江岳文,陳巍

(1. 福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院,福州市 350108;2. 智能配電網(wǎng)裝備福建省高校工程研究中心,福州市 350108;3. 福州大學(xué)綜合能源規(guī)劃與優(yōu)化運(yùn)行研究中心,福州市 350108)

0 引 言

面對(duì)全球傳統(tǒng)能源危機(jī)和溫室氣體排放加劇、氣溫上升[1]等環(huán)境問題,世界各國(guó)高度重視,陸續(xù)出臺(tái)一系列減排目標(biāo)與政策。為應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)發(fā)展帶來的挑戰(zhàn),各國(guó)政府先后達(dá)成《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴黎協(xié)定》等國(guó)際氣候公約,逐步建立國(guó)際減排合作框架。2021年7月14日,歐盟委員會(huì)提出應(yīng)對(duì)氣候變化的一攬子計(jì)劃(Fit for 55),承諾在2030年前使歐盟碳排放量比1990年的水平減少55%以上。2020年9月22日,習(xí)近平總書記在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布,中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值,努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和[2],該聲明被視為《巴黎協(xié)定》簽訂以來最強(qiáng)有力的信號(hào)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年全球碳排放量超過368億t,中國(guó)全年碳排放量約121億t,約占全球碳排放量的1/3,我國(guó)碳減排需求仍較迫切[3]。作為全球電力消費(fèi)量與碳排放總量第一的國(guó)家,電力在我國(guó)能源體系中占據(jù)主要地位。為了實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo),我國(guó)持續(xù)推進(jìn)傳統(tǒng)能源產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型,構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)[4]。近年來,可再生能源裝機(jī)容量的迅速增長(zhǎng)使新能源財(cái)政補(bǔ)貼缺口加大,且由于我國(guó)能源資源呈逆向分布特征,電網(wǎng)外送能力有限,可再生能源難以就地充分消納。因此,我國(guó)亟需建立一套能夠激勵(lì)可再生能源生產(chǎn)與消納的機(jī)制[5-6]。

合理的市場(chǎng)機(jī)制設(shè)計(jì)能有效實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置,是協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和碳減排的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2015年,我國(guó)新一輪電力體制改革全面開啟,著力構(gòu)建主體多元、競(jìng)爭(zhēng)有序的電力交易格局[7]。碳排放權(quán)交易被視為有效的減排途徑,《京都議定書》中提到各國(guó)應(yīng)通過碳排放權(quán)交易機(jī)制進(jìn)行減排[8]。我國(guó)自2017年以來陸續(xù)出臺(tái)綠證自愿認(rèn)購(gòu)、可再生能源消納權(quán)重責(zé)任考核制、中長(zhǎng)期綠色電力交易等一系列可再生能源交易政策,旨在通過市場(chǎng)手段鼓勵(lì)可再生能源企業(yè)發(fā)展和促進(jìn)可再生能源消納[9-11]。電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)與可再生能源配額制下的配套交易機(jī)制在政策目標(biāo)、技術(shù)、產(chǎn)品屬性、覆蓋領(lǐng)域等方面聯(lián)系密切。開展電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)、可再生能源配額制(簡(jiǎn)稱“配額制”)之間的耦合機(jī)制建設(shè),有利于引導(dǎo)發(fā)電企業(yè)自主減排、鼓勵(lì)可再生能源企業(yè)發(fā)展、促進(jìn)可再生能源消納,使各市場(chǎng)之間形成合力,共同助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[11-12]。同時(shí),多市場(chǎng)耦合交易機(jī)制有利于簡(jiǎn)化市場(chǎng)程序,降低市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本,提高市場(chǎng)效率。

由于我國(guó)碳市場(chǎng)及配額制尚處于起步階段,交易機(jī)制不夠完善,電、碳、配額制之間的耦合作用效果較薄弱,且面臨碳配額寬松引起的碳價(jià)低迷、企業(yè)認(rèn)購(gòu)國(guó)內(nèi)綠色證書的意愿不夠強(qiáng)烈等問題。因此對(duì)國(guó)內(nèi)外電-碳-配額制的耦合交易機(jī)制進(jìn)行綜述研究,通過梳理國(guó)內(nèi)外電-碳-配額制耦合交易研究成果及目前實(shí)施現(xiàn)狀、政策環(huán)境,總結(jié)我國(guó)電-碳-配額制耦合交易機(jī)制建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)與后續(xù)方向。

本文首先分析電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)、電力市場(chǎng)與配額制之間的交互機(jī)理,歸納國(guó)內(nèi)外電-碳-配額制耦合交易的研究現(xiàn)狀,進(jìn)而介紹各國(guó)碳市場(chǎng)和可再生能源配額制的實(shí)際發(fā)展情況。最后,指出國(guó)內(nèi)電-碳-配額制耦合交易機(jī)制建設(shè)面臨的關(guān)鍵問題與挑戰(zhàn),并進(jìn)行展望,為我國(guó)電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)及配額制的后續(xù)發(fā)展路徑提供參考。

1 電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)、配額制之間的耦合作用分析

1.1 碳市場(chǎng)及可再生能源配額制概述

碳排放權(quán)交易(carbon emission trading, CET)簡(jiǎn)稱“碳市場(chǎng)”,是一個(gè)以碳排放權(quán)(簡(jiǎn)稱“碳配額”)為主要交易商品、遵循總量管控與交易原則的市場(chǎng)機(jī)制。一般來說,碳市場(chǎng)可分為一級(jí)碳市場(chǎng)和二級(jí)碳市場(chǎng),采用“總量分配+現(xiàn)貨交易”的兩級(jí)方式運(yùn)行[13]。一級(jí)碳市場(chǎng)主要是政府監(jiān)管部門對(duì)一個(gè)或多個(gè)行業(yè)提出碳減排要求,確定碳配額總量控制目標(biāo)以及各行業(yè)碳排放權(quán)初始分配方案(主要有無償分配和拍賣交易2種方式),并以配額方式分配給重點(diǎn)排放單位。二級(jí)碳市場(chǎng)是指短時(shí)間尺度內(nèi)的碳配額現(xiàn)貨交易市場(chǎng),市場(chǎng)主體可以根據(jù)自己的實(shí)際排放情況選擇參與二級(jí)碳市場(chǎng),調(diào)整其持有的碳配額,以滿足履約要求[14-15]。納入碳排放履約要求的企業(yè),需要在履約期內(nèi)繳納一定數(shù)量的碳配額,以覆蓋其履約期(通常為一年)內(nèi)的碳排放總量,未能在履約期考核結(jié)束前清繳足夠數(shù)量的碳配額,將面臨懲罰措施。

