排放權交易的計算實驗研究

張亮

【摘要】在強制措施、環境稅和排放權交易這三種環境管理方法中，排放權交易充分發揮市場優勢，在減少行政成本的同時最大化環境收益，逐漸成為越來越多國家的重要手段。本文首先對比了上述三種環境管理方法，隨后對排放權交易繼續經濟學分析，最后在此基礎上適用計算實驗方法，對排放權交易過程進行了仿真，得出了應當控制交易成本并在市場運行初期進行補貼的結論。

【關鍵詞】碳市場 排放權交易 計算實驗

一、概述

為了應對溫室氣體排放導致全球氣候變化問題，世界各國都在努力控制碳排放。碳排放權交易是應對該問題的重要手段，世界各國都很重視。我國經過四年的試點實踐，已經開始建立全國范圍的碳交易市場。相對于其他方法，排放權交易這一市場化手段能夠充分調動企業參與減排的積極性。

二、碳排放控制方法

為了控制碳排放，從環境管理角度來講共有三種工具可以選擇，分別是強制措施、環境稅和排放權交易。三種工具各有利弊和側重。強制措施就是通過行政手段和執法機構，對排放者限定排放額度，超出排放額度就會受到管理部門的處罰，監管有賴于執法機構。這種方式是最傳統的環境管理手段，理論上并不屬于經濟學范疇，但是其容易造成權力尋租和監管與偷逃之間的博弈，屬于經濟學討論范疇。

從20世紀60年代開始，相對于傳統的強制措施手段，經濟學家們提供了替代方法。不同于傳統的制定目標和行政管制的方式，在理想化的設計體系中，政府將環境容量目標設定最具經濟效率的某一個點上，這個點包括了關于公共健康和生態環境等問題的考慮。環境稅和排放權交易都屬于經濟手段，區別在于環境稅是基于價格的機制，需要行政手段的共同作用；排放權交易則屬于基于數量的機制，是市場化的經濟手段。

環境稅也稱為“庇古稅”，庇古1920年設計了福利經濟學中的環境稅的概念，他提出對污染者征稅，以糾正市場活動負的“外部性”，監管方會通過環境稅收獲取收益，并將其用于抵消污染的負面效應。在碳排放的情境下，庇古的解決方案是引進一種稅收，以使碳排放者為其所排放的溫室氣體帶來的環境影響支付成本。

而排放權交易機制則有賴于諾貝爾獎得主羅納德？科斯的工作，他提出社會成本問題，使污染者和那些受影響的人之間分配財產權的概念獲得發展。美國環保署在20世紀70年代中期為控制硫的排放引進了排放權交易機制，在1977年的《清潔空氣法案修正案》中得到法律確認，以此建立的“酸雨計劃”是最早也最知名的排放權交易體系。

三、排放權交易的經濟學分析

對于排放權交易，我們可以通過經濟學原理分析其內在機理。假設排放二氧化碳的工廠能夠從排放的每單位碳中獲得一定的收益，這個收益就是其邊際收益MB。而社會公眾由于排放的每單位碳而造成的環境損害受到的損失則為邊際環境成本MEC。根據基本的經濟學原理可知，其平衡點在于邊際收益等于邊際成本（MEC=MB）。假設全社會只有兩家工廠A和B，由于兩家工廠的技術水平和規模效益不同，造成他們的二氧化碳排放邊際收益不同，那么全社會的邊際收益就是兩家企業邊際收益之和，MB=MBA+MBB。碳排放對環境造成的影響是全球性的，這是碳排放的一個最大特點，也是其與其他污染物最大的區別。在地球上任何地方排放等量的碳，對環境造成的影響都一樣；而這環境的改變對整個社會的損失也使全體均攤的。因此，全社會的邊際環境成本MEC是一樣的。

無論是第一種以價格為基礎的方式，還是第二種以數量為基礎的方式，希望達到的目標都是一樣的，即從整個社會的角度出發，實現減排邊際成本等于減排邊際收益（MB=MEC）。實現這一目標時所決定的價格和數量就是我們所需要的--最佳的減排量和減排價格。

整個社會的最佳碳排放數量應當是均衡點對應的Q，這這個總量分配個各個企業可以采用免費發放（通過各個工廠歷史排放進行免費分配額度）、拍賣（各個工廠根據自身情況舉牌拍賣獲得額度）或者定價銷售（政策制定者決定每份額度的價格，各個工廠自行購買）的方式進行。額度分配好之后各個工廠就可以按照Q對應的碳排放權價格P來進行比較，到底是賣出額度減少排放還是購買額度增加排放劃算。

四、排放權交易的計算實驗仿真模型

對于排放權交易的經濟學理論分析中文為了簡化研究，假設社會上只有兩家企業，而實際上企業的數量是非常多的。現實中的企業存在不同的排放需求、邊際處理成本和交易成本，企業會根據自身情況做出排放權交易的策略，這就使得區域排放權交易系統具有了復雜適應系統的基本特征。

本文使用Netlogo（6.0.1版）作為計算實驗仿真軟件平臺，將所有企業設為Agent，這些Agent在獲得初始分配之后互相交易，實驗重復進行多次以消除隨機影響，主要考察交易時間和交易成本對于排放權交易的影響。計算實驗模型的計算機界面如圖所示：

根據實驗結果可得到如下結論：在交易成本極低或沒有交易成本的情況下，排放權交易能夠顯著降低碳排放帶來的社會成本；交易時間越長，市場交易越充分，對碳排放的控制效果越好；交易時間和交易成本均會對排放權交易系統產生一定的影響，在排放權交易制度的具體實施過程中，政府應該注意考慮如何有效實現增加交易信息透明度，同時注意控制交易成本，并在市場初始階段對交易成本進行補貼。

參考文獻：

[1]李昊， 趙道致.基于多Agent的碳排放權交易機制建模與仿真[J].計算機工程與應用， 2012.

[2]湯鈴， 武佳倩， 戴偉.碳交易機制對中國經濟與環境的影響[J].系統工程學報， 2014.