碳減排的不確定性與政策效率分析論文

　　氣候變化及大氣中 CO2濃度的不斷上升是近年來(lái)倍受關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。全球經(jīng)濟動(dòng)蕩及碳市場(chǎng)發(fā)展的滯后性，使得氣候政策規劃面臨著(zhù)巨大的不確定性。文中通過(guò)文獻回顧，分析碳減排不確定性的內涵與本質(zhì)，剖析不確定性的來(lái)源和潛在影響，討論應對不確定性的相關(guān)措施，并給出碳減排不確定性研究的清晰脈絡(luò )，為相關(guān)決策提供借鑒。

　　1 不確定性的內涵與特點(diǎn)

　　1. 1 不確定性的內涵

　　Knight( 1921) 最早把不確定性因素引入經(jīng)濟學(xué)分析，將那種無(wú)法用概率衡量的不確定性稱(chēng)為" 奈特不確定性"( Knightian uncertainty)[1]。之后，新制度經(jīng)濟學(xué)完善了這一內涵，認為不確定性是"因尚未形成某種所需的全部知識，人類(lèi)無(wú)法及時(shí)做出正確的抉擇; 或人類(lèi)獲取信息的能力有限，無(wú)法準確掌握所有變量信息，致使自身行為偏離最優(yōu)路徑"[2]�；�于上述認識，文中的碳減排不確定性主要是指減排決策中相關(guān)變量的不可預測性或有關(guān)這些變量信息的不充分性。

　　1. 2 不確定性的特點(diǎn)

　　首先，環(huán)境政策的不確定性與不可逆性并存。一項氣候政策的實(shí)施對其他環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的不良后果通常是不可逆的，加之人類(lèi)活動(dòng)引發(fā)的環(huán)境惡化日益加劇，進(jìn)一步給環(huán)境保護帶來(lái)極大的不確定性[3]。

　　其次，環(huán)境投資的成本效益不確定性高。不同于一般的項目投資，環(huán)境政策的收益可遞延至 100 年甚至更長(cháng)期間。根據凈現值原理，貼現期間越長(cháng)則風(fēng)險越大，環(huán)境政策的不確定性與不可逆性的作用越明顯，相應地環(huán)境政策評估的難度也越大。

　　再次，應對不確定性的環(huán)境政策具有" 預警性"。原因在于，環(huán)境成本函數的形式是高度非線(xiàn)性的。初期污染往往難以察覺(jué)，當累積到某一閾值時(shí)會(huì )突然爆發(fā)形成災難。因此，早期污染控制成本較低，隨后將急速上升。由于存在不確定性，環(huán)境成本函數的具體形式和臨界點(diǎn)位置都難以獲得。為了及時(shí)捕捉污染升級的信息，環(huán)境政策的實(shí)施應當先于環(huán)境損害不確定性的確認，即環(huán)境政策應當是"預警性的"。這是環(huán)境政策設計的重要原則之一。

　　2 不確定性的類(lèi)型與來(lái)源

　　2. 1 不確定性的類(lèi)型

　　環(huán)境政策分析中包含大量的不確定性因素，主要包括環(huán)境變化對經(jīng)濟影響的不確定性、緩解和適應氣候變化技術(shù)進(jìn)步的不確定性以及減排政策的不確定性。

　　2. 1. 1 氣候損害的不確定性從冰雪融化導致海平面上升到氣候模式改變，從農業(yè)減產(chǎn)到能源價(jià)格波動(dòng)、社會(huì )福利損失，氣候變暖的影響隨處可見(jiàn)[4 -6]。Aerts & Botzen( 2011) 借助氣候風(fēng)險保險模型( Climate Risk Insurance Model，CRIM)估算了洪水破壞的可能風(fēng)險，并預測了氣候保險基金的發(fā)展趨勢[7]。Nannos et al( 2013) 利用非參數檢驗分析了氣候變化給農業(yè)生產(chǎn)造成的經(jīng)濟損失，認為未來(lái)極端天氣出現的頻率有可能增加，應當根據氣候變化的影響程度給予相應地區一定的保險補償[8]。Brigode et al( 2013) 指出，不僅氣侯損害的經(jīng)濟結果難以準確估算，損害不確定性對減排水平的影響同樣也是模糊的、取決于多種關(guān)鍵假設，包括損害的概率分布、效用函數的結構等[9]。