可再生能源配額制(renewable portfolio standard, RPS)是指政府對(duì)可再生能源用(發(fā))電量的市場(chǎng)份額作出強(qiáng)制性規(guī)定,并采用罰款等手段懲戒未完成配額義務(wù)的責(zé)任主體,從而促進(jìn)可再生能源消納的政策手段[16-17]。目前,世界上多數(shù)國(guó)家履行配額制義務(wù)的責(zé)任主體主要為售電公司、電網(wǎng)公司及直接參與電力市場(chǎng)的工商業(yè)用戶。其中,售電公司和電網(wǎng)公司與不參與電力市場(chǎng)的終端用戶簽訂代理購(gòu)電協(xié)議,向不參與電力市場(chǎng)的終端用戶銷售電量,并完成可再生能源消納責(zé)任履約。配額制考核有利于激勵(lì)履約主體調(diào)節(jié)自身用電行為,以促進(jìn)可再生能源消納,同時(shí)激勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)增加裝機(jī)投建,提高機(jī)組出力,促進(jìn)發(fā)電結(jié)構(gòu)綠色低碳化發(fā)展。

在配額制推行的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中,綠色電力證書(renewable electricity certificate, REC)交易制度和超額消納量交易作為配額制的配套交易機(jī)制,是市場(chǎng)主體完成其配額制履約義務(wù)的重要途徑方式。綠色電力證書(簡(jiǎn)稱“綠證”)是指可再生能源(含風(fēng)電、太陽能發(fā)電、常規(guī)水電等發(fā)電項(xiàng)目)生產(chǎn)和消費(fèi)電量的憑證,其表征可再生能源電量的環(huán)境價(jià)值,需要通過市場(chǎng)交易才能將其環(huán)境價(jià)值貨幣化。一般而言,1個(gè)綠色證書代表1 MW·h的可再生能源電量。超額消納量交易是以可再生能源消納量為標(biāo)的物開展的交易機(jī)制,未完成年度可再生能源消納配額的交易主體向超額完成消納配額目標(biāo)的主體購(gòu)買可再生能源消納量,雙方自主確認(rèn)消納量交易/轉(zhuǎn)讓價(jià)格?；谂漕~制的強(qiáng)制履約特性,售電公司、電網(wǎng)公司及用戶等履約主體需要向可再生能源發(fā)電商購(gòu)買綠證或者向超額完成可再生能源消納配額的交易主體購(gòu)買消納量,以完成其履約期內(nèi)的可再生能源消納配額,否則將受到懲罰。電-碳-配額制交易框架如圖1所示。

在碳交易及配額制并存的政策環(huán)境下,電力負(fù)荷需求量、碳排放配額總量及可再生能源消納責(zé)任權(quán)重是影響電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)、電力市場(chǎng)與配額制耦合運(yùn)行的關(guān)鍵性要素。相關(guān)市場(chǎng)交易主體在考慮自身利益最大化的同時(shí),也受到上述多重政策約束,交易主體在多個(gè)市場(chǎng)之間的優(yōu)化決策將相互影響、相互制約。

1.2 電力-碳市場(chǎng)耦合作用分析

火電機(jī)組生產(chǎn)電力的過程中,不可避免地伴隨著CO2的排放。因此,電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)在價(jià)格聯(lián)動(dòng)和供求關(guān)系上存在緊密的耦合作用。引入碳交易后,機(jī)組碳排放的外部成本得以顯性化,并轉(zhuǎn)化為發(fā)電企業(yè)的內(nèi)部成本。碳排放成本計(jì)入電力市場(chǎng),將會(huì)提升低排放火電機(jī)組的發(fā)電份額,進(jìn)而影響電力市場(chǎng)出清結(jié)果。例如,碳成本計(jì)入前,常規(guī)燃煤機(jī)組的邊際成本普遍低于燃?xì)鈾C(jī)組和碳捕集機(jī)組邊際成本,燃煤機(jī)組在電力市場(chǎng)中具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),其發(fā)電份額占比最大。碳排放成本計(jì)入后,碳排放強(qiáng)度較大的燃煤機(jī)組邊際成本顯著上升,而燃?xì)鈾C(jī)組和碳捕集機(jī)組可以通過出售多余部分碳配額獲得收益,某些場(chǎng)景下燃?xì)鈾C(jī)組和碳捕集火電機(jī)組邊際成本可能低于常規(guī)燃煤機(jī)組,電力市場(chǎng)出清順序發(fā)生改變,碳排放強(qiáng)度低的燃?xì)鈾C(jī)組和碳捕集機(jī)組更具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同樣地,電力市場(chǎng)的出清結(jié)果能夠在一定程度上決定發(fā)電企業(yè)的免費(fèi)碳配額及碳排放量,進(jìn)而影響發(fā)電企業(yè)在碳市場(chǎng)上的決策行為。電力中長(zhǎng)期市場(chǎng)的出清結(jié)果是初步確定碳排放權(quán)配額規(guī)模的重要考量因素[15]。

電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)之間通過市場(chǎng)機(jī)制影響發(fā)電企業(yè)的決策行為,主要由電能量?jī)r(jià)格、碳價(jià)、發(fā)電量、裝機(jī)容量、碳配額供需比、碳價(jià)等變量進(jìn)行電-碳市場(chǎng)之間的狀態(tài)交互傳導(dǎo)。化石能源企業(yè)在供應(yīng)電力的時(shí)候產(chǎn)生碳排放量,其發(fā)電量越多,碳配額需求量越大。隨著碳配額需求增加,碳配額供需比減小,引起碳價(jià)上漲;碳價(jià)上漲時(shí),化石能源機(jī)組的碳成本增加,化石能源企業(yè)利潤(rùn)下降,當(dāng)碳價(jià)上漲到一定程度時(shí),化石能源裝機(jī)投建趨緩、發(fā)電量減少,相關(guān)化石能源企業(yè)的碳配額需求減少,使碳價(jià)趨于回落。當(dāng)電價(jià)上漲時(shí),化石能源發(fā)電企業(yè)利潤(rùn)空間增加,化石能源裝機(jī)容量和發(fā)電量增加,市場(chǎng)中的電力供應(yīng)量增加,電價(jià)回落,從而達(dá)到動(dòng)態(tài)均衡。電-碳市場(chǎng)耦合作用機(jī)理如圖2所示。

圖2 電力-碳市場(chǎng)耦合作用機(jī)理Fig.2 Coupling mechanism of electricity-carbon market

碳排放配額總量的設(shè)定對(duì)電-碳市場(chǎng)的均衡點(diǎn)影響較大,若碳配額總量設(shè)置過緊,高昂的碳排放成本可能會(huì)使部分碳排放系數(shù)較高的化石能源機(jī)組傾向于不發(fā)電,嚴(yán)重時(shí)可能影響電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定;當(dāng)碳配額總量過于寬松時(shí),由于碳價(jià)格過低,碳市場(chǎng)容易失去約束力,電力市場(chǎng)出清順序由機(jī)組發(fā)電成本決定,燃煤機(jī)組成為電力市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)機(jī)組,難以起到減少CO2排放量的作用。

