撰文 | 張書銘；編輯 | 郭郭

→這是《環(huán)球零碳》的第200篇原創(chuàng)

摘要：電力部門占中國(guó)總二氧化碳排放總量超40%，是中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳中和的核心組成。加快電力行業(yè)的去碳化進(jìn)程則需要一個(gè)協(xié)調(diào)良好的政策組合。近日，清華大學(xué)攜手國(guó)際能源署在碳排放交易系統(tǒng)（ETS）以及能源和氣候政策之間的協(xié)同作用方面發(fā)表聯(lián)合報(bào)告。報(bào)告顯示，為了用最小的成本實(shí)現(xiàn)電力部門碳中和的目標(biāo)，需要可再生能源配額制的協(xié)同作用與碳市場(chǎng)拍賣機(jī)制的引入。

在我國(guó)每年100多億噸二氧化碳排放總量中，電力行業(yè)碳排放量占全國(guó)碳排放總量的40%以上，是最大的碳排放部門。所以電力部門是中國(guó)實(shí)現(xiàn)2030碳達(dá)峰和2060碳中和目標(biāo)的核心組成。

去年7月，全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)正式上線，發(fā)電行業(yè)成為首個(gè)納入全國(guó)碳市場(chǎng)的行業(yè)，納入重點(diǎn)排放企業(yè)2162家，覆蓋46億噸二氧化碳排放量。

而相較于歐洲成熟的碳排放交易系統(tǒng)（ETS），中國(guó)的全國(guó)碳排放交易市場(chǎng)起步較晚，覆蓋范圍還在不斷擴(kuò)大之中，政策也在不斷完善。

中國(guó)的碳排放交易系統(tǒng)目前采用的是基于強(qiáng)度的自由分配設(shè)計(jì)。這意味著根據(jù)燃煤電廠和燃?xì)怆姀S的實(shí)際生產(chǎn)水平（如發(fā)電量）和預(yù)先確定的排放強(qiáng)度基準(zhǔn)（如g CO2/kWh），將配額免費(fèi)分配給覆蓋實(shí)體，只覆蓋燃煤和燃?xì)怆姀S。這與歐盟ETS系統(tǒng)不同，后者對(duì)所涵蓋的排放設(shè)定了一個(gè)預(yù)先確定的絕對(duì)上限。

5月25日，清華大學(xué)攜手國(guó)際能源署（IEA）發(fā)表了《加強(qiáng)中國(guó)碳市場(chǎng)助力碳中和——聚焦電力部門》報(bào)告，分析了2020年至2035年電力行業(yè)，在多種政策模擬情景下，不同ETS政策設(shè)計(jì)對(duì)于助力電力部門碳減排的影響是不同的。

根據(jù)報(bào)告的各種情景假設(shè)，帶有上限額度和拍賣交易的ETS系統(tǒng)，可以在不增加成本的情況下將二氧化碳減排量提高一倍。

該報(bào)告的相關(guān)結(jié)論，對(duì)我們下一步碳交易市場(chǎng)的政策設(shè)計(jì)非常具有意義，對(duì)電力行業(yè)的脫碳計(jì)劃也提供了有益的參考。

01 四個(gè)政策模型

考慮到中國(guó)正在進(jìn)行的電力市場(chǎng)改革，該報(bào)告所有模型方案都假定從2025年開始進(jìn)行經(jīng)濟(jì)調(diào)度。

同時(shí)假設(shè)可再生能源配額制（RPS）包括非水電可再生能源的比例目標(biāo)，在2030年增加到25.9%，2035年增加到36.0%。

實(shí)施可再生能源配額制RPS政策好處是可以推動(dòng)可變可再生能源（VRE）的大量新容量的增加，如風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏?；趶?qiáng)度的排放交易計(jì)劃，包括煤炭和天然氣的基準(zhǔn)逐漸收緊（RPS-ETS方案），推動(dòng)了煤炭燃機(jī)效率的提高，包括通過激勵(lì)改造和煤炭發(fā)電向最高效的工廠轉(zhuǎn)移。它還支持限制新增加的未消減的煤炭，以支持碳捕獲、利用和儲(chǔ)存（CCUS）技術(shù)的部署。

