市场出清原则下的碳交易定价机制研究

[摘 要]本文通过建立我国森林碳汇供给、需求曲线模型及对供给、需求的阶段性弹性分析，发现我国的碳汇吸收总量远远小于不断上升的碳源排放量，是典型的碳源型国家。在完全竞争的市场条件下，当价格为X时，S=D，是市场出清，此时具有帕累托效率。在完全价格歧视的垄断条件下，碳汇稀缺的林权所有者可根据消费者（碳源）愿意出的价格差别定价，消费者剩余全归林权所有者（碳汇）所有，碳汇的生产者剩余最大并促进了碳汇的整体提升，这时也是帕累托最优。因此，建立市场经济方式（而不是2C式）的完全竞争性质的碳汇交易市场，才是促进节能减排、新能源替代和碳中和三位一体的诀窍或关键所在。

[关键词]碳源;碳汇;供、求模型;碳均衡;竞争市场;定价机制

[中图分类号]F740.3 [文献标识码]A [文章编号]1674-6848（2015）05-0068-11

[作者简介]钟晓青（1962― ），男，湖南永顺人，博士、副教授，中山大学园林及生态经济规划设计研究所所长、兼任广州市建工设计院副院长、香港中文大学景观设计院副院长、广州新世纪艺术研究院常务副院长、主要从事生态经济研究;黄安琦（1991― ），女，广东中山人，中山大学硕士研究生，主要从事生态经济学和园林设计研究;徐永成（1984― ），男，湖北荆州人，中山大学硕士研究生，主要从事人口资源环境经济学研究;廖立维（1988― ），男，广东博罗人，中山大学硕士研究生，主要从事生态经济学与园林设计研究;邢晓静（1989― ），女， 内蒙古赤峰人，中山大学硕士研究生，主要从事生态经济学与园林设计研究（广州 510275）。

[基金项目]国家社会科学基金“九五”重点项目“可持续发展经济学研究”（96AJB042）、华南理工大学亚热带建筑国家重点实验室开放基金项目“绿色空间研究”（20070401）、“低碳社区研究”（2010KB10）与广东省自然科学基金项目“生态经济边缘效应研究”（974083）的阶段性成果。

Title： A Study on the Pricing Mechanism of Carbon Trading Based on the Market Clearing Principle

By： Zhong Xiaoqing，Huang Anqi，Xu Yongcheng，Liao Liwei & Xing Xiaojing

Abstract： By establishing China’s forest carbon sequestration supply and demand curve model and analyzing the stage elasticity of supply and demand， we’ve found that China is a typical carbon source country as its carbon absorption amount is far less than that of the rising carbon emissions. In the condition of a complete competition market， when the price is X while S=D， it is market clearing and there is a Pareto efficiency. In the monopoly condition of price discrimination， the forest owner with scarce carbon sequestration can make the price according to the different prices that the consumers （carbon source） are willing to offer. As the surplus left by the consumers belongs to the forest owner（carbon sequestration）， the carbon sequestration producer has the maximum surplus and facilitates the overall increase of the carbon sequestration. This is also Pareto optimal. Therefore， to establish a carbon trading market with competitive market economy mode instead of “2C command” is the key to promote energy-saving emission reduction， new energy substitution and carbon neutral.

Key words： carbon source; carbon sequestration; supply and demand model; carbon balance; competition market; pricing mechanism

一、引言

从20纪70年代至今，世界工业化进程不断加快，导致全球性的环境污染与能源紧缺问题逐渐成为各个国家所面临的一个重要且迫切需要解决的问题①。对于促进节能减排、控制二氧化碳排放量的问题，全球各个国家都积极采取了诸多手段加以解决，比如：行政手段、法律手段、经济手段、道义劝说、社会舆论监督等②，其中经济手段是最为重要的一种。在实践工作中经济手段又可以分为很多种类，例如：罚款、环保补贴、制定并实施环境标准、碳排放权交易、碳排放收费等，而其中，实施效果相对较好、能够较大程度发挥市场机制调节作用、运用得最为广泛且最有发展前途的，是碳税和碳排放权交易机制③。

2002年颁布《京都议定书》之后，国际社会关于碳排放权的交易便进入了一个全新时代，许多发达国家相继成立了碳排放交易所④，与此同时，发展中国家也借助于CDM（清洁发展机制）更多地参与到国际碳市场中来。

