消费端碳交易市场中政府初始碳配额分配策略研究.docx

    消费端碳交易市场中政府初始碳配额分配策略研究    郭道燕 陈红 龙如银Summary 随着生产端碳减排实践的不断深入，削减消费端碳排放已是刻不容缓基于消费端碳交易市场视角，以政府和家庭为博弈主体，假设政府初始碳配额分配存在“宽松政策”和“严格政策”两种行为策略，家庭存在“减排”和“不减排”两种行为策略，构建政府和家庭行为策略的演化博弈模型，分析双方行为的演化稳定策略，模拟双方行为策略的动态演化过程，并提出政策建议结果发现：博弈双方在三种情形下存在两种演化稳定策略：政府的演化稳定策略为“严格政策”；当家庭碳减排费用小于购买碳排放权费用时，家庭的演化稳定策略为“减排”；当家庭碳减排费用大于购买碳排放权费用且家庭采取“不减排”行为策略时政府采取“严格政策”策略而获得的碳排放权交易（卖出）收益高于采取“宽松政策”策略而获得的碳排放权交易（卖出）收益时，家庭的演化稳定策略为“不减排”博弈双方在一种情形下不存在演化稳定策略：当家庭碳减排费用大于购买碳排放权费用且家庭采取“不减排”行为策略时政府采取“严格政策”策略而获得的碳排放权交易（卖出）收益低于采取“宽松政策”策略而获得的碳排放权交易（卖出）收益时，博弈呈现出一种周期行为模式。

进一步研究发现，博弈双方自身期初行为策略与演化稳定策略越近，其收敛于演化稳定策略的速度越快；当家庭期初行为策略与演化稳定策略越近时，政府收敛于演化稳定策略的速度越快；当家庭演化稳定策略为“减排”且政府期初行为策略与演化稳定策略越远时，家庭收敛于演化稳定策略的速度越快；当家庭演化稳定策略为“不减排”且政府期初行为策略与演化稳定策略越近时，家庭收敛于演化稳定策略的速度越快由此，建议政府实施严格的初始碳配额分配政策、建立家庭碳减排的评价和激励机制、建立健全消费端碳交易市场的运行机制并实施家庭碳排放权交易试点制度本文论证了消费端碳交易市场机制下政府和家庭的演化稳定策略，不仅为消费端碳减排提供了政策建议，也有助于全球碳减排目标的实现Key 消费端碳交易市场；初始碳配额；家庭碳减排；演化博弈；数值模拟F062.2 A 1002-2104（2018）04-0043-12DOI：10.12062/cpre.20171112化石能源消耗导致的二氧化碳排放以及气候变化问题已经成为当前全球性重大议题自然灾难频发、生态系统脆弱化、海平面上升等诸多全球性问题，不仅给人类经济生活带来了严重影响，更对人类的生存和发展造成了巨大的威胁[1-2]。

更为重要的是，全球气候变化极有可能（95%的可能性）是人类活动所致因此，削减碳排放成为人类自身生存和发展的客观需要，2016年11月4日全球气候变化协定《巴黎协定》的正式生效更标志着实现绿色低碳、气候适应和可持续发展已成为全球性共识在《巴黎协定》中，中国承诺2030年比2005年单位GDP二氧化碳排放减少60%～65%，同时二氧化碳排放达到峰值并争取尽早达峰为实现上述承诺，削减二氧化碳排放已成为中国政府的必然选择，因此，中国政府推出了一系列政策，例如煤炭与钢铁等传统行业去产能政策、电动汽车补贴政策、煤改电和煤改气补贴政策等此外，實施碳排放权交易机制也是减少二氧化碳排放的一项重要且有效的手段，于是中国政府自2011年10月发布《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》（发改办气候[2011]2601号）以来就致力于探索建立碳排放权交易市场，并在2013—2014年期间陆续设立了北京、上海、天津、深圳、湖北、广州和重庆等碳交易市场，参与者包括履约机构（特定行业的部分企业）和非履约机构（投资机构、个人）在此基础上，中国政府于2017年12月19日发布了《全国碳排放权交易市场建设方案（电力行业）》（发改气候规[2017]2191号），标志着全国碳交易市场建设正式启动落实。