　　事實(shí)上，為了評估氣候變化導致的結果，必須合理估算當前及未來(lái)的碳排放量，不過(guò)這恰恰又成為氣候損害的另一不確定性因素。溫室氣體排放的主要特征是風(fēng)險和不確定性，碳排放核算需要衡量由潛在風(fēng)險和不確定性引發(fā)的收益和損失。由于估算的結果以一定的概率分布和情景假設為前提，不可避免地帶有主觀(guān)性，但并不影響對氣候損害性質(zhì)、方向以及程度的基本判斷[10]。

　　2. 1. 2 技術(shù)變化的不確定性

　　氣候政策評估與經(jīng)濟模型中所包含的技術(shù)變化假設密切相關(guān)。由于關(guān)鍵參數( 例如私人部門(mén)研發(fā)投資) 估計的困難性和技術(shù)組合分析的復雜性，氣候變化的多因素模型包含了較大的不確定性。研究發(fā)現，氣候損害的不確定性對最優(yōu)研發(fā)投資的影響大于對最優(yōu)排放水平的影響。這意味著(zhù)獲得準確的概率分布是技術(shù)政策而非排放政策的關(guān)鍵。但無(wú)論氣候穩定目標的迫切性如何，支撐技術(shù)的成本不確定性均導致更高的近期最優(yōu)研發(fā)投資。進(jìn)一步地，若給定預算約束，面對氣候損害的不確定性，最優(yōu)研發(fā)投資應當是高度多樣化的，并隨氣候損害風(fēng)險的變化而變化[11]。

　　2. 1. 3 管制政策的'不確定性

　　文獻研究一般用"管制不確定"來(lái)指代政府行動(dòng)的不可預測性。"管制引起的不確定性"系指由管制所引發(fā)的、個(gè)體感知到的無(wú)法預測未來(lái)非管制環(huán)境的狀態(tài)。Engau & Hoffmann( 2009) 指出，管制不確定的主要特點(diǎn)為依賴(lài)于政治談判、離散的情景結構和非連續解; 同時(shí)，管制不確定只是企業(yè)推遲決策的部分原因，政府應當設計有效機制，促進(jìn)企業(yè)盡早采取行動(dòng)，以獲得更高的政治實(shí)施效率和更好的管制效果[12]。Galinato & Yoder( 2010) 認為，隨著(zhù)碳稅的不確定性加大，最優(yōu)減排技術(shù)投資將降低。這意味著(zhù)碳稅的征收力度比征收時(shí)機更為重要[13]。

　　2. 2 不確定性的來(lái)源

　　Foley( 2010) 指出，在區域氣候建模中，不確定性主要來(lái)源于參數化、求解結果、初始和邊界條件、模型集成的易變性以及模型假設和檢驗等[14]。這里的不確定性來(lái)源可分為兩類(lèi): 一是認識論上的不確定性，在氣候系統中主要是指由人類(lèi)行為導致的不確定性，包括未知的未來(lái)排放集中度。這類(lèi)不確定性在很大程度上是由"不完美"知識造成的，是難以避免的。二是本體論上的不確定性，涉及氣候系統和氣候模型的易變性，包括氣候系統對人類(lèi)行為反饋的不確定性。進(jìn)一步的研究可降低這類(lèi)不確定性，但也可能出現新的未知因素，從而增加不確定性。

　　在碳市場(chǎng)上，不明朗的政策條件引發(fā)了不可預知的因素變化，使得參與碳交易的企業(yè)和相關(guān)機構面臨經(jīng)濟損失和不確定性風(fēng)險，也抑制了碳市場(chǎng)的減排功能。研究認為，市場(chǎng)機制( 例如配額分配) 、溫度、異質(zhì)性環(huán)境( 例如 EU ETS 的"五月事件"和全球金融危機) 是影響碳市場(chǎng)的最重要的三個(gè)因素，會(huì )引起碳價(jià)格的波動(dòng)[15]。

