火電企業(yè)碳成本疏導(dǎo)機(jī)制研究

曹安國 沙冠男

申能股份有限公司

0 引言

2019 年以來，以發(fā)電行業(yè)為突破口，全國碳排放權(quán)交易市場正式啟動清繳履約，標(biāo)志著中國規(guī)模以上火電企業(yè)全部參與到全球最大規(guī)模的低碳減排市場實踐中。發(fā)電行業(yè)碳排放量占全國總排放的比例超過四成，推動發(fā)電企業(yè)積極參與碳市場，通過市場機(jī)制穩(wěn)妥、有序?qū)崿F(xiàn)減碳降碳，對國家實現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的戰(zhàn)略目標(biāo)意義重大。

通過碳市場推動能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型，火電企業(yè)碳排放成本的疏導(dǎo)在其中居于核心地位。碳成本傳導(dǎo)至終端，通過價格杠桿可引導(dǎo)消費(fèi)側(cè)優(yōu)先選擇低排放企業(yè)，同時消費(fèi)側(cè)的反饋將進(jìn)一步激勵發(fā)電企業(yè)主動作為，通過技術(shù)改造、優(yōu)化運(yùn)行方式、科技創(chuàng)新等手段降低碳排放。但碳成本的疏導(dǎo)幅度需要維持在一定合理水平，過度疏導(dǎo)或者疏導(dǎo)不足都有可能扭曲市場價格，偏離市場最優(yōu)解，甚至傳遞相反的市場信號。如碳成本過度疏導(dǎo)，則發(fā)電企業(yè)就會缺乏有效降碳的動力，消費(fèi)者也會承受過度的物價上漲壓力，不利于經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展；而碳成本疏導(dǎo)不足甚至完全不疏導(dǎo)，也是當(dāng)前中國碳市場的現(xiàn)狀，一方面讓消費(fèi)者失去自主選擇低碳電源的權(quán)利，成本變動無法通過穿越效應(yīng)［1］帶動終端消費(fèi)側(cè)減碳，另一方面碳成本全部由發(fā)電企業(yè)消化，削弱了行業(yè)的整體盈利水平。而中國發(fā)電集團(tuán)的傳統(tǒng)是通過火電企業(yè)的盈利推動集團(tuán)的低碳轉(zhuǎn)型——提高新能源裝機(jī)、對火電企業(yè)技術(shù)改造、低碳前沿技術(shù)的試驗創(chuàng)新等，盈利水平的下降延緩了行業(yè)低碳發(fā)展的步伐，當(dāng)發(fā)電商無法完全回收成本時，投資激勵會被嚴(yán)重抑制，進(jìn)而造成系統(tǒng)裝機(jī)容量的動態(tài)下降，最終帶來更多限電和停電事件，使消費(fèi)者承受更大損失。嚴(yán)重情況下，甚至?xí)绊憞夷茉磻?zhàn)略安全，2021年以來高煤價成本無法疏導(dǎo)對電力保供造成的困境殷鑒不遠(yuǎn)。

碳市場是政府人為設(shè)計的針對環(huán)境負(fù)外部性定價的一種制度，而火電企業(yè)碳成本疏導(dǎo)的最主要市場——電力市場，同樣是圍繞電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性而人為設(shè)計的制度。碳成本疏導(dǎo)，不僅涉及碳市場，更是與電力市場機(jī)制、市場結(jié)構(gòu)、電價形成等息息相關(guān)，需要政策設(shè)計者總體統(tǒng)籌、精密設(shè)計?！疤歼_(dá)峰、碳中和”新形勢下，為構(gòu)建新能源占比不斷提高的新型電力系統(tǒng)，電力行業(yè)的系統(tǒng)特征和市場機(jī)制正在經(jīng)歷深刻變革，最直接的變化是新能源比例不斷提升對火電企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)與經(jīng)營策略產(chǎn)生巨大影響，如高比例新能源地區(qū)火電企業(yè)作為調(diào)峰機(jī)組需頻繁啟?；蜷L期低負(fù)荷運(yùn)行，其碳排放強(qiáng)度勢必與設(shè)計值產(chǎn)生偏離；如非完全電力市場下電價無法有效疏導(dǎo)，經(jīng)濟(jì)壓力下火電企業(yè)加大摻燒力度引起碳排放波動；而碳成本變化直接影響電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)和各類電源的競爭地位，碳成本給火電帶來的不同壓力也會進(jìn)一步改變其在電力市場與碳市場的經(jīng)營策略。同時，中國社會主義國家性質(zhì)、絕大多數(shù)火電行業(yè)作為國企的責(zé)任與使命，又賦予了電力行業(yè)特殊的地位與意義，即必須確保對整個國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)支撐作用、必須保障絕對的安全供應(yīng)。因此，如何有效地疏導(dǎo)火電企業(yè)碳成本，在確保絕對安全穩(wěn)定的前提下引導(dǎo)電力行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，成為電力與碳市場設(shè)計者必須考慮的核心問題。

本文對國內(nèi)外發(fā)電企業(yè)碳成本疏導(dǎo)的行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，分析了碳成本疏導(dǎo)的路徑，提出了符合中國發(fā)展實際的成本疏導(dǎo)方案建議，并根據(jù)典型地區(qū)電力行業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了行業(yè)影響測算。

