田 杰，邵騰偉，徐 玫

（重慶工商大學(xué) 財(cái)政金融學(xué)院，重慶 400067）

植入森林碳匯的碳排放權(quán)交易機(jī)制研究

田 杰，邵騰偉，徐 玫

（重慶工商大學(xué) 財(cái)政金融學(xué)院，重慶 400067）

嚴(yán)格控制CO2排放條件下，研究基于成本最小化或利潤最大化目標(biāo)的碳減排路徑選擇，超額排放的碳源企業(yè)在自主減排、碳源企業(yè)間排放權(quán)調(diào)劑和購買森林碳匯碳中和之間決策的作用機(jī)理。研究表明：通過市場化的機(jī)制設(shè)計(jì)，使減排成本較高的碳源企業(yè)承擔(dān)起應(yīng)有的減排責(zé)任和排放代價(jià)，減排成本較低的碳源企業(yè)和森林碳匯供給者獲得應(yīng)有的利益回報(bào)，從而達(dá)到森林生態(tài)效益價(jià)值補(bǔ)償在市場機(jī)制中實(shí)現(xiàn)。這有利于約束碳源企業(yè)碳排放行為，激勵森林碳匯碳中和行為，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明的協(xié)同與耦合。

碳源；碳匯；森林碳匯；碳排放權(quán)交易

一、引 言

隨著工業(yè)發(fā)展和人類活動的增加，大量化石能源的使用和森林砍伐，碳源強(qiáng)度長期大于碳匯強(qiáng)度，大氣碳庫CO2溫室氣體不斷累積，全球氣候變暖。當(dāng)前國際氣候制度的建立正努力將CO2為首的溫室氣體減排目標(biāo)轉(zhuǎn)化成為各國的法定義務(wù)。中國目前暫不需要承擔(dān)減排義務(wù)，但中國歷來是一個負(fù)責(zé)任的大國，在自身發(fā)展的同時(shí)也高度關(guān)注世界環(huán)境問題，積極地為全球溫室氣體減排承擔(dān)起“共同但有區(qū)別的責(zé)任”。中國政府承諾到2020年全國單位GDP溫室氣體排放量比2005年下降40%～45%［1］。

CO2減排主要有三種技術(shù)途徑：提高能源利用率和轉(zhuǎn)換率，節(jié)約用能；采用燃料替代，大力發(fā)展低碳的化石燃料、核能、可再生能源和新能源；從化石能源的利用中分離和回收CO2并封存。目前這些技術(shù)還很不成熟。森林每生長出1m3的蓄積量，平均要吸收1．83噸CO2，釋放出1．62噸 O2。單位面積森林吸收固定CO2的能力達(dá)到每公頃150．47噸。植樹造林增加森林碳匯對碳源企業(yè)碳排放碳中和潛力大、成本低，它日益受到國際社會的廣泛關(guān)注。哥本哈根世界氣候大會上發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家盡管對如何減少溫室氣體排放、應(yīng)對氣候變化分歧很大，但中國政府增加森林資源和森林碳匯，承諾到2020年中國森林面積要比2005年增加4 000萬hm2，森林蓄積量增加13億m3的提議得到世界各國一致認(rèn)可。植樹造林增加森林碳匯具有典型的外部經(jīng)濟(jì)性，現(xiàn)行政府主導(dǎo)的森林生態(tài)補(bǔ)償常常面臨著政府財(cái)政負(fù)擔(dān)重與森林生態(tài)補(bǔ)償不足的二難選擇［2］。森林碳匯的提出，使森林價(jià)值以碳匯方式得以重估，綜合考慮森林傳統(tǒng)產(chǎn)出及森林吸收CO2、排放O2和空氣負(fù)離子、保育土壤、涵養(yǎng)水源等方面的價(jià)值將成為可能。那么，植入森林碳匯的碳排放權(quán)交易機(jī)制是否顯著提升了碳匯交易各個主體的收益？

