碳排放影子價(jià)格模型
——以深圳市電力行業(yè)為例

葉斌唐杰陸強(qiáng)

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，廣東深圳518055)

碳排放影子價(jià)格模型
——以深圳市電力行業(yè)為例

葉斌唐杰陸強(qiáng)

(哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳研究生院城市規(guī)劃與經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，廣東深圳518055)

以煤電為主的電力行業(yè)是中國最大的溫室氣體(Green House Gas，GHG)排放部門，該部門GHG排放量約占全國GHG排放總量的40%，因此能否有效控制電力行業(yè)GHG排放增長將直接影響國家GHG減排目標(biāo)能否順利實(shí)現(xiàn)。在電力行業(yè)碳排放受限情況下，GHG排放權(quán)(也稱碳排放權(quán))成為電力企業(yè)生產(chǎn)所必須獲取的一種資源。在此基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建了以系統(tǒng)發(fā)電總成本最小化為目標(biāo)的電力系統(tǒng)數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，利用對(duì)偶原理求解GHG排放權(quán)的影子價(jià)格。以深圳電網(wǎng)為案例，本文計(jì)算了電力系統(tǒng)GHG排放權(quán)的影子價(jià)格并對(duì)其主要影響因素進(jìn)行分析。研究結(jié)果顯示:碳排放總量對(duì)GHG排放權(quán)影子價(jià)格的影響較大，同時(shí)各種能源資源的豐富程度也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響;核能發(fā)電可以降低發(fā)電系統(tǒng)平均成本，也有助于減少發(fā)電系統(tǒng)對(duì)碳排放權(quán)的需求，因此可以有效抑制碳排放權(quán)資源影子價(jià)格的上升;化石能源發(fā)電碳捕集和封存(Carbon Capture and Storage，CCS)改造也可以減少發(fā)電系統(tǒng)對(duì)碳排放權(quán)資源的需求，也會(huì)起到降低碳排放權(quán)影子價(jià)格的效果。本文所得的GHG排放權(quán)資源影子價(jià)格可以為碳排放權(quán)定價(jià)和制定碳稅稅率提供科學(xué)參考。

溫室氣體;影子價(jià)格;電力系統(tǒng)

碳排放權(quán)資源的價(jià)格是企業(yè)做出減排投資的最關(guān)鍵的決策依據(jù)，也是企業(yè)GHG減排成本直接體現(xiàn)。碳排放權(quán)資源的價(jià)格機(jī)制是碳交易市場(chǎng)的基本機(jī)制，有效的碳價(jià)形成機(jī)制是保障碳交易順利進(jìn)行的關(guān)鍵。與傳統(tǒng)的供給和需求決定商品價(jià)格不同，由于配額總量的設(shè)定決定了碳配額的總供給量。減排技術(shù)的發(fā)展水平?jīng)Q定了企業(yè)的減排成本，從而間接決定了企業(yè)的配額需求量，因此，碳排放權(quán)配額總量的設(shè)定和減排技術(shù)的進(jìn)步是碳價(jià)的決定性因素。供給與需求決定商品價(jià)格，在碳交易市場(chǎng)中，配額總量的設(shè)定決定碳排放權(quán)配額總供給量，而減排技術(shù)的發(fā)展水平直接影響企業(yè)減排成本，從而間接決定企業(yè)對(duì)碳排放權(quán)配額的需求量，因此碳排放權(quán)配額總量設(shè)定和減排技術(shù)進(jìn)步是碳價(jià)的決定性因素。但是，現(xiàn)有文獻(xiàn)多采用傳統(tǒng)的商品市場(chǎng)定價(jià)方法或者完全依靠金融市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)定價(jià)模型對(duì)碳配額進(jìn)行定價(jià)，這些定價(jià)方法沒有考慮碳配額與傳統(tǒng)商品的差異，因此不能反映碳配額的長期價(jià)值［1－2］。陳詩一［3］認(rèn)為污染物(也稱作非期望產(chǎn)出)的影子價(jià)格反映了污染物的邊際減排成本，可以作為碳市場(chǎng)定價(jià)的依據(jù)。本文采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的方法構(gòu)建電力系統(tǒng)優(yōu)化模型，利用規(guī)劃模型的對(duì)偶模型求解碳排放權(quán)資源的影子價(jià)格，并分析了其主要的影響因素。

