我国碳金融市场的跨期交易机制研究

刘 婧

(1.山东工商学院 经济学院,山东 烟台 264005;2.山东能源经济协同创新中心,山东 烟台 264005)

一、研究问题和研究动机

国外成熟的碳金融市场机制已经越来越多地涉及到碳金融衍生品的交易过程,即除了传统的碳现货交易机制,以碳期权、碳期货以及其他气候环境的金融衍生品为代表的交易机制均被运用到环境领域的研究当中,并逐渐发展成熟[1]。借鉴国际经验,我国碳金融市场机制的设立也不该仅仅考虑上述跨产业和跨区域的碳交易过程,应该打破传统的碳金融市场模型只考虑当期碳交易过程的限制。这就需要对当期的碳市场交易模型进行扩展,即研究跨期的碳金融市场机制的有效运行。

本文拟用碳排放期权作为金融衍生品,引入跨期的碳金融市场机制的实施中。将碳排放期权引入模型主要基于以下两点原因:

一是碳交易的客体具有金融衍生品的属性。在强度减排约束下的碳市场交易中,交易的客体是用碳排放强度指标计算得到的碳排放权。本质上,碳排放权表示的是排放二氧化碳的权利。如同环境领域已经成熟使用的排污权交易一样,碳排放权作为一种特殊的商品,其具有金融衍生品的某些特性。在金融市场中常见的金融衍生品包括远期合约、期货、期权和互换等。其中,期权的本质和二氧化碳排放权一样,也是表示一种在某时某地交易的权利,同时还是众多金融衍生品中最典型也是最常用的金融衍生工具[2]。为此,本文在多种金融工具当中首先选取了期权工具,创新性地探索一种全新的碳市场交易制度。

二是碳排放期权的引入可以降低碳交易主体的风险和不确定性。碳金融市场中的交易主体包括各个减排企业以及金融机构等,其参与到碳市场中去的主要原因是为了利益的考虑。但是企业对于其碳排放量具有很大的不确定性,因此碳排放权配额的使用量具有不确定性,购买碳排放权的数量也不确定。更重要的是,碳排放权的价格会随着碳供给和需求的变化而随时发生波动,所以碳排放权的购买和出售都有着价格不确定性的巨大风险。为此,如何尽可能地降低碳交易主体的风险和不确定性就使得我们把碳排放期权工具引入到碳金融市场机制当中。

作为一种特殊的商品,是将“权利”作为可自由买卖的对象,具有购买和实际使用并非发生在同期的特性。通过期权合同的订立,买卖碳排放期权的主体拥有执行二氧化碳排放权交易的选择权,可以依据合同的条文,结合自身的实际需要,购买、出售和使用碳排放期权。通过期权合同的订立,可以最大限度地降低交易的风险和不确定性,增加企业的收益,也就增加了企业参与碳市场的积极性。从长远来看,对我国碳金融市场的发展是有百利而无一害的[3-4]。

因此,本文通过将碳排放期权工具引入碳金融市场机制模型中,扩展了传统模型的时间区间。从而实现跨期的碳强度交易过程,最终达到有效降低碳排放强度的目的。

二、跨期碳金融市场机制的理论模型设计

(一)假设条件

在碳市场中引入碳排放期权后,如何确定期权的合理价格就成为碳金融市场发展中的关键问题,也是碳交易主体进行套期保值的重要依据。在碳排放期权的交易中,必须设定并区分好以下几个价格:即当前的市场价格、期权的执行价格、期权交易的价格和期末的实际价格。目前国际上比较常用的期权定价模型为布莱克-斯科尔斯期权估价模型和两态期权估价模型。以欧式期权定价方法为代表的布莱克-斯科尔斯期权估价模型(Black & Scholes,1973)利用数学方法推导出欧式期权定价公式,即Black-Scholes期权定价公式(简称B-S公式),确定了期权的合理价格。随后,兰德曼和巴特(Rendleman &Bartter,1979)以及考克斯、18.匏和鲁宾斯坦(Cox-Ross-Rubinstein,1979)等人提出了以美式期权定价方法为代表的两态期权估价模型或称为二项式模型(Binomial Model),该方法将标的资产的价格区分为上升或下降两种情况,据此计算期权的价格[5]。

