排污權初始分配拍賣模型研究

姚恩全，郝靖戎，李作奎

(東北財經大學 馬克思主義學院，遼寧 大連 116025)

一、排污權及其在中國的發展

隨著國際社會對環境問題的日益關注，保護環境、實現可持續發展已經成為世界各國的基本國策。各國政府開始將價格、稅收、財政、信貸、收費、保險等經濟手段運用到環境管理之中，推行一系列環境經濟政策，排污權交易就是其中之一。排污權交易有著深厚的經濟學基礎，作為一種相對有效的節能減排和治理環境污染的措施已在近年來被各國學者廣泛接受。排污權交易的意義在于它能使企業為了自身的經濟利益提高治污的積極性，從而實現控制污染總量的目標。如此，治污就從政府的強制行為轉變為企業自治的市場行為，其交易也從原來企業與政府間的行政交易變成以市場為基礎的經濟交易。排污權的二次交易以市場為基礎，它對企業形成一種經濟驅動力，即排污權的賣出方通過出售因超量減排而剩余的排污權獲得經濟回報，這實質上是市場對企業環保行為的經濟補償;相反，排污權的買入方由于新增排污量不得不付出相應的費用，其支出的費用實質上是對環境污染的代價。與排污權的二次交易不同，初始交易主要解決的是政府在控制總量的目標下，如何按照一種科學合理的模型，設計一種規則，使市場的競爭秩序更加合理，從而提高市場運作效率。至于選擇什么樣的分配模型，不同國家理論界和實業界都存在不同的觀點。

我國排污權發展，大體可分為探索階段(1987—1994年)、規范階段 (1996—2000年)和運行階段 (2001—2008年)。但我國排污權初始分配的研究從總體而言，還處在初步的探索、研究階段。其表現有二:一是研究成果總量不夠;二是尚有不少研究領域存在空白。具體而言，現有的研究主要集中在分配模式上，并側重于探討初始排污權分配是否收費、收費的價格等，缺少政府、企業和社會三大主體對不同分配模式的反應以及偏好的比較研究。

二、文獻綜述

Crocker在科斯理論的基礎上提出了在空氣污染控制方面應用產權手段的可能性［1］。Dales在其書中首次提出排污權交易制度這一思想，即在環境總量的控制條件下，建立污染物排放權力并將其與市場相結合，強調了市場對環境資源的自主配置功能，促使企業在成本利潤的權衡中自主排污，使排污行為的負外部性內部化，實現社會福利最大化［2］。Baumol和 Oates首次將 Dales和Crocker的設想進行了理論上的證實，并提出了許可證交易體系［3］。Montgomery從理論上證明了排污權交易系統在治理環境問題上的優勢［4］。近年來，排污權交易制度在美國等西方發達國家出現實踐效果與理論預期的巨大差距，使越來越多的經濟學家開始關注初始排污權的分配問題及其在市場上的運作效率問題。在排污權的分配機制設計方面，1990年美國國會在《清潔大氣法修改方案》中提出了三種初始分配方式，分別為免費分配、有償出售和公開拍賣。其中，免費分配是目前被美國和許多其他國家普遍采用的方案。對此，部分學者提出了相關意見，Hahn就曾指出，排污權的初始分配對排污權交易制度的成功與否有著極大影響，尤其是在不完全競爭條件下，選擇合適的排污權分配模式至關重要［5］。Heller把初始排污權的分配問題當作排污權交易中一個政治性的難題處理［6］。Barde認為初始排污權的分配問題是形成和制定排污權交易政策的最大壁壘，強調了對排污權初始分配問題談判的困難性［7］。Palmisano認為，雖然初始排污權的分配是具有政治意義的問題，但是初始排污權分配政策的制定產生的交易成本往往是很大的，這也是極具爭議性的［8］。在此基礎上Heyes和Dijkstra提出，在對初始排污權交易進行任何福利評價之前，都必須考慮由于政治問題而產生的交易成本，并在此基礎上加以修正［9］。Godby通過實證研究證明，市場結構在排污權交易的市場績效方面存在影響作用［10］。

