Päästöoikeuksien huutokauppa ja jälkimarkkinat Kimmo Ollikka Valtion taloudellinen tutkimuskeskus VATT YE6.1 Ilmasto- ja energiapolitiikka, 1.4.2015
Päästöoikeuksien alkujako Miksi alkujako on tärkeä? Coase (1960) Mikäli omistusoikeudet on jaettu kattavasti ja täydellisesti, saavutetaan oikeuksien tehokas jako taloudenpitäjien välisillä neuvotteluilla Montgomery (1972) Markkinoiden toimiessa tehokkaasti ei päästöoikeuksien alkujaolla ole vaikutusta kustannustehokkaan ratkaisun saavuttamiseen
Kustannustehokkuus ja alkujako Miksi kustannustehokkuus ei aina toteudu ja miten alkujako vaikuttaa tavoitteen toteutumiseen? 1. Transaktiokustannukset (Stavins, 1995) 2. Epävarmuus riskin kaihtaminen (Baldursson and von der Fehr, 2004) epävarmuus kauppakumppanista (Myerson and Satterthwaite, 1983) 3. Markkinavoima päästömarkkinoilla (Hahn, 1984) päästö- ja lopputuotemarkkinoilla (Misiolek and Elder, 1989; Hintermann, 2011) Mitä lähempänä alkujako on optimia, sitä vähemmän markkinoiden epätäydellisyydet vaikuttavat kustannustehokkaan ratkaisun toteutumiseen
Mitä muita vaikutuksia alkujaolla on? Yrityksen voitot Hiilivuoto Windfall saastuttaja maksaa vai tuki puhtaampaan tuotantoon miten ympäristösääntely vaikuttaa yrityksen kilpailuasetelmaan onko lopputuotekysyntä joustava vai joustamaton aiheutuuko ympäristösääntelystä ansiotonta arvonnousua
Alkujakotapoja Ilmaisjako benchmark grandfathering arpa Huutokauppa toimiessaan tehokkaasti yksinkertainen, kustannustehokas, läpinäkyvä, tasapuolinen
Alkujako EU ETS Phase I ja II (2005-2007 ja 2008-2012) Phase III (2013-2020) Komission hyväksymät kansalliset katot EU-tason katto Tasainen katto Vuosittain vähenevä katto 3 ja 5 vuoden kauppakaudet 8 vuoden kauppakausi Rajoitettu huutokauppa (<4% oikeuksista) Pääosin huutokauppa (>50% oikeuksista) Ilmaisjako Ilmaisjako - kaikilla sektoreilla - teollisuudella ja lämmön tuotannossa - perusteena laitoksen historialliset päästöt - perusteena tuotetasoinen benchmark
Alkujako EU ETS - Phase III Phase III päästöoikeuksien jako pienenee vuosittain lineaarisesti 1.74% vuonna 2020 oikeuksia jaetaan 21% alle vuoden 2005 päästötason backloading: 900 MtCO2ekv. verran oikeuksia vuosilta 2013-2015 vuosille 2019-2020 Sähköntuotannon oikeudet huutokaupataan (lähes) kokonaan vuoden 2004 jälkeen EU:n liittyneet maat voivat jakaa osan oikeuksista ilmaiseksi Teollisuustuotannossa päästöoikeuksia jaetaan ilmaiseksi 80% vuonna 2013 30% vuonna 2020 (0% vuonna 2027)
EU ETS huutokauppa Yhden kierroksen suljettu huutokauppa, yhtenäishinnoittelu (yhden hinnan huutokauppa) Toimijat: Huutokauppapaikka: Kauppapaikka, joka järjestää huutokaupat Huutokaupanpitäjä: Jäsenvaltion edustaja, joka antaa päästöoikeudet kauppapaikalle huutokaupattavaksi ja ottaa vastaan huutokauppatulot Osallistujat: Toimijat, jotka tekevät tarjouksia huutokaupoissa Selvitysjärjestelmä (Clearing & Settlement System): Vastaa päästöoikeuksien ja rahan siirroista Huutokauppatarkkailija: Valvoo huutokauppojen toimintaa
EU ETS huutokauppa 24 jäsenvaltiota, ml. Suomi, myy päästöoikeutensa EU:n yhteisellä huutokauppapaikalla: Saksassa toimiva European Energy Exchange (EEX) Iso-Britannia, Saksa ja Puola myyvät päästöoikeutensa omilla ns. opt out -huutokauppapaikoillaan. Saksa ja Puola: EEX Iso-Britannia: ICE Futures Europe Huutokauppakalenteri 2015: EEX:n yhteiset huutokaupat maanantaisin, tiistaisin ja torstaisin klo 10-12 Suomen aikaa EEX:n Saksan huutokaupat perjantaisin klo 10-12 ICE:n Ison-Britannian huutokaupat joka toinen keskiviikko klo 10-12 EEX:n Puolan huutokaupat: kerran 2 kuukaudessa keskiviikkoisin klo 14-16
EU ETS huutokauppa Myytävät tuotteet myydään 500 päästöoikeuden erissä toimitusaika on huutokauppaa seuraava päivä (T+1) Tarjoukset asetetaan järjestykseen korkeimmasta matalimpaan ja lasketaan kumulatiivisesti yhteen, kunnes huutokaupattava määrä tulee täyteen Selvityshinta määräytyy alimman hyväksytyn tarjouksen mukaan Tasatilanteessa alin hyväksytty tarjous arvotaan Huutokauppa on peruutettava, jos huutokauppa on selvästi alihintainen (ts. huutokaupoissa on reservaatiohinta, jota ei ilmoiteta ja joka perustuu jälkimarkkinahintoihin) tarjousten yhteismäärä on pienempi kuin huutokaupattava määrä. (Mm. vuonna 2013 yksi EU:n ja kaksi Saksan huutokauppaa peruttiin.)
