我國碳金融市場的跨期交易機制研究

劉 婧

(1.山東工商學院 經濟學院,山東 煙臺 264005;2.山東能源經濟協同創新中心,山東 煙臺 264005)

一、研究問題和研究動機

國外成熟的碳金融市場機制已經越來越多地涉及到碳金融衍生品的交易過程,即除了傳統的碳現貨交易機制,以碳期權、碳期貨以及其他氣候環境的金融衍生品為代表的交易機制均被運用到環境領域的研究當中,并逐漸發展成熟[1]。借鑒國際經驗,我國碳金融市場機制的設立也不該僅僅考慮上述跨產業和跨區域的碳交易過程,應該打破傳統的碳金融市場模型只考慮當期碳交易過程的限制。這就需要對當期的碳市場交易模型進行擴展,即研究跨期的碳金融市場機制的有效運行。

本文擬用碳排放期權作為金融衍生品,引入跨期的碳金融市場機制的實施中。將碳排放期權引入模型主要基于以下兩點原因:

一是碳交易的客體具有金融衍生品的屬性。在強度減排約束下的碳市場交易中,交易的客體是用碳排放強度指標計算得到的碳排放權。本質上,碳排放權表示的是排放二氧化碳的權利。如同環境領域已經成熟使用的排污權交易一樣,碳排放權作為一種特殊的商品,其具有金融衍生品的某些特性。在金融市場中常見的金融衍生品包括遠期合約、期貨、期權和互換等。其中,期權的本質和二氧化碳排放權一樣,也是表示一種在某時某地交易的權利,同時還是眾多金融衍生品中最典型也是最常用的金融衍生工具[2]。為此,本文在多種金融工具當中首先選取了期權工具,創新性地探索一種全新的碳市場交易制度。

二是碳排放期權的引入可以降低碳交易主體的風險和不確定性。碳金融市場中的交易主體包括各個減排企業以及金融機構等,其參與到碳市場中去的主要原因是為了利益的考慮。但是企業對于其碳排放量具有很大的不確定性,因此碳排放權配額的使用量具有不確定性,購買碳排放權的數量也不確定。更重要的是,碳排放權的價格會隨著碳供給和需求的變化而隨時發生波動,所以碳排放權的購買和出售都有著價格不確定性的巨大風險。為此,如何盡可能地降低碳交易主體的風險和不確定性就使得我們把碳排放期權工具引入到碳金融市場機制當中。

作為一種特殊的商品,是將“權利”作為可自由買賣的對象,具有購買和實際使用并非發生在同期的特性。通過期權合同的訂立,買賣碳排放期權的主體擁有執行二氧化碳排放權交易的選擇權,可以依據合同的條文,結合自身的實際需要,購買、出售和使用碳排放期權。通過期權合同的訂立,可以最大限度地降低交易的風險和不確定性,增加企業的收益,也就增加了企業參與碳市場的積極性。從長遠來看,對我國碳金融市場的發展是有百利而無一害的[3-4]。

因此,本文通過將碳排放期權工具引入碳金融市場機制模型中,擴展了傳統模型的時間區間。從而實現跨期的碳強度交易過程,最終達到有效降低碳排放強度的目的。

二、跨期碳金融市場機制的理論模型設計

(一)假設條件

在碳市場中引入碳排放期權后,如何確定期權的合理價格就成為碳金融市場發展中的關鍵問題,也是碳交易主體進行套期保值的重要依據。在碳排放期權的交易中,必須設定并區分好以下幾個價格:即當前的市場價格、期權的執行價格、期權交易的價格和期末的實際價格。目前國際上比較常用的期權定價模型為布萊克-斯科爾斯期權估價模型和兩態期權估價模型。以歐式期權定價方法為代表的布萊克-斯科爾斯期權估價模型(Black & Scholes,1973)利用數學方法推導出歐式期權定價公式,即Black-Scholes期權定價公式(簡稱B-S公式),確定了期權的合理價格。隨后,蘭德曼和巴特(Rendleman &Bartter,1979)以及考克斯、18.匏和魯賓斯坦(Cox-Ross-Rubinstein,1979)等人提出了以美式期權定價方法為代表的兩態期權估價模型或稱為二項式模型(Binomial Model),該方法將標的資產的價格區分為上升或下降兩種情況,據此計算期權的價格[5]。