1.3 電力-配額制耦合作用分析

在可再生能源配額制(消納責(zé)任權(quán)重考核制)下,電力市場(chǎng)與綠證市場(chǎng)具有較緊密的耦合作用。對(duì)可再生能源發(fā)電企業(yè)而言,綠證交易使其在電力市場(chǎng)售電獲得收益的同時(shí),還能夠獲得出售綠證的收益,這使可再生能源企業(yè)的利潤(rùn)增加,在電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)加大,發(fā)電份額增加;同時(shí),綠證收益能夠有效激勵(lì)可再生能源發(fā)電企業(yè)增加裝機(jī)投建,提高綠色電力供應(yīng),促進(jìn)發(fā)電產(chǎn)業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。對(duì)售電公司、用戶等配額履約主體而言,由配額制考核帶來的成本也會(huì)影響其在電力市場(chǎng)上的決策行為,進(jìn)而影響電力市場(chǎng)的出清結(jié)果。售電企業(yè)及用戶考慮購(gòu)電成本和綠證(消納量)交易成本最小的目標(biāo)以制定最優(yōu)決策。電力市場(chǎng)的出清結(jié)果在很大程度上決定了綠證的供應(yīng)量和需求量規(guī)模,進(jìn)而影響綠證市場(chǎng)結(jié)果。

同樣地,綠證市場(chǎng)與電力市場(chǎng)也呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)均衡關(guān)系。例如,隨著電力需求增加,相關(guān)交易主體的可再生能源消納責(zé)任權(quán)重增加,綠證需求量增加,綠證供求關(guān)系趨緊,引起綠證價(jià)格上漲;綠證價(jià)格上漲將導(dǎo)致可再生能源發(fā)電企業(yè)的利潤(rùn)空間增加,促使新能源發(fā)電企業(yè)增加裝機(jī)投建,可再生能源機(jī)組發(fā)電量增加,綠證供給量增加,綠證供需比增加,綠證價(jià)格趨于回落,最終達(dá)到動(dòng)態(tài)均衡。此外,可再生能源消納責(zé)任權(quán)重考核決定了可再生能源電量的最小出清規(guī)模。電力-綠證市場(chǎng)耦合作用機(jī)理如圖3所示。

圖3 電力-綠證市場(chǎng)耦合作用機(jī)理Fig.3 Coupling mechanism of electricity-green certificate market

1.4 碳市場(chǎng)-配額制耦合作用分析

碳市場(chǎng)、配額制均與電力市場(chǎng)存在相互耦合的關(guān)系,故碳市場(chǎng)與配額制配套交易(如綠證市場(chǎng))之間同樣存在耦合作用。例如,在系統(tǒng)負(fù)荷需求不變的情況下,當(dāng)碳配額總量設(shè)定較緊時(shí),碳配額供需比下降,碳價(jià)上升,火電機(jī)組的碳排放成本增加,火電發(fā)電量減少,此時(shí)新能源在電力市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)凸顯,新能源企業(yè)中標(biāo)電量增加,綠證數(shù)量也相應(yīng)增加,綠證供需比增加,綠證價(jià)格下降。另外,若配額制設(shè)定的可再生能源消納配額目標(biāo)較高,履約主體的綠證需求增加,綠證供需比減少,綠證價(jià)格上升,新能源發(fā)電企業(yè)的利潤(rùn)空間增加,化石能源企業(yè)利潤(rùn)減少,在可再生能源機(jī)組發(fā)電量增加,系統(tǒng)負(fù)荷需求不變的前提下,火電機(jī)組發(fā)電量減小,碳排放量減少,碳配額供需比增加,進(jìn)而引起碳價(jià)下降。電-碳-綠證市場(chǎng)耦合作用機(jī)理如圖4所示。

2 電-碳-配額制耦合交易研究現(xiàn)狀

近年來,世界各國(guó)相繼提出碳中和發(fā)展目標(biāo),可再生能源配額制與電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)的耦合交易研究備受國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。

2.1 多市場(chǎng)耦合交易機(jī)制設(shè)計(jì)及機(jī)理分析

合理的市場(chǎng)耦合交易機(jī)制設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)、配額制高效協(xié)同的基礎(chǔ),是促進(jìn)碳減排和可再生能源消納的重要舉措。在電力市場(chǎng)與配額制的銜接上,已有研究根據(jù)我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀況以及現(xiàn)貨市場(chǎng)背景下可再生能源配額制(消納責(zé)任權(quán)重考核)實(shí)施的難點(diǎn),提出包含電網(wǎng)主體的超額消納量市場(chǎng)設(shè)計(jì)[18-19]。除超額消納量交易之外,配額制下“證電合一”交易模式的可再生能源市場(chǎng)、“證電分離”模式的綠證市場(chǎng)與電力市場(chǎng)之間的耦合交易均能夠促進(jìn)可再生能源消納,并提高可再生能源發(fā)電的預(yù)測(cè)水平[20]。當(dāng)前我國(guó)配額制只考慮用戶消納量,而不評(píng)估用戶用電行為對(duì)促進(jìn)可再生能源電量消納的貢獻(xiàn),不利于激勵(lì)用戶積極消納可再生能源。為了提高配額制的實(shí)施效果,相關(guān)研究提出基于曲線的可再生能源交易實(shí)施方式[21],同時(shí)設(shè)計(jì)了可再生能源市場(chǎng)、日前電力市場(chǎng)、實(shí)時(shí)市場(chǎng)、消納量二級(jí)市場(chǎng)及綠證市場(chǎng)之間的銜接機(jī)制,進(jìn)一步發(fā)掘可再生能源的環(huán)境價(jià)值。由于電力生產(chǎn)與碳排放具有密切關(guān)聯(lián)特性,電-碳市場(chǎng)在出清價(jià)格、市場(chǎng)成員決策方面相互耦合[22]。綜合考慮碳市場(chǎng)、綠證市場(chǎng)與電力市場(chǎng)之間的耦合關(guān)系,已有研究從市場(chǎng)準(zhǔn)入、衍生品、交易方、合同電量轉(zhuǎn)讓等方面提出電力市場(chǎng)、碳排放權(quán)市場(chǎng)及綠色證書市場(chǎng)相協(xié)調(diào)的發(fā)展體系[23],為推進(jìn)電、碳、配額制協(xié)同體系建設(shè)提供參考。多市場(chǎng)耦合交易機(jī)制如圖5所示。

2.2 電-碳-配額制耦合背景下的交易優(yōu)化研究

在當(dāng)前碳交易及配額制等政策環(huán)境下,相關(guān)交易主體在電、碳、綠證等市場(chǎng)上的最優(yōu)決策存在相互耦合的關(guān)系。發(fā)電商同時(shí)作為電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)和綠證的參與者,其決策行為將同時(shí)影響多市場(chǎng)均衡狀態(tài)下的出清價(jià)格和數(shù)量,進(jìn)而使發(fā)電商在各市場(chǎng)之間的優(yōu)化交易策略相互制約、相互影響[22-24]。在交易策略優(yōu)化方面,已有學(xué)者考慮發(fā)電商參與電力中長(zhǎng)期市場(chǎng)和碳市場(chǎng)的投機(jī)行為[25],提出電-碳聯(lián)合決策模型,并克服了將碳配額強(qiáng)行分解至各時(shí)段和碳交易價(jià)格設(shè)定為固定值等條件的不足,并利用條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值刻畫由于市場(chǎng)價(jià)格不確定性給發(fā)電商帶來的利潤(rùn)風(fēng)險(xiǎn),以全面反映電力期貨市場(chǎng)與碳市場(chǎng)間的耦合交易特性。

