馮浩博

（寧波大學(xué) 商學(xué)院，浙江 寧波 315211）

一、引言

黨的二十大報(bào)告提出，“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”。我國(guó)為應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題，先后建立了深圳、上海、北京、湖北等8 個(gè)碳交易權(quán)交易試點(diǎn)。碳市場(chǎng)為促進(jìn)社會(huì)低碳轉(zhuǎn)型提供了一個(gè)清晰的價(jià)格信號(hào)，其低成本碳減排作用初現(xiàn)（王文軍等，2018）[1]，是中國(guó)2030 年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”與2060 年實(shí)現(xiàn)“碳中和”的有效路徑。上海是我國(guó)最早一批運(yùn)行碳排放權(quán)交易的試點(diǎn)，從2013 年啟動(dòng)，連續(xù)8 年履約率100%。全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)也在2021 年7 月16 日于上海啟動(dòng)，上海碳市場(chǎng)成為我國(guó)碳減排系統(tǒng)中的更加重要的一環(huán)。所以，上海碳市場(chǎng)的發(fā)展情況和價(jià)格波動(dòng)必將影響我國(guó)碳減排機(jī)制的有效發(fā)揮。本文選擇上海市試點(diǎn)作為研究對(duì)象，為全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)提供較其他試點(diǎn)更直接的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)實(shí)現(xiàn)上海碳排放交易權(quán)價(jià)格合理定制和提高市場(chǎng)穩(wěn)定與效率具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)其他試點(diǎn)乃至全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)具有借鑒價(jià)值（王少華等，2021）[2]。

二、文獻(xiàn)綜述

從Coase（1960）[3]提出為解決碳排放的外部性問(wèn)題對(duì)碳排放交易權(quán)進(jìn)行產(chǎn)權(quán)界定，到Dales（1968）[4]提出建立合法的污染物排放權(quán)，國(guó)際碳市場(chǎng)迅猛發(fā)展（雷立鈞和荊哲峰，2011）[5]，碳排放權(quán)交易定價(jià)的研究逐漸興起。張希良等（2021）[6]研究表明我國(guó)已有清潔發(fā)展機(jī)制和溫室氣體自愿減排市場(chǎng)打下的基礎(chǔ)，Denny 和Ellerman（2005）[7]認(rèn)為碳市場(chǎng)配額方式更能得到企業(yè)的青睞，Stavins（2008）[8]的研究也證明碳市場(chǎng)的形式?jīng)]有環(huán)境消費(fèi)和成本效益，碳市場(chǎng)以經(jīng)濟(jì)高效的方式提高碳減排效率，是應(yīng)對(duì)全球氣候變化的重要政策手段。國(guó)內(nèi)碳交易市場(chǎng)以及碳排放交易價(jià)格研究日漸豐富。

對(duì)于價(jià)格的波動(dòng)性特征的研究，郭白瀅和周任遠(yuǎn)（2016）[9]提出我國(guó)各碳交易試點(diǎn)價(jià)格波動(dòng)具有季節(jié)性的特點(diǎn)。傅京燕等（2017）[10]、郭蕾和趙方芳（2020）[11]通過(guò)不同試點(diǎn)的差異性研究，分析了我國(guó)不同碳交易市場(chǎng)的流動(dòng)性、活躍度特點(diǎn)。吳慧娟和張智光（2021）[12]從價(jià)格機(jī)制入手，研究發(fā)現(xiàn)我國(guó)碳市場(chǎng)整體存在總體價(jià)格水平低、穩(wěn)定性弱的特點(diǎn)。這些研究對(duì)市場(chǎng)不同主體進(jìn)行合理決策有重要意義。本文延長(zhǎng)數(shù)據(jù)樣本，增加參考指標(biāo)，優(yōu)化對(duì)上海市碳市場(chǎng)活躍度和流動(dòng)性的分析，借助HP 濾波分解對(duì)周期性、穩(wěn)定性進(jìn)行解釋。選擇湖北省碳交易試點(diǎn)作為比較對(duì)象進(jìn)行交易量和成交價(jià)的對(duì)比分析，其原因如下：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方面，我國(guó)八個(gè)試點(diǎn)市場(chǎng)每日成交價(jià)計(jì)算方法不一致，而上海市與湖北省成交價(jià)計(jì)算方法相同；經(jīng)濟(jì)條件方面，在各個(gè)試點(diǎn)啟動(dòng)期間以年GDP 為衡量標(biāo)準(zhǔn)，八個(gè)市場(chǎng)所在省市中重慶和湖北較上海相近，而湖北省與上海市的年GDP 比小于1.2；地理?xiàng)l件方面，湖北和上海都是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶省市，兩地分別對(duì)應(yīng)的是中部和東部的經(jīng)濟(jì)中心。對(duì)于碳市場(chǎng)價(jià)格預(yù)測(cè)的研究，各學(xué)者應(yīng)用不同方法模型對(duì)國(guó)內(nèi)外的碳價(jià)進(jìn)行了預(yù)測(cè)研究。其中，ARIMA 模型是經(jīng)典的時(shí)間序列預(yù)測(cè)模型。最早是Box 和Jenkins 在20 世紀(jì)70 年代初提出的。隨著對(duì)適用性和精準(zhǔn)度的要求提高，部分學(xué)者將ARIMA模型與其他模型結(jié)合，優(yōu)化了預(yù)測(cè)的適用性和精準(zhǔn)度。Qin 等（2022）[13]在ARIMA 模型基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，基于HP 濾波器提出了一種新型模型，實(shí)現(xiàn)了在預(yù)測(cè)精度和時(shí)間成本上的優(yōu)化；Zhu 和Wei（2013）[14]將ARIMA 模型和最小二乘支持向量機(jī)模型結(jié)合起來(lái)的實(shí)證結(jié)果，證明了混合方法對(duì)碳價(jià)的波動(dòng)趨勢(shì)有著更高級(jí)的精度保障。雖然建立ARIMA 混合模型可以提高精準(zhǔn)度，但模型選擇要求模型盡量簡(jiǎn)練，考慮上海碳交易市場(chǎng)價(jià)格數(shù)據(jù)特點(diǎn)，只對(duì)碳交易價(jià)格進(jìn)行短期預(yù)測(cè)，建立ARIMA 模型簡(jiǎn)單，計(jì)算簡(jiǎn)便，利用歷史數(shù)據(jù)就可以建立高精準(zhǔn)度的模型，適合上海碳價(jià)序列的短期預(yù)測(cè)。