1 碳成本疏導(dǎo)路徑分析

碳交易市場的宗旨是通過確定排放總量目標(biāo)，明確排放權(quán)的稀缺性，采取無償及有償方式分配排放權(quán)配額，以市場認(rèn)可的交易平臺、靈活有效的交易機(jī)制，實現(xiàn)碳排放權(quán)的商品化。對于納入碳市場管理的控排企業(yè)來說，碳排放權(quán)意味著必須通過采購碳配額來補(bǔ)充其排放缺口，或者將多余的碳配額到市場中出售來獲取收益。因此，碳市場將碳配額設(shè)計為一種具有稀缺價值的投入要素，進(jìn)而使其構(gòu)成排放主體在行為決策時必須權(quán)衡的機(jī)會成本［2］，即碳排放配額對企業(yè)來說屬于機(jī)會成本。

對火電企業(yè)而言，碳市場機(jī)制促使經(jīng)營管理層將碳排放納入生產(chǎn)經(jīng)營決策甚至投資決策，在市場營銷、生產(chǎn)運(yùn)行、燃料采購、財務(wù)安排等多個維度考慮碳排放的綜合影響?；痣娖髽I(yè)不同機(jī)組類型、技術(shù)路線、容量水平等存在差異，導(dǎo)致碳排放成本存在差別，進(jìn)而改變了不同機(jī)組的總成本排序。碳市場建設(shè)初期，碳成本在電廠總成本中占比相對較小，如按照某地碳市場2023年碳價50元/t計算，年發(fā)電按3 000 h，300 MW容量亞臨界機(jī)組年度碳配額缺口約50萬t，碳成本折合度電為0.027元/kWh，總成本（包括固定成本與變動成本）按照0.6元/kWh計，碳成本約占總成本4.6%。但是需要注意的是，由于中國的電力市場機(jī)制限制，在能源價格較高時，燃料成本尚無法得到有效疏導(dǎo)，盡管碳成本的占比不高，但是由于燃料成本無法疏導(dǎo),導(dǎo)致發(fā)電企業(yè)經(jīng)營困難，碳排放成本足以成為壓垮企業(yè)的最后一根稻草，2021 年以來，中國西部7 省份多家發(fā)電企業(yè)反映企業(yè)現(xiàn)金流緊張無法進(jìn)行碳市場履約。隨著碳市場深入發(fā)展，碳成本持續(xù)提高，當(dāng)碳成本占總成本達(dá)到一定比例后，不同類型機(jī)組的碳成本差異累積至一定值，電力現(xiàn)貨市場環(huán)境下，基于邊際成本的市場出清機(jī)制將導(dǎo)致電力系統(tǒng)調(diào)度的順序發(fā)生變化，碳排放強(qiáng)度較低的機(jī)組可能優(yōu)先發(fā)電，盡管該機(jī)組的燃料成本可能更高；這將導(dǎo)致低碳機(jī)組的市場競爭力提升，進(jìn)而促使電力行業(yè)向低碳化方向轉(zhuǎn)型。

從對消費(fèi)者的引導(dǎo)角度，火電企業(yè)的主要產(chǎn)品是電力與熱力，部分燃?xì)鈾C(jī)組主要提供電力輔助服務(wù)等附加產(chǎn)品，這些產(chǎn)品的使用者包括電力用戶、熱力用戶、電網(wǎng)企業(yè)等，對于此類用戶的低碳引導(dǎo)主要體現(xiàn)在產(chǎn)品價格上，如電價、熱價與輔助服務(wù)價格。需要根據(jù)不同碳成本來體現(xiàn)產(chǎn)品價格的變化，通過產(chǎn)品價格信號來激勵消費(fèi)者增加使用低碳產(chǎn)品、減少使用高碳產(chǎn)品。如果產(chǎn)品無法通過價格等信號區(qū)分碳排放，產(chǎn)品使用者無法切身感受節(jié)能降碳的壓力，碳市場的減排效果將大打折扣。

李雪慧等人［2］的研究證明，碳成本的有效傳導(dǎo)有利于社會福利的提升。良好的碳成本疏導(dǎo)使碳排放的環(huán)境負(fù)外部性進(jìn)行內(nèi)部化，使之趨向于社會最優(yōu)。而在電力市場中，碳成本向電價的傳導(dǎo)程度決定社會福利的提高，電力用戶的電價越高，對低碳消費(fèi)的激勵程度越大，就越有利于提升社會福利。同時，碳成本疏導(dǎo)也會產(chǎn)生福利分配的公平性問題，發(fā)電商存在過度傳導(dǎo)來獲取超額利潤的可能。但從不同市場主體的角度看，所謂超額利潤獲取也存在一定爭議。從電力消費(fèi)者的視角，碳成本向電價的完全疏導(dǎo)意味著消費(fèi)者剩余的減少，相當(dāng)于變相向發(fā)電商提供補(bǔ)貼；德國反壟斷辦公室在2006 年警告電力公司濫用市場支配地位過度傳導(dǎo)碳成本。而從發(fā)電商的視角，碳成本的出現(xiàn)勢必會壓縮電源的壽命，迫使發(fā)電企業(yè)在更短時間進(jìn)行成本回收，所以發(fā)電企業(yè)獲取所謂的超額利潤是解決擱淺成本、進(jìn)行綠色轉(zhuǎn)型的需要。碳成本過度疏導(dǎo)的問題另一方面源于國外電力市場對電價沒有或者很少有過度的限制，發(fā)電企業(yè)參與電力市場可以在不同的供需條件下通過不同交易策略獲取高額電價；而中國電力市場一般都有嚴(yán)格的價格限制，中長期交易電價被限制在基準(zhǔn)價上下浮動20%以內(nèi)，現(xiàn)貨價格也一般限制在0.6～1.5 元/kWh 以內(nèi)，即便是燃料成本尚無法完全疏導(dǎo)，更不會出現(xiàn)所謂的超額利潤問題。