國內排污權初始分配制度的研究，可以大致分為定量和定性兩個方面。定量分析大多側重于借助現有數據，建立數理模型對排污權初始配置中的定價策略和機制進行最優選擇，如一些學者分析了影響免費分配模式的相關因素以及分配結果對社會的影響之后，構建不同環境條件下的初始排污權免費分配模型。肖江文等通過建立不完全信息靜態博弈模型，得出了公開拍賣的合理性并且認為投標人數與政府管理機構所得收益成正比［11］李巍等以大同市大氣SO2污染排放為例進行了實證調查，對樣本地區樣本污染物排放的特征和總量控制目標進行了系統分析，創造性地提出了金字塔形的逐級分配模式［12］。定性分析傾向于探索排污權交易制度中的宏觀信息，如初始分配的社會價值、目的和法律控制等。李壽德和黃桐城在三個基本原則 (經濟最優性、公平性和生產連續性原則)假定下對該模型的有關性質進行了討論并總結了相關結論，認為初始排污權定價問題牽連廣泛，設計機制繁冗復雜，其根本原因是環境的多功能性必然產生其自身的多價值性［13］。但也有一些學者認為:在21世紀的經濟型社會，排污權已經作為有價資源被公眾所廣泛接受，因此將初始排污權分配推向市場就是順應民意的大勢所趨。在市場經濟條件下，納污能力被認為是一種重要的公共資源，并且數量有限，以資源稀缺性的經濟理論為前提，對排污權的分配應當服從有償、有限的原則。因此在理論范疇上把握初始排污權的定價策略是極具研究價值的。陳德湖對排污權交易制度中初始排污權分配模型的建立是基于不完全信息靜態博弈的理論，通過分析一級密封價格拍賣方式，從四個方面即期望收益、有效性、公平性和簡便性展開了詳細的比較，其結果表明初始排污權的一種相對合理的分配方式是競標拍賣方式［14］。綜上所述，國內外的研究形成共識，排污權是一種有限資源，應有償取得。而且，根據Cramton和Kerr對排污權交易制度中公開拍賣和免費分配兩種方案的比較研究，認為公開拍賣比免費分配具有更大效率［15］。但合理有效的拍賣模型少有建立，即使建立了拍賣模型也沒有最終明確企業的最優報價，特別是在我國現有文獻中，這部分基本是個空白。

三、初始分配拍賣模型的建立

初始分配拍賣機制的設計在理論上分為兩種:靜態拍賣和動態拍賣。理論上，動態拍賣是對靜態拍賣的一種進化，有絕對優于靜態拍賣的機制性，但從研究的角度，靜態拍賣模型是動態拍賣模型的基礎和核心。

1.靜態拍賣模型

本文引用陳德湖的基本模型假設［16］，假定市場上所有可以購買的排污權的單位為1，投標人可以購買的排污權的數量為q∈ ［0，1］。排污權對于不同的投資人i而言具有不同的價值vi。只有投標人自己清楚自己排污權的價值vi，而其他的投資者并不知道vi確切的數值，而是只能認為是在［v，ˉv］區間上存在對應關系為F(vi)，相應的概率密度函數為f(vi)的隨機變量;在一次拍賣中，所有投標人具有共同的排污權的投資價值v。但是投標時，所有的投標人都不知道共同價值的確切數值，只能根據自己掌握的信息對其進行估計，設定投標的價格。在投標拍賣時 ，當投標人i用價格p購買到qi單位的排污權后，其事后收益為 (vi－p)qi。假設每個投標人i的投標函數是bi(q):［0，1］→ ［0，∞］，投標函數bi(q)的反函數 (vi－p)qi即為需求函數，當排污權價格為P時，其需求量為qi，且qi(0)=1。對于不同的拍賣方式，市場的出清價格為。如果，則每個投標人獲得qi個排污權。如果，則說明在價格為p0時，總需求曲線是扁平的，某些投標人在p0時的需求量必須重新分配。如果有多個投標人的需求曲線在p0時是扁平的，那么這些投標人必須按比例同時減少一定數量的排污權。為方便分析，假定總需求曲線在p0時不是扁平的。根據排污權定價機制的不同，初始排污權的拍賣可以劃分為三種拍賣形式，即維克里拍賣、單一價格拍賣和歧視性拍賣。在這三種拍賣方式中，歧視性拍賣的應用最廣，美國的排污權分配采用的多是這種方式。在歧視性拍賣的情況下，投標人向拍賣人提交在市場出清價格以上的投標價格和需要購買拍賣品的數量，每個投標人i競標獲得的排污權數量是qi(p0)，且每個人的總支付pi是:

單一價格拍賣方式是由Fridman(1960)根據市場競爭的特點針對多物品拍賣提出。單一價格最大的特點在于其價格是單一的、固定的。單一價格拍賣的流程與歧視性價格的拍賣流程相似，每個投標人i最終獲得qi(p0)的拍賣品，其總支付Pi是:

維克里拍賣方式提出后就被運用于多物品拍賣中。與前兩種拍賣機制相同，在這種拍賣機制下，每個投標人同時、獨立地向拍賣人提交投標書，但是投標人表明的是自己的需求曲線。當投標價格在市場出清價格p0以上以及高于其他投標者的最高拒絕價，投標人將獲得他們所需要的排污權數量，其支付的機會成本便是其他投標者的最高拒絕價。這一定價機制的流程是:投標人i為購買的第一個拍賣品支付最高拒絕價，購買第二個拍賣品支付次高拒絕價，如此下去，直到拒絕價超過了投標人i的投標價。通過投標機會成本的計算，得到每個投標人i為購買到 qi(p0)的拍賣品，其總支付Pi為:

其中，b－1(q)表示所有投標人 j(j≠i)的總投標函數，其反函數是同樣總支付函數Pi也可以用需求函數來表示。

其中，i不參加投標時的市場出清價格用p－i表示。

基于已有的研究和結論，對買賣雙方而言，企業i需繳納qpi以獲得允許排放量qi，而政府的目標是設計有效的拍賣規則最大化其收益U=pQ0。從效益最大化出發，構建以下數學模型:

其中，Gi表示企業i的實際排污量。企業i的目標是通過選取最優的報價策略qi(p)，使得其自身的收益最大化，即:

2.動態拍賣模型

動態拍賣模型理論上以靜態拍賣模型為基礎，主要研究排污權初始分配中的博弈均衡結果。具體是指研究企業排污權的決策選擇受其它企業排污權選擇的影響，以及對其它企業的排污權選擇也同時產生影響的決策問題和均衡問題。任何企業對排污權的決策選擇都是通過競爭主體間不斷的相互博弈而形成，而造成“個體理性”與“集體理性”沖突的原因可以認為其實質是一種“非合作博弈”，即企業相互不能達成一種有約束力的協議，每個決策個體都傾向于完全從自身利益最大化的角度進行最優決策，由此產生沖突。

動態拍賣模型的典型優點是投標人可以在多輪的競價過程中不斷調整投標價格，而且出清價格確定后不存在過多的排污權剩余，有利于資源的有效利用。以向上叫價時鐘拍賣為例，在拍賣進行過程中，有一個專門的數字時鐘顯示當前的排污權價格，投標各企業在政府給出的初始價格基礎上公布自己所需的排污權數量以及所相應支付的價格，當總需求量超過可供拍賣的排污權數量時，政府會將排污權價格提高一個層次，繼而進行第二輪的競標，投標人可以在新價格下重新估計自己的成本收益并對投標價格和投標數量做出適當調整和修改，這個過程會一直持續到市場上沒有過多剩余，直至投標數量與可供分配數量相等時停止，并由政府宣布由此獲得的市場出清價格以及獲得排污權的投標企業，完成拍賣。而此時的市場出清價格，也就是排污權交易的實際價格，即結束時數字時鐘上顯示的價格。因此，在動態拍賣的排污權交易中，為了一個更為合理的博弈均衡結果須注意三點:首先，必須建立嚴格的法規約束，社會對污染的排放如果能形成強力約束，對超過排污權份額的超排行為能予以有效禁止，各個體排污行為能夠從“非合作博弈”轉為“合作博弈”;其次，中央政府在向各省市區分配排污總量時，分配標準必須科學、合理、公開、公正;最后，中央政府對地方政府的業績考核評價體系必須完善和修訂，把考核純粹GDP的增長速度修訂為對綠色GDP的增長速度的考核。