上海是我國(guó)經(jīng)濟(jì)中心，全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)的所在地。不同學(xué)者從不同角度出發(fā)，對(duì)上海市碳排放交易試點(diǎn)的發(fā)展進(jìn)行了研究。彭武元和陳思宇（2020）[15]研究發(fā)現(xiàn)，上海市碳排放試點(diǎn)市場(chǎng)交易價(jià)格變動(dòng)幅度逐漸穩(wěn)定，但價(jià)格水平不高；張婕等（2018）[16]應(yīng)用ARCH 模型簇對(duì)中國(guó)各個(gè)碳市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)的不同特性進(jìn)行了檢驗(yàn)，相對(duì)于湖北碳排放交易，上海市場(chǎng)機(jī)制不夠完善，市場(chǎng)不夠活躍?；谏虾Ｊ刑寂欧艡?quán)交易試點(diǎn)的樣本數(shù)據(jù)完整，應(yīng)用ARIMA 模型進(jìn)行擬合計(jì)算簡(jiǎn)單，對(duì)上海碳市場(chǎng)價(jià)格的預(yù)測(cè)達(dá)到了良好的效果，精度具有有效性，能方便企業(yè)和政府對(duì)我國(guó)碳市場(chǎng)交易價(jià)格態(tài)勢(shì)進(jìn)行分析，作出更好的決策。另外，針對(duì)上海市碳市場(chǎng)的研究可以為全國(guó)碳市場(chǎng)提供直接經(jīng)驗(yàn)，為建立更完善的碳交易體系提出方案。

綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)大部分研究集中于全國(guó)各個(gè)市場(chǎng)的整體情況分析以及價(jià)格預(yù)測(cè)模型的精準(zhǔn)度優(yōu)化層面，通過(guò)與其他市場(chǎng)的對(duì)比分析來(lái)研究單個(gè)市場(chǎng)的波動(dòng)特征的研究較少，且研究多從價(jià)格單方面入手，交易量的角度往往不是研究重點(diǎn)，單純的波動(dòng)性趨勢(shì)分析結(jié)合價(jià)格預(yù)測(cè)的研究也十分有限。本文從量?jī)r(jià)二元角度將上海市碳試點(diǎn)與湖北試點(diǎn)進(jìn)行分析，應(yīng)用ARIMA 模型對(duì)上海市碳排放交易價(jià)格進(jìn)行擬合，進(jìn)行了價(jià)格預(yù)測(cè)的同時(shí)，進(jìn)一步解釋了價(jià)格波動(dòng)的周期性情況。根據(jù)不同市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀的異同，從不同市場(chǎng)挖掘經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)上海碳市場(chǎng)合理定價(jià)，上海市金融體系進(jìn)一步發(fā)展，方便企業(yè)在碳交易市場(chǎng)中掌握價(jià)格走向，提高市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)防范水平。

