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考慮排污權(quán)有償使用和交易的企業(yè)生產(chǎn)優(yōu)化

2021-07-29 17:05金帥蔣思琦張道海
中國人口·資源與環(huán)境 2021年5期

金帥 蔣思琦 張道海

摘要 文章旨在探究排污權(quán)有償使用和交易對排放依賴型企業(yè)生產(chǎn)決策的影響。從企業(yè)生產(chǎn)運作層面,綜合考察了排污權(quán)有償使用和交易下企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)、污染削減、初始排污權(quán)購置、二級市場交易等環(huán)節(jié)的最優(yōu)決策行為,以及其與排污權(quán)兩級市場價格之間的關(guān)聯(lián)性;提出了企業(yè)適宜生產(chǎn)的排污權(quán)二級市場價格空間以及企業(yè)是否參與二級市場交易的二級市場價格臨界點,深入論證并厘清了排污權(quán)兩級市場價格對企業(yè)最優(yōu)決策及決策結(jié)果產(chǎn)生影響的方式及其邊際效應(yīng);最后,算例分析從多個角度清晰展現(xiàn)了排污權(quán)有償使用和交易場景以及產(chǎn)污系數(shù)、削減成本系數(shù)等變化對企業(yè)生產(chǎn)決策及其決策結(jié)果的復(fù)雜影響與變化規(guī)律,并驗證了所得結(jié)論。研究結(jié)果表明:①企業(yè)在產(chǎn)品產(chǎn)量、污染削減、排污權(quán)占用等方面最優(yōu)決策行為都是追求其邊際效應(yīng)與排污權(quán)二級市場價格相一致,而與一級市場價格無關(guān)。②企業(yè)最優(yōu)初始配額購置決策由排污權(quán)兩級市場價格共同決定,而排污權(quán)初始配額則直接決定了理性企業(yè)在排污權(quán)二級市場的交易狀態(tài)(出售或購買)及其交易量。③排污權(quán)二級市場價格提高對企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的凈收益具有負向影響,而對其購置初始配額凈收益具有正向影響;相應(yīng)地,排污權(quán)一級市場價格特定時,隨著排污權(quán)二級市場價格的提高,企業(yè)最優(yōu)利潤呈現(xiàn)“先遞減后遞增”的“U”型變化趨勢。④初始有償分配可以有效遏制排污權(quán)這類公共資源分配中腐敗問題的滋生并體現(xiàn)公平性原則。研究結(jié)論可為排污依賴型企業(yè)適應(yīng)與利用排污權(quán)兩級交易市場并合理制定生產(chǎn)決策,以及政府完善機制設(shè)計與調(diào)控策略等提供理論依據(jù)與決策支持。

關(guān)鍵詞 排污權(quán)有償使用和交易;兩級市場;排污權(quán)價格;生產(chǎn)決策;影響機理

中圖分類號 F205;F224文獻標(biāo)識碼 A文章編號 1002-2104(2021)05-0119-12DOI:10.12062/cpre.20201016

“十一五”以來,隨著經(jīng)濟增長與環(huán)境管理方式的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變,以及總量控制與節(jié)能減排戰(zhàn)略的推進,我國初步建立了具有國情特色的“排污權(quán)有償使用和交易”制度,迄今已批復(fù)在江蘇、浙江等12個?。▍^(qū)、市)開展試點,另有16個地區(qū)自行開展試點[1]。國務(wù)院辦公廳《關(guān)于進一步推進排污權(quán)有償使用和交易試點工作的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)〔2014〕38號),更是首次從國家層面明確指出“建立排污權(quán)有償使用和交易制度,是我國環(huán)境資源領(lǐng)域一項重大的、基礎(chǔ)性的機制創(chuàng)新和制度改革,是生態(tài)文明制度建設(shè)的重要內(nèi)容,將對更好地發(fā)揮污染物總量控制制度作用,在全社會樹立環(huán)境資源有價的理念,促進經(jīng)濟社會持續(xù)健康發(fā)展產(chǎn)生積極影響”。歷經(jīng)十余年的探索,試點工作盡管在體系設(shè)計、環(huán)境產(chǎn)權(quán)交易平臺與法規(guī)制度建設(shè)等方面取得了重要突破[1-2],但是依然持續(xù)面臨著“試點多、交易少”“有價格、無市場”“政府與市場邊界不清”等實施困境與挑戰(zhàn)[2-5]。

