金 帥, 徐 倫, 盛昭瀚

(1. 江蘇大學(xué)管理學(xué)院, 江蘇 鎮(zhèn)江 212013; 2. 南京大學(xué)社會(huì)科學(xué)計(jì)算實(shí)驗(yàn)中心, 江蘇 南京 210093)

1 引言

從國(guó)際環(huán)境治理經(jīng)驗(yàn)與我國(guó)環(huán)境治理改革趨勢(shì)來看，實(shí)現(xiàn)直接管制與經(jīng)濟(jì)激勵(lì)有機(jī)結(jié)合的排污權(quán)交易制度勢(shì)必成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)污染減排的重要手段。國(guó)家“十二五”與“十三五”規(guī)劃綱要相繼明確提出：引入市場(chǎng)機(jī)制，建立健全排污權(quán)有償使用和交易制度，發(fā)展排污權(quán)交易市場(chǎng)。在巴黎氣候變化大會(huì)上，我國(guó)更是向世界鄭重承諾在2017年啟動(dòng)全國(guó)碳排放交易，以幫助實(shí)現(xiàn)碳排放在2030年左右達(dá)到峰值的目標(biāo)。然而，現(xiàn)有研究表明，排污權(quán)交易體系中同樣存在市場(chǎng)支配力，并導(dǎo)致市場(chǎng)機(jī)制扭曲，進(jìn)而損害制度的有效性及效果[1]。因此，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制尚不完善的基本國(guó)情下，要實(shí)現(xiàn)向該新型環(huán)境管理體制的順利轉(zhuǎn)型，亟需對(duì)其予以充分關(guān)注。

在理論層面，Hahn最早關(guān)注到排污權(quán)交易市場(chǎng)支配力問題，重點(diǎn)從治污成本最小化視角闡釋了主導(dǎo)企業(yè)的策略性行為，即成本最小化操縱(cost-minimizing manipulation)，并指出：主導(dǎo)企業(yè)的排污權(quán)初始分配量與其在均衡狀態(tài)下的需求量存在偏離時(shí)，市場(chǎng)支配力會(huì)干擾排污權(quán)均衡價(jià)格形成，進(jìn)而造成社會(huì)治污總成本的無謂增加[2]。基于此，van Egteren和Weber[3]、Malik[4]、Chavez和Stranlund等[5]著重分析了存在市場(chǎng)支配力條件下的企業(yè)違規(guī)行為及其規(guī)制機(jī)制設(shè)計(jì)問題。Hagem和Westskog[6]則試圖通過整合排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格設(shè)計(jì)初始分配機(jī)制，以緩解市場(chǎng)支配力。D’Amato等[7]重點(diǎn)探討利用矯正性稅收來控制市場(chǎng)支配力。Liski和Montero[8-9]進(jìn)一步將Hahn模型置于動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，考察了跨期排污權(quán)交易系統(tǒng)中市場(chǎng)支配力對(duì)市場(chǎng)均衡路徑的影響。Haita[11]基于兩階段完全信息靜態(tài)博弈模型，探討了初始排污權(quán)拍賣條件下市場(chǎng)支配力的內(nèi)生過程，以及企業(yè)策略性行為對(duì)拍賣出清價(jià)格與交易市場(chǎng)價(jià)格的影響。Alvarez和André[12]則運(yùn)用貝葉斯模型分析了不完全信息下排污權(quán)拍賣市場(chǎng)中的主從企業(yè)行為特征以及拍賣市場(chǎng)均衡。需要指出的，這類研究通常將企業(yè)決策目標(biāo)假定為最小化環(huán)境規(guī)制成本(主要是治污成本)，而非出自對(duì)企業(yè)整體效益的權(quán)衡。然而，作為生產(chǎn)過程的伴生物，污染的產(chǎn)生及削減均與企業(yè)生產(chǎn)決策密不可分。

鑒于此，Misolek和Elder[13]首次嘗試將產(chǎn)品市場(chǎng)納入Hahn模型，深入考察其與排污權(quán)交易市場(chǎng)的關(guān)聯(lián)，并發(fā)現(xiàn)主導(dǎo)企業(yè)可以通過操縱排污權(quán)價(jià)格囤積排污權(quán)來提高競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手成本，即排他性操縱(exclusionary manipulation)。特別是，由于國(guó)外排污權(quán)交易實(shí)踐主要涉及能源電力系統(tǒng)，行業(yè)內(nèi)排他性操縱成為支配力研究的主要切入點(diǎn)。李壽德和王家祺[14]分析了初始排污權(quán)無償分配和拍賣條件下排污權(quán)交易對(duì)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響。Bonacina與Gullì[15]以歐盟排放交易體系(EU ETS)為依托，研究了碳交易價(jià)格對(duì)電力市場(chǎng)定價(jià)策略的短期影響在市場(chǎng)支配力環(huán)境與完全競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下的差異。王道臻和李壽德[16]探討了同質(zhì)產(chǎn)品條件下主導(dǎo)企業(yè)行為對(duì)其產(chǎn)品市場(chǎng)份額的影響。Eshel[17]、Tanaka和Chen[18]及Hintermann[1,19]等進(jìn)一步分析了在產(chǎn)品市場(chǎng)與排污權(quán)市場(chǎng)均具支配力時(shí)企業(yè)的策略性行為及其影響。

