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【深度研究】碳市场和电力市场耦合研究pdf

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碳市场和电力市场耦合研究赵长红,张明明,吴建军2,袁家海(1.华北电力大学新能源电力与低碳发展研究北京市重点实验室,华北电力大学经济与管理学院,北京102206;2.中国科学院城市环境研究所,夏门361021)【摘要】低碳化、清洁化是我国电力行业未来发展的方向。碳市场启动,电力作为试点行业,碳市场和电力市场面临着协调和融合问题。为研究碳市场和电力市场的耦合关系,本文首先分析了碳市场机制的成本节约效应以及与电力市场改革的互动效应:然后给出考虑碳排放价格的电力市场发电电能成本模型一LCOE©;最后以广东省为例,对广东碳市场碳价传导至电价设定情景并进行模拟分析。结果显示,碳市场和电力市场存在相互制约的关系,碳排放外部成本内部化影响电力市场出清电价,而电力市场能够缓解碳市场的减排压力,抑制碳市场的活跃度。两市场的耦合研究对于优化电源结构、促进新能源市场的发展,以及启发政策制定者重视两大市场的协同发展具有非常重要的现实意义。【关键词】碳市场;电力市场;平准化电能成本;碳市场模拟【中图分类号】F832.5;F406.7【文章编号】1674-6252(2019)04-0105-08【文献标识码】A【D01】10.16868/j.cnki.1674-6252.2019.04.105引言价的传导率。此外,在环境压力方面,袁家海等阿以典型煤电企业2017年底我国以电力行业为突破口启动了全国性碳市为例,在产能过剩、能效标准提高、环境保护税、全国碳场,近几年电力市场也逐步成长起来。在电力市场报价中,市场、水资源税和非水可再生能源规划目标的风险约束下,相对于其他成本构成部分的变化,碳价格变化所引起的成建立环境成本内部化和环境风险分析工具,考虑不同压力本冲击特别适合于对价格传导进行实证分析。中国市场碳情境下对煤电企业价值的影响,构建环境风险影响财务成价传导过程中,其排放成本会通过成本内部化的途径变化,本的压力测试框架,得出产能过剩和碳市场风险对企业价最终部分甚至全部以电价的形式传导至终端消费者,此即值的影响是大多数地区在不同情景中面临的主要风险驱动碳排放价格变动对电价的穿越效应。因素。袁家海等门还对电力企业的各项污染排放值与环境目前国外针对碳市场与电力市场传导机制研究已经取违法事故进行研究,这一项在受到环保部门和监管者制约得不少的成果。Beat Hintermann)根据德国现货市场数据,的同时也受到公众的监督,企业在环境压力方面的指标直将德国电力市场的碳排放成本传导到每小时的电价上,实接影响企业声誉,是企业减轻环境风险的核心。现了短期成本转嫁,进而可以估计不同负荷周期的成本传综上可知,学者大多数都是针对国外现有碳市场碳价导,为研究碳成本的全面转嫁提供了最有力的证据。Natalia传导机制和碳排放成本对电价的影响以及碳市场对企业价Fabra等叫对西班牙电力市场的排放成本转嫁率进行了量值和企业环境风险影响进行分析,尚未有根据中国国情分化,该文献采用西班牙电力市场的投标数据,通过构建简析中国试点碳市场和电力市场耦合研究的文献。而碳市场化估计模型及结构估计模型,考察了碳排放成本变动对电建设和电力市场能源重组都是实现碳减排目标的重要因素,力价格的影响,并进一步利用结构分解方法识别了碳排放二者存在密切联系。在此背景下,本文以广东省试点碳市成本对电力价格的传导机制,从而验证了碳成本的不完全场区域减排行动为例,着重分析广东省碳市场与电力市场传导。这种不完全的传导是由需求反应和市场力量驱动的,间的耦合机制,并总结对我国电力行业参与碳市场和电力它也反映了在碳市场形成后传统发电技术经济性的逐步降市场的启示。低,现在的技术将由更清洁的技术取代。Liya等鬥研究了在不完全竞争的情况下边际排放成本在电力市场中的成本1碳市场与电力市场的互动效应转嫁,研究显示,价格的增加导致边际成本抬高还是降低,取决于市场集中度、可用容量、电力需求水平等结构因素。1.1我国碳市场与电力市场发展概述Sijm和Zachmann等学者也研究了欧盟碳市场背景下碳2013年6月起,我国陆续在北京、上海、深圳、重庆、资助项目:国家自然科学基金面上项目“低碳电力转型日标决策、路径优化与政策机制胁同设计”(71673085)。