事實上,作為“排污權(quán)有償使用”與“排污權(quán)交易”的混合式制度安排[5],“排污權(quán)有償使用和交易”的運作邏輯為:在污染總量控制前提下,通過對環(huán)境容量資源的物權(quán)化(即排污權(quán)確權(quán))及其用益權(quán)界定(包括有償獲得、使用、交易等),建立排污權(quán)兩級交易市場[6],重點借助排污權(quán)兩級市場價格引導(dǎo)排污企業(yè)做出環(huán)境友好的生產(chǎn)決策,使得環(huán)境污染成本具體化,排污行為外部性內(nèi)部化。因此,深入研究排污權(quán)兩級市場價格對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響,不僅能夠為現(xiàn)實排污企業(yè)如何適應(yīng)與利用好這一基于市場的環(huán)境規(guī)制手段提供直接的決策依據(jù),對于深刻把握排污權(quán)兩級交易市場反應(yīng)機理、進一步完善機制設(shè)計與調(diào)控策略等也至關(guān)重要。

1文獻綜述

近年來,隨著排污權(quán)交易在世界范圍內(nèi)的推廣實踐,已有不少學(xué)者關(guān)注于從微觀層面研究排污權(quán)交易對企業(yè)生產(chǎn)運作的影響。Dobos[7]將排污權(quán)交易引入Arrow-Karlin模型,探討了實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)與庫存成本最小化的最優(yōu)動態(tài)控制策略,Li[8]進一步考察了排污權(quán)銀行機制的影響以及企業(yè)最優(yōu)治污投資控制策略。Hua等[9]運用經(jīng)濟訂貨批量模型,研究了碳排放交易下企業(yè)庫存管理中基于碳足跡的最優(yōu)訂貨量問題。杜少甫等[10]則最早明確將排放權(quán)視為企業(yè)的資產(chǎn)和生產(chǎn)要素,從生產(chǎn)運作層面考察排污權(quán)交易對排放依賴企業(yè)生產(chǎn)策略的影響及其決策優(yōu)化問題。其后,一些學(xué)者從產(chǎn)品市場情境,如隨機需求[11-14]、消費者偏好[15-16],以及排污權(quán)交易市場情境,如市場支配力[17]、交易成本[18]、隨機價格[19-20]等不同方面進行了深化研究;也有學(xué)者將該問題延伸至排放依賴型供應(yīng)鏈[21-22]、產(chǎn)品供應(yīng)鏈[23-25]等場景中予以考察。例如,Du等[21]提出了由單個排放依賴制造商和單個排放權(quán)供應(yīng)商所組成的排放依賴型供應(yīng)鏈模型并分析了供應(yīng)鏈雙方的博弈過程。陳曉紅等[23]基于Stackelberg博弈研究了由一個占主導(dǎo)地位的制造商和一個零售商所組成的供應(yīng)鏈在分散決策和集中決策下碳交易價格對供應(yīng)鏈碳排放的影響。然而,上述研究都是基于排污權(quán)無償分配而展開的,并未涉及排污權(quán)一級市場問題,此外,研究重心也越來越偏重服務(wù)企業(yè)運作優(yōu)化,關(guān)于排污權(quán)交易對企業(yè)決策產(chǎn)生影響的機理研究仍有待強化。

排污權(quán)無償分配盡管具有較好的操作性與企業(yè)接受度,但也因其違背了“污染者付費”原則、容易造成激勵扭曲等而愈發(fā)飽受質(zhì)疑[26];進而,初始分配有償性議題在國際上逐步被重視[27-28]。排污權(quán)有償分配可劃分為兩大類:基于市場定價的拍賣方式與基于行政定價的出售方式。西方發(fā)達國家對前者十分推崇,歐盟碳排放交易體系(EUETS)在2009年就曾明確計劃逐步向全額拍賣的有償分配方式轉(zhuǎn)變;相應(yīng)地,相關(guān)研究集中在排污權(quán)拍賣的機制設(shè)計、效果檢驗等方面[26,29]。由于國情條件差異、制度成因等,我國現(xiàn)階段有償分配實踐的探索重點則是定價出售方式;根據(jù)《碳排放權(quán)交易管理暫行辦法》,我國碳排放交易也將適時引入并逐步提高有償分配比例。盡管實踐起步較晚,學(xué)術(shù)界也圍繞我國試點工作進展,運用多學(xué)科理論與方法,對框架設(shè)計、經(jīng)驗總結(jié)、問題分析、效果評估等開展了一些富有價值的跟蹤探索[30-32],且以質(zhì)性研究為主;有鑒于排污權(quán)有償使用和交易的核心要素是價格,相關(guān)量化研究關(guān)注于運用試點地區(qū)數(shù)據(jù)對排污權(quán)最優(yōu)定價、市場流動性、政策影響評估等問題的前瞻探討[3-5,33-34]。例如,Guo等[35]基于最優(yōu)控制理論建立了COD和NH3-N的排污權(quán)有償使用價格模型,并計算了實現(xiàn)社會總收益最優(yōu)的政府定價。Tang等[36]基于CGE模型模擬不同行業(yè)的邊際減排成本曲線,測度了我國碳配額的最優(yōu)市場價格。Li與Jia[37]基于動態(tài)遞歸CGE模型探討了無償與有償組合場景下無償分配比例與碳市場價格之間的關(guān)系以及碳排放交易對我國環(huán)境經(jīng)濟的影響。