三、波動(dòng)性特征分析和價(jià)格預(yù)測(cè)方法與數(shù)據(jù)

（一）波動(dòng)性分析變量指標(biāo)與方法

比較分析上海和湖北兩地碳交易市場(chǎng)量?jī)r(jià)的波動(dòng)性特征，從市場(chǎng)的活躍度、流動(dòng)性、穩(wěn)定性、周期性四個(gè)角度，發(fā)現(xiàn)上海市碳交易市場(chǎng)存在的問(wèn)題。表示市場(chǎng)波動(dòng)性特征的參考指標(biāo)與方法如下：

1.活躍度：市場(chǎng)活躍度以有交易的天數(shù)占總交易天數(shù)的比例表示。比例越大，表示市場(chǎng)發(fā)生交易的天數(shù)占總天數(shù)越多，市場(chǎng)越活躍。市場(chǎng)活躍度公式如下：

式（1）中，A 表示市場(chǎng)活躍度，TD 表示總交易天數(shù)，Di表示不同市場(chǎng)有成交發(fā)生的天數(shù)。

2.流動(dòng)性：從交易量的偏度統(tǒng)計(jì)量能在一定程度上反應(yīng)流動(dòng)性，偏度為正表示交易量集中于較小值，說(shuō)明賣(mài)多買(mǎi)少流動(dòng)性差，反之流動(dòng)性好?？紤]到數(shù)據(jù)的可獲性和市場(chǎng)間的比較，碳市場(chǎng)流動(dòng)性的量化指標(biāo)加入以Martin 和Florackis 比率結(jié)合得到的非流動(dòng)性比率衡量。非流動(dòng)性比率越高表示市場(chǎng)流動(dòng)性越差，反之流動(dòng)性越好。非流動(dòng)性比率公式如下：

其中，I 表示日非流動(dòng)性比率，i 表示第i 個(gè)市場(chǎng)，t 表示交易日，Pt表示成交價(jià)，Vt表示交易日的交易量，V0表示碳市場(chǎng)交易總量。AI 表示月均非流動(dòng)性比率，d 表示當(dāng)月發(fā)生交易的天數(shù)，k 表示不同月份。當(dāng)交易日的交易量為零時(shí)，非流動(dòng)性比率無(wú)窮大，取最大值。

3.穩(wěn)定性：從市場(chǎng)成交價(jià)波動(dòng)范圍大小得到市場(chǎng)穩(wěn)定性的變化（吳慧娟和張智光，2021）[12]。本文應(yīng)用HP 濾波法，將價(jià)格波動(dòng)特征分為兩部分：趨勢(shì)成分和周期成分。從周期成分中得到市場(chǎng)穩(wěn)定性的特征。

4.周期性：成交價(jià)和交易量都具有周期性波動(dòng)特征，交易量周期性特征可利用交易量波動(dòng)的時(shí)序圖體現(xiàn)。從HP 濾波分解下的趨勢(shì)成分得到成交價(jià)的周期波動(dòng)特征。

HP 濾波分析法：在周期性和穩(wěn)定性的描述中引入HP 濾波法。HP 濾波分析將碳價(jià)時(shí)間序列數(shù)據(jù)波動(dòng)分為兩部分：趨勢(shì)成分和周期成分。在進(jìn)行波動(dòng)成分分解后能更清晰地體現(xiàn)波動(dòng)周期性和穩(wěn)定性的特征。對(duì)于碳價(jià)時(shí)間序列數(shù)據(jù)C={c1，c2，…，cn}來(lái)說(shuō)，假如分解出來(lái)的周期性數(shù)據(jù)為Y={y1，y2，…，yn}，趨勢(shì)要素為T(mén)={t1，t2，…，tn}，則C=Y+T，i=1，2，…，n，趨勢(shì)被定義為下面的最小化問(wèn)題的解：

式（4）中的λ 為正數(shù)，用以調(diào)節(jié)兩者的比重，稱(chēng)為平滑參數(shù)。隨著λ 增加，估計(jì)的趨勢(shì)越光滑，即T越平滑，當(dāng)λ寅∞時(shí)，第二項(xiàng)為0。估計(jì)的趨勢(shì)接近于線(xiàn)性，HP 濾波退化為最小二乘法。