　　受碳減排政策沖擊最大的莫過(guò)于能源系統。在能源行業(yè)減排規劃中，許多參數及其交互作用都是不確定的，包括區域氣候變化、燃料結構及轉換技術(shù)效率、削減設施效率和成本隨時(shí)間和空間的變化等，能源系統的實(shí)際碳排放量和減排目標也隨時(shí)空演變而動(dòng)態(tài)調整，導致能源系統減排過(guò)程的不確定性和復雜性[16]。一旦實(shí)際排放量超出允許排放量，相應的經(jīng)濟懲罰又有可能增加減排的不確定性。不僅如此，能源規劃的問(wèn)題識別、解釋求解結果等非模型活動(dòng)，與決策者的經(jīng)驗和知識儲備密切相關(guān)。但由于人類(lèi)認知能力的局限性，不可避免地會(huì )給規劃帶來(lái)諸多不確定性[17]。進(jìn)一步地，在建構能源系統減排規劃模型時(shí)，一般都要對真實(shí)的能源系統進(jìn)行簡(jiǎn)化，并提出相應的假設和邊界條件，造成理論值與真實(shí)值間的差異，成為引發(fā)不確定性的又一來(lái)源[18]。

　　3 不確定性的影響與度量

　　3. 1 不確定性的潛在影響

　　碳減排中各種不確定性的存在，使得環(huán)境政策常偏離預期效果。主要表現為: 經(jīng)濟不確定性造成決策實(shí)施的沉降成本，環(huán)境不確定性致使決策陷入兩難困境，導致所制定的環(huán)境保護措施無(wú)法實(shí)現預期目標。

　　不確定性對經(jīng)濟的影響研究集中于對技術(shù)投資的分析。王治( 2009) 基于實(shí)物期權理論分析了規制政策不確定對電網(wǎng)投資的影響，指出在無(wú)政策管制時(shí)，電價(jià)變化的不確定性越大，投資的臨界值也越高，電網(wǎng)企業(yè)越有可能投資不足[19]。Kettner et al( 2011) 也強調，歐盟碳價(jià)格波動(dòng)的不確定性阻礙了投資，未來(lái)減排政策的重點(diǎn)是保持碳價(jià)的穩定性[20]。不確定性對環(huán)境的影響研究則以減排效率和效果評估為主。研究發(fā)現，在不確定情況下，以可再生能源( 如水力、風(fēng)力和太陽(yáng)能) 代替化石能源，可有效促進(jìn)減排。但當技術(shù)變化不確定時(shí)，最優(yōu)減排水平較低; 并且，減排目標設定的越寬松，這種影響越顯著(zhù)[21]。

　　3. 2 不確定性的度量方法

　　忽視不確定性的影響可能會(huì )產(chǎn)生系統非最優(yōu)甚至錯誤決策。針對環(huán)境系統中的不確定性，已出現多種量化方法，例如借助蒙特卡羅模擬、卡爾曼濾波法和貝葉斯推論等技術(shù)計算系統可信度，而利用隨機、區間、模糊函數和混合算法來(lái)評估決策的效率則是更為常見(jiàn)的處理方法。不過(guò)，鑒于區間線(xiàn)性規劃算法的不完善性和優(yōu)化模型的復雜性，基于各種智能算法的隨機模擬和模糊模擬技術(shù)逐漸得到發(fā)展。經(jīng)典的智能算法主要包括人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )( ANN) 、遺傳算法( GA) 、蟻群算法( ACO) 和粒子群算法( PSO) 等。然而，上述算法幾乎都存在所謂的"維數災難"缺陷，實(shí)際應用受到諸多限制。鑒于此，郝士鵬( 2010) 結合混沌搜索技術(shù)，設計了具有更高搜索質(zhì)量和效率的混沌猴群算法( CMA)[22]。 已知的不確定性度量模型主要有三種: 一是確定均衡模型。該模型根據確定性已知條件估計參數價(jià)值，并計算社會(huì )成本。二是參數不確定模型。該模型利用參數彈性分析，結合確定均衡模型評估潛在的社會(huì )成本。三是借助概率分布計算參數值的不確定性，根據概率分布的中值和均值控制樣本不確定性，實(shí)現期望社會(huì )凈福利最大化。盡管上述方法具備一定的有效性，但是將不確定性置于可控制的范圍，實(shí)質(zhì)上是忽視了不確定性的確定估計問(wèn)題; 同時(shí)，這些方法尚存在無(wú)限的均值概率和貼現凈邊際收益的差異，因此通過(guò)建構不確定性和最優(yōu)化決策來(lái)最大化期望效用的手段仍然差強人意。