1 對(duì)偶理論與影子價(jià)格

線性規(guī)劃理論中，資源的影子價(jià)格以其稀缺性為價(jià)值依據(jù)，以邊際效益為價(jià)值尺度，反映了資源對(duì)目標(biāo)值的邊際貢獻(xiàn)［4］。環(huán)境經(jīng)濟(jì)學(xué)將影子價(jià)格引入到排污權(quán)的真實(shí)價(jià)值分析，根據(jù)定義，排污權(quán)的影子價(jià)格是指當(dāng)排污權(quán)處于最優(yōu)配置條件下，減少一單位污染物排放許可配額需要增加的減排成本，本文中即增加的發(fā)電成本。線性規(guī)劃原問題求解資源的最優(yōu)分配方案，即現(xiàn)有資源最多可以生產(chǎn)多少產(chǎn)品，而對(duì)偶問題則重點(diǎn)對(duì)資源進(jìn)行恰當(dāng)估價(jià)，因此電力系統(tǒng)線性規(guī)劃模型的對(duì)偶問題可以用來確定碳排放權(quán)資源的影子價(jià)格。該影子價(jià)格是線性規(guī)劃原問題對(duì)偶模型中對(duì)偶變量的最優(yōu)解，可以反映在電力系統(tǒng)中GHG排放權(quán)資源的稀缺程度，可以表征均衡價(jià)格意義上生產(chǎn)要素內(nèi)在的或真正的價(jià)格［5］。

2 碳排放約束環(huán)境下，電源結(jié)構(gòu)低碳優(yōu)化模型

2．1 基本假設(shè)

(1)電力系統(tǒng)碳排放受到排放總量限制，在此情況下，一方面電力公司要滿足區(qū)域電力需求，另一方面，如果區(qū)域電力需求不斷增長，電力公司就必須增加低碳排放發(fā)電部分的比例，降低發(fā)電系統(tǒng)的平均碳排放強(qiáng)度，以滿足碳排放總量約束。

(2)可以通過區(qū)域內(nèi)部可再生能源資源(太陽能、風(fēng)能、水能等)，以及區(qū)域外部輸入的化石能源資源滿足(天然氣、煤炭等)滿足區(qū)域電力需求。電力企業(yè)可以自由調(diào)整不同類型發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間，以滿足區(qū)域電力需求和區(qū)域GHG排放總量上限的要求。

(3)電力設(shè)備的制造能力不存在瓶頸，特別是風(fēng)電和光伏發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備的供應(yīng)不存在上限，這一假設(shè)和目前我國新能源發(fā)電設(shè)備產(chǎn)能吻合。

(4)風(fēng)電、光伏、水電等新能源上網(wǎng)電價(jià)按照國家發(fā)改委制訂的標(biāo)桿電價(jià)計(jì)算。

(5)為了保證供電質(zhì)量和安全，區(qū)域內(nèi)部所有發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量既要滿足總量需求，也要滿足峰負(fù)荷需求。除此之外還必須保有一定的備用發(fā)電容量，應(yīng)該保證裝機(jī)規(guī)模超過年最高用電負(fù)荷的15%。

(6)燃煤電廠和燃?xì)怆姀S均可實(shí)施CCS技術(shù)改造，且在電廠周圍存在足夠的地質(zhì)埋存或者海洋埋存容量。

(7)電力調(diào)度的優(yōu)先順序依次為核電、水電、風(fēng)電、光伏、煤電和燃?xì)獍l(fā)電。核電和水電站一旦建成，發(fā)電容量必須優(yōu)先調(diào)度，即核電和水電處在電力調(diào)度的最優(yōu)先級(jí)別。只有先滿足核電和水電上網(wǎng)需求后，其它發(fā)電方式才可上網(wǎng)。

2．2 優(yōu)化模型

本節(jié)建立了以發(fā)電成本最小化為目標(biāo)的線性規(guī)劃模型，模型的約束條件包括電力需求、發(fā)電峰負(fù)荷、GHG排放總量和區(qū)域能源資源的可獲取量。

2．2．1 目標(biāo)函數(shù)

本模型的目標(biāo)是最小化發(fā)電系統(tǒng)年發(fā)電總成本，以滿足電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性要求。同時(shí)必須兼顧環(huán)境效益，即碳排放總量不能超過配額總量控制上限。

其中，Z為電網(wǎng)系統(tǒng)年發(fā)電總成本(元);Ci為第i種發(fā)電方式發(fā)電成本(元/kWh)(i=1，2，3，4，5，下同);Xi為第i種發(fā)電方式裝機(jī)規(guī)模(kW);φi為第i種發(fā)電方式負(fù)荷因子，反映機(jī)組的年利用率，其值為機(jī)組年運(yùn)行小時(shí)數(shù)與8 760(1年總小時(shí)數(shù))的比值;h為一年的小時(shí)數(shù)8 760。