为使本文的研究与国际的期权定价研究相统一,本文的假设条件和变量则主要依据上述两个模型来设定,并根据我国碳排放强度约束下的碳金融市场模型的实际需要对其进行了取舍和改进。跨期碳金融市场机制的假设条件如下:

假设一:设t代表某时刻。碳排放期权交易的期初时间为t=0,期末时间即到期日时为t=T。则碳排放期权的时间区间为[0,T],经过[0,T]的时间,期权得以执行。

假设二: 碳排放权在当期的市场价格称为标的资产的价格,根据B-S公式,可用S表示该价格。

假设三:碳排放期权合约中规定的碳排放权价格称为执行价格,是交易双方在交易前达成的购买或出售碳排放权的价格。由于该价格由期权合同明文规定,因此在期权到期日之前是固定不变的。可用X表示该价格。

假设四:在碳排放期权交易过程中,买方需向卖方支付的碳排放期权费(Premium),也称为碳排放期权交易的价格,用C表示。该价格的大小是随机变动的,体现了期权的金融衍生品的特征。该价格取决于碳排放期权的当期价格、执行价格,并跟时间区间有关。即设C的函数形式为C=f(St,X,t,T)。

假设六:根据期权到期执行的时间,碳排放期权可以分为美式期权(期权执行时间为有效期内的任何时间)和欧式期权(期权执行时间为期权到期日)。为了简化本文的研究,此处所建立的碳排放期权模型用美式期权作为期权类型。在期权有效期内,拥有碳排放期权的主体可以随时执行该项期权,即可以在任一时刻以某一价格购买或出售碳排放权。

假设七:设t期的国内生产总值用Yt表示,碳排放强度用Gt表示,碳排放量用Qt=Gt·Yt表示。

假设八:将期权机制引入碳排放权市场可以节约交易成本和政府行政干预,有利于市场的公平有序发展。为此,本文假设碳排放期权的交易市场无摩擦,既无税收、交易费用等,也不存在套利的机会。所有的市场参与者都可以公开公平地参与到成熟的碳市场中去。

假设九:在利润的获得方面,假设碳排放期权的购买者只可以通过碳期权交易去获利,而不存在额外的红利、股息等发放。

(二)碳交易的原理和方向

碳排放期权的交易本质与期权的交易本质非常类似。期权(option)也称选择权(option right),是指一种买卖标的资产的权利,该种标的资产可以是某种商品、某种货币或某种金融产品。期权的交易需要首先订立一个具有法律约束力的合同,在合同里规定了期权执行的时间、期权的执行价格、期权的数量等内容。因此,从本质上讲,碳排放期权的交易即买卖碳排放权这一标的资产的权利[6]。

碳排放期权市场中的交易主体为碳排放期权的购买者和出售者。购买者也称买方,其拥有碳排放期权的多头头寸;出售者也称卖方,其拥有碳排放期权的空头头寸。交易之初,买卖双方会将交易的主体、客体、执行价格、执行日期等具体的交易信息用契约的形式规定下来,从而保证自己的利益[7]。

根据期权性质的不同,可以将碳排放期权分类为碳排放看涨期权与碳排放看跌期权。两种类型的碳排放期权购买者由于期权价值的差异而存在交易原理和收益上的不同。

此外,期权价值具有在任何时刻都非负的属性,即当期权价值为负值时,期权将不被执行。可表示为:

看涨期权fu(St,X,t,T)=max(uS0-X,0);

看跌期权fp(St,X,t,T)=max(X-dS0,0)。

因此,通过碳排放期权的交易可以有效地避免碳的价格波动所带来的风险,从而可以促使更多的交易主体参与到碳市场的交易中来,增强碳金融市场的稳定性。

(三)碳交易的具体过程

1.交易前:将碳强度值转换成碳排放量。跨期碳金融市场机制的理论模型也需要在碳排放强度的约束和限制之下完成。因此,在交易进行之初,需要对碳排放强度的指标进行转化,即将碳排放强度转化为碳排放量。根据假设条件,t期的碳强度为Gt,国内生产总值为Yt,则t期的碳排放量为Qt=Gt·Yt。交易在此基础上得以进行。

2.交易中:均衡碳排放量与收益的确定。由于碳排放期权的不同类型,即看涨期权和看跌期权。本文基于跨期的碳金融市场也需要分别分析此两类交易模型——碳排放看涨期权交易模型和碳排放看跌期权交易模型。

