遞增階梯電價(jià)的分檔電量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)

劉自敏 朱朋虎

摘要：從環(huán)境外部性視角對(duì)能源產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)已成為政府規(guī)制者關(guān)注的重要問(wèn)題。本文通過(guò)構(gòu)建個(gè)人碳交易模型，對(duì)遞增階梯電價(jià)的分檔電童參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì);在此基礎(chǔ)上結(jié)合2014年和2016年中國(guó)家庭動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)查數(shù)據(jù)及宏觀公開(kāi)數(shù)據(jù)，對(duì)中國(guó)25個(gè)省份的階梯電價(jià)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析;最后通過(guò)比較不同的電量分檔所引起的居民用電消費(fèi)特征變化，探討個(gè)人碳交易機(jī)制的實(shí)施效果。研究發(fā)現(xiàn)：在個(gè)人碳交易機(jī)制下，居民可以通過(guò)碳交易改變收入，由此產(chǎn)生的用電變化為，第二階梯門(mén)檻值增加，第三階梯門(mén)檻值減小，其中東部地區(qū)變化量最大，東北地區(qū)變化量最小;初始碳配額的大小顯著影響分檔電童門(mén)檻的變化量，隨著初始碳配額的逐漸減小，分檔電量門(mén)檻變化量加速增大;最終，雖然分檔電童調(diào)整強(qiáng)化了階梯電價(jià)政策的節(jié)能減排效果及收入再分配功能，但效果較小。

關(guān)鍵詞：個(gè)人碳交易;階梯電價(jià);分檔電量;優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：F764;F224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-176X（2020）04-0038-09

一、問(wèn)題的提出

碳排放導(dǎo)致的全球氣候變化已經(jīng)成為人類(lèi)發(fā)展的巨大威脅，為此，國(guó)際各界正積極探索控制碳排放的可行措施，并逐漸形成了以碳稅、碳交易為典型的多種規(guī)制手段。基于工業(yè)領(lǐng)域碳排放量大、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，世界各國(guó)多在工業(yè)領(lǐng)域采取減排措施。隨著經(jīng)濟(jì)水平的持續(xù)提高，個(gè)人消費(fèi)領(lǐng)域的碳排放增速逐漸超過(guò)工業(yè)領(lǐng)域，但當(dāng)前世界范圍內(nèi)卻鮮有針對(duì)個(gè)人碳排放的規(guī)制手段。這很可能導(dǎo)致工業(yè)碳排放轉(zhuǎn)向個(gè)人領(lǐng)域的碳泄露問(wèn)題，進(jìn)而抵消碳交易機(jī)制的減排效果。在主要發(fā)達(dá)國(guó)家中，個(gè)人已經(jīng)是碳排放的主要來(lái)源，中國(guó)居民能源消費(fèi)及其引致的碳排放占比也正在大幅增加。2018年6月，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)發(fā)布《關(guān)于創(chuàng)新和完善促進(jìn)綠色發(fā)展價(jià)格機(jī)制的意見(jiàn)》指出，將生態(tài)環(huán)境成本納入經(jīng)濟(jì)運(yùn)行成本，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境成本內(nèi)部化，并使節(jié)能環(huán)保成為單位、家庭、個(gè)人的自覺(jué)行動(dòng)。為建設(shè)新時(shí)代生態(tài)文明，形成綠色發(fā)展格局，對(duì)個(gè)人消費(fèi)的碳排放進(jìn)行規(guī)制，從而引導(dǎo)居民形成低碳生活方式是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)的關(guān)鍵一步。

當(dāng)前的碳交易機(jī)制并未將個(gè)人領(lǐng)域的碳排放納入減排目標(biāo)，忽視了個(gè)人領(lǐng)域的節(jié)能減排潛力。一些學(xué)者參照企業(yè)碳交易機(jī)制，開(kāi)始從個(gè)人碳排放角度研究個(gè)人碳交易（Personal Carbon Trading，PCT）理論[1]。Fleming[2]首次提出個(gè)人碳交易的概念，即每個(gè)參與主體每年都可以獲得由政府免費(fèi)發(fā)放或低價(jià)出售的定量碳配額，形成個(gè)人碳賬戶，以供其在消費(fèi)電力、汽油等產(chǎn)品時(shí)支出[3]。Fawcett[4]對(duì)個(gè)人碳交易的特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)：碳配額免費(fèi)分配、覆蓋家庭能源消費(fèi)、排放權(quán)可交易、初始碳配額逐年降低。部分學(xué)者采用問(wèn)卷調(diào)查等方法研究了個(gè)人碳交易的公平性、有效性及社會(huì)接受性等問(wèn)題[5]，結(jié)果表明大多公眾對(duì)個(gè)人碳交易的接受度明顯高于碳稅。同時(shí)，相關(guān)研究指出，個(gè)人碳交易不存在技術(shù)上的障礙[6]。另有學(xué)者分析了個(gè)人碳交易在階梯電價(jià)、單一油價(jià)等方面的實(shí)施效果，結(jié)果表明在個(gè)人碳交易機(jī)制中，低碳排放者可以通過(guò)出售多余的碳配額進(jìn)而獲取額外的經(jīng)濟(jì)收入，高碳排放者通過(guò)購(gòu)買(mǎi)額外的碳配額進(jìn)而增加效用，實(shí)現(xiàn)了收入再分配功能[7]-[9]。