然而,現(xiàn)有關(guān)于排污權(quán)有償使用和交易的研究總體聚焦于宏觀與中觀層面的分析;相比而言,立足微觀層面考慮其對企業(yè)生產(chǎn)運作相關(guān)決策影響及其機理的研究并不多見,且可大致歸納為下述兩類。

第一類,碳減排情境下初始分配機制研究中考慮到了有償分配問題,但多針對有償拍賣形式,典型文獻如:王明喜等[38]通過構(gòu)建碳排放約束下企業(yè)減排投資成本最小化模型,討論了無償分配、有償拍賣、無償與拍賣相結(jié)合等分配方式對企業(yè)減排投資的影響,研究發(fā)現(xiàn)采用有償拍賣形式時企業(yè)恰好實施最優(yōu)的減排投資水平。王明喜等[39]為了消除企業(yè)減排的逆向選擇問題,設(shè)計了一種政府參與利益分成的碳排放權(quán)非對稱拍賣模型,并考察了存在利潤分成與否兩類企業(yè)的投標(biāo)策略及其拍賣前的減排投資決策行為。Zhang等[40]通過構(gòu)建多階段收益模型,考察了祖父制、基準(zhǔn)制、申報制、有償拍賣等分配方式對企業(yè)產(chǎn)品定價和污染削減行為的影響。Wang與Zhou[41]進一步構(gòu)建納什古諾寡頭壟斷市場均衡模型,對比考察了祖父制、基準(zhǔn)制與有償拍賣三種分配方式對企業(yè)碳成本轉(zhuǎn)嫁率的影響。然而,因研究重心在于檢視初始分配機制效果,以上文獻均基于完全競爭市場條件,假定有償拍賣價格(即一級市場價格)等同于二級市場價格;顯然,這是理想均衡的兩級市場狀態(tài),現(xiàn)實中尚且難以實現(xiàn);進而,考察現(xiàn)實企業(yè)決策影響機理時排污權(quán)兩級市場價格不可或缺。

另一類則是考慮到了排污權(quán)兩級市場價格,但所涉文獻更少且關(guān)注點迥異,典型文獻如:李冬冬和楊晶玉[42]運用兩階段博弈模型研究排污權(quán)交易下的最優(yōu)減排補貼問題時引入了初始有償分配價格變量,但因其并不影響最優(yōu)補貼率而未展開分析。Song等[43]從社會福利最大化視角考察了排污權(quán)有償使用與否、排污稅、減排期限等因素對現(xiàn)有企業(yè)和新改擴建企業(yè)的影響,結(jié)論表明政府應(yīng)有償分配排污權(quán),以抑制現(xiàn)有企業(yè)的購買沖動,并避免排污權(quán)交易市場冷淡。黃宗煌和蔡世峰[44]重點考察了碳配額永久有效與當(dāng)期有效兩種情形下碳配額分配方式對企業(yè)決策的影響,并通過假定初始配額分配采用日本式拍賣制度,探索研究了企業(yè)在兩級市場同時存在時的碳減排決策。鄭君君等[45]則重點嘗試運用量子反應(yīng)均衡來刻畫企業(yè)在排污權(quán)有償分配下的有限理性程度,通過行為實驗分析了不同排污權(quán)定價策略與分配方式下的企業(yè)有限理性程度差異。遺憾的是,相關(guān)文獻也忽視了關(guān)于“排污權(quán)兩級市場價格是如何對企業(yè)生產(chǎn)決策產(chǎn)生影響”的深入分析;而正如前所述,該問題對于深刻把握排污權(quán)兩級交易市場反應(yīng)機理、完善機制設(shè)計與調(diào)控策略等至關(guān)重要。

通過文獻梳理可以發(fā)現(xiàn),考慮排污權(quán)交易的企業(yè)生產(chǎn)決策問題已經(jīng)成為運作管理領(lǐng)域的研究熱點,并涌現(xiàn)出不少高質(zhì)量成果;但是,缺乏關(guān)于“排污權(quán)有償使用和交易,特別是排污權(quán)兩級市場價格機制對企業(yè)生產(chǎn)決策影響機理”這一基礎(chǔ)性問題的系統(tǒng)研究。鑒于此,在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上,本文以單個排放依賴型企業(yè)為例,從生產(chǎn)運作層面,綜合考察排污權(quán)有償使用和交易體系下企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)、污染削減、初始排污權(quán)購置、排污權(quán)占用以及二級市場交易等環(huán)節(jié)的最優(yōu)決策及其特征,據(jù)此深入剖析排污權(quán)有償使用和交易,特別是排污權(quán)兩級市場價格機制對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響機理,以期彌補現(xiàn)有相關(guān)研究的不足,并為企業(yè)生產(chǎn)決策制定、政府宏觀調(diào)控與體系優(yōu)化等提供理論依據(jù)。