綜上所述，要實現(xiàn)CO2排放控制，對電力、熱力等市場的疏導(dǎo)是關(guān)鍵，即碳排放定價機(jī)制的作用必須以電力定價機(jī)制為制度前提才能發(fā)揮作用；在CO2排放價格能夠比較順利地傳遞至電力價格的基礎(chǔ)上，碳排放定價制度設(shè)計或者定價的準(zhǔn)確性才更具有顯著意義。而碳成本疏導(dǎo)對社會福利會產(chǎn)生影響，疏導(dǎo)方式必須在中國政治經(jīng)濟(jì)的特殊國情下，在電力行業(yè)與用電企業(yè)可承受的前提下，兼顧效率與公平穩(wěn)妥實施。

2 國內(nèi)外相關(guān)現(xiàn)狀

2.1 國外市場

2.1.1 歐盟碳市場

歐盟碳市場（EU Emissions Trading Scjeme，簡稱EU ETS，也可翻譯為“歐盟排放交易體系”）自2005年開始啟動運(yùn)行，是世界上第一個旨在減少溫室氣體排放的交易系統(tǒng)。EU ETS 遵循“總量管制與交易”原則，企業(yè)通過分配或拍賣獲得排放配額，并根據(jù)需要使用或交易配額。通過限制溫室氣體的年度排放上限、逐步降低排放總量等手段，推動整個歐盟碳排放降低。經(jīng)過近20年的持續(xù)優(yōu)化，歐盟碳市場逐步趨于完善。歐盟碳市場的發(fā)展歷程分為四個階段，四個階段的碳價見圖1，不同階段的主要特點(diǎn)如下：

1）第一階段，2005 年-2007 年：啟動初期，歐盟碳市場控排企業(yè)主要集中于發(fā)電和重工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)量超過10 000 家。CO2排放限額應(yīng)用于大于20 MW 的發(fā)電和供熱裝置，以及鋼鐵、水泥和煉油等能源密集型工業(yè)部門。此時市場僅包括三種溫室氣體，分別為CO2、N2O 和全氟碳化物（PFCs）。根據(jù)相關(guān)資料，2005 年歐盟ETS 排放限額為20.96億tCO2當(dāng)量（MtCO2e），各成員國自主確定各自的碳排放配額上限。為吸引更多的市場主體廣泛參與，同時也由于部分成員夸大其自身所需排放，這一時期免費(fèi)配額的實際發(fā)放比例接近100%，免費(fèi)配額分配方法采用歷史排放法（即祖父法），這也導(dǎo)致了這一階段碳價總體處于下跌趨勢，部分時段價格甚至達(dá)到零。在這一階段，不遵守排放規(guī)定的企業(yè)被處以40歐元/tCO2罰款。

2）第二階段，2008 年-2012 年：根據(jù)第一階段的教訓(xùn)，第二階段開始考慮未來碳配額的稀缺性，避免配額過度分配，第二階段初期歐盟碳價開始階段性回暖。但由于2008 年全球金融危機(jī)發(fā)生，歐盟企業(yè)碳排放下降，配額供過于求，導(dǎo)致碳市場價格再次下跌。這期間，歐盟碳市場新增了冰島、挪威、列支敦士登、保加利亞和羅馬尼亞五個成員，成員國擴(kuò)充至30 個國家；同時，硝酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氮氧化物（NOx）被列為排放氣體并被納入碳市場；2012 年1 月1 日起，市場開始覆蓋航空業(yè)。第二階段，歐盟碳市場的排放配額上限仍主要采用各成員國自主確定的方式，免費(fèi)配額的實際發(fā)放比例有所縮減、但仍占總排放的90%左右，免費(fèi)配額分配方法仍采用歷史排放法；7%的部分根據(jù)績效指標(biāo)（最佳績效產(chǎn)品、更高的分配信貸收益率）通過對標(biāo)法進(jìn)行自由分配；約有3%的部分通過拍賣方式進(jìn)行分配。在第二階段，歐盟委員會刻意實施了更嚴(yán)格的排放配額上限，排放總額度與2005 年相比減少了6.5%。然而，根據(jù)ICAP（2021）的報告，2009年歐盟總排放配額為2 049 MtCO2e，僅比2005 年減少47 MtCO2e，與宣布的減少6.5%相去甚遠(yuǎn)。