為使本文的研究與國際的期權定價研究相統一,本文的假設條件和變量則主要依據上述兩個模型來設定,并根據我國碳排放強度約束下的碳金融市場模型的實際需要對其進行了取舍和改進。跨期碳金融市場機制的假設條件如下:

假設一:設t代表某時刻。碳排放期權交易的期初時間為t=0,期末時間即到期日時為t=T。則碳排放期權的時間區間為[0,T],經過[0,T]的時間,期權得以執行。

假設二: 碳排放權在當期的市場價格稱為標的資產的價格,根據B-S公式,可用S表示該價格。

假設三:碳排放期權合約中規定的碳排放權價格稱為執行價格,是交易雙方在交易前達成的購買或出售碳排放權的價格。由于該價格由期權合同明文規定,因此在期權到期日之前是固定不變的。可用X表示該價格。

假設四:在碳排放期權交易過程中,買方需向賣方支付的碳排放期權費(Premium),也稱為碳排放期權交易的價格,用C表示。該價格的大小是隨機變動的,體現了期權的金融衍生品的特征。該價格取決于碳排放期權的當期價格、執行價格,并跟時間區間有關。即設C的函數形式為C=f(St,X,t,T)。

假設六:根據期權到期執行的時間,碳排放期權可以分為美式期權(期權執行時間為有效期內的任何時間)和歐式期權(期權執行時間為期權到期日)。為了簡化本文的研究,此處所建立的碳排放期權模型用美式期權作為期權類型。在期權有效期內,擁有碳排放期權的主體可以隨時執行該項期權,即可以在任一時刻以某一價格購買或出售碳排放權。

假設七:設t期的國內生產總值用Yt表示,碳排放強度用Gt表示,碳排放量用Qt=Gt·Yt表示。

假設八:將期權機制引入碳排放權市場可以節約交易成本和政府行政干預,有利于市場的公平有序發展。為此,本文假設碳排放期權的交易市場無摩擦,既無稅收、交易費用等,也不存在套利的機會。所有的市場參與者都可以公開公平地參與到成熟的碳市場中去。

假設九:在利潤的獲得方面,假設碳排放期權的購買者只可以通過碳期權交易去獲利,而不存在額外的紅利、股息等發放。

(二)碳交易的原理和方向

碳排放期權的交易本質與期權的交易本質非常類似。期權(option)也稱選擇權(option right),是指一種買賣標的資產的權利,該種標的資產可以是某種商品、某種貨幣或某種金融產品。期權的交易需要首先訂立一個具有法律約束力的合同,在合同里規定了期權執行的時間、期權的執行價格、期權的數量等內容。因此,從本質上講,碳排放期權的交易即買賣碳排放權這一標的資產的權利[6]。

碳排放期權市場中的交易主體為碳排放期權的購買者和出售者。購買者也稱買方,其擁有碳排放期權的多頭頭寸;出售者也稱賣方,其擁有碳排放期權的空頭頭寸。交易之初,買賣雙方會將交易的主體、客體、執行價格、執行日期等具體的交易信息用契約的形式規定下來,從而保證自己的利益[7]。

根據期權性質的不同,可以將碳排放期權分類為碳排放看漲期權與碳排放看跌期權。兩種類型的碳排放期權購買者由于期權價值的差異而存在交易原理和收益上的不同。

此外,期權價值具有在任何時刻都非負的屬性,即當期權價值為負值時,期權將不被執行。可表示為:

看漲期權fu(St,X,t,T)=max(uS0-X,0);

看跌期權fp(St,X,t,T)=max(X-dS0,0)。

因此,通過碳排放期權的交易可以有效地避免碳的價格波動所帶來的風險,從而可以促使更多的交易主體參與到碳市場的交易中來,增強碳金融市場的穩定性。

(三)碳交易的具體過程

1.交易前:將碳強度值轉換成碳排放量。跨期碳金融市場機制的理論模型也需要在碳排放強度的約束和限制之下完成。因此,在交易進行之初,需要對碳排放強度的指標進行轉化,即將碳排放強度轉化為碳排放量。根據假設條件,t期的碳強度為Gt,國內生產總值為Yt,則t期的碳排放量為Qt=Gt·Yt。交易在此基礎上得以進行。

2.交易中:均衡碳排放量與收益的確定。由于碳排放期權的不同類型,即看漲期權和看跌期權。本文基于跨期的碳金融市場也需要分別分析此兩類交易模型——碳排放看漲期權交易模型和碳排放看跌期權交易模型。

