王敬敏 朱益平

華北電力大學經(jīng)濟管理系 河北 保定 071003

0 引言

溫室效應(yīng)引起的氣候災(zāi)害已經(jīng)嚴重危害人類賴以生存的自然環(huán)境，低碳已經(jīng)成為了全球共同的話題。最近召開的“德班氣候會議”正在驗收各國家第一承諾期的成果，并討論下一承諾期的要求。但再好的承諾也要以強大的行動作保障，減碳目標最終要落實在企業(yè)或個人的行動上。企業(yè)實施電力需求側(cè)管理（DSM）是一種常見的低碳投資行為，在生產(chǎn)制造企業(yè)進行設(shè)備（工藝）節(jié)能改造或負荷管理，在節(jié)電的同時也減少了碳排放。對DSM的成本效益進行分析可以判斷DSM項目是否可行，影響著企業(yè)的低碳投資決策。隨著我國區(qū)域碳交易市場化的建立和逐步完善，傳統(tǒng)的DSM成本效益模型已經(jīng)難以準確計量新環(huán)境下的綜合成本效益，因此，完善并改進效益模型，正確指導企業(yè)低碳經(jīng)濟下的減碳決策，現(xiàn)實意義重大。

國內(nèi)文獻中對DSM成本效益分析多集中于各參與方的設(shè)備購買或改造成本和節(jié)電效益［1－5］，雖然也有文獻考慮到了DSM的環(huán)境效益［6］、市場因素的影響［7］、以及實施DSM的風險和不確定因素［8］，但以上文獻中都沒有考慮到DSM的減碳效益，忽視了碳交易市場中的碳交易帶來的減碳利益，不能準確計量低碳背景下DSM減碳的綜合成本效益，也無法正確指導企業(yè)低碳投資決策。國外文獻對DSM成本效益分析多集中于各參與方成本效益的數(shù)據(jù)分析、優(yōu)化、計算機仿真等［9－12］。此外，為適應(yīng)新時期的發(fā)展要求，國外學者也作出一些改進，文獻［13］針對DSM項目的效益，成本，可行性，效率和利益相關(guān)者接受等特性，以印度電力部門實施DSM為實例，提出了多指標DSM評價體系；文獻［14］在DSM成本效益模型基礎(chǔ)上，采用倒負荷持續(xù)曲線（ILDC）來計算非負荷管理方式下的DSM效益問題，但以上文獻均未考慮DSM的減碳效益。為此，本文首先論述了碳交易市場化DSM綜合成本效益的構(gòu)成，構(gòu)建基于碳交易市場化環(huán)境下的企業(yè)DSM綜合成本效益模型，以此為基礎(chǔ)，根據(jù)綜合效益成本的好壞，為企業(yè)低碳投資決策提供幾點建議，以供參考，以提高企業(yè)在低碳環(huán)境下的生存力與發(fā)展力。

1 碳交易市場化背景下的DSM成本效益的構(gòu)成

參考DSM成本效益方面的文獻，結(jié)合碳交易市場化新環(huán)境的要求，本文認為，企業(yè)DSM低碳投資項目的綜合成本效益包含三大部分：為實現(xiàn)低碳目標而進行DSM的總成本Cde、總效益B以及出售（購買）碳排放權(quán)產(chǎn)生的效益（成本）Bc，其成本效益即：

此外，為了完善綜合DSM成本效益模型，本文在上式考慮了一下改進內(nèi)容：

1）將資金的時間價值考慮到企業(yè)DSM成本效益分析中去。

考慮連續(xù)一段時間（幾年）低碳投資的成本效益，將這幾年的效益折合到“現(xiàn)在”這一時間點上，綜合看待DSM下的低碳投資效果。

2）增加調(diào)整系數(shù)。

為了鼓勵長期進行DSM（低碳投資）的企業(yè)以及考慮到低碳投資的而產(chǎn)生的長期利益，對其DSM效益基礎(chǔ)上乘上一個調(diào)整系數(shù)（＞1），并且后幾年的調(diào)整系數(shù)將有所提高。