此外，Kolstad和Wolak[20]、Holland和Moore[21]基于對(duì)美國(guó)區(qū)域清潔激勵(lì)市場(chǎng)計(jì)劃(RECLAIM)與電力市場(chǎng)的實(shí)證，Hintermann[1]基于EU ETS第一階段十大電力企業(yè)的現(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)等，挖掘了市場(chǎng)支配力存在的證據(jù)，如排污權(quán)過度購(gòu)買與閑置、規(guī)制成本轉(zhuǎn)嫁等；還有學(xué)者通過設(shè)計(jì)受控的實(shí)驗(yàn)市場(chǎng)環(huán)境，運(yùn)用實(shí)驗(yàn)經(jīng)濟(jì)學(xué)方法對(duì)已有理論成果、機(jī)制設(shè)計(jì)有效性等進(jìn)行檢驗(yàn)[22-23]。

總體而言，現(xiàn)有研究為排污權(quán)交易市場(chǎng)支配力的認(rèn)知與防控提供了重要理論依據(jù)。其中，大部分研究是基于成本最小化操縱而展開的；實(shí)際上，當(dāng)排污權(quán)被賦予流通性后，其便與勞動(dòng)力、原材料等一同成為企業(yè)的資產(chǎn)與生產(chǎn)要素。因此，有必要從微觀層面上將企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)、污染削減、排污權(quán)交易等環(huán)節(jié)納入實(shí)際經(jīng)營(yíng)決策中進(jìn)行綜合考慮[24]?？紤]產(chǎn)品因素的研究則重點(diǎn)關(guān)注行業(yè)排污權(quán)交易，而相對(duì)缺少對(duì)于產(chǎn)品異質(zhì)條件下市場(chǎng)支配力的系統(tǒng)分析。尤為重要的，與國(guó)外不同，區(qū)域排污權(quán)交易是我國(guó)重點(diǎn)的探索模式。一方面，區(qū)域排污權(quán)交易所涉行業(yè)的多樣性決定了不同行業(yè)企業(yè)間基本不存在產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)；另一方面，我國(guó)顯著的外向型經(jīng)濟(jì)發(fā)展特點(diǎn)、日趨臻顯的行業(yè)細(xì)分趨勢(shì)等也在很大程度上致使區(qū)域排污權(quán)交易體系內(nèi)同行業(yè)企業(yè)在產(chǎn)品市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)性關(guān)聯(lián)也不顯著；而且，即使在電力行業(yè)排污權(quán)交易系統(tǒng)，由于市場(chǎng)化電價(jià)形成機(jī)制尚未確立，企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)同樣十分有限。此外，現(xiàn)有研究也存在有待改進(jìn)之處，如大多將企業(yè)污染削減成本刻畫為僅與削減量相關(guān)的函數(shù)，而現(xiàn)實(shí)中企業(yè)生產(chǎn)決策調(diào)整會(huì)不可避免地造成產(chǎn)污量變動(dòng)，進(jìn)而污染削減成本在很大程度上取決于產(chǎn)污量及其削減比例，即污染削減的相對(duì)量，而非絕對(duì)量；而且，也鮮有文獻(xiàn)對(duì)非市場(chǎng)出清條件下市場(chǎng)支配力進(jìn)行深入分析。

基于以上認(rèn)知，在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，重點(diǎn)從企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作及其優(yōu)化層面，深入考察產(chǎn)品異質(zhì)條件下市場(chǎng)支配力對(duì)排污權(quán)交易系統(tǒng)均衡的影響，以期為相關(guān)決策制定提供理論依據(jù)。

2 問題描述與基本假設(shè)

本文主要考慮企業(yè)產(chǎn)品異質(zhì)、單污染物管制、排污權(quán)價(jià)格內(nèi)生確定的區(qū)域排污權(quán)交易系統(tǒng)；主要通過對(duì)比分析社會(huì)最優(yōu)的排污權(quán)配置狀態(tài)與考慮市場(chǎng)支配力條件下企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)、污染削減、排污權(quán)交易等環(huán)節(jié)的最優(yōu)決策，來重點(diǎn)考察排污權(quán)交易市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡的影響，如圖1所示。

圖1 市場(chǎng)支配力條件下排污權(quán)交易系統(tǒng)機(jī)理分析

基于對(duì)排污權(quán)交易系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理的分析，并結(jié)合現(xiàn)實(shí)情況，主要假設(shè)如下：

假設(shè)1 特定區(qū)域排污權(quán)交易系統(tǒng)中有n家排放同類型污染物的守法企業(yè)。他們的產(chǎn)品具有異質(zhì)性，在產(chǎn)成品市場(chǎng)中不存在明顯競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。排污權(quán)不能存儲(chǔ)或借貸，可在企業(yè)間自由交易，且無交易成本；同時(shí)，單位排污權(quán)對(duì)應(yīng)單位污染的合法排放權(quán)利。

圖2 生產(chǎn)收益曲線示意圖

圖3 削減成本曲線示意圖

3 社會(huì)最優(yōu)化的排污權(quán)配置方案

為了清晰揭示市場(chǎng)支配力的影響，首先從理論層面探討社會(huì)最優(yōu)化的排污權(quán)配置方案對(duì)企業(yè)行為決策的激勵(lì)效應(yīng)。社會(huì)最優(yōu)配置本質(zhì)上就是在保障環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)的前提下，實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化。由此，基于假設(shè)1、假設(shè)2與假設(shè)3，既定初始分配總量L下社會(huì)最優(yōu)配置方案可模型化為：

s.t. ∑(ei-riei)≤L

ei≥0, 0≤ri<1i=1,…,n

(1)