目前，国际上许多国家⑤是通过森林资源吸收和固定二氧化碳以抵消企业碳排放量的。在节能减排、控制二氧化碳排放方面，不仅要考虑到缩“源”的重要性，而且要将更多的注意力转移到增“汇”带来的节能减排效应上。森林碳汇，作为吸收二氧化碳，降低碳排放的一种新型节能减排路径，被越来越多的国家所重视⑥。

欧盟环境署的分析报告显示，中国的二氧化碳排放总量已超欧盟27国总和⑦。虽然中国没有被赋予强制性减排责任，但是作为目前世界第一大碳排放国，从节能减排、保护环境、积极发展可持续循环经济的角度考虑，也应力争积极探索低碳减排路径，为我国发展低碳、循环经济，走可持续发展道路做好充分的准备工作⑧。

碳排放权定价机制在碳排放权交易体制中占有举足轻重的地位。2005年1月起，欧洲碳排放权交易体系成立，并开始进行交易。经过5年的发展，已经形成了一套自成体系的碳排放权价格形成机制。国内方面，虽然在北京、上海、天津、深圳、昆明、武汉、长沙等多个城市先后建立了碳排放权交易所，但是我国的碳排放交易体系仍处于刚刚起步阶段，还没有形成全国性的碳排放权交易定价机制。

目前我国主要通过“2C（Command and Control，命令与控制）”模式的行政手段推行减排，并取得了一定的成效⑨。但是，以该模式为主导的行政减排方式，并不利于有效分配温室气体排放额度，而且节能减排的效率并不显著且对宏观经济可能造成硬伤。

从经济发展的历史来看，市场交易是最有效率的制度安排。在控制温室气体排放、节能减排方面同样可以运用市场机制。我国现行的经济体制已经从计划经济模式逐步转化为市场经济模式，这也为市场化的节能减排提供了条件。从国际形势上看，利用市场手段实施减排已是大势所趋，各国都积极建设、发展有关市场，并取得了较好的成效。

碳排放权是一种具有负外部性的公共物品，由此产生的私人成本的降低及社会成本的升高并不能体现在市场机制作用决定的成本和价格中。碳排放权市场的建立，则赋予了碳排放权的商品属性，使其能够在外部市场上可以作为一种商品进行买卖交易。通过市场价格的杠杆功能，促使其外部成本内部化，增强企业节能减排的自主性。我国作为世界第一大碳排放国，碳排放权市场发展潜力巨大。在掌握了国内碳排放权定价的主动权之后，随着碳排放权市场交易规模的不断扩大和透明度的提高，碳交易货币化程度必然会逐渐增强，最终会使碳排放权作为一种高流动性的新型金融资产，成为投资者的投资交易对象，还能够取得节能减排、新能源替代以及碳中和的低碳经济效果，甚至能把山区林农的脱贫、区域经济协调发展等相关问题一揽子解决。

二、研究思路及分析框架

“碳汇”：UNFCCC（《联合国气候变化框架公约》）中对碳汇的定义是指将二氧化碳从公共大气环境中予以清除所进行的全部过程、活动或者机制，主要是指森林吸收并储存二氧化碳的能力①。延伸到二氧化碳等温室气体减排交易中，碳汇则泛指“汇算和批准的排放指标或是额度”。

“碳源”：UNFCCC（《联合国气候变化框架公约》）中对碳源的定义是指任何向大气中释放二氧化碳的过程、活动或机制。我国的能源结构中，煤、石油、天然气的使用占总能源使用的90%以上的份额，因而，由于煤、石油、天然气的使用而产生的二氧化碳排放量在我国的二氧化碳排放量中占主导地位。因此，在本文的研究中，碳排放量的总量数据主要是指能源消耗中煤、石油、天然气的使用而产生的碳排放量。

本文的研究思路及方法过程，主要是假定在完全市场竞争的前提下，碳源和碳汇作为需与求的双方，应该在各自的供需曲线上找到“出清”的交点，实现碳汇交易的帕累托最优或称为帕累托效率，可分三个步骤进行研究：

