随着全球气候变化日益严重，如何采取有效措施减少温室气体排放正逐渐成为环境、政治、经济领域共同关注的焦点。根据国际能源署(International Energy Agency，IEA)公布的数据，2007年中国的温室气体排放量为60.3亿吨，已经超过美国的57.7亿吨，成为世界上温室气体排放最多的国家。从目前形势来看，中国现阶段仍然是粗放型经济发展模式，GDP上升依赖于大量的能源消耗。同时，单纯依靠传统的命令控制型手段，已经无法有效完成国内减排目标和国际减排承诺。必须寻找低成本、高效率的减排手段，降低温室气体排放完成减排目标，并且推进低碳经济的发展。
为了有效控制温室气体排放，中国正式提出从2013年开始在上海等7省市开展碳排放权交易的试点工作。我们在对国际碳排放交易机制和上海市能源消费CO2排放现状研究的基础上，对上海市碳排放交易机制的设计和发展战略提出了建议。
我们认为，应该将2013-2015年作为上海市碳排放交易机制的试运行阶段，从2016年开始进入正式阶段，建议此后每5年作为一个实施阶段。
中国背景与上海现状
中国作为发展中国家，主要通过CDM(清洁发展机制)参与国际碳排放交易。目前，中国已经成为全球CDM市场的最大卖家，无论是成功注册的CDM项目还是获签的CERs数量都位居世界第一。虽然，中国CDM发展迅速，但也存在许多问题。首先，中国CDM项目的注册成功率和签发率低。其次，中国CDM项目类型单一，无论是成功注册的项目还是获得签发的项目，都主要集中在新能源和可再生能源以及节能和提高能效。其三，CDM市场是买方市场，中国作为CDM的单纯卖家，在交易过程中处于国际碳交易链的最低端，缺少话语权和定价权，往往由国外买家以低价购得中国的CERs，再在国际二级交易市场上以高于原价几倍的价格卖给需求者。因此，中国发展自己的碳排放交易市场势在必行。
2011年10月29日，国家发改委发布《国家发展改革委办公厅关于开展碳排放权交易试点工作的通知》，正式批准北京市、天津市、上海市、重庆市、湖北省、广东省及深圳市开展碳排放权交易试点，计划于2013年前开展区域碳排放权交易试点，2015年起在全国范围内开展碳排放交易，建立全国碳交易市场。
对于上海市碳排放交易机制的研究需要以上海市温室气体排放为基础，了解掌握上海碳排放的实际情况才能对上海市碳排放交易机制的设计提出更加合理、有效的建议。
上海市排放的温室气体主要有二氧化碳、甲烷以及氧化亚氮，其中二氧化碳占95%以上。从排放量看，2004-2008年上海市CO2排放第一的是第二产业，其次是第三产业、生活消费和第一产业。所以，影响上海市终端能源消费碳排放量的主要是第二产业和第三产业。其中，第三产业所占比重增速非常显著。
根据行业分类，第二产业包括工业和建筑业，其中工业又可分为34个大类行业，上海市第二产业的CO2排放主要来源于工业，占第二产业排放总量的95%以上，其中排放前十的工业行业CO2排放总和占全市排放总量的50%左右。第三产业中，交通运输、仓储及邮政业CO2排放占主导，比重达60%以上。
具体来看，黑色金属冶炼及压造加工业，交通运输、仓储及邮政业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学原料及化学制品制造业等四大行业的CO2排放量远高于其他行业。其中，交通运输、仓储及邮政业的增长非常迅速，年均增长量388万吨，年均增长率9.84%。
十大工业行业的CO2排放量占上海市CO2排放总量的50%左右，加上建筑业和交通业，CO2排放总和占上海市能源消费CO2排放总量的70%左右。电力行业作为一个能源二次加工行业，是能源密集型行业，虽然其自身消费的CO2排放量处于工业行业的第五位。但是，电力生产过程中排放的CO2量达6000万吨以上，占上海市能源消费CO2排放总量的30%左右。
交易气体和主体的选择
碳排放交易机制的覆盖范围是指交易气体与交易主体。《京都议定书》中规定了6种温室气体：二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳和六氟化硫。
每个国家或区域实施碳排放交易机制的目的都不同，有些是为了完成对外减排承诺，有些是为了降低温室气体排放，也有是为了引入碳排放价格机制从而影响市场行为，不同机制目的会影响交易气体的选择。
上海市作为碳交易的试点城市，在选择交易气体的时候要以机制运转为首要考虑。在确定交易气体时还应考虑上海市温室气体的排放和组成情况以及数据的可获取性等现实条件。
研究表明，上海市主要排放的温室气体是二氧化碳、甲烷和氧化亚氮，其中又以二氧化碳为主。因此，上海市推行碳排放交易的初期，可以选择CO2作为交易气体，等到机制运行稳定后再选择性地扩大交易气体的范围，如甲烷等其他五种温室气体。
交易主体是指纳入交易体系的行业或企业，现有的碳排放交易机制的交易主体的范围大小没有定论，并非越大越好或越小越好。现实情况下，即使全面覆盖也无法保证最有效的减排效果。
有些行业的排放量与排放总量相比非常小，如果将这些行业纳入交易体系，减排的收益可能远低于增加的管理成本。例如，上海的农业排放在总排放量中所占比例很小，并且呈现递减趋势，再加上农业的温室气体排放测量难度较大，农业部门不宜加入上海的碳排放交易机制。
