一、研究背景与意义
随着人类生态环境的恶化和环境问题的加剧，为了有效降低温室气体的排放，碳排放权交易市场应运而生，已经有21个碳排放交易体系在世界各地投入运行，碳市场覆盖的全球排放份额增至2005年的三倍，达到近15%。已设立碳市场的国家和地区占全球GDP比重超过50%，占世界人口总数的三分之一。
中国作为世界上最大的发展中国家和排碳国之一，不仅积极承担减排责任，重视生态文明，而且将节能减排提高到国家战略高度。与此同时，中国陆续开立了8家碳排放权试点市场，并于2021年7月进行全国碳排放交易试点。各试点市场由于自身经济结构，发展状况以及政府重视程度和企业参与程度不同，造成各试点市场成立以来总交易量和市场占比情况互不相同。
金融市场价格的波动性问题一向都是学者们重点研究的话题之一。目前，中国正处于经济发展的重要转型期，而碳排放权市场作为世界范围新兴的金融市场，各项机制和规则还有待完善，如果能精准识别碳排放权市场价格波动成分的动态特征，就能够及时发现价格信号，针对碳排放交易市场尾部风险进行有针对性的预防，并且维持市场的稳定性和价格形成机制的合理性，从而从市场自身均衡价格形成机制和外部参与者两个角度，来共同促进市场调节碳排放效率的提升。
由此，本研究通过对中国碳排放权试点市场和欧洲碳排放体系价格序列中的噪声进行过滤，还原最真实的序列变化情况后，在不同时间和分解尺度上的波动情况进行挖掘与对比，以期为国内碳排放交易体系进一步的完善，为企业更有效地制定减排策略，为政府完善相应的监管措施提供具有一定理论价值和实践参考性的建议。
二、主要内容
2011年以来，国内先后成立了多家碳排放权试点市场。随着国家政策的陆续出台和市场调节作用的发挥，全国各试点市场在成交量，流动性，成交额和产品多样性等方面有着不同的市场表现。湖北，上海和深圳这三家试点市场属于中国第一批建立的碳排放权试点市场，不仅市场总交易量占比之和达到76%，市场总交易额占比之和达到84。16%，并且在碳排放权产品多样性与交易资金流动性方面都具有典型性与代表性。
由此本研究选取湖北，上海和深圳三家碳排放权试点市场自2015年1月5日至2018年10月26日的日现货收盘价（数据来源于Wind数据库）进行研究分析。小波分析主要是对外界市场干扰因素所引发的非意愿噪声进行有效分解，而为了消除产生序列波动的内生价格因素所引发的异方差问题，分别将对这三家试点市场的价格序列进行对数化预处理，并将其转化为碳排放权价格收益率序列。
（1）国内主要碳排放权试点的波动分析
多分辨率方法对时间序列的分析是将序列分解到不同的尺度上，通过绘制出不同尺度的变量谱图，并进行更高层次的分析。下面将对国内各碳排放权试点收益率的波动性进行分解，研究各试点在不同分解的尺度上其收益率的波动特点及趋势。
从长期趋势的角度来看，随着分解尺度的提升，湖北，上海和深圳市场的波动在逐步减弱，并且市场周期性表现出较大差异。同长期趋势相比，短期波动随着时间尺度的上升，波动序列并无明显上升或下降的趋势，只在部分序列期间出现了波动。同时，各市场在其他期间也出现了不同程度的小幅波动。
（2）EU-ETS的波动分析
EU-ETS（欧洲碳排放交易体系）是当前世界上最大的碳排放权市场，自2005年建立至今已经发展到第三阶段，具有一定的理论和实践基础，相对于其他国家和地区的碳交易，是全球碳排放权市场的标杆，并且拥有举足轻重的示范作用，值得学习和借鉴。选取EU-ETS现货市场2015年1月5日至2018年10月26日的日现货收盘价数据（数据来源于Wind数据库），共986个有效数据，对数据预处理后再进行多分辨率分解。研究发现，EU-ETS低频部分的长期趋势整体波动较小，表现稳定; 而高频部分的整体处于波动之中，并且具有较强的短期周期性。
（3）国内试点与EU-ETS的比较分析
①长期趋势
从小波分解的低频谱图结果来看：EU-ETS不仅长期周期性比中国各试点市场强，并且稳定性也较强，表明中国各试点市场运行中长期趋势问题的存在性。EU-ETS作为具有示范性的且发展成熟的碳排放权市场，市场成立之初，其长期规划和发展路线就已经做了详细的统筹，不断完善自身制度和配额分配计划，并采取循序渐进的实施方式，目前已经按照既定规划路线发展到了第三阶段，而且发展过程中不断完善其内部内生机制并促进产业，分配方式等方面协同发展。
与EU-ETS不同阶段的合理规划与稳定发展相比，中国虽然出台了建立全国碳排放权市场的政策，但是在市场长期发展方面，并没有给出详细的，具有针对性的指导意见，导致中国不同碳排放试点市场的发展程度具有明显差异。同时，中国碳排放权交易仍没有形成积极有效的体系，各个试点市场的成交频率和持续时间不稳定，相关交易机制也有待完善。
②短期波动
