鐘曉青 黃安琦 徐永成 廖立維 邢曉靜

[摘 要]本文通過建立我國森林碳匯供給、需求曲線模型及對供給、需求的階段性彈性分析，發(fā)現(xiàn)我國的碳匯吸收總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于不斷上升的碳源排放量，是典型的碳源型國家。在完全競爭的市場條件下，當(dāng)價格為X時，S=D，是市場出清，此時具有帕累托效率。在完全價格歧視的壟斷條件下，碳匯稀缺的林權(quán)所有者可根據(jù)消費(fèi)者（碳源）愿意出的價格差別定價，消費(fèi)者剩余全歸林權(quán)所有者（碳匯）所有，碳匯的生產(chǎn)者剩余最大并促進(jìn)了碳匯的整體提升，這時也是帕累托最優(yōu)。因此，建立市場經(jīng)濟(jì)方式（而不是2C式）的完全競爭性質(zhì)的碳匯交易市場，才是促進(jìn)節(jié)能減排、新能源替代和碳中和三位一體的訣竅或關(guān)鍵所在。

[關(guān)鍵詞]碳源;碳匯;供、求模型;碳均衡;競爭市場;定價機(jī)制

[中圖分類號]F740.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1674-6848（2015）05-0068-11

[作者簡介]鐘曉青（1962— ），男，湖南永順人，博士、副教授，中山大學(xué)園林及生態(tài)經(jīng)濟(jì)規(guī)劃設(shè)計研究所所長、兼任廣州市建工設(shè)計院副院長、香港中文大學(xué)景觀設(shè)計院副院長、廣州新世紀(jì)藝術(shù)研究院常務(wù)副院長、主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)研究;黃安琦（1991— ），女，廣東中山人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)和園林設(shè)計研究;徐永成（1984— ），男，湖北荊州人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事人口資源環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)研究;廖立維（1988— ），男，廣東博羅人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與園林設(shè)計研究;邢曉靜（1989— ），女， 內(nèi)蒙古赤峰人，中山大學(xué)碩士研究生，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)與園林設(shè)計研究（廣州 510275）。

[基金項(xiàng)目]國家社會科學(xué)基金“九五”重點(diǎn)項(xiàng)目“可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)研究”（96AJB042）、華南理工大學(xué)亞熱帶建筑國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金項(xiàng)目“綠色空間研究”（20070401）、“低碳社區(qū)研究”（2010KB10）與廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“生態(tài)經(jīng)濟(jì)邊緣效應(yīng)研究”（974083）的階段性成果。

Title： A Study on the Pricing Mechanism of Carbon Trading Based on the Market Clearing Principle

By： Zhong Xiaoqing，Huang Anqi，Xu Yongcheng，Liao Liwei & Xing Xiaojing

Abstract： By establishing Chinas forest carbon sequestration supply and demand curve model and analyzing the stage elasticity of supply and demand， weve found that China is a typical carbon source country as its carbon absorption amount is far less than that of the rising carbon emissions. In the condition of a complete competition market， when the price is X while S=D， it is market clearing and there is a Pareto efficiency. In the monopoly condition of price discrimination， the forest owner with scarce carbon sequestration can make the price according to the different prices that the consumers （carbon source） are willing to offer. As the surplus left by the consumers belongs to the forest owner（carbon sequestration）， the carbon sequestration producer has the maximum surplus and facilitates the overall increase of the carbon sequestration. This is also Pareto optimal. Therefore， to establish a carbon trading market with competitive market economy mode instead of “2C command” is the key to promote energy-saving emission reduction， new energy substitution and carbon neutral.

Key words： carbon source; carbon sequestration; supply and demand model; carbon balance; competition market; ?pricing mechanism

一、引言

從20紀(jì)70年代至今，世界工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，導(dǎo)致全球性的環(huán)境污染與能源緊缺問題逐漸成為各個國家所面臨的一個重要且迫切需要解決的問題①。對于促進(jìn)節(jié)能減排、控制二氧化碳排放量的問題，全球各個國家都積極采取了諸多手段加以解決，比如：行政手段、法律手段、經(jīng)濟(jì)手段、道義勸說、社會輿論監(jiān)督等②，其中經(jīng)濟(jì)手段是最為重要的一種。在實(shí)踐工作中經(jīng)濟(jì)手段又可以分為很多種類，例如：罰款、環(huán)保補(bǔ)貼、制定并實(shí)施環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、碳排放權(quán)交易、碳排放收費(fèi)等，而其中，實(shí)施效果相對較好、能夠較大程度發(fā)揮市場機(jī)制調(diào)節(jié)作用、運(yùn)用得最為廣泛且最有發(fā)展前途的，是碳稅和碳排放權(quán)交易機(jī)制③。

2002年頒布《京都議定書》之后，國際社會關(guān)于碳排放權(quán)的交易便進(jìn)入了一個全新時代，許多發(fā)達(dá)國家相繼成立了碳排放交易所④，與此同時，發(fā)展中國家也借助于CDM（清潔發(fā)展機(jī)制）更多地參與到國際碳市場中來。