3）第三階段，2013 年-2020 年：2013 年，歐盟對碳市場進(jìn)行了重大調(diào)整，一是歐盟總排放配額上限從各國自主確定調(diào)整為歐盟委員會統(tǒng)一確定，避免了以往各國過多分配配額的傾向；二是通過“線性減排因子”方法每年遞減可分配碳配額總量；三是更多的成員國更多的行業(yè)采用拍賣方式分配配額，控排企業(yè)的排放成本陡增。這一時期，歐盟碳市場進(jìn)一步擴(kuò)容，增加了新成員克羅地亞，成員國達(dá)到31國；同時，歐盟碳市場囊括的領(lǐng)域包括碳捕獲和儲存裝置、石化產(chǎn)品、氨、有色和黑色金屬、石膏和鋁的生產(chǎn)，同時增加了己二酸和乙醛酸等化學(xué)品制造等。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，2019年歐盟三大碳排放行業(yè)分別為電力行業(yè)、石油/天然氣生產(chǎn)和金屬行業(yè)。在第三階段，約有43%的配額采用“行業(yè)基準(zhǔn)線法”進(jìn)行免費(fèi)分配，剩余57%的配額需要進(jìn)行拍賣獲取。其中，電力部門排放配額已實現(xiàn)100%拍賣分配；制造業(yè)仍然存在免費(fèi)分配的配額（達(dá)到一定量級），其余排放額將進(jìn)行拍賣；航空部門15%的排放配額進(jìn)行拍賣，82%根據(jù)基準(zhǔn)免費(fèi)分配，剩下的3%成為行業(yè)新進(jìn)入者和快速發(fā)展的航空公司的特殊儲備。

4）第四階段，2021年至今：這一階段，歐盟碳市場的行業(yè)覆蓋和配額分配方式并未發(fā)生大的變化，仍有約43%的配額進(jìn)行免費(fèi)分配，剩余57%的配額通過拍賣獲取。但歐盟設(shè)定了雄心勃勃的氣候目標(biāo)并出臺了一系列強(qiáng)有力的舉措。2021年7月，歐盟委員會發(fā)布了“Fit for 55”一攬子計劃，以實現(xiàn)相比1990年排放水平減排至少55%的目標(biāo)。該計劃將歐盟碳市場置于歐盟脫碳議程的核心，包括一次性降低排放總配額，并將線性折減系數(shù)從2.2%提高到4.2%。這將要求歐盟碳市場在2030年實現(xiàn)相比2005 年減排61%的目標(biāo)。受此影響，歐盟碳價2021 年一路走高，截至2023 年5 月碳價最高突破100歐元/t關(guān)口。

2.1.2 歐盟成員國等碳成本疏導(dǎo)經(jīng)驗

英國政府自20世紀(jì)80年代末開始啟動電力市場化改革。改革過程中，英國政府不斷根據(jù)市場運(yùn)行狀況、能源形勢帶來的挑戰(zhàn)和新要求，及時調(diào)整市場機(jī)制。截至目前，英國電力市場建設(shè)主要經(jīng)歷了以下四個階段［4］。第一階段（1989-2000年），行業(yè)結(jié)構(gòu)重組、私有化和電力庫模式建立；第二階段（2001-2004年），新電力交易制度（NETA）建立；第三階段（2005-2013年），電力交易和傳輸機(jī)制(BETTA模式）建立。第四階段（2014年至今）：實現(xiàn)低碳發(fā)展的新一輪改革。新一輪電力市場化改革主要包括四大措施：一是對低碳電源建立差價合約機(jī)制（CFDs）；二是建立發(fā)電容量市場機(jī)制；三是設(shè)立排放績效標(biāo)準(zhǔn)（Emissions Performance Standard，EPS）；四是引入最低碳價機(jī)制（Carbon Price Floor）。

1）差價合約機(jī)制

政府確定各類低碳電源的合同價格（strike price）并設(shè)立相應(yīng)機(jī)構(gòu)，與發(fā)電商簽訂差價合同，確保低碳能源在參與市場競爭中仍能以合同價格獲得收入；同時與售電商簽訂售電合同，按售電量收取低碳費(fèi)以分?jǐn)倢Πl(fā)電商補(bǔ)貼而產(chǎn)生的成本支出額。只有符合標(biāo)準(zhǔn)的電源才能申請差價合約，合格的標(biāo)準(zhǔn)如下：（1）低碳能源；（2）新能源容量要大于規(guī)定的最小值；（3）工程擁有有效的建筑許可和并網(wǎng)許可(最低標(biāo)準(zhǔn))，對于某些技術(shù)(尤其生物質(zhì)能)將有一些額外的要求；（4）如果已有的混合火力電站(同時燃燒生物質(zhì)和化石燃料)已經(jīng)接受可再生能源義務(wù)，它們可以接受一個差價合約轉(zhuǎn)變?yōu)樯镔|(zhì)能火力電站；（5）大的工程要求提供給交付機(jī)構(gòu)一個政府認(rèn)可的符合標(biāo)準(zhǔn)的供應(yīng)鏈計劃，申請者需要提供工程名稱、規(guī)模、地點(diǎn)、預(yù)期投產(chǎn)時間和是否分期交付。符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的低碳發(fā)電企業(yè)根據(jù)先到先得的差價合約發(fā)放原則在市場中以差價合約規(guī)定的價格獲得電量收入，即若市場參考價（市場平均成交價）低于差價合約價格則以差價合約價格計，其差價由政府補(bǔ)貼；若市場參考價高于差價合約規(guī)定的價格則高出的部分返還。其中核電、部分生物質(zhì)能發(fā)電等差價合約的市場參考價為季度或年度平均價，其周期較長；而光伏、風(fēng)電等差價合約的市場參考價則為每日平均價，其周期較短。