2．2．2 約束條件

(1)電力需求限制，即所有機(jī)組的年發(fā)電總量必須大于或等于區(qū)域電力年需求總量:

其中，D為區(qū)域電力年需求總量(單位kWh)。

(2)最高負(fù)荷限制，即所有機(jī)組裝機(jī)總規(guī)模必須滿足全年電力峰負(fù)荷需求，并且還有一部分富余。在用電高峰時(shí)刻，風(fēng)電和光伏不一定能夠滿負(fù)荷發(fā)電，煤電和燃?xì)怆娬疽部赡艹霈F(xiàn)突發(fā)事件，影響供電能力，因此確保一定比例備用容量是安全供電所必需的:

其中P為區(qū)域電力需求峰負(fù)荷;T為容量備用系數(shù)(按照我國《電力系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)則》規(guī)定，備用容量為最大負(fù)荷的 15%［6］)。

其中，Ei為第i種發(fā)電方式GHG排放強(qiáng)度(kg CO2-e/kWh)①;G為區(qū)域GHG年排放量上限。

(4)區(qū)域能源資源可獲取量限制，某一個(gè)區(qū)域的能源資源不是無限的，存在資源總量上限，即:

其中，Ri為第i種能源資源的年可獲取量上限。

(5)參數(shù)的非負(fù)限制:

3 算例

2011年10月29日，國家發(fā)展改革委印發(fā)《關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》，正式啟動(dòng)中國碳交易試點(diǎn)工作，深圳市成為碳交易試點(diǎn)城市之一。在“總量控制+交易”(Cap and Trade)機(jī)制安排下，深圳各行業(yè)GHG排放將面臨總量限制，承擔(dān)GHG減排壓力。電力行業(yè)是深圳碳交易市場(chǎng)的主要參與者，其減排成本對(duì)整個(gè)碳交易市場(chǎng)的減排成本產(chǎn)生重要影響。本研究基于2011年的深圳電網(wǎng)電力需求量和供電容量數(shù)據(jù)。

3．1 發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)技術(shù)參數(shù)

模型考慮了深圳現(xiàn)有的可再生能源資源:風(fēng)電和光伏發(fā)電，化石能源中考慮了煤電和燃?xì)獍l(fā)電，此外深圳還擁有大亞灣核電站，因此本模型也重點(diǎn)研究了核電機(jī)組發(fā)電量對(duì)碳交易市場(chǎng)價(jià)格的影響。模型中主要參數(shù)取值見表1。

持刀人看見已經(jīng)高聲向他警告了幾遍不要靠近自己，可他還是繼續(xù)向自己走來，心里就不斷嘀咕老子耍橫他狗日的耍不要命，看來是遇到比我還狠的人了。想棄刀逃跑吧，又覺得自己要挾的錢還沒有到手，心有不甘。瞬間權(quán)衡了一下處境后，持刀人決定先下手為強(qiáng)，揮刀就朝牛黃丸撲來。

表1 各發(fā)電方式重要技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)表Tab．1 Economic and technical parameters of power generation technologies

3．2 深圳市能源資源狀況

深圳市地處北緯 22°27'－22°39'，緯度較低，日照充沛，全年日照時(shí)間約2 000小時(shí)，太陽輻射年總量在4 759－5 116 MJ/m2之間，太陽能資源較為豐富，適合發(fā)展太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)。雖然深圳市本地沒有天然氣資源，但是中海油在深圳大鵬灣建設(shè)了液化天然氣(LNG)接收站，LNG年接納能力達(dá)到400萬t/年。深圳大鵬半島東南部海上風(fēng)力資源較為豐富，適合開發(fā)海上風(fēng)力資源［9］。由于風(fēng)電、光伏電站規(guī)模巨大的初期投資，以及目前深圳電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電、光伏發(fā)電等間歇性電源的接納能力，這些可再生能源資源在現(xiàn)有的技術(shù)條件下，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量是有限的，根據(jù)深圳經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)，風(fēng)電資源上限取150萬kW，光伏發(fā)電取300萬kW。核電資源方面，深圳市大亞灣核電基地是中國目前正在運(yùn)行核電站中裝機(jī)容量最大的核電基地。擁有大亞灣、嶺澳兩座核電站，共六臺(tái)百萬千瓦級(jí)壓水堆核電機(jī)組，年發(fā)電能力約450億 kWh，但其中70%輸往香港，因此深圳本地可利用的核電機(jī)組容量有限，模型中核電裝機(jī)容量上限取值200萬kW。

