劉思宇 肖 雅 陳經(jīng)緯 歐陽(yáng)蔚琦 高莉紅

（國(guó)網(wǎng)湖北省電力有限公司營(yíng)銷服務(wù)中心（ 計(jì)量中心） ）

0 引言

隨著我國(guó)雙碳的推進(jìn)， 碳市場(chǎng)建設(shè)水平得到了提升， 電力系統(tǒng)自身的安全性會(huì)面臨挑戰(zhàn)。在碳電市場(chǎng)中不同類型電力市場(chǎng)的主體市場(chǎng)行為與碳排放權(quán)釋放對(duì)應(yīng)主體的碳權(quán)配額量之間缺少對(duì)應(yīng)關(guān)系， 這使雙碳的實(shí)現(xiàn)受到影響。應(yīng)結(jié)合電力市場(chǎng)的情況及碳交易的特點(diǎn)來(lái)優(yōu)化交易機(jī)制， 采用恰當(dāng)?shù)慕灰啄Ｊ剑?使雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)得到支持， 為電力市場(chǎng)的穩(wěn)定發(fā)展提供保障， 可使碳排放權(quán)交易的進(jìn)行更符合實(shí)際情況， 為我國(guó)的發(fā)展提供良好的條件。因此， 應(yīng)對(duì)電力市場(chǎng)交易進(jìn)行全面優(yōu)化， 使其發(fā)揮出有效的作用。

1 碳排放權(quán)交易概述

碳排放權(quán)交易源于《京都議定書》， 其中將二氧化碳權(quán)劃分為了商品對(duì)象， 也就是開(kāi)展關(guān)于二氧化碳權(quán)的交易。在碳交易市場(chǎng)中應(yīng)由政府將減排目標(biāo)明確，在一級(jí)市場(chǎng)中將初始排放權(quán)分配給相應(yīng)的企業(yè)， 之后企業(yè)可對(duì)其進(jìn)行自由交易[1］。根據(jù)一般情況來(lái)看， 減排成本低的企業(yè)可進(jìn)行減排， 之后將多余的排放權(quán)賣給需求大的企業(yè)， 比如減排成本高的企業(yè)， 使其得到益處， 相反， 減排成本高的企業(yè)應(yīng)購(gòu)買碳排放權(quán)， 可符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求， 以達(dá)到減排的目的。

2 “碳交易”類型

在碳交易市場(chǎng)中涉及了以下兩種產(chǎn)品， 第一是政府分配的碳排放配額， 第二是國(guó)家核證自愿減排量。需要將減排目標(biāo)確定， 之后轉(zhuǎn)化為配額， 再分配給企業(yè)等， 企業(yè)排放的量小于分配的配額時(shí)， 企業(yè)能夠進(jìn)行交易， 以達(dá)到控排的要求。核證資源減排量是國(guó)家核證自愿減排量， 需要通過(guò)對(duì)溫室氣體的減排情況的驗(yàn)證， 并且將自愿減排交易注冊(cè)登記的減排量確定，其交易是企業(yè)向碳抵消活動(dòng)中的企業(yè)進(jìn)行核證量購(gòu)買的過(guò)程， 該方式可使自身的碳排量得以抵消， 從而實(shí)現(xiàn)控排的目標(biāo)， 并且滿足市場(chǎng)的需求。

3 融合碳交易的電力市場(chǎng)模式及交易機(jī)制設(shè)計(jì)