（二）價(jià)格預(yù)測(cè)理論模型

本文采用ARIMA 模型進(jìn)行價(jià)格預(yù)測(cè)，滿(mǎn)足該模型的條件需要時(shí)間序列滿(mǎn)足平穩(wěn)性和非白噪聲序列的要求。對(duì)上海市碳交易市場(chǎng)日成交價(jià)及其差分序列進(jìn)行ADF 檢驗(yàn)和隨機(jī)性檢驗(yàn)，根據(jù)貝葉斯準(zhǔn)則（BIC）、平均百分比誤差（MAPE）、均方根誤差（RMSE）三個(gè)指標(biāo)對(duì)滿(mǎn)足平穩(wěn)非白噪聲的序列進(jìn)行ARIMA 模型的階數(shù)確定，進(jìn)而應(yīng)用精度最優(yōu)的模型進(jìn)行價(jià)格預(yù)測(cè)。實(shí)證中的模型和公式介紹如下：

ARIMA（p，d，q）模型有三個(gè)參數(shù)。其中，p 表示時(shí)序數(shù)據(jù)本身的滯后數(shù)，也稱(chēng)為自回歸階數(shù)；d 表示時(shí)序數(shù)據(jù)需要進(jìn)行d 階差分后才能達(dá)到平穩(wěn)；q 表示預(yù)測(cè)誤差的滯后數(shù)，也稱(chēng)為移動(dòng)平均階數(shù)。

對(duì)ARIMA 模型建立如下結(jié)構(gòu)模型：

其中，εt表示殘差序列；xt表示不同時(shí)間成交價(jià)；i 表示滯后期；B 表示延遲算子，k 表示滯后期階數(shù)。

（三）數(shù)據(jù)選取與來(lái)源

本文選擇上海市碳排放交易試點(diǎn)作為研究對(duì)象，波動(dòng)性分析樣本時(shí)間段選擇2014 年4 月2 日（湖北碳交易市場(chǎng)啟動(dòng)時(shí)間）至2021 年3 月23 日兩地碳交易市場(chǎng)交易量和成交價(jià)數(shù)據(jù)（剔除非交易日及個(gè)別缺失數(shù)據(jù)）。考慮到市場(chǎng)剛啟動(dòng)時(shí)市場(chǎng)參與者投機(jī)性差距大，上海市碳交易市場(chǎng)第二季度存在的履約期、全國(guó)碳排放市場(chǎng)啟動(dòng)兩種影響，且在不影響數(shù)據(jù)平穩(wěn)性、隨機(jī)性的情況下。用于價(jià)格預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)段選擇2014 年1 月1 日至2021 年3 月23 日的成交價(jià)，數(shù)據(jù)來(lái)源為中國(guó)碳交易網(wǎng)（tanjiaoyi.com）。

四、上海市碳交易市場(chǎng)的實(shí)證分析

通過(guò)上海與湖北碳排放交易試點(diǎn)交易量、成交價(jià)波動(dòng)性的對(duì)比分析，從市場(chǎng)活躍度、流動(dòng)性、穩(wěn)定性、波動(dòng)周期性四個(gè)方面把握上海碳交易試點(diǎn)自身發(fā)展情況，同時(shí)分析與國(guó)內(nèi)其他市場(chǎng)差異原因，以便提高對(duì)上海市碳交易價(jià)格變化特征的解釋?zhuān)岢鲇欣袌?chǎng)發(fā)展的政策建議。

（一）波動(dòng)性實(shí)證分析

上海市碳交易市場(chǎng)日平均交易量達(dá)到9 251噸，總排放配額交易量達(dá)到1 718 萬(wàn)噸。日平均成交價(jià)達(dá)到31.24 元/噸，最大成交價(jià)達(dá)49.98 元/噸，最小成交價(jià)為4.20 元/ 噸，累計(jì)成交額達(dá)4.79 億元。本文從市場(chǎng)活躍度、流動(dòng)性、穩(wěn)定性以及波動(dòng)周期性揭示上海碳市場(chǎng)發(fā)展特征。通過(guò)交易量和成交價(jià)的波動(dòng)性分析，發(fā)現(xiàn)上海市碳排放交易試點(diǎn)存在市場(chǎng)活躍度較低、流動(dòng)性不足、穩(wěn)定性較差、波動(dòng)呈現(xiàn)以年為單位履約期影響的周期性特征。

1.活躍度較低。應(yīng)用市場(chǎng)活躍度，分析上海市碳排放權(quán)交易試點(diǎn)的市場(chǎng)活躍水平，發(fā)現(xiàn)上海市碳交易試點(diǎn)存在活躍度明顯不足的特點(diǎn)。截至2021 年3月23 日，上海碳交易市場(chǎng)的活躍度為0.551 9，湖北碳交易市場(chǎng)的活躍度則有0.889 5。可見(jiàn)上海市碳市場(chǎng)的活躍度總體處于很低的水平，下面對(duì)兩試點(diǎn)碳交易市場(chǎng)的年市場(chǎng)活躍度進(jìn)行分析，分析結(jié)果如表1所示。