（一）碳汇及碳源（排放）对应的成交价格及供需弹性

碳汇的供给价格弹性，表示其作为商品自身价格的变动率受供给量变动率的影响程度。具体的计算方法如下：

供给价格弹性= （1）

对面板数据进行平均化处理，以每5年为一个时间段，将价格和森林碳汇供给量分别取平均值。随着价格的上升，森林碳汇供给量均值随之呈上升趋势，可以进一步理解或解释为：随着价格的升高，森林碳汇供给量的增量也逐渐增大。

价格变化对森林碳汇供给量变动的影响可以根据相邻两个时间段的供给价格弹性进行量化分析。根据计算公式（1）及相关数据计算得到各个时间段的供给价格弹性：

Mi，j （2）

其中i，j为时间段序号。

碳汇的需求价格弹性，即表示其作为商品自身价格的变动率受需求量变动率的影响程度。具体的计算表达式如下所示：

价格弹性 （3）

随着时间的推进，在市场机制作用下，碳排放需求价格均值降低，同时碳排放量均值增加。相反，碳排放需求价格的减少，碳源的碳排放需求量增加，企业购买森林碳汇的需求量上升。价格变化对需求量变化的影响可以根据相邻两个时间段的价格需求弹性进行量化分析。

根据公式（3），得到各个时间段的碳汇的价格需求弹性，如公式（4）所示：

Ni， （4）

其中i，j为时间段序号。

（二）建立碳汇“供给”及“需求”数学模型

利用碳汇和碳源（排放）及相对应的面板数据，建立以碳汇及碳源为因变量，对应价格为自变量的“供给”及“需求”的数学模型：

y=a+bx

其中：

b=n・∑xy-∑x∑y/n・∑x?-（∑x）?

a=∑y-b・∑x/n

（三）在碳均衡（中和）理论上，建立市场出清的价格机制模型

从供给方面看，在建立碳排放贸易体系前，由于我国资源利用效率较低，参与CDM的企业所产生的减排量占国内总减排潜力的比例较小，图1左的Q*。但是随着国内对于减排问题越来越重视，参与CDM项目的企业将会逐渐增多，供给处于不断增加的状态，一旦建立后，就会有更多的企业参与到减排中来，特别是之前不具备参与国际碳贸易的小型高耗能高污染量的企业将被纳入到国内的排放贸易体系之中。这样，在同一价格水平下，减排额度的供给量会大幅增加，供给曲线S移至S1（见图1右）。

从需求方面看，在建立碳排放体系前，承担减排义务的主要是《京都议定书》中规定的附件I国家。中国目前不需要承担减排任务，因此也没有对减排额度的需求，所有的需求均来自国外。因而需求曲线完全由国际政策或者国外的排放贸易体系所产生的需求量决定，是不可控制的外生变量;建立该体系后，必然会对国内企业的碳排放量有所限制，这样国内的企业对减排量也将产生需求。因而，需求方面在原来单纯的国际需求的基础上又增加了国内企业的需求，从而需求曲线D也移至D1（如图1右）。新的需求曲线D1的位置由国内排放贸易体系设定的减排上限决定。国内新增加的需求量（Q1-Q*），就是减排上限和现实排放量之间的差额，原来的国际需求加上由国内排放贸易体系新产生的国内需求之和决定了新的需求曲线D1的位置。由于国内排放体系设计上限的不同，D1的位置存在多种可能，因此国内的减排上限是设计该体系的一个重要变量。

图1左图表示了建立体系前后交易量和交易体格的变化。从交易量来看，在建立体系前，由供给曲线S和需求曲线D共同产生了一个交易价格P*和交易量Q*。从短期来看，供给方CDM产生的核准减排量（CERs）的具体额度是由联合国CDM执行委员会核准。从开始项目计划到真正产生核准减排量需要一段相当长的时间且不可能随意增减，在短期内供给具有很大的刚性，因此交易量主要由核准的减排量决定。建立体系后，无论需求变化处于哪种状况，从图1左图中可以看到，参加交易的碳减排量Q1都会高于原来的减排量Q*。这就意味着国内产生了更多的减排额度，达到了减少温室气体排放量和保护环境的目的。