Huutokaupan tavoitteet 1. Tehokas päästöoikeuksien jako tasapainossa yritysten puhdistuksen rajakustannus on yhtä suuri ympäristökysymyksissä tärkein tavoite 2. Informaation kerääminen oikea hintasignaali 3. Huutokauppatuottojen maksimointi kaksoishyötyhypoteesi: tuotoilla voidaan korjata muita talouden vääristymiä kuten esim. alentaa työn verotusta tai tukea investointeja puhtaaseen teknologiaan
Erilaisia huutokauppoja Huutokauppa voi olla Suljettu tai avoin: havaitsevatko osallistujat muiden tarjoukset Staattinen tai dynaaminen: onko huutokaupassa yksi tai useampi kierros Yhden tai monen yksikön huutokauppa: monen yksikön huutokaupassa yksiköt voivat olla samanlaisia tai erilaisia Tarjouskilpailu tai huutokauppa: onko osallistujat kysyntä- vai tarjontapuolella Yksi- tai kaksisuuntainen: onko osallistujat vain kysyntä-/tarjontapuolella vai molemmilla Voittajan ja maksujen määräytymiseen on useita muotoiluja
Yhden yksikön tunnetuimpia huutokauppamuotoja 1. Ensimmäisen hinnan suljettu huutokauppa rst-price sealed-bid auction 2. Toisen hinnan suljettu huutokauppa Vickrey auction, second-price sealed-bid auction 3. Nousevan hinnan avoin huutokauppa English auction, open ascending-bid auction 4. Laskevan hinnan avoin huutokauppa Dutch auction, open descending-bid auction
Huutokauppateoriaa: perusmalli Riippumattomien yksityisten arvostusten (Independent Private Values) -malli Huutokaupataan yksi objekti Huutokauppaan osallistujat ovat riskineutraaleja Osallistujien arvostus huutokaupattavasta tuotteesta on täysin riippumaton muiden osallistujien arvostuksista ja ne on vedetty samasta jatkuvasta jakaumasta Tuoton ekvivalenssi - Revenue equivalence (Myerson, 1981; Riley and Samuelson, 1981) Mikä tahansa standardi huutokauppamuoto, jossa a) korkeimman arvostuksen omaava osallistuja voittaa ja b) alhaisimman arvostuksen omaavan osallistujan hyöty on nolla, tuottaa saman odotusarvoisen huutokauppatuoton.
Monen yksikön huutokauppa Osallistujat tekevät hinta-määrä kysyntätarjouksia (huutoja) Huutokaupanpitäjä laskee kysynnät yhteen hinnan suhteen laskevasti ja määrittää tasapainohinnan pisteessä, jossa kysyntä ja tarjonta ovat yhtä suuret Kysyntätarjoukset, jotka ovat vähintään tasapainohinnan suuruisia, ovat voittavia huutoja Maksut vaihtelevat riippuen huutokauppamuodosta 1. yhden hinnan huutokauppa (uniform price auction): osallistujat maksavat kaikista voittamistaan yksiköistä tasapainohinnan 2. diskriminoiva huutokauppa (discriminatory price auction, pay-as-bid auction): osallistujat maksavat kaikista voittamistaan yksiköistä tekemänsä kysyntätarjouksen 3. Vickrey huutokauppa: osallistujat maksavat aiheuttamansa haitan muille osallistujille
Monen yksikön huutokauppa - mikä design? Monen yksikön huutokauppojen käytännön sovelluksissa on kiistelty siitä, kumpi huutokauppamuoto on parempi 1. yhden hinnan huutokauppa (UPA, uniform price auction) 2. diskriminoiva huutokauppa (DPA, discriminatory price auction) Molemmissa huutokauppamuodossa osallistujilla on pyrkimys vaikuttaa huutokaupan selvityshintaan ja alentaa kysyntää totuudenmukaisesta (bid shading, demand reduction) Yksiselitteisiä teoreettisia tuloksia on vaikea saada (toisin kuin yhden yksikön huutokaupoissa), Considering the objectives of eciency and revenue maximization, we nd that the ranking [of dierent auction designs] is inherently ambiguous... the choice ought to be viewed as an empirical question. (Ausubel and Cramton, 2002.)