根據(jù)碳排放交易體系建立的特點(diǎn)來(lái)看， 應(yīng)以交易機(jī)制為基礎(chǔ)， 將碳交易市場(chǎng)體系與電力市場(chǎng)體系之間結(jié)合起來(lái)， 對(duì)用戶電力消費(fèi)的能量屬性及碳屬性進(jìn)行統(tǒng)籌， 建立“能量+碳”電力商品， 形成融合碳交易電力市場(chǎng)機(jī)制體系。在碳電市場(chǎng)中關(guān)聯(lián)模式包括了直接單向關(guān)聯(lián)、 直接雙向關(guān)聯(lián)、 間接關(guān)聯(lián)。為了使碳電市場(chǎng)得到推進(jìn)， 應(yīng)以直接雙向關(guān)聯(lián)為基礎(chǔ)， 形成融合碳交易電力市場(chǎng)交易機(jī)制。通過(guò)將碳屬性指標(biāo)融合， 建立相應(yīng)的體系， 可使用戶的能源使用需求得到滿足，同時(shí)可使碳屬性消費(fèi)減少， 推動(dòng)用戶在交易中購(gòu)買綠電。

3.1 融合碳交易的電力市場(chǎng)運(yùn)行模式

在融合碳交易電力市場(chǎng)中， 交易流程包括了以下內(nèi)容。第一是建立交易系統(tǒng)， 可將電力市場(chǎng)交易系統(tǒng)作為基礎(chǔ)來(lái)設(shè)置融合碳排放權(quán)相關(guān)交易參數(shù)， 使其具有碳屬性， 系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互可使系統(tǒng)的運(yùn)行獲得相應(yīng)的條件， 也可使交易市場(chǎng)中獲得相應(yīng)的發(fā)電及用戶模型， 結(jié)合模型的情況進(jìn)行分析， 可獲得相應(yīng)的依據(jù)[2］。第二是交易發(fā)布申報(bào)， 在交易過(guò)程中買方需要發(fā)布交易的需求， 賣方可結(jié)合實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行申報(bào)。市場(chǎng)主體可在交易系統(tǒng)中發(fā)布及申報(bào)電力交易信息， 當(dāng)截止之后碳排放權(quán)市場(chǎng)可結(jié)合電力發(fā)布申報(bào)信息來(lái)進(jìn)行預(yù)核發(fā)， 并且將碳權(quán)對(duì)應(yīng)起來(lái)， 使其反饋到市場(chǎng)之中，為主體提供相應(yīng)的參考信息。在該過(guò)程中當(dāng)碳排放的配額不足， 市場(chǎng)可在交易之后進(jìn)行電量交易申報(bào)， 使整個(gè)過(guò)程能夠順利地進(jìn)行。第三是交易出清， 在發(fā)布申報(bào)截止后， 交易出清信息傳輸給碳排放權(quán)市場(chǎng)， 市場(chǎng)可結(jié)合各主體的電力中標(biāo)數(shù)據(jù)， 根據(jù)新能源碳權(quán)核發(fā)及火電配額碳權(quán)機(jī)制將市場(chǎng)主體的碳排放權(quán)量反饋給電力交易系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的電力出清的碳權(quán)鎖定量， 之后市場(chǎng)根據(jù)配額機(jī)制來(lái)出清交易成交買賣雙方的中標(biāo)電量及電價(jià)， 確定碳排放權(quán)量。第四是交易偏差處理，在交易中受到偏差的影響會(huì)帶來(lái)不均衡電量問(wèn)題， 備用市場(chǎng)或者彈性符合調(diào)度來(lái)消除發(fā)電及用電的不平衡量， 使實(shí)際執(zhí)行的不平衡量傳送到碳排放權(quán)市場(chǎng)中[3］。市場(chǎng)可根據(jù)碳排放權(quán)核發(fā)及配額機(jī)制來(lái)對(duì)出清的電力交易市場(chǎng)主體的碳排放權(quán)量進(jìn)行修正， 并且將出清的碳排放量反饋給電力市場(chǎng)并且開(kāi)展交易。第五是交易結(jié)算， 電力交易執(zhí)行信息應(yīng)根據(jù)交易結(jié)算規(guī)則確定市場(chǎng)費(fèi)用， 按照碳排放權(quán)市場(chǎng)規(guī)則反饋電力市場(chǎng)主體的核發(fā)及配額碳排放權(quán)量， 使市場(chǎng)的交易獲得相應(yīng)的支持。