即便如此，個(gè)人碳交易一直被認(rèn)為是超前的，這主要是由于直接建立個(gè)人碳交易機(jī)制相當(dāng)于建立了一種新的基于碳的流通貨幣，系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，實(shí)踐成本較高[6]，不能滿足成本收益原則[10]。2019年9月，個(gè)人碳交易在歐洲綠色之都——芬蘭拉赫蒂的首次試行對(duì)這一觀點(diǎn)形成了挑戰(zhàn)。實(shí)際上，如果從政策交叉的角度將個(gè)人碳交易與現(xiàn)有能源政策相結(jié)合，就可以利用已有的家庭能源賬戶系統(tǒng)，避免個(gè)人碳交易的獨(dú)立運(yùn)行，進(jìn)而大幅降低系統(tǒng)復(fù)雜度與實(shí)踐成本[11]。陳紅敏[12]指出，在中國(guó)實(shí)行個(gè)人碳交易的可行切入點(diǎn)是居民生活用電排放權(quán)交易。與燃油、燃?xì)獾绕渌茉聪模ㄌ寂欧呕顒?dòng)）相比，中國(guó)現(xiàn)有電力系統(tǒng)的用戶網(wǎng)絡(luò)較健全，可以獲得精確、全面的居民電力消費(fèi)數(shù)據(jù)。基于此，本文借鑒Li等[8]與劉自敏等[9]的研究中繞過(guò)實(shí)施成本的作法，研究個(gè)人碳交易機(jī)制下階梯電價(jià)分檔電量的參數(shù)再設(shè)計(jì)問(wèn)題，并對(duì)其政策效果進(jìn)行評(píng)估。

對(duì)階梯電價(jià)進(jìn)行政策評(píng)估并據(jù)此進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是學(xué)界和政府關(guān)注的重要問(wèn)題[13]。在評(píng)估階梯定價(jià)于效率、公平、再分配及環(huán)境保護(hù)等方面效果的基礎(chǔ)上[14-15]，當(dāng)前研究更多聚焦于階梯電價(jià)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)上。分檔電量和每檔價(jià)格是階梯電價(jià)政策中最重要的兩個(gè)參數(shù)，張粒子等[16]指出，遞增階梯電價(jià)通過(guò)差別定價(jià)區(qū)分不同用戶群體的用電需求，其中的關(guān)鍵就是分段電量的科學(xué)核定。其他學(xué)者基于不同原則和不同方法對(duì)分檔電量的劃分進(jìn)行了研究[17]，但目前尚缺乏從個(gè)人碳排放的視角對(duì)分檔電量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行的研究。

從個(gè)人碳排放的視角挖掘個(gè)人領(lǐng)域的節(jié)能減排潛力是中國(guó)應(yīng)對(duì)資源、能源短缺壓力和嚴(yán)峻氣候形勢(shì)的一個(gè)合理且可行途徑。本文對(duì)階梯電價(jià)政策中分檔電量這一重要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期改善現(xiàn)有電力消費(fèi)領(lǐng)域收入再分配情況并實(shí)現(xiàn)個(gè)人領(lǐng)域減排目標(biāo)。本文為個(gè)人碳交易機(jī)制及其實(shí)踐提供了有益補(bǔ)充，并為優(yōu)化分檔電量參數(shù)設(shè)計(jì)以使階梯電價(jià)政策適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)環(huán)境提供了參考。

二、模型設(shè)定

本文基于消費(fèi)者效用理論構(gòu)建個(gè)人碳交易模型，求解不同碳約束程度下個(gè)人碳排放市場(chǎng)的均衡碳價(jià)格。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合階梯電價(jià)的定價(jià)結(jié)構(gòu)對(duì)階梯電價(jià)的分檔電量進(jìn)行再設(shè)計(jì)。

