2021年4月，國(guó)際能源署網(wǎng)站發(fā)布《中國(guó)碳市場(chǎng)在電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型中的作用》（The Role of China’s ETS in Power Sector Decarbonisation）報(bào)告。

報(bào)告探索了中國(guó)碳交易市場(chǎng)（ETS）在推動(dòng)電力行業(yè)減排和支持電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中的作用。報(bào)告基于電力行業(yè)的發(fā)展和政策趨勢(shì)，對(duì)中國(guó)電力系統(tǒng)2020年至2035年的發(fā)展進(jìn)行了國(guó)家和省級(jí)層面的情景分析，并研究了中國(guó)碳市場(chǎng)基于產(chǎn)出和基準(zhǔn)值的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電相關(guān)碳排放、技術(shù)和成本的影響以及區(qū)域間的差異性影響。報(bào)告就如何使碳市場(chǎng)在激勵(lì)電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)有效和結(jié)構(gòu)性減排方面發(fā)揮更大作用、進(jìn)一步服務(wù)于中國(guó)長(zhǎng)期氣候目標(biāo)提出建議。

中國(guó)的全國(guó)碳排放權(quán)交易體系于2017年正式啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì)全國(guó)碳市場(chǎng)于2021年啟動(dòng)交易。中國(guó)碳市場(chǎng)在初期首先納入電力行業(yè)，從而覆蓋中國(guó)40%以上的化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放；未來(lái)全國(guó)碳市場(chǎng)將逐步拓展到其它能源密集型行業(yè)。全國(guó)碳市場(chǎng)可成為助力實(shí)現(xiàn)中國(guó)近期提出的更高氣候目標(biāo)的一項(xiàng)重要市場(chǎng)政策工具，幫助落實(shí)中國(guó)二氧化碳排放2030年前達(dá)峰的目標(biāo)和2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景。

執(zhí)行摘要

中國(guó)于近期就提高其中長(zhǎng)期氣候雄心做出了一系列重要聲明。習(xí)近平主席在2020年9月的第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)將力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)二氧化碳排放于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，為未來(lái)四十年的發(fā)展提出了開(kāi)創(chuàng)性的愿景。中國(guó)于2020年12月宣布提高《巴黎協(xié)定》框架下的2030年國(guó)家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，包括到2030年單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重達(dá)到25%左右，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上。2021年3月發(fā)布的“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要提出“制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案”，“錨定努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，采取更加有力的政策和措施”。

在這一背景下，中國(guó)碳市場(chǎng)可成為助力實(shí)現(xiàn)中國(guó)氣候目標(biāo)和能源轉(zhuǎn)型的一項(xiàng)重要的市場(chǎng)政策工具。中國(guó)的全國(guó)碳排放交易體系于2017年正式啟動(dòng)建設(shè)，預(yù)計(jì)全國(guó)碳市場(chǎng)于2021年實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，將首先納入電力行業(yè)，并在未來(lái)逐步拓展到其它能源密集型行業(yè)。中國(guó)碳市場(chǎng)在初期將覆蓋發(fā)電行業(yè)燃煤和燃?xì)鈾C(jī)組，從而覆蓋中國(guó)40%以上的化石燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放，使其在運(yùn)行初期就成為世界上最大的碳市場(chǎng)。

目前，中國(guó)碳市場(chǎng)根據(jù)產(chǎn)出和基準(zhǔn)值進(jìn)行碳排放配額的分配1，與歐盟和加州碳市場(chǎng)等采用的預(yù)先設(shè)置排放上限、進(jìn)行總量控制的排放交易設(shè)計(jì)不同。中國(guó)碳市場(chǎng)的配額根據(jù)機(jī)組在履約期內(nèi)的實(shí)際產(chǎn)出（如2019-2020年的實(shí)際供電量）和對(duì)不同燃料和技術(shù)預(yù)先規(guī)定的排放強(qiáng)度基準(zhǔn)值（如為各類(lèi)燃煤和燃?xì)鈾C(jī)組設(shè)置的單位供電碳排放基準(zhǔn)值）進(jìn)行分配。中國(guó)碳市場(chǎng)配額目前采取免費(fèi)分配，未來(lái)可能引入配額拍賣(mài)（MEE, 2021）。生態(tài)環(huán)境部在2020年底發(fā)布了發(fā)電行業(yè)配額分配實(shí)施方案，首個(gè)履約周期覆蓋2019和2020年的排放（MEE, 2020a）。

