碳定价机制基本对比与模型设定 [page::0][page::3]

• 碳税设定固定碳排放税率，企业根据价格信号灵活调整减排。

- ETS设定固定排放总量上限，通过拍卖发放排放许可，许可价格由市场决定。

• 本文构建一周期均衡模型，分别模拟不确定和确定排放情形，涵盖公司、监管者和金融中介三类主体。

金融中介在ETS中的角色与影响 [page::1][page::9]

• 金融中介如银行、经纪商在ETS中购买许可后转售给企业，2023年非合规金融参与者占EU ETS拍卖许可80%。

- 中介影响许可价格形成，可能增加价格波动并吸取部分市场价值。

• 理论分析中，当企业通过中介购买许可，单个企业的证书价格由中介设定以最大化自身收益。

理论结果：碳税与ETS在不同市场结构下的财富分配 [page::2][page::3][page::11][page::12]

• 完全竞争（企业直接参与拍卖）时，碳税与ETS等价，产出、财富和排放水平均一致。

- 纯中介市场下，ETS整体GDP（公司+中介+监管者）低于碳税，监管者财富和企业总财富均下降，中介财富为负和收益转移。

• Jensen不等式显示，ETS下中介吸收的财富对总经济产出造成净损失，个别公司收益依其排放调整因子异同。

数值分析：企业分类及政策对比 [page::13][page::14][page::15]

• 设6组企业，按碳强度及减排成本异质分布，模拟业务惯例下GDP和碳排放份额。

- 碳税方案下，监管者回收较大财富，绿色企业GDP份额提升；纯中介市场中，中介占GDP份额逾三成，监管者份额大减。

• ETS下棕色企业较碳税激励减排弱，绿色企业在碳税中更盈利。

碳排放不确定性下的模型扩展与比较 [page::16][page::17][page::21]

• 引入排放随机变量，模型调整排放因子并纳入VaR和预期短缺风险度量。

- 碳税与直接拍卖ETS仍保持等价关系，但ETS中介市场因价格扭曲，监管者财富减少。

• 碳税方案激励绿色技术投资明显高于ETS方案，ETS侧重于削减产量。

政策设计含义与未来方向 [page::22]

• 金融中介对碳市场设计具有重要影响，可能削弱整体经济效率和监管收益。

- 碳税方案在经济输出和技术创新激励方面具有优势。

• 建议在碳市场制度设计和调控中考虑中介行为和财富分配问题，未来研究可拓展至多期模型及衍生品市场[page::22][page::33].

对《COMPARISON OF TAX AND CAP-AND-TRADE CARBON PRICING SCHEMES》报告的详尽分析报告

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一、元数据与概览

• 报告标题：Comparison of Tax and Cap-and-Trade Carbon Pricing Schemes

- 作者：Stéphane Crépey, Samuel Drapeau, Mekonnen Tadese

• 发布机构：作者隶属Sorbonne Université、Université Paris Cité、Shanghai Jiao Tong University等多个学术机构，反映为学术研究性质。

- 日期：2025年前后（部分引用为2025年相关数据）

• 主题：对碳定价政策中两种主流机制——碳税（tax）与碳排放交易系统（cap-and-trade，即市场机制或ETS）的理论与实证表现进行比较研究，强调并融入金融中介机构的角色。

- 核心论点与目标：经济理论上碳税和碳交易在理想条件下是等价的，但现实市场因存在不完美而表现差异，金融中介的参与尤其关键。本文建立统一模型比较两者的经济与环境绩效，通过设计使二者达成相同减排目标后，分析各自的财富分配和效率表现。
- 主要结论包括：
1. 在完美竞争条件下，两种碳定价机制等价；
2. 但金融中介的介入在市场机制中会导致监管机构和企业的财富双双减少，整体经济财富（GDP）低于碳税方案；
3. 这一现象源于中介对价格的影响及其截留的收入。
- 作者强调需深入关注金融中介行为以优化碳市场设计，同时期待更多实证研究[page::0,1,2,3].