（一）個(gè)人碳交易模型

個(gè)人碳交易機(jī)制通過(guò)設(shè)定初始碳配額將消費(fèi)者劃分為高排放者與低排放者，兩類(lèi)消費(fèi)者選擇自愿減排或購(gòu)買(mǎi)額外碳配額在市場(chǎng)上進(jìn)行交易，從而最大化各自的效用。為了繞開(kāi)實(shí)施成本問(wèn)題，借鑒L1等[8]與劉自敏等[9]的研究，本文通過(guò)模擬個(gè)人碳交易機(jī)制下兩類(lèi)消費(fèi)者的收入變化情況，并將其轉(zhuǎn)移到碳排放活動(dòng)中，從而內(nèi)部化個(gè)人碳排放的負(fù)外部性。個(gè)人碳交易機(jī)制的關(guān)鍵是初始碳配額的分配問(wèn)題，作為政府適度干預(yù)的一種有力手段，配額分配方式對(duì)碳資源配置的效率和公平具有直接影響[18]。范進(jìn)等[19]提出公民應(yīng)具有平等的排放權(quán)。因此，本文也假設(shè)每個(gè)消費(fèi)者分配同等額度的初始碳排放額ω。

由于階梯電價(jià)政策以家庭為單位進(jìn)行收費(fèi)，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性，模型設(shè)計(jì)以家庭為單位，基于消費(fèi)者效用最大化原則，將居民消費(fèi)的商品分為電力商品x和其他商品y。消費(fèi)電力商品將消耗碳配額，而消費(fèi)其他商品不花費(fèi)碳配額?，F(xiàn)有技術(shù)水平下，電力無(wú)法經(jīng)濟(jì)地大規(guī)模存儲(chǔ)，電力供求必須保持實(shí)時(shí)平衡，用電側(cè)的二氧化碳排放實(shí)際上也正是發(fā)電側(cè)產(chǎn)生的二氧化碳，由此電力需求的變化也就導(dǎo)致電力生產(chǎn)行業(yè)碳排放量的變化。假設(shè)個(gè)人碳排放市場(chǎng)上有m個(gè)高碳排放者（High-Emitters）和n個(gè)低碳排放者（Low-Emitters），每個(gè)家庭均受到收入與碳排放權(quán)的雙重約束，碳排放量低于初始碳配額ω的家庭1可以出售剩余的碳配額ψ₁，而碳排放量高于初始碳配額ω的家庭h必須購(gòu)買(mǎi)相應(yīng)的碳配額ψ_h。采用Cobb-Douglas效用函數(shù)建立兩種商品的消費(fèi)者效用模型，同時(shí)假定消費(fèi)者收入和商品價(jià)格水平相對(duì)固定，如式（1）所示：

式（1）中，x表示電力商品消費(fèi)，Y表示除電力之外的其他商品消費(fèi)&α表示電力消費(fèi)占收入的比重，入表示電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子。電力商品x消耗碳配額，而其他商品Y則不會(huì)消耗碳配額，消費(fèi)者將根據(jù)效用最大化原則確定x和y的份額大小。p_x表示電價(jià)，p_cψ表示購(gòu)買(mǎi)（出售）碳配額的花費(fèi)（收入）。第一個(gè)約束條件表示消費(fèi)者的所有消費(fèi)之和不超過(guò)收入1，第二個(gè)約束條件表示消費(fèi)者在扣除碳交易后的碳排放量不超過(guò)初始碳配額ω。如果ψ>0，代表此消費(fèi)者是需要購(gòu)買(mǎi)配額的高排放者，反之為低排放者。影子價(jià)格φ₁和φ₂z被定義為約束條件每變化一單位所對(duì)應(yīng)的消費(fèi)者效用變化量。

通過(guò)求解式（1）的卡羅需一庫(kù)恩一塔克（Karush-Kuhn-Tucker，KKT）條件，可得個(gè)人碳排放市場(chǎng)中的交易量，如式（2）所示：

根據(jù)式（2），假設(shè)居民用電平均價(jià)格為p_x，對(duì)單個(gè)需求函數(shù)與供給函數(shù)進(jìn)行加總可以得到總需求函數(shù)與總供給函數(shù)，如式（3）所示：

在一個(gè)封閉經(jīng)濟(jì)體中，由市場(chǎng)出清條件D=S，可得均衡碳價(jià)格，如式（4）所示：

低排放者通過(guò)出售剩余的碳配額獲得額外收入，高排放者需要購(gòu)買(mǎi)額外碳配額以增加效用，從而實(shí)現(xiàn)了個(gè)人碳排放機(jī)制的再分配效應(yīng)，這與階梯電價(jià)政策的公平目標(biāo)相契合。

（二）分檔電量的優(yōu)化設(shè)計(jì)