第一個(gè)模型RPS-ETS是目前的政策情景，具有相同的RPS政策假設(shè)，以及目前實(shí)施的基于強(qiáng)度的ETS的自由分配。該方案假設(shè)隨著時(shí)間的推移適度收緊配額分配基準(zhǔn)。

第二個(gè)模型ETS+基準(zhǔn)(BM)方案，保持基于強(qiáng)度的自由分配，但大幅收緊基準(zhǔn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，也就是如果面臨著減碳進(jìn)度落后就要部署大量昂貴的CCUS來(lái)完成減碳KPI。

第三個(gè)模型ETS+拍賣方案（Auction），保持基于強(qiáng)度的分配，適度收緊基準(zhǔn)，并引入部分配額拍賣。拍賣會(huì)導(dǎo)致煤電和氣電基準(zhǔn)的免費(fèi)分配減少，也就提高了被覆蓋的化石類發(fā)電資源的有效二氧化碳成本，所以必然會(huì)帶來(lái)更多的可再生能源的部署。

第四個(gè)模型ETS+上限（Cap）方案，通過從基于強(qiáng)度的ETS過渡到上限和交易系統(tǒng)，大幅改變ETS設(shè)計(jì)?？梢岳斫鉃榇蟮堕煾驓W盟ETS體系的轉(zhuǎn)變，激勵(lì)發(fā)電商通過最低成本的減排方案來(lái)減少二氧化碳排放。

02 ETS基準(zhǔn)推動(dòng)供能選擇的轉(zhuǎn)變

RPS-ETS模型是在基于強(qiáng)度的排放交易計(jì)劃中，通過煤電和氣電基準(zhǔn)完全自由分配，排放交易計(jì)劃通過提高煤電機(jī)組的效率和鼓勵(lì)2030年以后煤電采用CCUS來(lái)實(shí)現(xiàn)大部分減排。隨著基準(zhǔn)嚴(yán)格程度的提高，與2035年的RPS-ETS情景相比，ETS+基準(zhǔn)(BM)的CCUS相關(guān)減排量增加了三倍，一些非常有限的燃料從煤炭轉(zhuǎn)向天然氣和非礦物技術(shù)。

ETS+拍賣方案模型則是通過向非化石技術(shù)（主要是陸上風(fēng)電和太陽(yáng)能光伏）的燃料轉(zhuǎn)換，以及在較小程度上向天然氣的轉(zhuǎn)換，以及通過CCUS的部署，產(chǎn)生了大部分的減排量。引入配額拍賣導(dǎo)致通過煤電和氣電基準(zhǔn)的免費(fèi)分配減少，進(jìn)而提高了被覆蓋的化石類發(fā)電資源的有效二氧化碳成本。因此，與非化石發(fā)電技術(shù)相比，它使它們的運(yùn)行成本更高，從而鼓勵(lì)向可再生能源轉(zhuǎn)換。

至于過渡到具有嚴(yán)格排放上限的總量控制和交易系統(tǒng)（ETS+Cap模型），將進(jìn)一步改變ETS對(duì)技術(shù)的影響。通過設(shè)定一個(gè)預(yù)先確定的排放上限，擺脫特定技術(shù)的基準(zhǔn)，上限和交易允許所有發(fā)電源參與實(shí)現(xiàn)絕對(duì)減排，而不是專注于煤炭和天然氣發(fā)電的排放強(qiáng)度降低。它的設(shè)計(jì)激勵(lì)發(fā)電商通過最低成本的減排方案來(lái)減少二氧化碳排放，從而主要通過燃料轉(zhuǎn)換為具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的可再生能源來(lái)刺激減排。

在都加速了未減產(chǎn)煤炭的逐步減少的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化ETS的設(shè)計(jì)延伸出了多種發(fā)電的組合方式，不同的強(qiáng)化ETS設(shè)計(jì)推動(dòng)了不同的低碳解決方案。

在ETS+基準(zhǔn)(BM)模型中，基于強(qiáng)度的ETS的基準(zhǔn)被大大收緊，到2035年，使用CCUS的煤炭發(fā)電份額增加到總發(fā)電量的11%。

而在ETS（ETS+拍賣方案）中引入部分拍賣，會(huì)產(chǎn)生最多樣化的去碳化解決方案。因?yàn)樗膭?lì)更多的可再生能源和CCUS的部署，以及一些有效的天然氣發(fā)電和煤炭燃機(jī)效率的提高。到2035年，可再生能源發(fā)電的比例達(dá)到近60%，非水電可再生能源占43%。同時(shí)，配備了CCUS的煤電貢獻(xiàn)了3%。