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二、逐节深度解读

1. 引言

• 内容总结：碳定价作为核心气候政策工具，主要实行两种机制：直接征税与限额交易（ETS），前者价格确定但排放量不确定，后者排放量确定但价格由市场决定。截至2025年，全球80辖区采用其中一种方式，占全球温室气体28%排放[page::0]。

- 推理依据：理论文献表明在理想条件（完全信息、无不确定性）下，这两种机制等价[27]，但现实存在多重市场摩擦则导致表现不同。实证结果不一，有文献指出碳税在某些情况下更优，市场机制则被认为具备成本效率优势[1,8,21]，同时政治偏好近年向市场机制倾斜[22]。

• 金融中介的角色：ETS中金融中介（银行、经纪商、投资公司等）活跃，2023年EU ETS拍卖中80%拍卖额度由非合规金融参与者获得，占二级市场56%交易量，显著影响价格形成，形成从基本面向中介行为的研究转移[8,10,15,23]。

- 矛盾点：中介虽促进市场流动性，但可能加剧价格波动、存在操纵风险。现有理论缺乏定量分析中介财富转移及对监管财富的影响的框架[page::1]。

2. 模型设定（第2节）

• 模型框架与角色划分：三类关键主体——企业（排放与生产）、监管机构（设置税率或限额及罚款）、金融中介（通过拍卖购买配额转售）。

- 政策方案：
- 碳税方案：企业按排放量支付确定税率$\tau$。
- 市场方案：监管拍卖碳配额，企业需购足配额，超额排放罚款$\lambda$。购配额可直接拍卖或通过中介。

• 企业生产与排放建模：

- 生产函数为$\pi(q) = \pi^{0}q - \frac{\pi^{1}}{2} q^{2}$，边际收益递减且排放与产量成线性关系（排放$q$）。
- 企业可通过绿色技术投入$a$使排放降为$e^{-a} q$，且绿色投资成本为二次型$\frac{\gamma}{2}[(1-e^{-a})q]^2$。

• 财富函数：

- 碳税条件下，企业净财富为$\pi(q) - c(q,a) - \tau e^{-a} q$；
- 市场条件为$\pi(q) - c(q,a) - \delta P - \lambda(q e^{-a} - \delta)^+$，其中$\delta$为购配额量，$P$为配额价格。

• 最优化结果：在税率或价格给定下，企业调节产量与减排投资以最大化财富。业务常态（无约束）产量$q^{bau} = \frac{\pi^0}{\pi^1}$，排放$E^{bau} = q^{bau}$，财富为$\frac{1}{2} \frac{(\pi^0)^2}{\pi^1}$。

- 重要假设：税率和罚款满足一定范围，确保企业生产及财富正值，避免边界解和复杂的约束优化。[page::4]

3. 企业最优决策详解（命题2.1）

• 税收方案下：

- 最优产量降低，$q^{tax} = q^{bau} - \frac{\tau}{\pi^1}$，减排比例调整为$e^{-a^{tax}}=\frac{E^{bau} - \tau \varrho}{q^{tax}}$，其中$\varrho = \frac{1}{\pi^1} + \frac{1}{\gamma}$是企业排放技术参数指标。
- 总排放变为$E^{tax} = E^{bau} - \tau \varrho$，财富减少$\mathcal{W}C^{tax} = \mathcal{W}C^{bau} - \tau (E^{bau} - \frac{\tau}{2} \varrho)$.

• 市场方案下：

- 假设企业购买的配额可恰好覆盖其排放（惩罚高于证书价格，催促企业持证），最优产量和减排努力与税收方案通过价格$P$对应站等价，
- 配额需求$\delta = E^{bau} - P \varrho$，排放$E^{mar}=\delta$，财富$\mathcal{W}C^{mar} = \mathcal{W}C^{bau} - P (E^{bau} - \frac{P}{2}\varrho)$.