2012年，中國(guó)開(kāi)始實(shí)施三級(jí)階梯電價(jià)，在進(jìn)行最優(yōu)階梯定價(jià)機(jī)制設(shè)計(jì)時(shí)，需要重點(diǎn)關(guān)注最優(yōu)階梯長(zhǎng)度與階梯加價(jià)。本文主要分析分檔電量這一重要參數(shù)，對(duì)分檔電量的兩個(gè)階梯門(mén)檻值進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。一般來(lái)講，收入與用電量呈正相關(guān)關(guān)系，而用電量越高的居民產(chǎn)生的負(fù)外部性越大。在遞增階梯定價(jià)結(jié)構(gòu)下，考慮到收入再分配目標(biāo)，一個(gè)可行的作法是通過(guò)延長(zhǎng)低價(jià)格階梯長(zhǎng)度來(lái)補(bǔ)貼低收入階層，將其在個(gè)人碳排放機(jī)制中所獲收入換取延長(zhǎng)當(dāng)前所處低價(jià)格階梯長(zhǎng)度的權(quán)利。設(shè)定初始碳配額后，對(duì)碳市場(chǎng)中的買(mǎi)者來(lái)說(shuō)，額外花費(fèi)表示其失去當(dāng)前所處低價(jià)格階梯的權(quán)利，提前進(jìn)入相對(duì)高價(jià)格的階梯。

根據(jù)初步計(jì)算，樣本省份居民年平均用電量為1952.83千瓦時(shí)，第二階梯門(mén)檻值平均為2290.61千瓦時(shí)，這意味著用電量處于第一階梯的家庭絕大多數(shù)是碳市場(chǎng)上的賣(mài)者，那么預(yù)期第一階梯內(nèi)的家庭平均來(lái)說(shuō)會(huì)獲得額外收入，由此第一階梯長(zhǎng)度將增加;類(lèi)似地，第二階梯及第三階梯家庭將需要購(gòu)買(mǎi)額外的碳配額來(lái)滿足用電需求，由此第三階梯門(mén)檻值將有所減小。

由于目前各省份的階梯分檔電量差異巨大，且電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子數(shù)值差異明顯，因而在設(shè)定初始碳排放額ω時(shí)應(yīng)首先考慮各地區(qū)實(shí)際發(fā)展需要和居民可接受性。故本文在考慮各地區(qū)居民用電基本需求的基礎(chǔ)上，首先選擇各地區(qū)居民平均用電量為參照點(diǎn)，求得覆蓋各省份居民平均用電量所需的碳排放量ω₀。，之后依照初始碳配額逐年遞減的原則[4]進(jìn)行場(chǎng)景模擬。根據(jù)2020年單位GDP二氧化碳排放在2015年基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低18%的減排目標(biāo)，①假設(shè)GDP的增長(zhǎng)和人均能源消費(fèi)同比增加，要想完成此目標(biāo)，平均每年至少需要降低3.4%左右的碳排放量，因而在參照點(diǎn)的基礎(chǔ)上將初始碳配額設(shè)定為依次減少2.5%、5%、10%（分別為場(chǎng)景一ω₁、場(chǎng)景二ω₂、場(chǎng)景三ω₃），即：ω_ij=x_i×λ_i×r_j?；凇笆濉币?guī)劃中提出的“十三五”期間GDP年均增長(zhǎng)6.5%的目標(biāo)，可以計(jì)算出碳排放絕對(duì)量年均增長(zhǎng)不能高于2.7%。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)報(bào)資料顯示，2011-2017年全社會(huì)用電量平均增速為6.1%，可得“十三五”期間碳排放量平均每年至少降低3.4%。隨著社會(huì)用電增速的逐漸增加，分配給電力行業(yè)的碳排放量將逐漸減小。因此，本文所設(shè)置的三種場(chǎng)景較符合現(xiàn)實(shí)。

x_i表示各地區(qū)的居民平均用電量，r_j表示初始碳配額遞減比率，w_ij表示各地區(qū)逐年遞減的初始碳配額。確定初始碳配額后，消費(fèi)者將在碳市場(chǎng)上進(jìn)行交易以滿足用電需求從而使得自身效用最大化。初始碳配額設(shè)定如圖1所示。

鑒于各省執(zhí)行階梯電價(jià)的具體方式不同，為突顯階梯電價(jià)的本質(zhì)特征及簡(jiǎn)單起見(jiàn)，本文僅考慮純遞增階梯定價(jià)的形式。遞增階梯電價(jià)下，居民用電成本如式（5）所示：

式（5）中，Q₁、Q₂分別表示階梯電價(jià)的兩個(gè)分檔電量門(mén)檻，p_i表示遞增的階梯價(jià)格，C（Q）表示消費(fèi)者用電量為Q時(shí)的總成本。進(jìn)一步地，根據(jù)前文負(fù)外部性內(nèi)部化思路及零利潤(rùn)均衡條件，對(duì)分檔電量參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)以體現(xiàn)交易雙方的收入變化情況，兩個(gè)階梯門(mén)檻值的變化如式（6）所示：

