（東華大學旭日工商管理學院，上海 200051）

引 言

市場的有效性是金融學理論的核心命題，是現(xiàn)代金融理論的基石。市場有效性不但是投資分析和決策的前提，也是金融市場不斷完善的標志。碳市場有效性演變的分析、評價和改進，是碳市場不斷進化的強大驅(qū)動力。

已有大量研究表明，金融時間序列重大沖擊后，往往發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化，呈現(xiàn)與以往不同的持續(xù)性特征。Perron（1989）提出了直接突變點檢驗的方法［1］。 隨后 Zivot 和 Andrews （1992）［2］、Lumsdaine 和 Papell （1997）［3］、 Lee 和 Strazicich（2003）［4］、 Alberola 等 （2008）［5］采用模型內(nèi)生化對方法進行了改進并進行了實證分析，但是這些方法只能進行最多兩次結(jié)構(gòu)化變點檢測。Bai和Perron（2003）研究了具有多元結(jié)構(gòu)突變的線性回歸模型，提出多均值結(jié)構(gòu)突變檢驗方法，并成功對美國從1961～1986年的實際利率序列的突變點進行識別［6］。吳振信等 （2015） 選取EU-ETS為研究對象，利用Bai-Perron方法檢驗了碳價發(fā)生結(jié)構(gòu)突變的次數(shù)和時變點［7］。

Hurst指數(shù)是分形市場理論中描述市場有效性最關(guān)鍵的指標之一。目前關(guān)于Hurst指數(shù)最常用的是Peng等 （1994）提出的DFA分析方法，它是一種分析非平穩(wěn)時間序列長記憶性及相關(guān)性強度的方法［8］。 當Hurst（H）值等于0.5時， 該時間序列是隨機的，具有獨立性，現(xiàn)在的信息不會影響未來的序列值，市場呈現(xiàn)弱有效性。當0≤H＜0.5時，表示該時間序列的變動是符合分形布朗運動規(guī)律的，呈現(xiàn)出反持續(xù)性的記憶特征。當0.5＜H≤1時，表示該時間序列是持續(xù)性的，即具有長期記憶性。

當用Hurst指數(shù)描述市場有效性時，現(xiàn)有的文獻通常不考慮市場結(jié)構(gòu)突變的問題［9-14］，但是Hao（1996）等的研究表明，忽略結(jié)構(gòu)突變的建模過程可能會導致檢驗結(jié)果與真實情況之間存在誤差，甚至得到錯誤的結(jié)果［15］。因為市場結(jié)構(gòu)突變意味著市場將呈現(xiàn)與以往不同的持續(xù)性特征，故基于市場結(jié)構(gòu)突變點的Hurst指數(shù) （Hurst Index Based on Structural Breaks，HIBSB）是發(fā)現(xiàn)制約市場有效性的關(guān)鍵要素或變量，進而對市場進行改進與優(yōu)化的重要途徑?？梢酝ㄟ^尋找市場結(jié)構(gòu)突變點，定量地考查市場持續(xù)性特征的變動區(qū)間及其邊界，并將其作為有效性演變分析的區(qū)域。采用HIBSB的意義在于通過HIBSB，有可能將市場靜態(tài)、宏觀和粗線條的有效性指標，轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、微觀和細化的指標；通過定量、細化和動態(tài)地描述市場的有效性，將為發(fā)現(xiàn)引發(fā)市場有效性演變的關(guān)鍵要素或變量提供有力佐證，進而為分析關(guān)鍵要素或變量之間的相互作用機制提供科學依據(jù)。

1 主要研究方法及其相關(guān)算法

1.1 均值結(jié)構(gòu)突變點的檢驗方法

Bai-Perron （1989， 2003）［1，6］提出了內(nèi)生多重結(jié)構(gòu)突變檢驗法，同時克服了外生結(jié)構(gòu)突變檢驗和其他內(nèi)生結(jié)構(gòu)突變檢驗方法存在的缺陷。他們在大樣本的理論基礎(chǔ)上，提出了多個檢驗結(jié)構(gòu)突變的統(tǒng)計量，主要包括判斷序列是否發(fā)生結(jié)構(gòu)突變的SupFT（k）統(tǒng)計量、UDmax和WDmax統(tǒng)計量，以及判斷結(jié)構(gòu)突變位置的SupFT（i｜1+i）統(tǒng)計量、信息準則統(tǒng)計量 （BIC、LWZ）等，其具體檢驗步驟如下：