其中，e=(e1,…,en)，r=(r1,…,rn)。由于模型(1)轉(zhuǎn)化為非線性規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)形式后的目標(biāo)函數(shù)是定義在凸集上的凸函數(shù)。因此，該模型是一個(gè)凸規(guī)劃；其局部最優(yōu)解必然是全局最優(yōu)解。若(e*,r*)為模型(1)的最優(yōu)解，必然存在λ=(λ0,λ11,…,λ1n,λ21,…,λ2n)使下述Kuhn-Tucker條件成立：

(2)

由于模型(1)為凸規(guī)劃，故模型(2)是模型(1)存在最優(yōu)解的充要條件。分析可得命題1。

命題1 在社會(huì)最優(yōu)化的排污權(quán)配置方案下，就任意企業(yè)而言，其污染削減與生產(chǎn)決策應(yīng)滿足：

(3)

(4)

經(jīng)上分析不難發(fā)現(xiàn)，模型(2)中與最優(yōu)解相對(duì)應(yīng)的拉格朗日乘數(shù)λ0就是排污權(quán)的影子價(jià)格，亦即社會(huì)最優(yōu)配置方案下排污權(quán)的均衡價(jià)格，記做pe。

綜上分析，命題得證。證畢！

命題2 當(dāng)初始分配總量L既定時(shí)，社會(huì)最優(yōu)配置方案下存在唯一的排污權(quán)均衡價(jià)格pe。

毋庸置疑，由于信息不對(duì)稱的普遍存在以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)及生態(tài)環(huán)境的動(dòng)態(tài)復(fù)雜性，上述社會(huì)最優(yōu)配置方案尚且難以實(shí)現(xiàn)[25]。實(shí)際上，正是核算環(huán)境容量資源價(jià)值的現(xiàn)實(shí)困境，觸發(fā)了運(yùn)用排污權(quán)交易機(jī)制來克服該困境的動(dòng)機(jī)：通過建立環(huán)境容量產(chǎn)權(quán)市場(chǎng)，在供求機(jī)制、競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制等的刺激下，使環(huán)境容量資源價(jià)值以市場(chǎng)價(jià)格的形式展現(xiàn)出來，并借助價(jià)格的配給與分配功能，指導(dǎo)微觀企業(yè)自主選擇合理的經(jīng)營(yíng)決策，促進(jìn)減排任務(wù)的合理再分配，成本有效地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和保護(hù)環(huán)境的雙重目標(biāo)。所得命題對(duì)此提供了較好闡釋，并進(jìn)一步表明：

(1) 排污權(quán)價(jià)格由初始分配總量外生決定，兩者呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系；特別是當(dāng)初始分配過量時(shí)，排污權(quán)會(huì)一文不值。然而，一旦初始分配總量既定，排污權(quán)價(jià)格內(nèi)生于區(qū)域排污權(quán)交易系統(tǒng)，取決于區(qū)域內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)及污染削減能力的具體情境。

(2) 排污權(quán)價(jià)格將企業(yè)生產(chǎn)、污染削減等決策緊密關(guān)聯(lián)在一起，是衡量企業(yè)決策是否成本效率的重要標(biāo)準(zhǔn)；特別是社會(huì)最優(yōu)配置方案下，企業(yè)使用單位排污權(quán)的邊際收益及單位污染削減的邊際成本都應(yīng)與排污權(quán)價(jià)格相一致。這也較好地體現(xiàn)了排污權(quán)交易區(qū)別于傳統(tǒng)管制手段的顯著特征。

由此可見，一旦存在企業(yè)對(duì)排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格具有支配能力，勢(shì)必會(huì)干擾市場(chǎng)機(jī)制作用的正常發(fā)揮，進(jìn)而影響排污權(quán)交易的有效性及效率。

4 考慮市場(chǎng)支配力條件下的系統(tǒng)均衡分析

該問題可采用逆向歸納的思路進(jìn)行分析：首先考察作為價(jià)格接受者的從屬企業(yè)在特定排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格下的最優(yōu)決策行為；進(jìn)而，在考慮從屬企業(yè)最優(yōu)反應(yīng)的基礎(chǔ)上，探討主導(dǎo)企業(yè)的最優(yōu)決策(包括價(jià)格操縱與經(jīng)營(yíng)決策)及其對(duì)系統(tǒng)均衡的影響。

4.1 從屬企業(yè)最優(yōu)決策行為分析

在特定排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格p下，從屬企業(yè)需要對(duì)產(chǎn)污量與削減水平進(jìn)行決策，以實(shí)現(xiàn)利潤(rùn)最大化。從而，其最優(yōu)反應(yīng)可以模型化表示為：

s.t.lf=(1-rf)ef,0≤ef,0≤rf<1

(5)

通過分析模型(5)的可行域及目標(biāo)函數(shù)，易知該模型是一個(gè)凸規(guī)劃問題，其局部最優(yōu)解必然是全局最優(yōu)解，且最優(yōu)解存在的充要條件是存在(λ1,λ2)使下述Kuhn-Tucker條件成立：

(6)

基于此，可得命題4。

命題4 在既定排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格p下，從屬企業(yè)最優(yōu)污染削減與生產(chǎn)決策分別滿足：

(7)

(8)

