歐盟碳排放權市場重大公告事件對碳價格的影響*

賈君君 許金華 范 英

1 合肥工業大學 經濟學院 合肥 230601

2 中國科學院科技戰略咨詢研究院 北京 100190

3 北京航空航天大學 經濟管理學院 北京 100191

歐盟碳排放權市場重大公告事件對碳價格的影響*

賈君君1,2許金華2**范 英3

1 合肥工業大學 經濟學院 合肥 230601

2 中國科學院科技戰略咨詢研究院 北京 100190

3 北京航空航天大學 經濟管理學院 北京 100191

隨著全球氣候變化問題不斷突出，建立碳排放權交易市場成為各國政府應對氣候變化、控制溫室氣體排放的重要措施。作為新生市場，碳市場價格容易受到制度類重大公告事件的較大沖擊。文章通過在傳統AR-GARCH模型的均值方程和波動方程中加入雙邊修正虛擬變量，提出雙邊修正虛擬變量的事件研究方法；以歐盟碳市場國家配額分配計劃（NAP）公告和核證排放量公告（VEA）事件為例，分析了重要公告的發布對碳價格的潛在影響。實證結果表明，雙邊修正虛擬變量方法可以有效捕捉公告事件對碳價收益率和波動性的事前、事后影響過程。國家配額分配計劃公告對碳價收益產生了顯著的正向影響，且表現出較長的事前影響。核證排放量公告在碳市場第一階段對碳價收益產生了顯著的事后負向影響，在第二和第三階段對碳價收益產生了顯著的事前和事后正向影響，且在兩階段對碳價波動性都沒有顯著影響。第一階段的核證排放量信息為市場預期提供了準確參考，使第二和第三階段的核證排放公告對碳市場的影響減弱。

碳排放權交易機制，國家分配計劃公告，核證排放量公告，雙邊修正虛擬變量法，碳價收益率和波動率

DOI 10.16418/j.issn.1000-3045.2017.12.009

為控制并減少溫室氣體的排放，國際社會先后達成《京都議定書》和《巴黎協定》，明確 2008—2020 年各成員國的減排目標，為 2020 年之后全球應對氣候變化行動做出安排。作為成本有效的減排政策工具，碳排放權交易機制被越來越多的國家和地區采用。歐盟碳市場是迄今為止全球最大的碳排放權交易市場，而其作為新生市場，各類制度類公告事件可能對碳價格產生重大沖擊。2006 年 4 月，關于捷克、荷蘭等國核證排放量公告（VerifiedEmissions Announcement，VEA）發布導致碳價格出現結構性斷點[1]。因此，分析碳市場重大公告事件對碳價格的沖擊和影響，有助于提高人們對碳價形成機制的認識，加深對碳市場運行機制的理解。

在歐盟碳市場中，國家分配計劃（National Allocation Plan，NAP）公告和 VEA 制度至關重要。NAP 確定各階段配額的分配總量及分配方式，各國 NAP 中的配額分配數量之和決定了第一階段（2005—2007 年）與第二階段（2008—2012 年）的配額供給總量；VEA 每年定期公布上一年度的二氧化碳排放量，將隨著能源價格、天氣狀況等因素隨機變化的二氧化碳排放量確定化，該排放量反映了履約企業對配額的需求量。這兩類公告事件的發生直接影響市場對配額供需的預期，可能會對碳價產生重大沖擊。雖然美國在 2017 年 6 月宣布退出《巴黎協定》，但是我國承諾致力于推進協定的實施，實現 2030 年碳減排承諾目標。目前，我國正積極籌備建立全國統一碳市場，希望通過碳排放權交易機制以較低成本實現減排目標。但是，碳價的劇烈波動會對碳市場的穩定運行帶來重大沖擊。本文通過分析 NAP 和 VEA 兩大制度對碳市場的影響過程，厘清公告事件對碳市場的影響機制，為市場監管層提供事件的事前事后影響評估，為交易者制定合理的交易策略提供參考。