为了使模型更加简化和易于分析,本文在碳排放期权交易的跨期模型中,将时期间隔设为1期,用Δt=1表示。其中t表示当期,t+1表示下一期。因此,可以用Qt表示碳排放权的当期交易量,用Qt+1表示碳排放权的t+1期交易量。则碳排放期权Δt=1的单期模型可以建立。

在碳金融市场模型中进行碳排放期权交易的企业即为碳排放期权的买卖双方,用F1表示碳排放期权的购买者,用F2表示碳排放期权的出售者。利润函数同传统模型一样,仍为收益减去成本的差额。此外,在碳金融市场模型中引入碳排放期权机制后,可以进行交易的碳排放量不仅仅是由当期碳排放量组成,还包括下一期的碳排放权即碳排放期权。则总碳排放量可以设置为Qt=Qt+Qt+1。分析碳排放期权买卖双方收益的变化情况如下:

(1)碳排放期权买方收益的变化

碳排放期权的购买者即买方F1在进行期权交易时的收益的变化,如下:

(1)

即买方的利润为生产收益减去生产成本、碳减排成本、购买当期碳排放权的支出、购买碳排放期权的支出(期权费)的差额。

t+1期,对于购买看涨期权和看跌期权的买方,均有执行期权和不执行期权两种选择。

对于购买看涨期权的买方:

选择一:执行期权。当碳排放权的未来实际价格高于执行价格时,买方可以选择在碳排放期权到期日之前以较低的执行价格购买碳排放权。

(2)

比较U1,t+1和U1,t,可以得到:由于uS0-X>0,因此U1,t+1>U1,t,即此时购买看涨期权的厂商可以获得的收益和利润增加。

选择二:放弃执行期权。当碳排放权的未来实际价格低于执行价格时,其可以放弃购买的权利,只损失小额的期权费,即CQt+1。

对于购买看跌期权的买方:

选择一:执行期权。当碳排放权的未来实际价格低于执行价格时,其可以在碳排放期权到期日之前以较高的执行价格出售碳排放权。

(3)

比较此时的U1,t+1和U1,t,可以得到:由于X-dS0>0,因此U1,t+1>U1,t,即此时购买看跌期权的厂商可以获得的收益和利润增加。

选择二:放弃执行期权。当碳排放权的未来实际价格高于执行价格时,其可以放弃出售的权利,只损失小额的期权费,即CQt+1。

综上,碳排放期权的买方不论是购买看涨期权还是看跌期权,当期权价格符合执行期权时,其均可以获得期权价格波动所带来的更多收益。

(2)碳排放期权卖方收益的变化

分析碳排放期权卖方在进行期权交易时的收益的变化,如下:

(4)

即卖方的利润为生产收益加上出售当期碳排放权的收入、出售碳排放期权的收入(期权费),减去生产成本、碳减排成本的差额。

t+1期,卖方不管是出售看涨期权还是看跌期权,买方均以执行价格X进行交易。

(5)

比较U2,t+1和U2,t,可以得到:由于X>0,因此U2,t+1>U2,t,即此时厂商F2的收益和利润增加。

如果买方放弃执行期权,则厂商F2将获得全部期权费,即CQt+1。

3.交易后:均衡碳排放强度的变化。交易后,需要将碳排放量转化为碳排放强度,从而分析碳强度在交易前后的变化情况。

(6)

(7)

(8)

(9)

由于我国经济将长期保持增长状态,因此国内生产总值的后期一般均比前期大,也就是Yt

综上,单期的基于期权机制的碳金融市场模型得以建立。扩展开来,在碳金融市场逐渐成熟的过程中,可以考虑建立碳排放期权的多期模型,建立允许碳排放权储蓄使用的交易机制,促进碳金融交易市场的完善和发展[8]。

(四)跨期碳强度交易的效应分析

本文通过设置基于跨期的碳金融市场交易机制的理论模型,旨在探讨碳排放量在不同时期的优化配置问题,更好地实现我国强制减排的目标。与跨产业和跨区域的碳金融市场机制同样,本文亦对经济、环境和社会效应三个方面,分析跨期碳强度交易的有效性。