3.2 融合碳交易的電力市場(chǎng)交易機(jī)制

3.2.1 碳權(quán)市場(chǎng)主體交易碳權(quán)配置機(jī)制

碳電交易市場(chǎng)中光伏電站及火電廠的碳權(quán)配額及核發(fā)機(jī)制參考相應(yīng)的文件及雙碳目標(biāo)來(lái)進(jìn)行碳權(quán)的配制， 在申報(bào)及發(fā)布、 出清過(guò)程中碳權(quán)核發(fā)及配額應(yīng)根據(jù)交易中標(biāo)的出清電量， 可根據(jù)全量核發(fā)新能源中標(biāo)電量對(duì)應(yīng)的碳權(quán)及配額火電中標(biāo)電量對(duì)應(yīng)碳權(quán)來(lái)實(shí)施。應(yīng)根據(jù)負(fù)荷側(cè)市場(chǎng)主體響應(yīng)新能源出力和負(fù)荷用電波動(dòng)的碳權(quán)核發(fā)及配額原則進(jìn)行交易。

3.2.2 碳電市場(chǎng)交易機(jī)制

在雙碳目標(biāo)推進(jìn)下， 傳統(tǒng)火電服務(wù)難以滿足市場(chǎng)發(fā)展需求， 其作用達(dá)不到相應(yīng)的要求， 應(yīng)借助環(huán)保的備用容量平抑新能源發(fā)電和負(fù)荷用電的波動(dòng)。在電力市場(chǎng)的深入過(guò)程中電力雙邊交易方式及彈性負(fù)荷調(diào)度受到了重視?？山柚p邊交易方式來(lái)進(jìn)行市場(chǎng)主體間碳電交易， 使負(fù)荷側(cè)電力用戶納入到市場(chǎng)范疇之內(nèi)。應(yīng)結(jié)合碳權(quán)市場(chǎng)的碳權(quán)核發(fā)及配額機(jī)制來(lái)對(duì)出清過(guò)程中國(guó)的電力市場(chǎng)主體預(yù)核發(fā)及配額碳權(quán)量進(jìn)行鎖定， 根據(jù)電力交易的執(zhí)行情況修正執(zhí)行電量及核發(fā)、 配額的碳權(quán)量[4］。通過(guò)對(duì)電力交易電量及市場(chǎng)主體的碳權(quán)量的鎖定， 結(jié)合出清的電力交易中標(biāo)信息來(lái)明確交易市場(chǎng)主體的電力交易量?jī)r(jià)， 并且根據(jù)鎖定碳權(quán)量及歷史碳權(quán)交易供需來(lái)確定碳權(quán)市場(chǎng)的價(jià)值?？上蜇?fù)荷側(cè)電力用戶開(kāi)放市場(chǎng)， 使電力用戶參與不平衡電量的消納， 核減新能源核發(fā)量， 將對(duì)應(yīng)碳權(quán)核發(fā)給響應(yīng)不平衡電量的市場(chǎng)主體， 獲得碳電的市場(chǎng)主體可參與碳權(quán)市場(chǎng)， 將碳權(quán)銷售給火電機(jī)組， 火電市場(chǎng)主體可根據(jù)碳排放量申報(bào)發(fā)電許可， 并且參與電力交易。

3.2.3 碳電市場(chǎng)交易出清模型

在電力負(fù)荷智能化發(fā)展下， 可調(diào)控負(fù)荷彈性功率會(huì)隨電力新能源裝機(jī)、 負(fù)荷容量呈正相關(guān)關(guān)系， 為平抑新能源出力波動(dòng)提供相應(yīng)的途徑。響應(yīng)新能源出力波動(dòng)的負(fù)荷功率調(diào)節(jié)不會(huì)產(chǎn)生多余的二氧化碳， 為雙碳的目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了支持?？蓪⒇?fù)荷側(cè)電力用戶響應(yīng)電力供需不平衡量考慮在內(nèi)， 對(duì)參與市場(chǎng)獲得碳權(quán)量的主體進(jìn)行市場(chǎng)機(jī)制優(yōu)化。

