李少云， 顧光同，b， 李蘭英，b

（1. 浙江農(nóng)林大學a. 經(jīng)濟管理學院， b. 浙江省鄉(xiāng)村振興研究院， 杭州311300）

全球氣候變暖是人類迄今為止所面臨的最嚴重的環(huán)境問題之一， 這一環(huán)境問題一直是中國所面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。 中國政府承諾到2030 年單位GDP 的CO2強度比2005 年下降60%～65%[1]。 為此， 中國于2011 年10 月在北京市、 天津市、 重慶市、 上海市、 湖北省、 深圳市和廣東省展開地方碳排放權交易試點工作。 2017 年初正式啟動了福建碳交易試點， 并于年底啟動了全國碳市場建設。 此外， 中國已明確提出: 2020 年以后， 全國統(tǒng)一碳市場將跨入高速發(fā)展階段[2]。 在現(xiàn)有碳試點經(jīng)驗逐步推廣的基礎上，未來全國統(tǒng)一碳市場終將建成， 這標志著碳市場的銜接是必然趨勢。 碳交易價格作為碳市場的核心， 是碳交易市場的指示器和風向盤。 全球規(guī)模最大的歐盟碳排放權交易市場(EU ETS) 從建立至今經(jīng)歷了3 次劇烈的碳交易價格波動， 對整個碳市場造成嚴重影響[3-5]。 碳交易價格的不確定性和波動性對中國8 個碳試點市場的碳交易價格整合以及碳市場能否有效銜接至關重要， 因而成為專家學者研究的熱點。碳交易價格的形成還受其他因素的影響。 從供給方面來看， 碳配額是人為創(chuàng)造的碳減排目標， 國家對碳減排成本信息掌握不完全、 相關減排政策法規(guī)和目標的調(diào)整以及碳配額分配形式的改變都將對碳配額供給產(chǎn)生直接影響， 進而使碳交易價格發(fā)生改變[5]。 從需求方面來看， 經(jīng)濟形勢、 能源價格波動、 低碳與高碳能源價格相對變動導致的能源替代效應、 替代能源技術發(fā)展狀況、 國際碳交易價格的影響都會導致碳排放權需求及價格的波動。 關于碳交易價格的影響因素和碳交易價格預測， 國內(nèi)外已有相當豐富的研究成果。 國外學者主要從碳交易價格波動性預測方面展開研究[3-4，13]， 國內(nèi)學者不僅對碳交易價格的影響因素進行了分析[6-12]， 也在碳交易價格預測方面有所關注， 大部分學者對國際碳市場或國內(nèi)碳試點市場的碳交易價格進行預測[14-19]。 部分學者根據(jù)GARCH 族模型對中國部分碳試點市場的價格波動特征進行探究， 發(fā)現(xiàn)中國碳試點市場具有非對稱特征[20]； 少數(shù)學者以6 個碳試點市場的日均交易收盤價格為樣本， 研究了中國6 個碳試點市場的價格波動特性， 并分析比較各碳試點市場波動特征的異同[21]；極少部分學者分類分析了中國碳交易價格變化[22]。 關于中國各個碳試點市場的碳交易價格的共同趨勢特征卻鮮有成果， 且多局限于分析單個或幾個碳試點市場的碳交易價格的影響因素和波動預測等， 尚未涉及中國各個碳試點市場之間的銜接。 因此， 在面臨著全球氣候變暖這一嚴峻的環(huán)境問題挑戰(zhàn)以及由區(qū)域性交易市場邁向全國性市場的關鍵節(jié)點， 根據(jù)國內(nèi)2013 年6 月至2019 年3 月各個碳交易所的碳交易數(shù)據(jù)， 以碳交易價格為研究對象， 采用面板協(xié)整檢驗方法從統(tǒng)一整合的視角分析中國8 個碳試點市場的碳交易價格的共同趨勢特征。 一方面， 研究碳試點市場的共同趨勢特征可以檢驗中國各個碳試點市場的建設成效， 為構建全國統(tǒng)一碳市場提供經(jīng)驗基礎； 另一方面， 研究碳試點市場的共同趨勢特征可以為監(jiān)管部門和碳市場交易主體以及構建全國統(tǒng)一的碳排放權交易市場等提供相關信息支撐和建議， 從而可以引導碳試點順利向全國統(tǒng)一碳市場過渡。 此外， 從定量分析的視角探索我國各個碳試點市場的碳交易價格的共同趨勢特征， 還可在一定程度上彌補相關量化研究不足的缺陷。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