20世紀(jì)初期，瑞典科學(xué)家Svante Arrhenius認(rèn)為大量化石燃料的燃燒導(dǎo)致大氣中CO2含量的增加，導(dǎo)致氣候變化［3］45－47。之后眾多學(xué)者圍繞碳排放權(quán)交易機(jī)制進(jìn)行了研究。VanEgteren等建立了一個不遵守排放規(guī)則的企業(yè)在污染權(quán)交易市場行為模型，發(fā)現(xiàn)遵守排放規(guī)則和最初污染權(quán)許可配置有關(guān)［4］。Andersson建立包含兩個污染企業(yè)的兩階段模型，說明社會計(jì)劃者能夠依據(jù)兩個企業(yè)交易污染排放權(quán)行為，設(shè)計(jì)出最優(yōu)交易機(jī)制［5］。Lee提出不對稱信息下通過適當(dāng)激勵促使每個國家采取最優(yōu)排放方案，但是困難在于世界機(jī)構(gòu)缺乏每個國家的污染生產(chǎn)函數(shù)信息［6］。Schmalensee總結(jié)了美國酸雨排放權(quán)交易市場的實(shí)證研究，認(rèn)為排放權(quán)交易機(jī)制有利于SO2減排［7］。Harstad等認(rèn)為，如果污染的社會成本高且政府頻繁干預(yù)排放權(quán)交易市場，市場扭曲效應(yīng)超過交易利得，非交易的排放權(quán)分配方式更優(yōu)［8］。Coria等以圣地亞哥和智利公司層面數(shù)據(jù)為樣本，研究實(shí)踐中影響碳排放的因素和不發(fā)達(dá)國家運(yùn)用碳排放交易的挑戰(zhàn)和優(yōu)勢［9］。碳排放交易模型普遍忽視森林碳匯作用。Plantinga等發(fā)現(xiàn)早期的研究低估了碳吸收成本，造林仍是相對低成本減少CO2濃度的方法，但他沒有把森林碳匯與碳排放權(quán)交易機(jī)制結(jié)合在一起進(jìn)行分析［10］。

國內(nèi)學(xué)者圍繞碳排放權(quán)交易機(jī)制進(jìn)行了相關(guān)研究，如唐躍軍等構(gòu)建理論模型對基于環(huán)境資本和負(fù)外部性的碳排放權(quán)交易給出經(jīng)濟(jì)學(xué)分析，討論環(huán)境資本或碳排放權(quán)交易的必要性和有效性［11］。彭喜陽等在分析森林碳匯市場機(jī)制各要素的基礎(chǔ)上，提出了建立中國森林碳匯市場體系的基本框架構(gòu)想［12］。馮亮明等闡述森林進(jìn)入碳排放權(quán)市場的背景，指出森林進(jìn)行碳排放權(quán)交易必須要以4個假設(shè)為前提［13］。陳文穎、樊綱等基于不同視角對碳排放權(quán)分配方法進(jìn)行了深入研究［14－15］。以上文獻(xiàn)主要從宏觀層面分析了碳排放權(quán)的交易機(jī)制，其后的文獻(xiàn)主要關(guān)注了碳匯生產(chǎn)與碳匯貿(mào)易對區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的促進(jìn)作用及碳強(qiáng)度影響因素［16－19］。把森林碳匯與碳排放權(quán)交易結(jié)合起來的研究還比較少，而且還沒有文獻(xiàn)從微觀層面探討森林碳匯對碳源企業(yè)碳排放碳中和的低成本優(yōu)勢。

本文從微觀視角研究企業(yè)間的碳減排決策問題，把森林碳匯作為重要的減排手段植入到企業(yè)間碳排放權(quán)交易模型中，立足于區(qū)域既定排放控制之下的企業(yè)間碳排放權(quán)交易，從而拓展了現(xiàn)有碳排放交易機(jī)制模型，為碳排放權(quán)市場交易機(jī)制理論提供了微觀基礎(chǔ)。本研究認(rèn)為，企業(yè)超額碳排放既可從低減排成本碳源企業(yè)調(diào)劑到排放權(quán)，也可以低成本購買森林碳匯抵減碳排放。通過發(fā)展森林碳匯，森林生態(tài)效益價(jià)值補(bǔ)償通過市場機(jī)制得以實(shí)現(xiàn)，森林碳匯供給者獲得應(yīng)有的利益回報(bào)。