作者简价:赵长红(1971一),男,副教授,硕士,研究方向为企业管理与技术经济,E-mai:2chh21@126.com。*贵任作者:袁家海(1979一),男,教授,博士,博士生导师,研究方向为能源系统低碳转型与决策,E-mai:yuanjh126@126.com。中国环境管理2019年第4期天津、广东、湖北7个省市展开了碳交易试点运行。20161.2碳市场与电力市场的互动效应年国务院发布的《“十三五”控制温室气体排放工作方案》我国电力行业需要加快发展以满足快速增长的电力需提出,全国碳排放权交易市场涵盖石化、化工、建材、钢求,同时,来自国家的减排压力有增无减。目前我国对电铁、有色、造纸、电力和航空8个行业中年耗能1万t标力行业减排已有较为严格的标准和要求,火电机组技术水准煤以上的企业。2017年发布的《全国碳排放权交易市场平已接近或达到国际水平,为实现未来的减排目标,要求建设方案(发电行业)》(以下简称《建设方案》)提出,当进一步发展非化石能源发电、提高电力系统整体效率四。前碳市场建设中电力行业先行。碳市场涵盖了约1700家在电力市场环境下,碳市场的实施将对环境效益、电力改发电企业,其排放量占我国总排放量的3%,占全国碳革等方面产生重大影响。排放量的13左右(图1),是迄今为止全球最大的碳排放1.2.1碳市场对环境效益的影响权交易市场,也是继美国区域温室气体减排行动(RGGI)碳市场作为一种基于市场的诚排政策工具,是应对气之后,第二个只有电力行业参与的碳排放权交易体系。候变化的一项重大制度创新,由于其在成本有效性、环境碳市场的进一步发展势必将对电力行业的发展产生重要有效性及政治可行性等方面的优势,近年来被越来越多的影响。国家和地区应用于各自的减排实践中。碳定价能够减少煤造纸及纸制品业,%炭和其他化石能源的使用,促使人们转向使用更为清洁的航空航天行业,0%石化行业,3%能源,进而研发和采用控制污染的新技术,对环境产生外化工行业,6%部效益。有色金属图2表示化石燃料使用的一个静态模型,该模型主要用矿采选业,于评估国内碳定价的效益,它显示了煤炭等化石燃料产品6%的需求和供给情况。需求曲线表示企业每消耗一单位燃料从额外单位获得的边际收益,供给曲线的高度反映了边际电力行业,成本(劳动力,资本,能源的支付,以及提取、运输、加35%工或进口燃料的成本),X1变为X2表示燃料消耗减少。在建材行业,先前存在燃油费或补贴的情况下,增加了碳排放交易市场21%后,碳成本收费的福利效应如阴影三角形ABC所示,其底部宽度等于碳成本引起的燃料使用减少量,高度等于碳价三角形面积为企业对每单位碳排放付出的代价;图中阴影梯形BCDE代表碳收益净成本。一钢铁行业,28%单位价格个国内环境净图18大行业排放量比例需求收益数据来源:根据“中国环境数据库”相关数据整理计算得出与此同时,我国电力市场发展也迈出新的重要一步。2015年3月15日,中共中央国务院发布了《关于进一步深国内环境⊙碳成本化电力体制改革的若干意见》(9号文),同时出台包括《关碳价于有序放开发用电计划的实施意见》等6份配套文件。供给这些文件对具体的改革领域提出了明确的要求,旨在发电A侧、售电侧以及增量配电等领域逐步引入市场竞争,以实现电力行业总体的资源优化配置,提高行业整体竞争力。在电力体制改革的推动下,成熟完善的电力市场可以实现扩大清洁能源的消纳空间、提供发电成本的传导机制、优X2X1燃料消耗量化电源结构与盈利模式、改善需求侧的用电习惯以及促进图2燃料市场中碳排放的福利效应发电侧的技术升级等诸多目标,将极大程度实现资源优化碳排放交易体系作为一种经济手段,其基本特征是将配置,推动行业绿色可持续发展。截止2018年底,我国电二氧化碳的外部成本内部化,即生产者或消费者产生的外力装机总容量19.0亿kW,发电量6.994万亿kW·h,均部费用进入它们的生产和消费决策,由它们自己承担或居全球之首网。目前我国已经建成了全球最大规模的电力“内部消化”,从而弥补外部成本与社会成本的差额,以解系统。决环境污染问题。碳排放交易体系建立后产生的配额是定
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