目前，國際上許多國家⑤是通過森林資源吸收和固定二氧化碳以抵消企業(yè)碳排放量的。在節(jié)能減排、控制二氧化碳排放方面，不僅要考慮到縮“源”的重要性，而且要將更多的注意力轉(zhuǎn)移到增“匯”帶來的節(jié)能減排效應(yīng)上。森林碳匯，作為吸收二氧化碳，降低碳排放的一種新型節(jié)能減排路徑，被越來越多的國家所重視⑥。

歐盟環(huán)境署的分析報告顯示，中國的二氧化碳排放總量已超歐盟27國總和⑦。雖然中國沒有被賦予強(qiáng)制性減排責(zé)任，但是作為目前世界第一大碳排放國，從節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、積極發(fā)展可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的角度考慮，也應(yīng)力爭積極探索低碳減排路徑，為我國發(fā)展低碳、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展道路做好充分的準(zhǔn)備工作⑧。

碳排放權(quán)定價機(jī)制在碳排放權(quán)交易體制中占有舉足輕重的地位。2005年1月起，歐洲碳排放權(quán)交易體系成立，并開始進(jìn)行交易。經(jīng)過5年的發(fā)展，已經(jīng)形成了一套自成體系的碳排放權(quán)價格形成機(jī)制。國內(nèi)方面，雖然在北京、上海、天津、深圳、昆明、武漢、長沙等多個城市先后建立了碳排放權(quán)交易所，但是我國的碳排放交易體系仍處于剛剛起步階段，還沒有形成全國性的碳排放權(quán)交易定價機(jī)制。

目前我國主要通過“2C（Command and Control，命令與控制）”模式的行政手段推行減排，并取得了一定的成效⑨。但是，以該模式為主導(dǎo)的行政減排方式，并不利于有效分配溫室氣體排放額度，而且節(jié)能減排的效率并不顯著且對宏觀經(jīng)濟(jì)可能造成硬傷。

從經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷史來看，市場交易是最有效率的制度安排。在控制溫室氣體排放、節(jié)能減排方面同樣可以運(yùn)用市場機(jī)制。我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)體制已經(jīng)從計劃經(jīng)濟(jì)模式逐步轉(zhuǎn)化為市場經(jīng)濟(jì)模式，這也為市場化的節(jié)能減排提供了條件。從國際形勢上看，利用市場手段實(shí)施減排已是大勢所趨，各國都積極建設(shè)、發(fā)展有關(guān)市場，并取得了較好的成效。

碳排放權(quán)是一種具有負(fù)外部性的公共物品，由此產(chǎn)生的私人成本的降低及社會成本的升高并不能體現(xiàn)在市場機(jī)制作用決定的成本和價格中。碳排放權(quán)市場的建立，則賦予了碳排放權(quán)的商品屬性，使其能夠在外部市場上可以作為一種商品進(jìn)行買賣交易。通過市場價格的杠桿功能，促使其外部成本內(nèi)部化，增強(qiáng)企業(yè)節(jié)能減排的自主性。我國作為世界第一大碳排放國，碳排放權(quán)市場發(fā)展?jié)摿薮?。在掌握了國?nèi)碳排放權(quán)定價的主動權(quán)之后，隨著碳排放權(quán)市場交易規(guī)模的不斷擴(kuò)大和透明度的提高，碳交易貨幣化程度必然會逐漸增強(qiáng)，最終會使碳排放權(quán)作為一種高流動性的新型金融資產(chǎn)，成為投資者的投資交易對象，還能夠取得節(jié)能減排、新能源替代以及碳中和的低碳經(jīng)濟(jì)效果，甚至能把山區(qū)林農(nóng)的脫貧、區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展等相關(guān)問題一攬子解決。

二、研究思路及分析框架

“碳匯”：UNFCCC（《聯(lián)合國氣候變化框架公約》）中對碳匯的定義是指將二氧化碳從公共大氣環(huán)境中予以清除所進(jìn)行的全部過程、活動或者機(jī)制，主要是指森林吸收并儲存二氧化碳的能力①。延伸到二氧化碳等溫室氣體減排交易中，碳匯則泛指“匯算和批準(zhǔn)的排放指標(biāo)或是額度”。

“碳源”：UNFCCC（《聯(lián)合國氣候變化框架公約》）中對碳源的定義是指任何向大氣中釋放二氧化碳的過程、活動或機(jī)制。我國的能源結(jié)構(gòu)中，煤、石油、天然氣的使用占總能源使用的90%以上的份額，因而，由于煤、石油、天然氣的使用而產(chǎn)生的二氧化碳排放量在我國的二氧化碳排放量中占主導(dǎo)地位。因此，在本文的研究中，碳排放量的總量數(shù)據(jù)主要是指能源消耗中煤、石油、天然氣的使用而產(chǎn)生的碳排放量。

本文的研究思路及方法過程，主要是假定在完全市場競爭的前提下，碳源和碳匯作為需與求的雙方，應(yīng)該在各自的供需曲線上找到“出清”的交點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碳匯交易的帕累托最優(yōu)或稱為帕累托效率，可分三個步驟進(jìn)行研究：