2基本假設(shè)和參數(shù)

基于文獻[10-11]、[17]等研究排污權(quán)無償分配下企業(yè)生產(chǎn)決策的基本模型架構(gòu)進行拓展,主要考慮:在排污權(quán)有償使用和交易下企業(yè)有一級市場有償分配、二級市場交易和污染物削減三種排污權(quán)來源,以及單污染物規(guī)制、單周期生產(chǎn)的情形,如圖1所示。

結(jié)合現(xiàn)實情況,做出如下基本假設(shè)。

假設(shè)1單位排污權(quán)對應(yīng)單位污染物單期合法排放的權(quán)利。在總量控制前提下,政府根據(jù)特定排污權(quán)核定與分配原則將排污權(quán)有償出讓給轄區(qū)內(nèi)排污企業(yè);排污權(quán)可在二級市場自由交易且無交易成本,但不能存儲或借貸。記排污權(quán)一級市場價格為p1,排污權(quán)二級市場價格為p2。

假設(shè)2所慮企業(yè)屬于高排放行業(yè),收益依賴于污染排放;確定技術(shù)水平下,單位產(chǎn)量所產(chǎn)生污染量既定;故其產(chǎn)量獲益可記為污染產(chǎn)生量e的連續(xù)可微函數(shù)B(e),且滿足:B(0)=0,B′(0)>0,B″(e)<0,如圖2所示[17];進而,記理性企業(yè)在無規(guī)制情形下的最大產(chǎn)污量為ē,即B′(ē)=0。

假設(shè)3企業(yè)單位污染削減成本是其污染削減水平r的連續(xù)可微函數(shù)C(r),其中,0≤r<1,且滿足:C(0)=0,C(1)→∞,C′(r)>0,C″(r)>0,如圖3所示[10]。由此,企業(yè)削減水平為r時,通過付出eC(r)單位的污染削減成本,可以相應(yīng)減少er單位的排污權(quán)占用量。

假設(shè)4企業(yè)是排污權(quán)兩級市場價格接受者;根據(jù)現(xiàn)有排污權(quán)核定與分配原則,企業(yè)在一級市場存在排污權(quán)申購上限,記為τ;其初始獲得的排污權(quán)數(shù)量(即初始配額)為l0,l0≤τ,相應(yīng)的初始配額購置成本為p1l0;此外,記企業(yè)在二級市場的排污權(quán)交易量為t,而最終選擇持有的排污權(quán)數(shù)量為l。

3模型建立與分析

基于以上假設(shè)可知,為了履行總量控制下的減排責(zé)任,企業(yè)最終持有的排污權(quán)數(shù)量不得少于其占用量,即le(1-r)。因排污權(quán)不能存儲或借貸,但可自由交易,故守法企業(yè)的理性選擇為l=e(1-r),進而,排污權(quán)二級市場交易量t=l-l0;其中,t>0意味著初始配額不足,需從二級市場購入,t<0則表明需要出售剩余配額,若t=0則無須交易。由此可得,企業(yè)凈收益函數(shù)為:

3.1特定排污權(quán)初始配額下的企業(yè)最優(yōu)生產(chǎn)決策

首先暫不考慮企業(yè)排污權(quán)申購決策,即視l0為既定的狀態(tài)變量,重點分析任意既定初始配額下的企業(yè)最優(yōu)決策行為及其特征。基于以上分析,該情形下的最優(yōu)決策模型可以描述為:

討論模型(2)的最優(yōu)解,可得命題1。

從企業(yè)視角來看,命題6所述最優(yōu)購置決策的經(jīng)濟內(nèi)涵在于:當(dāng)購置單位初始配額帶來的邊際收益為負,即p2-p1<0時,從一級市場購置排污權(quán)并不經(jīng)濟,理性企業(yè)會傾向于從二級市場購買開展生產(chǎn)所需的排污權(quán);相反地,當(dāng)購置單位初始配額帶來的邊際收益為正,即p2-p1>0時,因有利可圖,理性企業(yè)則會轉(zhuǎn)向按上限規(guī)模申購初始配額;而p2=p1則是理論上的企業(yè)決策轉(zhuǎn)換的臨界點。

命題6同樣表明:特定p2下,盡管企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的最優(yōu)凈收益及其所購置排污權(quán)的二級市場貨幣價值保持不變,但是,p1變動會因直接改變了排污權(quán)購置成本而對企業(yè)整體最優(yōu)收益產(chǎn)生重要影響。顯然,當(dāng)p1=0時,該問題具體化為無償分配下的最優(yōu)決策問題,由此可知,政府向企業(yè)無償發(fā)放初始配額不僅與“污染者付費”原則相悖,更是給排污企業(yè)帶來了一筆“飛來橫財”;陳伯成和李英杰[46]也指出這將成為腐敗的溫床。然而,有償分配下,盡管當(dāng)p1