全国碳市场首批仅纳入电力行业，主要原因是电力行业为高耗能产业且数据基础比较好，但是往后会逐步扩大覆盖行业范围事实上，随着经济发展和人民生活水平的提高，家庭能源消耗导致的碳排放已经成为全国碳排放的一个重要来源[3-5]，并且家庭碳排放的总量与比重均呈现出持续增加的趋势[6-7]，表明家庭在碳减排中扮演着越来越重要的角色，并且通过改变消费模式和提高能源使用效率可以实现到2020年中国碳排放减少28%[8]《中华人民共和国环境保护法》明确规定“一切单位和个人都有保护环境的义务”，意味着家庭有责任降低自身碳排放，而碳减排的一个重要手段是参与碳排放权交易，因此构建消费端碳交易市场是实现中国碳减排目标的一个重要环节由于中国流动人口较多、居民素质有待提升，部分学者可能会质疑家庭碳交易实施的可行性事实上，2017年4月中国广东省将碳普惠核证自愿减排量纳入碳排放权交易市场补充机制（《关于碳普惠制核证减排量管理的暂行办法》，粤发改规[2017]1号），意味着碳普惠制试点地区的相关企业或个人通过自愿参与实施的减少温室气体排放（如节水、节电、公交出行等）和增加绿色碳汇等行为产生的碳减排量将正式参与交易，表明家庭正在逐渐参与碳交易，建立消费端碳市场势必会成为一种流行趋势。

本文假设消费端碳交易市场的管理主体与生产端碳交易市场的管理主体一致，即政府在消费端碳交易市场中占主导地位，政府不仅需要对家庭碳减排责任的履行情况和碳排放权的清缴情况进行监督核查，更需要制定相关政策以激励或引导居民降低碳排放，而初始碳配额分配政策即是一项重要且关键的政策此外，在消费端碳交易市场中，家庭需要进行碳排放核查、参与碳排放权交易并完成碳排放权清缴可见，消费端碳交易市场能否成功运行涉及到政府和家庭之间的博弈关系以及关系的动态演化过程目前，关于碳交易的研究主要侧重于生产端[9]，而消费端碳交易市场的研究主要集中在个人碳交易的内涵与特征、碳配额方案的遴选、碳价的影响因素及后果等方面首先，个人碳交易（Personal Carbon Trading，PCT）研究起源于20世纪90年代中期，Fleming[10]认为，政府应该按照年度碳减排指标设定排放总额，将全部或部分排放权分配给个人，用于覆盖家庭的直接能耗和私人交通等领域也就是说，每位成年居民每年均可以获得一定数量相等的免费碳排放权，并且获得的碳排放权是逐年递减的[11-12]其次，初始碳配额主要存在三种分配方案：个人碳配额方案（Personal Carbon Allowance，PCA）、可交易的能源配额方案（Tradable Energy Quotas，TE）和上限与共享方案（Cap and Share，CS）[11， 13]，这三种方案的主要区别是覆盖的领域与分配的比例不一样，但目标都是政府通过政策引导个人改变生活方式和消费模式，最终降低碳排放总量。

进一步研究表明，初始碳配额分配是碳价的主要影响因素，并且初始碳配额的降低会引起碳价的升高[14]；而能源价格、能源排放率和边际控制成本等也会影响碳价[15-19]此外，碳价不仅会影响个人的经济利益，还能间接地改变自身的高碳生活方式[20-21]可以发现，现有研究鲜有关注消费端碳交易市场中政府与家庭之间的博弈关系，包括政府如何制定出最优初始碳配额政策，家庭进行碳减排是否有利于实现自身利益最大化，政府和家庭在消费端碳交易市场中分别采取什么样的策略能够实现双赢本研究基于消费端碳交易市场视角，假设政府和家庭都是有限理性的经济人，政府初始碳配额分配存在“宽松政策”和“严格政策”两种行为策略、家庭存在“减排”和“不减排”两种行为策略，运用演化博弈方法分析政府和家庭行为的演化稳定策略以及双方达到演化稳定策略时的条件，采用Matlab软件对博弈双方收敛于演化稳定策略的过程进行数值模拟，并提出政策建议在生产端碳交易日趋成熟以及家庭碳排放持续增加的关键时期，基于消费端碳交易市场视角研究政府的初始碳配额分配政策，不仅为政府建立消费端碳交易市场提供了理论基础与政策指导，也有助于引导家庭改变高碳的生活方式和消费模式，以期实现中国碳减排的目标。