基于電力-碳市場(chǎng)之間的耦合關(guān)系,碳市場(chǎng)對(duì)電力市場(chǎng)均衡點(diǎn)優(yōu)化結(jié)果的影響也備受關(guān)注。相關(guān)研究采用雙層均衡模型[26-27]刻畫碳市場(chǎng)背景下的電力市場(chǎng)交易,并求解該背景下的均衡問題,分析碳價(jià)對(duì)出清電價(jià)及機(jī)組出力優(yōu)化結(jié)果的影響。電力-配額制耦合交易優(yōu)化研究主要采用寡頭競(jìng)爭(zhēng)均衡模型[28-29]、多主體動(dòng)態(tài)博弈模型[30]分析配額制對(duì)發(fā)電商的優(yōu)化決策及電力市場(chǎng)均衡優(yōu)化結(jié)果的影響。

碳配額基準(zhǔn)線和可再生能源配額的選取直接影響電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)、綠證市場(chǎng)的均衡狀態(tài),因此制定合理的碳配額基準(zhǔn)和可再生能源配額指標(biāo)對(duì)多市場(chǎng)聯(lián)合發(fā)展、促進(jìn)碳減排具有重要意義。文獻(xiàn)[31]基于碳交易、綠證交易對(duì)電力市場(chǎng)的影響,以各發(fā)電商收益最大為優(yōu)化目標(biāo)建立電力市場(chǎng)批發(fā)模型,得到發(fā)電商上網(wǎng)電量及碳配額基準(zhǔn)、綠證比例(可再生能源占比)等優(yōu)化結(jié)果。文獻(xiàn)[32]建立碳-綠證-電能量市場(chǎng)耦合交易優(yōu)化模型,經(jīng)過市場(chǎng)出清優(yōu)化機(jī)組出力、碳配額基準(zhǔn)系數(shù)和綠證比例,并從邊際成本角度衡量市場(chǎng)監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定碳配額、可再生能源配額基準(zhǔn)須付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。此外,已有研究模擬不同場(chǎng)景下發(fā)電廠在電力市場(chǎng)報(bào)價(jià)及其在碳、綠證市場(chǎng)的優(yōu)化決策,建立以發(fā)電廠和政府機(jī)構(gòu)為主體的雙層優(yōu)化模型,算例表明可再生能源配額制政策和碳交易政策的合理共存有助于電廠在理性決策下實(shí)施減排[33]。上述研究基于電-碳-配額制背景下的交易優(yōu)化問題展開,有利于厘清電、碳、綠證等市場(chǎng)之間的交互機(jī)理,為耦合交易機(jī)制的進(jìn)一步完善作鋪墊。

2.3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的耦合交易模式設(shè)計(jì)

區(qū)塊鏈作為一種安全分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù),具有防篡改、可追溯、公開透明、去中心化等優(yōu)點(diǎn)[34-35],其關(guān)鍵技術(shù)如去中心化的數(shù)據(jù)管理、具備先進(jìn)加密技術(shù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、可靈活編程的智能合約,都能夠?yàn)槟壳暗奶冀灰准熬G證交易提供先進(jìn)平臺(tái)[36]。當(dāng)前基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠證、碳交易系統(tǒng)的相關(guān)研究較多[37-39]。區(qū)塊鏈技術(shù)在電網(wǎng)綠證交易與碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理中潛力巨大,能夠充分挖掘電力數(shù)據(jù)價(jià)值,在綠電追溯、綠證-碳聯(lián)合市場(chǎng)等方面也具備充分適用性。

在電-碳-配額制耦合交易方面,相關(guān)學(xué)者采用跨鏈交易技術(shù)開展電-碳市場(chǎng)交易框架[37]及日前電力市場(chǎng)-碳-綠證交易[38]協(xié)同運(yùn)行的研究,并驗(yàn)證這一技術(shù)的可行性。此外,文獻(xiàn)[39]提出了一種基于區(qū)塊鏈的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)交易框架,用以進(jìn)行電能和碳配額的交易,該機(jī)制能夠利用銷售價(jià)格引導(dǎo)消費(fèi)者調(diào)整自身消費(fèi)行為,實(shí)現(xiàn)區(qū)域電力平衡和緩解碳排放。文獻(xiàn)[40]基于區(qū)塊鏈技術(shù)的透明度和可靠性,設(shè)計(jì)了一種新型激勵(lì)機(jī)制——綠色比率方案,以激勵(lì)消費(fèi)者自愿參與綠證交易。

為了加強(qiáng)碳市場(chǎng)和綠證市場(chǎng)的銜接,已有研究采用區(qū)塊鏈智能合約和以太坊平臺(tái)建立碳-綠證聯(lián)合市場(chǎng),通過全局優(yōu)化碳資源和綠證以激勵(lì)可再生能源發(fā)電[41],算例表明該機(jī)制能夠有效減少CO2排放量。針對(duì)傳統(tǒng)權(quán)益證明共識(shí)機(jī)制中的N@S攻擊問題和獎(jiǎng)勵(lì)分配的公平性問題,文獻(xiàn)[42]采用適用于聯(lián)盟鏈的PoCT(proof of carbon taken)共識(shí)算法,建立碳-綠證聯(lián)合激勵(lì)機(jī)制,激勵(lì)市場(chǎng)主體參與碳交易與綠證交易,促進(jìn)碳減排、鼓勵(lì)可再生能源并網(wǎng)。綜上,區(qū)塊鏈技術(shù)在碳、綠證交易數(shù)據(jù)管理、市場(chǎng)聯(lián)合交易機(jī)制建設(shè)方面具有廣闊發(fā)展前景,區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用有助于推進(jìn)我國(guó)電-碳-配額制耦合機(jī)制的建設(shè),從而助力“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

3 國(guó)內(nèi)外碳市場(chǎng)與配額制實(shí)踐現(xiàn)狀

3.1 歐洲碳市場(chǎng)及配額制現(xiàn)狀

3.1.1 歐盟碳市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

歐盟碳市場(chǎng)(European Union Emissions Trading System,EU Ets)是全球規(guī)模最大的一個(gè)跨國(guó)界碳市場(chǎng),采用總量管制的交易體系,政策制定者每年對(duì)碳市場(chǎng)覆蓋區(qū)域內(nèi)允許的排放量設(shè)定一個(gè)限制(或“上限”),并逐年降低該上限值,使碳市場(chǎng)的CO2減排效果凸顯。在碳排放上限范圍內(nèi),監(jiān)管機(jī)構(gòu)通過免費(fèi)或拍賣的方式將碳配額分配給企業(yè)。

歐盟碳市場(chǎng)具有強(qiáng)制履約特性,其履約周期通常為一年。在歐盟碳排放體系下,具有履約義務(wù)的企業(yè)必須清繳足夠的碳配額以覆蓋其年度碳排放量。如果在履約考核期截止時(shí),企業(yè)清繳的碳排放配額仍低于其年度碳排放量,則將以100歐元/t的懲罰價(jià)格購(gòu)買額外的碳配額。

目前為止,歐盟碳市場(chǎng)一共經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段[8,43]:

第1階段(2005—2007年):該階段中,溫室氣體覆蓋范圍包括歐盟的28個(gè)國(guó)家,覆蓋20 MW以上電廠、煉油、煉焦等10個(gè)行業(yè);碳配額的免費(fèi)配額占比為95%。碳金融產(chǎn)品以碳排放配額(European union allowances, EUA)為基礎(chǔ)產(chǎn)品,同時(shí)發(fā)展了遠(yuǎn)期、期貨、期權(quán)等碳金融衍生品。碳市場(chǎng)設(shè)有懲罰機(jī)制,罰金價(jià)格為40歐元/t。

第2階段(2008—2012年):該階段中,免費(fèi)碳配額占比達(dá)90%,覆蓋范圍增加挪威、冰島和列支敦士登三國(guó),覆蓋行業(yè)增加航空業(yè)。在2008年的經(jīng)濟(jì)危機(jī)下,企業(yè)碳排放量大幅減少,創(chuàng)造了大量的配額盈余,該階段碳價(jià)格被壓低。為改善這一問題,碳市場(chǎng)懲罰價(jià)格增加至100歐元/t。

第3階段(2013—2020年):該階段中,歐盟的碳配額總量不再由各成員國(guó)政府制定,而是由歐盟組織層面統(tǒng)一制定碳排放總量上限,并以1.73%的比例逐年線性遞減,從而改善前2個(gè)階段中碳配額供過于求、碳價(jià)低迷的局面。在碳配額分配方式上,根據(jù)行業(yè)性質(zhì)進(jìn)行差異化分配,電力行業(yè)碳配額為100%拍賣。其余行業(yè)的2013年免費(fèi)配額與拍賣配額分別占80%與20%,預(yù)計(jì)2030年免費(fèi)碳配額占比將下降至30%。為了應(yīng)付過剩配額,歐盟先后采取了臨時(shí)削減拍賣配額的Backloading政策和市場(chǎng)穩(wěn)定儲(chǔ)備機(jī)制(market stability reserve, MSR)[44]。

第4階段(2021年至今):免費(fèi)碳配額占比將逐年減少2.2%,后續(xù)將根據(jù)2030年碳減排目標(biāo)進(jìn)一步縮減碳配額上限。

3.1.2 歐洲可再生能源配額制現(xiàn)狀

從2001年歐盟首次發(fā)布2001/77/EC號(hào)指令后,又于2009年及2018年分別發(fā)布可再生能源指令[45],旨在促進(jìn)可再生能源發(fā)展。各成員國(guó)亦通過本國(guó)法律制度提出發(fā)展目標(biāo)。歐洲綠證交易于2002年開始實(shí)施,歐洲綠證的正式名稱為來源擔(dān)保證書(guarantee of origin,GO),GO證書由歐盟成員國(guó)的國(guó)家簽發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)行和登記,并聯(lián)合組建了簽發(fā)機(jī)構(gòu)協(xié)會(huì)(Association of Issuing Bodies,AIB),共同建立“歐洲能源證書系統(tǒng)(European energy certificate system,EECS)”。目前歐洲以歐盟為主形成“GO”綠色證書自愿市場(chǎng),各國(guó)亦有自主制定的配額(如瑞典、挪威)、電價(jià)或溢價(jià)政策(如英國(guó)、德國(guó)),基本相互獨(dú)立運(yùn)行。2012年,挪威-瑞典聯(lián)合綠證市場(chǎng)建立,提出2020年底前完成兩國(guó)可再生能源發(fā)電量提升26.4 TW·h的目標(biāo)[46]。

歐洲綠證有效期為12個(gè)月,即頒發(fā)的證書必須在出具之日起的12個(gè)月內(nèi)交易或取消,否則證書過期,從系統(tǒng)中撤回。1個(gè)歐洲綠證代表1 MW·h可再生能源電量的使用,當(dāng)用戶從綠證市場(chǎng)購(gòu)得證書時(shí),證書將在登記處注銷,只有在證書從注冊(cè)中心注銷后,證書屬性才生效,此外,歐洲綠證交易系統(tǒng)允許跟蹤所有權(quán),以此確保證書的環(huán)境價(jià)值不會(huì)被重復(fù)計(jì)算[47]。

3.2 美國(guó)碳市場(chǎng)及配額制實(shí)施現(xiàn)狀

3.2.1 美國(guó)碳市場(chǎng)現(xiàn)狀

美國(guó)從20世紀(jì)70年代就開始排污權(quán)交易,并將排污權(quán)交易的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到了碳市場(chǎng)中。1963年出臺(tái)了《清潔空氣法》及其修正案,首次將總量控制與排放交易制度法律化[48]。美國(guó)碳市場(chǎng)是跨界型和區(qū)域型碳市場(chǎng)結(jié)合的多層次碳交易體系,跨界型的洲際碳市場(chǎng)有西部氣候倡議(western climate initiative,WCI),區(qū)域型有區(qū)域溫室氣體倡議(regional greenhouse gas initiative,RGGI)和加州碳市場(chǎng)(California’s cap-and-trade program,CCTP)等。

美國(guó)RGGI協(xié)議于2005年簽訂,覆蓋范圍包括康涅狄格、特拉華等9個(gè)州。RGGI碳市場(chǎng)于2009年正式啟動(dòng),僅面向電力行業(yè),旨在減少電力行業(yè)CO2等溫室氣體排放。WCI是由包括加州在內(nèi)的美國(guó)西部7個(gè)州和加拿大中西部4個(gè)省聯(lián)合簽訂成立的氣候協(xié)議,建立了涵蓋多行業(yè)的跨界型碳市場(chǎng),WCI自建立以來發(fā)展迅速,根據(jù)路孚特碳市場(chǎng)年度回顧,2019年WCI交易額達(dá)207.4億歐元,占世界總額的10.7%,交易量為13.8億萬t CO2[43]。加州碳市場(chǎng)于2012年啟動(dòng),允許電站、工廠、煉油廠買賣碳配額,加州碳市場(chǎng)是WCI中的重要部分,其覆蓋了加州80%的溫室氣體排放。

在碳配額分配方式上,RGGI的初始分配方案分為2層:第1層基于各州歷史碳排放量,綜合考慮用電量、人口等因素將配額分配到各州;第2層是各州政府監(jiān)管部門將碳配額分配到各電廠,采用公開拍賣等交易形式進(jìn)行分配,配額拍賣以季度為周期開展,各電廠的配額履約期為3年。加州碳市場(chǎng)配額分配方式以免費(fèi)和拍賣為主。RGGI和加州碳市場(chǎng)的碳配額總量設(shè)定均根據(jù)減排目標(biāo)逐年遞減。2021年起,RGGI年度碳減排系數(shù)由2.5%提高為3%;同樣,加州碳市場(chǎng)的年度碳減排系數(shù)由第1階段的1.9%提高到第4階段的4%[8]。在碳價(jià)格穩(wěn)定機(jī)制設(shè)計(jì)方面,RGGI和加州碳市場(chǎng)均設(shè)置了碳價(jià)格閾值,避免碳價(jià)出現(xiàn)波動(dòng)幅度較大的情況。