最后，从交易价格来看，体系建立前，短期内供给量的变化较小，所以短期价格的形成主要由国外需求决定;体系建立后，如果需求的增加量大于供给的增加量，国内的碳减排量的价格P1就高于不建立国内贸易体系的价格P*。而如果需求的增加小于供给的增加，国内碳减排量的价格P1就会低于不存在国内贸易体系的价格P*。但是由于国内参与减排贸易可能仅需要本国监管机构的核准，而参与国际减排贸易则需要通过CDM项目的管道，历经从项目计划到最终产生的经核准的减排量等多个阶段，造成参与国内减排贸易和参与国际交易的减排额度的价格也会不同。所以，即使在建立国内排放贸易体系后，国内的价格P1低于价格P*时，在国外的需求不变的情况下，参与国际贸易的减排额度的价格也不可能降低。

三、我国碳汇供给曲线研究

森林碳汇约占全球86%以上的植被碳库，作为陆地生态系统最大的碳库，森林碳汇在调节全球碳均衡，保护生态环境中发挥着举足轻重的作用①。扩大“碳汇”量以减少二氧化碳向大气的排放，对促进节能减排、降低二氧化碳等温室气体的排放，对发展低碳经济，具有积极的作用②。

（一）我国森林碳汇的供给总量及时间系列变化规律分析

我国自1973年开始进行第一次森林资源清查以来，每五年进行一次，比较精确地撑握了历年来森林覆盖率、森林面积以及森林蓄积量等数据。我国计划2011年至2020年平均造林面积达到500万公顷以上，森林蓄积量达到140亿立方米。若达成造林目标，全国森林覆盖率将由2010年的20.36%上升到23%，因此，我国未来的森林碳汇具有很大的提升空间。

目前，对森林碳汇的计算方法的研究比较多，由于受森林碳汇量计算方法选择的不同和实际数据搜集的差别等因素的影响，各学者估算出的森林碳汇量存在较大差异。比较常用的森林固碳量计算方法主要有：涡旋相关法、箱式法、换算因子连续函数法、森林土壤碳测定法、蓄积量法、生物量法等等。本文拟采用换算因子连续函数法，对我国历年森林碳汇量进行估算。根据方精云院士③对我国森林碳排放总量的估算结果，随后通过各个时间段内的森林蓄积量将森林碳排放总量与森林蓄积量数据进行回归，得到我国森林碳吸收总量与森林蓄积量的回归方程式：

Y=40.19X+625.94

其中：Y为全国森林碳汇总量（百万吨），X为全国森林蓄积量（亿立方米）。

将国家资源清查的各个年份森林蓄积量数据单位换算至亿立方米，并代入上式中即可估算出每个年份中森林碳汇总量。我国1949―2011年的森林碳汇量为4331.43百万吨―5513.09百万吨。1949年我国森林碳汇供给总量为4331.43百万吨，两年时间下降至1951年的3847.13百万吨，并将该水平一直维持到1972年。1973年开始，又有新一轮的下降，且在1977―1983年出现森林碳排放总量的最低值3627.52百万吨。从1989年开始，森林碳汇供给总量开始逐年上涨，并且从2001年开始呈现逐年增速的趋势。

（二）我国森林碳汇供给实际增量及现实供给弹性问题

对于森林碳汇的供给者来说，其供给森林碳汇的价格应该大于或等于所花费的成本价。因此，本文选取基期（2009年）森林碳汇的供给成本价格，根据1949年―2011年各个年份的工业品出厂价格指数对选定基期森林碳汇的供给价格进行折算，近似得到各个年份森林碳汇供给价格下限，即森林碳汇供给价格。根据资料显示，我国2009年森林碳汇成交价格为4.35美元/吨，根据当期汇率折算为29.4元/吨。各个年份的工业品出厂价格指数以及经指数平滑后计算出的价格弹性如表1所示：

随着价格的上升，供给弹性均为大于1的正值。由此可见，伴随着价格的上涨，供给量随之增加;同时，森林碳汇的供给价格弹性有递减的趋势，并且长期供给价格弹性趋近于1.0。长期供给弹性不足，可以进一步解释为：随着价格的上升，森林碳汇供给量的增量会随之减少，森林种植面积的有限性直接导致森林碳汇的长期供给量是有限的，长期森林碳汇供给呈现供给刚性。

