基于最優拍賣數量和資金再分配模型的碳市場有償分配機制研究

陳波++孟萌

摘要

拍賣作為一種有償分配機制已經確立為我國碳市場配額分配的基本方式之一，而拍賣機制的靈活運用以及與市場運行之間的關系也成為實踐中亟待解決的難題。傳統的排放權拍賣理論以政府收入最大化作為目標函數，并沒有將企業預算和交易策略納入到分析框架中，同時對于拍賣收入資金的再分配方法缺乏可行的指導。本文將企業的成本約束（或預算）作為一個因素引入，提出了最優拍賣數量模型以及基于雙重紅利思想的資金再分配模型。分析表明最優拍賣數量由企業的邊際減排成本和二級市場彈性系數決定，二級市場彈性系數則取決于排放的不確定性水平；邊際減排成本越高的企業，其承受的拍賣成本隨著拍賣價格增長越快，這可能導致減排空間小的企業承擔的拍賣成本增長過高，從而產生不公平問題，因此本文提出了一種基于多輪競價的資金分配策略，根據企業參加拍賣的投標情況間接評估企業的邊際減排成本水平，并制定相應的補貼標準。最后以廣東碳市場為例，從市場結構、履約成本、市場價格三個方面深入討論了拍賣對碳市場的影響以及最優參數的選擇策略。廣東的經驗為拍賣機制的引入提供了良好的建議：在二級市場流動性不足，價格發現能力較弱的情況下，引入拍賣機制可以快速建立一級市場的價格發現機制；由于歷史法的不可靠，拍賣會將履約成本分配不合理的問題進一步放大，加劇市場的不公平問題，甚至出現劣幣驅逐良幣的現象，但拍賣收入資金的循環利用可以在一定程度上糾正這一問題；短期內拍賣底價是政府建立市場預期的輔助工具，是在二級市場供求關系尚未建立時的一種過渡手段，但從長期來看隨著二級市場的成熟，底價政策應該逐漸放松或退出，建立起一級市場價格與二級市場價格聯動的定價機制。

關鍵詞 碳市場；拍賣；資金再分配

中圖分類號 F062 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2016）08-0010-06 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2016.08.003

在初始配額分配中引入拍賣等有償分配機制是碳市場配額分配制度演化的重要趨勢，其有效性已經得到了證實，例如歐盟碳交易體系（EU-ETS）、加州碳交易體系（CA）以及美國區域溫室氣體減排行動（RGGI）等主流碳市場，均引入拍賣機制，并不斷提高拍賣比例。中國政府在國家發改委發布的《碳排放權交易管理條例（征求意見稿）》中也明確提出“排放配額分配在初期以免費分配為主，應逐步提高有償分配的比例”，確定了全國統一碳市場逐步引入有償分配機制的發展路徑。

當前我國部分試點碳市場已經開始探索有償分配機制，其主要思路是將拍賣作為一種靈活的分配機制引入，例如廣東將配額拍賣作為常規的分配方式之一，而湖北、深圳等地也采取了一級市場部分配額有條件拍賣的方式。國內外的實踐經驗表明：拍賣不僅具備配額分配的基本作用，同時也具有調控市場供求關系的作用，極大地擴展了拍賣機制的內涵和外延，一定程度上影響了碳交易市場的價格發現機制和市場形態。而當前學術界對于拍賣的研究仍然停留在傳統的理論框架內，即主要研究拍賣作為有償分配機制相對于免費分配的優勢，缺乏針對拍賣與價格機制以及市場運行的影響關系研究。傳統理論框架以政府的拍賣收入最大化為目標函數，并不考慮企業的成本承受能力，因而一般認為拍賣數量越多越好，以充分體現配額的價值，同時對于拍賣收入的再分配機制缺乏深入研究。本文認為企業的成本承受能力是一個重要的約束，拍賣的數量確定需要綜合考慮企業的成本約束和交易策略，因此存在最優的拍賣數量?；谶@一原理，本文從傳統的拍賣理論出發，引入了企業成本因素，提出了最優拍賣數量模型，并基于雙重紅利思想提出了一種資金再分配模型，從而解決了在市場發展早期如何引入拍賣機制的難題，并進一步以廣東等試點碳市場為例系統研究了拍賣與二級市場的關系，為我國碳市場拍賣機制的設計提供理論支撐。