為了使模型更加簡化和易于分析,本文在碳排放期權交易的跨期模型中,將時期間隔設為1期,用Δt=1表示。其中t表示當期,t+1表示下一期。因此,可以用Qt表示碳排放權的當期交易量,用Qt+1表示碳排放權的t+1期交易量。則碳排放期權Δt=1的單期模型可以建立。

在碳金融市場模型中進行碳排放期權交易的企業即為碳排放期權的買賣雙方,用F1表示碳排放期權的購買者,用F2表示碳排放期權的出售者。利潤函數同傳統模型一樣,仍為收益減去成本的差額。此外,在碳金融市場模型中引入碳排放期權機制后,可以進行交易的碳排放量不僅僅是由當期碳排放量組成,還包括下一期的碳排放權即碳排放期權。則總碳排放量可以設置為Qt=Qt+Qt+1。分析碳排放期權買賣雙方收益的變化情況如下:

(1)碳排放期權買方收益的變化

碳排放期權的購買者即買方F1在進行期權交易時的收益的變化,如下:

(1)

即買方的利潤為生產收益減去生產成本、碳減排成本、購買當期碳排放權的支出、購買碳排放期權的支出(期權費)的差額。

t+1期,對于購買看漲期權和看跌期權的買方,均有執行期權和不執行期權兩種選擇。

對于購買看漲期權的買方:

選擇一:執行期權。當碳排放權的未來實際價格高于執行價格時,買方可以選擇在碳排放期權到期日之前以較低的執行價格購買碳排放權。

(2)

比較U1,t+1和U1,t,可以得到:由于uS0-X>0,因此U1,t+1>U1,t,即此時購買看漲期權的廠商可以獲得的收益和利潤增加。

選擇二:放棄執行期權。當碳排放權的未來實際價格低于執行價格時,其可以放棄購買的權利,只損失小額的期權費,即CQt+1。

對于購買看跌期權的買方:

選擇一:執行期權。當碳排放權的未來實際價格低于執行價格時,其可以在碳排放期權到期日之前以較高的執行價格出售碳排放權。

(3)

比較此時的U1,t+1和U1,t,可以得到:由于X-dS0>0,因此U1,t+1>U1,t,即此時購買看跌期權的廠商可以獲得的收益和利潤增加。

選擇二:放棄執行期權。當碳排放權的未來實際價格高于執行價格時,其可以放棄出售的權利,只損失小額的期權費,即CQt+1。

綜上,碳排放期權的買方不論是購買看漲期權還是看跌期權,當期權價格符合執行期權時,其均可以獲得期權價格波動所帶來的更多收益。

(2)碳排放期權賣方收益的變化

分析碳排放期權賣方在進行期權交易時的收益的變化,如下:

(4)

即賣方的利潤為生產收益加上出售當期碳排放權的收入、出售碳排放期權的收入(期權費),減去生產成本、碳減排成本的差額。

t+1期,賣方不管是出售看漲期權還是看跌期權,買方均以執行價格X進行交易。

(5)

比較U2,t+1和U2,t,可以得到:由于X>0,因此U2,t+1>U2,t,即此時廠商F2的收益和利潤增加。

如果買方放棄執行期權,則廠商F2將獲得全部期權費,即CQt+1。

3.交易后:均衡碳排放強度的變化。交易后,需要將碳排放量轉化為碳排放強度,從而分析碳強度在交易前后的變化情況。

(6)

(7)

(8)

(9)

由于我國經濟將長期保持增長狀態,因此國內生產總值的后期一般均比前期大,也就是Yt

綜上,單期的基于期權機制的碳金融市場模型得以建立。擴展開來,在碳金融市場逐漸成熟的過程中,可以考慮建立碳排放期權的多期模型,建立允許碳排放權儲蓄使用的交易機制,促進碳金融交易市場的完善和發展[8]。

(四)跨期碳強度交易的效應分析

本文通過設置基于跨期的碳金融市場交易機制的理論模型,旨在探討碳排放量在不同時期的優化配置問題,更好地實現我國強制減排的目標。與跨產業和跨區域的碳金融市場機制同樣,本文亦對經濟、環境和社會效應三個方面,分析跨期碳強度交易的有效性。