3.2.2 美國(guó)配額制現(xiàn)狀

在美國(guó),各聯(lián)邦州的配額制政策及其配套交易機(jī)制均不相同。總體上,以可再生能源電量為標(biāo)的物開展的市場(chǎng)交易可以分為2種類型:一是基于配額制的強(qiáng)制市場(chǎng);二是自愿交易市場(chǎng)(簡(jiǎn)稱“自愿市場(chǎng)”)。強(qiáng)制市場(chǎng)是各州政府依據(jù)配額制相關(guān)法律法規(guī)建立的交易機(jī)制,旨在幫助承擔(dān)配額義務(wù)的責(zé)任主體實(shí)現(xiàn)可再生能源配額目標(biāo)。配額制是驅(qū)動(dòng)強(qiáng)制市場(chǎng)的核心政策工具,州級(jí)配額制要求履約責(zé)任主體的可再生電能供應(yīng)量在規(guī)定期限內(nèi)(基本為1年)必須達(dá)到一定比例,不能按時(shí)履約的責(zé)任主體則會(huì)受到相應(yīng)的懲罰。配額制所涉及的主要利益相關(guān)方包括州政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)(如公用事業(yè)委員會(huì))、發(fā)電商、售電商等,履約主體為售電商。配額制的實(shí)施大力推動(dòng)了美國(guó)可再生能源的發(fā)展。目前美國(guó)已有29個(gè)州、華盛頓哥倫比亞特區(qū)和3個(gè)領(lǐng)地實(shí)施了配額制,責(zé)任主體的數(shù)量占美國(guó)全部電力零售商的56%;另有8個(gè)州和1個(gè)領(lǐng)地未提出配額制目標(biāo)[49]。

自愿市場(chǎng)是在配額制之外為滿足用戶對(duì)于可再生電能(簡(jiǎn)稱“綠電”)消費(fèi)的需求而產(chǎn)生的,與強(qiáng)制市場(chǎng)相比較,自愿市場(chǎng)更為靈活,用戶可根據(jù)偏好購(gòu)買不同的綠電產(chǎn)品。在自愿市場(chǎng)獲取綠電的方式主要有公用事業(yè)綠色定價(jià)、非捆綁綠證市場(chǎng)等8種方式,非捆綁綠證市場(chǎng)是自愿市場(chǎng)中綠電銷售的最大來源,其占比接近50%。在非捆綁綠證機(jī)制下,電能量屬性與環(huán)境屬性分離,用戶可以分開購(gòu)買綠證和電能量。近年來,由于可再生能源成本降幅大,美國(guó)綠證價(jià)格下降顯著。

此外,美國(guó)建立了完善的綠證追蹤系統(tǒng)(certificate-based tracking systems,CBTS)。在電子追蹤系統(tǒng)中,每張綠證上都列有獨(dú)一無二的編號(hào),綠證上記載著主體的相關(guān)信息(包括發(fā)電設(shè)施位置、設(shè)施所有者、裝機(jī)容量、交付使用年份、電能生產(chǎn)時(shí)間等),市場(chǎng)主體在所屬的地區(qū)性追蹤系統(tǒng)中都需要設(shè)立自己的賬戶,綠證可以在賬戶之間轉(zhuǎn)移,注銷之后仍然可以追蹤。這種追蹤系統(tǒng)具有記錄綠證產(chǎn)生、避免重復(fù)計(jì)算和追蹤綠證交易及配額完成情況三大功能。

3.3 國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)及配額制實(shí)施現(xiàn)狀

3.3.1 國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

由于中國(guó)工業(yè)體系龐大,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,以CO2為主的溫室氣體排放量增加帶來的負(fù)外部性成本急劇增加,碳減排需求愈發(fā)迫切。2013年起,我國(guó)陸續(xù)在深圳、上海等8個(gè)地區(qū)設(shè)立試點(diǎn)碳市場(chǎng)[50];2017年,國(guó)家發(fā)改委提出以發(fā)電行業(yè)作為突破口來開啟全國(guó)碳市場(chǎng)建設(shè);2021年1月,《全國(guó)碳排放權(quán)交易管理辦法(試行)》發(fā)布,標(biāo)志著全國(guó)碳排放權(quán)交易體系的初步完善;2021年7月16日,全國(guó)碳市場(chǎng)正式上線運(yùn)行。

全國(guó)碳市場(chǎng)采用“雙中心”模式運(yùn)營(yíng),上海環(huán)境能源交易所股份有限公司承擔(dān)交易中心職責(zé);湖北碳排放權(quán)交易中心有限公司負(fù)責(zé)交易登記結(jié)算工作。全國(guó)碳市場(chǎng)的交易產(chǎn)品為碳配額,當(dāng)前主要采用免費(fèi)分配的方式。按照相關(guān)規(guī)定,重點(diǎn)排放單位每年可以使用國(guó)家核證自愿減排量(Chinese certified emission reduction,CCER)抵銷碳配額的清繳,抵銷比例不得超過應(yīng)清繳碳配額的5%。核證自愿減排量是指對(duì)我國(guó)境內(nèi)可再生能源、林業(yè)碳匯等項(xiàng)目的溫室氣體減排效果進(jìn)行量化核證,并在系統(tǒng)中登記的溫室氣體減排量。

在碳配額履約上,《企業(yè)溫室氣體排放報(bào)告核查指南(試行)》從適用范圍、核算邊界、碳排放源確定等方面對(duì)溫室氣體報(bào)告的編制作出規(guī)定,這標(biāo)志著中國(guó)碳配額核查與懲罰機(jī)制基本形成。

截至2022年年底,根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示,全國(guó)碳市場(chǎng)第一個(gè)履約周期碳排放配額累計(jì)成交量1.79億t。第一個(gè)履約周期中,共有847家重點(diǎn)排放單位存在配額缺口,缺口總量為1.88億t,累計(jì)使用核證自愿減排量約3 273萬t?？傮w看,碳市場(chǎng)交易量與碳配額缺口較為接近。

據(jù)統(tǒng)計(jì),2021年全國(guó)碳市場(chǎng)的配額交易量為3 077.5萬t,最高成交價(jià)為62.29元/t,最低成交價(jià)為38.50元/t。2022年全國(guó)碳市場(chǎng)配額成交量約5 088.95萬t,最高成交價(jià)為61.6元/t,最低成交價(jià)為50.54元/t。由于2022年并非碳交易履約周期清繳考核年份,因此2022年全國(guó)碳市場(chǎng)交易量明顯低于2021年。目前,全國(guó)碳市場(chǎng)只納入單一電力行業(yè),配額管制仍較為寬松,相比歐美國(guó)家碳市場(chǎng)行情,國(guó)內(nèi)碳交易價(jià)格仍處于較低水平。碳配額履約考核流程如圖6所示。

