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Vol 23 . 中国碳市场在电力行业低碳转型中的作用
REEI 2021/05/09

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报告原文:The_Role_of_China_ETS_in_Power_Sector_Decarbonisation.pdf

赵昂:
大家好,欢迎收听磐之石《海外智库能源与气候报告解读》栏目,博采海外智库思想,探究公共政策逻辑,我是磐之石的赵昂。


林佳乔:
大家好,我是磐之石的林佳乔,我们的栏目主要聚焦于海外智库对于能源与气候变化政策的分析和看法,欢迎大家订阅并转发。上期节目我们解读的报告是来自于欧洲能源环境智库Ember的一篇报告,我也有幸跟报告的作者杨木易博士进行了解读跟讨论。本期我们要看一下IEA,也就是国际能源署最近发布的一份报告,它是关于碳市场跟中国电力部门脱碳的一个研究,报告的作者总共有5位,那其中有三位是来自于IEA,其他两位是来自于清华大学。报告的第一作者是Cyril Cassisa博士,她是IEA环境与气候变化组的一个高级能源分析师,也是中国碳市场项目的协调员。


赵昂:
IEA是由经济合作发展组织OECD为应对能源危机,于1974年设立的一个政府间的机构,他总部设在巴黎,那IEA致力于预防石油供给的异常变动,同时也提供国际石油市场以及其它能源领域的这种统计情报。目前的成员国一共有30个,他的主要工作当前包括以下三个方面,加强和扩大IEA对除了石油、天然气和电力以外的能源市场安全的承诺;第二是加深IEA与主要新兴经济体的互动,这当中就包括中国;第三也更加关注清洁能源技术,也包括能源效率议题,所以这是他主要关注的三个议题。那么清华大学能源环境经济研究所,三个E: Energy、Environment and Economy,他创建于1980年,这是相当早的,刚刚中国改革开放的时间,他以清华大学核能与新能源技术研究院,结合了清华大学经济管理学院这些校级的这种研究机构一起的合作,是跨学科的一个研究机构,也是中国高校当中最早开展气候变化应对系统分析和能源政策研究的大学研究机构。


林佳乔:
是的,据我所知,三E研究所他们很早就开始参与到中国的可再生能源立法,另外还有气候变化谈判的工作中。三E究所的一些研究人员在气候政策还有新能源政策议题方面都非常活跃。下面我就介绍一下报告的主要内容,以及我可能认为报告的一些亮点的地方。这个报告的背景其实是就跟中国2021年开始第一个碳排放权交易的履约期是相关的。报告的作者其实他们利用了情景分析这样的一个方法,设定了三个情景,然后去模拟不同的情景对电力部门脱碳的影响。他的研究的尺度其实是对中国的中短期,所谓的中短期就是从现在到2035这样的一个时间尺度。他的研究结果其实能看到,如果是有碳市场的话,将有助于中国的碳排放达峰,并且加强碳市场的话,比如说在绝对总量的设置方面更加积极,整合基准值方面,引入拍卖机制。如果加强这些措施的话,其实对中国中远期的目标就是2030达峰,还有就是2060碳中和的目标,都是非常强烈的一个政策信号的释放,有助于达成这两个目标。


赵昂:
对,这篇报告我认为对于中国当下推出的国家碳市场的机制,还是从一开始就做了分析,因为我们知道中国所设立的碳市场,虽然现在只包括电力部门,但是它所使用的机制是不同于之前我们听到的比较多的 EU ETS欧盟的碳市场,这样一种以电力生产或者是以这种技术标准为基石的配额分配,佳乔能不能稍微简单介绍一下?


林佳乔:
其实生环部在19年的时候就发布了一个电力行业的配额分配的一个指导性的文件,所以现在电力行业纳入了碳市场之后,我再强调一下,它其实是目前唯一的一个纳入的。被纳入碳市场之后,纳入的标准其实是从2013年到2019年任一年的排放达到2.6万吨二氧化碳当量这样的一个规模以上的电力企业都要被纳入,不管你是煤电也好,你是气电也好,都被纳入。具体的配额的计算,它是根据你供电或供热的量,按照2018年年度的供热、供电量的70%去进行预分配。所以你能看出来它其实是跟你的电力生产的量是有关的,而不是根据你的历史排放去决定分配给你的配额的量,就这个是跟欧盟的碳排放权交易制度是不一样的,欧盟的话在第一阶段的话它是根据历史排放,然后根据调整因子,根据修正因子,然后去计算出一个绝对的总量,然后逐年下降,之后的话它又引入了拍卖机制,拍卖的比例要逐年增加。所以这个是中国的配额分配跟欧盟的配额分配最大的一个不同之处,就是我们是没有一个绝对的总量的限制的,我们是根据你生产多少电力热量,然后来去计算,来去计算你能被分配多少配额,是这样的一个区别。