表1 上海市市場(chǎng)活躍度變化

可見(jiàn)，上海碳交易市場(chǎng)的活躍度遠(yuǎn)低于湖北碳交易市場(chǎng)，兩交易市場(chǎng)的活躍度總體均有上升趨勢(shì)。上海市市場(chǎng)活躍度在2016 年和2018 年有略微的下降趨勢(shì)，自2019 年起一直呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。而湖北省市場(chǎng)活躍度在2016 年后一直保持在0.9 以上水平。結(jié)果表明，上海市碳交易市場(chǎng)的市場(chǎng)活躍度有略微波動(dòng)，總體呈上升趨勢(shì)，但零交易量天數(shù)較多，相比湖北省的碳交易市場(chǎng)，總體市場(chǎng)活躍度水平較低，市場(chǎng)活躍度低更將影響市場(chǎng)的發(fā)展速度，如何提升上海市碳交易市場(chǎng)的活躍度是加快試點(diǎn)以及全國(guó)碳交易市場(chǎng)發(fā)展速度的著手點(diǎn)。

2.流動(dòng)性不足。市場(chǎng)流動(dòng)性可以從交易量和成交價(jià)兩個(gè)層面描述，對(duì)交易量、成交價(jià)的描述性統(tǒng)計(jì)如表2 所示。

表2 碳市場(chǎng)量?jī)r(jià)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)量

首先，由表2 可得，上海市碳交易試點(diǎn)交易量和成交價(jià)方差大，峰度為正值且較大，說(shuō)明數(shù)據(jù)集中，有“尖峰肥尾”的特征，但不服從正態(tài)分布。交易量偏度為8.20，屬于高度正偏態(tài)，分布的主體集中在平均值左側(cè)。成交價(jià)偏度為負(fù)，屬于高度負(fù)偏態(tài)，分布主體集中在平均值右側(cè)，處于“量低價(jià)高”的情況。量低價(jià)高影響市場(chǎng)的流動(dòng)性情況，用非流動(dòng)性比率來(lái)解釋。由于日度數(shù)據(jù)跨度過(guò)大，清晰度不如月均非流動(dòng)性比率。采用月均非流動(dòng)比率分析上海市碳交易市場(chǎng)流動(dòng)性情況，如圖1 所示。

圖1 月均非流動(dòng)性比率對(duì)比

由圖1 可見(jiàn)，上海市碳交易市場(chǎng)的非流動(dòng)性比率波動(dòng)變化大，相較于湖北市場(chǎng)偏高，說(shuō)明流動(dòng)性較湖北市場(chǎng)偏低，波動(dòng)幅度大，并沒(méi)有出現(xiàn)趨穩(wěn)的態(tài)勢(shì)。綜合以上，上海市碳排放交易試點(diǎn)交易量集中于較小值，市場(chǎng)參與者賣(mài)多買(mǎi)少，導(dǎo)致市場(chǎng)流動(dòng)性不足。且上海市碳交易市場(chǎng)的非流動(dòng)性比率高、波動(dòng)大、流動(dòng)性未呈現(xiàn)收斂，證明市場(chǎng)的流動(dòng)性不足，市場(chǎng)穩(wěn)定性也差。

3.穩(wěn)定性較弱。對(duì)市場(chǎng)穩(wěn)定性分析，應(yīng)用HP 濾波法將兩試點(diǎn)的碳交易價(jià)格波動(dòng)進(jìn)行了分解，分解為趨勢(shì)成分與周期成分。虛線(xiàn)表示履約期（配額清算截至日期）時(shí)間節(jié)點(diǎn)?？桑ㄒ?jiàn)圖2、圖3）中周期成分分解情況。

圖2 上海成交價(jià)HP 濾波分析

圖3 湖北成交價(jià)HP 濾波分析

從周期成分得出，上海市碳交易市場(chǎng)成交價(jià)在2014—2015 年期間，存在不顯著的波動(dòng)，而在2019年、2020 年市場(chǎng)成交價(jià)周期成分引起的波動(dòng)集聚，波動(dòng)頻繁，說(shuō)明在市場(chǎng)交易發(fā)展中，上海市價(jià)格波動(dòng)并沒(méi)有呈現(xiàn)收斂的趨勢(shì)，波動(dòng)反而更大。湖北省碳交易市場(chǎng)則呈現(xiàn)逐漸穩(wěn)定的特征。綜合以上，在市場(chǎng)建立前期市場(chǎng)穩(wěn)定性較弱，后期波動(dòng)仍然頻繁。與湖北省相比，上海碳排放交易試點(diǎn)市場(chǎng)穩(wěn)定性較弱。

