低碳经济:理论实证研究进展与展望

在我国"七省市"碳交易试点确立之后,政策制定者、企业管理层和环境科学领域的专家学者特别关心碳交易市场的减排效果,及其对我国经济、环境和对外贸易的影响.为回答这些问题,本文首先对碳减排、节能减排和低碳经济的概念进行界定和区分,然后探讨实施碳减排的政策措施和经济手段,根据减排措施的理论可行性和在全球范围内实施的广泛性,针对"数量控制"和"价格控制"减排措施展开系统分析,详细阐述这两种减排措施的具体实施过程和实际减排效果,进而对比分析它们在实施过程中的优缺点,并从宏观、微观和技术三个层面剖析降低碳排放的机理和路径,指出它们对我国的可借鉴之处.其次,根据研究角度的不同,对碳减排的相关前沿研究成果进行分类回顾和评述,指出其对我国碳减排的启发,并结合实际指出前人研究不足和存在的理论空白.最后以讨论的形式,提出未来需要进一步探讨的几个碳减排问题,为相关学者的研究提供一些洞察.     

碳减排量定价理论研究

《联合国气候变化框架公约》的《京都议定书》中规定了排放贸易、联合履约和清洁发展机制三种灵活机制 ,其附件 I国家可以通过这三种机制以较低的成本从境外获得碳减排量 .本文将碳减排量当作一种特殊资源 ,建立了一个国家的碳减排量定价理论模型 .使用该模型通过扰动分析 ,导出了减排量的最高需求价格和最低供给价格的计算公式 .     

考虑公平关切的自主减排低碳供应链决策研究

在碳减排约束下,通过对低碳供应链进行建模,借助数值实验,运用博弈论的方法研究产品碳系数和制造商公平关切行为对低碳供应链定价策略、碳减排水平、供应链各方利润以及供应链整体利润的影响.研究结果表明:1)集中式决策模式下,产品碳减排水平和供应链整体利润要高于分散式决策.制造商客观存在的公平关切属性会进一步降低产品碳减排水平和供应链整体利润,且随着制造商公平关切程度的增大,供应链各方成员以及供应链整体利润均会减小,但制造商利润所占供应链总利润的份额却在不断增大;2)三种不同供应链决策模式下,低碳产品零售价格、碳减排水平和供应链利润均会随着碳系数的增大而增大;3)碳减排投资成本分担契约的实施能够促进低碳产品零售价格降低,销量增加,从而能够有效地提高低碳供应链的整体效率.     

碳税政策下的供应链减排决策研究

针对政府对碳排放征税及消费者对低碳产品存在偏好,分别研究了随机需求下批发价契约及收益共享契约下生产商的碳减排决策问题,并比较了减排前后两种契约的最优参数.研究表明,收益共享契约能够协调不减排/减排下的供应链,并改进链上成员的收益;并且在两种契约下:都分别存在唯一的减排率使生产商/供应链整体收益最大,并且对批发价契约下生产商和零售商,及收益共享契约供应链整体,都分别存在一个使他们能从减排中获益的减排率上限.减排后,最优批发价的升降取决于生产成本的增加量,共享比例取值范围的变化取决于供应链的效率,且当消费者愿意为低碳产品多支付的价格比例高于单位生产成本的上升比例时,共享系数取值范围下降,反之,则上升.     

Optimal Implementation Strategy of Carbon Emission Reduction Policy Instruments in Consideration of Cost Efficiency

In this paper, regulatory and optimum programming model has been adopted. Considering the costs of emission reduction, supervision and penalty, we went all out to analyze the optimal decision of cost efficiency of regulators when implementing these three policy instruments: carbon emission standards, carbon emission trading permissions, and carbon taxes as well. Its result has indicated: In strict accordance with control target of total carbon emissions, regulators are willing to render social and economic cost able to achieve the goal of optimal cost efficiency by regulating carbon emission standards and supervising marginal cost caused by variations in the probability; fortunately, under the conditions of low supervisory cost and certain criteria which is met, the implementation of carbon emission trading permissions could provide social and economic cost with opportunities to realize that objective; through comparative analysis, carbon emission trading permissions have the advantages of higher efficiency than carbon emission standards on the premise of incomplete information. During the implementation of carbon taxes strategy, when there exists uncertainty information in the enterprises reduction behaviors, the condition which enterprises can fully comply with is the tax rate level is not higher than marginal penalty function; the tax rate level of enterprises perfect compliance ought not to be lower than the division of marginal penalty cost and marginal supervisory cost. The optimal strategy of enterprises imperfect compliance is that regulators varying the marginal cost of emission standards is equal to varying that of supervisory probability.     

