美国退出《巴黎协定》对中国碳交易市场的影响——基于ARIMA模型和事件研究法的实证分析

文/贺芳，上海大学经济学院

1 引言

2017年6月1日，美国总统特朗普宣布退出《巴黎协定》，引起各界一片哗然。对此，许多专家对这一事件将对在中国造成多大影响做出了预估，他们大多是结合碳市场的现状以及各国的应对态度和措施进行了分析，得出了美国退出《巴黎协定》对中国碳市场造成的影响有限这一结论。但是，该结论仅从定性的角度分析了事件造成的影响，同时结论的得出并未经过严谨的论证。因此，本文通过建立ARIMA模型并且通过事件研究法分别对中国碳交易量和交易价格进行了实证研究，定量刻画了美国退出《巴黎协定》对中国碳交易市场带来的影响程度，进而使得结论更具科学性和说服力。通过科学严谨的论证，本文能够更加直观地表现出事件带来的影响力，为后续政策的制定提供依据。

2 文献综述

美国宣布退出《巴黎协定》，由此带来的影响分析目前多停留在定性分析上。张怡然等（2017）认为美退出《巴黎协定》对中国碳交易市场影响有限，美国退出《巴黎协定》会对其他国家履行承诺的积极性造成影响，对中国碳市场的力度、规模和市场启动的时间产生的影响十分有限。陶镜羽（2017）认为美国退出《巴黎协定》在某种程度上更加坚定全球各国对于气候治理的决心。多国政府和国际组织坚定地表达了继续履行《巴黎协定》的决心。张丽敏（2017）认为美国退出《巴黎协定》引发了多重不确定性。美国这一举动，可能推进中国与欧盟的关系，对于中国而言是一次机遇。ZHANG Hai-Bin等（2017）通过理论分析，认为美国退出《巴黎协定》给中国造成的影响主要集中在两方面，第一，由于中国生态环境易受到外界影响，气候风险因此加大；第二，碳排放空间、减排强度和减排成本等方面，中国都将面临不利条件。Paul Higgins（2017）认为，决定退出巴黎气候协议有损美国的利益。这是气候变化风险管理的一个挫折，也是美国领导层的一个打击。Christoph Böhringery等（2017）从关税的角度考虑美国退出《巴黎协定》造成的各方面影响，当考虑报复性关税的现实选择时，碳关税不会成为美国的可靠威胁，中国作为一个贸易密集程度最高的地区，却会因这种关税战造成巨大的经济损失。Yong-Xiang Zhang等（2017）认为，美国退出《巴黎协定》不会改变低碳技术的发展和全球气候治理体制的转型趋势，但是，气候变化的长期目标和国际合作将受到美国气候变化研究预算削减和美国多边环境基金捐款取消的影响。因此，本文旨在定性分析的基础上做出一些提升，定量分析美国退出《巴黎协定》对中国碳交易市场造成的影响，以得出更科学、直观的结果。

3 实证分析

3.1 研究背景

美国退出《巴黎协定》的原因是特朗普认为全球气候变化是一个骗局，《巴黎协定》中的条款对美国不公平，损害了美国的利益。

《巴黎协定》最大的特点是法律约束力的范围较广，涵盖了发达国家和发展中国家，因此确保了气候治理的有效性。美国作为全球最大经济体、第二大碳排放经济体，其退出将使《巴黎协定》的成效受到很大挑战，美国曾承诺提供的资金也将随着退出《巴黎协定》而失效，进一步加大了各国减排压力。但是，美国的做法激发了国际社会共同维护《巴黎协定》的决心，各国采取一系列相应的措施势必减少一定消极影响。

美国的退出对中国碳交易市场的影响如下：第一、影响市场预期，加大市场波动。市场主体的积极预期与消极预期并存使得市场不确定性加大，稳定性变差。第二、加大减排压力，承担更大责任。中国作为碳排放大国承担的减排负担和成本加大，碳交易市场的发展挑战与机遇并存。