• 扩展到多企业：

- 各企业参数异质，整体排放及财富为各企业求和，市场下各企业面临不同的价格$Pi$，由其购买方式（直接或通过中介）决定。

• 市场价格形成机制：

- 拍卖的“现货价”$S$决定整体供需均衡，企业或中介根据市场状态调节证书需求和转售价$Pi$. 若全员直接参与，则$Pi = S$；纯中介模式下$Pi$由中介通过最大化转售利润确定。

• 极端假设用于解析：全部企业直接参与（spot market）或全部通过中介购买（purely intermediated）两种极端情况，用于推导均衡价格及财富分配，分析中介作用。[page::5,6,7,9,10]

4. 税收与市场方案的财富分配对比（第3节）

• 等效设定：监管通过调节税率$\tau$，罚款$\lambda$和拍卖配额总量$A$，使得税收和市场两种方案下的总体排放一致（$E^{tax} = E^{mar} = A$）。

- 主要结论（定理3.1）：
- 税收与现货市场完全等价：无论是企业财富$\mathcal{W}C$还是监管财富$\mathcal{W}R$，两方案收益完全一致。
- 纯中介市场方案导致财富重新分配：
- 中介获取财富$\mathcal{W}F^{mar}=\sum \frac{(Ei^{mar})^2}{\varrhoi}$，这部分财富从公司和监管当局转移而来。
- 公司整体财富$\mathcal{W}C^{mar}$低于税收方案，具体为$\mathcal{W}C^{mar} = \mathcal{W}C^{tax} - \frac{3}{2} \mathcal{W}F^{mar} + \frac{3}{2\varrho} A^2 \leq \mathcal{W}C^{tax}$。
- 监管财富减少$\mathcal{W}R^{mar} = \mathcal{W}R^{tax} - \frac{A^2}{\varrho} < \mathcal{W}R^{tax}$。
- 个别公司差异：具体企业财富相较税收可能升高或降低，受其技术和生产参数影响，若其调整后排放超过一定门槛，才可能获益。

• GDP分析（推论3.2）：

- 宏观经济总财富定义为三方财富和，纯中介体系下GDP降低，表现为财富被中介截留的漏损。

• 同质企业特例：若所有企业参数相同，公司财富在两方案中无差异，但监管财富下滑由中介捕获[page::10,11,12]。

5. 数值分析（第4节）

• 设定：6个企业群组，均等GDP贡献，但碳强度与减排成本参数差异明显。棕色（高碳）与绿色（低碳）分为3类，部分企业减排成本刻意设计为高于碳强度体现异质性。基准对应EU ETS实际数据，并设定40%减排目标。

- 结果对比（见表3和图2）：
- 商业常态GDP总值600亿降至税制下467亿，市场中介下462亿。
- 监管机构财富在税制下颇丰，市场方案中被大幅压缩，中介获取可观份额（占33.4%）。
- 棕色企业碳排放大幅减少，绿色企业相对稳定。
- 市场机制下棕色企业似乎保持较高排放，税制更能激励其减排。
- 绝大多数棕色企业市场方案盈利更高，绿色企业税制中盈利更优。

• 图表说明：

- 图1（GDP与排放份额两层圆环）显示总体GDP均衡但排放分布不同，政策方案影响碳强度的利益分配。
- 图2饼图显示各群体在三种状态下GDP占比，市场中介突出中介角色，监管份额减少。
- 表3详细数值佐证上述结论。
[page::13,14,15]

6. 随机排放与不确定性（第5节）

• 模型调整：生产单位碳排放不再确定，而服从随机变量$X$，期望1，变异系数$\sigma^2$。企业财富目标中绿色技术成本调整为$\gamma\sigma^2$，市场惩罚项形如看跌期权价格，使对策更复杂。

- 关键风险测度引入：采用风险管理指标VaR（价值-at-风险）与ES（预期短缺），反映随机排放风险。

• 主要结果（命题5.1）：

- 企业面临调整后的排放指标$\hat{\varrho} = \frac{1}{\pi^1} + \frac{1}{\gamma \sigma^2} < \varrho$，反映不确定性增加绿色减排成本。
- 税制和市场方案优化结构相似，但市场中证书需求与预期排放不必一致，导致潜在配额盈余或短缺。

