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碳市场与电力市场耦合的欧洲经验

作者:杨茗月 冯连勇 来源:能源评论•首席能源观 发布时间:2022-02-16 浏览:

中国储能网讯:目前,中国碳市场已经正式启动,全国共纳入2200多家发电企业。截至2021年12月31日,全国碳排放权交易市场第一个履约周期顺利结束,全年碳排放配额成交量累计1.79亿吨。

但我国电力市场与碳市场运行相对独立,面对碳达峰、碳中和的时间表,电力行业怎样利用两个市场?能否实现1+1大于2的效果?欧洲的减排成果有目共睹,或许可以从中找到值得借鉴的经验。

2020年,欧洲电力交易总量达到12008亿千瓦时,交易规模和市场主体数量逐年增长;欧盟排放交易体系(以下简称“EU-ETS”)中,仅欧盟排放配额(EUAs)和欧盟航空排放权配额(EUAAs)两类碳衍生品的交易量就达到了7.29亿吨二氧化碳当量,全部碳资产交易量在70亿吨以上,占全球碳交易量的近80%。

欧盟排放交易体系第三阶段(2013~2020)的碳交易量比第二阶段(2008~2012)增加了13.15%,活跃度明显增强。

根据欧洲的经验,碳市场与电力市场共同影响着电力企业的发展。碳市场将排放二氧化碳的成本内部化,缩小了新能源发电成本和化石能源发电成本的差距。在电力市场中,新能源发电企业在电力市场的比较优势增大,挤压化石能源发电企业的市场份额,电力行业的发电结构逐渐变为以可再生能源为主。通过市场中“看不见的手”,减少政府在推动可再生能源利用上的财政支出。因此,碳市场与电力市场的耦合,可以帮助发电企业更快地实现这一目标。那么,碳市场与电力市场耦合的基础是什么?

何以耦合?

首先,碳市场与电力市场在市场类型上有相似走势。

多年来,欧洲一直在推动碳市场和电力市场向竞争市场发展。对于碳市场,EU-ETS采用不再给电力企业分配免费配额的方式,迫使它们参与碳市场交易,这将提高企业减排的积极性,也防止因为减排要求导致社会成本大幅提升;对于电力市场,欧洲的《第三能源法案》用拆分“垂直一体化”公司、加强监管电力行业反垄断等措施,增强发电企业的竞争性,让企业能自发地提高能源利用效率,从而降低社会成本。

在不断推进区域市场的发展中,欧洲还注意多市场的连接。

在碳市场方面,虽然欧盟碳配额的分配与具体政策实施依旧以国家为单位进行,但参与碳市场的企业可以通过各大碳交易所进行跨国的碳资产交易。此外,欧洲各区域碳市场也在尝试联合发展,如2020年EU-ETS与瑞士碳交易体系(ETS)之间连接生效,促进欧洲整体减排目标实现。在电力市场方面,欧洲不仅有供各企业和个人消费者进行电力交易的区域市场,还有连接各区域市场的跨国电网,形成了欧洲统一的电力市场。由于两个市场交易品种功能相似,欧洲能源交易所(EEX)等交易中心,既包含电力交易也包含碳资产的交易。而电力市场与碳市场都朝着统一、竞争发展的趋势,体现了两个市场的根本目的一致:低成本、高效率地促进电力行业可再生能源转型。

其次,两个市场的产品价格呈正相关。不论是现货市场还是期货市场,电力市场价格与碳市场价格变化均有相同趋势。

有学者研究显示,碳排放权期货(EUA期货)与北欧电力交易所(Nord Pool)、法国能源交易所(Powernext)、德国的欧洲能源交易所(EEX)和英国的阿姆斯特丹交易所(APX)中的电力期货价格均有相同的变化趋势。这主要是因为电力企业的可再生能源转型不可一蹴而就,对于碳排放权有较强的需求,推动了碳价的上升。同时电力企业也会将因为购买碳配额上升的成本转嫁给消费者,推动了电价的上升。

最后,众多电力企业积极参与这两个市场。欧盟排放交易体系纳入了11000多家电力企业和其他工厂,并对它们的温室气体排放进行管控。

2006年,欧洲电力企业被分配了35%的碳排放配额,但这些配额低于它们的碳排放量,需要参与碳市场交易;尤其是2013年取消了免费配额后,电力企业更需要在碳市场进行碳资产交易。因此,电力企业始终是碳市场的积极参与者。洲际交易所(ICE)数据也表明,电力企业对于碳市场的高度关注拉动了碳期货合约交易量增长。电力企业不仅在国家内部进行碳配额的交易,还积极参与国际碳市场。例如在EU-ETS第一阶段,有些电力企业手中有一半以上的碳配额是从其他国家购买的。同时北欧电力交易所(Nord Pool)资料显示,北欧及波罗的海国家有370多家电力生产企业、约500家电力分销商、380多家电力供应商参与电力交易。2020年仅在Nord Pool的交易电量(包括日间交易和日前交易)就达到了995亿千瓦时。