Monen yksikön huutokauppa - käytännön sovelluksia (Lopomo et al., 2011)
Yksinkertainen huutokauppamalli Monta (n) symmetristä yritystä, ei jälkimarkkinoita Yritysten marginaaliarvostus huutoakupattavasta tuotteesta on lineaarinen (totuudenmukainen kysyntä), u (q i ) = θ βq i Huutokauppamäärään (Q) liittyy yritysten kannalta epävarmuutta (ε) Q = Q + ε määrän Q n todennäköisyysjakauma on F ( Q n Oletetaan symmetriset strategiat kysyntä huutokaupassa D i (p) (tai käänteinen kysyntä P i (q i )) yksittäinen yritys saa q i = Q/n yksikköä Huutokaupassa yritykset kohtaavat residuaalitarjonnan: RS i (p) = Q j i D j (p) residuaalitarjonta on muilta yrityksiltä jäjelle jäävä tarjonta )
Vickrey huutokauppa / Vickrey-Clarke-Groves mekanismi Vickrey huutokauppalla on monia hyviä teoreettisia ominaisuuksia Vickrey huutokauppa voidaan implementoida monella tapaa. Esimerkiksi (Montero 2008): Yrityksen i huutokauppamaksu on pq i Huutokaupan jälkeen yritykset saavat takaisinmaksun α i pq i, jossa takaisinmaksuosuus α i riippuu muiden osallistujien tarjouksista qi 0 α i = 1 RS 1 i (x)dx, RSi 1 (q i )q i Takaisinmaksun seurauksena yrityksillä on dominoivana strategiana tarjota huutokaupassa totuudenmukaisesti allokaatio on tehokas
Yksinkertainen huutokauppamalli Maksut, kun kysyntä huutokaupassa on totuudenmukainen (P i (q i ) = u i (q i )) Vickrey UPA DPA Takaisinmaksuosuus:
Yksinkertainen huutokauppamalli Maksut ja strategiset kysynnät (bid shading) Vickrey UPA DPA Takaisinmaksuosuus:
huutokauppamalli - FOC Optimin välttämättömät ehdot: VA : v i (D i (p)) = p, UPA : v i (D i (p)) = p D i (p) H q H p, DPA : v i (D i (p)) = p + H H p, H (p,q i ) = Pr (P i (q i ) p) on tasapainohinnan todennäköisyysjakauma (todennäköisyys, että tarjous P i (q i ) on suurempi kuin tasapainohinta p) yhtälöiden oikean puolen viimeinen termi (UPA ja DPA) kuvaa bid shading -efektiä
Yksinkertainen huutokauppamalli - tasapainohinta Integroimalla dierentiaaliyhtälöt FOCeista saadaan (katso Holmberg, 2008, 2009): VA : P i (q i ) =θ βq i UPA : P i (q i ) =θ βq i [θ β ˆq i ˆp] DPA : P i (q i ) =θ βq } {{ } i β u(q i ) ˆqi q i ( qi ˆq i [1 F (x)] n 1 dx [1 F (q i )] n 1, } {{ } bid shading ) n 1 βq i n 2 [ 1 ( qi ˆq i ) n 2 ] ˆq i = ˆQ ) n F ( ˆQ n on suurin mahdollinen määrä yksittäiselle yritykselle, eli = 1; ja ˆp on hinta, kun q i = ˆQ n
Alustavia tuloksia 1. Vickrey auction yritykset huutavat totuudenmukaisesti allokaatio on tehokas (HUOM! myös jos yritykset eivät ole symmetrisiä) hintasignaali on oikea yrityksille tulee maksaa informaatiovuokraa -> yrityksillä houkutus tehdä yhteistyötä -> huutokauppatuotot pienenevät 2. Uniform price auction yritykset eivät huuda totuudenmukaisesti (bid shading) tasapainohinta on marginaalikustannuksia alempi -> huutokauppatuotot pienenevät jos yritykset ovat asymmetrisiä tai mukana on pieniä, kilpailullisia yrityksiä, allokaatio ei ole tehokas alhaisten hintojen strategiat - collusive-seeming bidding??? 3. Discriminatory price auction yritykset yrittävät arvata tasapainohintaa (bid shading) epävarmuuden oloissa tasapainohinta on marginaalikustannuksia alempi, siitä huolimatta korkeat tuotot mikäli yrityksillä erilaiset odotukset tasapainohinnasta, allokaatio ei ole tehokas
Huutokauppaesimerkki Huutokaupan tasapainostrategiat Esimerkin parametriarvot: n = 10, θ = 200, β = n, Q n N ( q = 10,σ 2 q = 1 ).