命題4表明，作為價(jià)格接受者，從屬企業(yè)最優(yōu)決策行為與社會(huì)最優(yōu)配置方案下的激勵(lì)效應(yīng)相一致，即其理性選擇是保持單位污染的削減成本及單位污染排放所帶來的效益都與排污權(quán)價(jià)格相等。

4.2 主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策行為分析

不失一般性，首先重點(diǎn)分析系統(tǒng)均衡條件下排污權(quán)交易市場(chǎng)為出清狀態(tài)時(shí)主導(dǎo)企業(yè)的最優(yōu)決策。本文第5節(jié)則專門探討非市場(chǎng)出清下的系統(tǒng)均衡。所謂市場(chǎng)出清，即主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策下排污權(quán)交易市場(chǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)供需均衡，可形式化表述為：

L=(1-rd)ed+(1-rf)ef=ld+Lf(p)

(9)

由命題3易知，該均衡存在的必要條件為L(zhǎng)≤Lmax。同時(shí)，主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策模型可模型化為：

s.t.ld=(1-rd)ed,ld+Lf(p)=L

(10)

Ld=Bd(ed)-edCd(rd)-[(1-rd)ed-αL]p

-λd[L-(1-rd)ed-Lf(p)]+λ1ed+λ2rd

進(jìn)而，若最優(yōu)解存在必滿足Kuhn-Tucker條件：

(11)

命題5 考慮市場(chǎng)支配力條件下，若系統(tǒng)均衡時(shí)市場(chǎng)處于出清狀態(tài)，必有L≤Lmax，且主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)污染削減與生產(chǎn)決策分別滿足：

(12)

(13)

其中，λd可視為主導(dǎo)企業(yè)的價(jià)格扭曲指數(shù)，且λd≤p。同時(shí)，在市場(chǎng)出清狀態(tài)下，若主導(dǎo)企業(yè)為排污權(quán)的賣方，且L0；若主導(dǎo)企業(yè)為買方，則λd<0；除此之外，λd=0。

綜合對(duì)比命題1、命題4與命題5不難發(fā)現(xiàn)，主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策行為相比社會(huì)最優(yōu)配置方案下的激勵(lì)效果產(chǎn)生了明顯偏離。具體而言，主導(dǎo)企業(yè)若擁有較少排污權(quán)，其會(huì)通過限制產(chǎn)量并增加污染削減量，來降低對(duì)排污權(quán)的依賴；進(jìn)而，在最優(yōu)決策下，其邊際治理成本及單位污染排放的經(jīng)濟(jì)效益將大于排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格。相反，主導(dǎo)企業(yè)若擁有較多排污權(quán)，則會(huì)憑借自身初始排污權(quán)充裕的優(yōu)勢(shì)，適當(dāng)?shù)財(cái)U(kuò)大生產(chǎn)并降低污染削減，可獲得更多利潤(rùn)；進(jìn)而，其邊際治理成本及單位污染排放的經(jīng)濟(jì)效益小于排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格。由此可見，初始排污權(quán)稟賦是影響主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策的重要因素。

4.3 市場(chǎng)支配力對(duì)排污權(quán)交易系統(tǒng)均衡的影響分析

結(jié)論1 存在市場(chǎng)支配力的系統(tǒng)均衡，相比社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)而言，必滿足：若λd>0，即主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策是出售排污權(quán)，則p*-λd

結(jié)論2 考慮市場(chǎng)支配力條件下，若系統(tǒng)均衡時(shí)市場(chǎng)出清，則p*、λd與α正相關(guān)，p*-λd與α負(fù)相關(guān)，即dp*/dα≥0，dλd/dα≥0，d(p*-λd)/dα≤0。

5 市場(chǎng)非出清狀態(tài)下系統(tǒng)均衡的討論

特殊地，系統(tǒng)達(dá)到均衡時(shí)排污權(quán)交易市場(chǎng)也可能處于非出清狀態(tài)。該狀態(tài)可形式化表述為：

(1-rd)ed+(1-rf)ef

(14)

顯然，該情形下，至少有一方存在結(jié)余排污權(quán)。進(jìn)而，可以細(xì)分為三種子情形進(jìn)行討論：

(15)

(16)

如前分析，構(gòu)造如下拉格朗日函數(shù)：

同理可知，最優(yōu)解p*若存在必滿足：

(17)

(18)

綜上分析，整理可得結(jié)論3。

6 量化分析

為了清晰展現(xiàn)市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡的影響，在以上分析的基礎(chǔ)上，本文繼續(xù)開展了量化分析。結(jié)合現(xiàn)有研究成果，主要假設(shè)與參數(shù)取值如下：

此外，深入考慮企業(yè)存在閑置(未使用且未交易)排污權(quán)數(shù)量為si，則既定排污權(quán)價(jià)格p下，無論從屬企業(yè)或主導(dǎo)企業(yè)的收益函數(shù)均可細(xì)化為：

