面向企業碳資產管理策略的多主體建模、仿真與異質性分析

曾 尹，李樹良，范莉莉，鄧亮如

(1.西南交通大學經濟管理學院，四川 成都 610031；2.威斯敏斯特大學商學院，倫敦 NW1 5LS；3.成都云數環能科技有限公司，四川 成都 610041)

面向企業碳資產管理策略的多主體建模、仿真與異質性分析

曾 尹1,3，李樹良1,2，范莉莉1，鄧亮如3

(1.西南交通大學經濟管理學院，四川 成都 610031；2.威斯敏斯特大學商學院，倫敦 NW1 5LS；3.成都云數環能科技有限公司，四川 成都 610041)

本文從企業業務的視角以三個典型企業為例證識別碳資產，提煉出碳資產的交互框架，量化描述各碳資產模塊的價值貢獻原理，設置碳資產的仿真策略，然后建立ABMS(Agent-Based Modelling & Simulation)模型對碳資產演化的差異情況進行仿真分析。結果顯示，三個企業的碳資產具有涌現性，低碳技術(低碳產品)和低碳品牌的演化路徑具有顯著的異質性，而且是導致其他碳資產發展演化和調整策略的關鍵因素。基于此，本文為企業的碳資產管理提出了有針對性的建議。

碳資產；管理策略；多主體；仿真；異質性

1 研究綜述

自Marland等[1]提出基于碳排放權的碳減排量具有交易的價值之后，碳資產被定義為經濟主體獲得的可交易碳減排量[2-4]；同理，企業碳資產是企業基于其碳減排能力相對于國家碳排放基準而獲得的碳減排量。碳減排量明確的碳資產可以用成本收益法來確定碳資產價格[5]，通過碳期貨等金融產品可實現碳資產的投資效應[6-7]。隨著碳減排實踐和學者研究的深入，內涵擴展后的碳資產是指企業、城市、地區或國家等在低碳經濟領域體現或潛藏的可能適用于儲存、流通或價值轉化的有形資產和無形資產，能夠為碳減排實踐做出貢獻[7-8]。因此，企業碳資產既包括碳減排量本身帶來的資產，還包括企業在碳減排實踐中獲得的其他不可復制的資源或資產。比如，具有碳減排價值的低碳技術[9]、具有碳平衡和碳投資價值的碳匯[10]、具有碳減排潛力的生產工藝和能夠發掘碳減排價值的管理方法等。事實上，企業的業務活動中潛藏著豐富的碳資產，困惑他們的是如何識別出碳資產及有效地管理。江玉國等[11]對企業碳無形資產的影響因素進行了分析，并建立評價指標以鋼鐵企業進行實證研究，指出鋼鐵企業應該從低碳技術、低碳人才儲備和加強低碳品牌建設等方面來提高碳無形資產。江玉國等[12]指出企業的碳無形資產來自內在的碳減排能力提高和外在的項目拓展兩個方面。

從文獻中可知，從碳資產視角分析企業碳管理的研究正在不斷深入。然而，基于碳資產從不同行業的角度分析企業之間碳管理行為的研究還很少。本研究旨在基于Agent的模擬方法，探討這個能夠為企業提供決策參考的話題。

2 模型

企業最終獲得的碳減排量是基于其一系列業務活動的復雜作用關系來實現。按照傳統的思維，即企業的碳資產就是具有直接創造碳減排量的設備、產品等，這剝離了企業中其他具有碳減排價值貢獻的因素。LiYan等[13]和江玉國等[14]認為企業碳資產既包括有形減排設備、節能建筑和碳匯等，也包括無形的低碳技術、管理方法和低碳品牌等。這為更全面地識別企業所擁有的碳資產提供了新思路。因此，本研究從碳資產的角度，把企業中具有碳減排價值的業務活動界定成各個碳資產模塊，并通過調整企業的碳管理策略影響碳資產之間的演化結果來分析不同企業的碳資產演化機理。

