清華大學：面向新型電力系統(tǒng)的電碳耦合交易

TsinghuaUniversity面向新型電力系統(tǒng)的電碳耦合交易清華大學|陳啟鑫電碳耦合交易背景我國碳市場介紹電碳耦合交易研究展望與建議2中國建設碳市場的原因國家自主貢獻國家自主貢獻巴黎協(xié)定規(guī)定各國需每5年報告一次國家自主貢獻(NDCs)·2020年中國提出了“雙碳”目標碳中和碳達峰中國版NDC聯合國政府間碳中和碳達峰中國版NDC聯合國政府間碳市場、碳稅是各國推動碳中和所應用的普遍政策工具·碳市場是基于總量控制的溫室氣體排污權管控工具·碳稅是基于固定碳價的確定性溫室氣體排放懲罰政策工具析用HE值我風樣衛(wèi)量控制與交是體五加成準家或作空量和必是體基1正在英據的破有場1281計劃研1816控制與控制與變易體系準變料專交卷序實序放語B地*天中國金國面市體等南磨位端填工自概有培本成益性制與安易你基一*有3世界范圍內典型國家的碳中和目標情況世界范圍內典型國家的碳中和目標情況包含所以然氣澳大利亞加拿大歐盟法國德國意大利日本沙特阿拉伯英國澳大利亞加拿大歐盟法國德國意大利日本沙特阿拉伯英國立法立法立法立法立法政策立法立法宣布立法政策完全覆蓋碳移除信息透明部分覆蓋部分覆蓋完全覆蓋部分覆蓋部分覆蓋沒有覆蓋完全覆蓋沒有覆蓋完全覆蓋完全覆蓋行動方案公開無結果部分覆蓋完全覆蓋完全覆蓋無結果部分覆蓋無結果無結果沒有覆蓋完全覆蓋部分覆蓋部分覆蓋完全覆蓋完全要蓋完全要蓋完全覆蓋未評估完全覆蓋部分覆蓋沒有信息完全覆蓋部分覆蓋告完全藿蓋完全覆蓋完全覆蓋完全覆蓋完全覆蓋完全覆蓋完全覆蓋完全覆蓋沒有覆蓋完全覆蓋完全覆蓋阿根廷印度墨西哥俄羅斯南非土耳其然氣政策政策政策政策政策立法政策政策政策政策政策立法政策政策沒有信息碳移除信息透明沒有覆蓋沒有覆蓋沒有覆蓋行動方沒有覆蓋部分覆蓋無結果部分覆蓋沒有覆蓋部分覆蓋沒有信息沒有信息部分覆蓋沒有信息沒有信息部分覆蓋沒有信息沒有信息4年度報沒有覆蓋沒有覆蓋沒有覆蓋沒有覆蓋沒有覆蓋國際碳關稅對中國碳市場建設的影響或增加進口。2023年歐盟CBAM正式生效23-25年過渡期(只報告)2026年履約期(報告+履約)肥、電力、氫氣2023年英國CBAM宣布實施2027年英國CBAM正式實施2022年2022年5電碳交易耦合研究的現狀及研究方向電碳市場的耦合方式主要表現為電力供給和碳配額在價格上的相互影響>電→碳：電力市場通過影響綠電供給，間接刺激碳市場流通配額的供給，從而影響碳配額的價格>碳→電：碳市場以碳配額價格為信號，影響受管控的火電企業(yè)在電力市場的供給，從而影響電力價格政策型市場實證分析也較少。為促進多市場良性交互，實現更大范S分配量流通量SS分配量流通量S綠電D履約量>分析電碳市場耦合原理和方式>分析電碳耦合對市場運行與價格的影響6電碳耦合交易背景我國碳市場介紹電碳耦合交易研究展望與建議7中國碳市場的政策發(fā)展歷程中國碳市場的政策發(fā)展歷程易市場試點工作的通知》,批準北2011年2012年2013年4=32015年2016年2024年2023年2021年2020年2017年與實施指南》,北京綠色交易所發(fā)布初分配額實際排放量所需配額履約量初分配額實際排放量所需配額履約量電力間接排放中國碳市場的交易品種碳排放權交易方式核算4CCER方法學核證登記00.s.