赵昂:
这样的一个机制设计,怎么样保证它在执行的过程当中是有效的可以促进整个电力市场它的技术更走向排放效率更高,碳排放强度更低的技术,以至于整个从电力行业总排放量来讲,达到一个减少的效果呢?这个机制如何保证这样的效果可以发生呢?


林佳乔:
这个也是IEA这篇报告,他们进行研究的一个这个背景以及目标,他其实想知道如果有碳市场,然后是免费分配的这一种情景。另外一种的话,有碳市场但是是拍卖的不是免费分配的,这两种情况它其实是对电力部门的减排量到底是有怎么样的一个促进,这是一。另外的话就是对电源的结构方面,它是不是能促进煤电的比例下降,然后天然气比例增加,然后可再生能源或者是核电它的比例上升,其实也是这个报告它要想通过模型模拟去展示给读者的。


赵昂:
这个模型的结果能不能佳乔稍微简单的说一下,这报告的最终模型给出的一个结论就是说到2030年,到2035年,从现在开始算起未来15年时间,碳市场对于整个中国电力部门脱碳可以带来多大的量化的影响?


林佳乔:
好的,我就主要从两点来说,第一点的话就是对不同的发电类型,化石能源、非化石能源、非化石能源中的可再生能源跟核电,比方说对这些不同的发电技术的电力构成的影响,这是第一个。第二个的话,碳市场对于煤电技术来讲到底会发生什么样的一个影响,因为现在在讨论中国煤电何时退出这样的一个话题也是比较火热的。所以这篇报告其实在某种程度上能体现出来碳市场对于不同的煤电技术在碳定价之下,可能会面临什么样的一个未来的发展路径。

我就先说第一点,第一点的话就是对于不同的电源的类型,在未来的占比的一个影响。根据报告的不同的模拟的情景,比方说引入拍卖的这种碳市场的情景,在这种情景之下,在2030年的时候,其实我们能看到可再生能源的比例,发电的占比大概是在40%左右,剩下的话那就是煤电跟天然气,也就是火电。到2035年的时候,如果有拍卖这样的一个碳市场的话,煤电的比例就进一步下降,大概下降到40%这样的一个情况,然后那个时候天然气的占比呢大概是在10%这样的一个情况,剩下的话将近一半都是可再生电力,这是2035年有拍卖的碳市场他模拟出的一个情景。如果没有拍卖机制的话,他其实也有一个模拟的结果,其实跟有拍卖的情景相比,煤电的占比当然是要高一些了,大概是比有拍卖的这个情景的话是高10%在煤电的情景,可再生能源的占比的话那是会减少一点,天然气的占比会减少一点。其实你能看到如果有拍卖的碳市场对电力结构的变化还是比较明显,作用还是比较明显的,从发电占比的情况来看。


赵昂:
刚才你提到两种在碳市场作用下,中国的电力部门或者是发电部门的结构的变化。一方面我们看到有拍卖的情景下,它是从2025年才算计,因为我们看到它是一个渐进的过程。那么从2025年到2035年大概10年时间,它的拍卖的额度也是在逐渐增加的,也是一个渐进的过程。我想问一下,因为从我们来看到美国的经验,因为美国在过去2010年到2020年期间,电力部门的碳排放是下降幅度非常高的,那么他的一个下降的主要原因,是他页岩气革命带来的页岩气的大量供给替代了煤炭在发电部门的这种主导角色,我想未来在中国有没有可能出现煤炭的作为发电的主要燃料,逐渐被天然气替代这样的一个情景。那么在我们启动的国家碳市场的影响下,特别是在有配额逐渐进入的市场设计的情况下,天然气在未来电力系统的角色有没有可能被碳市场推动而加速?