1 文獻綜述

在科斯的交易理論框架中，只要遵循一些基本原則，拍賣本身并不會影響到系統的運行效率，例如只要分配沒有不公平到產生市場操作力量，則不會影響系統運行[1]，其他一些原則包括促進早期市場的流動性，控制信息公開程度以及確保新進入者能以合理價格獲得排放權[2-3]。但在真實經濟中交易成本并非為零，拍賣也可能會對碳交易市場的表現產生直接的影響，甚至扭曲市場。

在特定的碳市場背景之下，拍賣機制不同參數的設計和選擇對市場的發展具有重要的作用，因而存在著與之相匹配的最優拍賣機制。最優拍賣機制是一個多目標函數，其目標主要體現在三個方面：效率、收入和資金循環利用。一般而言，拍賣首要的目標是效率，即保證配額得到有效合理的分配，第二個目標是最大化拍賣收益。而這兩個目標是相容的，即有效率的拍賣可以最大化拍賣收益[4]，如果二級市場是有效的，那么一級市場的拍賣可以實現收入最大化，即效率和收入最大化目標可以同時實現一致。拍賣資金循環利用所創造的“雙重紅利”也是拍賣機制發揮有效性的內在驅動力。政府可以將拍賣募集的資金反過來投入到減排之中，減少稅收扭曲，激勵企業減排，降低全社會的總體成本，促進市場的有效運行，創造“雙重紅利”[5-6]。例如，對美國經濟的定量研究發現將拍賣收入用于降低個人所得稅相對于全部免費分配可以減少全社會經濟成本的40%-50%[7]。

在上述傳統的理論框架中，拍賣僅僅作為一級市場的初始分配方法，但是在實際的市場運行中，拍賣機制得到進一步發展，常被作為一種調節短期供求關系的手段，直接影響到二級市場的價格波動，典型的調控方式是將儲備配額通過拍賣的方式進行發放。陳波等人基于碳市場連接提出了一個宏觀調控模型，認為中央計劃者在采用數量工具進行市場調控時，不能僅僅盯住市場價格，同時應該盯住不確定性水平，并建議引入拍賣機制管理需求側不確定性，建立一套以價格波動為基礎的數量調控工具[8]。本文基于以上的研究基礎和碳市場發展的特點，引入企業成本因素，并結合雙重紅利思想進一步發展了拍賣機制在碳市場中的應用。

2 模型構建

2.1 最優拍賣數量模型

假設在一個完全競爭的市場中，存在n個非對稱且風險中性的企業，考慮某個企業在一級市場（即拍賣市場）與二級市場中進行購買決策的情形。

二級市場的配額價格為S，根據企業響應模型[8]，在市場價格有效地情況下，企業i購買量Xi與配額價格S的關系可以簡化為線性模型：

Xi=-αS+β，其中α>0，β>0（1）

考慮到大多數配額拍賣均采用了統一價格報價方式，因此假設一級市場拍賣均衡價格為P，企業i的購買意愿為qi，政府拍賣總供給為Q，企業的邊際成本為Ai，在政府拍賣收入最大化的目標下，存在以下均衡條件[9]：

qi=qt-n（n-1）qt-（n-2）Q[]n（n-1）Ai P（2）

其中，qt≥Q[]n為企業i在零拍賣底價下的購買意愿。

從國內外的市場運行經驗來看，一級市場和二級市場存在顯著的價格相關性，因此可假設：

P=γS，其中γ>0（3）

根據（1），（2），（3）聯立可得，

qt=β

γ=n（n-1）Ain（n-1）qt-（n-2）Qα（4）

討論：

（1）顯然，在二級市場價格已知的情況下，一級市場拍賣價格取決于γ，而γ則與彈性系數α正相關，即當企業自身排放不確定性較大時，α較大，二級市場價格也會相應較高。

（2）企業在零底價情況下的購買意愿qt與γ呈反向關系。

當qt=Qn時，γ=n（n-1）QAiα

考慮到政府的拍賣收入最大化目標，令γ=1，則可以得到最優拍賣數量

Q*=n（n-1）Aiα（5）

由此可見，一級市場的最優拍賣數量由企業的邊際減排成本和二級市場彈性系數α決定。

2.2 基于“雙重紅利”的資金再分配模型

政府的拍賣收入通常會通過某種再分配機制重新分配給企業，激勵企業開展減排活動。由于減排量越大，減排的邊際成本越大，因此假設企業i的邊際減排成本近似為線性函數Ai=θiyi+μi，其中θi為變動成本系數，μi為固定成本系數，yi為減排量。