3）增加約束條件

企業(yè)實行DSM進行設(shè)備節(jié)能改造或者負荷管理減少的碳排放量，購買（或者出售）的碳排放量，與政府下達的減碳指標有如下關(guān)系：

設(shè)實施DSM減少的CO2為x，在碳交易市場購買碳排放量為y1，出售量為y2，政府下達企業(yè)的減碳指標為s，以上數(shù)據(jù)存在以下關(guān)系：

下文將闡述DSM成本效益的構(gòu)成，包括：碳交易效益（成本）、總成本、總效益。

2 碳交易定價模型

2.1 碳價格及其影響因素分析

碳交易效益（成本）是出售（購買）的碳排放量以及碳價格決定的，即

碳交易市場上的碳價格Pc有兩個因素決定：一是市場碳交易雙方的供需關(guān)系，二是國家對區(qū)域碳交易的宏觀調(diào)控。兩個影響因素具體闡述如下：

1）市場碳交易雙方的供需關(guān)系

假設(shè)企業(yè)在做減碳行為決策之前，碳交易市場有個初始碳定價Pc，DSM的單位減碳成本（Unit Cost of Carbon Reduction：UCCR減少一個單位的碳排放的DSM成本減效益）會與初始碳定價進行比較：

其中Q為減碳量；

第二種情況下，企業(yè)勢必會將富余的碳排放y2放在碳排放市場上交易，隨著新的供方加入，市場競爭加劇，碳定價會降低，企業(yè)進行DSM較少的碳排放的富余量帶來的利潤將減少，導致企業(yè)停止進行低碳投資（完成政府下達的碳排放指標即可），然后碳交易市場供方減少，碳定價隨之而又上身。由此可見，碳定價Pc是隨著碳交易供需關(guān)系而動態(tài)變化的。

2）碳定價Pc受政府宏觀調(diào)控

從政府的角度出發(fā)，制定碳定價要使得社會總效用最大，即達到碳交易雙方的納什均衡，使得我國碳交易市場健康持續(xù)發(fā)展。

2.2 基于納什均衡的碳排放交易定價模型

碳交易中的碳定價是動態(tài)變化的，這主要取決于碳交易市場的供需關(guān)系和政府的宏觀調(diào)控［15,16］。本文擬構(gòu)建信息不對稱情況下納什離散動態(tài)均衡模型，以確定碳交易中的碳定價問題，并尋求社會效益最大化和企業(yè)自身持續(xù)效益最優(yōu)的納什均衡點。

2.2.1 動態(tài)納什均衡定價策略

首先以總成本最小為目標，進行約束規(guī)劃

qi為每個交易主體提供或者買入的碳排放量，供應(yīng)方時qi≥0；買入方時qi≤0。

供給函數(shù)的線性部分參數(shù)ai和bi是市場參與者的決策變量，在參與主體策略選擇（c-iq-i）一定的情況下，第個參與主體策略選擇由以下優(yōu)化模型確定：