林佳乔:
其实这个问题跟我想说的第二点是有关系的,就是碳市场怎么去促进煤电技术的进步?我说的进步其实指的是没有那么高效的,比如说硫化床,比如亚临界、超临界、超超临界这样的一些技术,它们去跟煤电再加CCS这样的一些技术相比,你是能看到碳市场对煤电技术的进步是有促进作用的,为什么?就是因为慢慢的从啊二030年开始,咱们就从这个时间点来说,不同的电力技术企业他要承担的碳成本是不断的增加的,尤其是这种低效的机组,低效的电厂,他要承担的碳成本的话其实是逐年增加的,他所能分配到配额其实是受碳市场的影响的,更准确的说是受碳定价的影响,等于说碳定价逐年提高的话,像这些比较低效的技术,他慢慢的都面临着配额短缺这样的一个问题,他如果配额短缺的话,他就要去购买配额,这样的话就会使它的发电成本提高。与之相比的话,煤电加上CCUS,也就是碳捕获利用与存储这样的一个技术。能看到在未来的话,低效的煤电面临着碳成本的提高,然后他需要购买配额这样的一个压力,会使煤电技术会朝着一个更高效然后是有煤电+CCUS这样的一个系统,这样的一个方向去发展。

我再说一下刚才赵昂提到的天然气的角色,天然气的角色在这个报告里边其实我并没有看到角色有那么重要,我能看到他模拟的结果,更多的是在强调说煤电+CCUS可能是一个在未来占比比较多的一个情况。另外报告其实也提到了关于CCUS的发展,比如说就业方面的保障之外,他其实也提到了说作为已经投资,然后建成的煤电他的年限可能还比较轻,根据报告说,中国目前煤电机组的年龄大概在13年,这样的一个平均的水平,如果过早的去淘汰这些煤电资产的话,可能是一种浪费。这是报告中指出的一点。另外的话,他也提到了说在未来如果可再生电力发挥更大的作用,占比越来越高,煤电+CCUS这种方式,就是末端有CCUS的这种煤电的话,其实因为它比较稳定,它的稳定性其实能弥补可再生电力的这种波动性,这个波动性其实主要来自于风电和太阳能的这种依赖于自然的这种能源的这种日夜的变化,或者季节的变化。这也是报告中提到关于CCUS的两点。

还想说的可再生电力它目前面临的一些问题,报告其实是没有体现出来了,但我觉得报告也提了一些跟电力市场改革,还有碳市场之间的关系,因为这两个都是市场了,一个是碳市场,一个是电力市场。而电力市场改革其实是跟可再生电力的关系是更密切的,对吧?碳市场的话其实是对..就看似对可再生电力的占比是有影响的,但这个影响其实是间接的。报告中也提到了承担碳成本的其实并不是可再生电力企业,而是这些煤电企业,天然气发电企业,他们的话就本身有投资到可再生电力这个项目当中,但并不是说他们直接就会减少了自己的火电装机之后就会去投入到可再生电力当中去,没有这样的一个直接的关系的。所以我想问问赵昂,比如说在电力市场改革跟可再生电力之间的关系,然后再掺杂了一下碳市场。关于这块的话你有些什么评论?


赵昂:
从2015年开始,以9号文件为出发点的中国新一轮电力市场改革,已经过去5年时间了,但是我们看到多数的评论者还是觉得这一轮改革比我们预期的要慢很多,因为这也是可能电力市场改革最难的一个阶段,所谓的提高电力供应,包括电力批发和零售端的供应。第二,真正的引入到电价是由市场决定的,是由这种批发市场引入到这种零售市场的这种销售和购买者,能够在即使现货市场甚至小实际的这种天然气的现货市场的交易机制,能够达成真正的电力是一个市场化占主要因素的这种价格决策的这种机制,这个过程一定是比较慢,也是比较难的。这个过程达成以后,我相信对中国整个电力行业和能源行业都带来非常根本性的影响,那这个导致电价的市场化定价的机制形成之后,就比较容易能反映出来不同电源发电的这种成本差异。