Epävarmuus katoaa Epävarmuuden pienentyessä (σ q = 0.1) yrityksillä hyvä käsitys huutokaupan tasapainohinnasta DPA on kilpailullinen
Yrityksillä erilaiset käsitykset epävarmuudesta Yrityksillä erilaiset odotukset tasapainohinnasta (E [q i ] = 11, E [q j ] = 9) DPA:n allokaatio on tehoton
Yritysten määrä kasvaa Kun yritysten määrä kasvaa (n = 100) UPA kilpailullinen, yritykset eivät käyttäydy strategisesti VA:n informaatiovuokra katoaa
Yhtenäsihinnottelulla (UPA) monta tasapainoa Alhaisten hintojen strategiat ja collusive-seeming bidding Jos tarjonnasta on varmuudella niukkuutta, voi UPA:lla olla monta tasapainoa ( ) Q n [0, 10] HUOM! Nyt F on tasajakauma välillä Q n
UPA - Miten ehkäistä alhaisten hintojen strategioita? Ongelma erityisesti, jos huutokauppaan osallistuvia yrityksiä on vähän ja ne ovat erilaisia suuret yritykset käyttävät enemmän markkinavoimaa (allokaatio ei ole tehokas) Osa yrityksistä käyttäytyy joka tapauksessa kilpailullisesti residuaalitarjonta strategisille yrityksille ei ole joustamaton ei mahdollisuutta äärimmäisen alhaisiin hintoihin Epävarmuuden lisääminen residuaalitarjonnassa spekulanttien osallistuminen huutokaupattavan määrän rajoittaminen tarjousten tekemisen jälkeen Forward-sopimukset ja jälkimarkkinat esim. Kalifornian sähkökriisi vuonna 2000 oli osittain seurausta forward-kaupankäynnin puuttumisesta jälkimarkkinat saattaavat ehkäistä markkinavoiman käyttöä (vaikea mallintaa teoreettisesti)
Paljonko on paljon - Onko markkinavoima ongelma EU ETS huutokaupassa? The concentration of market actors: a few companies hold most of the allowances (Trotignon and Delbosc, 2008).
Paljonko on paljon - Kolme suurinta Yritys Päästöt 2012 Osuus EU ETS (Mt CO2) päästöistä 2012 RWE 157 8.5 % Vattenfall 92 5.0 % E.ON 90 4.9 % Carbon Market Data: EU ETS 2012 Company Rankings (http://www.carbonmarketdata.com/)
EU ETS - huutokaupat ja jälkimarkkinat EU ETS huutokauppoja lähes päivittäin Huutokaupan lisäksi jälkimarkkinat Onko markkinavoima ongelma EU ETS:ssä? vaikea kysymys vastata niin empiirisesti kuin teoreettisesti päästökauppa ei toimi: ylitarjonta, hinta alhaalla
Esimerkki EU ETS huutokaupa 31.3.2015 EU:n yhteinen huutokauppa Selvityshinta: 6,79 /tco2 minimitarjous: 6,6 /tco2; maksimitarjous: 7,5 /tco2 EUA:n seuraavan kuukauden sopimuksen (painotettu) hinta jälkimarkkinoilla: 6,93 /tco2 Huutokaupattava määrä 2,92 MtCO2 kysytty määrä 6,77 MtCO2 huutokauppatuotto: 19,81 M Suomen huutokauppatuotto: 589 600 Osallistujat huutajia yhteensä 19 voittaneita huutajia 16
EU ETS huutokaupat (26.10.2012-31.3.2015) Huutokauppoihin on osallistunut verrattain vähän huutajia Spread = EUA:n seuraavan kuukauden sopimuksen hinta - huutokaupan selvityshinta Huutokauppa Spread (%) Osallistujien lkm Kysyntä / tarjonta n Ka Min Max Ka Min Max Ka Min Max EU 333 0.7-20.8 8.7 17.5 9 26 4.4 1.2 13.8 Saksa 113 0.9-10.0 22.0 16.9 9 25 3.9 1.1 9.4 Puola 19 0.7-2.6 3.4 17.8 10 25 3.1 1.9 5.2 UK 56 1.1-7.2 21.0 15.1 12 20 2.6 1.1 5.7 Kaikki 521 0.8-20.8 22.0 17.2 9 26 4.1 1.1 13.8
EU ETS - huutokauppa ja jälkimarkkina