2)發(fā)電容量市場

為了應(yīng)對原有高碳電廠不斷關(guān)閉和新建新能源電站的間歇性和靈活性問題，保障供電安全，英國還建立容量市場機(jī)制，以吸引發(fā)電投資和需求側(cè)參與市場。容量市場是在現(xiàn)有的電量市場外單獨(dú)設(shè)置的，可以由供應(yīng)側(cè)和需求側(cè)兩個方面來參與，電力生產(chǎn)者可同時在這2 個市場操作，新建和已有電源、需求側(cè)資源、儲能設(shè)施均可參加。容量市場機(jī)制由政府指定機(jī)構(gòu)或售電商作為購買方，在政府授權(quán)下對未來電力需求作出評估并組織容量招標(biāo)，并在所有售電公司中分?jǐn)?，以保障電力長期供應(yīng)安全。交易方式為集中競價或雙邊交易，并可采用物理交易或金融性的容量期貨權(quán)交易。

3)排放績效標(biāo)準(zhǔn)

為了使英國能達(dá)到其碳減排目標(biāo)，限制高碳電源的發(fā)展，對在英國建立的任何新電廠，都要限制碳排放量，明確禁止新建碳排放超過450 g/kWh的煤電廠。這個排放標(biāo)準(zhǔn)只要求新建機(jī)組必須滿足，對過去已建成的機(jī)組并不追溯。新的碳排放標(biāo)準(zhǔn)意味著所有新建燃煤機(jī)組必須安裝碳捕捉與封存等裝置。

4)最低碳價機(jī)制

2013年左右歐盟的碳交易價格較低，在英國無法有效激勵投資商投資低碳能源。為減少投資者的顧慮，保證碳的價格公正合理，更有力地激勵投資者投資于低碳發(fā)電，英國政府設(shè)立了碳交易價格下限，規(guī)定在2013 年、2020 年和2030 年的碳價格下限分別為16、30、70英鎊/t，當(dāng)歐盟碳排放交易市場的成交價格低于政府規(guī)定的價格下限時，由政府補(bǔ)償其差價部分，費(fèi)用納入政府年度預(yù)算。碳價格支持機(jī)制有助于提高碳投資的經(jīng)濟(jì)效益，從而提高對低碳發(fā)電的投資興趣。最低碳價機(jī)制通過增加電力批發(fā)價格，影響傳統(tǒng)能源價格競爭力。低碳發(fā)電不必支付碳排放費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)競爭力增加，因此，鼓勵了對低碳發(fā)電的投資［5］。

2.1.3 對中國碳成本疏導(dǎo)的相關(guān)啟示

通過上文可以看到，英國電力市場改革是與歐盟碳市場協(xié)調(diào)互補(bǔ)的一攬子方案體系，通過電力體制改革的各項政策設(shè)計與碳市場的有效銜接，引導(dǎo)對低碳電源的投資激勵。通過增加電力批發(fā)價格來疏導(dǎo)傳統(tǒng)電源的碳排放成本。通過容量市場來保障中長期的發(fā)電容量充裕性，其資金也是最終來源于電力用戶。同時，通過設(shè)立排放績效標(biāo)準(zhǔn)等一系列舉措保障改革具體落地。

在包括英國在內(nèi)的傳統(tǒng)發(fā)達(dá)國家，由于碳市場、碳稅等碳排放定價機(jī)制實施較早，碳排放成本通過與電力價格之間進(jìn)行的多種復(fù)雜互動進(jìn)行疏導(dǎo)。Sijm等［6］對德國和荷蘭的研究表明，2005年上半年有39%～73%的碳排放成本轉(zhuǎn)移至終端電力價格中，而2005 年全年則有60%～80%的成本轉(zhuǎn)移，而且這種轉(zhuǎn)移比例持續(xù)上升。Ahamada 等［7］研究了碳排放價格對電力價格的非線性影響，發(fā)現(xiàn)德法兩國的非線性影響存在國別差異。圖2中歐盟碳價與德國電力市場價格趨勢表現(xiàn)出較強(qiáng)的一致性，二者的相關(guān)系數(shù)為0.75，顯示出德國電價對碳排放成本的疏導(dǎo)作用。Hintermann［8］發(fā)現(xiàn)德國發(fā)電企業(yè)至少有84%的碳成本甚至是超額碳成本會通過電價轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者；澳大利亞在碳價政策實施兩年后居民電價上升了10%，工業(yè)電價上升了15%，現(xiàn)貨批發(fā)價格則上升了59%。上述研究表明在國外發(fā)達(dá)國家電力行業(yè)的CO2排放成本疏導(dǎo)及控制主要是通過電力價格來實現(xiàn)的。美國加州通過電力市場與碳市場的協(xié)調(diào)配合，成功實現(xiàn)了其設(shè)計初衷，碳市場實現(xiàn)了節(jié)能減排目的，電力市場疏導(dǎo)了發(fā)電企業(yè)成本，有效激發(fā)了電力行業(yè)向清潔、低碳轉(zhuǎn)型的巨大潛力。

圖2 德國電價與歐盟碳價走勢對比

必須注意的是，國外發(fā)達(dá)國家對碳成本的有效疏導(dǎo)是建立在比較成熟的競爭性電力市場基礎(chǔ)之上的，且在發(fā)展過程中會根據(jù)具體情況進(jìn)行政策與機(jī)制的動態(tài)調(diào)整。而中國電力市場化改革還在進(jìn)行中，以電力現(xiàn)貨市場為標(biāo)志的競爭市場交易機(jī)制和配套規(guī)制還在探索中，因此碳成本疏導(dǎo)機(jī)制設(shè)計必須統(tǒng)籌兼顧碳市場與電力市場的建設(shè)進(jìn)程，探索符合中國國情與市場發(fā)展階段的成本疏導(dǎo)方式。

