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为应对气候变化,保障经济社会的可持续发展,如何制定有效的减排政策来控制二氧化碳排放,是极其具有现实意义的。已有市场化减排政策设计及影响评估的相关研究多建立在均衡基础之上,对社会经济活动参与个体的非理性行为考虑不足,对政策设计效果的评估或将存在一定的偏差。本文基于Agent建模思想,从非均衡建模的角度出发,以市场化减排机制建模与碳市场行为模拟为主题,重点对碳排放权交易、碳税、和可再生能源上网收购政策这三种市场化减排机制在微观层面进行了计算机模拟,并在宏观层面就市场涌现行为对相关机制设计中的关键问题进行了分析和讨论。 基于Agent建模方法,我们主要开展了两个方面的工作: 一、针对排放权交易实施过程中的市场短期行为和波动,我们基于Agent方法构建了阶段性动态人工排放权交易市场。区别于以往基于均衡假设的排放权交易模型,本文基于Agent方法构建的人工排放权交易市场,不受市场均衡假设的限制;对应现实市场,将存在不同的配额需求、减排成本、技术偏好、未来预期的受管制企业作为独立异质的Agent进行建模,这些Agent根据自身情况和外部市场信息自主做出交易和减排决策,同时Agent具有在市场上积累经验不断学习调整决策的能力;这种参照现实构建的人工排放权交易市场可以帮助我们更好的分析排放权交易市场中的理性预期均衡偏离现象,并在进行减排政策设计时提供更加有效的参考结果。基于该模型我们开展了三方面的政策模拟:1)研究市场成熟度与排放权交易市场效率的关系;2)对不同初始配额分配方式进行了模拟分析;3)模拟分析配额需求不确定情况下价格管制对碳排放市场运行的影响。 二、针对碳税和补贴政策对能源部门的长期影响,我们基于Agent构建了的电力市场长期演化模型。电力部门是我国主要的高排放部门,存在着很大减排机会。电价和电力投资的变化在短期和长期都会对社会产生深远的影响。为此,我们参照中国市场实际,基于Agent方法构建了我国电力市场长期演化模型,分析引入碳税政策以及可再生能源上网收购政策对我国可再生能源发电投资、整体电源结构演化、电价以及减排的影响。 基于本文的研究我们可以得到以下主要结论: (1)排放权交易市场的设计本身就会带来价格走势与理性预期均衡存在偏离的结果,而随着市场相对成熟度的提高,尽管这种偏离可以在一定程度上被改进,但是无法被完全修正。在非均衡分析下,若不允许配额的Banking,单阶段的排放权交易市场中配额价格走势不会围绕均衡价值上下波动,而是呈现先波动上升再逐步下降的趋势。 (2)在不完全信息下,市场主体的逐利行为和对市场走势的异质性非完美预期使得他们会进行更多的减排投资。又因减排投资不可逆,导致整个市场的配额供给大于需求,出现过量减排现象。并且过量减排这一现象在市场建立的初期会相对严重。 (3)在非均衡分析中并不是每个参与主体都能达到成本节约的目的,并且市场整体的成本节约效果也并不明显。尤其是在市场建立初期,交易带来的成本节约效果甚至可能为负。导致成本节约效果较差的主要原因是市场中出现的过量减排现象。因此在现实中,设立排放权交易机制更大的贡献或存在于对减排的促进。 (4)在考虑投资者有限理性、信息不完全、减排投资不可逆的情况下,拍卖这种初始配额分配方式确实能够相对祖父制和标杆制分配方式产生更有效的接近配额真实价值的价格信号.但是由于在拍卖情景下,排放企业会更早和更多的采用减排技术,造成更多的过量履约现象,从而使得排放交易体系整体的履约成本相对祖父制和标杆制分配方式下更高。 (5)价格管制机制在碳市场配额需求发生变化冲击时会显著影响排放管制企业的碳市场交易与减排投资行为。价格管制可以在配额需求意外增加时促使排放企业减少减排行为,从自我减排转向以低于自身边际减排成本的价格从市场购买配额,从而避免企业承受过高的经济成本;而在配额需求意外降低时,价格管制将激励排放企业更多的减排,交易体系的排放量将低于预先设定的排放量。 (6)通过碳税政策对中国电力部门的潜在影响研究发现:就碳税对电源结构的调整而言,在税率为50元/吨CO2以下时对电源结构的调整作用不明显;在税率为100-200元/吨CO2时可以促进天然气发电对煤电的替代;当税率达到200元/吨CO2以上时,才促进风电的发展。从碳税对电力行业的减排效果上看,当碳税水平达到300元/吨CO2时,碳税对电力行业减排的效果已经基本达到极限;最优的碳税水平不应超过250元/吨CO2。 (7)通过对可再生能源上网收购政策对电力部门影响的分析研究发现:我国现行的FIT政策对可再生能源有显著的促进作用,但并不能有效促进可再生能源对传统煤电的替代,相反对可再生能源的激励会挤出对核电的投资。正因如此FIT政策在减排上效果有限,主要的减排来自于电力需求减少,而不是发电系统的结构优化。加大FIT补贴水平在短期虽然会加速可再生能源扩张,但是在长期是没有额外促进作用的,反而会增加消费者成本,造成更大的社会福利损失。