　　此外，不確定性還可能引發(fā)風(fēng)險。Chevallier( 2010) 發(fā)現，風(fēng)險溢價(jià)和碳現貨價(jià)格之間存在負相關(guān)性[23]。楊超等( 2011) 基于極值理論，將馬爾科夫波動(dòng)轉移引入 VaR 的計算，度量碳市場(chǎng)的系統風(fēng)險[24]。郭福春、潘錫泉( 2011) 利用 Bai - perron 結構突變檢驗和資本資產(chǎn)定價(jià)單因素模型研究了 EU ETS 第二階段碳期貨合約的價(jià)格波動(dòng)及風(fēng)險，發(fā)現在樣本期內碳價(jià)格存在顯著(zhù)的結構突變[25]。鳳振華( 2012) 構建了碳市場(chǎng)流動(dòng)性指標，度量?jì)r(jià)格風(fēng)險與流動(dòng)性風(fēng)險的關(guān)聯(lián)性[26]。目前，針對碳市場(chǎng)系統性風(fēng)險度量及分析的成果不多，有關(guān)度量技術(shù)分析的文獻則更為少見(jiàn)。

　　4 不確定性的應對策略

　　4. 1 學(xué)術(shù)研究視角

　　許多文獻利用規劃模型處理碳減排中的不確定性問(wèn)題。但多數研究?jì)H針對系統中某一部分因素的不確定性或敏感性進(jìn)行定量分析，難以充分反映整體系統的復雜性，區間、模糊、隨機等不確定數學(xué)優(yōu)化方法能更好地逼近現實(shí)，獲得有效的規劃方案。Svensson & Berntsson( 2010) 利用多目標規劃方法，研究不確定情況下某化工紙漿廠(chǎng)的能源效率投資優(yōu)化問(wèn)題，為該領(lǐng)域的決策提供了一個(gè)較好的理論框架[27]。Chen etal( 2010) 構建了一個(gè)兩階段模糊 - 隨機規劃( TISP) 模型，模擬不確定條件下的碳交易規劃問(wèn)題[28]。Pou-sinho et al( 2011) 基于風(fēng)能不穩定和間歇性的不確定環(huán)境，提出了一個(gè)風(fēng)能交易的隨機規劃方法，幫助電力生產(chǎn)商規避因能源市場(chǎng)價(jià)格不確定性導致的利益喪失風(fēng)險[29]。為了克服上述隨機模糊區間規劃模型的復雜性和降低求解算法的維數，劉年磊( 2011) 設計了基于模糊模擬的混沌猴群算法以及改進(jìn)的 REILP模型算法并求解，得到了不同置信度與意愿水平下的資源配置風(fēng)險 - 收益權衡方案[30]。在此基礎上，劉燁( 2013) 建立了多重不確定條件下考慮碳減排和生態(tài)修復的煤電一體化能源系統優(yōu)化模型[31]。

　　4. 2 政策制訂視角

　　4. 2. 1 減少損害和技術(shù)不確定性

　　Kannan( 2009) 研究發(fā)現，與增加減排量相比，提高研發(fā)投資更有助于減弱氣候損害的不確定性。為了實(shí)現減排目標，短期內應致力于提高能源效率，中期要依靠 CCS 和可再生能源，長(cháng)期內則須將 CCS、核電和可再生能源等低碳技術(shù)相結合，并率先在電力、交通等行業(yè)實(shí)施低碳發(fā)展[32]。不過(guò)，Keating et al( 2011) 指出，在 CCS 應用中，考慮到 CO2儲存的不確定性，應當選擇靈活的碳匯方案、成本有效的能耗結構，提高 CCS 系統的動(dòng)態(tài)性和經(jīng)濟性[33]。此外，Gren & Carlsson( 2013) 認為，在三種減排不確定性( 林業(yè)碳匯、化石能源碳排放和減排成本) 中，碳匯價(jià)值隨著(zhù)林業(yè)碳匯不確定性的增加而顯著(zhù)下降，因此，未來(lái)是否應當在氣候政策中納入碳匯，取決于其它碳匯來(lái)源的不確定性和實(shí)現預定減排目標的重要性[34]。進(jìn)一步地，Farrelly et al( 2013) 強調，盡管直接碳捕獲和封存技術(shù)( 例如地質(zhì)注入) 擁有較大的儲存能力，然而成本效率極低，并且長(cháng)期碳捕獲也未被證明是安全的[35]。鑒于此，可以采用抵消碳排放的一個(gè)新方法 - 直接生物碳減排，該方法產(chǎn)生的生物質(zhì)能夠進(jìn)一步轉換成生物燃料、生化產(chǎn)品、食品或動(dòng)物飼料，而這些有用的副產(chǎn)品可為減排提供資金。