值得一提的是,排污權(quán)二級市場的設(shè)立初衷毋庸置疑是讓市場機制在資源配置中起決定性作用,排污權(quán)二級市場價格本質(zhì)上是環(huán)境容量資源價值與市場供求關(guān)系的直接體現(xiàn),即由市場定價;在實踐中,我國排污權(quán)一級市場則相對偏重以政府為主導(dǎo)的行政定價模式,由此,結(jié)合命題6也可將后者歸納為高定價和低定價兩類策略進行深入思考。

(1)在高定價(即p1>p2)策略下,理性企業(yè)不會選擇從一級市場購置排污權(quán),進而,對于初始配額發(fā)放過量的體系而言,這可以作為刺激二級市場流動性的調(diào)控手段;否則,若借由行政公權(quán)力強制企業(yè)購置,勢必會造成排污權(quán)兩級市場價格倒掛,嚴(yán)重干擾排污權(quán)市場價格形成,最終導(dǎo)致這種基于市場的新型環(huán)境規(guī)制手段的設(shè)計與實施持續(xù)強化排污收費、排污許可證等傳統(tǒng)行政手段的刺激與慣性。

(2)低定價(即p1

總體而言,排污權(quán)有償使用和交易,是綜合運用“政府—市場”對企業(yè)行為共同作用的制度安排;在一級市場有償分配環(huán)節(jié),政策制定者應(yīng)該充分關(guān)注與厘清“市場作用與行政干預(yù)”的邊界,本著體現(xiàn)“污染者付費”原則、優(yōu)勢互補、糾正公共物品供給和消費中的外部性問題為邏輯起點,做好排污權(quán)一級市場定價、排污權(quán)核定標(biāo)準(zhǔn)、初始分配總量與二級市場價格形成等多方的合理權(quán)衡與精心設(shè)計。

4算例分析

為了深入考察排污權(quán)兩級市場價格作用下的企業(yè)生產(chǎn)決策行為特征、驗證所得結(jié)論,結(jié)合現(xiàn)有研究成果,細化假設(shè)與參數(shù)取值如下。

假設(shè)5企業(yè)單位產(chǎn)量所產(chǎn)生污染量為ε;產(chǎn)品價格由其產(chǎn)量q決定,并考慮線性逆需求函數(shù)pc(q)=k-aq;進而,B(e)=(k-ae/ε)e/ε。此外,企業(yè)單位污染削減成本函數(shù)為C(r)=c0r/(1-r)[10]。

引入假設(shè)5,由命題1可得企業(yè)最優(yōu)決策為:

進一步,參照文獻[10]、[17]、[46]等,設(shè)定企業(yè)相關(guān)參數(shù)取值為:k=150,a=0.5,ε=1.5,c0=16;基于此,由式(11)、(12)可得:適宜削減的最低排污權(quán)二級市場價格,即C′(0)=c0=16;適宜生產(chǎn)的最高排污權(quán)二級市場價格p2max≈210.25;由B′(ē)=0可得,無規(guī)制情形下理性企業(yè)的最大產(chǎn)污量ē=225,相應(yīng)的最大產(chǎn)量=ē/ε=150。

此外,不失一般性,設(shè)定排污權(quán)兩級市場價格基準(zhǔn)場景為p1=30與p2=45。

4.1排污權(quán)二級市場價格對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響

基于假設(shè)5與基礎(chǔ)參數(shù)取值,數(shù)值模擬獲得不同排污權(quán)二級市場價格p2下的最優(yōu)決策結(jié)果,見表1與圖4,其中,圖4為l0=50為例展示p2變化對企業(yè)決策的影響趨勢??梢缘贸鲆韵掳l(fā)現(xiàn)。

(1)與命題2所述一致,環(huán)境容量資源價值較好地內(nèi)化到企業(yè)生產(chǎn)決策中:隨著p2的提高,理性企業(yè)將逐步縮小生產(chǎn)規(guī)模、提高污染削減水平、以減少排污權(quán)占用量,即e*、l*與p2負相關(guān),而r*與p2正相關(guān),且當(dāng)p2C′(0)=16時r*=0。相應(yīng)地,其污染削減量e*r*呈現(xiàn)出“先升高后降低”的趨勢。

(2)由表1已知,當(dāng)p2=73.23時,l*=50,進而,在l0=50情形下,=73.23,圖4(d)所示結(jié)果也較好地支持命題3:當(dāng)p2<2時,企業(yè)初始配額不足,需要從二級市場購買,即t*>0,而當(dāng)p2>2時,初始配額過量,則需在二級市場出售剩余,即t*<0。

(3)圖4(c)則較好地支持了命題4與命題5。由此可知,企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的凈收益π*pp將隨p2的提高而單調(diào)遞減并最終收斂至0,而其購置初始配額的凈收益π*et則隨p2的提高而線性遞增;進而,企業(yè)最優(yōu)收益π*隨p2的提高呈現(xiàn)出“先降低后升高”的趨勢,其中,當(dāng)p2=2=73.23時,π*為p2變動空間內(nèi)的最小值,且在該價格處π*pp的斜率與π*et的斜率恰好相反,正負效應(yīng)抵消。