2.2 中國市場

2.2.1 中國電力市場建設(shè)情況

2015年3月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號），標(biāo)志著我國新一輪電力體制改革正式拉開帷幕。2021 年10 月《關(guān)于進(jìn)一步深化燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價市場化改革的通知》(發(fā)改價格〔2021〕1439號)正式印發(fā)，煤電原則上全部電量進(jìn)入市場，通過市場交易在“基準(zhǔn)價+上下浮動20%”范圍內(nèi)形成上網(wǎng)電價，推動工商業(yè)用戶全部進(jìn)入市場，建立電網(wǎng)代購電機(jī)制，電力體制改革進(jìn)一步深化。截至2022年底，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)域內(nèi)各電力交易中心共注冊市場主體473 149 家，較2021 年底新增106 669 家。2022 年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)各交易中心總交易電量完成55 902億kWh，同比增長3.5%。其中，市場交易電量41 283 億kWh，同比增長43.0%。截至目前，我國已初步形成在空間范圍上覆蓋區(qū)域、省級，在時間周期上覆蓋年度、月度、月內(nèi)的電力中長期交易及日前、日內(nèi)的現(xiàn)貨交易，在交易標(biāo)的上覆蓋電能量、輔助服務(wù)、可再生能源消納權(quán)重等交易品種的市場體系結(jié)構(gòu)。電力市場化交易規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，交易機(jī)制不斷完善，多層次、全國統(tǒng)一的電力市場體系正在形成中。由于各地電力市場機(jī)制的不同，不同省份電價區(qū)別較大。2021年下半年以來，能源價格高企，在電力現(xiàn)貨市場尚未開啟的省份市場電價一般在基準(zhǔn)價的基礎(chǔ)上，上浮接近20%（20%為政府規(guī)定的中長期電價上浮上限），在電力現(xiàn)貨市場運(yùn)行地區(qū)，電價在有限的范圍內(nèi)發(fā)生波動。圖3 為2022年山西月度日前與實時現(xiàn)貨均價。

圖3 2022年山西月度日前與實時現(xiàn)貨均價

2.2.2 我國碳市場建設(shè)情況

2010 年，《國務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出，建立和完善主要污染物和碳排放交易制度。2011 年10 月，國家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于開展碳排放權(quán)交易試點(diǎn)工作的通知》（發(fā)改辦氣候〔2011〕2601 號），啟動北京、上海、天津、重慶、湖北、廣東和深圳七省市開展碳交易試點(diǎn)工作。在七大試點(diǎn)城市碳市場運(yùn)行的基礎(chǔ)上，全國碳市場于2021 年7 月正式開鑼交易。市場采取“雙城”模式，即上海負(fù)責(zé)交易系統(tǒng)，湖北武漢負(fù)責(zé)登記和結(jié)算系統(tǒng)。初期選取約2 200家火電企業(yè)參與其中，市場總規(guī)模約40億t，成為全球“覆蓋碳排放量”最大的碳市場。國家碳市場運(yùn)行以來，碳配額價格從最開始的50 元/t 略有下降，2022 年至今穩(wěn)定在55～60元/t左右。中國碳市場日平均成交價格見圖4。

2.2.3 存在的主要問題

中國特色的社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制與電力市場改革歷史決定了我國電力市場與碳市場獨(dú)特的體制特征。由于體制機(jī)制及歷史原因，我國電力市場和碳市場相對獨(dú)立運(yùn)行，分別由不同的國家部委負(fù)責(zé)建設(shè)，在電力行業(yè)內(nèi)部歸屬不同業(yè)務(wù)部門管理，這就造成頂層設(shè)計時尚未統(tǒng)籌考慮其關(guān)聯(lián)性、缺乏有效協(xié)同。這導(dǎo)致了在電力市場與碳市場中，發(fā)電企業(yè)的碳排放成本難以得到有效疏導(dǎo)。中國的電力市場存在多重限制，電力中長期市場價格限制在基準(zhǔn)價上下浮動20%以內(nèi)，數(shù)量要求作為壓艙石占總電量的90%以上；電力現(xiàn)貨價格一般限制在0～1.5 元/kWh 左右，數(shù)量僅占不超過10%；電力輔助服務(wù)市場資金盤子一般來源于發(fā)電側(cè)的零和博弈，輔助服務(wù)收入一般僅占電能量收入的1%～2%左右。在燃料價格較高時段，由于中長期與現(xiàn)貨的電價上限限制，燃料成本尚無法通過電價進(jìn)行疏導(dǎo)，碳排放成本只能由發(fā)電企業(yè)自身消化；而當(dāng)燃料成本下降時，由于碳成本占比相對較小，市場競爭壓力下以及地方政府對電價的調(diào)控傾向下，電價被迅速通過各種方式進(jìn)行快速壓低，發(fā)電企業(yè)只能通過內(nèi)部管理求生存，碳市場的成本疏導(dǎo)更無從談起。