1.經濟效應。碳金融市場建立的目標之一就是對成本的有效降低。為了研究碳排放期權機制的引入是否會對碳金融市場帶來正的影響作用,需要對引入期權交易之前和之后廠商的成本變化進行分析。為此,經濟效應主要體現在碳排放權交易前后交易成本的變化情況。這里,忽略生產成本和碳減排成本,僅考慮對碳排放權和碳排放期權進行買賣時需要花費的交易成本。

無期權機制時,廠商交易的碳排放量為Qt,因此廠商交易的成本為S0Qt。

由于Qt=Qt+Qt+1,因此,成本可以表示為S0Qt+S0Qt+1。

引入期權機制時,廠商交易的成本為S0Qt+CQt+1

則成本的變化為ΔC=S0Qt+CQt+1-(S0Qt+S0Qt+1)=(C-S0)Qt+1.

(10)

由于C

而增加碳市場參與主體的積極性需要增加碳金融市場交易的收益。經過上述跨期交易過程,可以看出:碳排放期權的買方不論是購買看漲期權還是看跌期權,當期權價格符合執行期權時,其均可以獲得期權價格波動所帶來的更多收益,即收益增加;碳排放期權的賣方不論是出售看漲期權還是看跌期權,當買方不執行期權時,其均可以獲得買方放棄的期權費的收益,即收益增加。成本較無期權交易時降低。碳排放權和碳排放期權進行買賣時需要花費的交易成本均較無期權交易時的成本得到了下降。

可見,跨期碳金融市場達到了成本下降和收益增加,具有良好的經濟效應。

2.環境效應。從跨期碳金融市場交易后的強度的變化可以看出,碳排放期權機制的引入使碳排放強度指標實現了在不同時期的交易和流動。碳排放強度通過跨期的市場交易得到了下降,未來的碳排放強度在當前碳排放期權機制的作用下完成了減排的目標。

3.社會效應。將碳排放期權機制引入到碳強度減排的市場模型中,可以為廠商和碳市場的發展帶來以下影響:首先,碳排放期權機制的引入使廠商有效地規避了碳排放權交易的風險。在碳金融市場中價格波動普遍存在的情況下,廠商根據碳排放權在未來的實際價格和執行價格的關系,可以自主地選擇行使碳排放期權的權利或放棄行使權利而使用碳排放權。廠商按照自身的碳排放需求購買一定數量的碳排放權和期權,在保證了期初部分碳排放權的使用的基礎上,可以通過期權這一金融工具的套期保值功能,有效地規避交易的風險。其次,碳排放期權機制的引入增加了碳金融市場的靈活性和可操作性。由于廠商具有在未來某一時刻購買或出售碳排放權的權利,可以根據自身的需求靈活的應用碳排放期權,因此期權機制的引入有利于增加交易總量和活躍市場,改善和規范市場的整體交易情況。

通過將碳排放期權引入碳市場模型中,擴展了傳統模型的時間區間,建立了一種跨期的碳金融市場交易制度。并針對碳排放期權的不同類型設計了兩種碳排放期權交易——碳排放看漲期權交易模型和碳排放看跌期權交易模型,從而達到有效降低碳排放強度,實現跨期的強度指標流動的目的。模型的結果表明,通過選取期權工具來擴展我國的碳金融市場模型,使交易成本得到了下降,交易主體的收益得到了增加,碳排放強度也獲得了下降,實現了碳排放強度指標在不同時期的流動。合理地利用碳排放期權可以在降低風險的同時給廠商帶來很大的收益,促進了碳市場的進一步成熟。利用跨期碳金融市場模型可以有效地降低碳排放強度,實現了跨期的強度指標流動,對傳統的當期交易模型進行了擴展[9]。

三、利用跨期碳金融市場機制的政策建議

第一,創新碳金融市場的交易產品和金融衍生品。跨期的碳金融市場情景的實施需要有相關的交易產品和金融衍生品作為工具。因此,需要政府加大對創新交易產品和金融衍生品的政策支持力度。比如通過相關的經濟激勵措施,刺激金融機構相關人才不斷創新碳金融的交易品種和金融衍生品,進行諸多碳交易的嘗試[10]。

隨著碳金融的發展,迫切需要在碳減排的過程中,不斷開發市場交易品種和創新金融產品。只有不斷進行產品的創新,不斷投入資金進行低碳產品的研發,才能有效的使市場發揮調節作用,發揮市場機制的優化調節的功能。從而可以使碳市場更加具有活力,激發企業參與競爭的積極性。因此,我國低碳經濟發展的碳金融政策支持系統需要建立碳金融產品信息系統,即指在碳金融市場的發展中,創新市場交易品種和金融產品[11]。