碳交易政策下低碳技术异地协同共享策略及减排收益研究

基于中国碳排放权交易市场背景,文章综合考虑了低碳技术创新(共享)对减排收益的影响,以及本地区域技术创新和外部区域技术共享行为跨期效应特征.采用微分对策方法分析由本地区域低碳技术创新的努力程度和外部区域低碳技术共享努力程度共同决定的区域低碳技术存量动态策略问题.在相关假设的基础上,分别构建了无成本分担的分散式决策、成本分担下的分散式决策及集中式决策三种情形下的动态博弈模型,得到了各自的最优反馈均衡策略、低碳技术存量以及利润函数随时间变化的最优轨迹.通过对比三种情形下的反馈均衡策略、成本分担机制和合作创新机制对主体减排收益帕累托改进程度发现,集中决策情形下,本地区域和外部区域的低碳技术创新(共享)的努力程度较高,整体减排收益也比非合作时高,实现了Pareto最优;成本分担机制能够小范围地提高各主体的努力程度,适度改善减排收益.最后,通过数值仿真分析,验证了模型的有效性,并分析了在低碳技术合作创新情形下相关参数的灵敏性,为推进区域低碳技术异地协同共享长期合作提供了理论依据.     

全球排放情景实现路径及国别影响研究

IPCC第五次评估报告采用典型浓度路径(representative concentration pathways,RCP)情景对全球温室气体浓度与气候影响作出分析,但当前研究对于排放路径实施的具体方案讨论较少.本文采用反应发展中国家诉求的"收缩与趋同"方案对RCP情景描述的CO_2排放空间进行分配,应用全球多区域动态一般均衡模型对全球各区域的减排路径及能源经济影响进行分析.研究表明,由于各国发展阶段与特征不同,减排成本的国别差异较大,中国经济损失(5.3%~14.2%之间)明显高于欧盟与美国,且中国在2030年以前实现严格减排的经济冲击比2030年以后实现更大.中国一方面需要谨慎做出国际减排承诺,一方面也应该寻求国际社会更多的支持与帮助.同时,全球碳排放配额交易机制的建立可以大幅降低国际减排成本.研究结果为中国在国际谈判中争取合理发展空间,设计国际合作制度等提供研究支持.     

双寡头竞争环境下的碳配额分配策略研究

考虑碳配额分配策略对具有不同单位产品碳排放水平企业的生产决策影响,构建双寡头竞争环境下的差异化碳配额分配策略.通过建立基于差异化分配策略的古诺模型,研究了各种碳配额分配策略对具有不同单位产品碳排放水平企业的利润、价格、产量和碳排放的影响.分析结果表明,市场规模和单位产品碳排放水平对减排措施的实施效果具有显著影响;"侧重低排企业"的差异性配额分配策略优于其它配额分配策略,该策略能够在减少碳排放的基础上更好地保护低排企业,激励企业积极降低单位产品碳排放水平、更好地应对国际竞争;"侧重高排企业"或"均等"的碳配额分配策略虽能实现减排的目的,但会带来反向激励效用,从理论上验证我国当前策略的恰当和不足.     

不同主导力量下供应商减排投资的谎报与协调策略

在碳交易政策下的两级低碳供应链中,针对供应商可能利用私有成本信息增加自身利润损害零售商和供应链绩效的问题,探讨供应商投资减排后不同主导力量下供应商的成本信息谎报行为和供应链协调策略。研究发现,供应链主导力量对供应链利润在供应链成员间的分配、供应链的整体绩效和供应商的最优成本谎报策略均有影响。供应商主导型供应链中,供应商不会谎报其成本信息;零售商主导型供应链中,供应商在一定条件下会采取相应的谎报策略以使自身利润最大化,影响减排量、低碳产品零售价格以及零售商和供应链的绩效等。因此,设计一种固定减排量下依赖于批发价格的线性补贴惩罚机制进行协调。在合适的契约参数设置下,此机制在激励供应商反馈真实成本信息的同时能够实现低碳供应链的完美协调,且能将供应链利润在零售商和供应商之间进行自由划分。最后,通过数值分析对结论进行验证并探讨了谎报因子与零售商和供应商利润的关系。     

消费者低碳偏好下零售商主导供应链减排合作与协调

针对零售商主导供应链在碳交易和消费者低碳偏好下的减排合作决策问题,以供应商不减排投资分散决策模型为基础,建立了供应商减排投资的斯坦伯格博弈和垂直纳什博弈不合作模型及集中决策合作博弈模型.给出了供应商减排投资和选择垂直纳什博弈的条件,分析了零售价、减排量、需求和供应链成员利润的变化.研究发现,供应商投资减排,供应商和零售商的利润均增加且供应商利润在垂直纳什博弈均衡时比斯坦伯格博弈均衡时大,但斯坦伯格博弈和垂直纳什博弈均不能实现低碳供应链协调;特定条件下的垂直纳什博弈和集中决策的零售价格低于供应商不进行减排投资下的普通产品零售价格,即低碳并不一定高价.指出零售商具有选择与供应商进行投资减排合作的动力,从而构建了供应商和零售商共同决策批发价格的纳什讨价还价博弈模型来实现供应链减排合作与利润分配.最后,通过算例对模型进行了验证分析.     