4 區(qū)塊鏈交易機(jī)制設(shè)計(jì)

4.1 碳權(quán)區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

為了滿足碳權(quán)交易業(yè)務(wù)隔離及數(shù)據(jù)查詢等需求，可根據(jù)區(qū)塊鏈體系分析， 可采用跨欄服務(wù)腳本的方式來(lái)推動(dòng)業(yè)務(wù)之間的交互， 在交易過(guò)程中需要對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行明確劃分， 分別建立碳排放權(quán)交易業(yè)務(wù)及價(jià)值轉(zhuǎn)移業(yè)務(wù)， 并且區(qū)塊鏈明確， 市場(chǎng)中的主體可進(jìn)行相互交易， 還可進(jìn)行交易申報(bào)、 匹配及出清等相關(guān)活動(dòng)的數(shù)據(jù)處理[5］。通過(guò)對(duì)市場(chǎng)主體特點(diǎn)的分析， 其中包括了多個(gè)節(jié)點(diǎn)， 比如發(fā)電廠、 用戶及監(jiān)管機(jī)構(gòu)， 負(fù)責(zé)監(jiān)管的機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)交易過(guò)程中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)， 以獲得相應(yīng)的依據(jù)。金融鏈自身可使用跨鏈服務(wù)來(lái)獲取所需的數(shù)據(jù)， 了解相應(yīng)節(jié)點(diǎn)的信息情況， 并且進(jìn)行價(jià)值轉(zhuǎn)移， 還可將金融機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)建立。機(jī)構(gòu)應(yīng)從中提供給發(fā)電場(chǎng)及用戶相應(yīng)的貨幣兌換服務(wù)， 市場(chǎng)中的主鏈應(yīng)提供不同的服務(wù)， 比如交互服務(wù)等， 以保證業(yè)務(wù)的靈活性， 使數(shù)據(jù)的交互發(fā)揮出有效的作用， 實(shí)現(xiàn)服務(wù)的目標(biāo)。

4.2 碳權(quán)區(qū)塊鏈交易應(yīng)用流程設(shè)計(jì)

4.2.1 區(qū)塊鏈碳權(quán)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用可使碳權(quán)交易順利開(kāi)展， 通過(guò)建立不同的層次來(lái)滿足交易的需求， 可建立服務(wù)層，并且將交易前端界面設(shè)置明確， 包括主體界面、 監(jiān)管主體界面及金融主體界面， 為交易及其他功能的實(shí)現(xiàn)提供支持。在服務(wù)層中包括賬戶管理及區(qū)塊鏈管理等模塊， 能夠開(kāi)展各項(xiàng)業(yè)務(wù)， 比如設(shè)計(jì)及改造等， 使業(yè)務(wù)能夠順利地運(yùn)行， 為其管理帶來(lái)了良好的條件， 也可使交易的進(jìn)行具有一體化特點(diǎn)。

4.2.2 鏈上主體節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建

市場(chǎng)主體參與聯(lián)盟鏈的碳權(quán)交易時(shí)， 需要完成注冊(cè)及授權(quán)， 在該過(guò)程中市場(chǎng)主體可根據(jù)節(jié)點(diǎn)類型來(lái)提交注冊(cè)信息， 對(duì)應(yīng)類型組織證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行注冊(cè)信息認(rèn)證。市場(chǎng)主體信息可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理， 并且采用鏈碼和加密算法來(lái)生成唯一標(biāo)識(shí)的身份字符串， 分配公鑰及私鑰。公鑰進(jìn)行公開(kāi)， 私鑰需要進(jìn)行本地存儲(chǔ)。