　　4. 2. 2 降低監管不確定性的風(fēng)險

　　( 1) 減排政策的選擇。研究發(fā)現，一項有力的減排政策能夠在 1/40 的概率下使溫度上升不超過(guò) 3.2℃ ，盡管并未消除全球變暖的實(shí)質(zhì)性狀態(tài)，但可顯著(zhù)降低溫升水平。從國際減排體系的先進(jìn)經(jīng)驗來(lái)看，當前和未來(lái)交易機制的銜接不僅需要大量的技術(shù)修復和交易系統間的協(xié)同，還應有清晰的管制和政策信號、對技術(shù)的政治支持及更穩定的經(jīng)濟環(huán)境。目前，在各種市場(chǎng)型管制政策中，碳稅和碳交易無(wú)疑倍受矚目。一般認為，當存在不確定因素時(shí)，碳交易的實(shí)施效果較好。并且，相較于碳稅而言，碳交易能夠為企業(yè)帶來(lái)更多的預期利潤[36]。然而，根據丁伯根法則( Tinbergen's rule) ，單一政策工具的有效性欠佳，政策工具間的合理搭配才能發(fā)揮最優(yōu)效果，因此在推行碳交易時(shí)也可將碳稅作為補充手段。當然，單純依靠市場(chǎng)型工具是不夠的，還需要政府這只"有形的手"加以行政干預，通過(guò)選擇恰當的政策執行時(shí)機和實(shí)施標準，提高資源配置和利用效率。

　　( 2) 減排機制的完善。首先，要確保碳市場(chǎng)穩定有序。由于碳市場(chǎng)現貨和期貨收益波動(dòng)間存在關(guān)聯(lián)性，投資者可能利用套期保值規避碳市場(chǎng)的系統性風(fēng)險，因此，監管者應當密切關(guān)注兩類(lèi)價(jià)格的動(dòng)態(tài)變化，設計合理的交易機制和許可分配機制，確保碳市場(chǎng)的健康運行。其次，要降低減排系統的風(fēng)險。研究認為，禁止跨期存儲導致了 EU ETS 第一階段末期的價(jià)格驟跌，價(jià)格未能充分反映成本。鑒于不確定性風(fēng)險可導致企業(yè)儲存策略發(fā)生變化，建議利用配額儲存作為風(fēng)險管理的工具[37]。再次，要提高減排政策的透明度。讓被監管者參與談判可使其獲得關(guān)于最終結果的內部信息，從而降低監管不確定性; 此外，積極參與政治談判、向監管者施加壓力，也有利于產(chǎn)生企業(yè)期望的結果。因此，如果存在監管不確定，尤其在決策早期當結果不完全明朗時(shí)，企業(yè)有激勵參與決策過(guò)程。

　　( 3) 減排路徑的優(yōu)化。一方面，在減排目標上，要妥善處理總量控制與強度控制的關(guān)系。研究發(fā)現，在確定情況下，絕對總量控制和相對強度控制的效果是一樣的; 但當考慮不確定因素時(shí)，強度控制就優(yōu)于絕對總量控制。這一結論在發(fā)達國家尚存在一定爭議，但在發(fā)展中國家是穩健的。另一方面，應當優(yōu)化排放路徑、降低減排成本。研究認為，在最優(yōu)排放路徑下，與 2000 年的排放水平相比，2020 年的最優(yōu)排放水平要增加34%，2050 年則低于2000 年水平，至2100 年排放水平可減少88%。為此，建議將不確定性視為長(cháng)期減排規劃的一項關(guān)鍵要素，確保管制過(guò)程具有較高的可持續性，以應對不確定性風(fēng)險[38 -39]。