四、拍賣交易中的成本收益分析

1.政府

政府在整個排污權交易體系中的職能包括規劃職能和執行監督職能，是引導企業進行排污權交易的責任主體，這也是由政府的特性決定的，它能夠通過強制性的權利來解決非排他性和非競爭性的問題。然而政府作為環境保護的委托方也是一個利益組織，同樣涉及到成本收益的平衡問題，并在全面統籌下傾向于獲利。因此在實施排污權交易制度時，需要考慮其經濟行為。在排污權初始分配問題上，政府一方面通過對排放的檢測和對許可證的審核來制定相關的政策措施，明確不同區域的排放總量和拍賣機制，確定交易規則并據此進行嚴格的監督管理，另一方面政府要制定相應配套的政策保障。在初始分配的拍賣模型下，這一時期的排污權交易，政府占據主導地位，在制定并執行政策過程中有著較高的成本，排污權交易處于初步階段，盡管政府大量投入財力物力，社會環境效益和經濟效應都不容樂觀，因此邊際成本遞增的速度遠遠大于邊際收益遞增的速度。在污染排放權進入二級市場后，排污企業作為其政策主體占據主導地位，政府的作用主要集中在對市場的監督管理，維系其正常有序的運行。這一時期的排污權交易市場，政府減少投入的同時，環境效益和社會經濟效應明顯，因此邊際成本遞減，邊際收益則日趨完善。

如圖1所示，橫坐標代表排污權交易的時間軸，縱坐標代表政府在排污權交易過程中的邊際成本和邊際收益。假定B點為明確的排污權一二級市場分界點，在排污權交易一級市場，即排污權初始分配階段，政府的邊際收益和邊際成本同時遞增，但由于邊際成本遞增速度遠遠大于邊際收益遞增速度，因此凈收益在此階段為負，且在B點達到負最大化。進入排污權二級市場階段后，政府邊際收益持續增長且速度不斷提升，而邊際成本則呈現下降趨勢，最終在C點將達到成本收益均衡。

圖1 政府在排污權拍賣交易中的成本與收益圖

2.企業

企業作為盈利性經濟組織，其主要目的在于謀求自身經濟利益。因此在沒有內在激勵的條件下使企業居于主導地位主動地承擔治理環境的社會責任是不可能的，排污權交易制度之所以能夠在理論上被排污企業接受，其本質就在于提供了企業獲利的潛在機會。一方面，企業通過排污權交易市場賣出剩余排污權直接獲得經濟回報，因而在一定程度上給予了企業降低原定排污指標的動力，也使得社會總排污量得到整體控制。另一方面，排污權交易制度可以促使企業更自覺主動地改造生產技術和污染治理技術。這是由企業的總體目標——以最低成本使用最少排污量——所決定的，如果通過技術創新所節省下來的費用大于購買排污權的費用，企業自然就會傾向于通過改造技術以提高競爭力，同時也可以節省已購得的排污權用于交易獲利，由此，排污企業由治污的被動方轉化為主動方。

與免費分配模型不同，在排污權初始分配拍賣模型下，企業通過排污權市場所能獲得的機會成本和潛在收益是不同的。免費分配實際上是政府基于治污理念而賦予了企業一項額外的資產，對于企業來說，一方面減免了治污成本，另一方面通過市場使這項資產轉化為現實的經濟利潤。在這種方式下，企業參與排污權一級市場不需承擔任何成本，即邊際成本為零而邊際收益呈現遞增，凈收益為正。在公開拍賣形式下，企業的邊際成本和邊際收益并不完全取決于自身治污能力和生產技術，區域環境承載總量、整個行業的治污技術和財務狀況、政府的宏觀決策以及時間因素都使得企業的邊際成本曲線和邊際收益曲線呈現不規則波動。這種排污權分配模式下，企業通過參與排污權交易所獲得的成本收益隨機且很大程度上由企業所不能控制的外部因素決定。

在現實市場中，不同的企業治污能力存在著各種各樣的差異，這也是排污權二級市場形成和產生交易的基本前提和必要條件。企業之間邊際治污成本的不同決定了“機會成本”的存在，而這一“機會成本”的存在直接決定了不同企業之間存在減排的比較優勢，交易由此發生。在這一時期，對企業的成本收益分析需要針對不同的邊際治污成本進行分類探討，具體問題具體研究。如上所述，當自身邊際治污成本等于其獲得排污權的邊際成本時，企業通過政府購買排污權并不會帶來預期的經濟收益，此時以謀利為目的的企業在綜合權衡下將更傾向于在二級市場中買賣排污權。邊際治污成本大的企業會傾向于向邊際治污成本小的企業購買剩余排污權，其臨界點是排污權的市場價格。當廠商邊際治污成本大于市場價格時為購入者，當廠商邊際治污成本小于市場價格時為賣出者。排污權市場價格實際上就是整個社會的平均邊際治污成本。如圖2所示，橫軸表示污染排放量，圖中Q*表示企業所需要達到的規定排污指標，這一指標是由政府在區域環境承載總量的基礎上決定的。縱軸表示企業的邊際治污成本，即排污權市場交易價格。