利用爬蟲技術從各碳試點市場交易網(wǎng)站獲取相關數(shù)據(jù)， 以碳排放配額現(xiàn)貨日交易的成交價作為變量， 為了保證數(shù)據(jù)的一致性與可比性， 選取時間范圍為2014-06-19 至2019-03-01， 即選取所有碳交易試點市場均開始進行碳交易的2014-06-19 為時間起點。 由于深圳碳試點市場存在6 種交易類型， 相對于SZA-2013 這一交易類型， 其它交易類型存在成交年限較短、 成交價格等相關數(shù)據(jù)不全面等問題。因此選取SZA-2013 這一交易類型的成交價作為分析對象。

1.2 分析方法

為了縮小誤差， 對碳排放配額現(xiàn)貨日交易的成交價序列作自然對數(shù)處理， 所得到的序列即為收益率序列[21]。

式中rt表示在時間t 時的收益率； Pt表示在時間t 時碳交易的成交價格； Pt-1表示在時間t-1 時碳交易的成交價格。

截至2019 年11 月， 碳市場交易主要是采用碳配額形式。 假設中國碳試點市場的企業(yè)成本是政府的收入， 基本機制是: 如果企業(yè)的能源需求大于免費限額， 那么這些企業(yè)應該按照碳排放權交易機制(ETS) 價格向政府支付； 如果排放量大于企業(yè)的碳排放配額(CA)， 超排放企業(yè)應按ETS 價格的3 倍罰款支付。 根據(jù)中國的8 個碳試點市場， 2017—2030 年免費限額(FA) 將為90%。 ETS 市場可以通過以下3 個方程[23]來表達。

式中EMi表示工業(yè)的CO2總排放量； COALi和O_ Gi代表工業(yè)的化石消費； γcoal和γo_g分別表示煤、 石油和天然氣的CO2排放系數(shù)； PLCei表示ei 行業(yè)中ETS 市場的政策成本； ei 是參與ETS 市場的行業(yè)； pt表示ETS 價格； pf代表ETS 對過度排放企業(yè)罰款； CAei表示ei 行業(yè)的碳排放配額； FAei表示ei 行業(yè)中的免費津貼； far 表示免費津貼率。

經(jīng)濟市場領域中大量的時間序列都存在著共同運動的趨勢， 表現(xiàn)為一階矩陣層面的協(xié)整關系和二階矩陣層面的協(xié)同持續(xù)性。 由于重點考慮各碳試點市場之間碳交易價格的共同趨勢并希望有效利用面板數(shù)據(jù)， 由此， 使用面板協(xié)整模型來分析碳交易價格的共同趨勢。 共同趨勢模型的基本原理是如果變量之間存在協(xié)整關系， 那么在市場力量作用下變量在長期會趨于一致。

對碳交易成交價序列的一階差分進行了單位根檢驗(ADF) 來觀測中國碳排放權交易市場的實際交易數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性。 然后， 建立面板協(xié)整計量模型來量化中國8 個碳試點市場的碳交易價格之間的內(nèi)在聯(lián)系。

進行協(xié)整檢驗之前首先要進行單位根檢驗， 判斷單位根檢驗的序列是否是平穩(wěn)序列， 若不是， 則對其差分， d 次差分后的序列通過單位根檢驗則為d 階單整序列， 只有兩序列階數(shù)相同才能進行協(xié)整檢驗。 也就是只有同階數(shù)據(jù)間才有可能存在協(xié)整關系[24]。

系統(tǒng)方程向量協(xié)整檢驗基本思路: 在向量自回歸模型的基礎上， 建立向量誤差校正模型， 進而運用極大似然估計法來研究系統(tǒng)內(nèi)多個協(xié)整關系的估計及檢驗。 相應的假設檢驗如下:

在估計之前首先要確定m 維向量時間序列{Xt} 中協(xié)整關系的個數(shù)， 即協(xié)整的秩， Johansen 基于似然比檢驗構造了兩種形式的檢驗統(tǒng)計量[25]， 一種是最大特征根統(tǒng)計量， 另一種是跡統(tǒng)計量。 假設rank{∏} ＝r， 那么使用最大特征根。

統(tǒng)計量假設H0: r≤r0； H1: r≤r0+1 (0≤r0≤m)。

檢驗統(tǒng)計量為:

式中λ 為影響矩陣的特征根， λ1≥λ2≥……≥λm； r0＝1， 2， ……， m-1。

使用跡統(tǒng)計量假設H0: r≤r0； H1: r≥r0(0≤r0≤m)

檢驗統(tǒng)計量為:

檢驗過程為連續(xù)檢驗， 具體方法: 檢驗r＝0， 若λmax小于臨界值， 則接受原假設， 檢驗終止， 表明{Xt} 中不存在協(xié)整關系； 反之， 檢驗繼續(xù)； 依次檢驗r≤1， r≤2， ……， r≤m-1， 直至出現(xiàn)r*， 使得r≤r*-1 被拒絕， 而r≤r*被接受， 則結論為rank{∏} ＝r*， 表明{Xt} 中存在r*個協(xié)整關系。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

首先， 通過R3.53 軟件對2013 年6 月至2019 年3 月中國8 個碳試點市場的碳成交價序列的一階差分進行ADF 檢驗， 確保碳成交價序列的平穩(wěn)性， 即均為一階單整序列。 其次， 運用Enger-Granger 兩步法將各碳試點市場的碳成交價格進行兩兩協(xié)整估計與檢驗。 最后， 使用系統(tǒng)方程向量協(xié)整檢驗來研究3個市場、 4 個市場、 5 個市場以及6 個市場等不同組合間協(xié)整關系。 結合中國碳市場統(tǒng)一的必然趨勢，來探討碳市場交易價格的共同趨勢特征。

2 結果與分析

2.1 碳市場交易價格的波動特征

由于各碳市場交易機制、 政策及活躍程度不同使得碳排放配額現(xiàn)貨成交量存在較大差異， 所以各碳試點市場的碳交易價格波動性也存在較大差異。 但其價格波動趨勢相似， 都是在初期經(jīng)歷較大漲幅之后漸趨下降， 最后通過完善碳市場機制和政策， 其最終價格波動漸趨于平穩(wěn)。

2.2 碳交易價格平穩(wěn)性檢驗

碳成交價的ADF 檢驗結果如表1 所示。所有的碳成交價格序列均在1%的水平上拒絕了原假設， 意味著其是平穩(wěn)的， 即均為一階單整序列， 可以應用向量協(xié)整模型對其進行檢驗。

2.3 單方程協(xié)整檢驗的共同趨勢分析

表1 碳成交價的ADF 檢驗Table 1 ADF test of the carbon price

表2 單方程協(xié)整檢驗的共同趨勢檢驗Table 2 Common trend test of cointegration test for single equation

2.3.1 具有共同趨勢的兩兩碳試點市場

為了考察中國8 個碳試點市場的碳交易價格的共同趨勢， 首先對兩兩碳試點市場進行協(xié)整檢驗。 北京碳市場和上海碳市場的協(xié)整檢驗統(tǒng)計量值為-4.940 2。 根據(jù)MacKinnon[26]， 計算出在5%顯著水平下檢驗臨界值為-1.95。 -4.940 2＜-1.95， 即檢驗統(tǒng)計量在5%水平下小于臨界值， 從而拒絕原假設， 認為殘差序列μ＾t平穩(wěn)。 結合協(xié)整方程， 表明北京和上海在5%水平下存在共同趨勢， 并且長期均衡系數(shù)為0.216 8， 說明上海碳市場的碳成交價格每變化1%， 北京碳市場的碳成交價格變化0.216 8%。 同理可得， 在5%水平下， 北京、 天津、 深圳、 湖北、 重慶和福建均存在共同趨勢； 上海、 天津、 深圳、 湖北、 重慶和福建均存在共同趨勢； 廣東、 天津、 深圳、 湖北、 重慶和福建均存在共同趨勢； 天津、 深圳、 湖北和福建均存在共同趨勢； 深圳、 湖北、 重慶和福建均存在共同趨勢。 由此可以看出， 具有共同趨勢特征的兩兩碳試點市場一共有24 組。

