温室气体诱发全球极端气候及生态环境恶化已引起全球科学家和各国政客的高度关注,因此控制温室气体排放和环境保护已经成为政治和学术关注的热点话题。碳金融市场作为优化社会与环境资源配置、调剂社会资金流向低碳产业链的重要途径和经济手段。目前碳排放供需方、金融机构、投资者、套利者等市场参与者对碳排放交易风险缺乏足够的理解,防范市场交易风险能力相当脆弱,非常缺乏碳金融产品的投资组合、风险管理以及套期保值的管理技能。　　本文研究是以定量分析为主,定性分析为辅的研究方法,运用多种数理统计方法实证检验碳排放现货与期货市场行为特征、碳排放便利收益期权特性和碳排放现货与跨期碳排放期货资产套期保值策略,以及运用延伸转换期权定价模型定量分析市场参与者凭借便利收益期权特性实现超额的市场套利收益。现将本文的主要研究内容和研究成果总结如下:　　首先,运用ADF、EG两步法、ECM模型和GARCH模型实证检验了碳排放现货与期货市场价格有效性、价格波动率的聚集效应市场行为特征。碳排放现货价格与不同到期日碳期货价格具有非平稳的时间序列,碳排放现货价格与期货价格具有稳定的协整关系。碳排放现货与期货市场价格具有显著的聚集效应和杠杆效应,且非对称性能使碳排放价格波动率有放大趋势。创新地构建了一个新的碳排放期货定价和持有成本的N因素仿射模型,运用卡尔曼滤波和最大似然法对仿射模型进行模拟分析。所有不可观察的状态变量具有明显的均值回复过程,状态变量均值回复速度、市场风险溢价和价格波动率以及各状态变量的相关性都表现出较强的显著性,且二因素和三因素仿射模型能够准确地描述和预测碳排放期货价格的运动趋势。碳排放持有成本呈现明显的均值回复过程,三因素仿射模型能够较准确地模拟和预测碳排放持有成本的运动趋势。　　其次,将便利收益认为是一种看涨或看跌期权,检验碳排放便利收益驱动因素、期权特性以及资产转换期权价值。验证了碳排放便利收益与现货价格及其波动率和市场利率具有显著的正相关性,与期货价格及其波动率呈现负相关性,且碳排放便利收益具有显著的自相关性。在检验碳排放便利收益具有显著的期权特性基础上,运用修正的资产转换期权定价模型,市场参与者通过便利收益的期权特性优化调整碳排放现货与期货资产组合策略,实现超额的市场套利收益。　　再次,检验隐藏在期货市场中的跨期碳排放便利收益的期权特性和跨期碳排放期货资产转换期权价值。运用EG模型检验发现隐藏在期货市场中跨期碳排放便利收益均表现出非平稳的时间序列,不同到期日碳排放期货资产具有稳定的协整关系。在验证跨期碳排放便利收益具有显著的期权特性基础上,市场参与者根据隐藏在期货市场中的跨期碳排放便利收益的期权特性,灵活地优化调整不同到期日碳排放期货资产组合,通过跨期碳排放期货资产转换实现超额的投资收益。　　然后,在验证碳排放期货错误定价基础上,实证检验基差、持有成本理论和偏离持有成本理论三种机制状态下碳排放现货与期货的动态套期保值比率及绩效评价。运用持有成本理论验证了碳排放期货错误定价误差是随着时间变化而随机变化的。运用ECM模型检验在三种机制下碳排放现货与期货资产的静态套期保值效果发现,以修正后OLS方程残差作为误差修正项时,碳排放现货与不同到期日期货资产套期保值比率略微比其他两种机制下套期保值比率表现出较高值,其资产套期保值效果有明显地提高。通过ECM-GARCH模型对碳排放现货与不同到期日期货资产进行动态套期保值,相对于静态套期保值相比,资产组合收益风险下降幅度更明显些。基于偏离持有成本理论,创新地揭示碳排放期货市场干扰下条件波动率、现货与期货市场噪音的相关系数均对动态套期保值比率及其绩效有重要的影响,验证了市场参与者借助历史市场信息调整碳排放现货与期货资产的投资组合尺寸,可以有效地降低资产组合收益风险。　　最后,构建了基于单因素和二因素期货定价模型的跨期碳排放期货资产动态套期保值比率及其绩效评价。跨期碳排放期货资产的单因素和二因素套期保值比率随着时间变化而呈现动态变化趋势,且随着跨期期限递增,单因素和二因素的动态套期保值比率平均值均有逐步下降趋势。与单因素套期保值相比,随着跨期期限增加,市场参与者利用二因素套期保值比率进行跨期碳排放期货资产的投资组合,收益风险下降幅度有明显地改善,二因素套期保值对跨期期限较长的碳排放期货资产投资组合效果更加明显。在偏离持有成本理论下,跨期碳排放期货市场干扰下条件波动率和市场噪音相关系数均具有时变性特征,创新地揭示在偏离持有成本理论下跨期碳排放期货市场干扰下条件波动率与市场噪音条件相关系数对动态套期保值比率与绩效的影响程度。　　实证研究便利收益对碳排放资产转换期权价值以及套期保值策略影响程度不仅有利于市场参与者正确地理解碳排放市场行为特征,掌握碳排放便利收益驱动因素和期权特性,通过便利收益灵活地调整碳排放现货与期货资产组合以及跨期碳排放期货资产组合策略,实现超额的市场套利收益;还有利于市场参与者优化碳排放资产的投资组合尺寸,做出科学的资产组合投资决策,有效地降低资产组合收益风险,增强资产组合风险管理与控制技能,上述研究成果有重要的理论创新和实践应用价值。