本報(bào)告旨在探索中國(guó)碳市場(chǎng)在推動(dòng)電力行業(yè)減排和支持電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型中的作用。報(bào)告基于電力行業(yè)的發(fā)展和政策趨勢(shì)，對(duì)中國(guó)電力系統(tǒng)2020年至2035年的發(fā)展進(jìn)行了國(guó)家和省級(jí)層面的情景建模分析。

本報(bào)告采用在技術(shù)、資源和政策約束下最小化電力系統(tǒng)總成本的容量擴(kuò)張和調(diào)度優(yōu)化模型。模型假設(shè)中國(guó)電力系統(tǒng)自2025年起實(shí)施經(jīng)濟(jì)調(diào)度，跨省電力交易增長(zhǎng)；2020年后新建的風(fēng)電和光伏裝機(jī)不再享受上網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼，模型內(nèi)對(duì)未來(lái)風(fēng)光裝機(jī)發(fā)展設(shè)定最低值。

報(bào)告模型所納入的碳市場(chǎng)設(shè)計(jì)采用基于產(chǎn)出和基準(zhǔn)值的配額分配方法，按照機(jī)組發(fā)電量和四類(lèi)燃煤和燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)的碳排放基準(zhǔn)值分配配額3。配額價(jià)格為模型輸出結(jié)果之一，代表了配額總量約束下能夠使得系統(tǒng)成本最小化的碳減排邊際成本；配額價(jià)格受碳排放基準(zhǔn)值嚴(yán)格程度影響明顯。

1、無(wú)碳價(jià)情景（No-Carbon-Pricing Scenario）4是用以評(píng)估碳市場(chǎng)作用的對(duì)照情景。無(wú)碳價(jià)情景中沒(méi)有針對(duì)性的二氧化碳排放控制政策，即沒(méi)有碳市場(chǎng)或排放上限、能耗標(biāo)準(zhǔn)等命令控制型政策，但該情景假設(shè)2025年起電力系統(tǒng)實(shí)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度，并對(duì)風(fēng)電、光伏的裝機(jī)發(fā)展設(shè)計(jì)了最低值。

2、碳市場(chǎng)情景（ETS Scenario）是研究碳市場(chǎng)對(duì)電力行業(yè)影響的主要情景。在無(wú)碳價(jià)情景的政策假設(shè)基礎(chǔ)上，碳市場(chǎng)情景自2020年起實(shí)施基于產(chǎn)出、配額免費(fèi)分配的全國(guó)碳市場(chǎng)。該情景假設(shè)所有針對(duì)燃煤發(fā)電技術(shù)的基準(zhǔn)值設(shè)置將不斷收緊�；�于中國(guó)碳市場(chǎng)當(dāng)前的配額分配方案，該情景中配額短缺的燃?xì)鈾C(jī)組無(wú)需為履約額外購(gòu)買(mǎi)配額。

3、碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景（ETS Auctioning Scenario）旨在探索逐步引入配額拍賣(mài)制度對(duì)碳市場(chǎng)的影響。該情景采用與碳市場(chǎng)情景相同的基于產(chǎn)出的配額分配設(shè)計(jì)和基準(zhǔn)值收緊幅度。碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景假設(shè)于2025年引入拍賣(mài)制度，拍賣(mài)比例初始設(shè)置為10%，然后將配額拍賣(mài)比例逐步提高到2030年的30%和2035年的50%。

1、隨著配額基準(zhǔn)值逐漸收緊，中國(guó)碳市場(chǎng)可經(jīng)濟(jì)有效地促使電力行業(yè)二氧化碳排放在2030年前達(dá)峰

在碳市場(chǎng)配額分配的排放基準(zhǔn)值逐漸收緊下調(diào)的情況下，全國(guó)碳市場(chǎng)在扭轉(zhuǎn)發(fā)電碳排放上升趨勢(shì)方面可發(fā)揮重要作用，支持發(fā)電碳排放在2030年前達(dá)峰，有助于落實(shí)中國(guó)二氧化碳排放2030年前達(dá)峰的目標(biāo)和2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景。

在碳市場(chǎng)情景中，碳排放基準(zhǔn)值不斷收緊，碳市場(chǎng)的配額價(jià)格逐漸從2020年的約100元/噸二氧化碳（15美元/噸二氧化碳）增長(zhǎng)至2035年的約360元/噸（52美元/噸二氧化碳）。在碳市場(chǎng)情景中，2035年發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放量較無(wú)碳價(jià)情景低12%，即減少約5.7億噸二氧化碳，相當(dāng)于2018年加拿大燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放總量。