（1）樣本量為T的數(shù)據(jù)生成過程，其計算公式如式 （1）所示。

其中：j＝1，2，…，m+1；yt為因變量；xt、zt為自變量；β、δj為系數(shù)向量；Ut為殘差項；m為突變次數(shù)；T1，…，Tm為結(jié)構(gòu)突變點。

（2）利用最小二乘法得到每個可能突變點的β和δj，求出不同分割形式下的全局殘差平方和，如式 （2）所示。

（3）對不同分割形式下的殘差進行比較，選出具有最小殘差平方和的分割形式，詳見式 （3）。

根據(jù)UDmax和WDmax判斷結(jié)構(gòu)突變點是否存在，如果存在，再利用SupFT統(tǒng)計量和信息準則統(tǒng)計量BIC和LWZ確定結(jié)構(gòu)突變點的位置和個數(shù)。

1.2 DFA方法

消除趨勢波動分析 （Detrended Fluctuation A-nalysis，DFA）計算過程包括以下4個主要部分：

長度為N的時間序列 ｛xk，k＝1，2，3，…，N｝，它的累積離差序列如式 （4）所示。

（1） 將y（i）以長度為n等長分割為不相關(guān)的小段，在每段上擬合最小二乘直線或多項式曲線，作為該段的局部趨勢 （Local Trend），得到每個區(qū)間的擬合函數(shù)yn（i），計算累積離差序列y（i）的波動均方根，得到如式 （5）所示波動函數(shù)F（n）的計算公式：

（3）如果時間序列 ｛xk｝長程相關(guān)，則波動函數(shù)F（n）與n滿足式 （6） 關(guān)系：

（4） 雙對數(shù)坐標下， 對 ln［F（n）］與 ln（n）的散點圖用最小二乘法擬合直線，得到直線率，即Hurst指數(shù)。

1.3 HIBSB定義及其計算

HIBSB的定義：對給定總長度為N的時間序列Ri，其中i＝1，2，…，N； 假設(shè)其中存在M個結(jié)構(gòu)突變點Bj（j＝1，2，…，M）， 以時間序列的起點、M個結(jié)構(gòu)突變點和時間序列的終點為邊界，組成M+1個HIBSB， 其子區(qū)間為Sk（k＝1，2，…，M，M+1），則基于市場結(jié)構(gòu)突變點的Hurst指數(shù)，即HIBSB＝｛Hurst（Sk）｝。

HIBSB的計算流程如圖1所示。首先定義了擬考察的碳市場收盤價時間序列的邊界，即起點和終點，然后逐一判斷Ri是否是結(jié)構(gòu)突變點，從而得到突變點的位置和數(shù)目N，再以各個突變點為分界點，將時間序列劃分為幾個分段，并計算各個分段的Hurst值。

2 實證分析

2.1 碳市場的選取及其特點

本文選擇了歐盟碳市場、中國湖北和上海碳市場的每日收盤價為研究對象。所選取的3個碳市場的特點分別如下：（1）歐盟碳市場從2005年1月開始運行，是目前世界上運行時間最長且規(guī)模最大的碳市場。目前為止一共經(jīng)歷了3個階段，第一階段：2005～2007年；第二階段：2008～2012年；第三階段：2013～2020年；（2）湖北碳市場是我國8個碳交易試點市場中規(guī)模最大的，自交易以來，總開戶數(shù)、市場參與人數(shù)、成交量、成交額、交易連續(xù)性等有效指標都居于全國第1位；（3）上海碳市場則是依托于上海這個國際金融大都市，建立了較為完整的碳排放交易制度和體系，采用完全公開透明的市場化方式運作，交易方式高效敏捷。由于3個碳市場中，湖北碳市場是最晚開始運營的，為了方便比較，本文將3個碳市場的考查時間統(tǒng)一設(shè)定為從2014年4月2日到2019年11月29日為止。