政府补贴下供应链合作减排与促销的动态优化

在低碳背景下,针对低碳供应链减排、促销以及政府补贴策略问题,构建政府参与下由制造商和零售商构成的供应链微分博弈模型.将产品减排量和商誉作为状态变量,且考虑产品减排量和商誉同时影响需求下,分析不同决策下政府和供应链的反馈均衡策略,进一步结合算例进行讨论分析.研究发现:无政府补贴时,在一定条件下,成本分担契约可以实现制造商...     

基于制度变量的流域排污权交易系统模型

根据交易比率系统(TRS)模型,引入污水处理厂和基于排污总量控制的区域负荷标准2个制度变量,建立了新的成本有效流域排污权交易系统模型,并进行了仿真.结果表明,新模型使排污交易系统总削污成本明显小于TRS模型总削污成本,而且,随着区域负荷标准的下降,每个排污源的削污量逐渐增加,委托污水处理厂的处理量逐渐上升,排污权的交易量逐渐减少,流域总的排污量逐渐下降.     

多目标碳配额分配下的减排技术投资策略研究

本文研究政府在多目标碳配额分配条件下,行业内减排效率差异企业的最优减排技术投资策略.通过建立政府与企业的博弈模型,采用理想点法对多目标规划问题进行求解,分析碳配额政策对企业技术投资决策的影响.数值分析结果显示,在政府兼顾社会效益和经济效益的多目标配额分配条件下,低减排效率企业更有可能投资进行技术升级,以获得政府分配的更多配额,而高效率企业的投资动力不足.另外,技术投资成本下降或减排技术代际差异扩大时,行业内两企业投资升级技术的可能性增加.所得结论对于政府制定合适的碳配额分配政策,以及相关配套措施促进全行业的技术升级具有重要意义.     

物联网环境下碳配额和减排双重约束的企业资源共享策略

制造业之间的产能不均导致了许多潜在的浪费,为使现存资源得到更高效的利用,物联网平台可以帮助制造商双方进行信息对接,克服产能不均的限制,实现资源共享.本文以两个制造商为研究对象,探讨双方进行产品转移的最优决策问题,建立了碳配额和减排双重约束的利润优化模型.在两种情景下(双方碳配额都充足,一方充足一方不足)分别讨论了制造业之间产能共享的优化决策,并通过数值分析进行验证.结果表明:配额不足能促进企业的积极减排.产能充足的企业的减排成本及碳价格对双方资源共享的条件有直接的影响.在企业减排成本接受范围内,产能充足的企业的减排有利于其竞争优势的提高.     

政策协同：节能减排政策研究的新视角

随着政策运行环境复杂性、不确定性和无序性的加剧,深入研究我国节能减排政策的协同问题显得尤为迫切. 在概述我国节能减排政策出台情况的基础上,本文对我国节能减排政策以及政策协同研究的主要方面进行了梳理,发现我国节能减排政策的研究主要集中于分析其不足和实施困境、评估其效果、分析不同政策情景的节能减排潜力和成本、探寻最优的政策途径、 分析政策福利以及进行国际比较与借鉴等方面,而对于我国节能减排政策的协同问题关注较少;政策协同的研究主要聚焦于讨论其现状、必要性、协同效果和实现机制等. 借鉴政策协同的已有研究成果,本文进一步从我国节能减排政策协同现状及效果评估、国外协同模式对我国的启示和借鉴、最优协同方式探寻、国际协同模式和最佳协同程度分析、 避免协同失败和负效应的途径探索、非节能减排政策与节能减排政策间协同分析、协同机制构建等七个方面讨论了我国节能减排政策协同的后续研究方向.     

哥本哈根国际气候谈判的博弈树相关均衡分析

哥本哈根议程凸显出发展中国家与发达国家在国际气候谈判的博弈冲突性.借鉴Forgó的博弈树相关均衡概念,发展中国家和发达国家作为国际气候谈判主体,划分京都议定书时期,哥本哈根协议时期和未来长久时期,建立了哥本哈根国际气候谈判的序贯决策博弈模型.根据2007 年IPCC第一工作组《第四次评估报告》的研究结论,建立CO₂浓度与全球气温的线性回归模型和ARMA（4,2）预测模型,得出长期目标下各种减排路径的CO₂浓度贡献值.结合谈判设定各国温室气体减排率,计算各减排路径的全球气温变化,运用线性规划GHGAME 求解博弈树相关均衡结果.研究表明,根据前一时期减排进展采取相机调整的国际气候谈判方案,减排效果要好于谈判初期采取一揽子解决的方案;发达国家是否率先切实履行减排承诺,对全球气候变化控制效果至关重要.     