3 成本疏導(dǎo)方法及模型構(gòu)想建議

建立火電企業(yè)碳排放成本疏導(dǎo)機(jī)制，要以應(yīng)對氣候變化和能源可持續(xù)發(fā)展為目標(biāo)，充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，推動碳市場與電力市場等的有機(jī)融合、協(xié)同發(fā)展，在疏導(dǎo)火電企業(yè)碳排放成本的同時引導(dǎo)下游用戶減碳降碳，形成電力行業(yè)上下游協(xié)同綠色發(fā)展、合作共贏的發(fā)展局面，主要構(gòu)想如下：

1）完善市場化電價形成機(jī)制，建立電力中長期價格與燃料市場、碳市場價格聯(lián)動機(jī)制。電力中長期市場價格可由發(fā)用雙方約定，由基準(zhǔn)合同電價、煤電聯(lián)動價格、碳電聯(lián)動價格構(gòu)成，其中基準(zhǔn)合同電價可根據(jù)國家相關(guān)政策文件或雙方約定確定，煤電聯(lián)動價格根據(jù)煤價指數(shù)的變動幅度約定，碳電聯(lián)動價格可參考煤電聯(lián)動方式根據(jù)碳價指數(shù)的變動幅度約定。具體可按照以下公式確定：

其中：

Pde——當(dāng)期電力中長期市場價格；

Pdc——當(dāng)期市場煤價指數(shù)；

Pdt——當(dāng)期碳市場價格指數(shù)；

Pje——基準(zhǔn)合同電價；

Pjc——基準(zhǔn)煤價；

Pjt——基準(zhǔn)電力碳價。

熱力價格可參照上述電價公式形成碳熱聯(lián)動價格。

2）在國家規(guī)定的基準(zhǔn)電價+上下浮動框架下，單獨(dú)設(shè)定碳市場聯(lián)動價格上下浮動范圍。根據(jù)《2021、2022 年度全國碳排放權(quán)交易配額總量設(shè)定與分配實施方案（發(fā)電行業(yè)）》，發(fā)電企業(yè)碳市場缺口最大約為其總排放量的20%；按照當(dāng)前碳市場價格60元/t，碳成本一般約為燃料成本（按照基準(zhǔn)煤價535元/t）的5%左右。參考當(dāng)前國家對電價上下浮動20%的限制，并適度考慮后續(xù)碳價的上升趨勢，碳市場聯(lián)動價格浮動范圍可設(shè)定在5%以內(nèi)。這樣，電力中長期價格分成了碳電聯(lián)動價格與原國家規(guī)定電能電價兩部分，電能價格仍按照國家要求在基準(zhǔn)價基礎(chǔ)上，上下浮動不超過20%，碳價在基準(zhǔn)價基礎(chǔ)上，上下浮動不超過5%。

3）在當(dāng)前用戶分時電價基礎(chǔ)上，設(shè)立機(jī)組頂峰容量補(bǔ)償機(jī)制。當(dāng)出現(xiàn)類似2022 年燃料成本高企時段，即便電力中長期價格上限提高至25%，仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法覆蓋火電成本，特別是隨著新能源比例提升，現(xiàn)貨市場邊際定價機(jī)制導(dǎo)致市場出清價格趨近于零，對電力安全保供造成巨大挑戰(zhàn)。為保障中長期電力容量充裕性，可設(shè)立發(fā)電容量補(bǔ)償機(jī)制，由于新建機(jī)組、儲能、備用機(jī)組等成本投入主要在每年的用電尖峰時段發(fā)揮作用，可按照高峰時段可用發(fā)電容量進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償單價可參考已經(jīng)轉(zhuǎn)為備用或已完成折舊的煤電機(jī)組平均固定成本。如某地2臺300 MW亞臨界機(jī)組年度固定成本約3.2億元，年度實際頂峰發(fā)電2 000 h，假設(shè)通過電能量市場回收固定成本1.2 億元，則容量單價可按照（32 000-12 000）/60/12約為27元/kW/月，建議在詳細(xì)測算全國各省份火電機(jī)組利用小時、成本與收益情況后分省確定補(bǔ)償單價。初期，建議補(bǔ)償范圍僅限于無容量電費(fèi)的市場化煤電與燃?xì)鈾C(jī)組，不參與市場或獲得容量電費(fèi)的機(jī)組暫不獲得補(bǔ)償。

4）為降低對用戶用電成本影響，可設(shè)立補(bǔ)償觸發(fā)機(jī)制與用戶尖峰容量電價分?jǐn)倷C(jī)制。初期可設(shè)立月度觸發(fā)機(jī)制，當(dāng)月度煤炭價格指數(shù)與碳價指數(shù)（由于碳市場履約周期為年度，可取近一年度平均碳價指數(shù)）合計超出一定值之后啟動容量補(bǔ)償，后續(xù)隨市場發(fā)展逐步取消觸發(fā)機(jī)制改為固定補(bǔ)償機(jī)制。容量補(bǔ)償資金按照市場化用戶（包括代購電用戶）當(dāng)月高峰與尖峰時段用電量比例進(jìn)行分?jǐn)偂?/p>