对于一个市场的研究通常从数量和价格两个方面入手，本文分别用ARIMA模型和事件分析法对碳交易量和交易价格进行实证研究，从而形成对中国碳交易市场的整体刻画。

3.2 碳交易量的实证分析——基于ARIMA模型

3.2.1 样本数据的选取

2013年6月18日，我国在深圳启动了全国第一个碳排放权交易平台。数据显示，自2013年8月起，碳交易数据趋于稳定。因此，选取2013年8月至2017年12月之间月度碳交易量作为研究对象，数据均来自碳K线。2017年6月1日，美国总统特朗普宣布美国退出《巴黎协定》，因此选择2017年6月至2017年12月作为研究区间。最终，通过对该时间节点前后碳交易量的走势变化，量化分析美国退出《巴黎协定》对我国碳交易市场带来的影响。

图1 2013年8月-2017年5月中国月度碳交易量

表1 ARIMA模型下2017年6月-12月碳交易量预测值（单位：吨）

图2 2017年6-12月ARIMA模型下中国碳交易量预测值与实际值对比

3.2.2 建立ARIMA模型

观察图1得出：第一，碳交易量有逐年增加的趋势；第二，数据有周期性，且周期约为12个月；第三，数据的方差逐年增加。

为消除方差不齐并且解决序列的趋势性，将序列求对数后再做一阶差分，得到的结果比较平稳，另外查看 ACF和 PACF的结果，利用R语言中auto.arima函数得到最佳模型为ARIMA(0,1,1)(0,1,0)。

预测2017年6月至12月中国月度碳交易量，数值如表1所示。

3.2.3 模型结果分析

根据ARIMA模型得出的预测值与实际值的对比如图2所示：6月和7月的实际值与预测值相差较小，说明美国退出《巴黎协定》事件对中国碳交易市场并未造成短时打击；8月实际交易量比预测值下降68.66%，10月实际交易量比预测值升高182.09%，12月实际交易量比预测值降低了 46.07%，波动较大，说明在中期，该事件对中国碳交易市场造成了一定影响。

3.2.4 模型的不足

在数据选取方面，由于中国各试点的碳交易市场具有较大差异性，数据存在不稳定性和偶然性。在模型建立方面，由于难以量化市场本身的不稳定性，如履约期前的交易猛增、交易系统的维护、各地区交易情况与政策不同等，模型本身的准确性不够高，导致结果的说服力不够强。因此，模型还需在完备的数据库和全国碳交易市场的基础上进行进一步的修正与改进。

3.3 碳交易价格的实证分析——基于事件研究法

3.3.1 样本数据的选取

由于七个试点的运作模式各不相同，价格无法简单统一，因此在模型中构建价格指数Y。

Y为价格指数，由同一个交易日，七个试点成交价加权平均求得。Pi为i试点成交价，ωt为相应权重，Qi为i试点成交量，Q为七个试点总成交量。其中成交价与成交量的数据均来自碳K线。

3.3.2 事件分析法的应用

估计窗、事件窗和事后窗的选取如表2所示，时间段内均为交易日。由于特朗普在大选期间承诺上任百日内就宣布美国退出《巴黎协定》，因此估计窗从2017年1月开始。事件窗选取在美国宣布退出《巴黎协定》的时间日前后一天。

表2 估计窗、事件窗和事后窗的选取

事件分析的收益率定义为：

估计窗内的收益率模型为：

模型通过异方差与自相关检验，表明其设定符合要求。

根据上述模型可知，在事件窗内的正常收益率ERt为-0.0004，异常收益率ARt用et表示，标准化的异常收益率ARt*=et/s（et）～N（0,1），表 3 为正态统计量超过 5%的临界值的时间与ARt*。

3.3.3 模型结果分析

观察事件发生后的异常收益率波动情况得出，8月异常收益率波动幅度大，频率高，10月、11月和12月分别有短时大幅度波动。表3在数值上给出了异常收益率波动的程度，其中8月、10月、11月和12月中分别有9个、4个、2个和2个交易日ARt*超出5%显著性水平的临界值。说明在短期内，美国退出《巴黎协定》对中国碳交易市场价格影响不大，但中期产生了一定影响，价格波动较大。