2.1 模型框架

基于企業中具有碳減排價值的業務活動或具有相互關系的業務活動組合能夠識別出碳資產[15]。識別碳資產對于每個企業而言都是可行的，對應的碳資產具有一定的商業價值共性，而差異則體現在每個企業具體的業務內容?；诖?，本研究以電力企業、汽車企業和高新電子科技企業的業務活動為例證背景識別碳資產(見圖1a、b、c)，得出三個企業中具有共同內涵的主要碳資產(見表1)，形成碳資產演化框架(見圖1d)。實踐中，這些碳資產為企業創造的價值很難直接割離，而是在彼此之間不斷變化的相互作用關系下共同推進的。本研究巧妙地把它們劃分成可以描述企業碳資產內涵的管理模塊，從而為從動態仿真的角度模擬分析微觀企業碳資產的演化提供了可能，從碳資產的交互模型框架(見圖1e)建模仿真來發現碳資產的演化特征及涌現意義[16]。

圖1 碳資產的識別及交互模型框架

2.2 模型設計

(1)碳資產Agents。ABMS能為企業的實際業務提供解決方案，Agent建模成功地從實驗室應用到會議室，一些公司開始嘗試投資ABMS來為管理者處理實際業務問題提供決策參考，企業中的管理者、普通員工和經營管理系統等具有Agent屬性，能夠靈活獨立地執行相應的行為[23]。Agent通過它的行為完成適應過程，并與環境進行交互實現知識積累以達到完善自我的目的[24]。

企業是社會經濟中實施碳減排的微觀主體。每個碳資產Agent都是基于業務為企業創造碳減排價值，既能提供價值貢獻(見表2)，又能接收其它碳資產Agent的信息改變自身的行為和為其他碳資產Agent提供決策參考，彼此之間在交互中共同演化成長。

(2)碳資產管理策略設計。碳資產之間會發生促進、影響或削弱等交互行為。本研究采用Netlogo平臺構建仿真模型。為了合理地設置企業碳管理策略以探尋碳資產的演化規律，在調研電力企業(以杜克能源企業為例)、汽車企業(以通用汽車企業為例)和高新電子科技企業(以惠普企業為例)的基礎上，結合圖1(e)的交互關系和表2的價值貢獻原理對企業的碳管理策略進行了設定(見表3)。

表1 碳資產識別機理描述

續表1

注：a:汽車企業；b:電力企業；c:高新電子科技企業。

表2 企業碳資產Agent的價值貢獻

表3 基于碳資產的碳管理策略匯總

續表3

注：c是判斷企業低碳技術碳減排空間的下限，K是判斷企業低碳技術碳減排空間的上限。

3 案例分析

3.1 仿真初始化

企業碳資產Agents在仿真平臺中運行之前需要設置狀態變量的初始值。搜集杜克能源、通用汽車和惠普的相關數據，經整理后得到仿真初始化數據(見表4)?，F階段，電力企業在《京都議定書》附件一的國家中屬于溫室氣體強制性減排的范疇，在一些非附件一的國家也已納入了溫室氣體強制性減排范疇；汽車企業在一些國家納入了強制性范疇，而大部分國家尚未納入強制性范疇；高新電子科技企業目前沒有國家納入強制性范疇。然而，在隨著低碳發展以應對氣候變暖而形成的國際共識促進了低碳經濟快速發展的背景下，不同行業的企業開始重視碳資產帶來的商業價值，也會受到社會各界以及消費者對企業社會責任(主要是指企業的低碳發展為應對全球氣候變暖所做的貢獻)認識與認同的強烈影響。

