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碳排放权交易机制的一个重要理论依据是科斯定理。科斯定理可以从两方面理解，一是在产权界定明确且可以自由交易的前提下，如果交易成本为零，无论最初产权属于谁都不影响资源配置效率，资源配置将达到最优；二是在存在交易成本即交易成本为正的情况下，不同的权利界定会带来不同效率的资源配置。在实践中，完全满足科斯定理的条件是不存在的，交易费用不可能为零，但是科斯定理指明了碳排放权交易是以产权经济学基本原理为理论基础的。具体交易方式是由政府部门确定全国碳排放权总量，并在总量范围内将碳排放权分配给各个控排企业使用，各控排企业可以根据自己的实际情况决定是否进行转让或进入市场交易等操作，从而达到控制碳排放和实现经济效益的目标。在中国，虽然对碳排放权的产权性质仍未得到法律层面的定位，但是通过政府制定行政制度进行配额分配，仍然可发挥市场机制作用。
碳排放权交易国际实践具体做法一般是：在一个碳排放权交易体系下，由政府机构在一个或多个行业中设定排放总量，并在总量范围内发放一定数量的可交易配额，一般每个配额对应一吨二氧化碳排放当量。
碳排放权交易体系中控排企业要为其承担责任的排放量上缴碳配额。初始配额可能会免费获得或有偿向政府购买。控排企业及其他主体还可选择交易配额或跨期存储配额，以供未来使用。根据不同规则，还可使用从其他渠道获取的合法排放量单位，如国内碳抵消机制（来自总量控制范围之外的行业）、国际碳抵消机制或其他碳排放权交易体系。
控制配额总量数量可以通过市场影响配额价格，以形成鼓励减排的激励机制。如，更严格的总量控制转化为更少的配额供应，在其他条件完全相同的情况下，配额价格往往较高，从而起到强有力的减排激励作用。此外，通过市场交易，使配额的价格趋同形成价格信号，有利于发展低碳商品与服务。政府制定配额总量预期目标可形成长期市场信号，以指导控排对象相应调整规划与投资策略。配额可免费分配或予以出售（通常以拍卖形式），免费配额分配应综合考虑历史排放量、产量和/或能效标准等因素。配额交易不仅有助于形成透明的价格，还能增加政府的财政收入。政府可将此收入用于各类用途，例如资助气候行动、支持创新或帮助低收入家庭等。
此外，碳排放权交易体系还可运用其他机制为价格可预测性、成本控制及市场有效运作提供支持。配额出售应充分考虑各种碳减排政策和产业政策的协同效应，使碳减排政策与碳市场所要达到的价值目的相一致。通过落实监测、报告、核查体系和执行违规处罚等举措，可确保碳排放权交易体系的完整性。其中，建立登记制度有助于营造碳排放权交易体系的诚信环境。
在向登记处发放配额时会对应唯一的序列号，允许在注销配额或配额在不同参与者之间交易时进行跟踪。市场监管规定保障交易活动具有更广泛的可信度。不同司法管辖区可选择通过相互承认配额或其他形式的碳排放权单位（例如抵消量等）直接或间接链接其碳排放权交易体系。此类链接不仅能够拓宽以最低成本实现减排目标的渠道，还有助于为进一步减排吸引资源，为市场流动性提供支持，并使得碳定价领域的政治合作成为可能。