通过提高森林碳汇供给量的价格，森林碳汇供给者在经济效益得到补偿的同时，由出售森林碳汇带来的经济利润也得到增长，可以促进森林碳汇供给者增加森林碳汇的供给量。

（三）我国森林碳汇供给曲线模型及理论分析

根据以上森林碳汇供给的实际指标曲线的分析可以看出，在价格与森林碳汇供给的函数图像中，供给价格弹性为切线斜率的倒数，因此可以求得供给曲线各个价格处的切线斜率。随着价格的升高，价格与森林碳汇供给量曲线在各个点处的切线斜率逐渐升高，因而可知需求曲线为凸向横轴的斜率逐渐增大的曲线。

将我国历年的森林碳汇供给量与碳汇供给价格的数据进行回归，并对所得系数值进行检验，得到我国森林碳汇理论供给方程如下：

将历年森林碳汇供给量与碳汇供给价格的数据选择不同的曲线模型进行回归，得到不同回归模型下的相关统计量值与参数估计值，汇总如表2。

决定系数R2作为拟合优度检验指标（R2大于零小于1），越接近于1，则所选择拟合的模型越好。比较不同回归模型下的R2值可知，二次方程下的回归方程拟合优度最高。分析方差：F=5.326，P=0.003，所以自变量与因变量呈现显著的相关意义，以上二次方程回归模型下所得的森林碳汇供给曲线模型可以接受。

根据以上分析得出森林碳汇理论供给曲线的拟合图，见图2。其中，横轴为森林碳汇供给量，纵轴为价格：

由以上得出森林碳汇供给方程可以得出结论：随着森林碳汇供给价格的升高，森林碳汇供给量有所上升，并且随着价格的升高，供给弹性为正但是有所减小，森林碳汇供给量以递减的速度上升。可以看出，根据森林碳汇供给函数方程式得出的结论与前文中数据分析得出的结论一致。

四、我国碳源（碳汇需求）曲线研究

基于节能减排的角度及低碳经济转型的要求，“排碳必须付费”。也就是说，所排等量的碳源必须购买相同量的碳汇来抵消，换句话说，碳源也就是碳汇的等量市场需求。

由于我国现阶段的能源结构主要是以碳为主导地位的高能耗、高污染、高排放的能源结构。对以煤炭为主的高碳能源过度依赖，导致碳排放量占全国总量的90%以上。在全部的碳排放主体中，煤、石油、天然气是三大主导碳源。因此，本文所研究的碳排放量主要是以煤、石油、天热气三大主要能耗所产生的碳排放量。

（一）我国碳排放量总量及时间系列变化

根据IPCC公布的碳排放计算公式，并结合面板数据计算我国1961年至2011年的煤碳、石油、天然气的碳排放量：

Pn=Wn*Hs* （Ri*Ci）（5）

其中：Pn为某年的碳排放量，Wn为该年的能源消费总量（万吨标准煤），Hs为标准煤的热值（29.271MJ/Kg），Ri为该年消耗的三种能源中的i种能源占能源消费总量的比重，Ci为第i种能源的缺省碳含量。

根据我国每年煤、石油、天然气三大主要能源的年使用量，可计算出各自在能源消耗总量中所占的比例。计算结果表明：

1.从能耗总量上来看，呈现逐年递增趋势;

2.从各个种类能耗与总能耗的比例来看，煤的比例总体呈现逐年递减趋势，而石油和天然气的比例有所上升;

3.各个种类能源单独的碳排放量及碳排放总量，随时间的推移都呈现出增长的趋势。

我国1961年至2011年碳排放总量的变动范围是150550百万吨―2005143百万吨。现有的能源结构仍然是以煤炭为主要燃料的高能耗、高排放、高污染的能源结构，煤炭的消耗量仍然占主导地位。通过对各个时间段碳排放总量的分析可见，虽然随着经济的发展我国投入了更多的精力进行能源结构调整，或者提高能源利用率，但是与较快的碳排放量增长等现实问题相比，节能减排工作效果有待于进一步提高。

（二）我国碳排放量年度变化及价格弹性分析

根据上文提到的碳排放需求的价格需求弹性计算公式及相关面板数据计算，得到各个时间段的价格需求弹性，数据汇总如表3所示：

可以看出，随着价格的下降，价格弹性有增大的趋势，碳源对碳排放权的需求是随着碳经济模式中的工业发展而无限增大的，价格弹性在-20.14至-93.76之间，且绝对值大于20，说明需求弹性非常大。