1 國內外研究現狀

研究事件影響的常用方法包括事件學習法和虛擬變量法。事件學習法通過計算事件窗口期的異常收益刻畫事件對市場的影響過程。虛擬變量法在回歸方程中加入代表事件發生的變量，通過虛擬變量的回歸系數定量考察事件的影響。當前，已有一些文獻使用上述兩類方法分析碳市場相關事件的影響。Miclaus 等[2]使用自回歸-廣義自回歸條件異方差模型（AutoRegressive(1)-Generalized AutoRegressive Conditional Heteroskedasticity(1,1)，AR(1)-GARCH(1,1)）模型估計碳價的正常收益。通過事件前后異常收益的分析發現，與 NAP 公告相比，2005 年和 2006 年的 VEA 對碳市場的影響更明顯。Hitzemann等[3]使用標準的事件學習法分析2005—2009 年的 VEA 的影響，結果發現公告對碳價的影響逐年減弱并且沒有發現信息泄露的證據。Mansanet-Bataller 和 Pardo[4]、 Lepone等[5]結合截斷正常收益異常值的事件學習法與虛擬變量法，研究 NAP 公告與 VEA。結果表明這兩類公告對碳價的收益率有顯著影響，但對碳價波動性的影響較弱。Deeney 等[6]發現當歐洲議會在市場情緒低落或者市場敏感度較低的情景下發布非“黨派政治”決定時，碳價會下降并且碳價收益的波動會上升。Koch 等[7]研究歐盟碳市場碳排放上限調整對碳價的影響，結果表明，推遲拍賣的若干決定導致碳價下降，而2020 年和 2030 年歐盟氣候政策的發布則導致碳價上升。

在碳價驅動因素的研究中，通過引入代表氣候因素的虛擬變量，研究發現碳價不僅受到能源價格的影響，也受到天氣狀況的影響。具體地，Mansanet-Bataller 等[8]發現德國的極端氣溫對碳價收益產生了顯著的正向影響；Rickels 等[9]發現歐洲的極熱天氣對碳價收益產生了顯著的負向影響。Wilfried 等[10]證明 2005—2006 年碳價收益并沒有受到風速的顯著影響，但陳曉紅和王陟昀[11]卻發現 2006年 5 月到 2007 年年底風速對碳價收益產生了顯著的負向影響。Creti 等[12]的研究表明降雨量等其他氣候學因素未對碳價收益產生顯著影響。Alberola 和 Chevallier[13]借助虛擬變量發現法國禁止將第一階段多余的配額存儲到第二階段的公告打壓了碳價。Conrad 等[14]在分整非對稱冪廣義自回歸條件異方差模型中引入虛擬變量對高頻碳價格進行分析，結果發現，與美國和德國經濟運行指數的公告相比，第二階段 NAP 相關的公告對碳價的影響更強、更持久。劉紀顯和蘇藝龍[15]發現 2009 年開始的歐債危機對碳價產生了顯著影響。

通過改進虛擬變量的建模方法，可以刻畫事件的持續影響。Schmidbauer 和 Rosch[16]通過在事件發生的一側添加虛擬變量以刻畫石油輸出國組織公告對油價的影響；Jia 等[17]在事件發生的兩側修正虛擬變量以捕捉事件的影響過程。本文使用雙邊修正虛擬變量的建模方法，克服了傳統虛擬變量只能刻畫事件單一影響的缺陷，完整地刻畫 NAP 公告和 VEA 制度對碳價的影響過程（影響的產生→持續→消失過程），并且分析了兩類公告事件在歐盟碳市場第一和第二階段對碳價格收益率和波動性的影響。

2 事件持續影響模型

在對碳價的收益與波動建模的基礎上，本文分別在均值方程和波動方程中加入修正的虛擬變量，以刻畫公告事件對碳價的影響過程。通過最小化赤池信息量（akaike information criterion，AIC）選擇修正虛擬變量的最優參數，以及對碳價期望收益率和波動率建模的最優模型。

2.1 基本模型

本文使用 AR-GARCH 模型對碳價進行建模[18]，在均值方程和波動方程中加入雙邊修正的虛擬變量，刻畫 NAP 公告和 VEA 對碳價期望收益率和波動率的影響過程：