過渡到具有嚴(yán)格排放上限的總量控制和交易制度（ETS+Cap模型），將導(dǎo)致可再生能源主導(dǎo)的發(fā)電組合。到2035年，這些可再生能源將占總發(fā)電量的63%，包括47%的非水電可再生能源，比RPS-ETS情景下高出約12%。這表明，上限和交易系統(tǒng)可以大大加快成熟的可再生能源的部署。

總的來(lái)說(shuō)，嚴(yán)格的ETS基準(zhǔn)不僅會(huì)推動(dòng)煤電機(jī)組效率的提升，還會(huì)導(dǎo)致CCUS的大量部署。而配額的拍賣和上限的政策設(shè)計(jì)則鼓勵(lì)了向可再生燃料的轉(zhuǎn)換。

03 不同政策模型所帶來(lái)的減碳成本差異

帶有上限和拍賣交易的ETS可以在不增加成本的情況下將二氧化碳減排量提高一倍。

所有三個(gè)增強(qiáng)型 ETS 方案可以實(shí)現(xiàn)電力部門相同的排放軌跡，但成本不同。由于電力需求的增加，所有情景下的系統(tǒng)總成本都會(huì)隨著時(shí)間的推移而大幅增加：在RPS-ETS情景下，系統(tǒng)總成本從2020年的2.80萬(wàn)億人民幣（4340億美元）增加到2035年的4.28萬(wàn)億人民幣（6640億美元）。

在相同的電力需求增長(zhǎng)假設(shè)下，ETS+上限（Cap）情景導(dǎo)致了所有增強(qiáng)型ETS情景中電力部門的總系統(tǒng)成本最低。在2035年，它的系統(tǒng)成本與RPS-ETS情景相同，但二氧化碳減排量增加了近20%。

其次是ETS+拍賣方案，成本略高（4.34萬(wàn)億人民幣，6730億美元），ETS+基準(zhǔn)（BM）方案比RPS-ETS方案成本高5%（4.49萬(wàn)億人民幣，6980億美元）。此外，在ETS+拍賣方案中產(chǎn)生的拍賣收入在2035年可以達(dá)到2600億元人民幣（400億美元），可以用來(lái)解決電力消費(fèi)者的負(fù)擔(dān)能力或競(jìng)爭(zhēng)力問題，以及投資于技術(shù)創(chuàng)新和能源效率，以減少未來(lái)的脫碳成本。

相比之下，ETS+基準(zhǔn)（BM）方案的結(jié)果是更昂貴的發(fā)電組合，因?yàn)樗鼘⒅饕膭?lì)從未消減的煤炭轉(zhuǎn)向使用CCUS的煤電，這是一個(gè)不太成熟和更昂貴的減排選擇。在基于強(qiáng)度的ETS中引入拍賣（ETS+拍賣方案），提高了發(fā)電商面臨的有效二氧化碳成本，并鼓勵(lì)一些燃料轉(zhuǎn)向可再生能源和煤電強(qiáng)度的提高，包括通過CCUS。

因此，在ETS+上限方案中，到2035年，在100元人民幣/噸二氧化碳（16美元/噸二氧化碳）的相對(duì)較低的配額價(jià)格水平下，已經(jīng)可以鼓勵(lì)燃料轉(zhuǎn)換為成熟的可再生能源。相比之下，在ETS+基準(zhǔn)和ETS+拍賣方案模型下將導(dǎo)致更高的配額價(jià)格，到2035年約為每噸二氧化碳人民幣300元（每噸二氧化碳47美元），才能實(shí)現(xiàn)相同的排放軌跡。

總體上，根據(jù)IEA的報(bào)告我們可以得出，為了用最小的成本實(shí)現(xiàn)電力部門碳中和的目標(biāo)，需要可再生能源配額制的協(xié)同作用與碳市場(chǎng)的拍賣的引入，以此增加可再生能源和CCUS的部署，進(jìn)而調(diào)動(dòng)對(duì)低碳技術(shù)研發(fā)的積極性。

（參考資料詳見閱讀原文）

--------

關(guān)于我們：