碳市場(chǎng)主要通過(guò)提高燃煤發(fā)電效率和推動(dòng)碳捕集利用與封存（CCUS）技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排。2020-2030年間煤電能效提升為減排的主要驅(qū)動(dòng)因素；2030年后，碳市場(chǎng)對(duì)CCUS技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用不斷加強(qiáng)。然而，如果不同技術(shù)使用不同排放基準(zhǔn)值且配額分配免費(fèi)，碳市場(chǎng)對(duì)于促進(jìn)其他燃料替代燃煤發(fā)電的作用將較為有限。

2、碳市場(chǎng)的配額分配設(shè)計(jì)鼓勵(lì)煤電能效提升

通過(guò)與電力體制改革相結(jié)合，采取配額免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)可以在2035年平均供電成本5保持在2020年水平的情況下實(shí)現(xiàn)上述減排。碳市場(chǎng)可比強(qiáng)制性的煤電能耗標(biāo)準(zhǔn)更經(jīng)濟(jì)有效，能夠降低電力系統(tǒng)減排成本。

中國(guó)的燃煤發(fā)電裝機(jī)容量在2000年到2018年間增長(zhǎng)了四倍多，于2018年達(dá)到10億千瓦。中國(guó)煤電不僅裝機(jī)容量全球最大，而且也是全球現(xiàn)役煤電機(jī)組中最年輕、效率最高的之一(IEA, 2020a)。然而，亞臨界機(jī)組等較低效機(jī)組仍占中國(guó)現(xiàn)役煤電裝機(jī)容量的近一半。加強(qiáng)對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組的管理，對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)的減排目標(biāo)和清潔能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。

通過(guò)采用基于產(chǎn)出和基準(zhǔn)值的配額分配設(shè)計(jì)，碳市場(chǎng)將促進(jìn)燃煤發(fā)電的效率提升。在此設(shè)計(jì)下，排放強(qiáng)度低于基準(zhǔn)值的機(jī)組將獲得可出售的盈余配額，而排放強(qiáng)度高于基準(zhǔn)值的機(jī)組將需要購(gòu)買(mǎi)配額。在基準(zhǔn)線法和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的激勵(lì)下，高效機(jī)組將顯著增加運(yùn)行時(shí)間。在碳市場(chǎng)情景中，超超臨界機(jī)組發(fā)電量在2025年占燃煤發(fā)電量的66%、在2035年占未加裝CCUS的燃煤機(jī)組發(fā)電量的94%；同時(shí)，低效老舊機(jī)組將成為運(yùn)行時(shí)間較短的備用機(jī)組或直接退役。

除改變煤電機(jī)組的運(yùn)行情況外，碳市場(chǎng)也將加快高效機(jī)組對(duì)低效機(jī)組的替代。在碳市場(chǎng)情景中，約1.5億千瓦的亞臨界、高壓和循環(huán)流化床機(jī)組將在2020-2030年間退役，退役容量較無(wú)碳價(jià)情景高出43%。與無(wú)碳價(jià)情景相比，碳市場(chǎng)對(duì)高能效的激勵(lì)將進(jìn)一步提高高效燃煤機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)，同時(shí)也可能在2030年前鼓勵(lì)新建更多高效燃煤機(jī)組。

在碳市場(chǎng)情景中，2035年未加裝CCUS的燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗降低到275克標(biāo)煤/千瓦時(shí)，比“十三五”能源發(fā)展和電力發(fā)展規(guī)劃中要求的2020年現(xiàn)役煤電機(jī)組供電煤耗310克標(biāo)煤/千瓦時(shí)的指標(biāo)低11%。未加裝CCUS的燃煤發(fā)電的碳排放強(qiáng)度相應(yīng)降低到764 克二氧化碳/千瓦時(shí)，比無(wú)碳價(jià)情景下低5%。

3、碳市場(chǎng)設(shè)計(jì)可能推動(dòng)碳捕集利用與封存技術(shù)在2030年前應(yīng)用于電力行業(yè)