1.经济效应。碳金融市场建立的目标之一就是对成本的有效降低。为了研究碳排放期权机制的引入是否会对碳金融市场带来正的影响作用,需要对引入期权交易之前和之后厂商的成本变化进行分析。为此,经济效应主要体现在碳排放权交易前后交易成本的变化情况。这里,忽略生产成本和碳减排成本,仅考虑对碳排放权和碳排放期权进行买卖时需要花费的交易成本。

无期权机制时,厂商交易的碳排放量为Qt,因此厂商交易的成本为S0Qt。

由于Qt=Qt+Qt+1,因此,成本可以表示为S0Qt+S0Qt+1。

引入期权机制时,厂商交易的成本为S0Qt+CQt+1

则成本的变化为ΔC=S0Qt+CQt+1-(S0Qt+S0Qt+1)=(C-S0)Qt+1.

(10)

由于C

而增加碳市场参与主体的积极性需要增加碳金融市场交易的收益。经过上述跨期交易过程,可以看出:碳排放期权的买方不论是购买看涨期权还是看跌期权,当期权价格符合执行期权时,其均可以获得期权价格波动所带来的更多收益,即收益增加;碳排放期权的卖方不论是出售看涨期权还是看跌期权,当买方不执行期权时,其均可以获得买方放弃的期权费的收益,即收益增加。成本较无期权交易时降低。碳排放权和碳排放期权进行买卖时需要花费的交易成本均较无期权交易时的成本得到了下降。

可见,跨期碳金融市场达到了成本下降和收益增加,具有良好的经济效应。

2.环境效应。从跨期碳金融市场交易后的强度的变化可以看出,碳排放期权机制的引入使碳排放强度指标实现了在不同时期的交易和流动。碳排放强度通过跨期的市场交易得到了下降,未来的碳排放强度在当前碳排放期权机制的作用下完成了减排的目标。

3.社会效应。将碳排放期权机制引入到碳强度减排的市场模型中,可以为厂商和碳市场的发展带来以下影响:首先,碳排放期权机制的引入使厂商有效地规避了碳排放权交易的风险。在碳金融市场中价格波动普遍存在的情况下,厂商根据碳排放权在未来的实际价格和执行价格的关系,可以自主地选择行使碳排放期权的权利或放弃行使权利而使用碳排放权。厂商按照自身的碳排放需求购买一定数量的碳排放权和期权,在保证了期初部分碳排放权的使用的基础上,可以通过期权这一金融工具的套期保值功能,有效地规避交易的风险。其次,碳排放期权机制的引入增加了碳金融市场的灵活性和可操作性。由于厂商具有在未来某一时刻购买或出售碳排放权的权利,可以根据自身的需求灵活的应用碳排放期权,因此期权机制的引入有利于增加交易总量和活跃市场,改善和规范市场的整体交易情况。

通过将碳排放期权引入碳市场模型中,扩展了传统模型的时间区间,建立了一种跨期的碳金融市场交易制度。并针对碳排放期权的不同类型设计了两种碳排放期权交易——碳排放看涨期权交易模型和碳排放看跌期权交易模型,从而达到有效降低碳排放强度,实现跨期的强度指标流动的目的。模型的结果表明,通过选取期权工具来扩展我国的碳金融市场模型,使交易成本得到了下降,交易主体的收益得到了增加,碳排放强度也获得了下降,实现了碳排放强度指标在不同时期的流动。合理地利用碳排放期权可以在降低风险的同时给厂商带来很大的收益,促进了碳市场的进一步成熟。利用跨期碳金融市场模型可以有效地降低碳排放强度,实现了跨期的强度指标流动,对传统的当期交易模型进行了扩展[9]。

三、利用跨期碳金融市场机制的政策建议

第一,创新碳金融市场的交易产品和金融衍生品。跨期的碳金融市场情景的实施需要有相关的交易产品和金融衍生品作为工具。因此,需要政府加大对创新交易产品和金融衍生品的政策支持力度。比如通过相关的经济激励措施,刺激金融机构相关人才不断创新碳金融的交易品种和金融衍生品,进行诸多碳交易的尝试[10]。

随着碳金融的发展,迫切需要在碳减排的过程中,不断开发市场交易品种和创新金融产品。只有不断进行产品的创新,不断投入资金进行低碳产品的研发,才能有效的使市场发挥调节作用,发挥市场机制的优化调节的功能。从而可以使碳市场更加具有活力,激发企业参与竞争的积极性。因此,我国低碳经济发展的碳金融政策支持系统需要建立碳金融产品信息系统,即指在碳金融市场的发展中,创新市场交易品种和金融产品[11]。