企業i的拍賣成本為

Ci=qiP（6）

將（2）代入（6）可得：

Ci=-Qn（n-1）AiP2+QnP（7）

上式最大化的條件為：

P=n-1[]2Ai，或Ai=[SX（]2[]n-1[SX）]P（8）

由此可見，邊際減排成本越高的企業，其承受的拍賣成本隨著拍賣價格增長越快。這一規律會導致減排空間小的企業，承擔的拍賣成本增長過高，成本壓力過大，從而產生不公平問題。因此拍賣收入再分配應當遵循以下原則：資金用于支持減排活動，同時修正邊際減排成本差異帶來的成本分配不公平問題。然而作為資金分配方的政府，無法事先測算企業的邊際減排成本，但是根據（8），政府可以通過企業參加拍賣的投標情況間接評估企業的邊際減排成本水平，并制定相應的補貼標準?；诖?，本文提出一種基于多輪競價的資金分配策略。

假設第k次拍賣活動的成交價格為Pk。根據公式（7）、（8），那些準確做出報價的企業，其邊際減排成本與成交價格最為接近。因此，在每輪拍賣結束后，政府可以認為出價最接近Pk的企業，其邊際減排成本近似等于2[]n-1Pk。政府根據企業報價與成交價之間的距離制定一個邊際減排成本分布表{A0，1，A0，2，…，A0，N}。經過若干輪競拍活動之后，邊際減排成本分布表逐漸優化為{Ak，1，Ak，2，…，Ak，N}，并作為政府分配補貼資金的依據。按照上述策略建立的邊際減排成本分布表，綜合了不同的目標，進一步可以建立如下的資金分配模型：

ri=Ak，i∑N0Ak，iR，其中R為政府補貼資金總額（9）

通過聯立（8）、（9）可以計算出企業的資金分配數量。

2.3 最優拍賣方法

在其他控制參數確定的情況下，五種主流的拍賣方法如單一價格拍賣、多價格拍賣、升時鐘拍賣、降時鐘拍賣和荷蘭式拍賣等，其效率和收入的實驗室表現相差無幾[10]。但在真實應用中，由于拍賣頻率、拍賣比例、拍賣底價等控制參數的差異化，拍賣方法的實際表現會受到許多因素的影響，表1給出了拍賣方法的性能評估指標。

為了避免競標者隱瞞其真實信息、操縱市場，碳市場應當優先采用密封式拍賣方式。而在密封式拍賣方法中，維克里拍賣（第二密封價格拍賣）是理論上效率最優的，它與統一價格拍賣的效率差異主要取決于市場操縱力量的大小，如果競標者均沒有明顯的操縱力量，那么兩種拍賣方式相近。統一價格拍賣的優點是規則簡單，小型競拍者可以受益于被低估的報價，因此有利于鼓勵小型競拍者的參與。因此在實際的密封式拍賣中，綜合考慮管理成本和交易成本，碳市場應當優先采取密封式、統一價格、單輪拍賣方式。

在拍賣方式確定之后，拍賣比例、拍賣頻率和拍賣底價等參數會直接影響到拍賣方法的整體性能。而這些參數的選擇需要與企業的履約成本、市場建設策略等聯系起來。拍賣比例和拍賣底價共同構成了企業需要承擔的拍賣成本，這一成本需要綜合考慮企業的盈利能力、現金流、競爭力等因素，而拍賣頻率則要與二級市場的發展情況相匹配，如避免過多的拍賣活動干擾二級市場價格。