通过降低碳排放需求的价格，可以促进企业对碳排权需求的购买量，并利用市场机制的价格定价功能促使企业养成节能减排的自主性。

（三）我国碳源（排放）函数（碳汇需求）模型分析

将历年碳排放总量与我国历年碳源对碳排放权需求价格的数据进行回归，并对所得系数值进行检验，得到我国碳排放权需求理论供给方程如下：

P=2.828*10-11 2-7.90 +192.81

将历年碳排放（碳汇需求量）总量与我国历年碳汇需求价格的数据在不同的曲线模型下进行回归计算，得到不同回归模型下的相关统计量值与参数估计值，数据汇总如表4。

决定系数R2作为拟合优度检验指标，R2的取值范围为大于零小于1，其值越大且越接近于1时，说明所选择拟合的模型拟合效果越好。比较不同回归模型下的R2值，可知二次方程下的回归方程拟合优度最高。再对方差进行分析：F=2.913，P=0.168，所以自变量与因变量呈现显著的相关意义。以上所得的二次方程回归模型下的我国碳源（排放）函数（碳汇需求）曲线模型可以接受。

根据以上分析得出我国碳源（排放）函数（碳汇需求）曲线的拟合图为图2，其中横轴为碳排放量，纵轴为价格。

根据以上得出的需求函数方程可以得出结论：随着价格的降低，需求量上升，需求弹性增大，需求变化量以递增的速度上升。

五、市场出清原则下的碳交易定价机制架构

根据对森林碳汇时间序列供给总量变动趋势的研究，及对于供给价格弹性下森林碳汇供给量变动量研究，森林碳汇量均为逐年增长趋势，价格供给弹性为刚性供给;根据对碳排放总量时间序列变动趋势的分析，及对于价格弹性下对森林碳汇的需求量的变化分析，碳排放总量呈现逐年递增的增幅，对森林碳汇的价格需求弹性变化幅度较大，充分表现为弹性需求。

因此，在短期市场机制下，碳源对价格变动的反应没有足够的时间调整，对森林碳汇的需求仍为碳排放量，此时，仅仅依靠购买森林碳汇并不能完成节能减排和充分中和所排碳总量的目标，因而，企业会选择人工减排方式。从长期看，碳源会在购买森林碳汇之外积极寻求其他有效方式进行工业减排，如：采用新技术提高能源资源使用率、调整能源结构、开发新能源等方式，从根本上减少碳排放量。

以下将分别从短期和长期两个方面对我国碳源碳汇供需均衡状况进行分析研究。

（一）我国碳源、碳汇短期均衡、供求弹性及定价机制

从短期看，我国的碳排放总量为对森林碳汇的实际需求，根据历年森林碳汇供给价格与森林碳汇供给量数据进行回归，得到森林碳汇供给曲线函数式：

短期内，企业没有足够的时间与能力采取节能减排措施，仍选择通过购买森林碳汇完成节能减排目标。所以，各个碳源对森林碳汇的需求量

联立以上两个方程求解，经过计算推导，Q没有合意解。

短期内，将森林碳汇短期供给曲线与森林碳汇短期需求曲线在同一“价格―供给量（需求量）”坐标系中作图，横轴为供给量（需求量），纵轴为价格，如图2所示。对图2进行分析可知：短期内，森林碳汇供给方与森林碳汇需求方（碳源）没有形成统一的市场定价机制，二者分别根据自己的卖方市场机制或买方市场机制自行定价。在现实中表现为森林碳汇的供给曲线与森林碳汇的需求曲线没有形成市场均衡，没有均衡的碳交易价格，不能达成均衡交易价格下的森林碳汇交易量。

同时，根据森林碳汇的绝对供给量与森林碳汇的绝对需求量，在任一价格下森林碳汇的供给量远远小于森林碳汇的需求量（即：碳源的碳排放总量），且森林碳汇的供给弹性小于森林碳汇需求弹性的绝对值。可以得出结论：短期内，碳汇供给曲线与碳汇需求曲线没有交点，碳源仅仅依靠市场对碳定价来购买森林碳汇降低碳排放是不可行的，应自主寻求更多手段达到节能减排、减少碳排放量的目标。

