薛貴元，吳 晨，王浩然，張慧敏，李 晏，崔茗莉，馮天天

（1. 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司 經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院，江蘇 南京 210000；2. 中國地質(zhì)大學(xué)（北京） 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，北京 100083）

0 引言

碳排放交易機(jī)制，是最典型的市場激勵型碳減排政策工具。為實現(xiàn)“30·60”減排目標(biāo)，2021 年7 月16 日全國碳市場正式上線運行[1]。

電力行業(yè)是目前我國最大的單一碳排放行業(yè)，約占各行業(yè)總排放量的51%[2]。國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021 年，我國火力發(fā)電量占總發(fā)電量的71.13%。電力行業(yè)仍然是我國CO2排放的主體，也因此成為碳市場重點管控的對象。在發(fā)展初期，2 225 家發(fā)電企業(yè)被納入為重點排放單位，其CO2總排放量約45 億t，從而構(gòu)成了全球最大的碳市場[3]。

碳市場與電力市場的運行機(jī)制相對獨立，但均期望引導(dǎo)企業(yè)降低碳排放[4]。由于全國碳市場交易尚不成熟，且電力市場也處于市場化改革過程中，所以充分挖掘電力企業(yè)的減排潛力具有必要性。

本文針對碳市場與電力市場的協(xié)同發(fā)展展開分析，探索發(fā)揮政策工具效用、實現(xiàn)能源格局調(diào)整的重要路徑。

1 我國碳市場運行機(jī)理及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國碳市場運行機(jī)理

目前，根據(jù)交易類型，全國碳市場可分為自愿減排和強(qiáng)制減排2 部分，如圖1。圖中，強(qiáng)制減排市場又稱碳配額市場，主要進(jìn)行碳配額交易，是全國碳市場的主要構(gòu)成部分。

圖1 我國碳市場運行機(jī)理Fig. 1 The operation mechanism of national carbon market

我國碳市場運行機(jī)制：首先，在一級市場中，政府通過設(shè)定碳排放總量，根據(jù)分配方法將碳配額發(fā)放給被納入碳市場的發(fā)電企業(yè)，并對其履約情況進(jìn)行監(jiān)督。其次，參與碳交易的發(fā)電企業(yè)自行進(jìn)行碳排放管理，根據(jù)配額余缺情況，可在碳市場中進(jìn)行買賣，碳交易價格由市場決定。如果某企業(yè)實際排放量低于配額（如火電廠B），可將富余的配額在碳市場中出售并獲利；反之，如果企業(yè)實際排放量高于配額（如火電廠A），可選擇自行減排或購買配額。最后，發(fā)電企業(yè)需在一定時期內(nèi)進(jìn)行碳配額的清繳和履約，未完成者將受到相應(yīng)處罰。

此外，自愿減排市場是我國碳市場的補(bǔ)充部分，是進(jìn)行國家核證自愿減排量（CCER）交易主要場所。光伏發(fā)電企業(yè)、國有林場、集體經(jīng)濟(jì)組織、林業(yè)局等是擁有減少CO2排放項目的主體，其通過國家備案核證機(jī)構(gòu)的核準(zhǔn)獲得CCER， 并成為CCER 的提供方。CO2排放企業(yè)可以在國家溫室氣體自愿減排交易中心購買CCER 來抵消碳配額。目前規(guī)定：抵消比例不得超過應(yīng)清繳碳配額的5%。

1.2 我國碳市場發(fā)展現(xiàn)狀

從交易情況來看，全國碳市場交易量的“潮汐”現(xiàn)象明顯：交易高峰主要集中在開市初期、總量核定時期和臨近履約期。如圖2 所示，全國碳市場2021 年7 月16 日上線運營之后，首日成交量410 萬t，成交額2.1 億元，但后續(xù)的交易較為冷淡，處于波動狀態(tài)。由于9 月末碳配額總量核定發(fā)放，9 月29 日、9 月30 日這2 日成交量增幅明顯，平均日達(dá)908.62 萬t，之后仍波動明顯。至11 月中下旬后，臨近履約期，成交量再次攀升。（數(shù)據(jù)來源：上海能源環(huán)境交易所）。