3 拍賣對碳市場的影響機理

由于真實經濟交易成本并非為零，以及設計者對市場信息的不足和經驗缺乏，實際的拍賣存在不完美的情況，從而對碳市場的運行產生直接影響。目前我國試點碳市場對拍賣的使用出現了三種模式：第一種是將拍賣作為關鍵的分配方法，如廣東；第二種是將拍賣作為一種輔助的分配方法，如湖北；第三種是將拍賣作為一種市場調控手段，如深圳。對這三種模式的研究發現，拍賣對碳市場的影響主要體現在市場結構、履約成本、市場價格三個方面，本文以廣東碳市場為例進行分析。

3.1 市場結構

拍賣對市場結構的影響主要是由企業風險偏好所決定的。在完善的市場結構下，企業會在一級市場拍賣和二級市場交易之間靈活選擇，以完成履約目標。調研發現大部分生產型企業對碳市場風險厭惡，其內在原因包括：擔心未來配額不足，傾向于儲蓄現有的配額；未建立靈活的碳管理體系，少數企業成立了工作小組，但是這些工作小組并未獲得授權進行二級市場的交易；缺少專業性人才，大部分碳市場負責人由工程師或能源環保管理人員構成，缺乏相關知識、經驗和信心；市場風險較大，決策人員不愿承擔潛在的風險和責任。由于生產型企業普遍偏好風險厭惡，而二級市場相對一級市場風險較高，因此大部分企業更傾向于通過一級市場獲得足夠配額。

2013年12月16日，廣東省啟動首次有償配額競價發放，采取封閉式統一價成交方式。截至2015年底，廣東碳交易一級市場累計成交配額15 161 885 t總成交金額777 145 455元，見圖1。廣東碳市場的顯著特征是排放密集型國有企業占據市場的主導地位，僅電力行業排放即占到了總排放的50%以上，其風險偏好顯著影響到了市場結構。大部分國有企業或控排企業都是風險厭惡型的，即獲得排放權配額之后，會傾向于作為許可證或生產原材料留存起來，用于對沖生產經營的風險，而不會參與二級市場獲利。在2013-2014年競價活動的成功競買人數方面，電力行業競買者最多，共計69家，競買數比例超過所有競買數的1/3。相比之下，鋼鐵、石化行業雖然參與者較多，但多數主要持完成履約任務的心態。2015年電力行業競買者共計9家，再次凸顯了電力行業較大的履約剛性需求，從而促發了連續兩次配額競拍供不應求的現象。

3.2 履約成本

拍賣直接增加了企業的履約成本，這符合政策制定者的預期。但是由于歷史法分配無法適應經濟周期的波動，會出現配額分配不合理的情況，進而導致企業履約成本分配不合理，而拍賣可能會加重這一問題。

歷史法分配在各試點碳市場被廣泛使用，但帶來了嚴重的配額分配不合理問題，其原因主要有三點：第一，行業景氣周期發生顯著變化。在基準年（2010-2012年之間），鋼鐵和水泥行業停產停工現象較為突出，而電力行業恰恰相反，處于滿負荷運行階段。2013年之后行業形勢發生變化，鋼鐵和水泥生產有所復蘇，而電力行業開始下行，這導致2013-2015年的鋼鐵和水泥行業配額分配過少，電力行業分配過多。第二，早期減排行動未被考慮，導致“劣幣驅逐良幣”。被調研的許多國有企業和外資企業，在“十一五”和“十二五”期間已經進行了較多的節能改造活動，進一步減排的空間相對較小，成本較高。這些早期的貢獻并未在配額分配方案中考慮，使其獲得較少的配額。此外，一些環保類項目能耗較高，導致當前排放增加，與碳減排目標產生了一定的沖突，也制造了一定的不公平性。第三，企業檢修、事故意外等突發情況未被考慮。大部分生產型企業每2-3年進行一次大規模檢修，檢修時間1-3個月不等。而采用歷史法時，并未將其剔除，使得部分企業獲得配額過少。

在經濟周期發生重大變化的情況下，歷史法會導致配額分配出現系統性偏差。這種偏差通過拍賣進一步傳遞到企業承擔的履約成本中，而拍賣比例越高，對履約成本的扭曲也會更加嚴重。

