王偉，張愛培，田建亮，覃濤

基于碳排放權(quán)交易的發(fā)電用煤價(jià)格模型

王偉1，張愛培1，田建亮2，覃濤3

（1．中國(guó)華電集團(tuán)有限公司，北京市 西城區(qū) 100031；2．華電集團(tuán)北京燃料物流有限公司河北分公司，河北省 石家莊市 050010；3．華電電力科學(xué)研究院有限公司，浙江省 杭州市 310030）

2017年12月我國(guó)正式下發(fā)《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案(發(fā)電行業(yè))》，發(fā)電企業(yè)率先開展全國(guó)碳排放權(quán)交易，碳排放權(quán)交易價(jià)格將顯著影響發(fā)電企業(yè)的燃料總成本。通過(guò)分析國(guó)內(nèi)主要碳排放權(quán)交易市場(chǎng)現(xiàn)狀、核算燃煤發(fā)電企業(yè)碳排放量以及分析現(xiàn)有煤炭交易價(jià)格變化，探討了典型煤炭平倉(cāng)價(jià)格模型，建立了燃煤發(fā)電企業(yè)在碳排放權(quán)交易約束條件下的煤炭平倉(cāng)價(jià)格主要模型。碳成本占燃料成本約20%，新模型綜合考慮碳排放權(quán)交易的需求，為燃煤發(fā)電企業(yè)完善燃料采購(gòu)策略和抵御碳排放權(quán)交易風(fēng)險(xiǎn)提供了新的核算方法。

碳排放權(quán)；價(jià)格模型；發(fā)電企業(yè)

0 引言

1997年12月通過(guò)的《京都議定書》標(biāo)志著人類第一次通過(guò)法律形式控制溫室氣體排放。在《京都議定書》的約束之下，碳排放權(quán)成為稀缺資源，具有了價(jià)值屬性和交易屬性，產(chǎn)生了碳排放權(quán)交易(以下簡(jiǎn)稱“碳交易”)市場(chǎng)[1-3]。

2015年，我國(guó)電力行業(yè)用煤18.39億t[4-6]。煤炭消費(fèi)量在我國(guó)能源消費(fèi)總量中所占比例高達(dá)64%，而世界平均水平僅為30%左右[7-8]。2016年6月1日，GB/T 32150—2015《工業(yè)企業(yè)溫室氣體排放核算和報(bào)告通則》[9]和GB/T 32151.1—2015《溫室氣體排放核算與報(bào)告要求第1部分：發(fā)電企業(yè)》實(shí)施[10]。GB/T 32150—2015統(tǒng)一規(guī)范了我國(guó)相關(guān)行業(yè)二氧化碳排放量的核算與報(bào)告，GB/T 32151.1—2015為發(fā)電企業(yè)進(jìn)入全國(guó)性的碳交易階段奠定了測(cè)量、報(bào)告與核查基礎(chǔ)。

當(dāng)前我國(guó)正積極推進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將低碳經(jīng)濟(jì)作為今后國(guó)家發(fā)展的關(guān)鍵任務(wù)，相關(guān)管理部門要求到2020年單位GDP碳強(qiáng)度在2005年的基礎(chǔ)上減少40%~45%[11]。為貫徹落實(shí)關(guān)于建立全國(guó)碳交易市場(chǎng)的決策部署，穩(wěn)步推進(jìn)全國(guó)碳交易市場(chǎng)建設(shè)，2017年12月18日國(guó)家發(fā)展改革委正式下發(fā)《全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)建設(shè)方案(發(fā)電行業(yè))》(發(fā)改氣候規(guī)[2017]2191號(hào))[12]。電力行業(yè)為推動(dòng)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展率先建立全國(guó)性碳交易市場(chǎng)。

在碳交易條件下，燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)改變以往的煤炭采購(gòu)價(jià)格模型及慣例，在關(guān)注發(fā)熱量、全硫等煤炭品質(zhì)指標(biāo)的同時(shí)，更應(yīng)關(guān)注、核算基于碳交易條件下煤中碳含量對(duì)燃料成本甚至企業(yè)經(jīng)營(yíng)的影響。因此，本文建立了燃煤發(fā)電企業(yè)在碳交易約束條件下的煤炭平倉(cāng)價(jià)格主要模型，為燃煤發(fā)電企業(yè)完善燃料采購(gòu)策略和抵御碳交易風(fēng)險(xiǎn)提供了新的核算方法。

1 國(guó)內(nèi)主要碳交易市場(chǎng)現(xiàn)狀

2008年7月，我國(guó)正式成立了上海環(huán)境能源交易所，緊接著成立了北京環(huán)境交易所和天津排放權(quán)交易所，這說(shuō)明我國(guó)已經(jīng)拉開了建立排放權(quán)交易體系的序幕。經(jīng)國(guó)家相關(guān)部門批準(zhǔn)，重慶、湖北、廣東以及深圳等地也紛紛進(jìn)入到碳交易試點(diǎn)。從2013年6月起，在一年內(nèi)上述7個(gè)省市碳交易市場(chǎng)順利開市，福建于2016年末也被列入碳交易試點(diǎn)。