4.周期性較強(qiáng)。上海碳交易市場(chǎng)和湖北省碳交易市場(chǎng)在成交價(jià)和交易量上都具有明顯以年為單位的周期性特征。成交價(jià)層面，HP 濾波分解的趨勢(shì)成分可以較好反應(yīng)成交價(jià)周期性波動(dòng)的特征，如圖2、圖3 所示。

從趨勢(shì)成分來(lái)看，碳排放權(quán)交易市場(chǎng)價(jià)格變化總體趨勢(shì)呈現(xiàn)“先降后升”的特點(diǎn)，可能是受外部因素影響較大，比如美聯(lián)儲(chǔ)加息、全球大宗商品價(jià)格暴跌、2015 年股市異常波動(dòng)等，都會(huì)間接性影響到碳價(jià)的波動(dòng)趨勢(shì)。受履約期影響，碳交易價(jià)格變化呈現(xiàn)出階段性特征。兩試點(diǎn)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)價(jià)格的變化趨勢(shì)大致分為履約期前、履約期間、履約期后三個(gè)階段。履約期前，交易較為平穩(wěn)，價(jià)格波動(dòng)很小，市場(chǎng)平穩(wěn)發(fā)展；履約期間，未履約企業(yè)考慮面臨處罰成本，在臨近履約日期附近各企業(yè)交易集中，碳配額需求增加，成交價(jià)大幅度上升，達(dá)到峰值。履約期后，由于各個(gè)企業(yè)的排放需求降低，配額權(quán)重新分配，供給大于需求，成交價(jià)回落，碳交易市場(chǎng)進(jìn)入冷淡期。

交易量層面通過(guò)兩試點(diǎn)交易量時(shí)序圖反應(yīng)，如圖4、圖5 所示。2020 年以前，上海市碳交易原來(lái)試點(diǎn)交易量在一個(gè)單位周期內(nèi)呈現(xiàn)“先低后高再低”的特點(diǎn)。交易量峰值往往出現(xiàn)在每年6、7 月份（豎直虛線(xiàn)附近）。市場(chǎng)2020 年末和2021 年初的交易量均很密集，呈現(xiàn)尖峰特征。湖北省碳交易試點(diǎn)具有相同特征。

圖4 上海交易量

圖5 湖北交易量

綜合以上，成交價(jià)和交易量均有以年為單位履約期為界的波動(dòng)周期，具體劃分為履約期前的平穩(wěn)期，履約期中的劇烈波動(dòng)期，以及履約期后的冷淡期?？梢?jiàn)量?jī)r(jià)均具有履約期拉動(dòng)的特點(diǎn)，表明市場(chǎng)參與者，企業(yè)的積極性不高，雖然上海試點(diǎn)的履約率在啟動(dòng)以來(lái)保持100%，但在履約期的密集交易和價(jià)格變化勢(shì)必影響市場(chǎng)平穩(wěn)運(yùn)行。

綜上，上海市碳交易試點(diǎn)是全國(guó)碳交易市場(chǎng)成立的直接參考對(duì)象，市場(chǎng)的交易量和成交價(jià)特征充分體現(xiàn)了上海市綠色金融的發(fā)展現(xiàn)狀。通過(guò)上海市碳交易試點(diǎn)與湖北碳交易試點(diǎn)量?jī)r(jià)的對(duì)比分析，上海試點(diǎn)在運(yùn)行過(guò)程中，由于活躍度低迷、流動(dòng)性低下、價(jià)格波動(dòng)不穩(wěn)定、周期性出現(xiàn)交易量、成交價(jià)大幅波動(dòng)的情況，可見(jiàn)上海市碳排放交易試點(diǎn)市場(chǎng)發(fā)展受到多方面的阻礙，影響市場(chǎng)的健康發(fā)展。下面將對(duì)上海市碳交易試點(diǎn)價(jià)格進(jìn)行短期預(yù)測(cè)，進(jìn)一步描述市場(chǎng)價(jià)格變動(dòng)特點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。

（二）價(jià)格預(yù)測(cè)實(shí)證分析

本文應(yīng)用ARIMA（p，d，q）模型對(duì)上海市碳排放價(jià)格進(jìn)行短期預(yù)測(cè)。先進(jìn)行單位根檢驗(yàn)（ADF）檢驗(yàn)時(shí)間序列數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，在不平穩(wěn)時(shí)，進(jìn)一步通過(guò)差分得到平穩(wěn)的時(shí)間序列，并對(duì)序列是否為白噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)（隨機(jī)性檢驗(yàn)）。之后，對(duì)平穩(wěn)的時(shí)間序列進(jìn)行p、q 的階數(shù)選擇判斷。確定具有良好擬合效果的模型后，檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M合精度。最后進(jìn)行價(jià)格預(yù)測(cè)。