相比于發達國家,我國的碳金融興起的時間比較晚,發展還不是很完善,與之相關的金融產品主要形式是CDM形式和JI形式。發達國家在碳金融方面起步較早,積累了豐富的經驗,我國可以從中吸取一定的經驗,但是在引進這些經驗的時候一定要結合自身碳金融發展的實際情況。根據我國的碳金融所處的發展階段具體制定發展戰略,同時要不斷進行碳金融產品的創新,只有創新才能促進中國的碳金融的可持續發展。碳金融市場的發展需要政府、企業共同參與,政府要制定相關的政策,為我國的碳金融的發展提供一定的支持。同時相關機構要加強金融產品的研發,不斷豐富市場的交易品種,使得產品可以滿足不同群體的需要。可以研發基金類環境金融產品、銀行類環境金融產品、金融衍生產品等一系列與低碳有關的金融產品,不斷豐富碳市場[12-13]。

第二,大力發展與碳交易相關的金融服務業。不斷建立健全碳金融配套服務體系有利于國內碳金融市場的發展,同時也是在國際市場上具有一定競爭力的“硬件”條件[14]。因此,建立相應的碳金融配套服務系統,即指在碳金融市場的發展中,提升以合同能源管理為核心的金融服務的發展。

國際碳市場的成熟和完善也要歸功于其較高的金融服務水平。比如,直接和間接的投融資服務、碳交易的擔保服務、碳交易的咨詢服務等,都是比較常見的金融服務品種。我國目前碳減排領域的金融服務水平還非常低,很多服務品種都缺乏。為此,政府應該認識到碳金融市場的巨大潛力,制定提高金融服務水平的配套政策,通過建立環境銀行、環境中介組織或咨詢公司等專業化機構,更好地為碳金融市場發展服務[15-17]。

碳金融服務是伴隨著碳金融市場的逐漸發展而產生的,是為碳金融市場提供相關服務的產業。碳金融的發展需要相關的金融服務。國際碳市場的金融服務水平比較高,具有較大的市場潛力,國際碳金融市場包括政治、環境、金融、經濟等多個領域。但是國內的金融服務水平不高,缺乏高度專業化的技術服務和研發,缺乏面向廣大中小企業的能效診斷、咨詢、設計等系列化的服務,在很多方面都阻礙和限制了碳金融的發展。面對當前的形勢,碳金融的發展過程中迫切需要提高金融服務水平。政府需要制定相關的政策,引導金融業開發金融產品、服務和提供擔保、咨詢等業務,為發展碳金融創造良好的發展機會[18-19]。

其中“合同能源管理”作為一種先進的環境管理和服務手段,應當成為碳金融服務體系的核心環節。合同能源管理逐步發展。這種能源管理方式政府要提供一定的支持,在市場機制下運行,是一種技術服務,目的是為了實現節能減排。節能服務公司也可以叫做能源管理公司,這種公司企業提供節能服務,在服務的過程中簽訂節能服務的合同,他們提供的服務包括項目設計、能源審計、項目融資、工程施工、設備采購、人員培訓、設備安裝調試、節能量確認和保證等,獲得的利益主要來源于客戶在進行節能改造后獲得的節能效益[20-21]。

在傳統的節能項目運作模式下,能源用戶需要運用自有資金進行節能改造,這樣的做法對能源用戶的現金流造成損害;此外,節能改造項目的回報周期長,節能收益存在不確定性,能源用戶承擔很大的風險。然而在合同能源管理的運作模式下,節能服務公司通過運用自有資金或向第三方融資,為能源用戶提供了金融服務,解決了節能改造項目的資金問題;同時,在這種運作模式下,節能服務公司承擔了項目部分或者全部的風險[22-25]。

合同能源管理的實施是通過節能服務公司為企業提供的節能服務促進企業的節能減排項目的順利實施。所以這一模式有利于節能減排目標的實現,有著巨大的發展潛力,政府要從各個方面對其進行支持,包括吸引大企業進入節能服務領域、構建第三方擔保、結算、認證平臺,完善金融服務的制度體系、加強對合同能源管理的政策方面的支持與引導、增加節能服務公司的融資渠道,提高企業的金融服務水平。通過這些措施,更好的為碳金融市場的發展提供制度保障[26-27]。