式（6）中，m₁是第二階梯的買(mǎi)者數(shù)量，m₂為第三階梯的買(mǎi)者數(shù)量。個(gè)人碳排放機(jī)制下，第二階梯門(mén)檻值將在原門(mén)檻值的基礎(chǔ)上有所增加，增加值相當(dāng)于用電量處于第一階梯家庭出售剩余碳配額所獲平均收入除以第一階梯價(jià)格;第三階梯門(mén)檻值將在原門(mén)檻值的基礎(chǔ)上有所減小，減小量等于用電量處于第二、三階梯家庭購(gòu)買(mǎi)額外碳配額的平均花費(fèi)減去由于第一階梯變長(zhǎng)而導(dǎo)致的電費(fèi)減少量，再除以第二階梯價(jià)格。

三、數(shù)據(jù)說(shuō)明

本文使用的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2014年和2016年中國(guó)家庭動(dòng)態(tài)跟蹤調(diào)查（China Family Panel Study，簡(jiǎn)稱CEPS），并從國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)與國(guó)家統(tǒng)計(jì)局等搜集各省份的階梯電價(jià)參數(shù)特征、電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子等信息與之匹配。

CFPS數(shù)據(jù)包含25個(gè)省份（港澳臺(tái)地區(qū)、新疆、西藏、青海、內(nèi)蒙古、寧夏及海南除外）個(gè)體、家庭和社區(qū)三個(gè)層面的數(shù)據(jù)，其中家庭層面數(shù)據(jù)包括家庭人口、住房等特征數(shù)據(jù)，以及家庭各項(xiàng)收支的具體數(shù)據(jù)，本文重點(diǎn)考慮家庭層面的用電和收支信息。電力資源生產(chǎn)的碳排放量由省級(jí)電網(wǎng)平均二氧化碳排放因子進(jìn)行計(jì)算，表示生產(chǎn)每度電所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。

由于全國(guó)（除新疆、西藏）層面的居民遞增階梯電價(jià)政策始于2012年7月，故本文使用2014年和2016年CEPS混合橫截面數(shù)據(jù)。首先將原始電力消費(fèi)數(shù)據(jù)調(diào)整到年度水平，之后與各省份階梯價(jià)格進(jìn)行匹配，最終得到完整的用電量及相應(yīng)電費(fèi)數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)共27979組，數(shù)據(jù)處理時(shí)剔除了缺漏值與離群值，并對(duì)收入、支出等變量在1%水平上進(jìn)行雙邊縮尾處理，最終得到25287組有效觀察值。變量的基本描述統(tǒng)計(jì)如表1所示。

四、經(jīng)驗(yàn)分析

基于2014年和2016年CFPS混合截面數(shù)據(jù)，首先，根據(jù)個(gè)人碳交易模型求解不同碳約束強(qiáng)度下的各省份均衡碳價(jià)格，并在此基礎(chǔ)上求解分檔電量門(mén)檻值;其次，估計(jì)居民用電需求價(jià)格彈性，比較居民用電量及電費(fèi)變化，進(jìn)而評(píng)估其節(jié)能減排及收入再分配效應(yīng)。

（一）均衡碳價(jià)格及分檔電量設(shè)計(jì)

用各省份居民的平均電費(fèi)支出除以平均用電量得到各省份居民用電平均價(jià)格p_x;a代表了居民的電力消費(fèi)份額，用各省份居民的平均電費(fèi)支出的收入占比來(lái)衡量。經(jīng)過(guò)計(jì)算，全國(guó)25個(gè)樣本省份居民平均用電價(jià)格p_x為0.570元/千瓦時(shí)，居民平均電力消費(fèi)份額α為0.021（各地區(qū)詳細(xì)數(shù)據(jù)未列出）。按照前文設(shè)定，將初始碳配額設(shè)為在覆蓋居民平均用電量所需碳排放量的基礎(chǔ)上持續(xù)降低，ω₁表示在此基礎(chǔ)上降低2.5%（場(chǎng)景一），ω₂、ω₃分別表示降低5%（場(chǎng)景二）、10%（場(chǎng)景三）。根據(jù)式（4），計(jì)算不同場(chǎng)景下的均衡碳價(jià)格如表2所示。

根據(jù)七大碳交易試點(diǎn)公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，2013-2016年，歷史碳價(jià)格范圍為3.28-130.90元/噸。從表3可以發(fā)現(xiàn)，在本文的參數(shù)設(shè)定下，計(jì)算所得碳價(jià)格水平是合理的。且隨著碳約束的力度加大，碳價(jià)格的上漲仍處于合理范圍，可以防止工業(yè)與居民間不同碳市場(chǎng)之間的套利行為。同時(shí)，這與劉自敏等[9]求解的66元/噸碳價(jià)差異很小，而與Li等[8]得出的160美元/噸碳價(jià)相比，本文的碳價(jià)格更符合現(xiàn)實(shí)且易于實(shí)施。將25個(gè)省份按照《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒（2015）》中的分區(qū)方法劃分為東部地區(qū)、東北部地區(qū)、中部地區(qū)和西部地區(qū)，①根據(jù)式（6），計(jì)算各地區(qū)的分檔電量門(mén)檻變化如表3所示。