表4 仿真企業及初始值匯總

續表4

注：*是根據企業多年的生產經營情況給定的無量綱化經驗值。

3.2 結果分析

(圖中碳資產Agent的相對位置與圖1e中的相對位置相同)圖2 三個企業的碳資產演化結果

(1)整體比較。仿真實驗模擬了500個周期，每個企業的碳資產呈現出了各自的整體演化過程，并有較大的差異，反映了在企業各自的碳管理策略下碳資產發展的特征(見圖2)。碳資產Agents的價值貢獻在演化過程中呈現出明顯的涌現性，其中最突出的就是低碳品牌和低碳技術(低碳產品)。由于杜克能源企業的低碳技術積累還不充分和低碳發展能力還不成熟，仿真結果顯示碳資產的演化還不協調，這是企業低碳發展資源配置不均衡的體現。通用汽車企業的碳資產演化有了明顯的改觀，碳資產之間更加協調?；萜掌髽I雖然沒有政策上的減排壓力，但是積極地開展節能減排行動，注重低碳發展的商業價值轉化。因此，惠普企業碳資產的演化結果非常協調，企業能更科學合理地分配資源來積累碳資產。

(2)碳資產異質性分析。①低碳技術。三個企業的低碳技術(低碳產品)都有良好的發展趨勢(見圖3)。杜克能源和通用汽車的低碳技術(低碳產品)在仿真時會做出實現快速追趕排放基準的行為決策，扭轉碳排放超標的困境。企業處于這樣的情況時采取先引進低碳技術再縱向開發的發展策略。這樣既可以避免碳排放超標，又可以通過引進學習加快低碳技術(低碳產品)的研發進度。然而，惠普企業已經具有低碳技術(低碳產品)的比較優勢，仿真的策略是繼續提升其競爭優勢，而提升速度較慢是因為在低碳技術(低碳產品)已處于領先的情況下通過獲取碳排放權來創造價值的空間更小更難。

圖3 低碳技術(低碳產品)的演化趨勢

②低碳品牌。低碳品牌與綠色品牌有相同的內涵，綠色品牌有助于品牌價值的提升[18]。杜克能源和通用汽車企業前期的低碳品牌價值很低，需要經過較長時期的積累，為后期低碳品牌的涌現奠定基礎；惠普企業已經有了一定的品牌積累，仿真時低碳品牌快速地發展到較高水平，因為品牌建設具有顯著的先位優勢，所以即使企業的規模相當，品牌趨勢也很相似，但處于優勢地位的惠普企業的低碳品牌價值依然遙遙領先(見圖4)。因此，在品牌價值越來越重要的低碳時代，企業及早地建設低碳品牌對其發展意義深遠。

圖4 低碳品牌的演化趨勢

③低碳流通。企業在生產經營過程中，優化物資運輸和信息傳輸的方式以提高流通效率，能夠獲得可觀的碳減排空間[19]。杜克能源企業的勞動力要素整體上是以比較平穩發展態勢融入到碳管理行動之中的，這是因為能源提供商企業在物資流通方式和內容上比汽車、高新電子科技企業更單一。相反，通用汽車和惠普企業的勞動力要素卻出現了比較大的周期性波動，這是因為企業在錯綜復雜的流通環節需要用一定的時間來消納與克服實踐中面臨的問題，但到后期這種鎮痛性的波動有所收斂，企業在低碳流通環節趨于成熟。

④碳匯。開發碳匯是企業完成碳排放履約目標或者投資的有效輔助策略[17]。結果表明(見圖5)，雖然三個企業經濟規模接近，但是各企業的碳排放量差異明顯，因此各自采取的策略截然不同。杜克能源和通用汽車企業因為前期需要用碳匯抵沖超額碳排放量，需要快速響應增加與其超額碳排放量相匹配的碳匯項目。抵沖后，導致碳匯可用儲備量快速的下降?；萜掌髽I一開始就積累儲備量，由于不需要用碳匯抵沖超額碳排放量，故而一直維持在一定的儲備水平。從長遠發展來看，后期的碳匯儲備量都維持在相當的水平?，F實中對于企業而言，策略性地儲備一定規模的碳匯對企業發展是有利的，既可以預防碳減排規制變化導致的風險，又可以適時地參與交易以實現投資性盈利。

⑤清潔生產審核。清潔生產審核既是政府部門對工業企業的強制要求，也是企業實現碳減排的有效途徑[22]。杜克能源企業的清潔生產審核穩定維持在較小范圍的提升。雖然通用汽車和惠普企業的市場不確定性更大，但清潔生產審核創造的碳價值仍然在波動中有所提升。