（一）碳匯及碳源（排放）對應(yīng)的成交價格及供需彈性

碳匯的供給價格彈性，表示其作為商品自身價格的變動率受供給量變動率的影響程度。具體的計算方法如下：

供給價格彈性= （1）

對面板數(shù)據(jù)進(jìn)行平均化處理，以每5年為一個時間段，將價格和森林碳匯供給量分別取平均值。隨著價格的上升，森林碳匯供給量均值隨之呈上升趨勢，可以進(jìn)一步理解或解釋為：隨著價格的升高，森林碳匯供給量的增量也逐漸增大。

價格變化對森林碳匯供給量變動的影響可以根據(jù)相鄰兩個時間段的供給價格彈性進(jìn)行量化分析。根據(jù)計算公式（1）及相關(guān)數(shù)據(jù)計算得到各個時間段的供給價格彈性：

Mi，j （2）

其中i，j為時間段序號。

碳匯的需求價格彈性，即表示其作為商品自身價格的變動率受需求量變動率的影響程度。具體的計算表達(dá)式如下所示：

價格彈性 （3）

隨著時間的推進(jìn)，在市場機(jī)制作用下，碳排放需求價格均值降低，同時碳排放量均值增加。相反，碳排放需求價格的減少，碳源的碳排放需求量增加，企業(yè)購買森林碳匯的需求量上升。價格變化對需求量變化的影響可以根據(jù)相鄰兩個時間段的價格需求彈性進(jìn)行量化分析。

根據(jù)公式（3），得到各個時間段的碳匯的價格需求彈性，如公式（4）所示：

Ni， （4）

其中i，j為時間段序號。

（二）建立碳匯“供給”及“需求”數(shù)學(xué)模型

利用碳匯和碳源（排放）及相對應(yīng)的面板數(shù)據(jù)，建立以碳匯及碳源為因變量，對應(yīng)價格為自變量的“供給”及“需求”的數(shù)學(xué)模型：

y=a+bx

其中：

b=n·∑xy-∑x∑y/n·∑x?-（∑x）?

a=∑y-b·∑x/n

（三）在碳均衡（中和）理論上，建立市場出清的價格機(jī)制模型

從供給方面看，在建立碳排放貿(mào)易體系前，由于我國資源利用效率較低，參與CDM的企業(yè)所產(chǎn)生的減排量占國內(nèi)總減排潛力的比例較小，圖1左的Q*。但是隨著國內(nèi)對于減排問題越來越重視，參與CDM項(xiàng)目的企業(yè)將會逐漸增多，供給處于不斷增加的狀態(tài)，一旦建立后，就會有更多的企業(yè)參與到減排中來，特別是之前不具備參與國際碳貿(mào)易的小型高耗能高污染量的企業(yè)將被納入到國內(nèi)的排放貿(mào)易體系之中。這樣，在同一價格水平下，減排額度的供給量會大幅增加，供給曲線S移至S1（見圖1右）。

從需求方面看，在建立碳排放體系前，承擔(dān)減排義務(wù)的主要是《京都議定書》中規(guī)定的附件I國家。中國目前不需要承擔(dān)減排任務(wù)，因此也沒有對減排額度的需求，所有的需求均來自國外。因而需求曲線完全由國際政策或者國外的排放貿(mào)易體系所產(chǎn)生的需求量決定，是不可控制的外生變量;建立該體系后，必然會對國內(nèi)企業(yè)的碳排放量有所限制，這樣國內(nèi)的企業(yè)對減排量也將產(chǎn)生需求。因而，需求方面在原來單純的國際需求的基礎(chǔ)上又增加了國內(nèi)企業(yè)的需求，從而需求曲線D也移至D1（如圖1右）。新的需求曲線D1的位置由國內(nèi)排放貿(mào)易體系設(shè)定的減排上限決定。國內(nèi)新增加的需求量（Q1-Q*），就是減排上限和現(xiàn)實(shí)排放量之間的差額，原來的國際需求加上由國內(nèi)排放貿(mào)易體系新產(chǎn)生的國內(nèi)需求之和決定了新的需求曲線D1的位置。由于國內(nèi)排放體系設(shè)計上限的不同，D1的位置存在多種可能，因此國內(nèi)的減排上限是設(shè)計該體系的一個重要變量。

圖1左圖表示了建立體系前后交易量和交易體格的變化。從交易量來看，在建立體系前，由供給曲線S和需求曲線D共同產(chǎn)生了一個交易價格P*和交易量Q*。從短期來看，供給方CDM產(chǎn)生的核準(zhǔn)減排量（CERs）的具體額度是由聯(lián)合國CDM執(zhí)行委員會核準(zhǔn)。從開始項(xiàng)目計劃到真正產(chǎn)生核準(zhǔn)減排量需要一段相當(dāng)長的時間且不可能隨意增減，在短期內(nèi)供給具有很大的剛性，因此交易量主要由核準(zhǔn)的減排量決定。建立體系后，無論需求變化處于哪種狀況，從圖1左圖中可以看到，參加交易的碳減排量Q1都會高于原來的減排量Q*。這就意味著國內(nèi)產(chǎn)生了更多的減排額度，達(dá)到了減少溫室氣體排放量和保護(hù)環(huán)境的目的。