3．3 電力需求

根據(jù)深圳市發(fā)展與改革委員會(huì)的數(shù)據(jù)，2011年深圳市全年電力需求約為700億 kWh，最高電力負(fù)荷達(dá)到1 350萬 kW。

4 結(jié)果與討論

將深圳電網(wǎng)系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)代入電力系統(tǒng)線性規(guī)劃模型。采用線性規(guī)劃軟件LINGO12．0編程求解上述線性規(guī)劃模型的對(duì)偶規(guī)劃，得到碳排放權(quán)資源的影子價(jià)格。

4．1 GHG排放總量上限對(duì)碳排放權(quán)影子價(jià)格的影響

在年用電量確定的情況下，碳排放總量上限與發(fā)電GHG排放強(qiáng)度正相關(guān)，為了便于后面分析，定義整個(gè)電力系統(tǒng)的平均GHG排放強(qiáng)度μ:

其中:μ為電力系統(tǒng)GHG排放強(qiáng)度(單位kg CO2-e/kWh)，μ值越小表明碳約束越緊，因此μ值可以作為衡量碳排放控制政策的指標(biāo);ECO2為系統(tǒng)內(nèi)總的GHG排放量(單位kg CO2-e)。

優(yōu)化結(jié)果顯示(見圖1):①當(dāng)μ值允許高于0．775 kg CO2-e/kWh時(shí)，即單位發(fā)電量碳排放可以高于0．775 kg CO2-e/kWh，這一碳排放強(qiáng)度要求表明碳限制政策較松;由于深圳電網(wǎng)核電比例較大，可再生能源資源相對(duì)豐富，電力系統(tǒng)中主力機(jī)組煤電、燃?xì)獍l(fā)電和核電就可以將平均碳排放強(qiáng)度降低到這一水平，不需要開發(fā)高成本的風(fēng)電和光伏發(fā)電;與之對(duì)應(yīng)的發(fā)電平均成本約為0．500元/kWh。②當(dāng)μ值降低到0．750 kg CO2-e/kWh左右時(shí)，僅僅依靠煤電、燃?xì)獍l(fā)電和核電不能同時(shí)滿足電量需求和GHG排放量的上限要求，需要風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入系統(tǒng)才可以達(dá)標(biāo)，此時(shí)碳排放權(quán)的影子價(jià)格為0．217元/kg CO2-e，系統(tǒng)發(fā)電總成本增加到 0．506元/kWh。③當(dāng) μ值需要控制在0.575 kg CO2-e/kWh以下，系統(tǒng)中風(fēng)力資源和光伏資源得到利用充分，要想達(dá)到這一要求，必須實(shí)施碳捕集和封存，降低煤電和燃?xì)獍l(fā)電的碳強(qiáng)度。

圖1 發(fā)電成本和排放權(quán)影子價(jià)格隨μ值變化曲線Fig．1 The curve of GHG emissions shadow price and the cost of power generation with the value ofμ

4．2 核能發(fā)電對(duì)碳排放權(quán)影子價(jià)格影響

根據(jù)Bhat［7］的研究結(jié)論，核電全生命周期的GHG排放強(qiáng)度為24．2克CO2－e/kWh，本模型中核電碳排放強(qiáng)度采用該數(shù)據(jù)。核電發(fā)電成本參照國家發(fā)改委核定的我國四座已經(jīng)投產(chǎn)核電站平均上網(wǎng)電價(jià)0．424元/kWh①。由于核電機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)，負(fù)荷因子一般超過0．80，本文核電負(fù)荷因子取值0．85①。

由表2可以看出，核電發(fā)電成本低于其它4種發(fā)電方式的發(fā)電成本，因此核電機(jī)組的加入可以降低整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)總成本。若μ值等于0．1，即要求發(fā)電系統(tǒng)平均碳排放強(qiáng)度為0．1 kg CO2－e/kWh，在此要求下，不管是否有核電存在，系統(tǒng)都無法達(dá)到這一目標(biāo)，最優(yōu)化模型無解。隨著μ值逐漸增加，表明碳排放約束越來越松，系統(tǒng)發(fā)電成本逐漸降低，碳排放權(quán)的影子價(jià)格也越來越低，表明其稀缺性越來越低。但是總體上看，核電機(jī)組的存在不僅可以降低系統(tǒng)平均發(fā)電成本，也降低了系統(tǒng)碳排放權(quán)的稀缺性，即核電機(jī)組存在情景下，發(fā)電平均成本和碳排放權(quán)的影子價(jià)格均有所降低。

