拍賣法對京津冀碳市場一體化的影響

黨 浩 趙洱崠，2 何沚金 宋玨池 陳建民

1.華北電力大學經濟與管理學院

2.北京理工大學管理與經濟學院

1 京津冀碳市場建設進展

作為全國統一碳市場建成的破題關鍵，京津冀區域碳市場的一體化程度十分重要。2011 年10月，國家發改委下發《關于開展碳排放權交易試點工作的通知》，文件明確了北京、天津為國家碳交易試點。自文件發布至今，北京碳市場試點在政策法規、市場整合、交易宣傳等方面相對比較成熟；天津在交易模式、交易系統、管理綜合服務等方面不斷創新；河北作為非國家頒布的碳減排試點，但碳排放量較大，對于京津地區影響深遠，具有明顯的碳減排潛力，急需系統合理的碳交易、合同能源管理等市場化手段以減少碳排放量，同步于北京和天津的步伐[1]。

在碳市場成熟度方面，學者們普遍認為北京市碳市場的綜合實力較好，北京在京津冀三個市場中排名第一[2]，碳市場發展相對比較成熟[3]，碳市場效率正處于規模遞增階段[4]。具體而言，在京津冀三地區碳市場中，北京碳市場的法規體系最完備、配額價格最穩定、市場主體最豐富[5]。相比于其他兩個地區碳市場排放價格，北京的碳價格較高，且相對穩定，但遭遇意外沖擊或外部影響會使北京碳排放價格呈現出較強的波動性和較高的市場風險，且波動性持續時間較長。在溢出效應方面，北京碳市場的溢出效應較為明顯，既受到其他兩市場的溢出效應影響，同時存在對外溢出效應[6]。當然，北京市碳市場的運行效率和效果也存在可以改進的方面[7]，包括碳配額供給過剩等。北京碳市場發展應著重于適度削減配額供給、提高市場參與度、縮減人力資源投入等。此外，北京還探索了跨區域碳交易的可能性。2013 年11 月28 日，《開展跨區域碳排放權交易合作研究的框架協議》的成功簽訂，開啟了北京與天津、河北、山東等地進行跨區域碳交易的新實踐。在此次跨區域碳交易實踐中，河北承德進展成效明顯，河北的張家口也在有序推進。

2 碳配額影子價格評估測算

2.1 碳配額影子價格概述

影子價格是指基于一定原則，能夠使資源被合理分配的價格。投入和產出真實的價值、市場供求關系、資源被替代程度，都能夠通過影子價格得以反映。聯合國把影子價格類比成機會成本，而產生這種機會成本的投入可以是資本、勞動力和外匯等。簡單而言，影子價格是一種能夠表示出某種資源稀缺程度的價格。它也能夠表示出某種資源的真正價值。當影子價格為零時，不表示這種資源的價值為零，而是說明這種資源處于一種過剩的狀態，即無法帶來邊際收益。

而稀缺性和商品性正是碳排放權所具有的屬性，使其自身價值可用影子價格來表示。為應對氣候變化，解決氣候問題，《京都議定書》在2005 年被強制生效，由此稀缺性和商品性成了碳排放權的兩種特殊屬性。碳排放權這種稀缺資源本身具備的商品屬性，使它能夠作為一種商品在碳交易市場上進行買賣，在買賣過程中的碳排放權的價值可以用影子價格表示[8]。

然而，在實際的交易過程中，碳配額的價格會隨著拍賣比例的變化而上下浮動。在拍賣機制的作用下，企業進行碳配額交易或者購買碳配額付出的代價導致企業成本相應地提升，在利益驅動下，將碳配額按照不同的比例拍賣，會導致碳配額的價格在碳交易市場上隨之不斷變化。碳配額拍賣比例與碳配額的市場價格呈現一定的正相關關系，即拍賣比例增大會使碳配額的市場價格上漲。

2.2 超越對數生產函數模型

2.2.1 超越對數生產函數模型[9]

當下的碳配額價格忽視了環境成本對其的影響，若簡單地對當下市場中的碳配額價格回歸分析，無法合理預測未來碳配額價格的趨勢。解決上述問題，找到價格回歸的替代方法是關鍵，而生產函數正是替代回歸分析法以計算碳配額價格的更佳選擇。相對普遍的生產函數模型有以下三種：固定替代彈性生產函數，柯布-道格拉斯生產函數和超越對數生產函數。本文選取超越對數生產函數模型為計算基礎。

通常，碳排放變量主要有兩種引入方式：一是從生產投入要素的角度出發，將碳排放直接引入生產函數。二是將碳排放作為不良輸出量引入到生產函數之中，在此方式下，有一個前提假設，即此模型中需同時包含期望輸出量和非期望輸出量。

本文采用第一種，與資本存量和勞動力相同，從生產投入要素的角度出發，將碳排放直接引入生產函數，以計算影子價格。在實際計算中，生產函數采用的是超越對數生產函數，以達到優化求解碳配額影子價格的目的。