Kalifornian Cap and Trade -ohjelman huutokaupat Noin 460 laitosta sähköntuotannosta ja energiaintensiivisestä teollisuudesta Käynnissä vuoden 2013 alusta Toistaiseksi 9 huutokauppaa suuri osa oikeuksista huutokaupataan viimeisin huutokauppa yhdessä Québecin järjestelmän kanssa huutokaupassa kuluvan kauden ja tulevan kauden oikeuksia Reservaatiohinta huutokaupoissa: $10.00 - $11.34 Reservaatiohinta nousee vuosittain Selvityshinnat ovat olleet toistaiseksi hyvin lähellä reservaatiohintaa Kuitenkin vimeisimmän huutokaupan (25.11.2014) selvityshinta $12.10
RGGI Yhdeksän USA:n koillisen osavaltion kauppajärjestelmä Connecticut, Delaware, Maine, Maryland, Massachusetts, New Hampshire, New York, Rhode Island, Vermont Noin 170 laitosta sähköntuotannosta Käynnissä vuodesta 2008 Päästöoikeuksien jakoa vuosille 2014-2020 on päivitty ylijäämän mukaan Toistaiseksi 27 huutokauppaa Reservaatiohinta huutokaupassa: $1.86 - $2.00
RGGI - huutokaupat
RGGI - huutokaupat ja jälkimarkkinat
Kysymyksiä Reservaatiohinta (hintakatto ja/tai -lattia) Forward kaupankäynti Forward-sopimuksilla on kilpailua parantava vaikutus Jälkimarkkinat ja hinnan määräytyminen Asymmetriset yritykset Toisistaan riippuvat päästövähennyskustannukset (interdependent values)
Kirjallisuus Ausubel, L. and Cramton, P. 2002. Demand Reduction and Ineciency in Multi-Unit Auctions. Mimeo, University of Maryland, College Park, MD. Baldursson, F.M. and von der Fehr, N.-H.M. 2004. Price volatility and risk exposure: on market-based environmental policy instruments. Journal of Environmental Economics and Management 48(1), 682704. Hahn, R.W. 1984. Market power and transferable property rights. Q J Econ 99(4), 753765. Hintermann, B. 2011. Market Power, Permit Allocation and Eciency in Emission Permit Markets. Environmental and Resource Economics 49(3), 327349. Holmberg, P. 2008. Unique Supply Function Equilibrium with Capacity Constraints. Energy Economics 30, 148-172. Holmberg, P. 2009. Supply Function Equilibria of Pay-as-Bid Auctions. Journal of Regulatory Economics 36(2), 154-177. Lopomo, G., Marx, L.M., McAdams, D. and Murray, B.C. 2011. Carbon Allowance Auction Design: An Assessment of Options for the United States. Review of Environmental Economics and Policy 5(1), 25-43. Misiolek, W.S. and Elder, H.W. 1989. Exclusionary manipulation of markets for pollution rights. J Environ Econ Manag 16(2),156166. Montgomery, D. 1972. Martkets in licenses and ecient pollution control programs. Journal of Economic Theory 5, 395-418. Montero, J-P. 2008. A Simple Auction Mechanism for the Optimal Allocation of the Commons. American Economic Review 98(1), 496-518. Myerson, R. 1981. Optimal Auction Design,.Mathematics of Operations Research 6, 58-73. Myerson, R. and Satterthwaite, M. 1983. Ecient mechanisms for bilateral trading. Journal of Economic Theory 28, 265-281. Riley, J. and Samuelson, W. 1981. Optimal Auctions. American Economic Review 71, 381-392. Stavins, R. N. 1995. Transaction Costs and Tradable Permits. Journal of Environmental Economics and Management 29(2), 133-148. Trotignon, R. and Delbosc, A. 2008. Allowance Trading Patterns During the EU ETS Trial Period: What Does the CITL Reveal? The Mission Climat, Climate Report No 13.