圖2 我國碳市場成交量曲線Fig. 2 Trading volume curve of national carbon market

根據(jù)目前交易量的測算可知，全國碳市場交易換手率在3%左右?？傮w來看，全國碳交易市場活躍度仍有較大的提升空間。

從成交價格上看，碳價相對合理，基本在40～60 元/t 的范圍內(nèi)波動，但穩(wěn)定性不足。如圖3所示，2021 年7—8 月，由于碳市場剛剛開市，碳價基本穩(wěn)定在50 元/t 左右；8 月開始碳價逐步下降，10 月末降至42 元/t 左右；臨近履約期時，碳價逐步上升至54 元/t。整體上看，碳價雖波動較大，但基本反映了電力行業(yè)在當(dāng)前減排目標(biāo)下的邊際負(fù)外部成本水平。（數(shù)據(jù)來源：上海能源環(huán)境交易所）。

圖3 我國碳市場收盤價曲線Fig. 3 Closing price curve of national carbon market

從履約情況上看，全國碳市場的第一個履約周期履約完成率為99.5%，履約情況整體良好。截至2021 年12 月31 日，碳排放配額累計成交量達(dá)1.79 億t，成交額達(dá)76.84 億元。整體上看，全國碳排放權(quán)交易市場向好趨勢明顯，但成熟度有待進(jìn)一步提升[5-8]。

1.3 我國碳市場發(fā)展存在的問題

（1）整體架構(gòu)和配套制度方面

目前，全國碳市場發(fā)展路線還沒有明確的規(guī)劃方案。如果沒有形成一個涵蓋近期、中期及遠(yuǎn)期的減排目標(biāo)和發(fā)展路線圖，全國碳市場發(fā)展的預(yù)期將不明確，也無法釋放出有效的價格信號[9]。

自2011 年至今，政府已經(jīng)頒布了一些相關(guān)的政策，且試點省市的地方性法規(guī)和規(guī)章也在不斷出臺。這些政策目前尚無法滿足整體市場的需求。因此，在管理制度與條例方面，全國碳市場不但缺乏“碳排放交易法”這類高效力的法律文件，且總體框架尚不完善，需要細(xì)化各項管理制度和條例，統(tǒng)一全國控排企業(yè)的報告模板、統(tǒng)計方法、核查機(jī)制、配額管理等[10]。

（2）定價機(jī)制方面

目前，我國碳交易市場沒有自己的定價機(jī)制，缺乏反映碳排放許可權(quán)稀缺性的價格機(jī)制。由于碳交易價格一般是依據(jù)國外的定價機(jī)制來定價，故成交價格偏低，不能反映交易標(biāo)的的真實價值[11]。碳價較低的體制運行背景，會造成經(jīng)濟(jì)信號無法準(zhǔn)確釋放，無法促使污染者自行減排、縮小其污染活動規(guī)?；蛲Ｖ刮廴净顒覽12]。

目前全國碳市場的交易產(chǎn)品以配額現(xiàn)貨為主，沒有期貨、期權(quán)、遠(yuǎn)期、互換等衍生品的進(jìn)入；市場金融環(huán)境不足，交易品種單一，缺乏相應(yīng)的價格發(fā)現(xiàn)和風(fēng)險管理工具。該格局雖然降低了炒作投機(jī)的風(fēng)險，但也不利于市場資金規(guī)模擴(kuò)大和市場活躍度的提升。

（3）配額分配機(jī)制方面

目前，國家發(fā)放的配額過于寬松：碳市場沒有設(shè)置總量，試點企業(yè)的排放量之和即為配額總量；對發(fā)電廠分配的配額數(shù)量較多；高排放企業(yè)能購買到足夠的配額，低排放企業(yè)配額盈余，造成碳市場交易沒有對手方的現(xiàn)實情況[13-16]。此現(xiàn)象會造成減排貢獻(xiàn)力度大的“優(yōu)等生”無法通過減排體現(xiàn)碳資產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)價值，也不利于節(jié)能減排技術(shù)的進(jìn)步和碳市場價值的體現(xiàn)。