基于上述理論，以北京市為例建構超越對數生產函數優化模型：

上式中：

lnY——t年GDP 的對數；

lnL——t年勞動力的對數；

lnK——t年資本存量的對數；

lnE——t年碳排放的對數；

lnKlnL、lnKlnE、lnLlnE——交叉項；

(lnK)2、(lnL)2、(lnE)2——平方項；

α——系數；

ε——隨機干擾項。

根據邊際生產理論，測算PEt的公式為：

PEt碳配額影子價格

為求得影子價格PEt，首先需要計算αE、αKE、αLE、αEE，本文采用嶺回歸模型，運用SPSS 軟件進行計算。

2.2.2 嶺回歸

嶺回歸是一種有偏估計回歸方法，這種方法和最小二乘法類似，但不是最小二乘法，可將其看成是一種對最小二乘法進行改良后的方法，主要適用于共線性數據分析，其優勢體現在對病態數據的擬合程度上，其擬合程度強于最小二乘法。本文將2001-2015 年京津冀三個地區歷年的國民生產總值、CO2排放量、資本存量以及勞動力輸入嶺回歸模型中，具體數據見表1，運用嶺回歸后得到的系數結果見表2，運用SPSS 軟件分析所得的嶺跡圖見圖1，變量顯著性分析見表3。

表1 嶺回歸輸入值（GDP、資本存量、勞動力及CO2排放量）

表2 碳配額影子價格估算公式在不同k 值下回歸系數

表3 變量顯著性分析（GDP、資本存量、勞動力及CO2排放量）

圖1 嶺跡圖

2015 23 014.59 95.2 1 186.1 11 657.032 77

當K＞0.001 時，嶺回歸系數趨于穩定；當K=0.05 時的嶺回歸系數為最優解，如表4，將該組系數代入公式（1-1）得到公式（1-2）：

將表1 中數據代入公式（1-2），可得2001-2015年間北京市碳配額影子價格，結果見表5。計算結果顯示，2001 年北京碳配額影子價格為483.636元 /t ，2015 年 碳 配 額 影 子 價 格 為 4 461.519 元/t。15 年間，僅 2002 年的碳配額影子價格輕微下滑，在其他時間里，碳配額影子價格整體呈現上漲趨勢。

表5 2000-2015年北京市CO2排放權影子價格

表6 2001-2015 年天津市和河北省碳配額影子價格

2014 2015 2 757.72 2 898.70 3 681.27 3 957.67

同理可得天津市和河北省2001—2015 年的影子價格，見表6。

對于2025 年碳配額影子價格的估算，有兩種可行方法：第一種是對北京市2025 年的國內生產總值（GDP）、資本存量、勞動力以及CO2排放量進行預測，代入公式（1-2）得到2025 年的碳配額影子價格；第二種方法是根據2001-2015 年的碳配額價格數據，運用灰色預測模型，對北京市2025 年的碳配額價格進行預測。由于第一種方法中的碳配額價格是由四個預測數據計算得到，導致所得碳配額價格的誤差相對較大。本文采用第二種方法，即通過灰色預測模型，對碳配額價格預測，得出2025年北京市碳配額價格為7 497.75 元/t，預測結果見圖2。

圖2 2025年北京市碳配額價格預測結果

運用灰色預測模型，評估測算出2025 年不同的碳配額拍賣比例下對應的碳配額影子價格，詳細數據見表7。當拍賣比例為5%時，影子價格為374.89 元/t，當拍賣比例提高到10%時，影子價格上漲至749.78 元/t。由表7 可知，在碳配額拍賣比例從1%到10%的變化過程中，碳配額影子價格隨之逐步增高。

表4 K=0.05時的嶺回歸系數

同理可得，2025年天津市和河北省不同配額拍賣比例下的碳配額影子價格，見表8。

表7 2025 年北京市不同配額拍賣比例下的碳配額影子價格（元/t）

表8 2025年天津市和河北省不同配額拍賣比例下的碳配額影子價格（元/t）

3 京津冀碳市場一體化程度測評

3.1 測度方法——相對價格法

1954年，保羅·薩繆爾森提出了“冰川模型”，即當相對價格Pi/Pj的值不超過一定范圍，無論i 地區和j 地區的價格是同頻上下浮動，還是異頻上下浮動，都可以認為兩個地區具有較高的市場整合程度。在冰川模型用于指導市場整合研究的過程中，相對價格非常重要。因為相對價格與市場一體化之間有緊密聯系。即：相對價格值越大，市場被分割的可能性越強；反之，相對價格越小，市場被分割的可能性越小。

冰川模型能夠有效地測量不同市場之間的一體化程度，在實際研究中，相對價格的確定是重中之重。確定相對價格有兩種選取方法：第一，選取去均值后方差V(q(ij,t))來顯示不同區域或市場之間的相對價格變動情況Q(ij,k,t)；第二：對相對價格Q(ij,k,t)求一階差分,得到ΔQ(ij,k,t)。為便于直接引用統計年鑒中的環比數據，本文將沿用第二種研究方法,具體步驟如下:

首先,構造兩個不同市場的價格差異Q(ij,k,t)。

其中：Q(ij,k,t)=lnP(i,k,t)-lnP(j,k,t)

i 和j 分別是兩個不同的市場,如北京和天津；k是產品種類；t為時間。不直接進行價格之間的相減運算，而采取對數的形式，主要由于以下原因:1)避免因變量測度單位影響自變量系數;2)緩和異方差問題和偏態性問題。

其次,為了能夠直接利用統計年鑒中的數據，取相對價格一階差分形式ΔQ(ij,k,t),即ΔQ(ij,k,t)=ln[P(i,k,t)/P(j,k,t)]-ln[P(i,k,t-1)/P(j,k,t-1)]。

其中：ΔQ(ij,k,t)和Q(ij,k,t)在運算結果上是效果相同的。

第三，取相對價格絕對值ΔQ(ij,k,t)。

第四，計算q(ij,k,t)。本文以去均值法計算q(ij,k,t)。商品的價格波動受到商品自身的特性以及其他因素的影響: 首先是自身特性，如農產品價格會隨季節波動；其次，除了商品性質之外的其他因素，如地方保護主義等。只有排除由于商品屬性引起的價格波動，才能獲得市場細分帶來的純價格差異。基于上述分析，對相對價格作如下處理：代表商品 k 在三組鄰近省份(京津冀城市群)的平均價值。

q(ji,k,t)是指市場環境等隨機因素。方差表明了市場的整合程度，方差的值越小，市場越具有較高的一體化程度。

3.2 京津冀碳市場一體化指數測算及分析

結合由超越對數生產函數計算得出的京、津、冀地區的影子價格，運用相對價格測度方法，測算出2025 年不同拍賣比例下京津冀碳市場一體化指數。三地區具體一體化指數以及一體化水平對比圖見表9和圖3。

表9 2025年京津冀碳市場一體化指數（不同拍賣比例）

圖3 2025年不同拍賣比例下京津、京冀、津冀碳市場一體化水平對比

由表9 數據，2025 年，總體來看，碳市場整合程度最高和最低的兩個碳市場分別是京津碳市場和津冀碳市場。2025年，北京和天津的碳配額市場一體化程度隨拍賣比例的增加而逐漸減少；與之相反，京冀地區和津冀地區的碳配額市場一體化趨勢逐漸增強。

分析上述結果，作為首都，北京以其突出的經濟、政治影響力和人口集中度，成為京津冀碳市場一體化協同發展的軸心。由此可以得出北京與天津、河北兩地聯動更強的緣由，而津冀的一體化程度稍弱的狀況。

通過比較拍賣方式對京津、京冀、津冀碳市場一體化的不同影響，發現拍賣比例的增加不利于京津碳市場一體化。但在京冀和津冀地區，具有促進作用。原因在于，拍賣法對河北省碳價的影響幅度較大，增加同樣的拍賣比例，會使河北省的CO2影子價格更接近于北京和天津的影子價格，從而促進碳市場的一體化。

4 京津冀一體化發展建議

為盡快實現京津冀碳市場一體化的全面建成與有效使用，根據以上研究結論，針對京津冀地區碳市場一體化發展提出以下建議。

4.1 對京津冀碳市場的碳價進行實時監測

對京津冀地區碳市場的碳價進行實時監控，是指導碳市場一體化發展的方向和重點。碳市場的一體化程度往往取決于碳配額的價格。在一體化程度較高的市場中，其商品的價格會實時波動，并且逐漸收斂于一個較小的區間。據此，以價格的大幅波動為線索，定位產生波動的關鍵環節，及時糾正阻礙市場一體化進程的因素是非常重要的。

4.2 加大CO2在河北的拍賣比例，促進京津冀碳市場一體化

研究結果表明，拍賣比例對于京冀和津冀碳市場一體化有促進作用。隨著拍賣比例的增大，京冀地區碳市場一體化程度和津冀地區碳市場一體化程度都是越來越高。因此，應適當提高河北省CO2拍賣比例。

4.3 適當分散北京的非首都功能，提高津冀碳市場的一體化程度

京津冀一體化的協調發展需要齊頭并進，而不是脫穎而出。北京強大的經濟實力與政治基礎，能夠確保與天津、河北在碳配額市場交易方面的密切聯動，而津冀地區碳市場的聯動性比較薄弱。為了從根本上促進一體化，應該適當分散北京的非資本性職能，例如將北京的碳配額轉移給天津。

拍賣比例的提高，能夠促進京津冀碳市場一體化，但行業減排成本也會隨之增加。本文尚未考慮提高拍賣比例對各行業成本的影響，拍賣比例達到什么程度，才是促進市場一體化的最優選擇，還有待進一步的研究。