進(jìn)而引入假設(shè)5，企業(yè)最優(yōu)收益可進(jìn)一步實(shí)例化為：

1)初始分配對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

分別選取L為200、300與400；主導(dǎo)企業(yè)初始配額α為0.05·i，i=0,1,…,20?；谝陨戏治?，可得不同L下的社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)(見表1)，及存在市場(chǎng)支配力時(shí)的排污權(quán)交易系統(tǒng)均衡狀態(tài)(見圖4)。需要指出的，圖4中“*”與“□”分別指示具體算例下從屬企業(yè)與主導(dǎo)企業(yè)的最優(yōu)決策(或狀態(tài))，如子圖(a)中分別為p*與p*-λd；子圖(b)中排污權(quán)使用量由所占初始分配總量的比例來衡量；子圖(c)與(d)中相關(guān)收益均以基準(zhǔn)參數(shù)取值且L=300時(shí)最優(yōu)配置狀態(tài)下的社會(huì)收益為基準(zhǔn)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化；此外，子圖(d)中企業(yè)收益變動(dòng)分別為：相比最優(yōu)配置狀態(tài)，從屬企業(yè)的收益損失幅度與主導(dǎo)企業(yè)的收益增幅。下同。

表1 不同初始分配總量下的社會(huì)最優(yōu)排污權(quán)配置狀態(tài)

圖4 不同初始分配總量下的系統(tǒng)均衡狀態(tài)

由表1可知，當(dāng)L0，并與L負(fù)相關(guān)，社會(huì)最優(yōu)收益則與L正相關(guān)，且兩者均與α無關(guān)；若L≥Lmax，則pe=0，社會(huì)收益也將最大化。同時(shí)，由于基準(zhǔn)參數(shù)取值下從屬企業(yè)與主導(dǎo)企業(yè)同質(zhì)，故雙方在社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)下的排污權(quán)占用量均為0.5L，也與α無關(guān)；事實(shí)上，當(dāng)pe>0時(shí)，α變動(dòng)只會(huì)影響企業(yè)在社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)下的收益水平。此外，由命題1可知，僅當(dāng)pe>16時(shí)，企業(yè)最優(yōu)決策為削減污染，且最優(yōu)削減水平與pe正相關(guān)。

結(jié)合表1和圖4不難看出，若系統(tǒng)中存在市場(chǎng)支配力，則僅當(dāng)α=0.5時(shí)，系統(tǒng)均衡能夠?qū)崿F(xiàn)社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)，此時(shí)，p*=p*-λd=pe；除此之外，將難免產(chǎn)生系統(tǒng)均衡與社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)的偏離，突出體現(xiàn)在主導(dǎo)企業(yè)對(duì)排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格的操控：總體而言，在特定L下，隨著α的增加，排污權(quán)市場(chǎng)均衡價(jià)格(p*)呈現(xiàn)漸增趨勢(shì)；而主導(dǎo)企業(yè)單位排放所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)收益(p*-λd)卻不斷下降。具體而言，結(jié)合圖4(a)與(b)可知，當(dāng)α<0.5時(shí)，系統(tǒng)均衡下滿足p*0.5時(shí)，則有p*>pe>p*-λd，即主導(dǎo)企業(yè)會(huì)抬高排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格，并增加排污權(quán)的使用。特別是，L=400情形下，當(dāng)α>0.85時(shí)，主導(dǎo)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)了最大生產(chǎn)收益，但仍存在進(jìn)一步抬高排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格的動(dòng)機(jī)；雖然該做法會(huì)直接導(dǎo)致從屬企業(yè)排污權(quán)使用量銳減，進(jìn)而，市場(chǎng)處于非出清狀態(tài)，并出現(xiàn)了排污權(quán)閑置，主導(dǎo)企業(yè)卻依然可以從中獲取更多額外收益。

圖4(c)與(d)則充分印證了主導(dǎo)企業(yè)的策略性行為能夠?yàn)槠鋷硐啾壬鐣?huì)最優(yōu)狀態(tài)下更多的收益，而且，α與其社會(huì)最優(yōu)排污權(quán)持有規(guī)模(本算例為0.5)的偏離越大，主導(dǎo)企業(yè)的獲益越多；更重要的，從屬企業(yè)的收益損失都將大于主導(dǎo)企業(yè)的獲利，因而也造就了系統(tǒng)效率的損失。同時(shí)，隨著L的增加，主導(dǎo)企業(yè)收益會(huì)顯著提升，從屬企業(yè)卻不一定。例如，當(dāng)α<0.3時(shí)，盡管從屬企業(yè)擁有較多排污權(quán)，L從300增至400，從屬企業(yè)收益卻不升反降。

圖5 調(diào)整后系統(tǒng)均衡時(shí)的企業(yè)實(shí)際收益對(duì)比

此外，為了深入展現(xiàn)市場(chǎng)支配力對(duì)企業(yè)收益的影響，對(duì)圖4(c)進(jìn)行了調(diào)整：不同L下的企業(yè)收益均以各自的社會(huì)最優(yōu)收益為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)果如圖5所示。圖5表明，當(dāng)α既定且α<0.5時(shí)，隨著L的增加，主導(dǎo)企業(yè)的收益占比會(huì)不斷增加，而從屬企業(yè)則不斷降低，換言之，環(huán)境管制越寬松，則企業(yè)間收益越傾向于均等；當(dāng)α>0.5時(shí)，則相反，即環(huán)境管制越嚴(yán)格，收益會(huì)更多向主導(dǎo)企業(yè)集中。

2)企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

以L=300為例，在基準(zhǔn)參數(shù)取值基礎(chǔ)上，首先分別選取εd={2.5,1.5,0.5}，考察主導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響。結(jié)果如表2與圖6所示。

表2 不同主導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)下的社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)

圖6 不同主導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)下的系統(tǒng)均衡狀態(tài)