1.平穩(wěn)性、隨機(jī)性檢驗(yàn)。應(yīng)用ADF 單位根檢驗(yàn)對(duì)上海市碳交易試點(diǎn)價(jià)格原序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。在序列不平穩(wěn)的情況下，對(duì)時(shí)間序列進(jìn)行一階差分后再次進(jìn)行上述檢驗(yàn)。另外，如果上海碳排放權(quán)交易價(jià)格序列為純隨機(jī)序列，其研究意義將達(dá)不到期望的價(jià)值。所以，需要通過(guò)楊-博克斯檢驗(yàn)（Ljung-Box）對(duì)上海碳排放交易價(jià)格序列的隨機(jī)性進(jìn)行檢驗(yàn)。

上海市碳交易試點(diǎn)價(jià)格序列的ADF 單位根檢驗(yàn)以及一階差分后的ADF 檢驗(yàn)結(jié)果如表3 所示。

表3 原序列平穩(wěn)性檢驗(yàn)

由表3可得，經(jīng)過(guò)一階差分后的序列是平穩(wěn)序列。進(jìn)而對(duì)一階差分后的序列隨機(jī)性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表4 所示。取顯著性水平0.05 時(shí)，楊-博克斯統(tǒng)計(jì)量的顯著性均為零，均小于0.05，說(shuō)明該序列不是純隨機(jī)序列。

表4 一階差分后序列隨機(jī)性檢驗(yàn)結(jié)果

綜上所述，該序列為平穩(wěn)的非隨機(jī)序列。確定d=1，滿(mǎn)足ARIMA 模型的擬合要求，可以對(duì)一階差分后的序列進(jìn)行建模。

2.ARIMA 模型的擬合結(jié)果。根據(jù)一階差分后的序列自相關(guān)及偏相關(guān)圖初步估計(jì)模型階數(shù)，從不同階數(shù)的模型中通過(guò)對(duì)比評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇模型階數(shù)。首先，以自相關(guān)及偏相關(guān)圖估計(jì)模型大致階數(shù)。一階差分后的序列自相關(guān)及偏相關(guān)圖如圖6、圖7 所示。

圖6 一階差分后序列自相關(guān)分析結(jié)果

圖7 一階差分后序列偏相關(guān)分析結(jié)果

由圖6 和圖7 估計(jì)ARIMA 模型的p、q 值可能情況如下，根據(jù)BIC、MAPE、RMSE 三個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定最優(yōu)的ARIMA 模型。

由表5 得到，在滿(mǎn)足楊-博克斯統(tǒng)計(jì)量p 值大于0.05，模型白噪聲檢驗(yàn)通過(guò)；模型中所有參數(shù)的t統(tǒng)計(jì)量的p 值小于0.05 時(shí)，t 檢驗(yàn)通過(guò)，ARIMA（6，1，0）模型的值最小。所以，ARIMA（6，1，0）模型是有效擬合得到的模型。模型的擬合情況如表6 所示。

表5 不同模型的BIC 值T 檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

表6 ARIMA（6，1，0）模型擬合結(jié)果

由表6 得到，該模型的R2值高達(dá)0.982，各參數(shù)顯著性均為0，且實(shí)際值與擬合值的方差比（1.01），標(biāo)準(zhǔn)差比（1.00）較小，滿(mǎn)足理想的擬合模型，擬合狀況良好。擬合公式如公式（8）、擬合圖如圖8 所示。

圖8 擬合圖

式（8）中，εt表示殘差序列；xt表示不同時(shí)間成交價(jià)；B 表示延遲算子。

由圖8 可見(jiàn)，擬合值和實(shí)測(cè)值較為吻合，波動(dòng)趨勢(shì)相近。并發(fā)現(xiàn)上海市碳排放交易試點(diǎn)的碳價(jià)波動(dòng)并沒(méi)有一個(gè)收斂的態(tài)勢(shì)。在受到某些外生因素沖擊后，雖然價(jià)格回升，但隨著市場(chǎng)的發(fā)展價(jià)格波動(dòng)反而更加頻繁，市場(chǎng)穩(wěn)定性變差，結(jié)果也體現(xiàn)了價(jià)格波動(dòng)的周期性特征。

3.價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果。應(yīng)用ARIMA 模型，對(duì)2021 年3 月最后6 個(gè)交易日進(jìn)行短期價(jià)格預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)結(jié)果如表7 所示。

表7 2021 年3 月最后6 個(gè)交易日成交價(jià)預(yù)測(cè)表

由表7 可知，2021 年3 月24 日至3 月31 日的上海碳交易成交價(jià)穩(wěn)定在41.5 元/噸左右波動(dòng)。3月份處于上海市碳排放權(quán)交易試點(diǎn)履約期（6 月份）的前期，交易市場(chǎng)較為穩(wěn)定。下面進(jìn)行模型預(yù)測(cè)值和實(shí)際值進(jìn)行對(duì)比，分析模型精度，精度檢驗(yàn)如圖9 所示。