另外，从历年森林碳汇供给的绝对量和历年碳排放总量的绝对量来看，碳排放总量自1961年的150550百万吨逐年上涨至2011年的2005143百万吨，而森林碳汇量的供给量自1961年的3847.13百万吨上升至2011年的5513.09百万吨，森林碳汇的供给量选选不足以中和掉每年的碳排放总量。

如果我们不是选择2C命令方式进行节能减排，而是选择完全竞争市场的方式的话，碳源与碳汇市场的竞争在市场过程当中是无处不在的。碳汇的卖方可能倾向于和其他卖方竞争，碳汇的买方（碳源）也可以倾向于和其他买方竞争，也可能出现碳汇的买方和卖方之间的博弈（竞争）。在这种情况下，若以上碳汇供应出现短缺情况，碳汇的买主（碳源）会互相竞争，或者出高价竞买，或者证明自己在定价更高的时候也愿意购买。卖碳汇的森林林权所有者当然愿意能卖多贵就卖多贵，或者急于卖给出价更高的人。相反地，在碳汇过剩的情况下，卖方相互竞争，争相吸引顾客，甩掉多余的额度。不是买方和卖方的竞争，而是卖方和卖方之间的竞争。竞争不是通过暴力或骚乱，而是通过降价。

因此，价格在短缺的时候倾向于上涨，在过剩的时候倾向于下跌，竞价的过程一直要进行到短缺或过剩才能得到缓解。在这个例子里，就是直到价格均衡为止。如果没有短缺，买方也就没有出高价的动机了;如果没有过剩，卖方也就没有降价的动机了。

（二）我国碳源、碳汇长期均衡、供求弹性及定价机制

从长期看，森林碳汇供给方与森林碳汇需求方（碳源）共同形成统一的森林碳汇交易市场，二者在自由交易市场的定价作用机制下，共同参与到森林碳汇的交易定价机制中去，就森林碳汇的交易价格形成统一定价。因此，从长期上看，在买方力量与卖方力量的共同作用下，我国森林碳汇供给与森林碳汇需求能够达成均衡，在供需均衡时，森林碳汇定价为供需双方共同形成的均衡碳价，此时的森林碳汇交易量为均衡交易量。同时，碳源除了利用市场对碳定价机制购买森林碳汇来中和一部分碳排放量之外，还有充分的时间和能力采取措施进行直接减排，从根本上减少一部分碳排放量。此时，长期看碳源对森林碳汇的需求量要远远小于短期中对森林碳汇的需求量。在图2中，短期森林碳汇需求曲线表示为在相同价格下向左平移。

基于对森林碳汇时间序列供给总量变动趋势的研究与基于供给价格弹性下森林碳汇供给量变动量原研究，森林碳汇量均呈现逐年增长趋势，价格供给弹性为刚性供给，森林碳汇供给量随着价格变动增量趋于稳定。因此为了便于研究，在长期与短期上，森林碳汇供给函数均采用相同的函数形式。

为了研究我国碳源、碳汇在长期的均衡状况，现假设在相同价格下，长期碳源对碳汇需求量为原需求的1%，并回归得到森林碳汇供给方程：

4

回归得到理论上的森林碳汇需求方程为：

联立以上两个方程，均衡条件下P、Q有解，求得：

在长期均衡下，森林碳汇的均衡交易量（即：碳源均衡碳排放量）为13413.8百万吨，碳均衡定价为138.26元/吨。

图3为森林碳汇长期供给与森林碳汇长期需求的长期均衡。在图中，森林碳汇供给曲线是在“图2森林碳汇供给函数的拟合曲线”的基础上做长期延迟回归得到的（在曲线拟合软件中可以作图得到）。因为碳排放总量的数值比森林碳汇供给量的数值大很多，因此在图2“碳源对碳汇理论需求曲线图”与图3“森林碳汇供给函数的拟合曲线”中横轴、纵轴的刻度值是不一样的。此时，理论上，森林碳汇供给与森林碳汇需求（碳源排放函数）存在一均衡。从图中获解联立方程可以得到均衡交易量为13400百万吨，均衡交易价格为138元。