4.2排污權(quán)初始配額對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響

經(jīng)上分析已知,初始配額l0并不會影響既定排污權(quán)有償使用和交易場景下的企業(yè)最優(yōu)決策,包括e*、r*與l*,但該數(shù)量差異對企業(yè)二級市場交易情況,即t*,特別是其是否參與交易的排污權(quán)二級市場價格臨界值2及其最優(yōu)收益π*有著重要影響;相應(yīng)的敏感性分析結(jié)果分別見圖5與圖6。

(1)圖5直觀展示了既定企業(yè)基準(zhǔn)場景下l0變動對2的影響。由此可見,與命題3的結(jié)論相一致:在最優(yōu)決策下,l0與2負相關(guān);換言之,初始配額越多,最優(yōu)決策結(jié)果為出售排污權(quán)的排污權(quán)二級市場價格區(qū)間(2,∞)也將越大,直至l0>=225時,企業(yè)將只會出售排污權(quán)。進而,在特定l0下,若p2在曲線下方,即p2<2,企業(yè)最優(yōu)排污權(quán)持有量高于其初始配額,需要從二級市場買入排污權(quán);反之,即p2>2時,需要在二級市場中賣出排污權(quán)。

(2)圖6(a)和(b)則進一步描述了初始配額l0變動對企業(yè)最優(yōu)收益π*及其購置初始配額凈收益π*et的影響;產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的凈收益π*pp與圖4(c)所述一致,不會因l0變動而改變;結(jié)果表明:①結(jié)合圖5可知,當(dāng)l0=0時,π*et≡0,2=210.25,企業(yè)初始配額必然不足,π*=π*pp且與p2負相關(guān),直到p2210.25,企業(yè)不再適宜生產(chǎn),π*=0并達到最小值;當(dāng)l0=225時,2=0,初始配額能夠滿足企業(yè)最大生產(chǎn)能力,π*與p2正相關(guān)且其最小值在p2=0處取得;當(dāng)l0∈(0,225)時,如圖6所示,l0=50和l0=100兩種情況,隨著p2提高,π*先遞減后遞增且均在p2=2處達到最小值。②顯然,因π*pp與l0無關(guān),π*變化的根源在于l0變動顯著影響著π*et;由圖6(b)可知,π*et與p2線性正相關(guān),且l0越大則π*et的斜率越高,即受p2變動的影響越明顯;同時,由圖4(c)已知,π*pp關(guān)于p2單調(diào)遞減并趨緩和,進而特定l0下最優(yōu)收益取最小值處的排污權(quán)二級市場價格,即2,將隨著l0的增加而變小,故這也形象闡釋了圖5所示“l(fā)0與2負相關(guān)”的原因??傮w而言,所得結(jié)果較好地驗證了命題4與命題5。

4.3排污權(quán)有償分配對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響

基于先前參數(shù)取值,分別考察排污權(quán)一級市場價格p1變動與排污權(quán)申購上限τ變動兩方面,考察排污權(quán)有償分配對企業(yè)最優(yōu)決策的影響,數(shù)值模擬結(jié)果見圖7與圖8。

(1)圖7(a)、(b)分別展現(xiàn)了企業(yè)初始配額既定(l0=50)與考慮排污權(quán)申購決策(τ=50)兩種情境下企業(yè)最優(yōu)收益隨p2變化的變動趨勢。進而,①圖7(a)表明,既定l0=50情境下,最優(yōu)收益曲線會隨著p1的提高而整體下移,即最優(yōu)收益與p1負相關(guān),這顯然歸結(jié)于購置初始配額成本的提高;p1變動對2則無影響,且無論p1取值如何,當(dāng)p2=2=73.23時,π*達到最小值。②圖7(b)表明,若考慮企業(yè)初始申購決策,則與命題6的結(jié)論相一致:當(dāng)p1p2時,企業(yè)理性決策為不申購,即l*0=0,此時最優(yōu)收益曲線與圖6(a)中l(wèi)0=0情形下的最優(yōu)收益曲線相一致,不受p1的影響;而當(dāng)p1

(2)由圖8可見,當(dāng)p1>p2時,因在一級市場購置排污權(quán)初始配額并不經(jīng)濟,理性企業(yè)不會申購,故申購上限τ變動不會對其最優(yōu)收益π*產(chǎn)生影響;而當(dāng)p1

4.4產(chǎn)污系數(shù)與削減成本系數(shù)對生產(chǎn)決策的影響

基于先前企業(yè)相關(guān)參數(shù)取值,并固定排污權(quán)兩級市場價格場景為p1=30與p2=45,以l0=50為例,考察了產(chǎn)污系數(shù)ε和削減成本系數(shù)c0變動對企業(yè)生產(chǎn)決策的影響,結(jié)果見表2和表3。