εd的降低可以理解為主導(dǎo)企業(yè)產(chǎn)品工藝改進(jìn)。表2表明，隨著εd的降低，區(qū)域內(nèi)企業(yè)對(duì)排污權(quán)的最大需求量Lmax會(huì)逐步降低。進(jìn)而，既定L下，pe與εd正相關(guān)，社會(huì)收益則與其負(fù)相關(guān)。如本算例中，當(dāng)εd=0.5時(shí)，L=Lmax，pe已降至0，社會(huì)收益則實(shí)現(xiàn)了最大化。與此同時(shí)，主導(dǎo)企業(yè)的最優(yōu)排污權(quán)持有比例也降低至25%。此外，由于企業(yè)最優(yōu)削減決策僅與pe相關(guān)，進(jìn)而，盡管εd發(fā)生變動(dòng)，主導(dǎo)企業(yè)與從屬企業(yè)的最優(yōu)削減水平仍會(huì)保持一致；但是，最優(yōu)削減水平會(huì)隨εd的降低而降低，直至0。

由圖6不難看出，若系統(tǒng)中存在市場(chǎng)支配力，主導(dǎo)企業(yè)策略性行為及其對(duì)均衡的影響與前類似；只是εd變動(dòng)會(huì)影響企業(yè)最優(yōu)排污權(quán)持有量，進(jìn)而，系統(tǒng)均衡為社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)的臨界點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)偏移；臨界點(diǎn)會(huì)隨εd的降低而左移，即主導(dǎo)企業(yè)運(yùn)用抬高排污權(quán)價(jià)格策略的空間將不斷增加。特殊地，當(dāng)εd=0.5時(shí)，pe=0，若α<0.25，主導(dǎo)企業(yè)操縱排污權(quán)價(jià)格無利可圖，此時(shí)亦為社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)。

同時(shí)，從圖6(c)可知，在任何α下，主導(dǎo)企業(yè)降低產(chǎn)污系數(shù)都是有利可圖的，只是α越大，收益增幅逐步減少?？紤]到工藝改造通常需要可能巨大的成本投入，因此，初始分配給主導(dǎo)企業(yè)較多排污權(quán)也會(huì)對(duì)其產(chǎn)品工藝的持續(xù)改造產(chǎn)生抑制作用。實(shí)際上，當(dāng)α>0.65時(shí)，εd從1.5降至0.5，主導(dǎo)企業(yè)的社會(huì)最優(yōu)收益卻不升反降，因此，主導(dǎo)企業(yè)若無市場(chǎng)支配力更不會(huì)有工藝改造的動(dòng)力。

繼而，在基準(zhǔn)參數(shù)取值基礎(chǔ)上，以L=300為例，并分別選取εf={2.5,1.5,0.5}，考察了從屬企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響，如圖7所示。該算例下社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)與表2類似。

圖7 從屬企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

圖7表明，系統(tǒng)均衡為社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)的臨界點(diǎn)會(huì)隨εf的降低而右移；然而，市場(chǎng)支配力并未因此得到有效緩解。特別是，當(dāng)α較大時(shí)，反而加劇了主導(dǎo)企業(yè)對(duì)排污權(quán)價(jià)格的操縱。從圖7(a)不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)εf=0.5時(shí)，pe=0，但若α>0.75，排污權(quán)市場(chǎng)均衡價(jià)格會(huì)隨著α的增加而急劇攀升，直至α=1時(shí)，將攀升到390。圖7(b)則顯示，α較小時(shí)，從屬企業(yè)工藝改造的積極性同樣有可能受到抑制。例如，當(dāng)α<0.3時(shí)，εf從1.5降至0.5，從屬企業(yè)收益不升反降，主導(dǎo)企業(yè)收益卻顯著增加。

此外，為了清晰展現(xiàn)市場(chǎng)支配力的影響，將以上兩組算例中，主導(dǎo)企業(yè)與從屬企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)后的均衡收益做了對(duì)比，如圖8所示。圖8表明，在相同排污權(quán)初始持有規(guī)模下，從屬企業(yè)產(chǎn)品工藝改造的收益都不高于主導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行相同改造的收益；且兩者的差距會(huì)隨企業(yè)初始持有規(guī)模與社會(huì)最優(yōu)持有規(guī)模的偏離增加而愈發(fā)顯著。

圖8 主導(dǎo)企業(yè)與從屬企業(yè)產(chǎn)污系數(shù)變動(dòng)的收益比對(duì)

3)主導(dǎo)企業(yè)治污成本變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

表3 不同主導(dǎo)企業(yè)治污成本系數(shù)下的社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)

圖9 主導(dǎo)企業(yè)治污成本變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

4)企業(yè)相對(duì)規(guī)模變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

上述分析中企業(yè)面臨相同的市場(chǎng)反應(yīng)，本內(nèi)容則聚焦市場(chǎng)(或生產(chǎn))規(guī)模不同的情形；需要指出的，為了增強(qiáng)不同情形下結(jié)果的可比性，對(duì)基準(zhǔn)參數(shù)取值做了特殊調(diào)整：設(shè)定kd=150·md、kf=150·mf，其中，mf=2-md，其它基準(zhǔn)參數(shù)取值不變，進(jìn)而，主導(dǎo)企業(yè)相對(duì)于從屬企業(yè)的最大市場(chǎng)(或生產(chǎn))規(guī)模為md/mf；另外，與前不同，本數(shù)值分析中主導(dǎo)企業(yè)的收益增加與從屬企業(yè)的收益損失均以各情形下的社會(huì)最優(yōu)總收益為基準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。基于此，選取md={0.4,0.8,1.2,1.6}，結(jié)果見表4與圖10。