圖9 預(yù)測(cè)值實(shí)際值對(duì)比圖

圖9 中，UCL、LCL 分別表示是預(yù)測(cè)值95%置信區(qū)間的上限和下限?？梢?jiàn)，圖9 中預(yù)測(cè)值輸出結(jié)果與實(shí)際值偏差較小，總體趨勢(shì)接近，預(yù)測(cè)效果良好。且實(shí)際值與預(yù)測(cè)值的方差比（1.00）、標(biāo)準(zhǔn)差比（1.00）較小，最大偏差為0.04 元/噸，最小偏差為0.01 元/噸，預(yù)測(cè)的結(jié)果檢驗(yàn)較為成功，模型精度較高，對(duì)上海市碳排放交易價(jià)格具有良好的預(yù)測(cè)效果。

綜上所述，經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂辛己脭M合效果，擬合圖結(jié)果進(jìn)一步表明上海市碳交易市場(chǎng)價(jià)格周期性波動(dòng)，波動(dòng)聚集在較短的6 個(gè)滯后期，市場(chǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行不太穩(wěn)定。預(yù)測(cè)結(jié)果得到預(yù)測(cè)值和實(shí)際值較為接近，模型預(yù)測(cè)水平較好，可用ARIMA 模型對(duì)短期碳價(jià)進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果顯示價(jià)格保持在41.5 元/噸左右，短期價(jià)格預(yù)測(cè)結(jié)果顯示價(jià)格較為穩(wěn)定。

五、結(jié)論與建議

本文對(duì)上海市碳排放權(quán)交易試點(diǎn)進(jìn)行了交易量、成交價(jià)的波動(dòng)性分析，并將其與湖北省碳交易試點(diǎn)進(jìn)行了對(duì)比分析。同時(shí)應(yīng)用ARIMA 模型進(jìn)行了碳交易價(jià)格的實(shí)證研究。研究發(fā)現(xiàn)：上海市碳交易市場(chǎng)碳交易價(jià)格和交易量波動(dòng)頻繁，兩者的波動(dòng)情況進(jìn)一步體現(xiàn)碳交易市場(chǎng)存在活躍度較低、流動(dòng)性不足、穩(wěn)定性較差以及波動(dòng)呈現(xiàn)以年為單位履約期影響的周期性特征，并且以履約期為波動(dòng)中心，離履約期越近波動(dòng)越集中。ARIMA 模型具有一定短期預(yù)測(cè)能力，預(yù)測(cè)價(jià)格保持在41.5 元/ 噸左右，預(yù)測(cè)結(jié)果具有一定合理性。實(shí)證結(jié)果證明價(jià)格在非履約期較為穩(wěn)定，且受到幾個(gè)較短滯后期內(nèi)價(jià)格的影響。根據(jù)主要研究結(jié)論，從企業(yè)積極性、地區(qū)間合作、產(chǎn)品多元化、市場(chǎng)規(guī)模、定價(jià)機(jī)制方面對(duì)上海市碳交易市場(chǎng)提出以下政策建議：

一是增加激勵(lì)機(jī)制，充分調(diào)動(dòng)大型企業(yè)積極性，并調(diào)動(dòng)金融機(jī)構(gòu)參與碳交易的主動(dòng)性，減輕碳交易市場(chǎng)因履約期出現(xiàn)的周期性波動(dòng)。

二是加強(qiáng)試點(diǎn)間的對(duì)接合作，加快構(gòu)建全國(guó)綠色金融體系，推進(jìn)統(tǒng)一的碳排放權(quán)交易體系建設(shè)，減少地區(qū)差異性對(duì)碳市場(chǎng)價(jià)格的沖擊產(chǎn)生不良影響，從而提高市場(chǎng)穩(wěn)定性。

三是提高產(chǎn)品的多元化，吸納更多行業(yè)進(jìn)入碳排放權(quán)交易市場(chǎng)，增加交易品種，提高市場(chǎng)活躍度。

四是擴(kuò)大上海市碳交易市場(chǎng)的規(guī)模，引入碳金融產(chǎn)品，進(jìn)行碳金融創(chuàng)新，增加市場(chǎng)流動(dòng)性。

五是完善合理定價(jià)機(jī)制，企業(yè)和政府在對(duì)碳排放交易權(quán)價(jià)格進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測(cè)后作出決策，可以提高決策的有效性，增加對(duì)市場(chǎng)的宏觀把握。