■掛牌協(xié)議成交量(噸)大宗協(xié)議成交量(噸)——掛牌協(xié)議成交均價(元/噸)——大宗協(xié)議成交均價(元噸)電碳市場協(xié)同的發(fā)展趨勢電碳市場協(xié)同的發(fā)展趨勢心在上海、北京等地方碳市場也被納入管控對比CCER和綠證市場收益，從中選擇一種方式出售電量的環(huán)境權益北京、上海、天津三地碳市場支持綠電核算外購電的間接排放量時計0;全國碳市場因子避免“雙重履約”場的聯系，廣州、上海、深圳嘗試將碳普惠與碳市場銜接，其中上海市明確支持碳普惠綠電和綠證書項目電碳耦合交易背景我國碳市場介紹電碳耦合交易研究展望與建議電碳耦合交易研究應對分析認識應對分析耦合機理分析耦合關系?生耦合?個體行為建模主體的行為刻畫?市場均衡分析均衡的影響?間尺度的表現?市場機制設計如何設計電碳耦合交易機制，發(fā)揮電力市場和碳市場在能源結構轉型等方面的合力?電碳耦合交易：耦合機理分析電碳市場耦合的驅動因素政策引導電碳市場互動協(xié)同政策引導電碳市場互動協(xié)同電碳市場在交易過程、均衡結果等方面呈現耦合關系經濟效益政策作用電碳市場在交易過程、均衡結果等方面呈現耦合關系經濟效益政策作用產過程的物理規(guī)律為依據政策制定需考慮經濟規(guī)律云大實事求是制定電碳市場耦合的作用機制電力市場碳市場市場主體投標市場主體場機制層面直接關聯。電力市場|碳市場市場主體電碳耦合交易研究應對分析認識應對分析耦合機理分析耦合關系?生耦合?個體行為建模主體的行為刻畫?市場均衡分析均衡的影響?間尺度的表現?市場機制設計如何設計電碳耦合交易機制，發(fā)揮電力市場和碳市場在能源結構轉型等方面的合力?電碳耦合交易：個體行為建模電碳市場主體的交易決策目標函數：max總收益=發(fā)電收入-發(fā)電成本+售出碳配額收入-購入碳配額成本目標函數：max總收益=發(fā)電收入-發(fā)電成本量=實際發(fā)電量×發(fā)電碳排放強度新型主體-購電成本+碳交易收入-碳交易成本協(xié)調aa控制控制發(fā)電循環(huán)發(fā)電+碳排放發(fā)電+碳排放電碳耦合交易：對市場均衡的影響碳市場對電力市場的影響碳交易的成本/收入將改變不同類型電源在電力市場中的競爭力。碳交易增加高排放機組的總發(fā)電成本，機組需在電力市場中提高報價以回收碳排放成本，導致其在電力市場中的盈利能力減弱。另一方面，低排放、清潔能源機組則可以通過碳交易獲得額外收益，盈利能力增強。碳排放成本(不考慮免費配額)綜合發(fā)電成本(不含碳)發(fā)電碳排放強度碳交易對不同電源發(fā)電成本的影響收入增加以綠證為例電碳耦合交易：不同時間尺度的耦合案例：英國凈零排放戰(zhàn)略英國于2008年啟動燃煤電廠淘汰計劃，并作為全球首個立法承諾在2050年實現凈零排放的國家，發(fā)布了凈零排放引導清潔能源發(fā)展以降低對化石燃料的依賴，進而規(guī)避能源價格高企和大幅波動的風險，加強能源安全。在役煤電關停煤電轉為生物質部分轉為生物質■其他■可再生能源(含生物質)核電■燃氣■煤電-RATCLIFFEA電碳耦合交易：對市場均衡的影響電力市場對碳市場的影響配額總量中標電量正相關碳排放量其中標電量正相關碳排放量電力供需平衡的改變將引起碳市場供需邊界相應變動電碳耦合交易：對市場均衡的影響電碳市場價格水平關聯價格傳導率，市場價格關聯的緊密程度(價格傳導率的高低)反映了電碳耦合的程度。