1 演化博弈模型的假设与构建1.1 演化博弈模型的假设本文将家庭纳入碳排放权交易市场，即消费端碳交易市场，假设家庭与企业同质，需要参与碳排放核算并进行碳排放权清缴由于碳市场管理由中央政府和地方政府分级负责，即政府在碳市场中占主导地位，所以政府和家庭共同構成了演化博弈的主体此外，复杂的、多元化的以及不确定性的社会现实使得政府和家庭均没有足够的能力去选择最佳策略以最大化他们的收益，即政府和家庭只能根据其所拥有的局部信息做出令其满意的决策，所以本文假设政府和家庭都是有限理性的经济人在消费端碳交易市场管理中，政府的一项重要职责是制定初始碳配额分配政策，本文假设政府的行为策略集为S1={G1宽松政策，G2严格政策}，“宽松政策”表示政府免费分配给家庭的初始碳排放量较高，“严格政策”表示政府免费分配给家庭的初始碳排放量较低家庭作为消费端碳交易市场的参与者，往往面临着购买碳排放权或降低碳排放量的抉择本文假设家庭的行为策略集为S2={I1减排，I2不减排}，“减排”表示家庭减少具有碳排放的活动或者购买低碳产品以降低碳排放量，“不减排”表示家庭按照以往的生活方式，不采取任何方式降低碳排放量本文假设消费端碳交易市场运行稳定，不存在交易损失。

家庭当期的碳配额不可以结转至下一期间使用，但是可以在核准日期前进行减排抵充或者根据当期的碳价在市场中进行交易此外，假设碳价由消费端碳交易市场决定，并在一个周期内保持稳定碳交易成本包括固定成本和碳排放权交易成本模型中涉及的参数包括政府与家庭的成本和收益，具体见表112 博弈主体行为策略的收益矩阵根据政府和家庭的行为策略集，可以得出演化博弈的行为策略组合共有四种：分别为（G1宽松政策，I1减排）、（G1宽松政策，I2不减排）、（G2严格政策，I1减排）、（G2严格政策，I2不减排）结合表1对模型参数的设定，可以得到政府和家庭在上述四种行为策略组合下的收益，具体见表21.3 演化博弈模型的构建根据演化博弈的原理，复制动态方程是描述某一特定策略在一个种群中被采用的频数或频度的动态微分方程[22-23]基于政府和家庭博弈的收益矩阵，本文将分别构建政府和家庭行为策略的复制动态方程在政府与家庭博弈的初始阶段，假设政府采取“宽松政策”策略的概率为x（0≤x≤1），采取“严格政策”策略的概率则为1-x；家庭选择采取“减排”策略的概率为y（0≤y≤1），采取“不减排”策略的概率则为1-y1）政府行为策略的复制动态方程。

假设政府采取“宽松政策”行为策略的期望收益为E11，采取“严格政策”行为策略的期望收益为E12，平均期望收益E1，则：2 演化博弈模型的稳定性分析有限理性假设表明，政府和家庭不可能一开始就找到最优策略以及最优均衡点，即系统达到均衡是一个渐进的动态调整过程政府和家庭根据既得利益不断调整策略以实现自身利益的改善，最终达到动态均衡，此时的策略就是演化稳定策略（Evolutionary Stable Strategy，ESS）本文将分别分析政府、家庭以及博弈双方行为策略的演化稳定性2.1 政府行为策略的演化稳定性分析（T-α2×TH）]>0时，政府和家庭的复制动态演化的相位图见图1（d）可以发现：当初始状态落在Ⅰ区域时，博弈收敛于均衡点B4（1，1），即（宽松政策，减排）是政府和家庭的必然选择；当初始状态落在Ⅱ区域时，博弈收敛于均衡点B3（0，1），即（严格政策，减排）是政府和家庭的必然选择；当初始状态落在Ⅲ区域时，博弈收敛于均衡点B1（0，0），即（严格政策，不减排）是政府和家庭的必然选择；当初始状态落在Ⅳ区域时，博弈收敛于均衡点B2（1，0），即（宽松政策，不减排）是政府和家庭的必然选择因此，B1（0，0）、B2（1，0）、B3（0，1）和B4（1，1）都是鞍点，不存在演化稳定策略。

3 数值模拟为了更为直观地验证不同约束条件下政府和家庭之间行为策略的。