排放权交易的计算实验研究

张亮

【摘要】在強制措施、环境税和排放权交易这三种环境管理方法中，排放权交易充分发挥市场优势，在减少行政成本的同时最大化环境收益，逐渐成为越来越多国家的重要手段。本文首先对比了上述三种环境管理方法，随后对排放权交易继续经济学分析，最后在此基础上适用计算实验方法，对排放权交易过程进行了仿真，得出了应当控制交易成本并在市场运行初期进行补贴的结论。

【关键词】碳市场 排放权交易 计算实验

一、概述

为了应对温室气体排放导致全球气候变化问题，世界各国都在努力控制碳排放。碳排放权交易是应对该问题的重要手段，世界各国都很重视。我国经过四年的试点实践，已经开始建立全国范围的碳交易市场。相对于其他方法，排放权交易这一市场化手段能够充分调动企业参与减排的积极性。

二、碳排放控制方法

为了控制碳排放，从环境管理角度来讲共有三种工具可以选择，分别是强制措施、环境税和排放权交易。三种工具各有利弊和侧重。强制措施就是通过行政手段和执法机构，对排放者限定排放额度，超出排放额度就会受到管理部门的处罚，监管有赖于执法机构。这种方式是最传统的环境管理手段，理论上并不属于经济学范畴，但是其容易造成权力寻租和监管与偷逃之间的博弈，属于经济学讨论范畴。

从20世纪60年代开始，相对于传统的强制措施手段，经济学家们提供了替代方法。不同于传统的制定目标和行政管制的方式，在理想化的设计体系中，政府将环境容量目标设定最具经济效率的某一个点上，这个点包括了关于公共健康和生态环境等问题的考虑。环境税和排放权交易都属于经济手段，区别在于环境税是基于价格的机制，需要行政手段的共同作用；排放权交易则属于基于数量的机制，是市场化的经济手段。

环境税也称为“庇古税”，庇古1920年设计了福利经济学中的环境税的概念，他提出对污染者征税，以纠正市场活动负的“外部性”，监管方会通过环境税收获取收益，并将其用于抵消污染的负面效应。在碳排放的情境下，庇古的解决方案是引进一种税收，以使碳排放者为其所排放的温室气体带来的环境影响支付成本。

而排放权交易机制则有赖于诺贝尔奖得主罗纳德？科斯的工作，他提出社会成本问题，使污染者和那些受影响的人之间分配财产权的概念获得发展。美国环保署在20世纪70年代中期为控制硫的排放引进了排放权交易机制，在1977年的《清洁空气法案修正案》中得到法律确认，以此建立的“酸雨计划”是最早也最知名的排放权交易体系。

三、排放权交易的经济学分析

对于排放权交易，我们可以通过经济学原理分析其内在机理。假设排放二氧化碳的工厂能够从排放的每单位碳中获得一定的收益，这个收益就是其边际收益MB。而社会公众由于排放的每单位碳而造成的环境损害受到的损失则为边际环境成本MEC。根据基本的经济学原理可知，其平衡点在于边际收益等于边际成本（MEC=MB）。假设全社会只有两家工厂A和B，由于两家工厂的技术水平和规模效益不同，造成他们的二氧化碳排放边际收益不同，那么全社会的边际收益就是两家企业边际收益之和，MB=MBA+MBB。碳排放对环境造成的影响是全球性的，这是碳排放的一个最大特点，也是其与其他污染物最大的区别。在地球上任何地方排放等量的碳，对环境造成的影响都一样；而这环境的改变对整个社会的损失也使全体均摊的。因此，全社会的边际环境成本MEC是一样的。

无论是第一种以价格为基础的方式，还是第二种以数量为基础的方式，希望达到的目标都是一样的，即从整个社会的角度出发，实现减排边际成本等于减排边际收益（MB=MEC）。实现这一目标时所决定的价格和数量就是我们所需要的--最佳的减排量和减排价格。

整个社会的最佳碳排放数量应当是均衡点对应的Q，这这个总量分配个各个企业可以采用免费发放（通过各个工厂历史排放进行免费分配额度）、拍卖（各个工厂根据自身情况举牌拍卖获得额度）或者定价销售（政策制定者决定每份额度的价格，各个工厂自行购买）的方式进行。额度分配好之后各个工厂就可以按照Q对应的碳排放权价格P来进行比较，到底是卖出额度减少排放还是购买额度增加排放划算。

四、排放权交易的计算实验仿真模型

对于排放权交易的经济学理论分析中文为了简化研究，假设社会上只有两家企业，而实际上企业的数量是非常多的。现实中的企业存在不同的排放需求、边际处理成本和交易成本，企业会根据自身情况做出排放权交易的策略，这就使得区域排放权交易系统具有了复杂适应系统的基本特征。

本文使用Netlogo（6.0.1版）作为计算实验仿真软件平台，将所有企业设为Agent，这些Agent在获得初始分配之后互相交易，实验重复进行多次以消除随机影响，主要考察交易时间和交易成本对于排放权交易的影响。计算实验模型的计算机界面如图所示：

根据实验结果可得到如下结论：在交易成本极低或没有交易成本的情况下，排放权交易能够显著降低碳排放带来的社会成本；交易时间越长，市场交易越充分，对碳排放的控制效果越好；交易时间和交易成本均会对排放权交易系统产生一定的影响，在排放权交易制度的具体实施过程中，政府应该注意考虑如何有效实现增加交易信息透明度，同时注意控制交易成本，并在市场初始阶段对交易成本进行补贴。

参考文献：

[1]李昊， 赵道致.基于多Agent的碳排放权交易机制建模与仿真[J].计算机工程与应用， 2012.

[2]汤铃， 武佳倩， 戴伟.碳交易机制对中国经济与环境的影响[J].系统工程学报， 2014.