基于随机微分博弈的林业碳汇项目开发的风险化解机制研究

来源:《系统工程理论与实践》时间:2024-09-24


图源:摄图网

摘要:企业采用“跑马占荒”的形式抢占森林资源, 造成了资源浪费, 不利于国家“双碳”目标的推进. 本文以林业碳汇项目股份合作模式的开发为研究对象, 考虑项目开发过程中的道德风险和监管部门的监管力度, 构建项目开发企业与林农双方的随机微分博弈模型, 明确了项目内部自发合作的条件和不同的外部冲击对项目开发的作用机制. 研究发现: 首先, 在监管部门对项目开发企业实施强监管、对林农弱监管时, 且林农分得的碳汇收益比例低于项目开发企业的情况下, 能够实现项目内部的自发合作, 缓解了监管压力. 其次, 收紧碳配额将有助于提高碳汇价格均值; 将更多的行业、企业纳入碳交易范围有助于降低碳汇价格方差. 对于林业碳汇项目刚起步的现阶段, 若要有效激发项目参与主体的积极性, 应以实施紧缩碳配额或实行碳税政策为主, 随后逐步将更多的行业纳入其中. 最后, 越严格的监管环境和越高的碳汇收益分配比例可以促使参与主体在更短的时间内进行策略调整, 政府的财政补助不会对策略调整速度产生影响, 但是会激励其行为努力水平.
关键词:林业碳汇项目开发;监管机制;随机微分博弈;混沌

一、研究背景与意义

随着中国碳交易市场的逐步建立,开发林业碳汇项目受到广泛关注,但也面临诸多风险。在林业碳汇交易模式中,股份合作模式中的参与主体特性差异以及他们目标的不一致性,导致该种模式下的项目开发涉及较为严重的开发风险。在众多参与项目开发的企业中,许多并不具备充分的技术能力,在圈下资源后寻找咨询和投资机构兜售,玩起了“空手套白狼”的资本游戏。随着越来越多的企业进入市场,加剧了企业“跑马圈地”,抢占森林资源的现象。另有企业为了“囤地”,营造出丰厚获利的假象,造成项目开发火热,加剧了林地供应的不足。并且项目开发企业的违约行为进一步增加了林农违约行为。因此,监管部门不仅需要对开发企业进行监管,防止土地未被专业开发和养护,同时也要对林农进行管控。

现有研究较多是对碳汇项目可能产生的碳汇潜力进行测算,或是对影响项目开发的因素进行分析。但是,却忽视了人为的道德风险以及化解风险的作用机制。尤其是在当前圈地乱象火热的背景下,应该如何优化项目开发是需要重点考虑的。另外,林业碳汇项目受政策变化的影响较大,政策的变化将直接作用于市场进而对项目开发产生影响。因此,需要依据现实开发乱象建立理论模型,探寻风险化解机制和不同的外部冲击对林业碳汇项目开发的影响机制。

相较于微分博弈,随机微分博弈更能刻画现实中的不确定性。状态变量值是由多个个体的控制变量共同驱动的,林业碳汇量取决于树木的固碳能力、林农和项目开发企业的减排努力。因此,建立理论模型,探寻项目内部的风险化解机制,以及不同的外部冲击对林业碳汇项目开发的影响机制。这不仅为政府的激励约束机制降低林业碳汇项目开发过程中的道德风险提供了思路,同时还减轻了监管部门财政压力,提高并稳定了碳汇供给。在丰富林业碳汇研究手段的同时,为林业碳汇在森林生态补偿领域展开定量研究提供了参考,并为提高林业碳汇的减排效应提供了驱动角度和理论指导。

二、主要内容

首先,用Logistic生长函数表示林木生长时间与碳汇量间的关系,由反馈均衡的充分条件,构造连续有界微分效益函数的HJB方程,求解林农和项目开发企业的最优减排努力以及林业碳汇量的最优轨迹。然后,基于随机变量的特征,反映林农和项目开发企业的最优努力水平对碳汇量的影响,对林业碳汇量的统计特性进行表示,进而找寻影响其变化的原因。

其次,探索博弈模型的稳定性和影响主体决策的相关因素,分析不同监管环境下碳汇收益分配对其决策产生的影响,寻找项目内部(项目开发企业和林农间)由非合作转换为合作的条件,进而探讨不同的外部冲击(政策变化)如何通过价格机制对林农和项目开发企业的决策产生影响。构建影响价格变动的随机微分方程,嵌入政府和企业间的双层规划模型,分析不同的减排政策如何影响价格均值和方差的变动,进而将其变化规律通过公式变型体现到初始方程。另外,有限理性的参与主体会根据自己上一周期的边际目标调整下一周期的努力水平,系统可能会发生分岔或直接进入混沌状态,因此根据Jury稳定判据进一步探讨系统稳定的条件。

