碳排放權(quán)交易制度影響下發(fā)電企業(yè)的對策研究

■ 廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司肇慶四會供電局 韋宇虹

2011年，國家發(fā)展和改革委員會提出建設(shè)碳排放交易市場，并于2013年和2014年在北京、天津、上海、重慶等7地設(shè)立碳市場試點。水泥、石化、電力等能源密集型企業(yè)為其主要參與者。國內(nèi)的碳排放交易權(quán)初始免費配額主要以2種方式分配，基于歷史排放量或基準(zhǔn)排放強(qiáng)度。使用歷史排放量來確定配額可以激勵企業(yè)調(diào)整產(chǎn)量以滿足其排放要求。使用基準(zhǔn)強(qiáng)度計算配額須假設(shè)特定行業(yè)中不同公司的產(chǎn)品具有高度可比性，只有電力部門根據(jù)行業(yè)基準(zhǔn)分配配額。

圖1顯示了ETS的月平均許可價格在2014年之前大幅上漲，隨后逐漸下降，直到2015年中期之后穩(wěn)定在3美元/t左右。這個價格水平遠(yuǎn)低于碳排放社會成本價，略低于2018年改革前的歐盟排放交易體系價格。相比之下，交易量從2014年的1460萬t增加到2019年的1.242億t。每年的交易量分配不均，大多數(shù)交易集中在報告到期日之前的幾個月。在中國電力企業(yè)聯(lián)合會的數(shù)據(jù)中，2016年ETS處理過的發(fā)發(fā)電企業(yè)的總發(fā)電收入為259億美元，但同年所有試點市場所有受監(jiān)管公司的ETS許可證交易總額僅為2.12億美元，不到發(fā)電收入的1%。由于獲得許可證的成本很低，受監(jiān)管公司主動減少CO2排放的驅(qū)動力明顯不足。

圖1 全國月平均ETS價格和月交易量

碳排放權(quán)交易制度對不同發(fā)電企業(yè)發(fā)電空間的影響

中國的減排計劃是到2020年單位GDP CO2排放量降低40%～45%。在強(qiáng)制性碳排放約束下，發(fā)電企業(yè)j第i年的發(fā)電量為：

式中：表示發(fā)電企業(yè)第i年初始碳分配配額，ei-1,j為發(fā)電企業(yè)j第i-1年平均CO2排放系數(shù)。

假設(shè)發(fā)電企業(yè)年度合同發(fā)電量（計劃發(fā)電量）為，有以下3種情況：（1）如果說明該發(fā)電企業(yè)碳排放水平低于平均水平，存在可交易或可儲存的剩余碳排放權(quán)；（2）如果即發(fā)電企業(yè)在i年剛好可以在碳排放約束下完成發(fā)電任務(wù)；（3）如果說明發(fā)發(fā)電企業(yè)的碳排放水平與平均水平相當(dāng)。發(fā)電企業(yè)雖然開展了一定的減排工作，但仍不能滿足發(fā)電要求。因此，發(fā)電企業(yè)可以透支未來的碳分配權(quán)，也可以在交易市場上購買排放權(quán)。

碳排放交易制度對不同發(fā)電企業(yè)發(fā)電成本的影響

碳排放權(quán)交易制度的實施對不同發(fā)電企業(yè)的影響是不同的。主要體現(xiàn)在高能耗發(fā)電企業(yè)購買碳排放權(quán)的成本增加和低能耗發(fā)電企業(yè)可以通過出售剩余碳配額獲得一定的利潤。

高能耗發(fā)電企業(yè)。碳排放交易帶來的成本增加：

式中：Cij表示企業(yè)j第i年的附加成本；Pc代表碳排放交易價格；Aij為企業(yè)j第i年初始碳配額；Nij表示企業(yè)j第i年正常發(fā)電所需的碳排放量。其計算公式為：

式中：為企業(yè)j在第i年的計劃電量；eij為企業(yè)j在第i年的平均CO2排放因子?？梢钥闯觯捎诟吆哪馨l(fā)電企業(yè)的平均CO2排放水平通常高于行業(yè)平均水平，滿足計劃發(fā)電所需的碳排放往往超過既定的碳排放配額。因此高耗能發(fā)電企業(yè)需要購買碳排放權(quán)導(dǎo)致發(fā)電成本相應(yīng)增加。