當(dāng)前碳配額的分配方式為免費發(fā)放。該發(fā)放方式?jīng)Q定了碳市場交易難以兼顧價格穩(wěn)定和持續(xù)流動性。從全國碳市場上線后的表現(xiàn)看，在關(guān)注碳價的同時，更值得關(guān)注的是流動性不足的隱患。交易量嚴(yán)重不足，則碳價也缺乏支撐。

（4）缺乏專業(yè)人才

對于政府而言，中國的碳交易制度尚在不斷發(fā)展中，各方面規(guī)則有待完善，制度制定者對碳交易相關(guān)理論不熟悉；對于高排放企業(yè)而言，碳交易是企業(yè)新增加的一大成本，而且企業(yè)目前缺乏熟悉碳交易規(guī)則和交易風(fēng)險規(guī)避的人才；對于交易參與人員而言，各地區(qū)碳交易規(guī)則各異，需根據(jù)具體情況開展交易。目前熟悉碳交易規(guī)則并能靈活進(jìn)行實踐的人才較少。未來，社會需要培養(yǎng)更多的專業(yè)技術(shù)人才，從而滿足發(fā)展需要。

2 碳市場與電力市場協(xié)同發(fā)展機(jī)制——以江蘇為例

2.1 江蘇電力市場發(fā)展現(xiàn)狀

以供需水平為視角。江蘇電網(wǎng)2020 年全口徑發(fā)電量5.073 6×1014kW·h，2020 年全社會用電量為6.374×1014kW·h，增速為1.7%：電力需求量遠(yuǎn)大于電力供給量。

以電源結(jié)構(gòu)為視角。江蘇火力發(fā)電量占總發(fā)電量的86.95%，占比較高。

以交易主體為視角。江蘇電力市場交易參與方主要有發(fā)電行業(yè)、電力用戶、電網(wǎng)企業(yè)、江蘇電力交易中心有限公司、電力調(diào)度機(jī)構(gòu)以及儲能企業(yè)。

以交易方式為視角。江蘇電力市場的交易主要為中長期電力市場交易和電力現(xiàn)貨市場交易，且實現(xiàn)了2 個市場的有效銜接。在電價方面，煤電上網(wǎng)電價在“基準(zhǔn)價+上下浮動”范圍內(nèi)形成市場化的上網(wǎng)電價。

綜上可見，江蘇電力市場交易規(guī)模較大，但電源結(jié)構(gòu)亟須優(yōu)化。江蘇電力市場需要通過參與碳交易，形成“倒逼機(jī)制”，達(dá)到優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)的目的。

2.2 碳交易對江蘇電力市場的作用機(jī)理

雖然我國正在加快全國統(tǒng)一電力市場的建設(shè)，但是電力交易仍處于分省運行的狀態(tài)；因此，本文選擇從省域視角展開研究。以江蘇電力市場作為研究對象?；趫D1 全國碳市場交易機(jī)理，考察碳市場對江蘇電力市場主體行為決策的影響。

2.2.1 模型假設(shè)

第一，電力市場范圍為江蘇省電力市場，不涉及跨境和跨省交易。假定電力市場中信息公開透明，所求的均衡解是確定性的非隨機(jī)變量，這樣可以避免非完全信息帶來的復(fù)雜性。電力市場的市場主體包括：碳排放權(quán)買方火電廠商（以下簡稱，碳排放權(quán)買方）、碳排放權(quán)賣方火電廠商（以下簡稱，碳排放權(quán)賣方）和可再生能源廠商。

第二，只考慮火電行業(yè)的碳排放權(quán)交易，不考慮其他行業(yè)。碳市場的交易主體為碳排放權(quán)買方和賣方。在碳排放權(quán)交易市場中，配額按照年度指標(biāo)進(jìn)行分配和計算。

第三，發(fā)電廠商均在可再生能源配額制下運行。在綠色證書交易市場中，只研究可再生能源廠商和火電廠商之間的綠色證書交易。可再生能源廠商每生產(chǎn)一單位的綠電對應(yīng)一單位的綠色證書。