表2 有無核電情況下發(fā)電成本和碳排放權(quán)影子價(jià)格比較Tab．2 The shadow price of carbon emissions and electricity generation costs comparison with and without the nuclear case

表3給出了當(dāng)μ值等于0．4的時(shí)候，有無核電機(jī)組兩種情景下發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。煤電機(jī)組和核電機(jī)組通常作為電網(wǎng)基負(fù)荷機(jī)組，因此，核電機(jī)組的存在首先可以部分替換煤電機(jī)組，另外核電機(jī)組和風(fēng)電機(jī)組碳排放強(qiáng)度最接近，因此核電機(jī)組還可以部分替換了風(fēng)電機(jī)組。

4．3 煤電實(shí)施CCS后對(duì)排放權(quán)影子價(jià)格的影響

煤電實(shí)施CCS改造后，發(fā)電成本增加，GHG排放量可以得到大幅度削減，因此CCS技術(shù)會(huì)對(duì)碳排放權(quán)資源價(jià)格產(chǎn)生重要影響(見表4)。CCS技術(shù)可以使煤電碳排放降低90%，但是發(fā)電成本也會(huì)提高50%。煤電安裝CCS系統(tǒng)后碳排放強(qiáng)度為0．15 kgCO2－e/kWh，發(fā)電成本為0.62元/kWh;燃?xì)獍l(fā)電進(jìn)行CCS改造后，碳排放強(qiáng)度為0．09 kgCO2－e/kWh，發(fā)電成本為0．65 元/kWh［10］。

表3 有無核電情景下裝機(jī)構(gòu)成(μ=0．4)Tab．3 Power installed capacity constitute in the case of with orwithout nuclear power scenarios(μ =0．4)

優(yōu)化結(jié)果表明，煤電和天然氣發(fā)電加裝CCS系統(tǒng)一方面導(dǎo)致系統(tǒng)平均發(fā)電成本增加22．47%，另一方面也使得系統(tǒng)碳排放權(quán)資源價(jià)值大幅降低69．11%。

表4 CCS系統(tǒng)對(duì)碳排放權(quán)價(jià)格的影響(μ=0．7)Tab．4 The influence of CCS system on the price of GHG emission(μ =0．7)

5結(jié)論

本文構(gòu)建了電力系統(tǒng)電源結(jié)構(gòu)低碳優(yōu)化模型，通過求解該數(shù)學(xué)規(guī)劃的對(duì)偶規(guī)劃，得到GHG排放權(quán)資源的影子價(jià)格。以深圳電網(wǎng)為例，進(jìn)行了案例分析，研究結(jié)果表明:

(1)對(duì)于某一特定發(fā)電系統(tǒng)，碳排放權(quán)的影子價(jià)格受GHG排放強(qiáng)度上限的影響，強(qiáng)度上限越小，碳排放權(quán)影子價(jià)格越高。如果系統(tǒng)中不同能源資源可以通過相互替換滿足約束條件，碳排放權(quán)影子價(jià)格不會(huì)發(fā)生改變;只有當(dāng)現(xiàn)有某種資源充分開發(fā)完畢，且必須增加成本更高的能源資源才能滿足減排要求時(shí)，碳排放權(quán)影子價(jià)格才會(huì)發(fā)生變化。

(2)碳排放約束情況下，核能發(fā)電降低了發(fā)電系統(tǒng)平均成本，也降低了發(fā)電系統(tǒng)對(duì)碳排放權(quán)的需求，因此可以有效抑制碳排放權(quán)資源影子價(jià)格的上升。

(3)化石能源發(fā)電CCS改造也可以降低發(fā)電系統(tǒng)對(duì)碳排放權(quán)資源的需求，但是由于其成本高昂，會(huì)因此增加發(fā)電系統(tǒng)平均發(fā)電成本。

(4)通過上述數(shù)學(xué)規(guī)劃方法，本文得到電力系統(tǒng)GHG排放權(quán)的影子價(jià)格，該價(jià)格可以為電力行業(yè)稅率厘定和碳交易定價(jià)提供參考。

References)

［1］Chevallier J．Carbon Futures and Macroeconomic Risk Factors:A Review from the EU ETS［J］．Energy Economics，2009，(4):614 －625．

