m c it m c  “t ＞0 。 表 1 当期有效与 永久有效下的比较静态分析 dq * t dp t dq * t dr dq * t d α dq * t dm t da * t dr da * t dm t 当期有效 1 c ″ q t 0 不影响 -m t c ″ q t 0 永久有效 1 c ″ q t 0 - αm t 1 r 2 c ″ q t 0 （ 二 ） 配额为永久有效时的厂 商决策 假 设 配 额 为 永 久 有 效 ， 那 么 厂 商 在 第t 期 所 拥 有 的 配 额 量e it 将 等 于t -1 期 时 所 持 有 的 配 额 量 e it -1 与 第t 期 在 配 额 市 场 上 的 交 易 量s it 的 总 和 ， 即e it e it -1 s it 或s it e it -e it -1 e ̇ 。 企 业 依 据 上 一 期 拥 有 的 配 额 决 定 本 期 配 额 交 易 量 ， 比 如 上 一 期 有 10 单 位 的 配 额 ， 这 一 期 就 生 产 10 单 位 排 放 量 。 如 果 这 期 实 际 拥 有 20 单 位 的 配 额 ， 则 有 10 单 位 配 额 可 用 来 出 售 。 如 果 是 这 样 ， 则 应 为 s it e it -e it -1 ， 当e it ＜e it -1 时s it 0 ， 企 业 为 配 额 需 求 者 。 因此 ， 厂商在配额永久有效时的决策行为可以表示如下 m a x {q it a it } PV  0 T e -rt [ ] p t q it -cq it -T i a it -m t s it dt （ 10 ） s.t. αq it -a it s it e ˉ e ̇ it s it  “t ＞0 给定e i0 e ˉ 0 使现值最大化的 Hamiltonian 方程式如下 h e -rt [ ] p t q it -cq it -T i a it -m t αq it -a it -e it λ αq it -a it -e it （ 11 ） 根据一阶必要条件可以得到均衡条件 ， 表示如下 黄宗煌 蔡世峰 碳市场配额分配方式对厂商决策行为的影响研究 922017 年第 1 期 p t ＝cq it r αm t 1 r （ 12 ） T t a it r 1 r m t （ 13 ） 由式 （ 12 ） 、 （ 13 ） 与式 （ 6 ） 、 （ 7 ） 对照 可知 ， 厂商 在配 额为 永久 有效 下的 产量 与减 排量 和当 期有 效 时 略 有 不 同 。 当 配 额 永 久 有 效 时 ， 厂 商 的 最 优 产 量 q p it 取 决 于 产 品 市 场 价 格 等 于 边 际 生 产 成 本 和 边 际 产 量 所 需 配 额 的 利 息 支 出 ① 时 所 对 应 的 产 量 ， 最 优 减 排 量 a p it 取 决 于 边 际 减 排 成 本 等 于 边 际 排 放 量 所 需 的 配 额 的 利 息 支 出 所 对 应 的 减 排 量 。 根 据 （ 11 ） 式 和 （ 12 ） 式 所 作 的 比 较 静 态 分 析 的 结 果 也 列 于 表 1 中 。 由 此 可 知 ， 同 一 外 生 变 量 对 产 量 与 减 排 量 影 响 的 正 负 符 号 ， 并 不 因配额的有效期长短而有所差异 ， 只是影响大小有所不同 。 与 当 期 有 效 所 不 同 的 是 ， 在 永 久 有 效 的 情 况 下 ， 产 量 与 减 排 量 都 将 受 到 利 率 影 响 。 因 此 当 利 率 上 升 时 ， 将 提 高 取 得 配 额 所 需 支 付 的 利 息 成 本 ， 从 而 产 量 和 利 率 之 间 呈 负 向 关 系 ， 而 减 排 量与利率则呈现正向关系 。此外 ， 也可求解出单个厂商对配额的净需求函数 ， 如下所示 s p it aq p it a p it -e ˉ 0 s p it m t p t r （ 14 ） 并 且 可 以 证 明 （ 14 ） 式 具 有 以 下 特 性 （ 1 ） s p / m ＜0 ， s p / p＞0 ； （ 2 ） 在 前 述 假 设 下 ， 必 定 存 在 一 个配额的保留价格m ͂ t ， 且使得下列式子成立 当m it ＞m ͂ t 时，s c it ＜0 当m it m ͂ t 时，s c it 0 （ 15 ） 对 （ 14 ） 式 进 行 水 平 加 总 ， 可 求 得 配 额 的 净 需 求 函 数 s p it m t p t r N i 1 s p it ， 其 中 s p / m ＜0 ， s p / p＞0 ； 利 用 式 （ 2 ） 可 进 一 步 求 出 配 额 的 均 衡 价 格 m p it  “t ＞0 。 （ 三 ） 配额当期有效与永久有效的比较 我 们 根 据 上 述 结 果 ， 可 以 对 在 两 种 不 同 有 效 期 下 ， 厂 商 的 决 策 行 为 和 配 额 的 市 场 价 格 之 间 的差异进行比较 。 1 . 短期下产量与减排量的比较 此 处 所 谓 的 短 期 是 指 ， 对 单 个 厂 商 而 言 ， 产 品 市 场 与 配 额 交 易 市 场 的 价 格 均 为 固 定 值 。 