表3 在5%水平下显著的标准异常收益率统计量ARt*

事件发生后价格指数Y的变动情况，6月至 8月价格指数整体趋势持续走低，9月至12月价格指数波动较大，但整体趋势不明显。说明美国退出《巴黎协定》后，中国碳交易市场在短期整体行情低迷，在中期波动大，稳定性差。

3.3.4 模型的不足

在指标选取方面，价格指数的构建较为粗糙，权重仅取决于当日交易量所占比重，未考虑其他因素。在模型建立方面，没有剔除其他外界因素的影响，降低了模型的精度。

3.4 综合分析

造成中国碳交易市场较大幅度波动现象的原因来自多方面：1.随着全国碳市场建设步伐的加快，人们对碳交易的预期看好，市场呈现活跃状态，交易量和价格波动较大。2.美国突然宣布退出《巴黎协定》在一定程度上引起全球碳市场波动，国际社会做出的快速反应及表态在短期减轻了冲击，但中期在具体的应对措施并未落实的情况下，对碳市场的影响依然存在，且不确定性加大。3.中国碳交易市场仍处试点时期，自身存在一些不稳定性，如交易集中在履约期前、不同地区企业积极性不同、交易系统的维修等等，这些原因都会造成碳交易市场的波动。

因此，从中期来看，综合考虑其他外界因素，美国退出《巴黎协定》这一事件在中期对中国碳交易市场造成了一定影响。此外，中国碳市场需加快全国碳市场建设步伐，营造一个更成熟、健康的市场环境。

4 中国对策

中国和美国是碳排放量排名前二的大国，美国退出《巴黎协定》在需求、预期等方面对全球碳交易市场造成直接影响，从而间接影响中国碳交易市场。中国是世界上最大的发展中国家，20 15年中国排放104亿吨二氧化碳，占全球排放总量的29%。201 6年中国经济增长6.7%，碳排放却下降了1%，这得益于政府限制煤炭消费，此外，美国经济增长 1.6%，碳排放却下降了 3%。正是由于中美的减排抵消了其他各国碳排放量的增长，使得201 6年度全球碳排放零增长。由此可见，中国在全球碳减排中扮演着重要角色。

2017年12月19日，全国碳排放权交易市场正式启动。发电行业率先纳入碳市场，按照目前的门槛，纳入的企业数量超过 1700家，排放量超过30亿吨。此规模超过了全球任意一个碳交易市场。从规模上看，中国碳交易市场将对实现减排目标发挥巨大作用。中国碳交易市场成熟化在一定程度上有助于公众形成稳定的预期，从而稳定市场。

从实证分析结果来看，美国退出《巴黎协定》在中期对中国碳交易市场造成了一定影响，市场波动较大，因此我国应采取相应措施以稳定市场，对冲不利影响。

中国对策从增强碳交易市场内在稳定性和对冲外界不利影响两方面入手。

4.1 丰富碳交易主体

丰富碳交易主体有助于活跃碳交易市场，增强碳交易市场内在稳定性。目前全国碳交易市场的交易主体为发电行业的企业，在市场较为成熟后，可以考虑丰富交易主体，比如加入机构与个人，提高公众参与度。比如蚂蚁森林很好地将个人碎片化的低碳行为做出整合，形成虚拟能量，进而养成一棵树。这种创新推动了公众参与绿色金融，成为思考碳市场的一种新角度。

4.2 碳交易数据共享透明化

数据透明化有助于形成有效市场，从而增强碳交易市场内在稳定性。企业的碳排放、交易、治理等数据信息在保证真实的情况下应向公众公开，比如美国加州在数据公开基础上还开辟了企业与公众沟通交流的渠道。信息公开化有助于提高交易过程中的公平性，同时还能降低交易成本，提高效率。

4.3 建设美丽中国，为全球生态环境做出贡献

在党的十九大报告中，生态文明建设被放在很重要的位置上。生态问题是世界性问题，建设美丽中国更是在促进建设美丽世界。面对资源枯竭、环境恶化等诸多生态问题，生态文明建设关乎人民福祉和未来，加快产业转型、加强环保工作等都有助于从源头上减少企业对碳交易的需求，从而减小美国退出《巴黎协定》对中国造成的冲击。