⑥碳正外部性。企業在生產經營過程中都具有外部性，視企業生產經營的具體情況才能確定屬于正外部性還是負外部性[29]，仿真結果驗證了該結論。杜克能源和通用汽車企業期初的碳減排能力低于行業平均水平，表現為碳負外部性。隨著低碳技術的研發或引進，生產環節碳減排能力的提升以后，逐漸表現為碳正外部性。然而，惠普企業一開始都表現為碳正外部性，并保持在一定的領先水平。優勢企業低碳發展的標桿作用對其他企業是一種福利。當然，企業選擇怎樣的發展思路都將面臨進退的博弈。對于主動的企業，雖然表面上看創造的碳正外部性未能轉化成企業的收益，但是在其它方面會獲得回報，比如消費正的青睞，業界的口碑以及低碳品牌的提升等。

圖5 碳匯的演化趨勢

⑦產量與低碳技術、低碳流通。在低碳背景下，處于劣勢的企業提高低碳技術的意愿更高。企業在不斷積累低碳技術的過程中獲得的碳減排潛力更大[40]。在傳統消費習慣與情境下，消費者選擇商品時更多的是注重適用性和價格；而在綠色環保的消費情境下，消費者對商品是否具有的低碳技術的比較優勢表現出顯著的偏好[41]。三個企業在低碳技術(低碳產品)的發展過程中對應的產量有著明顯差異。隨著杜克能源企業引進低碳技術，產量有明顯的提高，消費者選擇它的商品更多意義上是因為價格更低。因為當杜克能源企業從低碳發展初期到中期，性價比是銷售主策略，一些消費者會階段性地選擇。通用汽車與杜克能源相比較而言，產量變化有相似之處，但是產量激增出現的時間更晚，原因在于汽車對普通消費者而言屬于奢侈品，只有產品具有足夠的低碳競爭力時才能獲得消費者的青睞，而這就需要企業投入足夠的研發力量并在較長時間后才能掌握產品化的新技術。

在低碳技術研發方面，三個企業都采取研發與引進相結合的策略，但效果卻截然不同。對于杜克能源企業，投入研發卻很難快速獲得產品化的能源低碳技術(一般是成套的發電技術)。而通用汽車企業本身就具有技術上的積累與優勢，并在前期注重技術引進，到后期基本實現技術領先。高新電子科技企業所面臨的市場環境有所不同，新技術的發展與更替時間非?？?，惠普企業在自身技術保持快速發展的情況下，依然需要快節奏、周期性地引進技術。

4 結論與建議

本文之所以選取美國三類行業的典型企業作為背景企業進行分析，是因為其已建立起完善的數據與評估報告體系，具有從碳資產視角分析企業低碳價值規律的良好基礎，企業能從不同行業之間的異質性中得到新的啟發。從案例分析結論可知，企業基于碳排放管理既具有碳資產的同質性，也有在碳資產發展過程上明顯的異質性。其中，最突出的就是不同行業企業的低碳技術(低碳品牌)對企業創造碳價值的時間路徑明顯不同，對外部技術的依賴程度也各有差異，從而顯著影響低碳品牌的建設效果。研究結論能夠為企業預測或調整碳管理策略提供有力的輔助作用，這是得益于美國企業將溫室氣體報告制度視為一項基本任務。然而，相較于中國企業而言，溫室氣體排放數據基礎薄弱，經驗匱乏。因此，中國企業在管理碳資產時可以借鑒優勢企業的先進經驗，根據自身的碳管理體系參考本研究的方法從以下幾個方面進行完善：

(1)建立企業內部碳定價機制。在各行業領域，碳資產為企業創造的商業價值受碳定價的影響顯著[25]。隨著國際碳市場覆蓋范圍逐步擴大，歐美發達國家的企業早已開始內部碳定價管理。譬如文中的三個案例企業基于內部碳定價管理實現了溫室氣體總量和單位產品排放量持續降低的目標。然而，由于中國碳市場建設起步較晚，碳價格的市場特征尚不顯著，導致中國企業缺乏管理信心。中國碳市場將主要使用基準線法進行配額分配，而企業內部碳定價的形成根源是其綜合的能耗與能效。建議中國企業把經營管理所需的水電氣等消耗量的統計指標與企業溫室氣體核算體系相結合，逐步形成健全的成本考核制度，有利于企業獲得基準線保護。