最后，從交易價格來看，體系建立前，短期內(nèi)供給量的變化較小，所以短期價格的形成主要由國外需求決定;體系建立后，如果需求的增加量大于供給的增加量，國內(nèi)的碳減排量的價格P1就高于不建立國內(nèi)貿(mào)易體系的價格P*。而如果需求的增加小于供給的增加，國內(nèi)碳減排量的價格P1就會低于不存在國內(nèi)貿(mào)易體系的價格P*。但是由于國內(nèi)參與減排貿(mào)易可能僅需要本國監(jiān)管機(jī)構(gòu)的核準(zhǔn)，而參與國際減排貿(mào)易則需要通過CDM項(xiàng)目的管道，歷經(jīng)從項(xiàng)目計劃到最終產(chǎn)生的經(jīng)核準(zhǔn)的減排量等多個階段，造成參與國內(nèi)減排貿(mào)易和參與國際交易的減排額度的價格也會不同。所以，即使在建立國內(nèi)排放貿(mào)易體系后，國內(nèi)的價格P1低于價格P*時，在國外的需求不變的情況下，參與國際貿(mào)易的減排額度的價格也不可能降低。

三、我國碳匯供給曲線研究

森林碳匯約占全球86%以上的植被碳庫，作為陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫，森林碳匯在調(diào)節(jié)全球碳均衡，保護(hù)生態(tài)環(huán)境中發(fā)揮著舉足輕重的作用①。擴(kuò)大“碳匯”量以減少二氧化碳向大氣的排放，對促進(jìn)節(jié)能減排、降低二氧化碳等溫室氣體的排放，對發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，具有積極的作用②。

（一）我國森林碳匯的供給總量及時間系列變化規(guī)律分析

我國自1973年開始進(jìn)行第一次森林資源清查以來，每五年進(jìn)行一次，比較精確地?fù)挝樟藲v年來森林覆蓋率、森林面積以及森林蓄積量等數(shù)據(jù)。我國計劃2011年至2020年平均造林面積達(dá)到500萬公頃以上，森林蓄積量達(dá)到140億立方米。若達(dá)成造林目標(biāo)，全國森林覆蓋率將由2010年的20.36%上升到23%，因此，我國未來的森林碳匯具有很大的提升空間。

目前，對森林碳匯的計算方法的研究比較多，由于受森林碳匯量計算方法選擇的不同和實(shí)際數(shù)據(jù)搜集的差別等因素的影響，各學(xué)者估算出的森林碳匯量存在較大差異。比較常用的森林固碳量計算方法主要有：渦旋相關(guān)法、箱式法、換算因子連續(xù)函數(shù)法、森林土壤碳測定法、蓄積量法、生物量法等等。本文擬采用換算因子連續(xù)函數(shù)法，對我國歷年森林碳匯量進(jìn)行估算。根據(jù)方精云院士③對我國森林碳排放總量的估算結(jié)果，隨后通過各個時間段內(nèi)的森林蓄積量將森林碳排放總量與森林蓄積量數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，得到我國森林碳吸收總量與森林蓄積量的回歸方程式：

Y=40.19X+625.94

其中：Y為全國森林碳匯總量（百萬噸），X為全國森林蓄積量（億立方米）。

將國家資源清查的各個年份森林蓄積量數(shù)據(jù)單位換算至億立方米，并代入上式中即可估算出每個年份中森林碳匯總量。我國1949—2011年的森林碳匯量為4331.43百萬噸—5513.09百萬噸。1949年我國森林碳匯供給總量為4331.43百萬噸，兩年時間下降至1951年的3847.13百萬噸，并將該水平一直維持到1972年。1973年開始，又有新一輪的下降，且在1977—1983年出現(xiàn)森林碳排放總量的最低值3627.52百萬噸。從1989年開始，森林碳匯供給總量開始逐年上漲，并且從2001年開始呈現(xiàn)逐年增速的趨勢。

（二）我國森林碳匯供給實(shí)際增量及現(xiàn)實(shí)供給彈性問題

對于森林碳匯的供給者來說，其供給森林碳匯的價格應(yīng)該大于或等于所花費(fèi)的成本價。因此，本文選取基期（2009年）森林碳匯的供給成本價格，根據(jù)1949年—2011年各個年份的工業(yè)品出廠價格指數(shù)對選定基期森林碳匯的供給價格進(jìn)行折算，近似得到各個年份森林碳匯供給價格下限，即森林碳匯供給價格。根據(jù)資料顯示，我國2009年森林碳匯成交價格為4.35美元/噸，根據(jù)當(dāng)期匯率折算為29.4元/噸。各個年份的工業(yè)品出廠價格指數(shù)以及經(jīng)指數(shù)平滑后計算出的價格彈性如表1所示：

隨著價格的上升，供給彈性均為大于1的正值。由此可見，伴隨著價格的上漲，供給量隨之增加;同時，森林碳匯的供給價格彈性有遞減的趨勢，并且長期供給價格彈性趨近于1.0。長期供給彈性不足，可以進(jìn)一步解釋為：隨著價格的上升，森林碳匯供給量的增量會隨之減少，森林種植面積的有限性直接導(dǎo)致森林碳匯的長期供給量是有限的，長期森林碳匯供給呈現(xiàn)供給剛性。