在當(dāng)前配額分配方法下，通過(guò)允許加裝CCUS的機(jī)組通過(guò)出售富余配額而盈利，碳市場(chǎng)可能推動(dòng)CCUS技術(shù)在2030年前應(yīng)用于電力行業(yè)。如果加裝CCUS機(jī)組適用大型常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組的碳排放基準(zhǔn)值，至2030年，碳市場(chǎng)將可為煤電加裝CCUS技術(shù)提供顯著的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)，并使加裝CCUS的燃煤機(jī)組在部分地區(qū)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。

在碳市場(chǎng)情景下，加裝CCUS的燃煤機(jī)組的發(fā)電量到2030年可占燃煤發(fā)電總量的3%，到2035年其占比將增加到8%。CCUS技術(shù)的應(yīng)用可在2035年替代超過(guò)4700億千瓦時(shí)未加裝該技術(shù)的燃煤發(fā)電量，從而避免近3億噸的二氧化碳排放，并將燃煤發(fā)電機(jī)組的平均碳排放強(qiáng)度降低到近710克二氧化碳/千瓦時(shí)。

碳市場(chǎng)的具體設(shè)計(jì)（如配額分配方法和豁免規(guī)則等）與其他政策支持相結(jié)合，將可以推動(dòng)碳排放強(qiáng)度較低的技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。

4、在采用多條基準(zhǔn)線免費(fèi)分配配額的情況下，碳市場(chǎng)在激勵(lì)天然氣和非化石能源替代燃煤發(fā)電方面作用有限

盡管碳市場(chǎng)可促進(jìn)中國(guó)煤電行業(yè)向更高效和加裝CCUS技術(shù)的方向轉(zhuǎn)型，但在當(dāng)前基于產(chǎn)出、分技術(shù)設(shè)置多條基準(zhǔn)線且免費(fèi)分配配額的設(shè)計(jì)下，它在激勵(lì)非化石能源發(fā)電或燃?xì)獍l(fā)電方面的作用將較為有限。

在基于產(chǎn)出的配額設(shè)計(jì)下，機(jī)組所獲配額量與供電量成比例，碳市場(chǎng)激勵(lì)各技術(shù)類(lèi)別的機(jī)組將自身碳排放強(qiáng)度降低到適用的基準(zhǔn)值以下，從而避免配額不足、轉(zhuǎn)而獲得配額盈余。因此，在特定的配額價(jià)格下，發(fā)電機(jī)組所面對(duì)的實(shí)際碳成本還將取決于機(jī)組排放水平和其適用基準(zhǔn)值間的差距。盡管多條基準(zhǔn)線的設(shè)計(jì)有助于緩解部分技術(shù)面臨過(guò)大配額短缺問(wèn)題，但多基準(zhǔn)線比單一基準(zhǔn)線的設(shè)計(jì)更進(jìn)一步造成碳排放交易對(duì)各技術(shù)的影響不同（Goulder et al. , 2020）。

目前的基準(zhǔn)線設(shè)計(jì)對(duì)燃煤和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組采用不同的基準(zhǔn)值，并且不直接覆蓋非化石能源。碳市場(chǎng)覆蓋的企業(yè)若使用排放強(qiáng)度較低的燃煤發(fā)電機(jī)組，將可實(shí)現(xiàn)排放配額盈余；但若采用燃?xì)獍l(fā)電、核能或可再生能源發(fā)電替代燃煤發(fā)電，則不一定有盈余配額。同時(shí)，在基于產(chǎn)出、免費(fèi)分配的配額分配設(shè)計(jì)下，只有排放強(qiáng)度高于相應(yīng)基準(zhǔn)值、配額不足的機(jī)組才需要購(gòu)買(mǎi)配額，因此機(jī)組面臨的實(shí)際碳成本有限，難以激勵(lì)燃料替代。

在基于產(chǎn)出和多基準(zhǔn)線免費(fèi)分配配額的碳市場(chǎng)情景中，燃?xì)獍l(fā)電量和非化石能源發(fā)電量到2035年較無(wú)碳價(jià)情景僅有少量增長(zhǎng)。風(fēng)能和太陽(yáng)能在兩個(gè)情景中發(fā)電量相近，并未明顯受到碳市場(chǎng)的激勵(lì)。挖掘碳市場(chǎng)在促進(jìn)燃料替代方面的潛力將進(jìn)一步加強(qiáng)其在推動(dòng)電力行業(yè)減排和轉(zhuǎn)型中的作用。

5、在基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)中引入配額拍賣(mài)制度可推動(dòng)電力系統(tǒng)進(jìn)一步的低碳轉(zhuǎn)型

