本项目以碳排放权交易市场的复杂性、不确定性、与社会经济系统的高度耦合等复杂系统特征为主线,围绕碳市场机制及其行为特征演变的若干关键问题,利用基于多主体的Petri网建模思想和方法,综合应用了经济学、社会科学、控制理论、复杂系统科学等多学科的理论与方法,研究影响碳市场行为特征的关键因素及其相互作用关系,建立关键因素网络建模方法及影响的测度方法;研究不同碳市场机制的行为特征演化规律;研究碳市场机制与社会经济系统耦合及状态变迁的非线性规律,研究基于多主体的Petri网碳市场机制模拟模型。同时,以上述方法和模型为基础,从碳市场调控手段的有效性和碳市场机制的作用模式两方面研究碳市场与特定社会经济情景的相互作用,提出对碳市场机制进行分析的系统建模理论和方法。研究成果可以为我国利用国际相关机制和发展国内市场机制提供科学依据和理论基础,具有重要的理论与现实意义。
carbon emission trading system;market mechanism;multi-regional economic modelling;agent-based Petri modelling;
本项目以碳排放权交易市场为对象,围绕碳市场机制和行为的若干关键问题,利用复杂系统建模的方法进行分析。首先对国际已有的碳市场及其所处的国际气候谈判背景进行分析,基于国际气候谈判中的共同但有区别的责任,比较了各国际间配额分配方案的提议相关背景、主要涉及方法,研究发现,碳排放权交易机制最重要的因素之一是排放配额分配方案。同时,碳交易价格与全球年配额呈反向关系。中国通过向配额盈余区域购买碳排放权,碳交易能够在最大程度上减少总量减排对经济发展的影响。这一结论为中国的碳市场建设提供了事实依据。在此基础上,为了分析碳排放权交易市场在不同时空的经济环境背景下的特征和表现,本研究构建了中国多区域宏观经济模型(PIC模型),该模型刻画了我国31个省58个部门6种温室气体账户的整体运行情况,并实现了投入产出、一般均衡、经济计量、新经济地理学等方法学的融合。利用这一模型体系,课题组分析了全国碳市场、单独区域碳市场和区域间碳市场不同分配机制、覆盖机制、返还机制等,在不同的经济环境下,分析了碳市场机制差异及其关键影响因素的相互作用。我们发现从保护行业的竞争力来看,如果要实施碳排放权交易,比较好的选择是在重点高耗能行业实施碳排放权交易政策。短期对经济的负面冲击更小,长期对经济增长和就业的激励作用更大;进一步,合理控制交易中的平均价格,可以减少交易实施初期的负面影响。但是从长期对经济激励的角度,较高的碳价在未来将会对经济产生更大的拉动作用。无论是在重点高耗能行业还是在所有行业,收益最多的仍然是电力密集行业,包括燃料油生产业、原油生产业、水的加工和供应业等。此外,在所有行业实施碳排放权交易比仅在高耗能行业实施ETS,对非能源密集行业的拉动作用更大,如果仅在高耗能行业实施ETS,则会对电力密集行业的拉动作用更为显著。与碳税相比较,碳税政策对于经济的影响可以在短期内迅速显现,同时影响的幅度也更大。为了分析碳市场参与者倾向等影响因素的相互作用,我们进一步建立了基于多主体Petri网的碳市场机制模型,研究结果表明,碳市场将促进我国的产业结构升级,第三产业的比重将比无碳市场时有所提升,第一产业、第二产业比重略有下降;在碳市场的作用下,碳排放高峰将显著提前。通过本项目的研究,加深了对碳市场演化规律及相关影响的认识,为合理、科学、高效地参与和利用市场机制应对气候变化决策提供了理论基础和科学依据。