从小波分解的高频图谱结果来看：EU-ETS虽然整体处于震荡之中，但是波动幅度一直控制在-2到2的区间之内，波动周期性也比国内各市场要强，表明中国各试点市场运行中短期波动问题的存在性。EU-ETS自建立至今致力于积极探索发展模式，建立了稳定的价格风险预警防范机制以及交易规则，丰富了碳排放权产品多样性，增强了参与主体对于市场控制价格风险的信心，不断推广并提高了参与主体的数量和活跃度，重视监督机构的建设并且构建了内外部两维的督查机制，能够对企业二氧化碳排放量及交易行为进行有效监督。
反观国内碳排放权市场，湖北市场高频数据波动幅度比EU-ETS小，这也反映出湖北作为国内发展较先进的试点市场，却仍然具有市场活跃度不高的缺点。上海和深圳市场高频数据波动幅度比EU-ETS大很多，市场参与主体对于市场价格反应过于敏感，对风险的补偿要求过高，从而使市场交易过程中受到不同因素的影响时，交易价格产生大幅波动。
同时，中国各试点市场之间的碳排放产品差别较大，发展较快的市场不仅提供即期产品，而且提供远期交易产品，对国内碳排放市场的价格形成机制和波动形成起到良好的作用; 然而，那些发展相对滞后的市场，不仅产品单一，而且成交量相对有限，企业参与意愿不足，因而，这类市场的成交信息，供求关系无法构成市场价格形成机制和合理波动趋势，不能为企业参与主体和当局提供有效的参考信息。并且，各试点市场中企业仅出于合规性的目的参与碳市场的交易。碳排放量仍然以企业自主上报为主，没有相关机构进行准确核查和监督约束，导致企业容易产生投机思想，降低市场调节效率。而金融市场缺乏动力会导致价格和交易量的异常波动。
三、主要结论与政策建议
（1）对这些市场的波动成分结合小波多分辨率的方法进行分解，并刻画出不同市场不同分解尺度上的动态特征，由于各市场发展水平不均衡，特点也有所区别，主要表现为：在短期波动中各市场随着分解尺度的上升，波动表现均不相同。当受到不同因素冲击时，上海市场波动幅度较大，湖北市场波动幅度较小; 而长期趋势中各市场周期性较弱，在部分期间出现了大幅震动，并且持续时间较长的情况。
（2）将国内各碳排放权市场与成熟，先进的EU-ETS同时期的交易数据进行比较，研究发现不论是从长期还是从短期角度，EU-ETS均表现出波动振幅较小，持续时间短的良好特征，体现出与欧盟发达市场价格的波动稳定性的差距。反观中国碳排放权市场仍然有很多方面需要改进：从长期角度，中国碳排放权市场缺少详细的发展指导路线，市场自身各项制度建设不够完善; 从短期角度，市场活跃度不高，参与主体对风险的态度过于谨慎，产品缺乏多样性。
综上，通过小波多分辨率分析检验，为帮助中国“节能减排”战略的实行并促进中国碳排放权市场良好发展并形成具有“中国特色”的健康市场，本研究提出相关政策建议：目前中国碳排放权市场波动性表现差归根结底是自身体制建设存在缺陷，因此各级政府应该提高对其的重视度与参与度，尽快出台详细的长期指导发展计划。同时各试点市场也应积极借鉴和学习国外先进市场的管理经验，不断完善自身内部内生机制和外部响应机制，加速市场监管机构建设，建立有效的风险预警防范机制。其次，丰富相关金融产品的多样性。金融市场中金融产品的种类丰富度直接影响到市场参与者的投资以及风险的对冲，所以增加碳市场的流动性至关重要。最后，加强针对企业和投资者的市场信息披露，关于主要交易的可靠和准确的信息对于促进资本流动和支持投资决策至关重要。
四、边际贡献与未来拓展
金融时间序列中频率越高的价格数据往往包含越大的噪声，这些噪声严重影响了数据的进一步分析和处理。如果选择不恰当的去噪方法，将会对后期的分析结果产生重大影响。而传统时间序列方法在降噪的过程中在剔除市场异常波动的同时，也可能将很多有价值的市场信息剔除。
小波多分辨率分析不仅能有效地过滤掉中国碳排放试点市场交易价格时间序列存在的由于其他因素所产生的非意愿噪声，还原最真实的市场价格变动情况; 还可以将碳市场复杂的价格变化情况分解为结构简单，规律性更强的形态，挖掘序列在不同尺度上的表现形式，并易于分析，预测和预警，进而捕捉多尺度特性及丢失的信息，减少价格波动造成的风险。同时，可以更准确地定位中国市场当前所处的发展阶段，通过剖析现阶段市场存在的主要问题，为国家全国统一碳排放权市场提供对策与建议。运用小波多分辨率分析方法研究中国新兴碳排放权市场可以从不同角度，不同层次进行有效分析，发现市场波动性特点，帮助建立具有“中国特色”的，健康稳定的碳排放权市场。
本文摘编自《系统工程理论与实践》第41卷第7期论文《基于小波多分辨率的中国碳排放权市场价格波动性研究》，点击链接下载全文：http://www.sysengi.com/CN/abstract/abstract112866.shtml
作者：吕靖烨,副教授,博士,研究方向:能源经济与管理；张金锁,教授,博士,研究方向:能源经济与管理(通讯作者)；曹铭；樊秀峰。