　　5 結論與展望

　　5. 1 文中研究的主要結論

　　全球氣候變暖趨勢的發(fā)展引發(fā)了關(guān)于溫室氣體減排的一系列研究。其中，針對減排不確定性的探討是重要的分支之一。文中以碳減排的不確定性及政策的有效性為考察對象，系統回顧了不確定性研究的基本現狀。大量研究表明，不確定性對以二氧化碳為主的溫室氣體減排影響重大，但關(guān)于氣候損害的具體程度、減排技術(shù)產(chǎn)出的結果以及管制政策的效率與效果等，尚缺乏權威的研究結論，一些問(wèn)題甚至還存有較大的爭議，例如不確定性與技術(shù)投資多樣化之間的關(guān)系，有學(xué)者認為損害的不確定性促進(jìn)了技術(shù)的多樣化，但也有人持反對意見(jiàn)，認為技術(shù)產(chǎn)出不確定性可導致多樣化程度的下降，等等�？梢�(jiàn)，關(guān)于不確定性問(wèn)題，未來(lái)仍有較大的研究空間。

　　5. 2 有關(guān)不確定性的引申研究

　　5. 2. 1 研究?jì)热莸耐卣?/p>

　　( 1) 技術(shù)變化的內生不確定性。與不考慮不確定性時(shí)相比，在某些情況下，考慮不確定性可導致更高的投資水平，并有利于促進(jìn)多樣化戰略的發(fā)展。這意味著(zhù)，對研發(fā)投資和減排技術(shù)產(chǎn)出間的關(guān)系進(jìn)行分析是很必要的。不過(guò)，這方面的研究成果相當匱乏。

　　( 2) 碳交易價(jià)格變化的不確定性。根據極值理論，政策效果不僅取決于政策信息傳遞到價(jià)格的速度快慢，也與政策出臺的時(shí)機、投資者情緒和價(jià)格狀態(tài)有關(guān)，因此，一個(gè)"好的政策"未必有"好的效果"，或者在預期的時(shí)間內就會(huì )有"好的效果"。當前關(guān)于碳價(jià)的分析集中于價(jià)格變化規律的探討，未來(lái)應加強碳價(jià)收益率分布特征、價(jià)格漲跌機理研究，為構建和穩定碳市場(chǎng)機制提供理論依據。

　　( 3) 企業(yè)對不確定性的政策響應。一項新政策推行時(shí)波及的企業(yè)總會(huì )面臨政策制訂所固有的不確定性問(wèn)題，而缺乏管制不確定性對企業(yè)決策的影響的信息，將降低決策的效率和效果。因此，決策者應當致力于發(fā)掘企業(yè)對監管不確定的政策響應。然而，這方面的研究很少，也不系統。

　　( 4) 各種不確定性的交叉性。目前，尚無(wú)文獻研究多種不確定情況下技術(shù)政策和排放政策之間的交互性問(wèn)題。而減排體系的復雜性和動(dòng)態(tài)性表明，剖析各種不確定性因素間的作用機制，比單純分析某種不確定性的影響更為重要。

　　5. 2. 2 研究方法的深化

　　對不確定性的影響分析取決于技術(shù)變化如何建模、損害采用何種概率分布形式等因素。這意味著(zhù)，研究人員需要開(kāi)發(fā)更多的模型，用更多實(shí)證解釋技術(shù)變化，尋找穩健的政策。另外，在研究不確定性時(shí)，常需要與確定性的情形加以對比以確定最優(yōu)方案，不過(guò)這方面的比較靜態(tài)分析成果偏少，不利于檢驗技術(shù)變化模型的結論。上述問(wèn)題都有待于展開(kāi)進(jìn)一步的深入研究。

【碳減排的不確定性與政策效率分析論文】相關(guān)文章：

水稻栽培供水管理碳減排的探索論文07-01

低碳減排綠色生活標語(yǔ)（精選180句）06-15

關(guān)于低碳減排的宣傳標語(yǔ)（精選50條）06-15

節能減排低碳環(huán)保論文04-28

公共政策分析論文01-20

園林施工管理效率分析論文07-02

小學(xué)語(yǔ)文教育效率分析論文09-18

公共政策分析課的論文03-19

環(huán)保減排應急預案05-08