其中，式（1）對碳價收益進行建模，c 是常數項；rt是第 t 天的碳價對數差分的日序列數據，即碳價在第 t 天的對數收益；rt?s是碳價對數收益滯后 s 期的序列數據；as是對應于 rt?s的待估系數。dt是傳統的虛擬變量，具體定義見式（4），在式（1）中用于刻畫公告對碳價格期望收益率的影響，b 是對應于 dt的待估系數。εt是第 t 天的殘差。式（2）和（3）是GRACH(1,1)模型[19]，對碳價收益的條件方差進行建模。ht是εt在第 t 天的條件方差；vt是高斯白噪聲并且Var (vt)=1。在式（3）中，ω 是方差式中的常數項；εt?1是殘差滯后 1 期的序列；α是對應于εt?1的待估系數；ht?1是滯后 1 期的條件方差序列；β是對應于ht?1的待估系數；dt是傳統的虛擬變量，用于刻畫公告對碳價收益的波動率的影響；γ?是對應于dt的待估系數。

2.2 雙邊修正虛擬變量的影響過程建模

傳統的虛擬變量建模方法只能通過設置 0-1 變量對事件的影響進行單一刻畫（圖 1）。本文使用雙邊修正虛擬變量的方法，以刻畫公告的影響過程，即公告的影響是何時開始的，持續多久，以及如何消失。

圖1 傳統未經修正的虛擬變量t為公告事件發生的日期

給定虛擬變量序列

d(0)=(dt)=(0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0)。以下 4 步說明修正虛擬變量的過程：

（1）在 d(0)中 1 的位置后面設置 s1個 1，得到 d(1)；

（2）在 d(1)中的最后一個 1 后面，用以 s2為首項，s2為公比的等比數列取代原先的若干個 0。其中 s2∈[0,1)，當等比數列的末項小于 0.1 時，將該位置及之后位置上的數字設為 0，從而得到 d(2)；

（3）在 d(2)中第一個 1 之前設置s2個 1，得到 d(3)；

（4）在 d(3)中第一個 1 之前，以相反方向用以s4為首項，以s4為公比的等比數列取代若干個 0：其中 s4∈[0,1)，當等比數列的末項小于 0.1 時，將該位置及之前位置上的數字設為 0，從而得到 d(4)。

修正后的虛擬變量 d(4)由 4 個參數 si(i =1,2,3,4) 決定，稱 (s1, s2, s3, s4) 為一個方案。其中，s1描繪恒定影響在公告發生后的持續天數；s2描繪了影響的消失速度；s3描繪了恒定影響在公告發生前的持續時間； s4描繪了影響的建立速度。虛擬變量 d(4)經過方案（）修正后得到的結果如圖 2 所示。當 si= 0 ( i = 1, 2, 3, 4) 時，修正后的虛擬變量等同于對虛擬變量的傳統定義，此時，d(4)= d(0)。

圖2 新改進后的虛擬變量

2.3 最優模型的選擇

在選擇修正虛擬變量的最優方案時，首先，將經方案 (s1, s2, s3, s4) 修正的虛擬變量依次帶入式（1）進行擬合，選取AIC值最小的方案作為最優方案。找到適合式（1）的最優方案并且式（1）的殘差 εt通過序列相關及異方差性檢驗之后，對式（2）和（3）進行擬合，重復式（1）中的選擇過程，得到式（3）中修正虛擬變量的最優方案。通過篩選最優的虛擬變量修正方案，得到刻畫碳價期望收益率和波動率的最優模型。上述算法的實現通過 R 語言編寫程序完成。

3 數據

本文使用每年 12 月份到期的碳配額期貨價格日度數據，數據來自歐洲環境署（European Environment Agency）和洲際交易所（Intercontinental Exchange），數據跨度為 2005—2013 年。由于歐盟碳市場第一階段多余的配額不能在第二階段使用，而第二、第三階段的配額可以通用；因此，第一階段公告事件的影響被單獨研究，第二、第三階段被合并到一起研究。