由表4可知，盡管md變動(dòng)會(huì)改變企業(yè)相對(duì)規(guī)模，但Lmax和pe與基準(zhǔn)情形下相同，進(jìn)而，社會(huì)最優(yōu)的企業(yè)削減水平、總產(chǎn)污量、總產(chǎn)量等也保持不變；其次，隨著md的增加，主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)產(chǎn)污量會(huì)逐步增加，從屬企業(yè)最優(yōu)產(chǎn)污量則會(huì)相應(yīng)地減少；另外，md為特定值x∈(0,2)時(shí)的企業(yè)相對(duì)規(guī)模以及社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)，與md=2-x時(shí)基本一致，只是兩企業(yè)狀況進(jìn)行了對(duì)換，進(jìn)而，將它們進(jìn)行對(duì)照分析，能夠較好地反映市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡的影響。

表4 不同企業(yè)相對(duì)規(guī)模下的社會(huì)最優(yōu)配置狀態(tài)

圖10 企業(yè)相對(duì)規(guī)模變動(dòng)對(duì)系統(tǒng)均衡的影響

圖10同樣表明，僅當(dāng)排污權(quán)初始分配方案與社會(huì)最優(yōu)配置方案一致時(shí)，市場(chǎng)支配力無法發(fā)揮效用。否則，主導(dǎo)企業(yè)若初始配額不足則會(huì)壓低排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格，若初始配額過量則會(huì)提高價(jià)格；然而，無論如何，最終都將導(dǎo)致系統(tǒng)均衡偏離社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)?？傮w而言，系統(tǒng)均衡為社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)的臨界點(diǎn)會(huì)隨md的降低而左移；換言之，主導(dǎo)企業(yè)相對(duì)規(guī)模越小則其運(yùn)用提高排污權(quán)價(jià)格的策略空間越大，反之，則運(yùn)用抑價(jià)策略的空間越大。同時(shí)，初始分配方案與社會(huì)最優(yōu)配置方案的偏差越大，則市場(chǎng)支配力的影響越顯著。特別是，當(dāng)md=0.4時(shí)，若α=1，排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格將飆升至121；相應(yīng)地，主導(dǎo)企業(yè)收益增幅為社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)下社會(huì)收益的12%，從屬企業(yè)收益損失卻達(dá)到了45%，系統(tǒng)效率損失則高達(dá)33%。

圖11 企業(yè)相對(duì)規(guī)模變動(dòng)的收益比對(duì)

此外，對(duì)比分析主導(dǎo)企業(yè)與從屬企業(yè)在相同相對(duì)規(guī)模下的均衡收益，如圖11所示，不難發(fā)現(xiàn)：在相同排污權(quán)初始持有比例下，無論主導(dǎo)企業(yè)或從屬企業(yè)，相對(duì)規(guī)模增大均能使其獲得更大份額的收益；但是，從屬企業(yè)均衡收益不會(huì)高于相同相對(duì)規(guī)模的主導(dǎo)企業(yè)收益；兩者差距也會(huì)隨企業(yè)初始持有規(guī)模與社會(huì)最優(yōu)持有規(guī)模偏離增加而加劇。

7 結(jié)語

針對(duì)我國(guó)區(qū)域排污權(quán)交易的特點(diǎn)，從企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)作及其優(yōu)化層面，重點(diǎn)考察了產(chǎn)品異質(zhì)條件下排污權(quán)交易市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡的影響。具體而言，在分析社會(huì)最優(yōu)化排污權(quán)配置方案的基礎(chǔ)上，通過構(gòu)建主導(dǎo)企業(yè)與從屬企業(yè)間的博弈模型，深入提取了從屬企業(yè)與主導(dǎo)企業(yè)的最優(yōu)決策行為特征，并據(jù)此剖析排污權(quán)交易市場(chǎng)出清與非出清條件下市場(chǎng)支配力對(duì)排污權(quán)交易系統(tǒng)均衡的影響。主要結(jié)論表明：在社會(huì)最優(yōu)配置方案下，企業(yè)使用單位排污權(quán)的邊際收益及單位污染削減的邊際成本都應(yīng)與排污權(quán)價(jià)格相一致，且不存在排污權(quán)交易市場(chǎng)支配力時(shí)系統(tǒng)均衡即為社會(huì)最優(yōu)狀態(tài)。然而，一旦存在企業(yè)對(duì)排污權(quán)市場(chǎng)價(jià)格具有支配能力，系統(tǒng)均衡會(huì)受到影響，突出反映在主導(dǎo)企業(yè)存在作為賣家(初始配額不足)時(shí)選擇“溢價(jià)”與作為買家(初始配額過量)時(shí)則采取“抑價(jià)”兩種價(jià)格操縱，致使排污權(quán)市場(chǎng)均衡價(jià)格與其社會(huì)最優(yōu)定價(jià)的偏離，進(jìn)而，主導(dǎo)企業(yè)可以由此獲得額外收益，從屬企業(yè)卻要蒙受更多利益損失，特別是，系統(tǒng)效率也將必然遭受損失；其中，初始排污權(quán)稟賦是影響主導(dǎo)企業(yè)最優(yōu)決策的重要因素，而且，初始分配方案與社會(huì)最優(yōu)配置方案偏差越大，則市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡的影響越顯著。量化分析的結(jié)果較好地印證了本文所得結(jié)論，也從側(cè)面展示了市場(chǎng)支配力對(duì)系統(tǒng)均衡影響的多樣性與復(fù)雜性。