通過提高森林碳匯供給量的價格，森林碳匯供給者在經(jīng)濟(jì)效益得到補(bǔ)償?shù)耐瑫r，由出售森林碳匯帶來的經(jīng)濟(jì)利潤也得到增長，可以促進(jìn)森林碳匯供給者增加森林碳匯的供給量。

（三）我國森林碳匯供給曲線模型及理論分析

根據(jù)以上森林碳匯供給的實(shí)際指標(biāo)曲線的分析可以看出，在價格與森林碳匯供給的函數(shù)圖像中，供給價格彈性為切線斜率的倒數(shù)，因此可以求得供給曲線各個價格處的切線斜率。隨著價格的升高，價格與森林碳匯供給量曲線在各個點(diǎn)處的切線斜率逐漸升高，因而可知需求曲線為凸向橫軸的斜率逐漸增大的曲線。

將我國歷年的森林碳匯供給量與碳匯供給價格的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，并對所得系數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)，得到我國森林碳匯理論供給方程如下：

將歷年森林碳匯供給量與碳匯供給價格的數(shù)據(jù)選擇不同的曲線模型進(jìn)行回歸，得到不同回歸模型下的相關(guān)統(tǒng)計量值與參數(shù)估計值，匯總?cè)绫?。

決定系數(shù)R2作為擬合優(yōu)度檢驗(yàn)指標(biāo)（R2大于零小于1），越接近于1，則所選擇擬合的模型越好。比較不同回歸模型下的R2值可知，二次方程下的回歸方程擬合優(yōu)度最高。分析方差：F=5.326，P=0.003，所以自變量與因變量呈現(xiàn)顯著的相關(guān)意義，以上二次方程回歸模型下所得的森林碳匯供給曲線模型可以接受。

根據(jù)以上分析得出森林碳匯理論供給曲線的擬合圖，見圖2。其中，橫軸為森林碳匯供給量，縱軸為價格：

由以上得出森林碳匯供給方程可以得出結(jié)論：隨著森林碳匯供給價格的升高，森林碳匯供給量有所上升，并且隨著價格的升高，供給彈性為正但是有所減小，森林碳匯供給量以遞減的速度上升?？梢钥闯?，根據(jù)森林碳匯供給函數(shù)方程式得出的結(jié)論與前文中數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論一致。

四、我國碳源（碳匯需求）曲線研究

基于節(jié)能減排的角度及低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的要求，“排碳必須付費(fèi)”。也就是說，所排等量的碳源必須購買相同量的碳匯來抵消，換句話說，碳源也就是碳匯的等量市場需求。

由于我國現(xiàn)階段的能源結(jié)構(gòu)主要是以碳為主導(dǎo)地位的高能耗、高污染、高排放的能源結(jié)構(gòu)。對以煤炭為主的高碳能源過度依賴，導(dǎo)致碳排放量占全國總量的90%以上。在全部的碳排放主體中，煤、石油、天然氣是三大主導(dǎo)碳源。因此，本文所研究的碳排放量主要是以煤、石油、天熱氣三大主要能耗所產(chǎn)生的碳排放量。

（一）我國碳排放量總量及時間系列變化

根據(jù)IPCC公布的碳排放計算公式，并結(jié)合面板數(shù)據(jù)計算我國1961年至2011年的煤碳、石油、天然氣的碳排放量：

Pn=Wn*Hs* （Ri*Ci）（5）

其中：Pn為某年的碳排放量，Wn為該年的能源消費(fèi)總量（萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤），Hs為標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值（29.271MJ/Kg），Ri為該年消耗的三種能源中的i種能源占能源消費(fèi)總量的比重，Ci為第i種能源的缺省碳含量。

根據(jù)我國每年煤、石油、天然氣三大主要能源的年使用量，可計算出各自在能源消耗總量中所占的比例。計算結(jié)果表明：

1.從能耗總量上來看，呈現(xiàn)逐年遞增趨勢;

2.從各個種類能耗與總能耗的比例來看，煤的比例總體呈現(xiàn)逐年遞減趨勢，而石油和天然氣的比例有所上升;

3.各個種類能源單獨(dú)的碳排放量及碳排放總量，隨時間的推移都呈現(xiàn)出增長的趨勢。

我國1961年至2011年碳排放總量的變動范圍是150550百萬噸—2005143百萬噸?，F(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)仍然是以煤炭為主要燃料的高能耗、高排放、高污染的能源結(jié)構(gòu)，煤炭的消耗量仍然占主導(dǎo)地位。通過對各個時間段碳排放總量的分析可見，雖然隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展我國投入了更多的精力進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)調(diào)整，或者提高能源利用率，但是與較快的碳排放量增長等現(xiàn)實(shí)問題相比，節(jié)能減排工作效果有待于進(jìn)一步提高。

（二）我國碳排放量年度變化及價格彈性分析

根據(jù)上文提到的碳排放需求的價格需求彈性計算公式及相關(guān)面板數(shù)據(jù)計算，得到各個時間段的價格需求彈性，數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示：