• 均衡价格与排放目标：监管需要设定期望排放目标$\hat{A} > A$，实际拍卖配额少于期望排放，以容纳不确定性造成的波动。

- 税制与现货市场等价依然成立（定理5.2），但纯中介市场方案下GDP下降（命题5.3）。

• 数值示例：随机排放服从对数正态分布，设置期望排放增加5%。结果表明随机排放模型下市场方案同样导致监管财富和GDP下降，且比税制方案企业绿色投资明显减少，表明税收更激励技术改造[page::16,17,18,19,20,21].

7. 结论（第6节）

• 总体逻辑总结：基于模型的理论与数值分析，税收与ETS机制在无摩擦及完美市场中功能等价，但现实中金融中介的介入打破了这一平衡，导致经济利益重新分配。

- 财富分配效应：监管财富与企业财富整体因中介截留而下降，间接减少了经济总产出。

• 分布性表现：对于企业而言，市场方案下高强度企业维持较高排放，税制更有效推动高碳企业减排。随机排放下，税制促使更大绿色投资。

- 政策启示：选择碳价工具不能仅考虑效率，还应关注中介行为及制度设计带来的分配影响，强调金融中介的监控与规范。

• 未来方向：建议扩展模型至多期动态环境，考虑衍生品市场及配额分配规则对价格与经济影响。[page::21,22]

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三、图表深度解读

表1：模型符号解释（第8页）

• 清晰定义各符号含义，包括税率$\tau$，罚款率$\lambda$，拍卖配额$A$，企业生产变量$qi$，排放$Ei$，财富$W{C,i}$，监管财富$WR$，拍卖价$S$，企业证书购买价$Pi$，中介财富$W{F,i}$等。

- 强调了业务常态（bau）、税制（tax）与市场（mar）三种情形变量区分。

图1（第13页）

• 内容：6个企业群体业务常态下GDP及碳排放份额的双层圆环图。

- 解读：
- GDP份额均匀分布（每个企业约16.7%），表现均衡经济贡献。
- 排放占比则不均，棕色（B系列）占59%，绿色（G系列）41%。反映行业碳强度差异。

• 意义：基准清晰框架，为后续在不同机制下变化提供对比参考。

表3 与 图2（第14-15页）

• 表3显示了业务常态、税收、纯市场机制下各社群GDP贡献和碳排放量。

- 税收使GDP总体减22%，市场减23%。
- 中介介入使监管份额大幅下降，反映中介财富截留。

• 图2直观展现GDP份额变化：监管份额从50%（业务常态）骤降，绿色公司相对增益。

- 趋势：市场方案调配不均，棕色企业排放削减幅度较税制弱。

图3（第16页）

• 业务常态、税制与市场下排放份额对比。

- 税制促使棕色企业显著减排，市场机制下棕色企业排放份额接近业务常态，绿色企业减排幅度不及税制。

表4 与图4、5（第21-22页）

• 在排放不确定性条件下，数值结果相似但中介份额及对监管财富影响更明显。

- 绿色投资在市场机制下显著降低，税制更鼓励技术改造。

• GDP与排放份额结构依旧，税收调动更多绿色力量。

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四、估值分析

本文核心为微观经济均衡分析与财富分配问题，使用的“估值”框架为均衡财富计算（公司产出、绿色技术成本、税金、罚款、中介利润等）。

• 核心方法：

- 税制中的财富计算为产出减去减排成本及税款。
- 交易系统中财富包含公司产出减去减排成本、中介购买价格、中介转售价及罚款。

• 平衡价格确定：根据总配额$A$和企业需求构建市场清算，从而确定均衡拍卖价$S$，间接决定公司面临的证书价$Pi$，特别是在中介介入情况下，$P_i$为中介利润最大化价格。