本文相對(duì)側(cè)重從博弈均衡層面考察市場(chǎng)支配力條件下的企業(yè)行為選擇機(jī)理及其與排污權(quán)交易系統(tǒng)宏觀結(jié)構(gòu)之間的相互影響。尚有許多值得深入探討的問題，如：考慮排污權(quán)跨期使用與基于歷史績(jī)效進(jìn)行初始分配等帶來的跨期激勵(lì)效應(yīng)、多市場(chǎng)支配力的競(jìng)合作用以及市場(chǎng)支配力防范機(jī)制設(shè)計(jì)等。

[1] Hintermann B. Market power in emission permit markets: Theory and evidence from the EU ETS[J]. Environmental and Resource Economics, 2017, 66(1): 89-112.

[2] Hahn R W. Market power and transferable property rights [J]. Quarterly Journal of Economics, 1984, 99(4): 753-765.

[3] van Egteren H, Weber M. Marketable permits, market power and cheating[J]. Journal of Environmental Economics and Management, 1996, 30(2): 161-173.

[4] Malik A S. Further results on permit markets with market power and cheating [J]. Journal of Environmental Economics and Management, 2002, 44(3): 371-390.

[5] Chavez C A, Stranlund J K. Enforcing transferable permit systems in the presence of market power [J]. Environmental and Resource Economics, 2003, 25(1): 65-78.

[6] Hagem C, Westskog H. Allocating tradable permits on the basis of market price to achieve cost effectiveness [J]. Environmental and Resource Economics, 2009, 42(2): 139-149.

[7] D’Amato A, Valentini E, Zoli M. Tradable quotas taxation and market power [J]. Energy Economics, 2017, 63: 248-252.

[8] Liski M, Montero J-P. A note on market power in an emission permits market with banking [J]. Environmental and Resource Economics, 2005, 31(2): 159-173.

[9] Liski M, Montero J-P. Market power in an exhaustible resource market: The case of storable pollution permits [J]. The Economic Journal, 2011, 121(551): 116-144.

[10] 王家祺, 李壽德, 劉倫升. 跨期間排污權(quán)交易中的市場(chǎng)勢(shì)力與排污權(quán)價(jià)格變化的路徑分析[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版), 2011, 35(1): 209-212.

[11] Haita C. Endogenous market power in an emissions trading scheme with auctioning [J]. Resource and Energy Economics, 2014, 37(3): 253-278.

[12] Alvarez F, André F J. Auctioning emission permits with market power [J]. The B.E. Journal of Economic Analysis & Policy, 2016, 16(4): 1-28.

[13] Misiolek W S, Elder H W. Exclusionary manipulation of markets for pollution rights [J]. Journal of Environmental Economics and Management, 1989, 16(2): 156-166.

[14] 李壽德, 王家祺. 初始排污權(quán)不同分配下的交易對(duì)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響研究 [J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版), 2004, 28(1): 40-43.

[15] Bonacina M, Gullì F. Electricity pricing under “carbon emission trading”: A dominant firm with competitive fringe model [J]. Energy Policy, 2007, 35(8): 4200-4220.

[16] 王道臻, 李壽德. 排污權(quán)市場(chǎng)中廠商勢(shì)力對(duì)產(chǎn)品市場(chǎng)結(jié)構(gòu)的影響 [J]. 系統(tǒng)管理學(xué)報(bào), 2011, 20(4): 510-512.

[17] Eshel D M D. Optimal allocation of tradable pollution rights and market structures [J]. Journal of Regulatory Economics. 2005, 28(2): 205-223.

[18] Tanaka M, Chen Y. Market power in emissions trading: Strategically manipulating permit price through fringe firms [J]. Applied Energy, 2012, 96: 203-211.

[19] Hintermann B. Market power, permit allocation and efficiency in emission permit markets [J]. Environmental and Resource Economics, 2011, 49(3): 327-349.

[20] Kolstad J, Wolak F. Using environmental emissions permit prices to raise electricity prices: Evidence from the California electricity market [R]. Harvard University, Cambridge, MA, 2008.

[21] Holland S P, Moore M R. When to pollute, when to abate? intertemporal permit use in the Los Angeles NOx Market [J]. Land Economics, 2012, 88(2): 275-299.

[22] Godby R. Market power in laboratory emission permit markets [J]. Environmental and Resource Economics, 2002, 23(3): 279-318.

[23] Dormady N C. Carbon auctions, energy markets & market power: An experimental analysis [J]. Energy Economics, 2014, 44: 468-482.

[24] 杜少甫, 董駿峰, 梁樑, 等. 考慮排放許可與交易的生產(chǎn)優(yōu)化[J]. 中國(guó)管理科學(xué), 2009, 17(3): 81-86.

[25] 金帥, 盛昭瀚, 杜建國(guó). 轉(zhuǎn)型背景下排污權(quán)初始分配機(jī)制優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 中國(guó)人口.資源與環(huán)境, 2013, 23(12): 48-56.

[26] 陳伯成, 李英杰. “考慮排放許可與交易的生產(chǎn)優(yōu)化”的補(bǔ)充研究[J]. 中國(guó)管理科學(xué), 2014, 22(9): 141-148.