(2)完善碳資產管理路徑。案例企業碳資產價值模擬的良好表現是得益于其完備的碳管理體系。而中國正處于低碳轉型的初期，已開展碳管理的企業更多的是以完成碳排放目標的粗糙式管理，對低碳化發展可能創造更大商業價值的意識還比較薄弱。企業可以結合自身情況對碳資產的價值貢獻進行綜合剖析，參考碳資產演化仿真方法設置不同的情景進行模擬，開發出不同層次的碳資產積累路徑。比如，企業重點培育的碳資產發展路徑(低碳技術對低碳品牌具有強影響作用，關于低碳技術的決策是選擇自主研發，或者技術引進，或者自主研發與技術引進相結合并以其中一個為主)，企業兼顧的碳資產發展路徑(需要兼顧碳匯、碳足跡和碳披露等碳資產的價值貢獻，是輔助其他碳資產發展與積累不能或缺的部分)，企業戰略性摒棄的碳資產發展路徑(對已識別而呈碳負債的碳資產進行綜合考量，適時進行淘汰)。

(3)碳資產價值轉化。在低碳經濟環境下，企業低碳發展的成功之處在于如何將碳管理有效地轉化為商業價值。建議企業與其長期、短期的發展規劃進行深度匹配，不但可以通過碳資產的積累提高市場競爭優勢，還可以不同程度地實現碳資產價值升值與轉化。通過模擬分析，可以對比發現哪些碳資產及其路徑的價值升值空間更大，轉化的經濟回報如何(比如與碳管理先進的跨行業企業進行戰略合作，可以快速提升低碳品牌影響力，產品的銷量及價格可能雙突破，商業價值得到有效轉化)。

[1]MARLAND Gregg,FRUIT Kristy,SEDJO Roger.Accounting for sequestered carbon：the question of permanence[J].Environmental science & policy，2001，4(6)：259-268.

[2]KANAMURA Takashi.A Classification Study of Carbon Assets Into Commodities[EB/OL].2009-01-24[2016-08-30].http://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=1332267.

[3]CHEVALLIER,JULIEN.Energy risk management with carbon assets[J].International journal of global energy issues，2009，32(4)：328-349.

[4]WORLD Bank.Creating the Carbon Asset[EB/OL].2006[2016-08-30].https://wbcarbonfinance.org/docs/AR_CFU_2006/Creating_Carbon_Asset_AR_2006.pdf.

[5]WEI Chu,L?SCHEL Andreas,LIU Bing.An empirical analysis of the Co 2 shadow price in Chinese thermal power enterprises[J].Energy economics，2013，40：22-31.

[6]KANAMURA Takashi.Comparison of futures pricing modelsfor carbon assets and traditional energy commodities[J].The journal of alternative investments，2012，14(3)：42-54.

[7]張鵬.碳資產的確認與計量研究[J].財會研究，2011(5)：40-42.

[8]劉萍,陳歡.碳資產評估理論及實踐初探[M].北京：中國財政經濟出版社，2013：20-21.

[9]韓立巖,黃古博.技術的碳資產屬性與定價[J].統計研究，2015，32(2)：10-15.

[10]PAN Yude,BIRDSEY Richard A,FANG Jingyun，et al.A large and persistent carbon sink in the world’s forests[J].Science，2011，333(6045)：988-993.

[11]江玉國,范莉莉.碳無形資產視角下企業低碳競爭力評價研究[J].商業經濟與管理，2014，275(9)：42-51.

[12]江玉國,胡穎梅,范莉莉.基于碳無形資產的鋼鐵企業低碳競爭力培育研究[J].廣西社會科學，2015(11)：91-98.

[13]HAN Liyan,LIU Yang,LIN Qiang，et al.Valuing carbon assets for high-tech with application to the wind energy industry[J].Energy policy，2015，87：347-358.