4 碳成本疏導(dǎo)情景模擬分析

以東部某地區(qū)為例，基于近幾年該地電力裝機(jī)等電力數(shù)據(jù)進(jìn)行碳排放成本疏導(dǎo)模擬分析。

4.1 高煤價時期碳電聯(lián)動成本疏導(dǎo)模擬（2022年）

在2022 年電煤價格較高時期，煤電企業(yè)嚴(yán)重虧損，該地區(qū)所有公用煤機(jī)虧損額度約為30 億元。由于電價上限約束，即使達(dá)到上限，電費(fèi)收入也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法覆蓋變動成本。因此無論配額缺口情況如何，發(fā)電企業(yè)均應(yīng)通過碳電聯(lián)動進(jìn)行電價上浮以疏導(dǎo)成本壓力。而通過碳電聯(lián)動，能夠小部分緩解煤電企業(yè)的經(jīng)營壓力。在碳電聯(lián)動電價上浮5%的情況下，所有亞臨界機(jī)組合計增收2 877萬元，占原虧損額的1.9%；所有超臨界機(jī)組合計增收1 688 萬元，占原虧損額的4.1%；所有超臨界機(jī)組合計增收2 530萬元，占原虧損額的2.4%。見表1。

表1 碳電聯(lián)動下發(fā)電企業(yè)成本疏導(dǎo)情況模擬（萬kW、億kWh、萬元）

4.2 正常煤價時期碳電聯(lián)動成本疏導(dǎo)模擬（2020 年）

在煤價降低時期，公用煤機(jī)的盈利能力有所分化，亞臨界機(jī)組仍處于虧損狀態(tài)，超臨界及以上機(jī)組略有盈利。在這種情況下市場化電價與碳價之間的聯(lián)動關(guān)系較為復(fù)雜，電價取決于市場供需、發(fā)用雙方博弈、政府指導(dǎo)等多方面因素。由于煤機(jī)整體處于盈利狀態(tài)，大容量高效機(jī)組由于配額盈余且盈利能力較強(qiáng)，將傾向于將碳排放收益讓利給用戶以爭取市場份額，而低效機(jī)組由于仍處于虧損狀態(tài)且配額處于缺口，自身進(jìn)行碳電聯(lián)動進(jìn)行讓利的意愿不足，但由于市場趨勢仍然會迫使其進(jìn)行一定的聯(lián)動，但可能聯(lián)動幅度低于超（超）臨界機(jī)組。以此市場形成了分化，通過不同價格信號，高效機(jī)組獲得更高利用小時，體現(xiàn)低碳電源的優(yōu)勢，引導(dǎo)電力用戶低碳用電。假設(shè)超超臨界機(jī)組碳電聯(lián)動-5%、超臨界機(jī)組聯(lián)動-3%、亞臨界機(jī)組聯(lián)動-1%，合計可為電力用戶降低用電成本3 621萬元。見表2。

表2 碳電聯(lián)動下用戶獲利情況模擬（萬kW、億kWh、h、萬t、萬元）

4.3 容量補(bǔ)償模擬

假設(shè)在冬夏高峰時期2個月份由于煤價與碳價較高觸發(fā)了容量補(bǔ)償機(jī)制，各不同等級機(jī)組在不同單價下可獲得的補(bǔ)償費(fèi)用見表3。全年該地區(qū)需支付發(fā)電企業(yè)容量電費(fèi)7.18 億元。能夠部分補(bǔ)償發(fā)電企業(yè)的固定成本。

表3 發(fā)電企業(yè)獲取容量補(bǔ)償模擬（萬kW、元/kW/月、月、萬元）

該地區(qū)所有工商業(yè)電力用戶全年用電量約為1 000 億kWh，容量補(bǔ)償機(jī)制推高用戶側(cè)用電成本約7.18厘/kWh。

5 結(jié)論

據(jù)以上分析，碳排放成本的有效疏導(dǎo)對能源行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型意義重大。在碳排放價格能夠比較順利地傳遞至電力、熱力等價格的基礎(chǔ)上，碳排放定價制度設(shè)計才能更好地發(fā)揮作用。通過分析發(fā)現(xiàn)，歐美等發(fā)達(dá)國家通過市場機(jī)制設(shè)計實現(xiàn)了發(fā)電企業(yè)碳排放成本的疏導(dǎo)，有效降低了區(qū)域碳排放，同時部分國家部分時段也存在過度疏導(dǎo)的問題。而中國獨(dú)特的電力市場機(jī)制能夠有效規(guī)避可能的過度疏導(dǎo)問題，核心的矛盾是如何緩解火電企業(yè)嚴(yán)重的經(jīng)營困難。本文提出在國家規(guī)定的現(xiàn)有政策框架下完善市場化電價形成機(jī)制，建立電力中長期價格與碳市場價格聯(lián)動機(jī)制，單獨(dú)設(shè)定碳市場聯(lián)動價格浮動范圍；在當(dāng)前用戶分時電價基礎(chǔ)上，設(shè)立機(jī)組頂峰容量補(bǔ)償機(jī)制，為降低對用戶用電成本影響，設(shè)立補(bǔ)償觸發(fā)機(jī)制與用戶尖峰容量電價分?jǐn)倷C(jī)制?；诘貐^(qū)電力數(shù)據(jù)，分情景進(jìn)行了模擬分析，根據(jù)分析結(jié)果，電力與碳市場價格聯(lián)動機(jī)制在高煤價時期能夠有效緩解發(fā)電企業(yè)經(jīng)營壓力，在低煤價時期能夠降低用戶用能成本；觸發(fā)機(jī)制下的容量補(bǔ)償機(jī)制能夠在“雙碳”背景下部分補(bǔ)償發(fā)電固定成本投入，同時合理平衡用電企業(yè)的用電成本上漲壓力。