圖6 碳配額履約考核流程Fig.6 Carbon quota compliance assessment flow chart

3.3.2 國(guó)內(nèi)可再生能源配額制發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)綠證制度啟動(dòng)之初,是為緩解國(guó)家可再生能源電價(jià)財(cái)政補(bǔ)貼的缺口,同時(shí)培育國(guó)內(nèi)的綠色電力消費(fèi)市場(chǎng)。2016年2月29日,國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于建立可再生能源開發(fā)利用目標(biāo)引導(dǎo)制度的指導(dǎo)意見》,指出要建立綠證交易制度,確定了2020年非水可再生能源發(fā)電量的最低占比要求,并提出發(fā)電企業(yè)可以通過綠證交易來完成其非水可再生能源發(fā)電量占比要求。2017年2月3日,國(guó)家發(fā)改委、財(cái)政部、能源局聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認(rèn)購(gòu)交易制度的通知》。2017年7月1日,國(guó)家綠證自愿認(rèn)購(gòu)交易市場(chǎng)正式開啟。之后,為了進(jìn)一步提高發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶參與綠證交易的積極性,促進(jìn)可再生能源發(fā)展和消納,國(guó)內(nèi)陸續(xù)出臺(tái)一系列可再生能源配額制的政策文件,包括可再生能源消納責(zé)任權(quán)重目標(biāo)、考核主體、可再生能源消納量計(jì)量以及履約方式的確定[51-52]。

我國(guó)配額制規(guī)定,按省級(jí)行政區(qū)域設(shè)定可再生能源消納權(quán)重,以年為考核周期,消納責(zé)任考核主體包括電網(wǎng)公司在內(nèi)的售電公司、參與市場(chǎng)的電力用戶與具有自備電廠的企業(yè)。承擔(dān)消納責(zé)任的履約主體通過購(gòu)買可再生能源電量、超額消納量交易和綠證交易這3種方式完成配額制履約。

綠證自愿認(rèn)購(gòu)交易對(duì)象為政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、自然人,通過資格審核的陸上風(fēng)電和光伏發(fā)電企業(yè)作為綠證的出售方,綠證自愿認(rèn)購(gòu)主要采用掛牌出售形式。超額消納量交易是指未能完成年度可再生能源消納權(quán)重目標(biāo)的市場(chǎng)主體與超額完成消納權(quán)重的市場(chǎng)主體開展交易,交易標(biāo)的為主體的可再生能源消納量。綠證來源于發(fā)電側(cè),發(fā)電側(cè)每生產(chǎn)1 MW·h的非水可再生能源電量,核發(fā)1個(gè)綠證。綠證可以參與可再生能源消納責(zé)任權(quán)重計(jì)量,但不能用于超額消納量交易[53]。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年,全年核發(fā)綠證2 060萬個(gè),對(duì)應(yīng)電量206億kW·h,較2021年增長(zhǎng)135%;交易數(shù)量達(dá)到969萬個(gè),對(duì)應(yīng)電量96.9億kW·h,較2021年增長(zhǎng)15.8倍,交易數(shù)量占年度核發(fā)數(shù)量的47%。截至2022年,全國(guó)綠證累計(jì)核發(fā)量約5 954萬個(gè),累計(jì)交易量為1 031萬個(gè),占核發(fā)總量的17.316%。盡管這一比例較前幾年已有所上升,但依然表明,綠證的歷史核發(fā)量仍過剩,市場(chǎng)成員的交易活躍性有待進(jìn)一步提高。

4 國(guó)內(nèi)電-碳-配額制耦合機(jī)制面臨的挑戰(zhàn)與展望

4.1 電-碳-配額制耦合機(jī)制面臨的挑戰(zhàn)

歐洲、美國(guó)等西方國(guó)家的碳交易和配額制發(fā)展較早,目前已形成電、碳、綠證市場(chǎng)獨(dú)立運(yùn)營(yíng)、相互耦合的協(xié)同運(yùn)作機(jī)制,市場(chǎng)間的交互作用通過高度開放的市場(chǎng)環(huán)境、共同的市場(chǎng)主體和良好的價(jià)格傳導(dǎo)體系完成。而國(guó)內(nèi)碳市場(chǎng)、綠證市場(chǎng)及超額消納量市場(chǎng)建設(shè)剛剛起步,目前處于發(fā)展階段,市場(chǎng)頂層設(shè)計(jì)等方面存在短板。因此,我國(guó)電-碳-配額制耦合機(jī)制的建設(shè)仍面臨許多挑戰(zhàn)。

首先,當(dāng)前我國(guó)碳、電力、綠證與超額消納量市場(chǎng)運(yùn)行范圍和覆蓋主體不一致。隨著我國(guó)電力市場(chǎng)的放開,用戶逐步納入電力市場(chǎng)交易,交易對(duì)象涵蓋發(fā)電企業(yè)和電力用戶,而碳市場(chǎng)僅納入發(fā)電企業(yè),且當(dāng)前我國(guó)碳配額總量設(shè)定較為寬松,缺乏有效的碳成本傳導(dǎo)機(jī)制[54],碳成本無法充分向下游終端用戶傳導(dǎo),難以進(jìn)一步挖掘用戶減排潛力。而綠證自愿認(rèn)購(gòu)交易中存在大量的自然人,這些自然人并未參與電、碳市場(chǎng),同時(shí)消納量市場(chǎng)僅包括用戶側(cè)成員,因此綠證、消納量市場(chǎng)覆蓋主體與電、碳市場(chǎng)存在差異。

其次,當(dāng)前我國(guó)電-碳-綠證市場(chǎng)協(xié)同上主要面臨以下挑戰(zhàn):

1)碳市場(chǎng)與綠證市場(chǎng)的交易機(jī)制相對(duì)獨(dú)立,分別由不同的部門管理,碳市場(chǎng)與綠證市場(chǎng)的目標(biāo)和政策路線存在差異[55],缺乏有效的銜接機(jī)制。

2)我國(guó)碳配額和綠證的銜接互認(rèn)體系尚未完善,全國(guó)尚未形成統(tǒng)一的綠證-碳減排量折算方法。例如,鑒于我國(guó)各地采用不同的碳減排因子,相同規(guī)模的綠證在不同地區(qū)表征為不同的碳減排量,企業(yè)可能面臨收益偏差、碳減排效益偏差和信息不對(duì)稱風(fēng)險(xiǎn)。

3)我國(guó)當(dāng)前的可再生能源消納責(zé)任權(quán)重考核較寬松,綠證市場(chǎng)尚未實(shí)現(xiàn)完全成熟運(yùn)作,綠證市場(chǎng)價(jià)格形成機(jī)制有待完善,對(duì)電力市場(chǎng)價(jià)格和碳市場(chǎng)價(jià)格的影響較小,電-碳-綠證市場(chǎng)的價(jià)格聯(lián)動(dòng)作用不明顯。

另外,現(xiàn)階段我國(guó)綠證市場(chǎng)與超額消納量市場(chǎng)獨(dú)立運(yùn)行,且2個(gè)市場(chǎng)之間尚未形成信息互聯(lián)互通的銜接互認(rèn)機(jī)制,可能出現(xiàn)可再生能源電量被計(jì)入用戶消納量之后,該部分電量對(duì)應(yīng)的綠證再次被可再生能源發(fā)電商出售給其他用戶,由此造成可再生能源環(huán)境價(jià)值重復(fù)計(jì)量和過度激勵(lì)問題[56],從而影響可再生能源配額制的實(shí)施效果。