(1)ε降低可以理解為企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)改進,進而生產(chǎn)單位產(chǎn)品產(chǎn)生的污染減少。由圖2可見:①最優(yōu)削減水平因僅取決于p2及其削減成本,并不受ε變動的影響。②隨著ε降低,企業(yè)適宜生產(chǎn)的最大二級市場價格p2max不斷升高,既定p2=45場景下,最優(yōu)產(chǎn)量規(guī)模q*及其收益π*也在同步擴大,由此表明,生產(chǎn)技術(shù)改進能夠給企業(yè)帶來顯著的效益提升。③隨著ε降低,污染生產(chǎn)量e*、排污權(quán)持有量l*以及參與二級市場交易的臨界價格2則呈現(xiàn)出“先升高后降低”的倒“U”型變化趨勢。對此,據(jù)式(12)可知,e*為關(guān)于ε的二次函數(shù)且開口向下,可得:在既定p2=45場景下,當(dāng)ε=k/2ζ(r*)≈1.99時,de*/dε=0,當(dāng)εk/ζ(r*)≈3.98或ε=0時,e*=0;進而,ε∈(3.98,∞)時,由于污染排放過高,企業(yè)不適宜生產(chǎn);在ε∈(1.99,3.98)內(nèi),生產(chǎn)技術(shù)改進對e*的邊際貢獻為正,即de*/dε<0,故e*將隨ε的降低而增加,當(dāng)ε≈1.99時e*達到峰值;而在ε∈(0,1.99)內(nèi),生產(chǎn)技術(shù)改進對e*的邊際貢獻為負,即de*/dε>0,故e*則將隨ε的降低而降低。相應(yīng)地,因l*=e*(1-r*),而r*不變,l*受ε變動的變化趨勢與e*的變化同步;與此同時,既定l0=50下,隨著ε的降低,企業(yè)先由出售排污權(quán)轉(zhuǎn)變?yōu)橘徺I排污權(quán),而后再轉(zhuǎn)變?yōu)槌鍪?,其中,行為轉(zhuǎn)變的臨界點依次為ε≈3.31與ε≈0.67。由此也表明:生產(chǎn)技術(shù)改進雖然能增加企業(yè)收益,但就高排放企業(yè)而言,生產(chǎn)技術(shù)改進同樣可能會導(dǎo)致其污染產(chǎn)生量與排放量隨之增加。

(2)c0降低可以理解為企業(yè)污染削減技術(shù)改進,使得特定削減水平下的單位污染削減成本降低;據(jù)式(11)可知,c0=p2是企業(yè)削減與否決策轉(zhuǎn)變的臨界點。由表3可見:①當(dāng)c045時,單位污染削減的邊際成本大于排污權(quán)二級市場價格,理性決策為不削減,即r*=0,進而,c0變動不會對企業(yè)最優(yōu)決策及其決策結(jié)果,包括e*、q*、l*、π*等產(chǎn)生影響,但是,隨著c0增加,P2max降低而2增加,這意味著企業(yè)適宜開展生產(chǎn)的排污權(quán)二級市場價格空間將縮小且將在更高的排污權(quán)二級市場價格空間面臨排污權(quán)初始配額不足的問題;根據(jù)p2max與2的表達式可知,本算例設(shè)定情景下,正如表3所示,當(dāng)c077.77時,2達到最大值(εk-2al0)/ε2≈77.78,當(dāng)c0100時,p2max達到最小值k/ε=100。②當(dāng)c0<45時,污染削減有利可圖,企業(yè)理性決策為r*>0;隨著c0的降低,污染產(chǎn)生量e*、削減水平r*、產(chǎn)品產(chǎn)量q*、最優(yōu)收益π*以及p2max等均呈現(xiàn)快速上升趨勢,排污權(quán)持有量l*與2則相應(yīng)地不斷下降,且co越小則降速越顯著;當(dāng)c0<3.65時,初始配額還將存在剩余。由此表明,企業(yè)應(yīng)將排污權(quán)市場價格作為其污染削減技術(shù)改進的重要標(biāo)準(zhǔn);僅當(dāng)時c0

5結(jié)論與建議

針對排污權(quán)有償使用和交易制度建立了綜合考慮產(chǎn)品生產(chǎn)、污染物削減、初始配額購置及二級市場交易等環(huán)節(jié)的企業(yè)生產(chǎn)決策模型,運用非線性規(guī)劃與數(shù)值模擬,重點從微觀層面探討了排污權(quán)兩級市場價格作用下企業(yè)生產(chǎn)決策行為特征、變化規(guī)律及其影響機理;所建模型及其分析完全兼容無償分配下的問題探討,同時相比于文獻[10]、[17]、[46]等,進一步提出與論證了企業(yè)適宜生產(chǎn)的排污權(quán)二級市場價格空間及其是否參與二級市場交易的二級市場價格臨界點;并通過將企業(yè)最優(yōu)收益解構(gòu)為兩部分:產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的凈收益和購置初始配額的凈收益,深入剖析并厘清了排污權(quán)兩級市場價格對企業(yè)最優(yōu)收益產(chǎn)生影響的方式及其邊際效應(yīng)。所得主要結(jié)論如下。

