清华大学：面向新型电力系统的电碳耦合交易

TsinghuaUniversity面向新型电力系统的电碳耦合交易清华大学|陈启鑫电碳耦合交易背景我国碳市场介绍电碳耦合交易研究展望与建议2中国建设碳市场的原因国家自主贡献国家自主贡献巴黎协定规定各国需每5年报告一次国家自主贡献(NDCs)·2020年中国提出了“双碳”目标碳中和碳达峰中国版NDC联合国政府间碳中和碳达峰中国版NDC联合国政府间碳市场、碳税是各国推动碳中和所应用的普遍政策工具·碳市场是基于总量控制的温室气体排污权管控工具·碳税是基于固定碳价的确定性温室气体排放惩罚政策工具析用HE值我风样卫量控制与交是体五加成准家或作空量和必是体基1正在英据的破有场1281计划研1816控制与控制与变易体系准变料专交卷序实序放语B地*天中国金国面市体等南磨位端填工自概有培本成益性制与安易你基一*有3世界范围内典型国家的碳中和目标情况世界范围内典型国家的碳中和目标情况包含所以然气澳大利亚加拿大欧盟法国德国意大利日本沙特阿拉伯英国澳大利亚加拿大欧盟法国德国意大利日本沙特阿拉伯英国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盖碳移除信息透明部分覆盖部分覆盖完全覆盖部分覆盖部分覆盖没有覆盖完全覆盖没有覆盖完全覆盖完全覆盖行动方案公开无结果部分覆盖完全覆盖完全覆盖无结果部分覆盖无结果无结果没有覆盖完全覆盖部分覆盖部分覆盖完全覆盖完全要盖完全要盖完全覆盖未评估完全覆盖部分覆盖没有信息完全覆盖部分覆盖告完全藿盖完全覆盖完全覆盖完全覆盖完全覆盖完全覆盖完全覆盖完全覆盖没有覆盖完全覆盖完全覆盖阿根廷印度墨西哥俄罗斯南非土耳其然气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没有信息碳移除信息透明没有覆盖没有覆盖没有覆盖行动方没有覆盖部分覆盖无结果部分覆盖没有覆盖部分覆盖没有信息没有信息部分覆盖没有信息没有信息部分覆盖没有信息没有信息4年度报没有覆盖没有覆盖没有覆盖没有覆盖没有覆盖国际碳关税对中国碳市场建设的影响或增加进口。2023年欧盟CBAM正式生效23-25年过渡期(只报告)2026年履约期(报告+履约)肥、电力、氢气2023年英国CBAM宣布实施2027年英国CBAM正式实施2022年2022年5电碳交易耦合研究的现状及研究方向电碳市场的耦合方式主要表现为电力供给和碳配额在价格上的相互影响>电→碳：电力市场通过影响绿电供给，间接刺激碳市场流通配额的供给，从而影响碳配额的价格>碳→电：碳市场以碳配额价格为信号，影响受管控的火电企业在电力市场的供给，从而影响电力价格政策型市场实证分析也较少。为促进多市场良性交互，实现更大范S分配量流通量SS分配量流通量S绿电D履约量>分析电碳市场耦合原理和方式>分析电碳耦合对市场运行与价格的影响6电碳耦合交易背景我国碳市场介绍电碳耦合交易研究展望与建议7中国碳市场的政策发展历程中国碳市场的政策发展历程易市场试点工作的通知》,批准北2011年2012年2013年4=32015年2016年2024年2023年2021年2020年2017年与实施指南》,北京绿色交易所发布初分配额实际排放量所需配额履约量初分配额实际排放量所需配额履约量电力间接排放中国碳市场的交易品种碳排放权交易方式核算4CCER方法学核证登记00.s.■挂牌协议成交量(吨)大宗协议成交量(吨)——挂牌协议成交均价(元/吨)——大宗协议成交均价(元吨)电碳市场协同的发展趋势电碳市场协同的发展趋势心在上海、北京等地方碳市场也被纳入管控对比CCER和绿证市场收益，从中选择一种方式出售电量的环境权益北京、上海、天津三地碳市场支持绿电核算外购电的间接排放量时计0;全国碳市场因子避免“双重履约”场的联系，广州、上海、深圳尝试将碳普惠与碳市场衔接，其中上海市明确支持碳普惠绿电和绿证书项目电碳耦合交易背景我国碳市场介绍电碳耦合交易研究展望与建议电碳耦合交易研究应对分析认识应对分析耦合机理分析耦合关系?生耦合?个体行为建模主体的行为刻画?市场均衡分析均衡的影响?间尺度的表现?市场机制设计如何设计电碳耦合交易机制，发挥电力市场和碳市场在能源结构转型等方面的合力?电碳耦合交易：耦合机理分析电碳市场耦合的驱动因素政策引导电碳市场互动协同政策引导电碳市场互动协同电碳市场在交易过程、均衡结果等方面呈现耦合关系经济效益政策作用电碳市场在交易过程、均衡结果等方面呈现耦合关系经济效益政策作用产过程的物理规律为依据政策制定需考虑经济规律云大实事求是制定电碳市场耦合的作用机制电力市场碳市场市场主体投标市场主体场机制层面直接关联。