表3顯示，碳市場(chǎng)供需雙方交易之后，不同階梯家庭的收入變化使得各地區(qū)分檔電量門(mén)檻值相應(yīng)變化，其中第二階梯分檔電量門(mén)檻值平均增加40.268千瓦時(shí)，約1.78%;第三階梯分檔電量門(mén)檻值平均減小163.064千瓦時(shí)，約4.19%。這是因?yàn)樵谔冀灰讬C(jī)制下，各地區(qū)平均用電量大多處于第一階梯內(nèi)，所以第一階梯居民將出售多余的碳配額從而獲得收入，這份收入將換取額外享受第一階梯低電價(jià)的權(quán)利，相當(dāng)于延長(zhǎng)第一階梯長(zhǎng)度，也即提高第二階梯分檔電量門(mén)檻值。第二階梯與第三階梯的居民需要購(gòu)買(mǎi)額外的碳配額，在負(fù)外部性內(nèi)部化的原則下，這份額外支出意味著應(yīng)降低第三階梯門(mén)檻值，相當(dāng)于提前進(jìn)入價(jià)格更高的第三階梯。

從階梯電價(jià)政策角度出發(fā)，一般來(lái)說(shuō)，居民收入越高，在更高階梯上的分布比重也越大。分檔電量設(shè)計(jì)恰恰可以降低低收入階層的用電費(fèi)用、提高中高收入階層的用電費(fèi)用，遞增階梯電價(jià)政策的一個(gè)重要的目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)收入的再分配，而分檔電量設(shè)計(jì)方案則強(qiáng)化了階梯電價(jià)的收入再分配效應(yīng)。

初始碳配額顯著影響分檔電量門(mén)檻值的變化量，據(jù)測(cè)算，初始碳配額每減少1%，第二階梯門(mén)檻值變化量增加約31.18%，第三階梯門(mén)檻值變化量增加約43.08%，平均為37.13%。這個(gè)結(jié)果不難理解，碳配額的數(shù)量表示碳約束的強(qiáng)度，碳配額的持續(xù)減少即碳約束強(qiáng)度持續(xù)增大，碳市場(chǎng)的供求機(jī)制決定了均衡碳價(jià)格將隨之提高。而碳價(jià)格的增高也就表示購(gòu)買(mǎi)（出售）碳配額的花費(fèi)（收入）將隨之變大，進(jìn)而各分檔電量門(mén)檻值的變化量也將變大。事實(shí)上，初始碳配額的逐年降低，將會(huì)促使消費(fèi)者改變碳排放行為，逐步適應(yīng)低碳生活方式。這也就意味著，個(gè)人碳交易機(jī)制可以為政府規(guī)制者提供一個(gè)靈活的政策工具。對(duì)初始碳配額的控制為實(shí)現(xiàn)不同的碳排放控制目標(biāo)提供了可能。另外，第三階梯門(mén)檻值減小更快表明用電量較大的家庭將更快步人第三階梯，從而更好地抑制可能存在的浪費(fèi)用電現(xiàn)象;而第二階梯門(mén)檻值變化趨勢(shì)較為平穩(wěn)，這對(duì)低收入家庭的影響較小。綜合來(lái)看，個(gè)人碳交易提高了碳排放的可視性及消費(fèi)者的減排意識(shí)，能夠直接作用于消費(fèi)者并影響其用電行為，促進(jìn)了階梯電價(jià)政策節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

分地區(qū)來(lái)看，第二階梯門(mén)檻值東部地區(qū)的變化量最大，之后是西部地區(qū)、中部地區(qū)、東北地區(qū);第三階梯門(mén)檻值東部地區(qū)的變化量最大，之后是中部地區(qū)、西部地區(qū)、東北地區(qū)。第二階梯門(mén)檻值的增加量越大，表示第一階梯出售的碳配額越多，意味著第一階梯內(nèi)的居民用電比較靠近階梯左端，用電量較低;第三階梯門(mén)檻值的減小量越大，表示第二及第三階梯購(gòu)買(mǎi)的碳配額越多，意味著第二階梯內(nèi)的居民用電靠近階梯右端，且第三階梯居民也占一定比重。進(jìn)一步講，東部地區(qū)分檔電量門(mén)檻設(shè)置最不合理，沒(méi)有精確迎合各收入階層用電需求，用電量呈兩極分化趨勢(shì);東北地區(qū)的各階梯門(mén)檻值變化量都是最小的，較之其他地區(qū)更合理，較好地滿足了各階層用電需求，但仍然存在調(diào)整空間。

