航运业碳减排市场机制设计与企业应对策略建模分析

There are multiple well-known scenarios in the current shipping industry: the green low-carbon needs by the international community, the urgent making of emission reduction policy by the government, the remained sluggish freight rate by the shipping market and the capital difficulties facing by the shipping companies. The issues faced by the government and the shipping companies are: what kind of policies should be chosen aiming at CO2 emission reduction, what impact it will bring to the shipping companies, and how does the shipping companies react to the emission reduction policy. To answer the above questions, this project, in the first step, analyze the government’s policy making approach. We first analyze the methodology of setting the total free quota of CO2 emissions by the government. We propose that the setting of this quota should consider the shipping company’s situation and the shipping market’s total supply (Part 1). Next, we discuss on the mechanism of distributing the total free quota of CO2 emission, and propose that the distribution method should be based on the maximum emission quantity and the adjust factor determined by the energy efficiency (Part 2). In the last part, we analyze the firm-level objective function after the shipping company participating the emission reduction policy. The main operating decisions at the firm level include the technology updated investment, the shipping speed and the firm’s fleet structure (Part 3).

在当下国际倡导绿色低碳、中国政府减排迫在眉睫、航运市场持续低迷、航运企业内忧外患的多重背景之下，政府用何种方式推动减排，会对航运企业造成何种影响，企业如何优化运营以应对政府的减排成为政府和航运企业需要共同面对的难题。本课题从建立政府减排的市场机制模型入手，分析碳交易机制下，免费排放总额的设定方法，并首次提出，这一额度的设定应建立在考虑航运企业生存空间和航运市场供给的基础上(专题1)。接下来，我们将探讨免费排放额在航运企业间的分配方式，并提出以根据现有运力和限速计算的最大排放量为基准线，以船舶能效为调整因子的分配方法(专题2)。最后，从航运企业角度给出其应对减排的运营策略，主要从技术升级、航速和船队结构规模三个角度进行优化和分析(专题3)。

本项目以航运业推动船舶减排为背景，探讨如何建立船舶的排污权交易机制。主要研究分为两方面：（1）政府对于航运业排污权交易机制的设计问题：针对航运业需求极不稳定、全球化以及行业内船舶所有权与使用权分离等特征，提出传统的总量控制机制不适用于航运业，应重新设计适用于行业的排污权交易机制。重点考虑两方面设计问题，排污权配额发放给谁如何分配，以及如何设计排污权的分配标准。（2）航运业排污权交易机制的影响评估：此部分从企业决策、新限硫令政策和机制类型三个方面对（1）中所设计的排污权交易机制进行评估。.本项目研究成果包括：（1）航运市场极不稳定且具有周期性特征，减排政策的制定需要考虑到这种行业特征，传统的总量控制等减排政策未必适用于航运业。（2）基于（1）的结果，本项目提出两种可能更适用于行业的排污权交易机制，第一种基于船舶的平均能效标准，目的在于通过提升整个行业的船舶能效水平减少排放，第二种基于航运业的运输需求标准，目的在于减缓行业内长期存在的供给过剩现象。（3）对（2）中的两种机制进行评估，建立船舶在两种机制下的反应模型并分别评价开放性和封闭性两种排污权交易系统下可能出现的结果。研究发现，基于航运业运输需求的排污权交易机制不管在减少排放还是成本方面都优于基于船舶能效的机制。且在封闭性的排污权交易系统下，排污权交易价格可估计且具有唯一性。（4）限硫令后的排污权交易机制将提升航运市场上不同类型的燃油价格，且提升的幅度相同。.本项目的研究填补了当前航运业基于市场机制的减排政策理论的空白，不仅探讨了顶层的机制设计问题，也同时考虑到行业层面的适用性和下层的个体决策者可能出现的市场反应。研究结果表明，航运业的排污权交易机制不能依赖传统的总量控制方式，其他类型的交易机制，如依赖于航次的交易机制也许更加适用。此外，机制设计时应当考虑通过提升船舶能效、促进市场供需平衡等因素，不能仅考虑减排效果与成本。本研究还从理论角度为决策制定者提供评估政策效果的方法，更好的了解政策标准与配额交易价格、排污效果之间的关系，为未来航运业制定减排政策提供了参考和依据。