2.2.2 信息不對稱情況下納什均衡定價策略

p*（λ）=max｛p│s（p）＝λθ｝ λ∈［0，1］λ為供應(yīng)系數(shù)，θ為賣家的出售量，s（p）是價格為p時的支付函數(shù)。

目標函數(shù)代表效益最大p0為非戰(zhàn)略買家意愿支付的最高價格，

其中

因此均衡價格p*（λ*）滿足

根據(jù)理性參與人效益最大化原則得到：

3 碳交易市場化背景下的DSM成本效益模型

3.1 總效益模型

企業(yè)實施DSM而進行低碳投資的效益，包括減少的電力費用、補償?shù)亩惵驶蛘峁┑馁Y金支持（補貼）和消費者對低碳產(chǎn)品的青睞帶來的額外收益。

企業(yè)實施DSM的綜合效益為：

式中：

Pt為電價；

DWeq為新舊電力設(shè)備的容量差DWeq＝DW舊－DW新；

Btax為企業(yè)獲得的政府支持資金，包括補貼、優(yōu)惠信貸、折扣、稅收優(yōu)惠等；

Bx為消費者對低碳產(chǎn)品的青睞帶來的額外收益。

企業(yè)實施第i年DSM的綜合效益為：Bi=Pti×DWeqi+Btaxi+Bxi

考慮資金的時間價值后，企業(yè)實施N年后DSM的綜合效益為：

DR為電力用戶（企業(yè)）折現(xiàn)率。

為鼓勵連續(xù)幾年實施DSM減碳的企業(yè)，引入綜合效益的調(diào)整系數(shù)λ（λ＞1）后，企業(yè)實施N年后DSM的綜合效益為：

3.2 總成本模型

企業(yè)實施DSM而進行低碳投資投入的成本，包括初始設(shè)備投資費用（除去電網(wǎng)公司折扣，包括新設(shè)備購買費和設(shè)備節(jié)能改造或翻新費用）、設(shè)備造成不便的費用、增加的運行和維護費用。

企業(yè)實施一年DSM的綜合成本為：

式中：

Ceqn為新設(shè)備購買費；

Ceqo為舊設(shè)備節(jié)能改造或翻新費用；

Cic為改造期間設(shè)備使用不便造成的費用；

Cma為新設(shè)備增加的運行和維護費用。

企業(yè)實施第i年DSM的綜合成本為：Ci＝Ceqni+Ceqoi+Cici+Cmai

考慮資金的時間價值后，企業(yè)實施N年后DSM的綜合成本為：

3.3 綜合成本模型

根據(jù)上文分析，企業(yè)實施DSM減碳綜合成本效益

上式即為碳交易市場化環(huán)境下的企業(yè)DSM綜合成本效益模型，其中碳價格q由基于納什均衡的碳排放交易定價模型來確定。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文以企業(yè)實施DSM為例，以低碳經(jīng)濟及碳交易市場環(huán)境為背景，對傳統(tǒng)DSM成本效益模型做出了一些改進，包括引入碳定價模型、增加了激勵機制、考慮了時間價值以及增加碳定額約束條件等，構(gòu)建了碳交易市場化環(huán)境下的DSM綜合成本效益模型，希望能為我國企業(yè)進行低碳投資提供一定依據(jù)，為我國低碳建設(shè)提供幫助。

4.2 建議

了提高企業(yè)在低碳環(huán)境下的生存力與發(fā)展力，針對企業(yè)實施DSM減碳這一環(huán)節(jié)，本文提出以下建議：

1）根據(jù)不同的減碳環(huán)境作出最優(yōu)的低碳投資決策

減碳環(huán)境即是成本效益的大小，如果進行節(jié)能改造效益較高、出售碳排放權(quán)能獲取較高利潤、DSM成本較低，則減碳環(huán)境較好，反之亦然。低碳投資決策即低碳投資力度，包括進行多大力度的節(jié)能改造、投入多少資金等。為了較為明晰表現(xiàn)出不同減碳環(huán)境下的最優(yōu)低碳投資決策，構(gòu)建表1如下：

表1 不同低碳投資環(huán)境下的最優(yōu)決策行為表

2）全面認識低碳投資行為帶來的效益

大多數(shù)企業(yè)進行低碳投資行為時僅僅考慮到經(jīng)濟效益，往往忽視了一些“隱形”的效益，例如低碳投資后企業(yè)聲譽和品牌形象的提升、設(shè)備 （工藝）能效水平的提高、消費者對低碳產(chǎn)品的青睞、政府對低碳投資行為的補貼等，而這些隱形效益占總效益的很大一部分，認識這些隱形效益有助于全面科學看待低碳投資行為，從而調(diào)動企業(yè)主動節(jié)能減排的積極性，而不是必須完成減碳指標下的被動減排。