2015年，北京碳市場(chǎng)交易均價(jià)為47元/t[13]。2015年年初，秦皇島5 500大卡動(dòng)力煤平倉(cāng)價(jià)為515元/t，12月約為360元/t[14]，年度均價(jià)約為438元/t。此類煤炭的碳含量約55%(收到基)，每噸煤炭燃燒后二氧化碳排放量約2 t。按此計(jì)算，碳排放成本約占燃料成本的20%。

2 發(fā)電企業(yè)二氧化碳排放量核算

GB/T 32151.1—2015規(guī)定，發(fā)電企業(yè)排放的溫室氣體主要是二氧化碳，其來(lái)源是化石燃料燃燒、脫硫以及企業(yè)購(gòu)電等。通常溫室氣體的總排放量大體就是上述3個(gè)過(guò)程所產(chǎn)生的二氧化碳總和，總排放量

式中：1、2、3分別為化石燃料燃燒、脫硫、企業(yè)購(gòu)電所產(chǎn)生的二氧化碳排放量，t。

發(fā)電企業(yè)主要以賣電為主，購(gòu)入電量一般不到其發(fā)電量的0.1%，購(gòu)電時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳排放較小。由于全硫在煤炭尤其是發(fā)電企業(yè)入爐煤中的含量一般不超過(guò)1%，與超過(guò)50%的碳相比，其消耗脫硫劑之后所排出的二氧化碳量也很小。因此，發(fā)電企業(yè)碳排放主要是化石燃料燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳[10]。

解析GB/T 32151.1—2015對(duì)化石燃料燃燒二氧化碳排放量核算過(guò)程如下：

式中：A為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的活動(dòng)水平，GJ；E為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的CO2排放因子，t/GJ；N為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的低位發(fā)熱量，對(duì)于固體與液體化石燃料，單位為GJ/t，對(duì)于氣體燃料，單位為GJ/(104Nm3)；F為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的凈消耗量，對(duì)于固體與液體化石燃料，單位為t，對(duì)于氣體燃料，單位為104Nm3；Cij為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的單位熱值含碳量，t/GJ；O為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的碳氧化率，%；C為報(bào)告期內(nèi)第時(shí)段第種化石燃料的碳含量，%；

式(2)表明，發(fā)電企業(yè)化石燃料燃燒二氧化碳排放量只與燃料的燃耗量、碳含量及其氧化率相關(guān)，排放因子、低位發(fā)熱量等只是中間量。

一般地，燃煤在發(fā)電站鍋爐的氧化率不小于96%，也可直接檢測(cè)。因此，燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)高度關(guān)注其燃用煤炭中的碳含量及燃耗量，這將有助于準(zhǔn)確計(jì)算其二氧化碳排放量。

3 煤炭采購(gòu)價(jià)格模型創(chuàng)新優(yōu)化

碳排放量是衡量環(huán)境污染的一個(gè)重要指標(biāo)，若要改善我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，就要降低碳排放 量[15-16]。為此，從源頭上降低燃料的碳含量是降低發(fā)電企業(yè)碳排放量的重要舉措之一。

在燃料成本占總成本約70%、碳成本占燃料成本約20%的條件下，發(fā)電企業(yè)必須重視燃料碳含量對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益的顯著影響，可能時(shí)應(yīng)評(píng)估其對(duì)碳交易的影響[17]。

當(dāng)前，發(fā)電企業(yè)燃煤平倉(cāng)價(jià)格主要依據(jù)收 到基低位發(fā)熱量、全硫，即約定以收到基低位發(fā)熱量0、0分別為驗(yàn)收基準(zhǔn)發(fā)熱量、全硫，則P0、P0分別為煤炭發(fā)熱量、全硫基準(zhǔn)單價(jià)。驗(yàn)收后，根據(jù)發(fā)熱量實(shí)際檢測(cè)結(jié)果、，在約定的指標(biāo)范圍內(nèi)，按比例扣減或提高單價(jià)，綜合確定煤炭的采購(gòu)價(jià)格。如發(fā)熱量、全硫以20000J/g、0.80%為基準(zhǔn)，在19000~21000 J/g、0.30%~1.30%范圍內(nèi)，每偏低或偏高1J/g、0.10%，按比例 進(jìn)行扣減或提高單價(jià)。其煤炭平倉(cāng)價(jià)格基本模型如下：

在上述基礎(chǔ)上，綜合考慮煤中碳含量的影響，增加碳含量對(duì)煤炭?jī)r(jià)格的影響，即以收到基碳0為基準(zhǔn)碳含量，P0為煤中碳含量基準(zhǔn)單價(jià)。驗(yàn)收后，根據(jù)碳含量的實(shí)際檢測(cè)結(jié)果，如前所述，在約定的指標(biāo)范圍內(nèi)，按比例扣減或提高單價(jià)，綜合確定煤炭的采購(gòu)價(jià)格。其價(jià)格模型為