圖1 HIBSB的計算流程

2.2 基于結(jié)構(gòu)突變的有效性分析

2.2.1 3個碳市場的結(jié)構(gòu)突變點檢驗

表1 Bai-Perron均值結(jié)構(gòu)突變點檢驗結(jié)果

從表1可見，在5%的顯著性水平下，UDmax Statistic和WDmax Statistic都分別大于它們的臨界值Critical Value，表明原序列存在結(jié)構(gòu)突變點。而根據(jù)F統(tǒng)計量的值可以看出，檢測出的5個結(jié)構(gòu)突變點的F統(tǒng)計量都顯著大于其對應的臨界值，表明在樣本期間一共發(fā)生了5次均值結(jié)構(gòu)突變。

表2 LWZ突變點檢驗結(jié)果

為了使檢測結(jié)果更為準確，采用LWZ Criterion進一步核實序列發(fā)生結(jié)構(gòu)突變的次數(shù)和位置。由表2可見，5個結(jié)構(gòu)突變點都通過了LWZ的檢驗。故歐盟碳價在 2014／04／02～2019／11／29 期間， 共有5次結(jié)構(gòu)突變點。

圖2給出了歐盟價格原始序列和殘差樣本內(nèi)擬合的情況，從中可以看出，每一個波動區(qū)間內(nèi)部都有不同的價格生成規(guī)律，進一步證實了結(jié)構(gòu)突變點的次數(shù)和位置。

同理，可得到湖北和上海碳市場的結(jié)構(gòu)突變點。本文將3個碳市場結(jié)構(gòu)突變點與國內(nèi)外相關(guān)的重大事件做了相關(guān)聯(lián)系，如表3所示。

圖2 歐盟碳價原始序列與殘差擬合圖

表3 3個碳市場的結(jié)構(gòu)突變點所對應的國內(nèi)外重大事件

續(xù) 表

從表3可以看出，每一個結(jié)構(gòu)突變點附近都有其相對應的重大政治、經(jīng)濟事件的發(fā)生，而這些內(nèi)外環(huán)境的變化，必然在很大程度上促使政府提出相應的碳改革政策等，相關(guān)企業(yè)也會對這些政策做出反應，繼而引發(fā)碳市場有效性發(fā)生對應的變化。

2.2.2 Hurst指數(shù)計算

下文基于去趨勢波動分析 （DFA）計算各個碳市場的Hurst指數(shù)。表4給出了3個碳交易市場基于各結(jié)構(gòu)突變點為分界點，不同時間分段的Hurst指數(shù)及其演變示意圖。

2.2.3 有效性分析

本文認為，不同程序中不同的價值導向在起最終的作用。在專利授權(quán)程序中，權(quán)利要求理解的價值導向在于：促使專利申請人修改申請文件從而以更加明確的措辭或術(shù)語來限定其保護范圍。在專利確權(quán)程序中，權(quán)利要求理解的價值導向在于：既要考慮授權(quán)權(quán)利要求的公示作用，又要考慮其實際技術(shù)貢獻，從而更好地在保護專利權(quán)人的創(chuàng)新與由權(quán)利要求公示作用所體現(xiàn)的保障公眾合法權(quán)益之間維持平衡。在專利民事侵權(quán)程序中，權(quán)利要求解釋的價值導向在于：對一項具有技術(shù)貢獻的發(fā)明匹配合理的保護范圍從而作出侵權(quán)與否的判斷。不同的價值導向使得不同程序中權(quán)利要求保護范圍的理解和解釋的基本規(guī)則不盡相同。

根據(jù)表4給出的Hurst指數(shù)的計算結(jié)果，進行相關(guān)分析。

（1）當不考慮結(jié)構(gòu)突變點時：歐盟、湖北和上海3個碳市場從2014年4月2日至2019年11月29日Hurst指數(shù)分別為0.6542、0.5879和0.6278，均大于0.5。由此表明了3個碳市場都不滿足隨機游走分布條件，即3個市場都不屬于完全有效市場，碳市場價格序列均具有長期記憶性，其中未來市場價格走勢延續(xù)目前趨勢的可能性由小到大排列分別為湖北、歐盟和上海。