那么我们再看到碳市场,决定不同发电技术的进出的过程,也是以成本和价格为主要指向的,如果加上CCUS那么煤电成本现在非常高,将来如果CCUS这个基础成本下来了,煤电加上CCUS的成本不像那么高了,可能它在碳市场当中就会占有一定的优势,就是企业可能会用更多的资金投入到CCUS里面,来满足他合规碳市场的这种配额,而不是说他现在有高碳的发电设施,那么他觉得他没有办法这个用他所能调动的资金去实现配额购买,而是说我可以把高碳的发电设施关闭,用剩下的这些资金去开发低碳的发电资产,而当低碳发电资产的成本越来越低的时候,而这个就是要最终跟你销售发的电获得的利益,所谓的电价是直接挂钩的。所以我想总之来讲的话,中国的正在进行的最新的一轮电力市场改革与碳市场是有虽然不是那么直接,但是非常重要的一种根本的联络、根本的关系,所以也值得我们去关注。那报告里面也有很多篇幅来讨论,电力市场改革目前取得的一些一些效果,但是我想离我们真的是对电力市场改革的预期还有很大的距离。我相信只要是电力市场改革是更有效的更成功的,它和碳市场一样,也会逐渐的去推动中国电力部门的脱碳的过程。


佳乔:

我们最后再聊一聊就是我们读了报告之后,感觉到报告的一些我们可能不是特别清楚,或者是觉得有点不足的地方。我先说我的一个感受,就是在情景设置的方面,这个报告其实设置了三个情景,刚才我提到了,就是没有碳市场的情景;另外的话是有碳市场但是是免费分配这样的一个情景;第三个情景的话,有碳市场但是不是免费分配,是拍卖,然后比例是逐年增加的这样的一个情景。这三个情景其实对于我来讲就没有碳市场的情境,它作为一个情境就有点反直觉了。因为那个不是一个就已经发生的或者是一个基线的情景,所以我对报告作者设置这样的一个情景,还是觉得有待商榷。但是他从研究的目的来讲,可能是想更好的去剥离说,第一就是什么都没有,第二就是有了碳市场免费分配,然后再看一看有了碳市场不是免费分配,是拍卖配额这样一种情况,它产生的额外的减排对电力结构的额外的推动作用是什么样的,我觉得他可能是出于这样的一个目的去设置这三个情景。


赵昂:
对,因为至少从我们了解的常在情景分析当中用的这种Business Scenario就既有情景的话,那指的是说在所有现有政策下的情景,至少从这篇报告撰写写作的过程来看,中国已经有了支持全国性碳市场的政策设计和政策安排。所以我想他所说的第一个情景的确是一个让我们看有一点不是很相关的,除非说我们好像说把它放在一个要确定或证明有碳市场或者在碳市场加了拍卖这样的一个安排的这种两种情景有多大的这种额外性上来看,也许他可能放在那边做一个参照。但总体来讲,我觉得这样的一个情景设置还是有一点,让人觉得有点confused。那么这一点来讲的话,那么第二种情形,第三种情况一个是有要先有碳市场,但是免费分配,第二个是不是免费分配,要有配额拍卖。但是从目前全国碳市场的规划来看,引入拍卖好像也是在计划当中的,它也不具有显著的额外性。


林佳乔:
对,也是在碳放权暂行管理条例中提到的,适时的引入拍卖机制,所以它并不是一个额外与免费分配的一个情景。我是感觉目前是免费分配,未来有可能会引入拍卖,但是这个报告其实就把它也当成单独的一个情景模拟出来,我觉得他还是想去看一看这种额外性,像刚才赵刚提到的。这样的话能更清楚的比较免费分配跟有拍卖中间的减排的差异在哪儿,然后对电力系统的低碳化的驱动作用到底在哪,他可能是这样的一个研究的目的。


赵昂:
另外一点的话,我也想说一下关于报告的一些数据方面的问题。我们看到在我们解读之前的部分的时候,也特别提到关于未来发电技术的成本的比较,这个也会直接影响到碳价,也会影响到配额购买的动力。报告在它的附件里面,特别在附件的表格二里面给出了一个不同发电技术的成本的一个假设。他设定了三个年份,一个是2015年,一个是2020年,一个是2035年。但我们看到这三个年份比较下来的,这些不同的发电技术,包括煤电,包括煤电加CCUS,燃气发电、生物质能发电、核电、水电、离岸风电和陆地风电,还有太阳能发电。我觉得这些发电技术我们可以看出来,比较有意思的地方是跟中国当下的情景,至少看2015年、2020年的成本比较是不太一样的。可能作者这边引用的是全球的一种不同发电技术的成本比较,它包括了资本的成本,包括了燃料的成本,包括了固定的这种运维的成本。所以这一点的话,我知道我们如果说这个报告可以在成本这个方面引用更多是在于中国当下的发电技术成本的话,我觉得会更好一点,至少简单来比看这个报告所应用的燃气发电和没有用ccs的燃煤发电,它的成本在燃气方面是有明显的优势,远远低于燃煤发电。而在中国恰恰反而是燃气发电要高过燃煤发电,所以这一点来讲这个数据应用还值得商榷。