4.2.3 碳權(quán)交易與結(jié)算過(guò)程

在二氧化碳排放的影響下， 需要對(duì)碳排放進(jìn)行有效控制， 根據(jù)電碳交易的情況分析， 需要將市場(chǎng)作為重要的輔助手段， 以達(dá)到減排的目的。交易開(kāi)展前，需要模擬不平衡電量的碳權(quán)偏差情況， 將市場(chǎng)供需明確， 并且確定預(yù)測(cè)市場(chǎng)價(jià)值[6］。供電市場(chǎng)的主體需要對(duì)成本進(jìn)行評(píng)估分析， 并且使用戶對(duì)電量不平衡情況進(jìn)行反饋。在配額劃分過(guò)程中應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的文件及匹配結(jié)果來(lái)進(jìn)行， 結(jié)合偏差的電量情況來(lái)進(jìn)行出清， 還需對(duì)市場(chǎng)中主體的碳權(quán)收支進(jìn)行核算， 以實(shí)現(xiàn)對(duì)市場(chǎng)主體的碳權(quán)額度出清目標(biāo)。主體應(yīng)在交易中借助前端獲取額度， 并且判斷是否參與到交易之中， 在不參與交易的情況下， 應(yīng)使碳權(quán)不平衡量清零， 根據(jù)市場(chǎng)的價(jià)格來(lái)實(shí)施考核， 余額碳權(quán)可根據(jù)市場(chǎng)的價(jià)格來(lái)進(jìn)行費(fèi)用補(bǔ)貼。在該過(guò)程中主體應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求來(lái)進(jìn)行交易量填報(bào)， 并且將價(jià)格預(yù)估好， 之后將信息提交。在申報(bào)信息進(jìn)入到了合約機(jī)制的業(yè)務(wù)渠道后， 可由選擇出的共識(shí)節(jié)點(diǎn)， 按照交易智能合約算法來(lái)進(jìn)行碳權(quán)申報(bào)信息迭代匹配。應(yīng)注意將迭代次數(shù)限制明確， 并且將交易匹配時(shí)間上限約束明確， 在該匹配時(shí)間之內(nèi)，匹配失敗的碳權(quán)交易申報(bào)信息可返回給市場(chǎng)， 并且由主體來(lái)對(duì)申報(bào)信息進(jìn)行修改處理。在匹配達(dá)到了限制次數(shù)后， 應(yīng)結(jié)合上次的機(jī)制來(lái)進(jìn)行出清， 并且將結(jié)果返回到市場(chǎng)主體中[7］。在交易匹配成功之后， 市場(chǎng)主體應(yīng)將出清結(jié)果返回， 并且采用分布式廣播存儲(chǔ)的方式來(lái)處理。當(dāng)主體獲取了相應(yīng)的信息后， 后臺(tái)系統(tǒng)可進(jìn)行匹配數(shù)據(jù)的智能化計(jì)算， 獲得相應(yīng)的交易費(fèi)用，將其返回給用戶應(yīng)用前端， 在信息反饋到前端后可開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)， 直到程序停止， 完成支付的流程， 可根據(jù)交易的情況來(lái)自動(dòng)地執(zhí)行相應(yīng)的程序， 順利地完成交易的整個(gè)過(guò)程。

5 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)的碳電交易市場(chǎng)中， 碳權(quán)交易作為一種重要的手段， 可為減排提供有效的支持。應(yīng)對(duì)電力市場(chǎng)交易機(jī)制進(jìn)行改善， 使其滿足實(shí)際的發(fā)展需求， 可使電力能源的交易及碳排放控制得到支持。可根據(jù)雙碳的發(fā)展需求來(lái)進(jìn)行融合碳交易的電力市場(chǎng)運(yùn)行模式及電力市場(chǎng)交易機(jī)制設(shè)計(jì)， 并且結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)來(lái)進(jìn)行碳權(quán)區(qū)塊鏈系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)， 改善碳權(quán)區(qū)塊鏈交易應(yīng)用流程， 使其發(fā)揮出有效的作用， 可為我國(guó)的碳排放的控制帶來(lái)保障， 同時(shí)為電力市場(chǎng)提供良好的條件。通過(guò)對(duì)交易體系的優(yōu)化， 可促進(jìn)我國(guó)碳電市場(chǎng)的快速發(fā)展。