［2］Alberola E，Chevllier J，Cheze B．Price Drivers and Structural Breaks in European Carbon Prices 2005 － 2007［J］．Energy Policy，2008，(2):787－797．

［3］陳詩一．工業(yè)二氧化碳的影子價(jià)格:參數(shù)化和非參數(shù)化方法［J］．世界經(jīng)濟(jì)，2010，(8):93 －111．［Chen Shiyi．SO2Emission Shadow Price of lndustry:Parameter and Non-parameter Methods［J］．The Journal ofWorld Economy，2010，(8):93 －111．］

［4］楊桂元，宋馬林．影子價(jià)格及其在資源配置中的應(yīng)用研究［J］．運(yùn)籌與管理，2010，19(5):39 － 44．［Yang Guiyuan，Song Malin．Shadow Price and Its Applied Research in the Allocation of Resources［J］．Operations Research and Management Science，2010，19(5):39 －44．］

［5］Tinbergen J．International Economic Integration［M］．Amsterdam:Elsevier，1954．

［6］丁樂群，于紅紅，董術(shù)濤．電力系統(tǒng)備用容量模型［J］．東北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30(4):45 － 47．［Ding Lequn，Yu Honghong，Dong Shutao．Reserve Capacity Model of Power System［J］．Journal of Northeast Dianli University，2010，30(4):45 －47．］

［7］Bhat I，Prakash R．LCA of Renewable Energy for Electricity Generation Systems:A review［J］．Renewable ＆ Sustainable Energy Reviews，2009，13:1067 －1073．

［8］中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)．中國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，2011［R］．北京:中國市場(chǎng)出版社，2012:79－85．［China Electricity Council．Statistical Data Analysis of China’s Power lndustry，2011［R］．Beijing:China Market Press，2012:79 －85．］

［9］深圳市氣象局．深圳市太陽能、風(fēng)能資源評(píng)估報(bào)告［N/OL］．2011－3－22［2012 － 3 － 20］．http://www．szmb．gov．cn/article/QiHou YeWu/qhbh/qhbhysc/wmdyjcg/2011/03/22/4d8866335a86d．html．［Shenzhen Municipal Meteorological Bureau．Shenzhen Solar Energy，Wind Energy Resource Assessment Report［N/OL］．2011 －3 －22［2012－ 3－20］．http://www．szmb．gov．cn/article/QiHouYeWu/qhbh/］

［10］Hendriks CA，Wildenborg A，Blok K，et al．Costs of Carbon Dioxide Removal by Underground Storage［J］．Energy Conversion and Management，2000，34(9):949 －958．

Carbon Em issions Allowance Shadow Price Model:An App lication in Power Generation Sector of Shenzhen

YE Bin TANG Jie LU Qiang
(Department of Urban Planning and Management，Harbin Institute of Technology Shenzhen Graduate School，Shenzhen Guangdong 518055，China)

The coal-based power industry is the largest greenhouse gases(Green House Gas，GHG)emitting sector in China，accounting for 40%of the total GHG emissions．Whether the GHG emissions reduction target of China can be successfully achieved depends largely on emissions growth from the power industry being effectively controlled．The GHG emissions allowance becomes a valuable resource if there is a GHG emission cap on power industry．This paper constructed amathematical programmingmodel at the aim ofminimizing the total costof the power system and obtained the shadow price of emission allowance according to duality principle．Shenzhen grid was selected as a case study．Shadow price of allowance was calculated according to the model and the main factors influencing it were analyzed．The results demonstrated that the shadow price of emission allowance was largely influenced by the emission cap and the energy resource richness．Nuclear power decreases the average cost of electricity of the power system and avoids the sharp increase of carbon price．The carbon capture and storage technology can also decrease the demand of carbon emission allowance and the carbon price．Shadow price of the allowance can serve as an important reference to determine the price of the GHG emissions allowance or carbon tax rate．

greenhouse gas;shadow price;power system

X24

A

1002－2104(2012)11－0172－05

10．3969/j．issn．1002－2104．2012．11．026

2012－05－09

葉斌，博士生，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境管理和宏觀經(jīng)濟(jì)。

廣東省軟科學(xué)項(xiàng)目“廣東省發(fā)展低碳技術(shù)的碳金融產(chǎn)品與機(jī)制創(chuàng)新研究”(編號(hào):2011B070300022);廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“廣東省發(fā)展低碳技術(shù)的融資機(jī)制創(chuàng)新”(編號(hào):10151805707000001)。

(編輯:劉呈慶)