个人碳交易视角下消费者能源消费与福利变化研究

个人碳交易是一种直接针对个体消费者的碳减排市场机制,旨在通过引导、管制和鼓励等方式改变消费者高碳能源消费模式,形成低碳能源消费模式,以实现碳减排目的.本文基于消费者行为理论,构建了个人碳交易体系下消费者能源消费效用优化模型和福利变化测度模型,并运用中国电力消费数据对模型结果进行实证分析.结果表明:碳排放权市场交易量与初始碳排放权、能源价格呈显出先增后减的变化规律;碳排放权市场交易量与交易成本呈负向相关关系;初始碳排放权正向影响高排放者和低排放者的能源消费量;交易成本正向影响低排放者能源消费量、负向影响高排放者能源消费量;由于缓冲效应的存在,能源价格对消费者能源消费量的影响不显著;个人碳交易体系下,高排放者是福利的受损方,而低排放者是福利的获益方,实现了高污染者向低污染者的补贴,有助于促进社会公平.该研究成果对于今后个人碳交易的实施具有一定的引导和借鉴意义.     

碳交易机制对物流配送路径决策的影响研究

针对碳排放交易机制下的物流配送路径问题,引入考虑车辆载重和速度的碳排放度量方法,以TSP为基本参考模型,建立碳排放交易机制下的物流配送路径优化模型. 将该模型与传统的仅考虑经济费用的路径优化模型进行比较,说明碳排放交易机制下的路径安排策略能够有效减少碳排放. 通过数值实验探讨了碳交易、碳价格和碳配额对物流配送路径策略、碳排放量和总成本的影响. 并根据数值实验结果提炼出了一些对物流企业如何控制成本和降低碳排放的配送决策建议.     

Emission abatement for production system across locations with heterogeneous emission profiles

This paper investigates a production system in which the desired system state is a reduction of emissions and the controlling action plan is altering carbon price. From the operations perspective, we develop a model to study how increasing carbon emission costs may affect the joint production and location decisions for a manufacturer across different locations. Specifically, our model incorporates economies of scale and explicitly links product demand, production costs and carbon emission levels to location decisions. The firm's decisions in production batch size and locations are then optimised. The system state of emission are analysed under different carbon prices. Finally we check the alignment of objectives in costs and emissions for the system. The results show that for a production system with economies of scale, the production allocation is transformed to a location choice problem after optimising the costs. Raising the carbon price reduces the carbon emissions but may not be able to induce the production to be placed in an emission efficient place. We propose a hybrid policy combining carbon price and free emission allowance to fully align the cost efficiency and emission efficiency and characterise the link between the emission target and the carbon price.     

Design and analysis of the green climate fund

The Green Climate Fund （GCF） has been one of the core issues of the world climate summits under the United Nations Framework Convention on Climate Change （UNFCCC） in recent years. However, the GCF has not progressed smoothly, and currently there are no satisfactory schemes for raising and distributing the fund. This paper first discusses how to finance the GCF among Annex II countries. It introduces the ＇preference score compromises＇ （PSC） approach which is based on environmental responsibility and economic capacity, with historical emissions as an indicator for environmental responsibility and GDP as indicator for economic capacity. The results show that the United States and the European Union are the two largest contributors to the GCF, sponsoring more than 80% of the funds. Second, we discuss how to allocate the funds among non-Annex II parties. The ＇adaptation needs＇ （AN） approach, which takes account of economic strength and climate damages, is proposed to achieve the adaptation purpose of the GCF, and the results reveal that African countries with high levels of climate vulnerability could get most funds, with a share of almost 30%. Regarding the mitigation purpose of the GCF, this research introduces two approaches： the ＇carbon reduction contribution＇ （CC） approach and the ＇incremental cost＇ （IC） approach. Both approaches could achieve significant reductions in carbon emissions in non-Annex II parties, whereas the latter may provide limited adaptation finance but result in more mitigation effects. This paper also develops a method to combine abatement efficiency and adaptation fairness of the GCF, and we find that with an equal split between the AN and CC （or AN and IC） approaches, the amount of USD 100 billion could finance an emissions reduction of 1613 MtCO2 （2477 MtCO2）, while allocating USD 16 （or USD 9） per capita for adaptation in non-Annex II parties. The schemes proposed may be useful for promoting the development of the GCF in the future.