二、模型構(gòu)建

（一）碳源企業(yè)按減排目標(biāo)自主減排

設(shè)有n家碳排放控制企業(yè)，Qi為第i（i＝1，2，…，n）家企業(yè)的碳減排量，第i家企業(yè)減排的邊際成本函數(shù)MCi為：

（二）碳源企業(yè)間碳排放權(quán)調(diào)劑

由于技術(shù)和工藝的不同，不同企業(yè)減排等量CO2的成本不同。在減排總量既定的前提下，減排成本較高的企業(yè)少減排，減排成本較低的企業(yè)多減排，成本較高的企業(yè)少減排的數(shù)量等于成本較低的企業(yè)多減排的數(shù)量（減排等量的CO2成本高于平均成本的，即可視為減排成本高），將出現(xiàn)帕累托改進(jìn)。減排成本較高的企業(yè)為減排成本較低的企業(yè)多減排買單，只要交易價(jià)格介于兩者邊際成本之間，雙方都會通過交易獲益。將n家企業(yè)分減排成本較高的企業(yè)和減排成本較低的企業(yè)，設(shè)第1至第m家企業(yè)屬于減排成本較高的企業(yè)，第m＋1至第n家企業(yè)屬于減排成本較低企業(yè)。用Cg（g＝ （1，2，…，m））表示第g家排放成本較高的企業(yè)的減排成本；Qg表示第g家企業(yè)的減排數(shù)量；Tg表示第g家企業(yè)的目標(biāo)排放控制量；qg表示第g家企業(yè)購入的碳排放量；pg表示第g家企業(yè)購入的碳排放價(jià)格；ag、bg是第g家企業(yè)邊際成本函數(shù)中的參數(shù)。碳排放成本較高的企業(yè)為了實(shí)現(xiàn)成本最小化，可用式（6）計(jì)算成本：

用Md（d＝m＋1，m＋2，…，n）表示第d家減排成本較低企業(yè)碳排放權(quán)出售的獲利；Qd表示第d家企業(yè)的減排數(shù)量；Td表示第d家企業(yè)的目標(biāo)排放控制量；qd表示第d家企業(yè)出售的碳排量；pd表示第d家企業(yè)出售的碳排放的價(jià)格；ad、bd是第d家企業(yè)邊際遞減成本函數(shù)中的參數(shù)。碳排放成本較低的企業(yè)為了利潤最大化，得到公式（7）：

在均衡情況下，減排成本較高的企業(yè)購買碳排放權(quán)的價(jià)格等于減排成本較低的企業(yè)出售碳排放權(quán)的價(jià)格，購買數(shù)量等于出售數(shù)量。從減排成本較高的企業(yè)來看，交易價(jià)格低于自身減排邊際成本，通過交易降低了企業(yè)的減排成本。從減排成本較低的企業(yè)來看，出售價(jià)格高于自身減排的邊際成本，出售碳排權(quán)使企業(yè)獲利。交易價(jià)格和數(shù)量都會隨著減排目標(biāo)的增加而增加，直至減排成本較高企業(yè)的邊際減排成本等于減排成本較低的企業(yè)邊際減排成本（MCg＝MCd）。設(shè)達(dá)到均衡狀態(tài)的交易價(jià)格和數(shù)量分別為p＊、q＊，于是計(jì)算公式為：

由式（8）可知，實(shí)施企業(yè)間碳排放權(quán)調(diào)劑以后，企業(yè)間通過相互調(diào)劑減排指標(biāo)，自主減排成本較高的企業(yè)和自主減排成本較低的企業(yè)在模型中達(dá)到了最優(yōu)，減排成本較高的企業(yè)通過碳排放權(quán)調(diào)劑降低了自身完成減排目標(biāo)的減排成本支出，減排成本較低的企業(yè)通過讓渡部分碳排放權(quán)獲得了更大的經(jīng)濟(jì)收益。均衡狀態(tài)下，設(shè)各企業(yè)減排的數(shù)量為Q（2）i、減排成本為TC（2）i、所有企業(yè)減排總成本為TC（2），于是計(jì)算公式為：

（三）植入森林碳匯的碳排放權(quán)交易

現(xiàn)將森林碳匯植入到企業(yè)碳排權(quán)交易之中。在嚴(yán)格的減排目標(biāo)控制之下，減排成本較高的企業(yè)出于自身成本最小化考慮，將在自主減排、購買減排成本較低企業(yè)的超額減排和購買森林碳匯抵減碳排放之間決策。減排成本較低的企業(yè)出于自身收益最大化考慮，其出售減排的數(shù)量和金額不僅受減排成本較高的企業(yè)購買碳排放權(quán)的數(shù)量有關(guān)，還受森林碳匯提供的價(jià)格和數(shù)量有關(guān)。參照CDM清潔發(fā)展機(jī)制造林、再造林項(xiàng)目，植樹造林增加森林碳匯的總成本表示為TCs、邊際成本為MCs、森林碳匯減排量為Qs，則森林碳匯的成本函數(shù)為：