在基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)設(shè)計(jì)下，總排放水平并不被固定的排放總量限制，而是取決于供電量和使用的基準(zhǔn)值。在配額免費(fèi)分配情況下，由于只有出現(xiàn)配額短缺的企業(yè)需要購(gòu)買(mǎi)配額，碳市場(chǎng)施加的實(shí)際碳成本相對(duì)有限。如果引入配額拍賣(mài)，大多數(shù)企業(yè)將需要購(gòu)買(mǎi)一定量的配額，拍賣(mài)制度將由此提高排放者面臨的碳成本，同時(shí)降低通過(guò)提高供電量獲得更多配額的吸引力，從而進(jìn)一步推動(dòng)減排。

在碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景中，從2025年起逐步引入部分配額拍賣(mài)，拍賣(mài)比例逐漸提高，在2035年達(dá)到50%。相比于配額免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)情景，拍賣(mài)情景中發(fā)電產(chǎn)生的碳排放將在更低水平達(dá)峰，且2035年的發(fā)電年排放量將再降低10%（約5億噸二氧化碳），低于2020年的排放水平。

配額拍賣(mài)制度將增強(qiáng)可再生能源、核能和燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)相對(duì)于煤電的競(jìng)爭(zhēng)力，加速淘汰低效煤電機(jī)組、減少新建煤電。逐步引入拍賣(mài)制度將使未加裝CCUS的燃煤發(fā)電在2035年的發(fā)電結(jié)構(gòu)中占比降低到40%以下，明顯低于碳市場(chǎng)情景中的近50%。同時(shí)，碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景下燃?xì)獍l(fā)電量翻倍，太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電量較免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)情景分別提高10%和40%以上。更高比例的配額拍賣(mài)將很可能帶來(lái)更為迅速、徹底的電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。

6、碳市場(chǎng)對(duì)各地區(qū)的影響存在一定差異

由于各地區(qū)之間發(fā)電結(jié)構(gòu)的差異，碳市場(chǎng)可能導(dǎo)致配額盈余和短缺的不均衡分布，造成區(qū)域間的差異性影響。

在碳市場(chǎng)情景中，2020年，發(fā)電結(jié)構(gòu)中超超臨界煤電占比較大的地區(qū)可從碳市場(chǎng)中獲利，而亞臨界和高壓機(jī)組占比高的地區(qū)將可能面臨額外成本。隨著配額基準(zhǔn)線的逐漸收緊和CCUS技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，區(qū)域間的差異性影響將出現(xiàn)顯著變化。發(fā)展加裝CCUS的煤電機(jī)組的地區(qū)將可能獲得大量配額盈余，而未發(fā)展CCUS的地區(qū)將出現(xiàn)配額短缺。由于配額價(jià)格的升高，各地區(qū)面臨的收益和成本差異將進(jìn)一步擴(kuò)大�？紤]潛在的區(qū)域間公平問(wèn)題將對(duì)保障碳市場(chǎng)的公平性和政治接受度具有重要意義。

政策建議

全國(guó)碳市場(chǎng)即將啟動(dòng)上線交易，這是中國(guó)氣候政策和市場(chǎng)機(jī)制應(yīng)用的重要一步。為強(qiáng)化碳市場(chǎng)在激勵(lì)電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)有效和結(jié)構(gòu)性減排方面的作用，使碳市場(chǎng)的近期和中期效果進(jìn)一步服務(wù)于中國(guó)2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和的目標(biāo)，本報(bào)告提出以下政策建議：

持續(xù)收緊配額基準(zhǔn)值、逐步融合基準(zhǔn)線，保證基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)的有效性；

加速電力體制改革以加強(qiáng)碳市場(chǎng)的作用；

適時(shí)逐步引入配額拍賣(mài)制度，為燃料替代提供更強(qiáng)的碳價(jià)信號(hào)，同時(shí)創(chuàng)造拍賣(mài)收入；

逐步將碳市場(chǎng)轉(zhuǎn)向總量控制的設(shè)計(jì)，設(shè)置固定的排放量上限，以保證碳排放總量的確定性，支持碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo)；

加強(qiáng)碳市場(chǎng)在電力行業(yè)實(shí)施過(guò)程中和擴(kuò)展到其他行業(yè)后的政策協(xié)調(diào)，包括碳市場(chǎng)與可再生能源發(fā)展、能效提升、支持CCUS發(fā)展等政策的協(xié)調(diào)。