最后,对求解的最优林业碳汇量进行模拟分析,探索政府的激励约束机制如何有效优化林业碳汇的道德风险,进而保障市场的稳定运行。

三、主要结论及政策建议

(1)碳汇收益分配比例不一定会对参与主体产生激励作用,在监管部门对项目开发企业实施强监管、对林农弱监管时,且林农分得的碳汇收益比例低于项目开发企业的情况下,能够实现项目内部的自发合作,缓解了监管压力。在该种情形下,林农的碳汇收益分配比例增加会对林农和项目开发企业的减排努力水平产生激励作用,这里的矛盾点在于为何随着项目开发企业的碳汇收益分配比例的减小,其减排投入水平却在增加,这是由于在该种情况下,林农违约后的收益高于守约时的收益,而且随着碳汇收益分配比例的增加,违约所能获得的收益越高,林农选择违约的意愿越强。此时在监管部门对项目开发企业强监管的背景下,项目开发企业只有加大减排投入水平,才能有效规避林农的违约风险,提升自身收益,进而实现了项目内部(企业与林农间)的自发合作,形成“监管部门—项目开发企业—林农”间的链式监管流程,减轻了监管压力。

(2)不同政策的变动对碳汇价格的作用角度不同。增加碳配额或碳税政策将有助于激发市场活力,提高价格均值;而将更多的行业、企业纳入碳交易范围,有助于稳定市场价格。在当前阶段,应以紧缩碳配额或实施碳税政策为主,随后逐步将更多的行业纳入其中。控排企业对林业碳汇价格的接受程度始终与价格的均值成正比,越高的价格接受程度越有助于激发市场活力,提高价格整体的波动区间。当政府调节为主,市场为辅时,控排企业对林业碳汇价格的接受程度与价格方差成反比,当市场为主,政府调节为辅时,控排企业对林业碳汇价格的接受程度与价格方差成正比,这是长期演化产生的必然现象,随着时间的演化,伴随使用需求而产生的投机需求增加,市场行为加大了控排企业价格的接受区间,此时适当降低控排企业可接受的价格可以稳定波动范围。

(3)为了维系均衡点的稳定,严格的监管环境会促使参与主体在更短的时间内做出策略调整,降低监管力度,不仅能够减轻财政压力,还可以更好的维持系统均衡。随着碳汇收益分配比例的增加,主体可以更快的做出策略调整,反之,收益分配比例减少则延缓了策略调整的时间。政府的财政补助并不会对博弈主体的策略调整速度产生影响,但是会激励其行为努力水平。

四、边际贡献与未来拓展

本文不仅构建了考虑违约行为下林业碳汇项目开发过程的理论模型,并且还找到了监管约束下林农和项目开发企业自发合作的条件,以及碳汇收益分配比例的合适范围,解释了不同的外部冲击如何通过市场(价格机制)对林业碳汇项目开发产生影响。在丰富林业碳汇研究手段的同时,为探索政府激励约束机制如何有效防范林业碳汇项目开发风险方面展开定量研究提供了参考,也为林业碳汇抵消机制在不同发展时期的设计与碳市场相关政策变动间的交融提供了优化的角度。

适当的监管机制可以避免道德风险,有效助力市场发展前期向后期均衡的过渡,实现市场机制与政府机制间的耦合。但是,除了项目开发的道德风险,在后期林业碳汇项目的关键风险聚焦于市场,市场是激励各方参与的根本。林业碳汇作为国家核证自愿减排量的重要组成部分,必然会受到碳减排政策变动带来的外部冲击。此时的碳减排政策成为影响参与主体决策的关键,政策带动市场变动,进而引导生产与消费,调节资源的合理配置,是影响企业和林农参与开发的重要因素,在项目开发中起到了重要的参考作用。因此,有必要进一步的采用宏观方法研究不同的政策冲击对碳汇量产生的影响。

 

本文摘编自《系统工程理论与实践》2024年,第44卷,第7期论文《基于随机微分博弈的林业碳汇项目开发的风险化解机制研究》(点击题目链接全文)
作者:孙睿 ,  博士研究生,研究方向:资源环境经济学;何大义 ,  博士,教授,博士生导师,研究方向:决策优化;闫晶晶,博士,教授,博士生导师,研究方向:资源环境经济学
       中国地质大学(北京) 经济管理学院, 北京 100083