3）完善低碳投資項目的節(jié)能計量體系

效益計量工具的落伍導致大部分低碳投資項目的成本均高于效益，企業(yè)虧損，投資積極性不高，此外缺乏對設(shè)備改造后的減少的碳排放量的科學的計量工具，也導致企業(yè)對減排力度和完成量認識不清，難以做出有效的減碳計劃。完善低碳投資項目的節(jié)能計量體系，包括對節(jié)電和減碳的計量，使之更加準確，以保證節(jié)能計量的精度。一方面能衡量低碳投資后的減碳量是否滿足國家下達的減碳指標量，另外，準確計量富余的減碳量也是計量碳交易產(chǎn)生的效益的前提。節(jié)能計量體系包括節(jié)能計量設(shè)備、計量方法、計量規(guī)則等，全面落實并完善節(jié)能計量體系意義重大。

［1］唐捷，任震，高志華等.峰谷分時電價的成本效益分析模型及其應(yīng)用［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2007,31（6）：61－65.

［2］劉海濤，龔樂年.關(guān)于實施需求側(cè)管理項目的成本效益分析［J］.電力自動化設(shè)備，2002，22（10）：31－33.

［3］董雪，羅滇生，姚建剛等.湖南省電網(wǎng)DSM技術(shù)舉措的應(yīng)用研究［J］.繼電器，2007，35（12）：61－64.

［4］段銣，張彩慶，劉愛芳.電力市場環(huán)境下需求側(cè)管理的成本效益分析模型及優(yōu)化［J］.華東電力，2005，33（4），7－10.

［5］唐為民，王蓓蓓，劉福斌等.需求側(cè)管理成本效益最優(yōu)化分析［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2002，26（12）：49－52.

［6］陳超仁，余岳峰，胡子孝，黃日星，程韌俐.DS評估模型及新發(fā)展［J］.電力需求側(cè)管理，2004,6（6）：16－19.

［7］宋宏坤，李揚，唐國慶.市場環(huán)境下電力需求側(cè)管理項目評估模型的改進［J］.電力需求側(cè)管理，2008，（1）：19－21.

［8］王綿斌，譚忠富，曹福成等.考慮不確定性因素的需求側(cè)管理成本效益分析模型［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2006,30（14）：59－63.

［9］Rosenstock S J.Issues in demand side management programs operated by electric utilities in the united states［J］.IEEE Transactions on Power Systems，1993，8 （3）：1560－1572.

［10］Chen Jianming，Nilee F，Breiplhl A M，et al.Scheduling direct load control to minimize system operation cost［J］.IEEE Transactions on Power Systems，1995，10 （4）：1994－2001.

［11］ARIF S.Malik.Dynamic generating costs in dsm planning［J］.ENERGY,1999（24）:1－8.

［12］Lawrence J.Hill and Marilyn A.Brown.Issues in assessing the costeffectiveness of coordinated DSM programs［J］.Utilities Policy,Vol.5,No.1,pp.47－53,1995

［13］Sanjay Vashishthaa,M.Ramachandranb.Multicriteria evaluation of demand side management （DSM）implementation strategies in the Indian power sector［J］.Energy,31,2006

［14］S.RAHMAN,J.PAN,and A.R.OSAREH.A simplified technique for screening utility dsm options for their capacity and operational benefits ［J］.ENERGY.VOL.21,NO.5,PP.401－406,1996

［15］Convery,F.J.,Redmond,L.Market and price developments in the European Union Emissions Trading Scheme［J］.Review of Environmental Economics and Policy,2007，1（1）:88–111.

［16］Chevallier J.Carbon futures and macroeconomic risk factors:a view from the EU－ETS ［J］.Energy Economics,2009,31（4）:614－625.