表1 給出第一階段與第二階段發布 NAP 公告的日期，并對發布的 NAP 公告內容進行簡要描述；表 2 給出第一階段與第二階段 VEA 公告的發布日期及數據描述。表 3 給出 2005—2012 年每年分配的配額量和核證排放量，以及兩者的當年差額和累計差額。

根據 Augmented Dickey-Fuller（ADF）單位根檢驗，所有價格序列都是一階單整的，即 I (1)。所以，所有價格序列均被轉化為一階對數差分的形式，以適應本文使用的模型。

表1 2005—2013 年國家分配計劃（NAP）公告與碳價格序列樣本信息

表2 2005—2013 年核證排放量公告（VEA）日期與碳價格序列樣本信息

表3 2005—2012年配額分配量及排放量的數量關系（單位：百萬噸CO2）

4 實證結果與討論

4.1 NAP 公告的影響與討論

表4 給出經過篩選后的最優模型的實證結果，分別衡量了第一階段與第二階段 NAP 公告事件對碳價期望收益率和波動率的影響。各參數估計值對應式（1）到式（3）中的參數值。圖 3 是均值方程和方差方程中經雙邊修正后的虛擬變量圖示。

表4 國家分配計劃（NAP）公告對碳價期望收益與波動的影響過程的實證結果

表4 和圖 3 表明 NAP I 公告對第一階段的碳價期望收益產生了顯著的正向影響，對碳價波動未產生顯著影響；NAP II 公告不僅對碳價期望收益產生了顯著的正向影響，也顯著增加了碳價的波動。具體地，NAP I 公告對碳價期望收益的影響從公告發布之前的第 33 天開始便逐漸形成，在公告發布之前的第 11 天開始形成恒定的影響（表 4），一直持續到公告發布后的第 6 天為止；但 NAP I 公告未對碳價波動產生顯著影響。NAP II 公告對碳價期望收益的影響從公告發布之前的第 7 天開始一直持續到公告發布之后的第 3 天為止；此外，NAP II 公告顯著增加了碳價的波動性，影響從公告發布之前的第 31 天開始便逐漸形成，在公告發布之前的第 10 天開始形成恒定的影響（表 4），一直持續到公告發布之后的第 6 天為止。

從影響方向上看，NAP I 公告與 NAP II 公告均對碳價期望收益產生了顯著的正向影響，這說明在 NAP 信息公開時，市場認為配額供給較緊，沒有預見后來配額供給過量的情況。

從影響碳價期望收益的大小上看，與 NAP I 公告的影響（0.035）相比，NAP II 公告的影響（0.011）明顯減弱。這可能由兩個原因導致：一方面，NAP I 為 NAP II的制定提供了寶貴的借鑒，使市場對 NAP II 中的條款內容有了較為準確的預期；另一方面，第二階段（2008—2012 年）的排放上限及各國的減排任務已在制定 NAP II之前確定，使得市場對各國 NAP II 中的配額分配量有了較為準確的把握。

圖3 NAP I和NAP II公告對碳價期望收益與波動的影響過程（a）NAP I公告對碳價期望收益的影響過程；（b）NAP I公告對碳價波動的影響過程；（c）NAP II公告對碳價期望收益的影響過程；（d）NAP II公告對碳價波動的影響過程。其中，紅色虛線代表公告發布日

從圖 3 可以看出，NAP 公告的事前影響持續時間明顯長于事后影響，這可能是由 NAP 制度的特點導致的。NAP 的編制、提交、審核、修改與批準是一個長期且反復的過程，在被正式批準之前，市場可能已根據先前的信息對公告進行了預判，從而產生較長的事前影響。在公告發布之后，市場只需較短的時間便完成公告信息的吸收，表現為較短的事后影響。

4.2 VEA的影響與討論

表5 給出了 VEA I 與 VEA II 對碳價期望收益和波動影響的實證結果，對應式（1）—（3）中的參數值。圖 4顯示了 VEA I 和 VEA II 在不同階段的影響。