3.3 市場價格

在實際的市場運行中，決策者通常希望市場價格維持

圖1 2013-2015年廣東碳市場有償分配交易情況

Fig.1 Overview of Guangdong ETS primary market

在相對穩定的價格區間內，這需要更復雜的價格管理機制。通過靈活使用拍賣底價以及儲備配額機制的觸發價格可以實現價格管理的作用：拍賣底價相當于為市場設定了一個最低價格，而觸發價格則相對于一個最高價格。由于目前觸發價格在國內碳市場并無使用先例，此處只討論拍賣底價對市場價格的影響。

拍賣底價是非常強烈的價格信號，當市場上沒有可靠的基準價格時，短期內是政府建立市場預期的輔助工具，是在二級市場供求關系尚未建立時的一種過渡手段。但從長期來看隨著二級市場的成熟，底價政策應該逐漸放松或退出。廣東碳市場底價政策的改革經歷了三個階段：

第一階段，2013年采用了強制購買政策，快速建立價格信號。受到60元/tCO2競價底價的引導，全年度二級市場配額價格大部分時間維持在50-70元/tCO2的波動區間。

第二階段，2014年對競價機制進行了管制放松，建立了配額回收機制，引入機構投資者，采用階梯上升底價，提高電力企業購買比例。由于受到一級市場價格變動和預期影響，二級市場配額價格應聲下跌，平均成交價格從最高62元/tCO2一路暴跌至15元/tCO2，且整體維持在20元/tCO2左右的水平。同時，因為采取自愿購買方式，配額競買量較2013年度拍賣出現了較大回落，成功競買量僅占年度發放計劃量43.0%。

第三階段，2015年配額有償發放不設底價，采取政策保留價，通過采用競價公告日的前三個自然月廣東碳市場配額掛牌點選交易加權平均成交價的80%（12.84元/tCO2）作為2015度首次競價的最低有效價格。2015年度兩次拍賣充分體現了一、二級市場價格聯動性，也使得拍賣競價漸趨合理。第二次拍賣15元/tCO2的成交價格已非常貼近拍賣前一交易日15.1元/tCO2的成交價，一二級市場價格聯動性得到了更好的體現。

4 結 論

本文首先建立了最優拍賣數量模型，認為在統一報價的情形下，一級市場的最優拍賣數量由企業的邊際減排成本和二級市場彈性系數決定，而二級市場彈性系數則取決于排放的不確定性水平，有效的解決了配額拍賣數量難以確定的難題。

引入拍賣之后，會對企業所承擔的履約成本產生顯著影響：邊際減排成本越高的企業，其承受的拍賣成本隨著拍賣價格增長越快，這會導致減排空間小的企業，承擔的拍賣成本增長過高，成本壓力過大，從而產生不公平問題。為了解決拍賣帶來的成本扭曲，本文基于雙重紅利思想提出了資金再分配模型，設計了一種基于多輪競價的資金分配策略。這一策略允許政府根據每輪拍賣的報價情況，建立一個企業邊際減排成本分布表，從而間接評估企業的邊際減排成本，為拍賣收入的再分配制定了標準。

由于理論上最優的拍賣方法在實際運行當中會對碳市場的運行產生復雜的影響。本文進一步以廣東為例研究碳市場引入拍賣機制之后對市場結構，履約成本和市場價格產生的一系列影響：在一個生產型企業主導的碳市場中，企業行為偏好風險厭惡，限制了二級市場的流動性。在二級市場流動性不足，價格發現能力較弱的情況下，引入拍賣機制可以快速建立一級市場的價格發現機制，使得市場形成融資功能。由于歷史法的不可靠，拍賣會將履約成本分配不合理的問題進一步放大，加劇市場的不公平問題，甚至出現劣幣驅逐良幣的現象，但拍賣收入資金的循環利用可以在一定程度上糾正這一問題。短期內拍賣底價是政府建立市場預期的輔助工具，是在二級市場供求關系尚未建立時的一種過渡手段，但從長期來看隨著二級市場的成熟，底價政策應該逐漸放松或退出，建立起一級市場價格與二級市場價格聯動的定價機制。

（編輯：劉呈慶）

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