可以看出，隨著價格的下降，價格彈性有增大的趨勢，碳源對碳排放權(quán)的需求是隨著碳經(jīng)濟(jì)模式中的工業(yè)發(fā)展而無限增大的，價格彈性在-20.14至-93.76之間，且絕對值大于20，說明需求彈性非常大。

通過降低碳排放需求的價格，可以促進(jìn)企業(yè)對碳排權(quán)需求的購買量，并利用市場機(jī)制的價格定價功能促使企業(yè)養(yǎng)成節(jié)能減排的自主性。

（三）我國碳源（排放）函數(shù)（碳匯需求）模型分析

將歷年碳排放總量與我國歷年碳源對碳排放權(quán)需求價格的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，并對所得系數(shù)值進(jìn)行檢驗(yàn)，得到我國碳排放權(quán)需求理論供給方程如下：

P=2.828*10-11 2-7.90 +192.81

將歷年碳排放（碳匯需求量）總量與我國歷年碳匯需求價格的數(shù)據(jù)在不同的曲線模型下進(jìn)行回歸計算，得到不同回歸模型下的相關(guān)統(tǒng)計量值與參數(shù)估計值，數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?。

決定系數(shù)R2作為擬合優(yōu)度檢驗(yàn)指標(biāo)，R2的取值范圍為大于零小于1，其值越大且越接近于1時，說明所選擇擬合的模型擬合效果越好。比較不同回歸模型下的R2值，可知二次方程下的回歸方程擬合優(yōu)度最高。再對方差進(jìn)行分析：F=2.913，P=0.168，所以自變量與因變量呈現(xiàn)顯著的相關(guān)意義。以上所得的二次方程回歸模型下的我國碳源（排放）函數(shù)（碳匯需求）曲線模型可以接受。

根據(jù)以上分析得出我國碳源（排放）函數(shù)（碳匯需求）曲線的擬合圖為圖2，其中橫軸為碳排放量，縱軸為價格。

根據(jù)以上得出的需求函數(shù)方程可以得出結(jié)論：隨著價格的降低，需求量上升，需求彈性增大，需求變化量以遞增的速度上升。

五、市場出清原則下的碳交易定價機(jī)制架構(gòu)

根據(jù)對森林碳匯時間序列供給總量變動趨勢的研究，及對于供給價格彈性下森林碳匯供給量變動量研究，森林碳匯量均為逐年增長趨勢，價格供給彈性為剛性供給;根據(jù)對碳排放總量時間序列變動趨勢的分析，及對于價格彈性下對森林碳匯的需求量的變化分析，碳排放總量呈現(xiàn)逐年遞增的增幅，對森林碳匯的價格需求彈性變化幅度較大，充分表現(xiàn)為彈性需求。

因此，在短期市場機(jī)制下，碳源對價格變動的反應(yīng)沒有足夠的時間調(diào)整，對森林碳匯的需求仍為碳排放量，此時，僅僅依靠購買森林碳匯并不能完成節(jié)能減排和充分中和所排碳總量的目標(biāo)，因而，企業(yè)會選擇人工減排方式。從長期看，碳源會在購買森林碳匯之外積極尋求其他有效方式進(jìn)行工業(yè)減排，如：采用新技術(shù)提高能源資源使用率、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、開發(fā)新能源等方式，從根本上減少碳排放量。

以下將分別從短期和長期兩個方面對我國碳源碳匯供需均衡狀況進(jìn)行分析研究。

（一）我國碳源、碳匯短期均衡、供求彈性及定價機(jī)制

從短期看，我國的碳排放總量為對森林碳匯的實(shí)際需求，根據(jù)歷年森林碳匯供給價格與森林碳匯供給量數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸，得到森林碳匯供給曲線函數(shù)式：

短期內(nèi)，企業(yè)沒有足夠的時間與能力采取節(jié)能減排措施，仍選擇通過購買森林碳匯完成節(jié)能減排目標(biāo)。所以，各個碳源對森林碳匯的需求量

聯(lián)立以上兩個方程求解，經(jīng)過計算推導(dǎo)，Q沒有合意解。

短期內(nèi)，將森林碳匯短期供給曲線與森林碳匯短期需求曲線在同一“價格—供給量（需求量）”坐標(biāo)系中作圖，橫軸為供給量（需求量），縱軸為價格，如圖2所示。對圖2進(jìn)行分析可知：短期內(nèi)，森林碳匯供給方與森林碳匯需求方（碳源）沒有形成統(tǒng)一的市場定價機(jī)制，二者分別根據(jù)自己的賣方市場機(jī)制或買方市場機(jī)制自行定價。在現(xiàn)實(shí)中表現(xiàn)為森林碳匯的供給曲線與森林碳匯的需求曲線沒有形成市場均衡，沒有均衡的碳交易價格，不能達(dá)成均衡交易價格下的森林碳匯交易量。