林佳乔:
对,他就是用了一个全球的平均的状况,或者是美国、欧洲的这样的一个天然气发电的成本,来去推演中国,说中国的天然气发电也是比煤电要便宜的这样的一个假设,我也觉得还是这个有点超出了我对这个事情的理解吧,我一直认为燃气发电在中国那成本肯定是要高于煤电的,跟很多因素有关了,比如说跟燃料的稀缺性了,刚才赵昂也提到了,就是气源的保证方面,还有就是发电跟工业跟这种民用的燃气的这种用电的,这种用气的竞争方面可能都对天然气发电的成本在国内呈现出的状态有影响。跟国际相比的话,中国的天然气发电成本还是要高的,高于国际的平均水平。


赵昂:
对,而且这里面补充一点,刚才我们其实也提到了关于在煤电里面使用CCUS带来的这种对就业的影响,我想天然气发电也类似的,如果说中国使用更多的进口的天然气,液化天然气,或者是管道天然气来去用于发电的话,我想对于煤炭产业都会带来这个就业的压力,因为中国并不是自己在生产天然气,所以这一点我想也是比较有意思的地方。


林佳乔:
是的,这个报告他最后提出的政策建议其实总结来看的话,我们要坚定的以碳定价政策为能源与气候变化政策的主要政策,就把它当成是 primary policy instrument,然后协调其他的政策,比如说可再生电力的绿证,然后Renewable Portfolio Standard就是EPS。另外的话,他其实也是提到了一些具体的建议,比如说能尽早的引入配额的拍卖,根据他的模拟,他觉得碳市场中的配额拍卖对于电力系统的低碳化是非常有促进作用的,所以他建议要尽早的引入拍卖,然后比例逐渐提高。也期待说如果要是有能给出明确的时间表的话,那就更好了。另外的话他也建议说绝对总量的引入,最开始我们提到了说目前还是以发电量、产热量这样的一种就是基于输出的,基于发电发热量为配额分配这样的一个体系。他也建议说我们中国的碳市场其实是应该尽早的考虑去引入,比如电力部门的绝对排放总量。另外的话就是对CCUS的态度,其实我们也能感受到这篇报告他在最后提出说,碳市场其实能提供一个很重要的这种经济的一个刺激、金融的刺激对于CCUS在长期的发展,甚至于中短期的发展来看,所以也提出了在CCUS方面,中国应该制定更多的鼓励的政策。


赵昂:
我对于这份报告最后的一个comment,也是希望因为这个报告在发布的时间来看的话是2021年上半年。那在过去一年到一年半时间,其实有很多的气候政策在巴黎协定下的各国的承诺的更新,那更有一些大的排放国对于到本世纪中叶实现碳中和的目标的公布,所以我的期待或者是我的comment,就是说如果这个报告能将这些因素放进来,能放在更长的时间尺度,比如说从2020年到2050年,甚至到2060年,中国碳市场的发展进程和他对于整个电力部门在实现碳中和目标当中,如何脱碳的路径进行讨论的话,对于读者来讲就更有帮助了。


林佳乔:
是的,他的考虑可能是对碳市场的中远期的影响还不是特别确定,不是特别拿得准。我们也期待 Doctor.Cassisa以及清华的三E研究所能在未来比如说在中长期尺度的碳市场对电力系统甚至其他部门的影响做这个更深入的研究。这就是本期节目的内容,节目最后感谢各位听众的聆听,如果你对本期内容感兴趣,也别忘记点赞,或者将本期内容呢分享给更多的人。如果你对我们所解读的内容有自己的看法呢,也欢迎留言,或者是与我们取得直接联系,我们也会定期对读者反馈在节目中进行回顾。


赵昂:
博采海外智库思想,探究公共政策逻辑,更多精彩内容,我们下期再见,拜拜。


林佳乔:
拜拜。