2.2.2 模型構(gòu)建

分別對碳排放權(quán)火電廠商的買方、賣方和可再生能源廠商構(gòu)建收益函數(shù)。

（1）碳排放權(quán)買方火電廠商收益函數(shù)模型

令該廠商的售電收入為Ip,sel。該廠商的支出包括：運行成本Cp,om、耗煤成本Cp,fue、購買綠證費用Cp,gc、購買碳排放權(quán)費用Cp,em和減排成本Cp,bp。

模型構(gòu)建如下。

式中：Pe為電價；qp為碳排放買方的發(fā)電量；Qp,em為碳排放權(quán)交易量；Mp為碳排放買方單位發(fā)電量運行維護(hù)費用；a、b和c分別為火電廠商的成本系數(shù)；α和Pc分別為可再生能源配額率和綠證價格；ω為單位火電的碳排放量；cbp為碳排放權(quán)買方火電廠商的單位碳排放量的減排成本。

（2）碳排放權(quán)賣方火電廠商收益函數(shù)模型

令該廠商的收入包括售電收入Is,sel和出售碳排放權(quán)的收入Is,em；該廠商的支出包括運行成本Cs,om、耗煤成本Cs,fue、購買綠證費用Cs,gc、和減排成本Cs,bs。

模型構(gòu)建過程如下。

式中：qs為碳排放賣方的發(fā)電量；Qs,em為碳排放權(quán)交易量；Ms為碳排放賣方單位發(fā)電量運行維護(hù)費用；cbs表示碳排放權(quán)賣方單位碳排放量的減排成本。

（3）可再生能源發(fā)電廠商收益函數(shù)模型

以收益最大化為目標(biāo)。

令該廠商的收入包括售電收入Ig,sel和出售綠證的收入Ig,gc；廠商的支出為機(jī)組運行成本Cg,om。

模型構(gòu)建過程如下。

式中：qg為可再生能源發(fā)電量；Mg單位發(fā)電量運行維護(hù)費用。

2.2.3 模型求解

電力市場：利用收益最大化原理，對上述各主體的收益函數(shù)求一階偏導(dǎo)，從而得到考慮長期投資條件下，碳排放權(quán)買方、賣方火電廠商和可再生能源發(fā)電廠商的產(chǎn)出。

在均衡條件下，進(jìn)一步分析碳價和綠證價格，具體見以下公式：

基于上述公式進(jìn)行進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)碳價和綠證價格同時受到多種因素的影響。下面具體分析碳價和綠證價格對碳排放權(quán)買方、賣方火電廠商和可再生能源發(fā)電廠商的影響機(jī)理。

表1示出了在中長期交易條件下，自變量與因變量之間的關(guān)系。表中，“+”表示自變量與因變量正相關(guān)，“-”表示自變量與因變量負(fù)相關(guān)。

表1 火電廠行為對碳價和綠證價格的影響Tab. 1 Influence of thermal power plant behavior on carbon price and green certificate price

分析表1 可以發(fā)現(xiàn)：

（1）碳排放權(quán)買方火電廠商發(fā)電量qp的增加，會增加碳排放權(quán)的需求，從而推高碳價Pa。變量qp和變量Pa之間呈現(xiàn)出正相關(guān)性。同理，在總發(fā)電量一定的情況下，碳排放權(quán)賣方火電廠商發(fā)電量（qs）的增加，碳價也隨之降低，可見變量qs和變量Pa之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。

（2）qp/qs增加，可再生能源的配額量增加，對綠證的需求增加，從使得綠證價格上升。火力發(fā)電量qp/qs與綠證價格之間存在著正向關(guān)系。

（3）輔助服務(wù)和電廠投資所造成的收益或者支出的直接影響因素是裝機(jī)容量，而不是發(fā)電量，但是發(fā)電裝置的運行成本會影響到碳價和電價。

3 電-碳市場協(xié)同發(fā)展的建議

基于上述分析，對電力市場與碳市場融合發(fā)展，從以下4 個方面提出政策建議。

（1）建立電網(wǎng)公司碳排放管理體系

一方面，開展全面、精準(zhǔn)的碳盤查。利用電源側(cè)和電網(wǎng)測數(shù)據(jù)，搭建碳排放管理平臺，為電網(wǎng)公司碳資產(chǎn)管理提供決策支持。