同時，根據(jù)森林碳匯的絕對供給量與森林碳匯的絕對需求量，在任一價格下森林碳匯的供給量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于森林碳匯的需求量（即：碳源的碳排放總量），且森林碳匯的供給彈性小于森林碳匯需求彈性的絕對值。可以得出結(jié)論：短期內(nèi)，碳匯供給曲線與碳匯需求曲線沒有交點(diǎn)，碳源僅僅依靠市場對碳定價來購買森林碳匯降低碳排放是不可行的，應(yīng)自主尋求更多手段達(dá)到節(jié)能減排、減少碳排放量的目標(biāo)。

另外，從歷年森林碳匯供給的絕對量和歷年碳排放總量的絕對量來看，碳排放總量自1961年的150550百萬噸逐年上漲至2011年的2005143百萬噸，而森林碳匯量的供給量自1961年的3847.13百萬噸上升至2011年的5513.09百萬噸，森林碳匯的供給量選選不足以中和掉每年的碳排放總量。

如果我們不是選擇2C命令方式進(jìn)行節(jié)能減排，而是選擇完全競爭市場的方式的話，碳源與碳匯市場的競爭在市場過程當(dāng)中是無處不在的。碳匯的賣方可能傾向于和其他賣方競爭，碳匯的買方（碳源）也可以傾向于和其他買方競爭，也可能出現(xiàn)碳匯的買方和賣方之間的博弈（競爭）。在這種情況下，若以上碳匯供應(yīng)出現(xiàn)短缺情況，碳匯的買主（碳源）會互相競爭，或者出高價競買，或者證明自己在定價更高的時候也愿意購買。賣碳匯的森林林權(quán)所有者當(dāng)然愿意能賣多貴就賣多貴，或者急于賣給出價更高的人。相反地，在碳匯過剩的情況下，賣方相互競爭，爭相吸引顧客，甩掉多余的額度。不是買方和賣方的競爭，而是賣方和賣方之間的競爭。競爭不是通過暴力或騷亂，而是通過降價。

因此，價格在短缺的時候傾向于上漲，在過剩的時候傾向于下跌，競價的過程一直要進(jìn)行到短缺或過剩才能得到緩解。在這個例子里，就是直到價格均衡為止。如果沒有短缺，買方也就沒有出高價的動機(jī)了;如果沒有過剩，賣方也就沒有降價的動機(jī)了。

（二）我國碳源、碳匯長期均衡、供求彈性及定價機(jī)制

從長期看，森林碳匯供給方與森林碳匯需求方（碳源）共同形成統(tǒng)一的森林碳匯交易市場，二者在自由交易市場的定價作用機(jī)制下，共同參與到森林碳匯的交易定價機(jī)制中去，就森林碳匯的交易價格形成統(tǒng)一定價。因此，從長期上看，在買方力量與賣方力量的共同作用下，我國森林碳匯供給與森林碳匯需求能夠達(dá)成均衡，在供需均衡時，森林碳匯定價為供需雙方共同形成的均衡碳價，此時的森林碳匯交易量為均衡交易量。同時，碳源除了利用市場對碳定價機(jī)制購買森林碳匯來中和一部分碳排放量之外，還有充分的時間和能力采取措施進(jìn)行直接減排，從根本上減少一部分碳排放量。此時，長期看碳源對森林碳匯的需求量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短期中對森林碳匯的需求量。在圖2中，短期森林碳匯需求曲線表示為在相同價格下向左平移。

基于對森林碳匯時間序列供給總量變動趨勢的研究與基于供給價格彈性下森林碳匯供給量變動量原研究，森林碳匯量均呈現(xiàn)逐年增長趨勢，價格供給彈性為剛性供給，森林碳匯供給量隨著價格變動增量趨于穩(wěn)定。因此為了便于研究，在長期與短期上，森林碳匯供給函數(shù)均采用相同的函數(shù)形式。

為了研究我國碳源、碳匯在長期的均衡狀況，現(xiàn)假設(shè)在相同價格下，長期碳源對碳匯需求量為原需求的1%，并回歸得到森林碳匯供給方程：

4

回歸得到理論上的森林碳匯需求方程為：

聯(lián)立以上兩個方程，均衡條件下P、Q有解，求得：

在長期均衡下，森林碳匯的均衡交易量（即：碳源均衡碳排放量）為13413.8百萬噸，碳均衡定價為138.26元/噸。

圖3為森林碳匯長期供給與森林碳匯長期需求的長期均衡。在圖中，森林碳匯供給曲線是在“圖2森林碳匯供給函數(shù)的擬合曲線”的基礎(chǔ)上做長期延遲回歸得到的（在曲線擬合軟件中可以作圖得到）。因?yàn)樘寂欧趴偭康臄?shù)值比森林碳匯供給量的數(shù)值大很多，因此在圖2“碳源對碳匯理論需求曲線圖”與圖3“森林碳匯供給函數(shù)的擬合曲線”中橫軸、縱軸的刻度值是不一樣的。此時，理論上，森林碳匯供給與森林碳匯需求（碳源排放函數(shù)）存在一均衡。從圖中獲解聯(lián)立方程可以得到均衡交易量為13400百萬噸，均衡交易價格為138元。