（2）當考慮結(jié)構(gòu)突變點時：歐盟、湖北和上海3個碳市場的情況分別如下：

①歐盟碳市場在2014年4月2日至2019年11月29日的時間段內(nèi)共有5個結(jié)構(gòu)突變點，此時間段正處于歐盟碳市場的第三階段，由于前兩個階段碳配額政策的失敗，歐盟碳市場碳配額供給遠遠大于排控企業(yè)實際需求，故碳價持續(xù)低迷，市場流動性差。在這樣的情況下，碳價對外部因素更為敏感，非常容易受到外界政治經(jīng)濟等條件變化的影響從而使碳價發(fā)生結(jié)構(gòu)性的變化。如表3中列出的重大事件，希臘威脅退出歐盟、巴黎氣候大會談判不順、美國提出可能退出 《巴黎協(xié)定》等都對歐盟碳市場的內(nèi)外部環(huán)境造成很大沖擊和影響。因此在考察區(qū)間內(nèi)Hurst演變軌跡呈發(fā)散態(tài)勢，偏離0.5較遠，整體非理性突出，即市場受信息制約和影響嚴重。

在這樣的背景下，2018年2月和2019年初，歐盟分別通過了碳市場第四階段的改革方案和開始啟動市場穩(wěn)定機制MSR，這兩個政策的發(fā)布及實施，拉動了碳價的回升，同時市場有效性開始越來越具有長期記憶性，雖然比起2018年之前歐盟碳市場的有效性有所提高，但是其進一步的發(fā)展仍然有待實證分析和考察。

②湖北碳市場在2014年4月2日至2019年11月29日的時間段內(nèi)共有3個結(jié)構(gòu)突變點，而上海碳市場在此期間內(nèi)共有4個結(jié)構(gòu)突變點。湖北碳市場的結(jié)構(gòu)突變點都正好處于政府或企業(yè)制定下一年度的碳監(jiān)測計劃或履約期附近，年末時碳交易比較活躍，是因為一些企業(yè)開始按照工作計劃提前儲備配額或出售配額；而履約期則是因為大部分企業(yè)為了按時完成履約配額，導致在這一階段左右交易需求量增大，從而發(fā)生結(jié)構(gòu)突變。為了改善這一問題，湖北省出臺了一系列政策，其核心思想包括：（a）分配額度的科學化。2017年碳配額分配方案變?yōu)橥ㄟ^基準年的碳排放量乘以企業(yè)實際生產(chǎn)月份占全年月份的百分比進行配額分配，消除了企業(yè)產(chǎn)能變動導致的大規(guī)模盈余碳配額出現(xiàn)； （b）湖北碳市場放開對投資人的限制。大力鼓勵境外投資者的參與，促進市場投資者多元化；（c）設(shè)置低碳產(chǎn)業(yè)投資引導資金，依靠基金杠桿作用撬動更多社會資本進入碳市場，降低碳產(chǎn)業(yè)融資成本。以上舉措大大增強了市場流動性，是湖北碳市場初步形成有利發(fā)現(xiàn)和施放碳價格信號的機制，為其弱有效市場建立且向好發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。上海也在多個方面對碳市場進行改進，出臺了一系列涉及交易、監(jiān)管、法律等方面的規(guī)則和政策，對上海碳市場有效性的演變發(fā)揮了重要作用。如2014年、2015年上海環(huán)境能源交易所發(fā)布 《關(guān)于申報上海碳排放交易機構(gòu)投資者的通知》、《關(guān)于修改碳排放交易規(guī)則的通知》等，包括：控排主體范圍逐步擴大；通過“自上而下”和 “自下而上”的配額總量控制目標；形成較為公平且符合上海實際的配額分配方法；形成較為科學、具有可操作性的核算方法和核查制度；制定 “1+6”的交易規(guī)則和體系；形成由法律手段、行政措施和技術(shù)平臺組成的監(jiān)管和保障體系，使上海始終保持100%履約。可能是受到中美貿(mào)易戰(zhàn)經(jīng)濟大環(huán)境的影響，2018年3月份上海碳市場發(fā)生了一次結(jié)構(gòu)突變。