另一方面，電力企業(yè)應(yīng)成立以碳資產(chǎn)管理部門作為核心的管理平臺，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)、組織、規(guī)劃、指導(dǎo)和監(jiān)管下屬區(qū)域公司和基層公司開展碳資產(chǎn)管理工作。同時，電力企業(yè)可以拓展企業(yè)低碳技術(shù)服務(wù)、碳排放核查等服務(wù)市場，利用電能能耗數(shù)據(jù)優(yōu)勢和連接供電側(cè)和用電側(cè)的平臺優(yōu)勢，為客戶提供全產(chǎn)業(yè)鏈、差異化、一體化的低碳業(yè)務(wù)綜合服務(wù)[17,18]。

（2）完善碳結(jié)構(gòu)電子沙盤系統(tǒng)的建設(shè)

要發(fā)揮碳市場工具的作用，需要提高企業(yè)獲取碳排放權(quán)的成本；因此，全國碳市場應(yīng)逐步推出拍賣配額。企業(yè)出于履約考慮將提升對清潔電能的需要，以減少由于電能消耗導(dǎo)致的間接碳排放。因此，為更好地滿足清潔能源大規(guī)模、高比例、點對點精確接入的需要，應(yīng)該進(jìn)一步完善碳結(jié)構(gòu)電子沙盤系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步發(fā)揮好行業(yè)的統(tǒng)計信息、標(biāo)準(zhǔn)管理、專家團(tuán)隊等方面的作用?；趨^(qū)塊鏈、智能合約等新技術(shù)加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)，提高新能源發(fā)電的消納比例，充分挖掘可再生能源的效益。另外，由于電網(wǎng)公司掌握“源-網(wǎng)-荷”側(cè)的電力數(shù)據(jù)，是碳排放核算、碳市場額度分配的基礎(chǔ)，因此，電網(wǎng)公司可以為碳結(jié)構(gòu)電子沙盤系統(tǒng)提供支持。

（3）合理化火電企業(yè)補(bǔ)償機(jī)制

低碳電力場景下的電力供應(yīng)安全問題越來越重要[19]。為應(yīng)對該問題，可從2 個方面入手：一是可以通過提高燃煤電廠生產(chǎn)靈活性[20]、調(diào)節(jié)運行水平，以滿足不同季節(jié)、月或周的需求變化。可以鼓勵火電廠推進(jìn)技術(shù)改造，提高火電物理靈活性。二是對火電機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償機(jī)制包括：出售調(diào)峰權(quán)、對于參與調(diào)峰的機(jī)組補(bǔ)償服務(wù)費用、容量補(bǔ)償機(jī)制等[21]。電力市場作為一個整體，在做決策時應(yīng)從短期和長期2 個角度進(jìn)行考慮，綜合考慮容量市場、中長期市場、現(xiàn)貨市場的收益，使三者相互影響[22]。

（4）加強(qiáng)人才培養(yǎng)和交流

電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)當(dāng)加速培養(yǎng)和儲備具有超前意識和創(chuàng)新能力的相關(guān)專業(yè)人才，為深入?yún)⑴c碳市場、開展碳交易以及各種碳金融等衍生業(yè)務(wù)提供人才條件。應(yīng)對從業(yè)人員進(jìn)行相關(guān)資質(zhì)認(rèn)證與審核，并定期培訓(xùn)；同時，出臺相關(guān)政策，鼓勵更多的金融、環(huán)保、能源行業(yè)從業(yè)者從事碳交易相關(guān)工作。

此外，電網(wǎng)企業(yè)還應(yīng)積極尋求外部合作，加強(qiáng)與業(yè)界專家、高層次研究機(jī)構(gòu)的溝通對接，拓展合作領(lǐng)域。