[論文レビュー] Decarbonization of financial markets: a mean-field game approach

P. Lavigne, Peter Tankov|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2023

Climate Change Policy and EconomicsEconomics, Econometrics and Finance被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、気候移行リスク下で、投資家のポートフォリオによって決定される確率的ディスcountファクターを通じて相互作用する企業が、気候政策の不確実性のもとで排出戦略を最適化する、平均場ゲームの枠組みを用いて大規模金融市場の脱炭素化をモデル化する。不確実性が排出量と株価スプレッドを拡大するが、グリーン志向の投資家は排出量を低減し、価格差を縮小することでこの影響を逆転させる。

ABSTRACT

We develop a financial market model in which a large population of firms chooses dynamic emission strategies under climate transition risk, interacting with both environmentally concerned and neutral investors. Firms face a trade-off between financial returns and environmental performance, while their decisions are coupled through an equilibrium stochastic discount factor determined by investors' portfolio allocations. The framework is formulated as a mean-field game, for which we establish existence and uniqueness of a Nash equilibrium among firms. We propose a convergent numerical scheme to compute the equilibrium and use it to study how climate transition risk and green-minded investors affect decarbonization dynamics and asset prices. Our results show that uncertainty about future climate risks and policies increases aggregate emissions and widens valuation spreads between green and brown firms. Although environmentally concerned investors can partially offset these effects by raising the cost of capital for high-emission firms and incentivizing emission reductions, policy uncertainty weakens their impact. Even a large share of green-minded investors is insufficient to reverse emission growth when future climate policies are unclear, highlighting the crucial role of credible and predictable climate policy in enabling financial markets to support decarbonization.

研究の動機と目的

• 気候移行リスク下で、企業と投資家が参加する確率的ゲームとして、大規模金融市場の動的脱炭素化をモデル化すること。
• 気候政策の不確実性およびグリーン志向投資家の存在が、企業の排出戦略と資産価格に与える影響を分析すること。
• 異質な投資家嗜好と確率的排出スケジュールを有する大規模市場における均衡ダイナミクスの理論的・計算的フレームワークを確立すること。
• 環境的関心と政策の不確実性が集計排出量とグリーン企業と browm企業の株価スプレッドに与える影響を定量すること。

提案手法

• 同一の小規模企業の連続体と2種類の大型投資家（通常型およびグリーン志向型）を想定し、対称的相互作用と共通ノイズを用いて、平均場ゲームとして市場を形式化する。
• 企業の排出意思決定を、財務パフォーマンス（株価）と環境的ペナルティ（炭素コスト）のトレードオフを最適化する確率的制御問題としてモデル化し、気候リスクの不確実性を反映する確率的炭素コストを導入する。
• 投資家のポートフォリオから均衡確率的ディスcountファクターを導出し、共通ノイズと平均場にのみ依存するが、古典的資産価格理論と整合的である。
• 厳密な平均場ゲーム理論を用いて、平均場極限におけるナッシュ均衡の存在と一意性を証明し、解析的および数値的取り扱いの可能性を確保する。
• 均衡を計算する収束性を有する数値アルゴリズムを開発し、気候リスクおよび投資家構成のさまざまなシナリオ下での市場ダイナミクスのシミュレーションを可能にする。
• モンテカルロシミュレーションを用いて集計排出量と株価の分布を推定し、気候リスク（γ）、グリーン投資家の関心（λ）、および割合（ρ）などの主要パラメータの感度分析を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 今後の気候政策に関する不確実性が、大規模金融市場における企業の均衡排出量と株価にどのように影響するか？
• RQ2 グリーン志向投資家の存在が、企業の脱炭素化ダイナミクスおよびグリーン資産とブラウン資産の相対的価格に与える影響は何か？
• RQ3 炭素コストの確率的性質が、企業の最適排出戦略と市場全体の脱炭素化結果にどのように影響するか？
• RQ4 グリーン投資家の存在と環境規制の厳しさが、集計排出量をどれほど低減させ、グリーン企業とブラウン企業の間の価格スプレッドをどれほど縮小するか？
• RQ5 気候リスク（γ）、グリーン投資家の関心（λ）、グリーン投資家の割合（ρ）の変化が、企業株価の排出効率への感受性に与える影響はどの程度か？

主な発見

• 気候政策に関する不確実性が高まる（γが増加する）と、グリーン投資家がいなくても、集計排出量が上昇し、グリーン企業とブラウン企業の株価スプレッドが拡大する。
• 気候リスク（γ）が高まるほど、排出効率（P2）に対する株価感受性が増大する。これは、不確実性下で炭素効率の高い企業が相対的により価値あるものとなるためである。
• グリーン志向投資家は排出量を低減する。環境的関心パラメータλを上昇させると、グリーン投資家が存在しない市場と比較して平均排出量が15%〜20%削減される。
• グリーン投資家の割合（ρ）は排出量に強く抑制的効果を及ぼす。ρを0から1.0に引き上げると、平均排出量が低下し、排出効率（P2）に対する価格感受性が約5%〜10%低下する。
• 企業価値（P1）に対する価格感受性は、さまざまなシナリオにおいて比較的安定しており、企業の基本的価値は気候リスクやグリーン投資家の存在よりも排出効率の変化に影響を受ける程度が小さいことを示している。
• 本モデルは、グリーン投資家参加度が高い市場では、すべての企業が排出量を減らし、配当を下げ、株価も低下するが、グリーン企業の相対的優位性が、気候リスクへの露出が低いことから高まると予測している。