题目：Emission trading in an imperfectly competitive product market: A comparison of social welfare under mass- and rate-based schemes

作者：Wenxin Geng, Ying Fan*

期刊：Computers & Industrial Engineering

时间：2021年10月

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.cie.2021.107761

摘要

碳市场的配额分配是碳市场成功运行的关键问题，基于总量和基于强度的配额分配方法是两种不同的分配类型。基于总量的碳交易通常被认为是实现一定减排量下最优的市场机制。本文关注当产品市场存在一定的市场势力时，基于总量的交易机制是否依然具有更高的社会福利。考虑企业在边际生产成本和排放强度上的异质性，本文构建了双寡头古诺博弈模型，从理论上证明了在相同配额量和内均衡条件下，基于强度的交易机制中对产出的补贴效应使消费者剩余更高，而且该补贴效应能够减少由产品市场势力造成的社会福利损失。当排放强度更低的企业其边际生产成本不高于另一企业时，基于强度的交易机制的社会福利一定高于基于总量的交易机制；当排放强度更低的企业其边际生产成本高于另一企业时，基于强度的交易机制在排放基准低于某一标准时，其社会福利也高于基于总量的交易机制。

本文基于该理论模型对中国钢铁行业进行了实证分析。结果表明，相同配额量下基于强度的交易机制具有更高的消费者剩余、生产者剩余和社会福利。实证结果与理论分析相一致。

研究背景

与命令控制型政策相比，成本有效的排放权交易机制已经成为许多国家和地区减少污染物和温室气体排放的主要环境政策。然而这些国家和地区所实施的交易机制存在一定的差异，其主要可以分为两类，即基于总量和基于强度的交易机制。

在基于总量的交易机制中，履约期内的配额总量和企业所获得的免费配额量提前给定。而在基于强度的交易机制中，履约期内的配额总量和企业获得的免费配额量并不是外生给定，而是与履约期内企业的产量有关。

这两类交易机制的实施效果差异已经受到了广泛关注。其中部分学者对这两类机制下的市场效率进行了研究。基于完全竞争的产品和配额市场假设，研究表明相同配额量下仅基于总量的交易机制能够实现最优社会福利。而基于强度的交易机制中对产出的补贴效应会对产品市场造成扭曲，从而导致社会福利损失。

然而一些高排放行业通常具有较高的市场集中度，其产品市场表现为不完全竞争性。因此在不完全竞争的产品市场假设下，探究这两类交易机制的社会福利关系具有必要性和现实意义。现有文献对该问题的研究并不充分，很少有学者在异质性厂商存在下对该问题进行理论研究。

研究方法和内容

本文构建了一个双寡头垄断博弈模型。假设一个产品市场中存在两个代表性企业，且不存在企业的进入和退出。这两个企业生产同质性产品并进行古诺博弈，在配额市场为价格接受者。企业具有不同的边际生产成本（定值）和排放强度。企业目标为利润最大化，即考虑产品市场收益、生产成本、配额市场收益（或成本）。同时为便于探究两类交易机制下的社会福利关系，本文假设两类交易机制的配额总量一致（即减排总量相同），并推导出该条件下两类交易机制的内均衡条件。

在此基础上，本文分别对两类交易机制的生产者剩余、消费者剩余、社会福利的关系进行了理论分析，明确给出了不同关系下所需的条件。同时，本文利用中国钢铁行业数据，通过校准理论模型参数，对钢铁行业进行了实证分析。

研究结论

排放强度更低（更高）的企业在基于强度的交易机制的产量高于（低于）其在基于总量的交易机制。因此在基于强度的配额分配下，碳交易能更好地促进生产由高排放强度（落后）技术向低排放强度（先进）技术的转移，有利于全社会的技术升级。

基于产量的配额分配能够减少因产品市场势力而造成的社会福利损失。特别地，当排放强度更低的企业其边际生产成本不大于另一个企业时，相同配额量下基于强度的交易机制的社会福利一定高于基于总量的交易机制。

当排放强度更低的企业其边际生产成本更大时，强度标杆可能存在一个临界点，使得强度标杆在该临界点时相同配额量下两交易机制的社会福利相等。当强度标杆低于该临界点时，基于强度的交易机制的社会福利将更高；而当强度标杆高于该临界点时，基于总量的交易机制的社会福利将更高。这一结论对排放基准线的设立具有启发意义。

对中国钢铁行业的实证研究表明，相同配额量下与基于总量的交易机制相比，基于强度的交易机制的社会福利、生产者剩余和消费者剩余均更高。这些实证结果均与本文的理论分析一致。