上海市碳排放交易机制交易主体的选择应该坚持抓大放小的原则。上海市的CO2排放50%都集中在排放前十的工业行业，建筑和交通业也是CO2排放大户。以上行业都是上海市碳排放交易机制的交易主体的选择范围。同时，上海市年能耗5000吨标煤以上的重点用能企业有较完善的统计数据，可以以此作为纳入交易体系的企业的准入门槛，不仅有完善的数据基础，也可以排除小型排放源增加管理成本。
所以，在试运行阶段可以选择十大工业行业中年能耗5000吨标煤以上的企业作为交易主体。建筑业和交通业与工业行业相比实施碳交易更复杂，尤其是交通业，因此在试运行阶段先不纳入交易体系，等积累了足够的经验后，再逐步纳入体系内。
到正式运行阶段，保证纳入交易范围的企业排放总量占上海市二氧化碳排放总量的50%以上。电力行业作为能源密集型行业，在生产过程中排放的CO2占上海市排放总量的30%左右，应该作为交易主体的重点。
合理设计碳排放交易
初始分配
碳排放权的初始分配可以分为免费、定价出售和拍卖三种方式。欧盟第一、二阶段主要以历史排放原则下的免费分配为主，第三阶段开始将采用基准线原则，并且不断加大拍卖的比例，逐渐替代免费分配。
除了拍卖，无论是免费还是固定出售，都有一定的分配原则，目前主要的分配原则有两种：祖父制原则和基准线原则。祖父制原则一般是用历史排放量乘以一定的减排比例，而基准线原则主要是由管理者制定基准排放率，再乘上企业的经济活动指数(产值或投入等)得到分配的配额数。
从产权角度出发，碳排放权的初始分配是经济利益的分配，如果采用免费分配，对于没有获得分配的行业、企业存在不公平性。从环境角度出发，碳排放权是一种环境资源，免费分配会造成环境资源的流失，同时也无法激励企业减排的积极性。因此，有偿分配是更加合理的选择。
拍卖是理论上最合适的初始分配方法，现有的碳排放交易机制虽然很多在初期并没有选择拍卖作为主要的分配方法，但都表示会逐步引入拍卖机制作为分配的主要方法。
上海市碳排放交易机制的试运行阶段可以定价出售为主，总量的5%留作拍卖。进入正式阶段后，逐渐提高拍卖的比例，直至实现100%拍卖。因为基准率的制定需要有详细的排放数据为支撑，而上海目前的情况显然无法满足制定基准线的要求，因此在试运行阶段可以采用祖父制原则作为过渡。待数据完善后，再制定行业基准和采用基准线原则。
在确定各行业、产业的碳排放配额价格时，可以对鼓励发展的产业、技术、产品予以优惠和扶持，而对于限制和禁止发展的产业、技术、产品应该提高要求，促进污染严重、能耗过高等产业的淘汰。
采用有偿分配，会增加企业生产成本，可能降低本地企业的竞争力，影响经济发展。对于影响竞争力的企业应给与价格补贴，按照企业的贸易强度来划分对企业竞争力的影响。初期的价格补贴要求力度较大，以帮助企业适应新机制的推行，而后可以根据实际情况，逐渐减小补贴的力度。
管理部门应该做什么
为保证上海市碳排放交易机制的有效运行，应建立一套完善的监管机制，由指定的管理部门负责，制定监测、核查和报告的规则。每个排放主体制定监测计划，包括排放设施的具体工艺情况、监测方法和监测频率，并且获得管理部门批准。
监测由排放主体自行完成，但是上报管理部门前要经过独立第三方的核查并作出报告提交给管理部门，作为后期结算的依据。第三方独立机构要进行资质认定，由核查机构提出申请，管理部门进行审核，通过审核的机构颁发资质证书。并且定期对已经获得资质的第三方机构进行抽检，抽检不合格应取消资质。
在已有的碳排放交易机制中，借贷都不被允许，但很多机制都允许储存。对于上海市碳排放交易机制，建议试运行阶段的配额不允许储存至下一阶段，以免试运行阶段的不合理性带入正式阶段。进入正式阶段后，建议允许配额的储存，这可以促进机制的稳定运行。
现有碳排放交易机制都制定了严格的惩罚措施，除了规定高昂的罚款金额外，不少机制都要求没有完成减排目标的主体第二年进行弥补，弥补的程度各不相同。这样做的目的是为了避免企业逃避责任，影响总量控制的目标。
同时，在每年规定期限前，排放主体必须将该年经核证的二氧化碳排放量与其拥有的排放权进行结算，结算后注销。超额排放的排放主体可以到市场上购买不足的排放权，否则将受到惩罚。
上海市碳排放交易机制罚款的确定，应该保证罚款金额高于市场购买排放权的成本。同时，也应该规定上一年未完成的减排量要加入第二年的减排目标中，试运行阶段可以采取欧盟的方式，同等量完成减排即可。
另外，上海市已经于2008年成立上海环境能源交易所，可以由交易所建立碳排放交易机制的网络平台。每个交易主体在环交所开设电子账户，配额的发放、持有、结算、交易与注销都通过该账户完成。管理部门把每个排放主体的配额发放至电子账户，排放主体上报的碳排放量也记录在电子账户，以便最后结算用。排放主体间的交易也记录在电子账户内。每个阶段结束后，把排放主体电子账户中的配额与排放量进行结算，用过的配额进行注销。
网络平台除了提供电子账户服务，同时兼顾信息发布平台，及时更新排放主体间的交易情况，包括交易量、交易价格等，保证信息的公开透明，不但是交易主体，非交易主体也可以查看交易信息。同时，网络平台还可以实现网上拍卖功能。
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