[14]江玉國,范莉莉.企業減排碳無形資產的影響因素研究[J].華東經濟管理，2016(1)：136-141.

[15]曾尹,范莉莉.電力企業碳資產的識別與開發[J].科技管理研究，2016(11)：254-258.

[16]曾尹,范莉莉.基于碳資產視角的汽車企業低碳行為策略仿真[J].技術經濟，2016(9)：106-113，121.

[17]CADEZ Simon,CZERNY Albert.Climate change mitigation strategies in carbon-intensive firms[J].Journal of cleaner production，2016，112：4132-4143.

[18]CHEN Yu Shan.The drivers of green brand equity：green brand image,green satisfaction，and green trust[J].Journal of business ethics，2010，93(2)：307-319.

[19]ZHENG Yi,LIAO Huchang,YANG Xue.Stochastic pricing and order model with transportation mode selection for low-carbon retailers[J].Sustainability，2016，8(1)：48.

[20]FAUCHEUX Sylvie,NICOLA? I.It for green and green It：a proposed typology of eco-innovation[J].Ecological economics，2011，70(11)：2020-2027.

[21]GRAUEL Jonas,GOTTHARDT Daniel.The relevance of national contexts for carbon disclosure decisions of stock-listed companies：a multilevel analysis[J].Journal of cleaner production，2016，133：1204-1217.

[22]LUKEN Ralph A,VAN BERKEL Rene,LEUENBERGER Heinz，et al.A 20-year retrospective of the national cleaner production centres programme[J].Journal of cleaner production，2016，112：1165-1174.

[23]NORTH Michael J,MACAL Charles M.企業復雜性管理：基于Agent建模與仿真的戰略性解決方案[M].北京：科學出版社，2014：28-35.

[24]MICHEL Fabien,FERBER Jacques,DROGOUL Alexis.Multi-agent systems and simulation：a survey from the agents community’s perspective[J].Multi-agent systems：simulation and applications，computational analysis，Synthesis，and design of dynamic systems，2009：3-52.

[25]LIU Xianbing,FAN Yongbin,LI Chen.Carbon pricing for low carbon technology diffusion：a survey analysis of China’s Cement Industry[J].Energy，2016，106：73-86.

(責任編輯 劉傳忠)

Multi-Agent-Based Modelling，Simulation and Heterogeneity Analysis of the Management Strategies for Enterprise Carbon Assets

Zeng Yin1,3，Li Shuliang1,2，Fan Lili1，Deng Liangru3

(1.School of Economics& Management，Southwest Jiaotong University，Chengdu 610031,China; 2.Westminster Business School，University of Westminster，London NW1 5LS，United Kingdom; 3.Chengdu Seqdata Technology Co.,Ltd，Chengdu 610047,China)

The paper used three typical enterprises as examples to identify carbon assets from the perspective of enterprise business contexts，and to extract the interactive framework.It made quantitative description of the value contribution principle of each carbon asset module and set up the simulation strategies for relevant carbon assets.On the basis of these，an Agent-Based Modelling& Simulation(ABMS) system was created and built to simulate and analyse the difference in the evolution of carbon assets.The results demonstrated the emergent properties of enterprise carbon assets.The simulation study also showed remarkable heterogeneity of evolution paths with low-carbon technologies and low-carbon brands，which were the key factors leading to the evolution of other carbon assets and the adjustment of strategies.Finally，recommendations were made to improve the management of enterprises carbon assets.

Carbon asset；Management strategy；Multiple agents；Simulation；Heterogeneity

國家自然科學基金項目“碳無形資產視角下的企業低碳競爭力系統評價研究”(71271177),四川省社會科學重點研究基地系統科學與企業發展研究中心規劃項目“企業低碳發展系統模擬研究”(Xq16B02)。

2016-08-29 作者簡介：曾尹(1986-)，男，四川人，西南交通大學經濟管理學院博士研究生；研究方向：企業低碳管理與企業低碳競爭力。

F273.4;N945.13

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