森林碳汇供给缺乏价格弹性，碳源碳排放总量富有弹性。从短期看，在绝对量上，森林碳汇供给总量远远小于碳排放总量;在增量上，森林碳汇供给增量的增幅小于碳源碳排放增量的增幅。因此，仅仅靠市场的定价机制促使碳源购买森林碳汇并不能完成降低碳排放总量的目标。从长期看，通过提高能源资源的利用效率、开发新能源、调整能源结构能等措施，从根本上降低碳排放，使碳排放总量的绝对量下降，能够更好地促进节能减排工作的进展。

假设碳交易市场为X元的成交价格时，全国市场的总碳汇供给量会出清。在大于X元的水平下，会有P数量的碳汇过剩;在小于X元的水平下，会有Q数量的碳汇短缺。

在自由市场中，森林碳汇的生产者可以随意定价，碳源排放者（碳汇消费者）也可以随意出价。但是，市场是由买方和卖方两方面组成的，卖方在价格较高的时候愿意增加碳汇产量（包括造林、抚育等增加单位面积森林蓄积量的措施），这时潜在的买主也可能减少预计的碳汇购买量（选择节能减排或新能源替代），对碳汇的需求量（购买）会降低。无论哪一种情况出现，都能达到节能减排效果。

六、小结与讨论

市场出清的商品价格具有充分的灵活性，能使需求和供给迅速达到市场均衡。在出清的市场上，没有定量配给，没有资源的闲置，也没有超额供给或超额需求。因此，每一个市场都处于或趋向于供求相等的一般均衡状态。

但是，只有在完全竞争市场条件下，当价格为X时，S=D，是市场出清情况，此时是帕累托最优，社会总效率最大。这时增加或减少产量必然减少社会总效率，要么减少生产者剩余，要么减少消费者剩余，总之会使一方受损。

在完全价格歧视的垄断条件下：这时林权所有者可根据每个碳汇消费者（碳源）愿意出的价格分别定价，消费者剩余全归林权所有者（碳汇）所有，碳汇生产者的剩余最大。这时也是帕累托最优，因为这时的社会总效益最大，可以全部用于提升森林的数量和质量。

同时，碳汇交易中均衡点不仅是供给与需求曲线交点，也可以达到碳汇的市场出清。由于碳汇属于公共物品，而碳源也属于政府掌控范围。如果政府坐在公正的裁判位置，并制定完全竞争市场的制度保证，则市场出清也是帕累托最优。如果政府偏袒其中的一方，则偏袒方就可能在形成的垄断条件下，根据MR=MC，使其利润最大化，虽然这时也是市场出清，但不是帕累托最优，因为整个社会有效率损失。如被偏袒碳汇方，则森林所有者凭借垄断价格取得超额利润，并不会用于继续增加碳汇的目的，使全社会碳汇资源时刻保持最优。如果偏袒碳源方，则会导致碳源产业不会在节能减排、新能源替代和购买碳汇等多方博弈中朝低碳经济的方向发展。

总之，可通过外部力量来分配效率，使双方的境况都有所改善，即帕累托改进。而政府采用2C模式下的市场出清不是帕累托最优。

目前我国整体的碳排放总量水平远远超过森林碳汇的实际消化能力，总体属于“碳源”国家。虽然我国中西部许多省份的碳汇大于碳源，但如果不能提升整体碳汇能力，就摆脱不了向国外购买碳汇的格局。

我国现有的森林面积已基本上逼近了极限最大值，但单位面积上的蓄积量（与碳汇能力成正比）与理论最大值尚有20―50倍的空间。现实情况中，我们利用森林法基本上保证了森林面积或森林覆盖率的稳定和提高，但缺乏根本的提升单位面积蓄积量的原动力措施。正常情况下，森林在免受人为烧柴、间伐、改种低矮的果木林等正当“经营”的影响下，应该有复利式的5%―10%的生长量提升。实际情况却不容乐观，建立碳汇交易市场，对于提升碳汇整体能力及山区林农的脱贫具有双重意义。

仅仅靠市场的定价机制促使碳源购买森林碳汇，并不能完成降低碳排放总量的目标。在长效机制中，碳源排放主体会在购买森林碳汇之外，积极寻求其他有效方式进行节能减排和新能源替代。我国必须从增加碳汇、节能减排、新能源替代这三方面同时入手，才能取得预期效果。而要取得最终的理想效果，建立市场经济方式的碳汇交易市场才是“纲”，纲举才能目张。