從表 5 和圖 4 可以看出，VEA I 對碳價期望收益產生了顯著的負向影響，而 VEA II 對碳價期望收益產生了顯著的正向影響。另外，兩個階段的 VEA 均未對碳價的波動產生顯著影響。具體地，VEA I 對碳價收益的影響開始于公告發布當天，一直持續到公告發布后的第 3 天，之后迅速消失。VEA II 對碳價期望收益的影響開始于公告發布之前的第 4 天，持續到公告發布后的第 3 天，影響完全消失。

從影響方向上看，VEA I 對碳價期望收益產生了顯著的負向影響，VEA II 對碳價期望收益產生了顯著的正向影響。第一階段每年配額供過于求的狀態使得 VEA 的發布對碳價期望收益產生負向沖擊；第二階段前期配額供小于求，后期配額開始供過于求（表 3）。這種配額供需力量的轉變最終使得從平均意義上來說，VEA II 對碳價期望收益產生了顯著的正向影響。

從影響大小上看，與 VEA I 的影響（0.146）相比，VEA II 對碳價期望收益的影響大?。?.012）明顯減弱。第一階段核證排放量數據為市場預期第二階段的排放量提供了較為準確的參考，從而使得 VEA 的影響減弱。

從核證排放公告事件的影響模式來看，VEA I 表現出事后影響。這說明公告事件的信息是在公告發布之后逐漸被碳價格吸收，表明排放信息沒有提前泄漏。VEA II表現出對稱性的事前與事后影響，這可能是由信息提前泄漏導致的。

表5 核證排放量公告（VEA）對碳價期望收益與波動的影響過程的實證結果

圖4 VEA I與VEA II對碳價期望收益與波動的影響過程（a）VEA I對碳價期望收益的影響過程；（b）VEA I對碳價波動的影響過程；（c）VEA II對碳價期望收益的影響過程；（d）VEA II對碳價波動的影響過程。其中，紅色虛線代表公告發布日

碳市場中，NAP 與 VEA 兩大機制分別直接決定了配額的供給量與需求量。在設計碳市場時，設定適度的配額供給量既是難題也是關鍵。雖然配額供給過緊會加重企業的減排任務，對經濟發展產生較大負面影響，但配額供給過松也會導致碳價持續低迷，抑制市場參與者對投資低碳技術的積極性。因此，市場設計者可考慮建立柔性的配額供給機制使碳價保持在合理區間。另外，歐盟碳市場的經驗表明 NAP 公告與 VEA 有時會增加碳價收益的波動，提高碳資產的風險。市場設計者可考慮分批釋放此類信息，以保證碳市場本身制度的設置不會對市場產生重大沖擊。

4.3 Robustness 檢驗

除了使用碳期貨價格數據之外，本文還使用來自歐洲能源交易所（European Energy Exchange）和紐約-泛歐證券交易集團 Bluenext 交易所的現貨價格數據分析 NAP 公告或 VEA 對碳價的影響過程；而且，通過適當縮短或延長碳價格時間序列長度，以分析公告事件的影響。實證結果表現出高度一致性，證明了實證結果的穩健性。

5 結論

本文采用雙邊修正虛擬變量的事件研究方法，對歐盟碳市場中 NAP 公告與 VEA 制度對碳價期望收益與波動的影響進行分析，以完整刻畫事件的影響過程。研究結果表明，NAP 公告與 VEA 公告均對碳價產生了顯著影響，說明 NAP 公告揭示出的配額供給量信息和 VEA 公告揭示出的配額需求量信息促使市場參與者調整對碳價的預期，這兩類公告的發布有促進價格發現的功能。NAP I 公告只對碳價期望收益產生了顯著的正向影響；NAP II 公告對碳價期望收益產生了顯著的正向影響，并顯著增加了碳價波動；與 NAP I 公告相比，NAP II 公告對碳價期望收益的影響明顯減弱，這可能是市場逐漸吸收了國家配額公告信息的結果。NAP 公告的影響表現出較長的事前影響，這可能是由 NAP 反復而漫長的制定特點導致的。VEA I 僅對碳價期望收益產生顯著的事后負向影響，VEA II 對碳價期望收益產生了顯著的事前與事后正向影響；與 VEA I 相比，VEA II 對碳價期望收益的影響大小明顯減弱，這可能是由于第一階段的排放量信息為第二階段的市場預期提供了可靠參考。