在此基础上,碳市场和电力市场的耦合得以实现,弥补两个市场各自的劣势。欧洲的电力市场虽然优化了电力资源配置,但让成本更低、排放更高的火电一度成为电力企业的首要选择。而当碳市场使碳配额成为稀缺资源,将弥补电力市场的这一缺点,帮助欧洲更快更好地实现减排目标。

与此同时,欧洲碳市场虽然让排放二氧化碳成为一种商品,但碳价的波动会给企业的经营和投资带来风险。不过,大宗商品与碳资产的投资组合或许对减少碳风险、增加收益十分有利。

“耦合”将加速低碳转型

从能源的利用角度来说,碳市场与电力市场的耦合可以在不增加弃风、弃光率的条件下,加快可再生能源利用速度。电力行业可再生能源转型的突破,也将是对其他产业的良好示范。

2010~2015年,欧洲大部分国家的可再生能源发电量的增长速度明显快于2000~2005年。根据欧洲电力部门相关报告,欧盟排放交易体系的第三阶段碳配额价格上涨,对燃煤电厂的经济性产生了很大的影响。2019年以硬煤和褐煤为燃料的发电量迅速下降,当年硬煤发电量下降了32%,褐煤发电量下降了16%。而煤炭发电缺失的发电量有近一半由可再生能源发电进行替代。在此情况下,2019年电力行业的二氧化碳排放量比2018年减少了12%,减少量达到1.2亿吨。

在欧洲可再生能源利用规模扩大的同时,其内部因为不同国家资源禀赋不同、可再生能源分布不同而产生的可再生能源消纳问题,可由欧洲跨国电网的互通得到进一步改善。例如,法国核电充足,有近60座核电站,2019年核电占其全部发电量的66.5%。在满足法国国内电力需求之后,法国通过跨国电网将额外的核电出售给周边国家来解决可再生能源消纳问题。此外,欧洲的主要电力负荷区在中欧和西欧的经济发达地区,但可再生能源的发电电源大多数在光照充足、风资源丰富的北欧国家,跨国电网的互通帮助电力企业降低弃风、弃光率,节约成本。

从企业发展的角度来说,碳市场与电力市场的耦合可以帮助电力企业更好地在减排目标下实现转型。

一是电力企业可以进行风险对冲。电力企业通常采用两个手段来保值及盈利,其一是通过发电燃料、发电量以及碳配额的跨市场交易进行套期保值。企业选择在电力市场卖出一定比例的发电量远期,再买入满足未来发电用的燃料远期和碳配额远期来锁定碳价。其二是通过市场的价差进行套利操作。一种是利用一级市场(拍卖)和二级市场之间的价差进行套利,另一种是通过碳配额与核证减排等不同碳资产之间的现货或期货价差进行套利。除此之外,许多电力企业会成立专门的碳资产管理部门来负责在碳市场中的投资和交易,以便巩固企业市场地位和增强企业实力。

二是电力企业不必担心转型的资金。可再生能源发电技术的发展需要政策支持和持续的资金投入。在早期,政府为提高可再生能源的使用,投入了大量资金,却造成了极大的财政压力。碳市场的拍卖机制不仅能缓解政府的财政压力,还为电力企业提供稳定的可再生能源项目投资。随着免费配额的不断减少和经济的发展,EU-ETS的拍卖收入逐年增加,2019年年收入超过140亿欧元。2013年至2019年期间,EU-ETS有一半以上的拍卖收入用于能源和气候相关项目,其中用于可再生能源项目的投资,在一定程度上为电力企业的转型提供了安全保障。

欧洲碳市场与电力市场的耦合经验值得我国参考。碳市场与电力市场的耦合将提高企业减排的积极性,加快电力行业的清洁低碳发展,在减少碳排放的同时,不会对能源供应的安全性、可靠性造成严重冲击。

鉴于我国的电力市场化程度、电力市场和碳市场的活性均有待提高,建议加强电力市场与碳市场的协同,达到与欧洲碳市场与电力市场耦合相似的效果。具体如下:一是应加快扩大碳市场规模,在碳市场中纳入更多其他行业的碳排放主体,以增加碳市场的流动性。二是可以适度地放松电价管制,因为在我国用电价格显著低于供电成本的情况下,电价的上升可以刺激提高能源效率,这将有利于更好地实现碳减排和可持续发展。三是可以合并两个市场中功能相似的监管机构,以降低碳市场运行的成本,同时增加碳金融衍生品的交易,帮助企业更好地实现“双碳”目标。

(作者均供职于中国石油大学(北京)经济与管理学院)

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关键字:电力市场

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