MCs是一個重要的市場信號。在目前技術(shù)減排還很不成熟的情況下，森林碳匯是成本較低的減排手段，即在向大氣減少等量CO2時(shí)MCg＞MCd＞MCs，購買森林碳匯抵減企業(yè)碳排放將是減排成本較高碳源企業(yè)和減排成本較低碳源企業(yè)的最優(yōu)決策，企業(yè)將在更低碳排放成本下發(fā)展，但植樹造林增加森林碳匯受土地、氣候的影響較大，不可能無限供給，隨著企業(yè)抵減碳排放對森林碳匯的需求日益增加，森林碳匯價(jià)格必持續(xù)上漲。所以，植入森林碳匯以后，減排成本較高的企業(yè)將會以更低的價(jià)格購買到碳排放權(quán)，原本出售碳排權(quán)的部分減排成本較低的企業(yè)將會由出售碳排放權(quán)轉(zhuǎn)為購買碳排放權(quán)。

設(shè)有k家企業(yè)，由原本出售碳排權(quán)的減排成本較低企業(yè)轉(zhuǎn)為碳排放權(quán)購賣者，減排成本較高企業(yè)為了成本最小化，可用以下公式計(jì)算成本：

由式（15）可知，實(shí)施碳排放權(quán)交易以后，企業(yè)間通過相互調(diào)劑減排指標(biāo)，高排放企業(yè)減排成本和低排放企業(yè)獲利在模型中達(dá)到了最優(yōu)。設(shè)此時(shí)各企業(yè)減排的數(shù)量為Q（3）i、減排的成本為TC（3）i、所有企業(yè)（包括森林碳匯）減排的總成本為TC（3），計(jì)算公式為：

（四）模型與中國碳排放權(quán)市場現(xiàn)狀

目前，世界碳排放權(quán)交易主要通過兩種方式：基于《京都議定書》框架下的項(xiàng)目減排（CDM減排）和基于碳排放權(quán)市場交易減排。迄今，中國碳減排權(quán)交易主要通過CDM減排進(jìn)行，碳排放權(quán)交易市場剛剛起步，北京、天津和上海排放權(quán)交易所的碳排放權(quán)交易規(guī)則還在探索中。政策制定者和研究者普遍認(rèn)為引入市場交易機(jī)制與依靠行政手段相比，市場交易機(jī)制分配碳排放權(quán)指標(biāo)更有效率、更公正和成本更低。本文建立包括碳源企業(yè)、森林碳匯方的模型，從供需均衡角度為碳匯價(jià)格制定和協(xié)調(diào)碳源方和碳匯方利益提供了市場途徑，可為建立健全中國碳排放權(quán)市場交易制度提供理論參考。

三、均衡分析

四、應(yīng)用算例

圖1 減排成本函數(shù)圖

圖2 碳源企業(yè)間碳排放權(quán)調(diào)劑后的減排成本圖

圖3 森林碳匯的減排成本函數(shù)圖

表1 企業(yè)CO2減排成本函數(shù)表

下面以某8家火電企業(yè)樣本的碳排放監(jiān)控為例，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膶?shí)際運(yùn)用價(jià)值。根據(jù)這8家樣本火電企業(yè)歷年的碳排放數(shù)據(jù)，擬合了企業(yè)的碳減排成本函數(shù)，如表1所示。由于減排量直接與減排成本相關(guān)，因此設(shè)置企業(yè)按減排目標(biāo)自主減排、減排企業(yè)間碳排放權(quán)調(diào)劑和植入森林碳匯的碳排放權(quán)交易三種情景。將Ti代入式（3）～（5）得各企業(yè)目標(biāo)減排數(shù)量Qi（1）、成本TCi（1）、碳源企業(yè)減排總成本 TC（1）。由式（6）～（11）得P＊＝60千元出現(xiàn)均衡時(shí)，碳源企業(yè)出于成本最小化、利潤最大化目標(biāo)得各企業(yè)減排數(shù)量為Qi（2）、減排成本TCi（2）和減排總成本TC（2）。由式（15）～（18）得P＊＊＝50千元出現(xiàn)均衡時(shí)，碳源企業(yè)的 減 排 數(shù) 量Qi（3）、減 排 成 本TCi（3）、總 成 本TC（3）。TC（3）＝12 115千元，其中碳源企業(yè)自主減排成本9 115千元，購買森林碳匯支持3 000千元；森林碳匯獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償3 000千元，而造林成本為1 200千元，造林利潤1 800千元（見表2）。由表2可知，TC（1）＞TC（2）、TC（1）＞TC（3）、TC（1）i≥TC（2）i、TC（1）i＞TC（3）i（i＝1，2，…，8），表明在減排總量控制下，企業(yè)按減排目標(biāo)自主減排是劣策略，處于經(jīng)濟(jì)理性的企業(yè)必然選擇碳排放企業(yè)間排放權(quán)調(diào)劑或用