為促進節能減排、應對氣候變化，我國正積極規劃全國統一的碳市場。作為碳市場的藍本，歐盟碳市場的機制設計與實證經驗對我國具有較強的借鑒意義。一方面，碳排放上限的設計是碳排放權交易機制設計的難點之一。歐盟碳市場第一階段的經驗表明如果排放上限（NAP I）設置過松，排放量信息的公布（VEA I）會對市場產生負向沖擊，不利于保持企業投資低碳技術的積極性。建立柔性的排放上限機制以穩定碳價是一種應對方法。目前，歐盟碳市場為解決配額供給過剩的境況，從2014年開始實施了推遲拍賣部分配額的短期措施，并計劃從2019年起建立市場穩定儲備的長效機制。這兩種做法對我國碳市場的設計有一定啟示意義。另一方面，重大公告事件可能會增加碳價期望收益的波動，市場設計者應探索有效機制減小公告對市場的沖擊，以維護市場的平穩運行。

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Impact of Pivotal Announcement Event on Carbon Price in European Union Emission Trading Scheme

Jia Junjun1,2Xu Jinhua2Fan Ying3
（1 School of Economics, Hefei University of Technology, Hefei 230601, China;2 Institutes of Science and Development, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China;3 School of Economics and Management, Beihang University, Beijing 100191, China）

With the worsening of global climate change, establishment of carbon trading scheme has become an important option for governments to address the issue of climate change. As newly created market, carbon market is easily subject to the shocks from institution modification, rule adjustment, and vital information announcement. The research establishes an event study method through modeling bilaterally modified dummy variables in AR-GARCH model to unveil the ex ante and ex post impact process and impact pattern of the announcement event. The study takes National Allocation Plans (NAP) announcement and Verified Emission Announcement (VEA) event in the European Union emission trading scheme (EU ETS) as examples. Empirical results show that bilaterally modified dummy variables can efficiently capture the ex ante and ex post impact process of announcement event on expected carbon returns and volatility. The announcement of NAP I has significant positive impact on carbon returns, and has no significant impact on carbon price volatility. The announcement of VEA I has significant negative ex post impact on carbon returns and the announcement of VEA II has significant positive ex ante and ex post impact on carbon returns. In addition, the announcements of VEA I and VEA II have no significant impact on carbon price volatility. Compared with the impact of VEA I announcement, the impact of VEA II announcement has decreased, mainly due to the fact that the verified emission of the first phase provides reliable data to calibrate expectations.

carbon trading scheme, national allocation plan announcement, verified emission announcement, bilaterally modified dummy variable modeling, carbon expected returns and volatility

賈君君 中國科學技術大學與中科院科技戰略咨詢院聯合培養博士研究生。研究方向為碳排放權交易機制、居民能源消費等。E-mail：jiajunjunceep@163.com

Jia Junjun Ph.D. candidate co-cultivated by University of Science and Technology of China and Institutes of Science and Development,Chinese Academy of Sciences (CAS). His research area includes carbon trading scheme and residential energy consumption.E-mail: jiajunjunceep@163.com

許金華 男，中科院科技戰略咨詢院副研究員。研究方向為能源經濟學、二氧化碳排放機制。主持國家自然基金委青年基金、面上基金、北京市自然基金面上項目等多項課題，發表中、英文論文30余篇。E-mail：xujinhua111@163.com, xjh@casipm.ac.cn

Xu Jinhua Male, Associate Professor in Institutes of Science and Development, Chinese Academy of Sciences (CAS). His research fields are energy economics, low-carbon tech-economic modeling. He is the leader of many projects sponsored by the National Natural Science Foundation of China, and has already published more than 30 academic papers. E-mail: xujinhua111@163.com, xjh@casipm.ac.cn

*資助項目：國家自然科學基金項目（71673266、7121 0005、71403263）

**通訊作者

修改稿收到時間：2017年12月6日