式(2)闡明了燃煤發(fā)電企業(yè)燃用煤炭的碳含量及燃耗量是決定二氧化碳排放量的主要因素。式(4)顯示，在發(fā)熱量、全硫的綜合價(jià)格同等條件下，優(yōu)先采購(gòu)碳含量相對(duì)較低的煤炭，將從根本上降低煤炭燃燒的碳排放量。因此，采購(gòu)煤炭時(shí)，發(fā)電企業(yè)應(yīng)考慮煤炭中的碳含量，發(fā)電企業(yè)煤炭采購(gòu)價(jià)格也將充分體現(xiàn)碳交易的影響。

如某發(fā)電企業(yè)安裝了2′660MW超臨界燃煤機(jī)組，2016年耗原煤約200萬(wàn)t，發(fā)電用煤的碳含量(收到基)約55%，二氧化碳年排放量約370萬(wàn)t。若采購(gòu)的煤中碳含量降低1%，即可降低二氧化碳排放量約3.7萬(wàn)t。按2015年北京碳市場(chǎng)交易均價(jià)47元/t的價(jià)格測(cè)算，將給企業(yè)帶來(lái)約170萬(wàn)的利潤(rùn)。如果利用這節(jié)省的配額發(fā)電，其邊際效益或?qū)⒊^(guò)碳交易所得，給企業(yè)帶來(lái)顯著的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

4 結(jié)論

在全世界碳交易市場(chǎng)興起、全國(guó)性碳交易市場(chǎng)從電力行業(yè)首啟之際，燃煤發(fā)電企業(yè)宜采取相應(yīng)的措施應(yīng)對(duì)碳排放問題。燃煤發(fā)電企業(yè)的煤炭發(fā)熱量此前主宰了燃料成本價(jià)格，此后應(yīng)關(guān)注煤中碳含量對(duì)其價(jià)格的影響。當(dāng)碳交易價(jià)格占燃料總成本的權(quán)重越來(lái)越大時(shí)，其影響將更為顯著。當(dāng)然，影響某個(gè)具體發(fā)電企業(yè)的燃料成本還有燃料的全水分甚至運(yùn)輸距離等其他因素。

因此，在碳交易條件下，燃煤發(fā)電企業(yè)應(yīng)改變以往的煤炭采購(gòu)價(jià)格模型及慣例，在關(guān)注發(fā)熱量、全硫等煤炭品質(zhì)指標(biāo)的同時(shí)，更應(yīng)關(guān)注、核算基于碳交易條件下煤中碳含量對(duì)燃料成本甚至企業(yè)經(jīng)營(yíng)的影響，新增碳含量成本核算指標(biāo)，綜合考慮碳交易的需求，完善燃料采購(gòu)策略，為燃煤發(fā)電企業(yè)獲得較好經(jīng)濟(jì)回報(bào)的同時(shí)提升抵御碳交易風(fēng)險(xiǎn)的能力。

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[10] 國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)應(yīng)對(duì)氣候變化司．溫室氣體排放核算與報(bào)告要求第1部分：發(fā)電企業(yè)：GB/T 32151.1—2015[S]．中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2015．

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Price Model of Coal for Power Generation Based on Carbon Emissions Trading

WANG Wei1, ZHANG Aipei1, TIAN Jianliang2, QIN Tao3

(1. China Huadian Corporation Ltd., Xicheng District, Beijing 100031, China; 2. Hebei Branch, Huadian Corporation Beijing Fuel Logistics Corporation, Ltd., Shijiazhuang 050010, Hebei Province, China; 3. Huadian Electric Power Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310030, ZhejiangProvince, China )

In December 2017, China formally issued the National Carbon Emissions Trading Market Construction Plan (Power Generation Industry), and the power generation enterprises took the lead in developing the national carbon emission trading. Carbon trading price will significantly affect the total fuel cost of power generation enterprises. Based on the analysis of the current situation of the main domestic carbon emission trading market, the calculation of carbon emission of coal-fired power generation enterprises and the analysis of the change of the existing coal trading price, this paper discussed the typical coal closing price model, and established the main coal closing price model of coal-fired power generation enterprises under the constraints of carbon emission trading. Carbon trading cost accounts for about 20% of fuel cost. The new model accounts the demand of carbon trading comprehensively, and provides a new accounting method for coal-fired power generation enterprises to improve their fuel procurement strategy and resist the risk of carbon trading.

carbon emission; price model; power generation enterprise

10.12096/j.2096-4528.pgt.18095

2018-11-22。

王偉(1982)，男，碩士，工程師，從事發(fā)電企業(yè)燃料管理工作，hdqrww@163.com；

覃濤(1973)，男，正高級(jí)工程師，從事煤炭檢測(cè)技術(shù)以及碳交易等研究，本文通信作者，qintao@126.com。

王偉

(責(zé)任編輯 尚彩娟)