在 其 它 条 件 都 相 同 的 情 况 下 ， 根 据 式 （ 6 ） 与 式 （ 1 2 ） ， 可 以 判 定 永 久 有 效 下 的 产 量 q p it 会 高 于 当 期 有 效 下 的 产 量 q c it （ 如 图 1 a 所 示 ） 。 再 根 据 式 （ 7 ） 与 式 （ 1 3 ） ， 则 可 推 知 当 期 有 效 下 的 减 排 量 a c it 会 大 ① 厂 商 于 第t 期 增 加 1 单 位 的 产 量 ， 其 所 增 加 的 配 额 成 本 为 αm t ， 然 而 配 额 为 永 久 有 效 ， 故 厂 商 可 于 （t 1 ） 期 卖 出 α 单 位 的 配 额 ， 现 值 为 αm t 1 r 。 因 此 ， 厂 商 于 第t 期 的 单 位 产 品 碳 排 放 量 的 利 息 支 出 为r αm t 1 r 。 其 中， r 1 r 为利率的折现因子 。 93于 永 久 有 效 下 的 减 排 量 a p it （ 如 图 1 b 所 示 ） 。 因 此 ， 在 行 政 成 本 相 同 的 情 况 下 ， 配 额 当 期 有 效 时 （ 如 美 国 加 州 的 R E C L A I M ） 激 励 厂 商 碳 减 排 的 效 果 比 永 久 有 效 时 （ 如 美 国 E P A 的 酸 雨 方 案 ） 更 有 效 。 这与过去观点不同的根本原因在于永久有效下取得配额所需负担的利息成本低于市场 价格 。 p p * 0 q c it q 0 q q p it cq αm cq r 1 r αm cq 图 1 a 厂商在不 同配额有效期下的产量 m 0 a c it a p it a 1 r r Ta Ta m * 图 1 b 厂商在不 同配额有效期下的减排量 2 . 长期下的价格比较 这里所谓的长期 ， 是指产品的价格或 配额的价格都有足 够时间调整到市场 均衡的状态 。 换 句 话 说 ， 产 品 市 场 和 配 额 市 场 都 处 于 均 衡 状 态 ， 前 者 表 示 式 （ 16 ） 成 立 ， 后 者 则 表 示 式 （ 17 ） 成 立 Q k t p t Dp t  “t ＞0 且k c p （ 16 ） S k t p t m t r 0 “t ＞0 且k c p （ 17 ） 黄宗煌 蔡世峰 碳市场配额分配方式对厂商决策行为的影响研究 942017 年第 1 期 （ 16 ） 式 中 Dp t 代 表 产 品 的 市 场 需 求 函 数 。 因 此 ， 本 文 可 以 合 理 地 假 设 市 场 需 求 函 数 不 会 因 配 额有效期长短而有所不同 ， 而且 D/ p ＜0 ， 上标c 代表当期有效 ，p 代表永久有效 。 根据 上述 分析 可知 在一 定的 产品 价格 水平 下 ， 配额 为当 期有 效时 的产 品市 场产 量Q c t 将低 于 永 久 有 效 时 的 总 产 量Q p t 。 因 此 ， 产 品 的 均 衡 价 格 在 当 期 有 效 时 的 水 平 会 高 于 永 久 有 效 时 的 水平 ， 即 p c t ＞p p t  “t ＞0 （ 18 ） 换 句 话 说 ， 即 使 不 考 虑 行 政 成 本 可 能 因 配 额 的 有 效 期 不 同 而 有 差 异 的 情 况 ， 产 品 均 衡 价 格 仍 将 因有效期不同 而有别 。 由 （ 3 ） 式与 （ 10 ） 式可以得知 ， 在不同的配额 有效期下 ， 配额的净市场 需求 量如下所示 S c t p t m t r N i 1 [ ] αq it p c t m c t -a it p c t m c t -e -c it  “t ＞0 （ 19 ） S p t p t m t r N i 1 αq it p p t m p t -a it p p t m p t -e p it  “t ＞0 （ 20 ） 因此 ， 当产品市场处于均衡时 ， 由式 （ 19 ） 与 （ 20 ） 可知式 （ 21 ） 必定成立 ， 如图 2 所示 S t p c t m t r ＜S t p p t m t r  “m t ＞0 （ 21 ） 由 此 可 知 ， 配 额 的 均 衡 价 格 将 因 有 效 期 不 同 而 不 同 ， 而 且m p t ＞m c t ， 即 永 久 有 效 的 配 额 价 格 高 于 当期有效的价格 ， 这验证了一 般常理的预期 。 S t 0 m c t m p t S t p p t m t S t p c t m t m t 图 2 配额为当期有效及永久有效时的净市场需求曲 线的比较 四 、 完整碳交易市场下的 厂商决策 本 节 将 讨 论 一 级 市 场 与 二 级 市 场 并 存 时 厂 商 的 决 策 。 首 先 假 设 政 府 采 用 拍 卖 的 方 式 来 发 放 期 初 的 配 额 ， 厂 商 在 期 初 先 从 一 级 市 场 中 决 定 其 竞 拍 量 ， 之 后 则 在 二 级 市 场 中 买 卖 配 额 。 此 95处 所 考 虑 的 拍 卖 制 度 为 日 本 式 的 拍 卖 制 度 ， 即 单 个 厂 商 将 自 身 所 出 的 价 格 及 所 想 要 取 得 的 配 额 数 量 密 封 后 ， 由 拍 卖 单 位 同 意 开 启 所 有 厂 商 的 喊 价 ， 再 依 序 由 价 高 者 优 先 购 得 其 所 需 的 配 额 。 本 节 首 先 将 探 讨 分 析 ， 厂 商 在 这 种 制 度 设 计 下 ， 在 一 级 市 场 获 得 的 配 额 量 和 出 价 水 平 之 间 的关联