- 假设及敏感性：积极利用Jensen不等式推演财富关系，且设定参数约束确保解的唯一性与可行性。

• 不确定性扩展：引入随机排放，运用风险测度VaR与ES，对财富函数做相应集成调整，保持分析框架一致。

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五、风险因素评估

本文直接识别的风险与局限主要体现在：

• 高估中介介入收益风险：中介获利依赖其市场力量，若市场结构发生变化（竞争加剧或监管加强），财务中介市场影响力可能缩减。

- 模型假设简化：单期静态模型默认参数和市场时点固定，未包含多期交互、动态调整、衍生品市场等可能影响均衡。

• 参数与现实偏差：数值参数参照EU ETS，泛化至全球或未来政策变革存在不确定。

- 市场行为的复杂性：模型假设中介主要按最大化财富行动，忽略可能的合规动机、声誉损失或法律套利。

• 政策实施变量：罚金水平、拍卖设计、市场监管力度不同，易影响平衡结论。

- 环境不确定性与排放特征：现场排放随机性复杂且多阶段，本文仅考虑单期随机，难以捕捉实际运行中的风险分布偏态或极端事件。

报告未详细讨论缓解措施，但指出需要更深入的实证研究及多期模型扩展，以便全面理解风险与机制表现[page::22,23,24].

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六、批判性视角与细微差别

• 作者在保守基础理论上极力构造统一框架，强调中介角色的少见视角极具创新；

- 数学分析严谨，利用优化与均衡理论，结合实证数据，论据充实。

• 然而模型的部分假设非常理想化（单期、固定参数、忽略市场摩擦复杂性），限制现实映射的深度。

- 中介市场机制设定为全或无，虽然具示范意义，现实中多元渠道混合购票更复杂；未来扩展需纳入此变量。

• 对个别企业财富变化分析揭示异质性重要性，但提出的判断标准较粗糙，缺少对企业行为异质战略的探讨。

- 论文对部分外部影响（政治、监管环境变化）提及有限，未来研究可进一步整合制度经济学视角。

• 图表与文本高度一致，充实支撑核心论点。

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七、结论性综合

本文围绕碳定价两大机制——税收和限额交易——开展详尽理论和数值比较分析，核心贡献在于：

• 理论完美竞争下，两种机制等价，不论排放确定或随机，均可通过调整税率和拍卖配额实现完全同质的排放目标与经济效果。

- 金融中介的出现显著破坏此等价，既降低监管机构财富，也降低企业整体财富，导致经济总GDP下降，财富从公司和政府处转移至中介，形成"效率损耗与财富重分配"。

• 不同企业群组受此影响不一，高碳企业在市场机制下减排动力不足，税收更有效调动其减排意愿。

- 排放不确定环境下，税收机制更激励绿色技术投资，市场机制更依赖生产减少，显示机制间调节手段和长期环保效果差异。

• 这意味着政策设计除了考虑静态效率外，应重视市场结构、中介行为及其监管，避免财富泄漏降低环境目标实施效果。

- 作者所建模型及推导为政策制定者提供了定量工具框架，揭示了市场参与者互动对资源配置的微妙影响，鼓励对碳市场中介机构行为、监管政策多维度深入研究。

图表数据强力佐证观点：企业财富与排放响应结构清晰、不同机制下中介财富占比显著，并辅以随机排放情形分析，展现结论稳健。

综上，作者站在学术严谨与政策应用交汇前沿，提供了碳市场设计的重要洞见与预警，建议政策制定中充分考虑交易中介活跃程度及其市场力量可能带来的负面经济和环境影响[page::全书].

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结尾声明

本分析完全基于报告内容，不添加个人观点，确保客观中立和专业严谨。报告文本页码均明确标示，方便溯源。全文详尽覆盖了财务模型、均衡价机制、随机排放扩展及数值分析，尤其重视金融中介角色的新颖发现。希望此报告有助于深刻理解两类碳定价机制的经济效应及设计政策的关键考量。

报告