（二）彈性估計(jì)及不同場(chǎng)景的比較

不同階梯家庭收入的變化轉(zhuǎn)移至分檔電量參數(shù)后，居民用電第二階梯門(mén)檻值增大，第三階梯門(mén)檻值減小。此時(shí)第一階梯增加的長(zhǎng)度所面臨的用電價(jià)格將從p₂降低為p₁，而第三階梯門(mén)檻值減小的長(zhǎng)度所面臨的用電價(jià)格將從p₂提高到p₃。在價(jià)格彈性的作用下，居民的用電量將隨之變化。在求解價(jià)格彈性時(shí)，本文假設(shè)消費(fèi)者對(duì)階梯電價(jià)具有平均價(jià)格反應(yīng)[20]，基于求得的價(jià)格彈性分析比較不同場(chǎng)景下的居民用電量及電費(fèi)差異。根據(jù)彈性定義：ε=△q/q/△p/p，可得式（7）：

彈性估計(jì)方法上，本文使用擴(kuò)展線性支出系統(tǒng)（ELES）模型估計(jì)價(jià)格彈性，同時(shí)直接運(yùn)用截面資料進(jìn)行參數(shù)估計(jì)。CEPS數(shù)據(jù)包含居民能源消費(fèi)及其他消費(fèi)信息，能源消費(fèi)包括電力、燃料及交通支出，其他消費(fèi)包括居住、食品、衣著等支出。出于研究方便，把除能源之外的其他消費(fèi)支出加總，分別估計(jì)四類(lèi)支出的需求特征。采用OLS方法分別估計(jì)電費(fèi)（X₁）、燃料支出（X₂）、交通支出（X₃）、其他消費(fèi)支出（X₄）與家庭可支配收入（1）之間的關(guān)系。估計(jì)結(jié)果如表4所示。

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到總體平均用電需求價(jià)格彈性為-0.196，即缺乏彈性。分檔電量門(mén)檻值發(fā)生變化之后，居民所面臨的用電邊際價(jià)格發(fā)生變化，而且隨之變化的是其用電平均價(jià)格。根據(jù)樣本家庭收入百分位數(shù)特征，將年收入10000元、25000元、75000元及100000元作為五個(gè)收入階層的劃分標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)式（7），可以求解各收入階層家庭的電力消費(fèi)變化，如表5所示。

由前文分析可知，第二階梯門(mén)檻值的增加會(huì)降低居民用電支出，從而促使居民增加用電量;第三階梯門(mén)檻值的減小會(huì)增加居民用電支出，從而促使居民減少用電量。表5結(jié)果顯示，各收入階層用電量均稍許下降，而電費(fèi)支出均上漲，且隨著初始碳配額的減少及收入等級(jí)的提高，用電量下降程度與電費(fèi)增加程度也隨之提高。這說(shuō)明整體上居民用電的減少量多于增加量，與前文居民用電呈現(xiàn)兩極分化態(tài)勢(shì)的分析一致，因而平均來(lái)說(shuō)，用電量相對(duì)減少但用電支出卻增加。分地區(qū)、分收入階層來(lái)看，東部地區(qū)低收入與高收入階層的用電量及用電支出變化量較大，之后依次是中部地區(qū)、西部地區(qū)、東北地區(qū);而其他收入階層的變化量并無(wú)明顯的地區(qū)差異。這和前文分檔電量調(diào)整結(jié)果基本吻合，東部地區(qū)的分檔電量變化量最大，低收入階層與高收入階層基本分別分布在第一階梯與第三階梯，但東北地區(qū)剛好與之相反，變化量最小。其他收入階層分布在各階梯上的比重并沒(méi)有顯著的地區(qū)性差異。

三個(gè)分檔電量調(diào)整場(chǎng)景下，不同階梯上消費(fèi)者占比的變化如表6所示。分檔電量門(mén)檻值調(diào)整之后，三個(gè)階梯上的各收入階層分布情況發(fā)生了變化，但變化量并不明顯。具體來(lái)講，隨著初始碳配額的減小，第一階梯家庭占比由70.87%逐漸上升至71.50%，而第二階梯占比由18.97%逐漸下降至15.89%，第三階梯占比由10.16%上升至12.60%。分檔電量調(diào)整相當(dāng)于把原第二階梯左邊一部分劃為第一階梯，右邊一部分劃分為第三階梯。由于分檔電量調(diào)整的那部分居民較少，與之前的分析結(jié)果一致，居民用電存在“兩極分化”現(xiàn)象，所以分檔電量的調(diào)整并沒(méi)有改變大多數(shù)居民所處的階梯分檔。但是，這大大增加了分檔電量調(diào)整的可接受性，這種調(diào)整對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)是“溫和”的，而且隨著初始碳配額的減少，其政策效果將愈加明顯。