表4 3個碳市場Hurst指數(shù)和HIBSB示意圖

這些結(jié)構(gòu)突變點符合兩個試點地區(qū)各自的實際情況和特色。湖北省作為我國的工業(yè)大省，其對碳減排的重視程度很大程度上取決于國家政策導向。而上海作為國際第四大金融城市，碳市場與金融市場密切結(jié)合，不斷加強產(chǎn)品創(chuàng)新，形成了借碳、回購、質(zhì)押等創(chuàng)新服務(wù)。因此較容易受到金融市場動蕩的影響。在這樣的內(nèi)外環(huán)境下，2018年6月和9月，國務(wù)院和生態(tài)環(huán)境部分別提出了《關(guān)于全面加強生態(tài)環(huán)境保護，堅決打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》和 《進一步深化 “放管服”改革，推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的指導意見》。湖北省在2018年6月出臺了 《2018年湖北省碳排放權(quán)抵消機制有關(guān)事項的通知》，進一步規(guī)范抵消機制，鼓勵減排。上海則在2018年7月提出了上海市碳排放核查工作規(guī)則 （試行）和上海市溫室氣體排放核算與報告指南 （試行）兩個文件。進入2019年之后，兩個試點碳市場都沒有發(fā)生結(jié)構(gòu)突變，可能預示著市場的流動性提高、交易量分散等良好的市場反應。

從以上分析可以看出，隨著內(nèi)外環(huán)境的不斷演變，國家、湖北和上海從政策、法規(guī)等多個方面不斷創(chuàng)新、完善，提升了試點碳市場的有效性，使兩個碳市場的Hurst值的演變軌跡始終圍繞在0.5上下波動，前者與0.5的最大偏離量為0.0879，后者與0.5最大偏離量為0.1278，這預示了弱有效市場具有良好發(fā)育狀態(tài)和趨勢向好的可能性。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié) 論

本文將結(jié)構(gòu)突變點和Hurst值組合在一起構(gòu)成了HIBSB，對歐盟、湖北和上海碳市場從2014～2019年的市場有效性進行了分析，得出以下基本結(jié)論：（1）歐盟碳市場的結(jié)構(gòu)突變點最多，即歐盟的碳價最容易受到外界經(jīng)濟、金融和政治事件的影響。而湖北和上海碳市場的結(jié)構(gòu)突變點均少于歐盟的結(jié)構(gòu)突變點，且主要是受到履約期等的影響，說明國內(nèi)碳市場相比歐盟碳市場更穩(wěn)定，但流動性仍然不夠；（2）不考慮結(jié)構(gòu)突變點的Hurst值要高于考慮結(jié)構(gòu)突變點的分段Hurst值。即通過采用HIBSB對市場有效性進行量化考察，為發(fā)現(xiàn)引發(fā)市場有效性演變的關(guān)鍵要素或變量提供了新途徑；（3）湖北和上海碳市場基于本地特點實施的一系列創(chuàng)新舉措，有效提升了市場的有效性，使得兩個市場都呈現(xiàn)趨近弱勢有效市場的良好發(fā)展趨勢，而歐盟碳市場則偏離弱有效市場，朝顯著長期記憶性的方向發(fā)展。

3.2 建 議

總體上，湖北和上海試點碳市場的市場有效性表現(xiàn)還是不錯的，但是距離達到完全的弱式有效還有一定的距離，因此提出以下3點建議：（1）擴大市場流動性，可進一步減少碳價格序列的結(jié)構(gòu)突變點，使價格序列更穩(wěn)定，更不易受外界經(jīng)濟、金融、政治和履約期等影響；（2）建立公平合理的碳配額分配機制，從上文的分析來看，歐盟的市場有效性并不好，可能的原因是歐盟的免費配額過多，供大于求，使得價格過低，進而影響市場有效性；（3）根據(jù)碳減排形勢發(fā)展和本地實際的經(jīng)濟等情況適時對碳政策、交易機制和環(huán)境進行調(diào)整優(yōu)化。