分形混沌的碳市场与可积孤子的碳定价

作者：杨星 著

 

出版日期：2020年5月

 

《分形混沌的碳市场与可积孤子的碳定价》是国家社科基金重点项目“碳排放权交易市场行为特征、价格波动规律及均衡价格研究”的最终成果。与其说它是一种研究的结果，不如说它是一种新的思维模式和一种新的看问题的方法。在过去几十年里，有效市场假说已经成为研究金融市场的基石，它曾经的辉煌至今还闪耀着光芒，但它却在解释金融市场诸多的行为异象时显得苍白无力。这些异象的解释需要一种新的理论和新的方法，而金融物理学恰如其分地走进了这一研究领域。该书正是在这种情况下应运而生。它利用金融物理学的混沌、分形和孤子理论解释了这些异象。

 

《分形混沌的碳市场与可积孤子的碳定价》共分为三大部分：第一部分检验了碳交易市场的行为特征，证明了碳交易市场本质上是一个分形、混沌与孤子并存的市场，它并不符合有效市场理论的三大假说。它具备了：在不同的时间标度上具有相似的统计学特征（分形结构），在特定的条件和时点会出现无规则的行为特征（混沌现象），以及碳价格序列波动的传播不弥散和碰撞稳定性特征（孤子特征）。

 

第二部分探讨了碳价格波动规律。对波动率的研究是为碳定价找到影响因子并提供技术和方法的支撑。对碳价格波动规律的研究表明：碳交易市场价格波动规律与能源市场价格波动规律有极高的相关性，但与替代能源如风能、光能、太阳能关联度不大。可以认为碳交易市场是能源市场尤其是化石能源市场的衍生市场。与原生品市场价格波动相适应，碳交易市场也存在季节性波动规律、周期性波动规律以及突发性外部事件冲击的价格波动规律。

 

第三部分是对碳排放权定价的研究。孤子理论应用于自然科学领域研究已经有了很长的历史，但将孤子理论引用到金融领域为金融资产乃至碳资产定价纯属一种开创性的尝试。研究的基本原理是：孤子兼有波动和粒子的双重属性，孤子波在经过很长时间的碰撞后，除发生小的相位移动外，其振幅和速度并不发生改变，并且能恢复到原有形状。这与金融市场价格波动的均值回归现象十分相似。孤子波的这一非凡特性为我们提供了研究碳定价的依据。研究表明：随着时间尺度的增加，碳价格沿着同一个方向位置尺度上的平移并不改变其运动的波形和速度。在利用双线性方法构造的非线性演化方程得到的单孤子、双孤子和三孤子的精确解中，单孤子解正是我们寻求的碳资产中枢价值。

 

作者简介

 

杨星，金融学教授，博士生导师。曾作为高级访问学者在英国伦敦政治经济学院、美国纽约州立大学布法罗分校学习和研究。她是中国早关注碳金融的学者之一，主要研究碳金融市场行为特征、风险测度与碳资产定价。对将经济物理学引入金融学研究进行了孜孜不倦的探索。她是《碳金融概论》、《碳金融市场》的作者，并策划了《碳金融系列丛书》共六部。

 

第Ⅰ篇 问题的提出与研究的理论基础

 

第1章 绪论

 

1．1 问题的提出与研究意义

 

1．2 国内外研究现状

 

1．3 研究内容与方法

 

1．4 本书的创新、不足与尚需深入研究的问题

 

第2章 有效市场理论与分形混沌理论之争议

 

2．1 有效市场理论对金融市场行为解释力的局限性

 

2．2 分形与混沌市场假说对金融市场行为理论的解释

 

2．3 有效市场假说与分形混沌市场理论的主要区别

 

第Ⅱ篇 碳排放权市场分形与混沌行为特征检验与应用

 

第3章 碳排放权交易市场分形与混沌特性检验

 

3．1 碳排放权市场的基本统计分布特征

 

3．2 碳排放权交易市场分形特征检验

 

3．3 碳排放权交易市场混沌特征检验

 

3．4 本章小结

 

第4章 市场应用（I）：分形与混沌市场行为特征下的碳排放权价格预测

 

4．1 碳排放权市场多重分形特征提取

 

4．2 碳排放权价格预测算法

 

4．3 实证检验与分析

 

4．4 预测效果比较

 

4．5 本章小结

 

第5章 市场应用（Ⅱ）：分形与混沌行为特征下的碳排放权市场风险测度

 

5．1 小波领袖法风险测度原理

 

5．2 碳排放权市场风险时变性

 

5．3 欧盟碳排放权市场风险时点与规模

 

5．4 本章小结

 

第Ⅲ篇 碳排放权市场价格波动规律

 

第6章 碳价格波动规律（I）：碳排放权价格季节性波动规律

 

6．1 X-13A-S季节调整法基本原理

 

6．2 EUETS市场EUA现货价格季节波动检验

 

6．3 碳排放权价格季节性波动成因

 

6．4 本章小结

 

第7章 碳价格波动规律（Ⅱ）：碳排放权价格周期性波动规律

 

7．1 研究方法简介

 

7．2 周期性波动实证研究

 

7．3 三种研究方法实证结果比较

 

7．4 碳价格周期性波动影响因素分析

 

7．5 本章小结

 

第8章 碳价格波动规律（Ⅲ）：外部冲击与碳价格波动规律

 

8．1 研究方法简介

 

8．2 原始碳价格序列波动与去噪

 

8．3 基于连续小波变换的奇异点检测

 

8．4 外部事件冲击影响分析

 

8．5 本章小结

 

第Ⅳ篇 碳价格均值回归存在性、回归周期振幅及碳排放权定价

 

第9章 碳排放权价格均值回归存在性检验

 

9．1 研究思路与数据说明

 

9．2 原始碳价格时间序列的去噪与重构

 

9．3 碳排放权价格序列平稳性检验

 

9．4 碳排放权价格序列均值回归存在性检验

 

9．5 本章小结

 

第10章 碳排放权价格均值回归的周期、振幅及其耦合关系

 

10．1 功率谱、奇异谱与奇异交叉谱的应用原理

 

10．2 均值回归的长短周期与振幅差异

 

10．3 EUA现货价格与WTI及PMI耦合周期与耦合振幅

 

10．4 本章小结

 

第11章 基于孤子理论的碳排放权定价

 

11．1 碳排放权价格序列的孤子特性

 

11．2 碳孤子方程及其可积性

 

11．3 碳孤子方程的精确解

 

11．4 本章小结

 

第Ⅴ篇 中国碳排放权交易市场的发展及其国际借鉴

 

第12章 中国碳交易市场发展现状与问题

 

12．1 中国碳交易市场发展缘起与历程

 

12．2 中国碳交易制度设计与安排

 

12．3 中国碳交易市场存在的主要问题

 

12．4 本章小结

 

第13章 国际经验对中国碳交易市场发展的启示

 

13．1 建立健全相关法律法规制度

 

13．2 完善中国碳交易制度设计

 

13．3 制定合理的中国碳市场定价机制

 

13．4 建立碳价格调控机制

 

13．5 建立完备的碳金融市场监管机制

 

13．6 本章小结