低能耗發(fā)電企業(yè)碳排放交易收益為：

式中：Rij為企業(yè)j第i年出售碳排放權(quán)獲得的額外收益；Aij為企業(yè)j第i年的初始碳配額；Nij為企業(yè)j第i年正常發(fā)電所需的碳排放量。由于低能耗發(fā)電企業(yè)的平均CO2排放水平通常低于行業(yè)平均水平，因此滿足計劃發(fā)電所需的碳排放往往不超過既定的碳排放配額。因此，低能耗發(fā)電企業(yè)可以通過碳排放交易市場出售剩余的碳排放權(quán)，獲得一定的收益。

碳排放交易制度對發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓交易的影響

在強(qiáng)制性碳減排約束下，由電網(wǎng)公司主導(dǎo)的當(dāng)?shù)匕l(fā)電企業(yè)發(fā)電交易將受到碳排放指標(biāo)的影響。一方面，碳排放約束會使高能小型火電機(jī)組更難完成發(fā)電任務(wù)；另一方面，應(yīng)在發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓交易中引入碳交易價格。

碳排放權(quán)交易制度對發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的影響

在強(qiáng)制性碳排放權(quán)交易的約束下，高耗能機(jī)組發(fā)電量更少，發(fā)電權(quán)的可交易性更強(qiáng)，這將大大增加發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的數(shù)量。碳交易價格越高，發(fā)電成本就越高，因此需要更多的發(fā)電權(quán)交易來消化額外的發(fā)電權(quán)，表現(xiàn)為QT∝Pco2。式中：QT為發(fā)電權(quán)的可交易數(shù)量；∝表示正相關(guān)；Pco2是碳交易價格。隨著發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的增加，轉(zhuǎn)讓價格必然會降低。

碳排放交易對發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格的影響

對于轉(zhuǎn)讓方來說，在強(qiáng)制性碳排放約束下，轉(zhuǎn)讓方所滿足的發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓收益應(yīng)不低于自身發(fā)電所產(chǎn)生的收益。

式中：T1為發(fā)電權(quán)出讓方通過轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)獲得的收益；G1為發(fā)電權(quán)出讓方因發(fā)電而獲得的收益；PT為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格；QT為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓量；PS為標(biāo)準(zhǔn)電價；CG為發(fā)電權(quán)讓與人除碳排放成本外的發(fā)電成本；Pco2是碳交易價格。

其中，發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格

式中：Rd1為發(fā)電權(quán)出讓方的預(yù)期收益。碳交易價格越大，發(fā)電轉(zhuǎn)移價格越低。

對于受讓方，在強(qiáng)制性碳排放約束下，關(guān)注點在于發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓帶來的碳交易機(jī)會成本。發(fā)電收益不得低于發(fā)電權(quán)購買成本。

式中：RT2為發(fā)電權(quán)受讓方通過購買發(fā)電權(quán)獲得的收益；CT2為購買發(fā)電權(quán)的成本；PS為標(biāo)準(zhǔn)電價；CG2為發(fā)電權(quán)受讓方除購買發(fā)電權(quán)成本外的發(fā)電成本；Pco2是碳交易價格；QT為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓量；PT為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格。

此時，受讓方購買發(fā)電權(quán)的收益Rd2為：

在強(qiáng)制性碳排放約束下，發(fā)電權(quán)可轉(zhuǎn)讓的實現(xiàn)條件為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格變動范圍為[PS–CG1–Pco2，PS–CG2–Pco2]。轉(zhuǎn)讓方通過持續(xù)的談判博弈確定最終的轉(zhuǎn)讓交易價格。對比碳交易前后發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格的變化幅度可以看出，在強(qiáng)制性碳排放約束下，發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格的浮動幅度變小。

碳排放交易制度對不同發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營決策的影響

電網(wǎng)公司按照3次公開調(diào)度的原則分配各發(fā)電企業(yè)的發(fā)電計劃。各發(fā)電企業(yè)可以根據(jù)當(dāng)年設(shè)定的發(fā)電小時數(shù)和機(jī)器裝配能力來確定當(dāng)年的發(fā)電計劃。但在實施碳排放交易制度下，高能耗發(fā)電企業(yè)可能會因為碳配額限制而無法完成發(fā)電計劃，而低能耗發(fā)電企業(yè)在完成發(fā)電計劃的前提下仍會有一定的碳配額溢出。

因此，在碳排放權(quán)交易的影響下，不同的發(fā)電企業(yè)面臨不同的生產(chǎn)經(jīng)營決策。在強(qiáng)制性碳排放約束下，假設(shè)存在發(fā)電企業(yè)J，則其發(fā)電量Qij與其合同發(fā)電量(計劃發(fā)電量)之間存在3種關(guān)系。