相比于发达国家,我国的碳金融兴起的时间比较晚,发展还不是很完善,与之相关的金融产品主要形式是CDM形式和JI形式。发达国家在碳金融方面起步较早,积累了丰富的经验,我国可以从中吸取一定的经验,但是在引进这些经验的时候一定要结合自身碳金融发展的实际情况。根据我国的碳金融所处的发展阶段具体制定发展战略,同时要不断进行碳金融产品的创新,只有创新才能促进中国的碳金融的可持续发展。碳金融市场的发展需要政府、企业共同参与,政府要制定相关的政策,为我国的碳金融的发展提供一定的支持。同时相关机构要加强金融产品的研发,不断丰富市场的交易品种,使得产品可以满足不同群体的需要。可以研发基金类环境金融产品、银行类环境金融产品、金融衍生产品等一系列与低碳有关的金融产品,不断丰富碳市场[12-13]。

第二,大力发展与碳交易相关的金融服务业。不断建立健全碳金融配套服务体系有利于国内碳金融市场的发展,同时也是在国际市场上具有一定竞争力的“硬件”条件[14]。因此,建立相应的碳金融配套服务系统,即指在碳金融市场的发展中,提升以合同能源管理为核心的金融服务的发展。

国际碳市场的成熟和完善也要归功于其较高的金融服务水平。比如,直接和间接的投融资服务、碳交易的担保服务、碳交易的咨询服务等,都是比较常见的金融服务品种。我国目前碳减排领域的金融服务水平还非常低,很多服务品种都缺乏。为此,政府应该认识到碳金融市场的巨大潜力,制定提高金融服务水平的配套政策,通过建立环境银行、环境中介组织或咨询公司等专业化机构,更好地为碳金融市场发展服务[15-17]。

碳金融服务是伴随着碳金融市场的逐渐发展而产生的,是为碳金融市场提供相关服务的产业。碳金融的发展需要相关的金融服务。国际碳市场的金融服务水平比较高,具有较大的市场潜力,国际碳金融市场包括政治、环境、金融、经济等多个领域。但是国内的金融服务水平不高,缺乏高度专业化的技术服务和研发,缺乏面向广大中小企业的能效诊断、咨询、设计等系列化的服务,在很多方面都阻碍和限制了碳金融的发展。面对当前的形势,碳金融的发展过程中迫切需要提高金融服务水平。政府需要制定相关的政策,引导金融业开发金融产品、服务和提供担保、咨询等业务,为发展碳金融创造良好的发展机会[18-19]。

其中“合同能源管理”作为一种先进的环境管理和服务手段,应当成为碳金融服务体系的核心环节。合同能源管理逐步发展。这种能源管理方式政府要提供一定的支持,在市场机制下运行,是一种技术服务,目的是为了实现节能减排。节能服务公司也可以叫做能源管理公司,这种公司企业提供节能服务,在服务的过程中签订节能服务的合同,他们提供的服务包括项目设计、能源审计、项目融资、工程施工、设备采购、人员培训、设备安装调试、节能量确认和保证等,获得的利益主要来源于客户在进行节能改造后获得的节能效益[20-21]。

在传统的节能项目运作模式下,能源用户需要运用自有资金进行节能改造,这样的做法对能源用户的现金流造成损害;此外,节能改造项目的回报周期长,节能收益存在不确定性,能源用户承担很大的风险。然而在合同能源管理的运作模式下,节能服务公司通过运用自有资金或向第三方融资,为能源用户提供了金融服务,解决了节能改造项目的资金问题;同时,在这种运作模式下,节能服务公司承担了项目部分或者全部的风险[22-25]。

合同能源管理的实施是通过节能服务公司为企业提供的节能服务促进企业的节能减排项目的顺利实施。所以这一模式有利于节能减排目标的实现,有着巨大的发展潜力,政府要从各个方面对其进行支持,包括吸引大企业进入节能服务领域、构建第三方担保、结算、认证平台,完善金融服务的制度体系、加强对合同能源管理的政策方面的支持与引导、增加节能服务公司的融资渠道,提高企业的金融服务水平。通过这些措施,更好的为碳金融市场的发展提供制度保障[26-27]。