2.3.2 不具有共同趨勢的兩兩碳試點市場

同理可知， 在5%水平下， 北京和廣東、 上海和廣東、 湖北和福建、 天津和重慶不存在共同趨勢。即不具有共同趨勢特征的兩兩碳試點市場有4 組。

2.4 系統(tǒng)方程協(xié)整檢驗的共同趨勢分析

運用系統(tǒng)方程協(xié)整檢驗對兩兩碳試點市場間存在協(xié)整關系的依次進行3 個碳試點市場間的協(xié)整， 以此類推， 逐個進行3 個市場、 4 個市場、 5 個市場以及6 個市場等不同組合間協(xié)整關系檢驗， 結果如表3 和表4 所示。

表3 系統(tǒng)方程協(xié)整檢驗的共同趨勢檢驗(碳試點市場間存在共同趨勢)Table 3 Common trend test of cointegration test of system equation (There is common trend among pilot carbon markets)

表4 系統(tǒng)方程協(xié)整檢驗的共同趨勢檢驗(碳試點市場間不存在共同趨勢)Table 4 Common trend test of cointegration test of system equation (There is no common trend among pilot carbon markets)

8 個碳試點市場的交易價格共同趨勢沒有普遍性的可能原因是: 由于每個碳試點市場有其獨特的資源稟賦、 經(jīng)濟態(tài)勢、 能源結構、 產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和技術條件等。 在地理上， 各試點分散在中國的東部和中部地區(qū)。 每個ETS 在經(jīng)濟結構方面都有明顯的特征， 例如北京、 上海、 天津和深圳的服務業(yè)GDP 比率較高，其ETS 不僅涵蓋工業(yè)， 還涵蓋非工業(yè)部門。 重慶和湖北省處于工業(yè)化的中間階段， 其ETS 僅覆蓋工業(yè)部門。 但是在碳試點市場和統(tǒng)一碳市場共存的特殊階段， 相關部門的政策制定者必須認識到建立中國碳市場過程中的緊迫因素， 從而促進統(tǒng)一碳市場盡快進入成熟穩(wěn)定的狀態(tài)。

2.4.1 3 個碳試點市場間

北京和天津碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性很高， 北京、 深圳碳市場和北京、 湖北碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較高， 北京、 重慶碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較低， 北京、 上海碳市場與其他碳市場不存在共同趨勢； 上海碳市場只有和天津或深圳碳市場組合在一起才與其他碳市場可能存在共同趨勢， 即上海碳市場在3 個市場協(xié)整中的兼容性中最差； 廣東和天津碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性很高， 廣東、 湖北碳市場和廣東、 深圳碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較高， 廣東、 重慶碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較低； 湖北、 天津碳市場和湖北、 深圳碳市場與其他碳市場不存在共同趨勢； 深圳、 天津碳市場與福建碳市場不存在共同趨勢， 深圳、 重慶碳市場與福建碳市場存在共同趨勢的可能性較低。

2.4.2 4 個碳試點市場間

北京、 天津和深圳碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性很高， 北京、 湖北和深圳碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較高， 其余存在共同趨勢的可能性很低； 上海、 天津和深圳碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性很高； 廣東、 湖北、 天津碳市場與其他碳市場存在共同趨勢的可能性較高， 其余存在共同趨勢的可能性很低， 廣東、 天津、 重慶和福建碳市場以及廣東、 天津、 深圳和重慶碳市場都不存在共同趨勢。

2.4.3 5 個碳試點市場間

北京、 天津、 深圳和湖北碳市場與福建碳市場存在共同趨勢， 北京、 天津、 深圳和湖北碳市場與重慶碳市場以及北京、 天津、 深圳、 重慶和福建碳市場可能存在共同趨勢； 上海、 天津、 深圳、 重慶和福建碳市場以及上海、 天津、 深圳、 湖北和福建碳市場存在共同趨勢。 上海、 天津、 深圳、 湖北和重慶碳市場不存在共同趨勢。 此外， 6 個及以上碳市場間沒有共同趨勢， 即無長期均衡關系。