1）購買發(fā)電權(quán)

如果發(fā)發(fā)電企業(yè)想要生產(chǎn)更多的電力，就必須在發(fā)電交易市場上購買額外的發(fā)電權(quán)。則購買發(fā)電權(quán)的邊際收益為：

式中：PO-G為上網(wǎng)電價；CG是發(fā)電成本；PT是發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格。則發(fā)電權(quán)的購買數(shù)量如為：

2）出售碳排放指標(biāo)

在碳排放交易市場上，發(fā)電主體可以將剩余碳排放配額出售給碳排放配額不足的發(fā)電主體。碳排放指標(biāo)銷售的邊際收益Pd4為碳交易價格PCO2。此時碳排放指標(biāo)量ΔAij的數(shù)量為：

式中：為J企業(yè)第I年的碳分配；Nij為企業(yè)j第i年發(fā)電的碳排放量。當(dāng)Rd3＞Rd4時，發(fā)發(fā)電企業(yè)應(yīng)購買額外的發(fā)電權(quán)以繼續(xù)發(fā)電；相反，發(fā)發(fā)電企業(yè)應(yīng)該在碳交易市場上進(jìn)行剩余碳分配的交易。

1）轉(zhuǎn)讓發(fā)電權(quán)

在碳排放約束下，除發(fā)電允許的碳分配外，高耗能機(jī)組的發(fā)電權(quán)可以通過發(fā)電權(quán)交易市場轉(zhuǎn)移給發(fā)電權(quán)不足的發(fā)電企業(yè)。此時，發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的邊際收益Rd5為發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓價格PT。此時發(fā)電轉(zhuǎn)移量

2）購買碳排放權(quán)

高耗能發(fā)電企業(yè)可以通過在碳交易市場購買碳排放權(quán)來完成年度發(fā)電。購買碳排放權(quán)Rd6的邊際收益為：

其中：PO-G為上網(wǎng)電價；CG是發(fā)電成本；PCO2是碳交易價格。因此碳排放指標(biāo)購買的數(shù)量為：

當(dāng)Rd5＞Rd6時，發(fā)發(fā)電企業(yè)應(yīng)出售額外的發(fā)電權(quán)；反之，發(fā)發(fā)電企業(yè)應(yīng)購買碳排放權(quán)。

全國碳交易市場的啟動

對發(fā)電計劃的影響。碳排放權(quán)的分配直接影響發(fā)電能力的上限。在滿足計劃發(fā)電量的情況下，碳排放權(quán)不足會導(dǎo)致計劃發(fā)電量無法 完成。企業(yè)需要改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，以在滿足一定碳排放水平的前提下完成發(fā)電計劃。如仍達(dá)不到生產(chǎn)需求，應(yīng)考慮購買碳排放權(quán)。

對發(fā)電成本的影響。實施碳排放權(quán)交易制度的優(yōu)勢在于可以促使發(fā)電企業(yè)升級生產(chǎn)體系，增加環(huán)保投資，淘汰高能耗機(jī)組，降低整體碳排放水平。高能耗發(fā)電企業(yè)通常要購買碳排放權(quán)來滿足發(fā)電計劃，增加了發(fā)電成本。低能耗發(fā)電企業(yè)可以通過出售剩余碳排放權(quán)增加收入。

發(fā)電權(quán)轉(zhuǎn)讓的影響。碳排放成本是發(fā)電企業(yè)不可忽視的重要成本支出。當(dāng)碳交易價格持續(xù)上漲，發(fā)電利潤持續(xù)受到擠壓時，企業(yè)出售發(fā)電權(quán)的意愿會增加，而市場上可供出售的發(fā)電權(quán)數(shù)量會持續(xù)增加，發(fā)電交易價格將繼續(xù)下降。

對生產(chǎn)經(jīng)營決策的影響。在考慮碳排放權(quán)交易制度時，發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營決策主要是發(fā)電生產(chǎn)和碳排放權(quán)2個方面。當(dāng)購買碳排放權(quán)的成本大于出售同類發(fā)電收益時，企業(yè)會選擇在市場上出售自己的發(fā)電權(quán)。此時，擁有剩余碳排放權(quán)的企業(yè)會購買發(fā)電權(quán)以增加利潤。當(dāng)銷售收入能夠覆蓋購買碳排放權(quán)的成本時，有剩余發(fā)電權(quán)的企業(yè)會選擇購買碳排放權(quán)來增加收入。