森林碳匯供給缺乏價格彈性，碳源碳排放總量富有彈性。從短期看，在絕對量上，森林碳匯供給總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于碳排放總量;在增量上，森林碳匯供給增量的增幅小于碳源碳排放增量的增幅。因此，僅僅靠市場的定價機(jī)制促使碳源購買森林碳匯并不能完成降低碳排放總量的目標(biāo)。從長期看，通過提高能源資源的利用效率、開發(fā)新能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)能等措施，從根本上降低碳排放，使碳排放總量的絕對量下降，能夠更好地促進(jìn)節(jié)能減排工作的進(jìn)展。

假設(shè)碳交易市場為X元的成交價格時，全國市場的總碳匯供給量會出清。在大于X元的水平下，會有P數(shù)量的碳匯過剩;在小于X元的水平下，會有Q數(shù)量的碳匯短缺。

在自由市場中，森林碳匯的生產(chǎn)者可以隨意定價，碳源排放者（碳匯消費(fèi)者）也可以隨意出價。但是，市場是由買方和賣方兩方面組成的，賣方在價格較高的時候愿意增加碳匯產(chǎn)量（包括造林、撫育等增加單位面積森林蓄積量的措施），這時潛在的買主也可能減少預(yù)計的碳匯購買量（選擇節(jié)能減排或新能源替代），對碳匯的需求量（購買）會降低。無論哪一種情況出現(xiàn)，都能達(dá)到節(jié)能減排效果。

六、小結(jié)與討論

市場出清的商品價格具有充分的靈活性，能使需求和供給迅速達(dá)到市場均衡。在出清的市場上，沒有定量配給，沒有資源的閑置，也沒有超額供給或超額需求。因此，每一個市場都處于或趨向于供求相等的一般均衡狀態(tài)。

但是，只有在完全競爭市場條件下，當(dāng)價格為X時，S=D，是市場出清情況，此時是帕累托最優(yōu)，社會總效率最大。這時增加或減少產(chǎn)量必然減少社會總效率，要么減少生產(chǎn)者剩余，要么減少消費(fèi)者剩余，總之會使一方受損。

在完全價格歧視的壟斷條件下：這時林權(quán)所有者可根據(jù)每個碳匯消費(fèi)者（碳源）愿意出的價格分別定價，消費(fèi)者剩余全歸林權(quán)所有者（碳匯）所有，碳匯生產(chǎn)者的剩余最大。這時也是帕累托最優(yōu)，因?yàn)檫@時的社會總效益最大，可以全部用于提升森林的數(shù)量和質(zhì)量。

同時，碳匯交易中均衡點(diǎn)不僅是供給與需求曲線交點(diǎn)，也可以達(dá)到碳匯的市場出清。由于碳匯屬于公共物品，而碳源也屬于政府掌控范圍。如果政府坐在公正的裁判位置，并制定完全競爭市場的制度保證，則市場出清也是帕累托最優(yōu)。如果政府偏袒其中的一方，則偏袒方就可能在形成的壟斷條件下，根據(jù)MR=MC，使其利潤最大化，雖然這時也是市場出清，但不是帕累托最優(yōu)，因?yàn)檎麄€社會有效率損失。如被偏袒碳匯方，則森林所有者憑借壟斷價格取得超額利潤，并不會用于繼續(xù)增加碳匯的目的，使全社會碳匯資源時刻保持最優(yōu)。如果偏袒碳源方，則會導(dǎo)致碳源產(chǎn)業(yè)不會在節(jié)能減排、新能源替代和購買碳匯等多方博弈中朝低碳經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。

總之，可通過外部力量來分配效率，使雙方的境況都有所改善，即帕累托改進(jìn)。而政府采用2C模式下的市場出清不是帕累托最優(yōu)。

目前我國整體的碳排放總量水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過森林碳匯的實(shí)際消化能力，總體屬于“碳源”國家。雖然我國中西部許多省份的碳匯大于碳源，但如果不能提升整體碳匯能力，就擺脫不了向國外購買碳匯的格局。

我國現(xiàn)有的森林面積已基本上逼近了極限最大值，但單位面積上的蓄積量（與碳匯能力成正比）與理論最大值尚有20—50倍的空間?，F(xiàn)實(shí)情況中，我們利用森林法基本上保證了森林面積或森林覆蓋率的穩(wěn)定和提高，但缺乏根本的提升單位面積蓄積量的原動力措施。正常情況下，森林在免受人為燒柴、間伐、改種低矮的果木林等正當(dāng)“經(jīng)營”的影響下，應(yīng)該有復(fù)利式的5%—10%的生長量提升。實(shí)際情況卻不容樂觀，建立碳匯交易市場，對于提升碳匯整體能力及山區(qū)林農(nóng)的脫貧具有雙重意義。

僅僅靠市場的定價機(jī)制促使碳源購買森林碳匯，并不能完成降低碳排放總量的目標(biāo)。在長效機(jī)制中，碳源排放主體會在購買森林碳匯之外，積極尋求其他有效方式進(jìn)行節(jié)能減排和新能源替代。我國必須從增加碳匯、節(jié)能減排、新能源替代這三方面同時入手，才能取得預(yù)期效果。而要取得最終的理想效果，建立市場經(jīng)濟(jì)方式的碳匯交易市場才是“綱”，綱舉才能目張。