3 結論與建議

3.1 結論

在5%顯著水平下， 兩個碳試點市場大都存在共同趨勢， 3 個碳試點市場間的共同趨勢特征較明顯，4 個碳試點市場間的具有明顯共同趨勢較少， 5 個碳試點市場間具有明顯共同趨勢的僅有3 個， 6 個及以上碳試點市場間沒有共同趨勢， 即無長期均衡關系； 盡管8 個碳試點市場交易價格差異較大， 但是在全國碳市場統(tǒng)一趨勢下， 整體兼容性存在很大的改善空間。

3.2 建議

在碳市場銜接的必然趨勢及充分考慮各試點碳交易所具體實際情況的基礎上， 根據(jù)試點經(jīng)驗逐步推廣， 最終建成全國統(tǒng)一碳市場可從如下3 個方面開展。

3.2.1 推進配額分配方案建設

首先， 在借鑒國際碳市場相關經(jīng)驗的前提下， 區(qū)分中國不同地區(qū)的碳配額， 利用各碳試點市場經(jīng)濟發(fā)展水平和資源稟賦的差距， 加大對發(fā)展相對落后地區(qū)的配額分配力度， 每個碳試點市場的配額可從監(jiān)管角度來設計， 并促進有償分配方式的推進。 其次， 相關部門在立足中國各碳試點市場的實際發(fā)展情況上科學合理地選擇歷史排放參照時期， 對早期參加減排行動的企業(yè)制定相應的獎勵機制和政策優(yōu)惠力度。 此外， 在全國統(tǒng)一碳市場建設中， 對于配額分配方案要進一步細化并且說明相應的配額調(diào)整情況，將配額分配方案等相關的信息進行公示從而提高配額分配過程的透明度， 強化全國統(tǒng)一碳市場配額分配機制的公信力。 最后， 值得注意的是， 中國更側(cè)重于重工業(yè)行業(yè)的碳配額分配方案或方式， 對第三產(chǎn)業(yè)的碳排放配額也應當給予足夠的重視， 以實現(xiàn)中國碳市場的銜接統(tǒng)一。

3.2.2 完善碳交易價格機制， 豐富碳交易品種和交易方式

首先， 在加強宏觀調(diào)控基礎上， 從碳試點市場經(jīng)驗中了解碳價作用的機理， 由初期的碳排放配額現(xiàn)貨交易向碳金融、 碳期貨、 碳期權等多種交易產(chǎn)品發(fā)展， 逐步建立以市場為導向的碳市場， 進而探索可發(fā)揮市場作用的統(tǒng)一定價機制。 其次， 根據(jù)歐盟碳金融、 碳期貨等市場經(jīng)驗， 中國可以允許企業(yè)在實際碳排放量超過持有碳配額的情況下預支下期碳配額， 防止碳交易價格的劇烈波動， 增強控排企業(yè)參與碳金融、 期貨等市場的活躍度。 最后， 為防止由于減排成本增加而導致企業(yè)發(fā)展困難等問題， 政府對減排企業(yè)除政策支持外， 可以加大財政補貼力度， 提高企業(yè)積極性。

3.2.3 推進碳試點過渡， 健全相關法律政策體系

碳市場法制建設與碳市場機制設計是相輔相成的。 在制定相關法律時， 政府應側(cè)重于碳配額屬性、市場監(jiān)管主體、 交易當事人的權利義務以及懲罰措施等方面， 并且碳交易所應及時發(fā)布相關的解釋文件， 披露每一個交易步驟的細節(jié)。 通過建立一套合理、 科學和有效的碳市場法律政策體系， 為政府落實應對氣候變化和低碳發(fā)展政策提供法制保障。 此外， 碳試點市場過渡階段應注意相關法律法規(guī)的時效性和政策的階段性， 從而引導碳試點順利向全國統(tǒng)一碳市場過渡。