圖2 企業在排污權拍賣交易中的成本收益圖

假設市場中存在三個不同邊際治污成本的企業，其邊際治污成本在圖中分別表示為MC1、MC2和MC3曲線，排污權市場價格即社會平均邊際治污成本為P*。通過上段理論性分析，邊際治污成本線為MC1的企業有動力在市場中購買QQ*量的排污權使之達到排污要求，這是因為在市場價格為P*時通過購買排污權的費用對于該企業來說小于自身治污付出的成本或者直接從政府手中購買所需要支付的成本，從而使企業獲得圖中三角區域ABC面積的機會經濟收益。同樣，邊際治污成本線為MC3的企業可以通過市場賣出Q*Q'數量的排污權而獲得直接的經濟回報，這是因為該企業擁有相對社會平均水平較高的治污能力。在排污權價格為P*的條件下，企業有能力處理高于規定指標的排污量，在排污量達到Q*之后，企業仍然能夠以小于市場價格的購買成本從政府手中獲得Q*Q'量的排污權，同時由于排污權市場的存在賦予了排污權正常商品的價值屬性，此時企業便會傾向于將其作為一項資產投入市場以獲得一定的收益，而該收益在圖中顯示為三角區域DCE的面積。而邊際治污成本線為MC2的企業，其自身治污成本等于社會平均邊際治污成本，剛好能夠通過購買政府排污權達到排放規定指標的目的，因此在市場中不存在可以讓其獲利的機會成本，也就不會產生對排污權進行交易的動力。

五、未來的研究方向

公開拍賣模式下，政府將固定數量的可容許排污權許可進行拍賣。每個地區的可供出售的許可數是各不相同的，這是由區域環境承載總量決定的，是在環境質量標準條件下的可容許排放量。進行拍賣時候，各個排污企業根據自身治污能力和財務實力在各種可能的價格下對所需要的許可數量進行投標。然后，政府通過拍賣競標數量和各自的價格與預期收益進行比較，計算出價格，最終使求購數量同出售數量相等。從經濟學角度出發，排污權的初始分配采用拍賣方式是對環境污染外部性的內部化，能夠提供早期的和透明的許可市場價值的指示，減少扭曲性稅收。對于政府來說，可以增加政府的財政收入，將這些收入再投入環境污染治理進行循環利用。對于企業來說，可以激勵企業技術創新，促進技術進步，保證新建企業獲得需要的排污權。

然而，拍賣模型也具有一定的缺陷:在拍賣方式下，企業不僅要承擔因拍賣價格所帶來的資金成本，還要承受拍賣市場的隨機性和偶然性所帶來的風險，從而造成收益上的損失。所以，在某種程度上來說，排污企業會對拍賣的方式產生消極抵觸心理。從社會的角度，企業會將額外的治污費用轉嫁給下游企業，最終體現在產品價格上，致使物價上漲，給社會帶來結構性不利影響;此外，市場上大集團擁有較強的財務支持，資金優勢助使其從利益角度出發，操縱排污權市場，造成拍賣價格偏離正常的市場價值。未來的研究可以探尋綜合各方因素，建立一種混合初始分配方式。其思路如下:首先以推廣排污權為目的，對區域內所有企業免費分配一定額度的排污權。免費分配額度以企業對社會貢獻度為基準，比如稅收、捐贈、公益事業等因素。其次，由于大中型污染企業是主要的污染源和減排的主要對象，這類企業應采取累計投標詢價的方式進行排污權的初始配置，這種方式能最大限度地反映作為稀缺資源的排污權價值，減少因小型企業參與而導致的初始分配抑價。當然，這種混合初始分配方式是否應當在現實中進行操作還取決于各種各樣的現實狀況，在現實中操作還需要進一步確定免費分配、拍賣模型的比例，這在研究過程中會是一個難點。

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