表2 CO2減排目標(biāo)及成本計(jì)算表

五、結(jié)論與政策建議

本研究通過將森林碳匯植入到碳排放權(quán)交易中，研究碳源企業(yè)出于成本最小化或利潤最大化的碳排放路徑選擇。研究表明：通過市場化的機(jī)制設(shè)計(jì)，減排成本較高的企業(yè)向減排成本較低的企業(yè)或森林碳匯抵減碳排放。在碳排放企業(yè)間排放權(quán)調(diào)劑與用森林碳匯抵減碳排放權(quán)交易選擇上，TC（2）i＞TC（3）i（i＝1，2，3，4）表明減排成本較高更傾向于用森林碳匯抵減自己超額碳排。TC（2）i＜TC（3）i（i＝5，6，7，8）表明減排成本較低的企業(yè)選擇碳源企業(yè)間的排放權(quán)調(diào)劑比選擇森林碳匯抵減碳排權(quán)交易對自己更有利，但由于森林碳匯的成本和生態(tài)優(yōu)勢且TC（3）＜TC（2），這表明用森林碳匯抵減碳排放比碳源企業(yè)間的排放權(quán)調(diào)劑更節(jié)約社會成本，它是一種帕累托改進(jìn)，大大增進(jìn)了社會福利。森林碳匯部門購買碳排放權(quán)，減排成本較低的碳源企業(yè)出售部分自己超額減排量，森林碳匯供給者向碳源企業(yè)出售森林碳匯，使減排成本較高的企業(yè)承擔(dān)起應(yīng)有的減排責(zé)任和排放代價(jià)，減排成本較低的企業(yè)和森林碳匯供給者獲得利益激勵，森林生態(tài)價(jià)值補(bǔ)償在市場機(jī)制中實(shí)現(xiàn)，有利于約束企業(yè)行為，激勵森林碳匯行為，其結(jié)果是企業(yè)減排單位CO2的成本支出更低。

本文政策含義為：發(fā)展森林碳匯交易不僅使減排成本較高的碳源企業(yè)承擔(dān)起應(yīng)有的減排責(zé)任和排放代價(jià)，而且通過森林碳匯帶來較高的經(jīng)濟(jì)收益，還能夠引導(dǎo)資金回流農(nóng)村，帶動貧困地區(qū)農(nóng)民致富。因此，政府應(yīng)該大力推動森林碳匯項(xiàng)目，通過發(fā)展造林增加森林碳匯，讓碳排放企業(yè)為植樹造林買單，這不僅有利于拓展中國林業(yè)的投融資渠道，還能引導(dǎo)城市和發(fā)達(dá)地區(qū)的資金回流農(nóng)村，促進(jìn)農(nóng)民就業(yè)和增收。

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Trading Mechanism on Carbon Dioxide Emission Right Trading with Forest Carbon Sink Embed

TIAN Jie，SHAO Teng-wei，XU Mei
（Public Finance and Finance School，Chongqing Technology and Business University，Chongqing 400067，China）

Under the control of amount to carbon dioxide emissions，the enterprises must make decision among the emission reduction by oneself，emission reduction by other enterprises and the purchase forest carbon sink to reduce emission，based on the target of the minimization of cost or maximization of profit of Carbon abatement．The study shows that due to the mechanism of commercialization，enterprise whose cost of emission reduction is high should be responsible and take charge of their emissions；enterprise whose cost of emission reduction is low and the supplier of forest carbon sink should obtain enough return from the enterprises whose cost of emission reduction is high；the forestry ecological efficiency value is compensated in the market mechanism．All these can restrain the enterprises＇emission and stimulate the action of planting trees，which is helpful for increasing economic development and ecological civilization in the same step and can guarantee the development is scientific．

carbon source；carbon sink；forest carbon sink；carbon dioxide emission right trading

X192

A

1007－3116（2014）07－0088－07

2014－01－21；修復(fù)日期：2014－03－21

重慶工商大學(xué)青年基金項(xiàng)目《中國保險(xiǎn)排除的經(jīng)濟(jì)福利效應(yīng)及干預(yù)措施》（1351008）

田 杰，男，湖北棗陽人，管理學(xué)博士，講師，博士后，研究方向：農(nóng)村金融；

邵騰偉，男，重慶人，管理學(xué)博士，副教授，研究方向：農(nóng)村金融；

徐 玫，女，四川雅安人，副教授，研究方向：農(nóng)村金融。

（責(zé)任編輯：李 勤）