(1)企業(yè)在產(chǎn)品產(chǎn)量、污染削減、排污權(quán)占用等方面最優(yōu)決策行為都是追求其邊際效應(yīng)與排污權(quán)二級市場價格相一致,而與一級市場價格無關(guān);其中,在適宜削減污染的排污權(quán)二級市場價格空間內(nèi),最優(yōu)污染削減水平與二級市場價格正相關(guān),在適宜開展生產(chǎn)的二級市場價格空間內(nèi),最優(yōu)產(chǎn)量、排污權(quán)持有量及交易量等與二級市場價格負相關(guān)。

(2)排污權(quán)初始配額直接決定了理性企業(yè)在排污權(quán)二級市場的交易狀態(tài)(出售或購買)及其交易量。而企業(yè)最優(yōu)初始配額購置決策則由排污權(quán)兩級市場價格共同決定,其中,排污權(quán)兩級市場價格相等是理論上企業(yè)初始購置與否的決策轉(zhuǎn)換點。

(3)排污權(quán)二級市場價格提高對企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)與污染處理環(huán)節(jié)的凈收益具有負向影響,而對其購置初始配額凈收益具有正向影響;其中,在企業(yè)適宜購買排污權(quán)的二級市場價格空間內(nèi),以負向效應(yīng)為主導(dǎo),相反,在適宜出售排污權(quán)的二級市場價格空間內(nèi),則正向效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo);相應(yīng)地,排污權(quán)一級市場價格特定時,隨著排污權(quán)二級市場價格的提高,企業(yè)最優(yōu)利潤呈現(xiàn)“先遞減后遞增”的“U”型變化趨勢。此外,排污權(quán)一級市場價格提高則對購置初始配額凈收益產(chǎn)生負面效應(yīng)。

(4)排污權(quán)一級市場定價越正向接近或高于二級市場價格,企業(yè)越難于從兩級市場差價中獲利。由此,初始有償分配可以有效遏制排污權(quán)這類公共資源分配中腐敗問題的滋生并更好體現(xiàn)環(huán)境容量資源有價、“誰占有,誰付費”的公平性原則。

上述結(jié)論蘊含的主要政策含義為:①建立有效的排污權(quán)有償使用和交易體系,需要充分認(rèn)識到這一基于市場的環(huán)境經(jīng)濟手段與傳統(tǒng)行政命令型管制手段的差異,厘清“市場作用與行政干預(yù)”的邊界,做好排污權(quán)一級市場定價、排污權(quán)核定標(biāo)準(zhǔn)、初始分配總量與二級市場價格形成等多方的合理權(quán)衡與精心設(shè)計。②排污權(quán)二級市場價格機制是激勵排污企業(yè)向環(huán)境友好嬗變、制度優(yōu)勢發(fā)揮的關(guān)鍵機制;在二級市場流動性普遍不足的實踐窘境下,宜將培育和激活二級市場作為制度落實的重點,這也凸顯了在體系機制設(shè)計與實施中引導(dǎo)微觀企業(yè)適應(yīng)與利用該體系的必要性。③合理的一級市場定價不應(yīng)高于排污權(quán)均衡價值,否則會導(dǎo)致行政的過度與負效干預(yù);此外,由于排污權(quán)的內(nèi)在價值因經(jīng)濟、環(huán)境與規(guī)制等的動態(tài)變化具有深度不確定性,一級市場定價不宜簡化為固定的收費標(biāo)準(zhǔn),還需要建立綜合考慮經(jīng)濟發(fā)展水平、污染治理成本、環(huán)境資源稀缺程度等因素的柔性定價與動態(tài)調(diào)整機制。

總體而言,文章旨在將企業(yè)生產(chǎn)運作不同環(huán)節(jié)行為置于統(tǒng)一的分析框架,重點從單期決策優(yōu)化視角揭示排污權(quán)兩級市場價格機制對排放依賴型企業(yè)生產(chǎn)決策的影響機理??紤]到經(jīng)濟一體化與市場動態(tài)性等客觀現(xiàn)實,尚有不少問題值得拓展研究,如納入多級供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)、多重市場不確定性、排污權(quán)跨期有效、決策者有限理性與決策偏好,乃至從動態(tài)演化視角考慮排污權(quán)兩級市場價格的系統(tǒng)關(guān)聯(lián)與行為演化等,開展更具多元化現(xiàn)實情景的集成研究。

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(責(zé)任編輯:王愛萍)