电力市场|碳市场市场主体电碳耦合交易研究应对分析认识应对分析耦合机理分析耦合关系?生耦合?个体行为建模主体的行为刻画?市场均衡分析均衡的影响?间尺度的表现?市场机制设计如何设计电碳耦合交易机制，发挥电力市场和碳市场在能源结构转型等方面的合力?电碳耦合交易：个体行为建模电碳市场主体的交易决策目标函数：max总收益=发电收入-发电成本+售出碳配额收入-购入碳配额成本目标函数：max总收益=发电收入-发电成本量=实际发电量×发电碳排放强度新型主体-购电成本+碳交易收入-碳交易成本协调aa控制控制发电循环发电+碳排放发电+碳排放电碳耦合交易：对市场均衡的影响碳市场对电力市场的影响碳交易的成本/收入将改变不同类型电源在电力市场中的竞争力。碳交易增加高排放机组的总发电成本，机组需在电力市场中提高报价以回收碳排放成本，导致其在电力市场中的盈利能力减弱。另一方面，低排放、清洁能源机组则可以通过碳交易获得额外收益，盈利能力增强。碳排放成本(不考虑免费配额)综合发电成本(不含碳)发电碳排放强度碳交易对不同电源发电成本的影响收入增加以绿证为例电碳耦合交易：不同时间尺度的耦合案例：英国净零排放战略英国于2008年启动燃煤电厂淘汰计划，并作为全球首个立法承诺在2050年实现净零排放的国家，发布了净零排放引导清洁能源发展以降低对化石燃料的依赖，进而规避能源价格高企和大幅波动的风险，加强能源安全。在役煤电关停煤电转为生物质部分转为生物质■其他■可再生能源(含生物质)核电■燃气■煤电-RATCLIFFEA电碳耦合交易：对市场均衡的影响电力市场对碳市场的影响配额总量中标电量正相关碳排放量其中标电量正相关碳排放量电力供需平衡的改变将引起碳市场供需边界相应变动电碳耦合交易：对市场均衡的影响电碳市场价格水平关联价格传导率，市场价格关联的紧密程度(价格传导率的高低)反映了电碳耦合的程度。国外情况国外情况国内情况·目前，我国碳市场交易价格并未对电力市场价格产生明显传·这一情况可能与碳市场仅覆盖部分发电主体、整体碳价水平较低以及电力市场价格波动空间有限等因素有关电价呈同方向变动班牙的电力批发市场进行分析，发现碳价对西班牙电价的传导格每增加1欧元，批发电价的平均涨幅将超过0.8欧元1.FabraN,ReguantM.Pass-throug2.WangH,FengT,ZhongC.Effectivenessofco2cos电碳耦合交易：不同时间尺度的耦合中长期耦合：系统电源规划·ZhenyuZhuo,ErshunDu,NingZhang,etal.CostIncreaseinth电碳耦合交易：不同时间尺度的耦合实时耦合：动态碳排放价格电力系统碳排放流分析理论，可追踪碳排放随电力潮流的流动情况，计算节点实时用电碳排放强度。结合碳配额价格，可得到动态用电碳价(单位用电对应的碳价格),直接嵌入节点电价中实现电碳耦合交易。交易规则发改委、财政部、能源局国家可再生能源信息管理中心可再生发电企业政府机关、企事业单位和自然人等只能交易一次发改委、能源局各省级电力交易中心绿电用户目前系统不支持交易生态环境部生态环境部及地方主管部门纳入全国碳市场的重点排放单位纳入全国碳市场的重点排放单位可多次交易生态环境部发改委办公厅等产生减排量的企业主要包括国内外机构、企业、团体和个人等可多次交易交易规则欧洲保障原产地协会及其成员机构发行机构协会(AIB)可再生发电企业欧盟成员国中自愿使用可再生能源的企业仅在发电企业和买方之间进行双边交易欧盟委员会欧盟委员会和成员国政府纳入欧洲碳市场的控排企业控排企业、政府、投资机构可多次交易联合国理事会联合国理事会自愿减排量项目开发方控排企业、方、投资机构可多次交易>电碳耦合交易不局限于“生产端”>电碳耦合交易不局限于“生产端”新型主体进入市场新型主体进入市场电能量生产和相应的二氧化碳排放，需要研究碳市本质本质容量市场耦合碳排放权市场现货市场耦合碳排放权市场中长期市场铁、建材、化工等其他行业电力市场范围耦合天然气、氢、热等其他市场电碳耦合交易背景我国碳市场介绍电碳耦合交易研究展望与建议类非电力行业主体进入碳市场·多元异质主体参与电碳交易，以个体投标为纽带的电碳耦合关系呈现新特征交易形式日趋多样电碳共享等多种交易形式不断发展，电碳交易形式多样化、形成多层次耦合主体施加有效的经济成本压力放成本的疏导提供途径辅助服务以及电力金融衍生品不断发展产品不断发展，碳交易活跃度上升学术研究碳减排机制的特征交易规模随着社会经济的发展而增大着配额总量的收紧而减小政策制定 流动性差，阻碍资源的大范围优化配置局部市场力过大等问题，电碳耦合存在跨市场风险问题耦合需协调政策与市场的关系定位促进可再生能源跨省交易与消纳碳市场有序运行，规避跨市场风险团队