五、政策建議

利用2014年和2016年CEPS調(diào)查數(shù)據(jù)及宏觀公開(kāi)數(shù)據(jù)，本文首先構(gòu)建了個(gè)人碳交易模型，進(jìn)而求解個(gè)人碳排放市場(chǎng)的均衡碳價(jià)格，在此基礎(chǔ)上對(duì)中國(guó)現(xiàn)行階梯電價(jià)政策中的分檔電量參數(shù)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，最后比較了階梯分檔電量政策所引起的居民用電量、電量分布特征的變化。本文的政策建議主要包括三點(diǎn)：第一，個(gè)人碳交易機(jī)制下，家庭的收入和用電情況會(huì)發(fā)生變化，整體來(lái)看，階梯電價(jià)第二階梯門(mén)檻值增加，第三階梯門(mén)檻值減小。中國(guó)自實(shí)行階梯電價(jià)以來(lái)，整體上能夠基本實(shí)現(xiàn)政策設(shè)計(jì)初衷，如促進(jìn)節(jié)能減排與收入再分配等，但貧富差距過(guò)大導(dǎo)致居民用電存在嚴(yán)重的“兩極分化”現(xiàn)象，尤其是低收入階層用電量仍然較低。政策制定者可以考慮實(shí)行個(gè)人碳交易機(jī)制，通過(guò)個(gè)人碳交易影響不同階梯家庭的收入，在此情況下，第一階梯長(zhǎng)度增加則可以使其增加用電量的同時(shí)而不進(jìn)入第二階梯，一定程度上降低其用電負(fù)擔(dān)。因此，個(gè)人碳交易機(jī)制為價(jià)格規(guī)制部門(mén)實(shí)現(xiàn)多個(gè)政策目標(biāo)提供了新的參考視角。第二，初始碳配額的大小顯著影響分檔電量門(mén)檻的變化量，隨著初始碳配額的減少，分檔電量門(mén)檻變化量加速增大。中國(guó)減排任務(wù)日益加劇，國(guó)內(nèi)外各界在節(jié)能減排方面對(duì)中國(guó)政府提出了更高要求。因此，個(gè)人碳排放機(jī)制為國(guó)家減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了靈活且可行的解決方案，在這一方案之下，政府設(shè)定具體減排目標(biāo)后，初始碳配額的分配及其動(dòng)態(tài)調(diào)整方案也隨之確定，從而對(duì)分檔電量參數(shù)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，更好地發(fā)揮階梯電價(jià)政策的節(jié)能減排效果。第三，經(jīng)測(cè)算，分檔電量參數(shù)設(shè)計(jì)的政策效果為，第一階梯與第三階梯家庭占比增加，第二階梯家庭占比減小，但變化并不明顯。雖然分檔電量發(fā)生變化，但居民用電行為并沒(méi)有產(chǎn)生大幅度的階梯跳躍，且各階梯分布比重變化不太明顯，尤其是第一階梯居民占比仍沒(méi)有達(dá)到80%的覆蓋目標(biāo)。在這種情況下，政策制定者可以結(jié)合調(diào)整階梯價(jià)格來(lái)擴(kuò)大第一階梯占比，如提高第二、第三階梯價(jià)格，可以更大程度地降低居民占比，鼓勵(lì)居民養(yǎng)成低碳生活習(xí)慣。

當(dāng)然，個(gè)人能源消費(fèi)領(lǐng)域碳交易手段的合理性及可行性還需要深入研究。因此，數(shù)據(jù)相對(duì)較完善的電力行業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是個(gè)人碳排放機(jī)制值得進(jìn)行深入探索的研究方向，本文只對(duì)階段電價(jià)的分檔電量進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，分檔電量與階梯價(jià)格的聯(lián)合優(yōu)化將是后續(xù)的研究方向。

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（責(zé)任編輯：鄧菁）

[DOI]10.19654/j.cnlci.cjwtyj.2020.04.005

[引用格式]劉自敏，朱朋虎.遞增階梯電價(jià)的分檔電量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)——基于個(gè)人碳交易視角[J].財(cái)經(jīng)問(wèn)題研究，2020，（4）：38-46.

收稿日期：2019-11-27

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目“遞增階梯定價(jià)的政策評(píng)估與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究”（71603218）;中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金重大項(xiàng)目“交叉補(bǔ)貼視角下的中國(guó)能源價(jià)格機(jī)制設(shè)計(jì)”（SWU1809022）;西南大學(xué)中央高校基本科研學(xué)生項(xiàng)目“遞增階梯定價(jià)的政策評(píng)估與優(yōu)化設(shè)計(jì)研究”（SWU1709411）

作者簡(jiǎn)介：劉自敏（1981-），男，四川德陽(yáng)人，教授，博士，主要從事規(guī)制與競(jìng)爭(zhēng)研究。E-mail：ziminliu@ 126.com

朱朋虎（1996-），男，安徽阜陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)研究。E-mail：penghuzhu@ 163.com