國外情況國外情況國內情況·目前，我國碳市場交易價格并未對電力市場價格產生明顯傳·這一情況可能與碳市場僅覆蓋部分發(fā)電主體、整體碳價水平較低以及電力市場價格波動空間有限等因素有關電價呈同方向變動班牙的電力批發(fā)市場進行分析，發(fā)現碳價對西班牙電價的傳導格每增加1歐元，批發(fā)電價的平均漲幅將超過0.8歐元1.FabraN,ReguantM.Pass-throug2.WangH,FengT,ZhongC.Effectivenessofco2cos電碳耦合交易：不同時間尺度的耦合中長期耦合：系統(tǒng)電源規(guī)劃·ZhenyuZhuo,ErshunDu,NingZhang,etal.CostIncreaseinth電碳耦合交易：不同時間尺度的耦合實時耦合：動態(tài)碳排放價格電力系統(tǒng)碳排放流分析理論，可追蹤碳排放隨電力潮流的流動情況，計算節(jié)點實時用電碳排放強度。結合碳配額價格，可得到動態(tài)用電碳價(單位用電對應的碳價格),直接嵌入節(jié)點電價中實現電碳耦合交易。交易規(guī)則發(fā)改委、財政部、能源局國家可再生能源信息管理中心可再生發(fā)電企業(yè)政府機關、企事業(yè)單位和自然人等只能交易一次發(fā)改委、能源局各省級電力交易中心綠電用戶目前系統(tǒng)不支持交易生態(tài)環(huán)境部生態(tài)環(huán)境部及地方主管部門納入全國碳市場的重點排放單位納入全國碳市場的重點排放單位可多次交易生態(tài)環(huán)境部發(fā)改委辦公廳等產生減排量的企業(yè)主要包括國內外機構、企業(yè)、團體和個人等可多次交易交易規(guī)則歐洲保障原產地協(xié)會及其成員機構發(fā)行機構協(xié)會(AIB)可再生發(fā)電企業(yè)歐盟成員國中自愿使用可再生能源的企業(yè)僅在發(fā)電企業(yè)和買方之間進行雙邊交易歐盟委員會歐盟委員會和成員國政府納入歐洲碳市場的控排企業(yè)控排企業(yè)、政府、投資機構可多次交易聯合國理事會聯合國理事會自愿減排量項目開發(fā)方控排企業(yè)、方、投資機構可多次交易>電碳耦合交易不局限于“生產端”>電碳耦合交易不局限于“生產端”新型主體進入市場新型主體進入市場電能量生產和相應的二氧化碳排放，需要研究碳市本質本質容量市場耦合碳排放權市場現貨市場耦合碳排放權市場中長期市場鐵、建材、化工等其他行業(yè)電力市場范圍耦合天然氣、氫、熱等其他市場電碳耦合交易背景我國碳市場介紹電碳耦合交易研究展望與建議類非電力行業(yè)主體進入碳市場·多元異質主體參與電碳交易，以個體投標為紐帶的電碳耦合關系呈現新特征交易形式日趨多樣電碳共享等多種交易形式不斷發(fā)展，電碳交易形式多樣化、形成多層次耦合主體施加有效的經濟成本壓力放成本的疏導提供途徑輔助服務以及電力金融衍生品不斷發(fā)展產品不斷發(fā)展，碳交易活躍度上升學術研究碳減排機制的特征交易規(guī)模隨著社會經濟的發(fā)展而增大著配額總量的收緊而減小政策制定 流動性差，阻礙資源的大范圍優(yōu)化配置局部市場力過大等問題，電碳耦合存在跨市場風險問題耦合需協(xié)調政策與市場的關系定位促進可再生能源跨省交易與消納碳市場有序運行，規(guī)避跨市場風險團隊