最后,我國(guó)缺乏成熟的綠色電力證書追蹤機(jī)制。我國(guó)綠證市場(chǎng)啟動(dòng)之初,綠證只支持一次交易,不允許綠證多次轉(zhuǎn)讓,因此我國(guó)綠證市場(chǎng)對(duì)綠色證書交易系統(tǒng)的追蹤功能要求不高?；谑袌?chǎng)主體參與綠證交易活躍度較低的現(xiàn)狀,發(fā)改委、能源局等部門相繼出臺(tái)政策,在掛牌交易基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展綠證交易方式(雙邊協(xié)商、集中競(jìng)價(jià)等)[56],引導(dǎo)更多主體參與綠證交易,將綠證核發(fā)范圍拓寬至所有可再生能源發(fā)電項(xiàng)目,并允許綠證轉(zhuǎn)讓交易[57],從而促進(jìn)可再生能源消費(fèi)。在綠證轉(zhuǎn)讓交易下,綠證在履約主體之間的交易流轉(zhuǎn)次數(shù)增加,將導(dǎo)致監(jiān)管部門對(duì)履約主體實(shí)際消納可再生能源電量的計(jì)量工作難度增加,難以追溯綠證交易記錄。盡管我國(guó)綠證上具有部分標(biāo)識(shí)信息(編碼、綠電生產(chǎn)時(shí)間、綠電生產(chǎn)者等),但仍無法滿足綠證多次交易背景下的追蹤溯源要求。

4.2 電-碳-配額制耦合交易機(jī)制展望

電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)與配額制下的綠證、超額消納量市場(chǎng)協(xié)同運(yùn)行能夠有效提高市場(chǎng)效率,簡(jiǎn)化市場(chǎng)運(yùn)行程序,實(shí)現(xiàn)碳配額及綠證等資源的全局優(yōu)化配置,有效兼顧碳減排目標(biāo)、可再生能源消納目標(biāo)與電力市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)效益。因此,應(yīng)重點(diǎn)考慮市場(chǎng)之間的耦合關(guān)系,研究主體在不同市場(chǎng)決策行為的交互影響,從市場(chǎng)頂層設(shè)計(jì)、環(huán)境權(quán)益產(chǎn)品互認(rèn)及交易系統(tǒng)建設(shè)等方面推進(jìn)電、碳、配額制之間的聯(lián)動(dòng)機(jī)制建設(shè),具體措施如下:

市場(chǎng)頂層設(shè)計(jì)方面,我國(guó)應(yīng)進(jìn)一步收緊碳市場(chǎng)配額分配總量上限,逐步引入碳配額有償拍賣機(jī)制,降低碳排放免費(fèi)配額占比,改善我國(guó)碳市場(chǎng)管制寬松的現(xiàn)狀。隨著全國(guó)碳市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展,鋼鐵、化工、石油等工業(yè)用戶將逐步納入市場(chǎng),市場(chǎng)主體多元性將增加。未來,用戶市場(chǎng)化電價(jià)改革將繼續(xù)穩(wěn)步推進(jìn),建立電碳價(jià)格傳導(dǎo)機(jī)制,由發(fā)電企業(yè)和電力用戶共同承擔(dān)減排履約成本,激發(fā)控排主體減排潛力。

應(yīng)建立碳配額、CCER、綠證、消納量之間的銜接互認(rèn)機(jī)制。例如,從碳減排效果出發(fā),對(duì)綠證減排量進(jìn)行核算,確立綠證與核證自愿減排量CCER之間的折算關(guān)系,進(jìn)而確立綠證與碳排放權(quán)的折算關(guān)系,實(shí)現(xiàn)綠證交易與碳交易在產(chǎn)品體系的銜接,增強(qiáng)碳市場(chǎng)與綠證市場(chǎng)的銜接耦合作用,使碳、綠證市場(chǎng)的協(xié)同減排效果增強(qiáng)。另外,應(yīng)明確環(huán)境權(quán)益產(chǎn)品的制度邊界,強(qiáng)化信息互聯(lián)互通,如對(duì)綠證與可再生能源消納量覆蓋主體范圍重合問題予以考量,建立綠證與消納量核算體系間的聯(lián)通和銜接機(jī)制,減少面向可再生電能的環(huán)境權(quán)益重復(fù)認(rèn)證、多次核發(fā)等風(fēng)險(xiǎn)。

隨著我國(guó)綠證市場(chǎng)開放轉(zhuǎn)讓交易,履約主體可以自行轉(zhuǎn)讓其持有的綠證,以提高自身收益,主體參與綠證交易的積極性有望顯著提高。在交易系統(tǒng)建設(shè)方面,可借鑒歐洲及美國(guó)綠證追蹤機(jī)制及系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合區(qū)塊鏈技術(shù)可追溯、公開透明、不可篡改的特點(diǎn),建立基于區(qū)塊鏈技術(shù)的綠證追蹤系統(tǒng)。另外,基于區(qū)塊鏈技術(shù)開發(fā)電-碳-綠證市場(chǎng)聯(lián)合交易系統(tǒng)能夠有效解決市場(chǎng)運(yùn)行中存在的信息不對(duì)稱、履約數(shù)據(jù)不透明等問題,降低市場(chǎng)參與風(fēng)險(xiǎn)。

最后,碳配額基準(zhǔn)線與可再生能源消納責(zé)任權(quán)重的制定需進(jìn)一步優(yōu)化。應(yīng)考慮監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定碳配額基準(zhǔn)線、可再生能源消納責(zé)任權(quán)重所需付出的經(jīng)濟(jì)代價(jià),建立有效的評(píng)估體系,得到能夠合理兼顧市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益、減少碳排放量、促進(jìn)可再生能源消納等目標(biāo)的碳配額基準(zhǔn)及可再生能源消納責(zé)任權(quán)重,為監(jiān)管機(jī)構(gòu)的決策提供參考依據(jù)。

5 結(jié)束語

在“雙碳”目標(biāo)的引導(dǎo)下,電力市場(chǎng)、碳市場(chǎng)與配額制之間的聯(lián)系更加緊密。推進(jìn)電、碳、配額制之間的耦合交易機(jī)制建設(shè)有利于減少市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)成本、提高市場(chǎng)效率,更大程度發(fā)揮各市場(chǎng)在碳減排上的協(xié)同作用。本文厘清了電力市場(chǎng)與碳市場(chǎng)、綠證、消納量市場(chǎng)機(jī)制的耦合關(guān)系和協(xié)同作用,歸納了國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者在推進(jìn)電-碳-配額制聯(lián)動(dòng)體系建設(shè)方面的研究成果及貢獻(xiàn),并對(duì)國(guó)內(nèi)外碳市場(chǎng)、配額制政策實(shí)施現(xiàn)狀進(jìn)行歸納總結(jié),梳理了當(dāng)前階段我國(guó)電-碳-配額制協(xié)同運(yùn)作面臨的難點(diǎn),并從市場(chǎng)頂層設(shè)計(jì)、環(huán)境權(quán)益產(chǎn)品銜接互認(rèn)、交易系統(tǒng)建設(shè)等方面提出展望。