2021年4月,國(guó)際能源署網(wǎng)站發(fā)布《中國(guó)碳市場(chǎng)在電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型中的作用》(The Role of China’s ETS in Power Sector Decarbonisation)報(bào)告。
主要結(jié)論(節(jié)選二)
1、隨著配額基準(zhǔn)值逐漸收緊,中國(guó)碳市場(chǎng)可經(jīng)濟(jì)有效地促使電力行業(yè)二氧化碳排放在2030年前達(dá)峰
在碳市場(chǎng)配額分配的排放基準(zhǔn)值逐漸收緊下調(diào)的情況下,全國(guó)碳市場(chǎng)在扭轉(zhuǎn)發(fā)電碳排放上升趨勢(shì)方面可發(fā)揮重要作用,支持發(fā)電碳排放在2030年前達(dá)峰,有助于落實(shí)中國(guó)二氧化碳排放2030年前達(dá)峰的目標(biāo)和2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的愿景。
在碳市場(chǎng)情景中,碳排放基準(zhǔn)值不斷收緊,碳市場(chǎng)的配額價(jià)格逐漸從2020年的約100元/噸二氧化碳(15美元/噸二氧化碳)增長(zhǎng)至2035年的約360元/噸(52美元/噸二氧化碳)。在碳市場(chǎng)情景中,2035年發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放量較無(wú)碳價(jià)情景低12%,即減少約5.7億噸二氧化碳,相當(dāng)于2018年加拿大燃料燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放總量。
碳市場(chǎng)主要通過(guò)提高燃煤發(fā)電效率和推動(dòng)碳捕集利用與封存(CCUS)技術(shù)實(shí)現(xiàn)減排。2020-2030年間煤電能效提升為減排的主要驅(qū)動(dòng)因素;2030年后,碳市場(chǎng)對(duì)CCUS技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)作用不斷加強(qiáng)。然而,如果不同技術(shù)使用不同排放基準(zhǔn)值且配額分配免費(fèi),碳市場(chǎng)對(duì)于促進(jìn)其他燃料替代燃煤發(fā)電的作用將較為有限。
2、碳市場(chǎng)的配額分配設(shè)計(jì)鼓勵(lì)煤電能效提升
通過(guò)與電力體制改革相結(jié)合,采取配額免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)可以在2035年平均供電成本5保持在2020年水平的情況下實(shí)現(xiàn)上述減排。碳市場(chǎng)可比強(qiáng)制性的煤電能耗標(biāo)準(zhǔn)更經(jīng)濟(jì)有效,能夠降低電力系統(tǒng)減排成本。
中國(guó)的燃煤發(fā)電裝機(jī)容量在2000年到2018年間增長(zhǎng)了四倍多,于2018年達(dá)到10億千瓦。中國(guó)煤電不僅裝機(jī)容量全球最大,而且也是全球現(xiàn)役煤電機(jī)組中最年輕、效率最高的之一(IEA, 2020a)。然而,亞臨界機(jī)組等較低效機(jī)組仍占中國(guó)現(xiàn)役煤電裝機(jī)容量的近一半。加強(qiáng)對(duì)燃煤發(fā)電機(jī)組的管理,對(duì)實(shí)現(xiàn)中國(guó)的減排目標(biāo)和清潔能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。
通過(guò)采用基于產(chǎn)出和基準(zhǔn)值的配額分配設(shè)計(jì),碳市場(chǎng)將促進(jìn)燃煤發(fā)電的效率提升。在此設(shè)計(jì)下,排放強(qiáng)度低于基準(zhǔn)值的機(jī)組將獲得可出售的盈余配額,而排放強(qiáng)度高于基準(zhǔn)值的機(jī)組將需要購(gòu)買(mǎi)配額。在基準(zhǔn)線法和經(jīng)濟(jì)調(diào)度的激勵(lì)下,高效機(jī)組將顯著增加運(yùn)行時(shí)間。在碳市場(chǎng)情景中,超超臨界機(jī)組發(fā)電量在2025年占燃煤發(fā)電量的66%、在2035年占未加裝CCUS的燃煤機(jī)組發(fā)電量的94%;同時(shí),低效老舊機(jī)組將成為運(yùn)行時(shí)間較短的備用機(jī)組或直接退役。
除改變煤電機(jī)組的運(yùn)行情況外,碳市場(chǎng)也將加快高效機(jī)組對(duì)低效機(jī)組的替代。在碳市場(chǎng)情景中,約1.5億千瓦的亞臨界、高壓和循環(huán)流化床機(jī)組將在2020-2030年間退役,退役容量較無(wú)碳價(jià)情景高出43%。與無(wú)碳價(jià)情景相比,碳市場(chǎng)對(duì)高能效的激勵(lì)將進(jìn)一步提高高效燃煤機(jī)組的利用小時(shí)數(shù),同時(shí)也可能在2030年前鼓勵(lì)新建更多高效燃煤機(jī)組。
在碳市場(chǎng)情景中,2035年未加裝CCUS的燃煤發(fā)電機(jī)組平均供電煤耗降低到275克標(biāo)煤/千瓦時(shí),比“十三五”能源發(fā)展和電力發(fā)展規(guī)劃中要求的2020年現(xiàn)役煤電機(jī)組供電煤耗310克標(biāo)煤/千瓦時(shí)的指標(biāo)低11%。未加裝CCUS的燃煤發(fā)電的碳排放強(qiáng)度相應(yīng)降低到764 克二氧化碳/千瓦時(shí),比無(wú)碳價(jià)情景下低5%。
3、碳市場(chǎng)設(shè)計(jì)可能推動(dòng)碳捕集利用與封存技術(shù)在2030年前應(yīng)用于電力行業(yè)
在當(dāng)前配額分配方法下,通過(guò)允許加裝CCUS的機(jī)組通過(guò)出售富余配額而盈利,碳市場(chǎng)可能推動(dòng)CCUS技術(shù)在2030年前應(yīng)用于電力行業(yè)。如果加裝CCUS機(jī)組適用大型常規(guī)燃煤發(fā)電機(jī)組的碳排放基準(zhǔn)值,至2030年,碳市場(chǎng)將可為煤電加裝CCUS技術(shù)提供顯著的經(jīng)濟(jì)激勵(lì),并使加裝CCUS的燃煤機(jī)組在部分地區(qū)具有成本競(jìng)爭(zhēng)力。
在碳市場(chǎng)情景下,加裝CCUS的燃煤機(jī)組的發(fā)電量到2030年可占燃煤發(fā)電總量的3%,到2035年其占比將增加到8%。CCUS技術(shù)的應(yīng)用可在2035年替代超過(guò)4700億千瓦時(shí)未加裝該技術(shù)的燃煤發(fā)電量,從而避免近3億噸的二氧化碳排放,并將燃煤發(fā)電機(jī)組的平均碳排放強(qiáng)度降低到近710克二氧化碳/千瓦時(shí)。
碳市場(chǎng)的具體設(shè)計(jì)(如配額分配方法和豁免規(guī)則等)與其他政策支持相結(jié)合,將可以推動(dòng)碳排放強(qiáng)度較低的技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
4、在采用多條基準(zhǔn)線免費(fèi)分配配額的情況下,碳市場(chǎng)在激勵(lì)天然氣和非化石能源替代燃煤發(fā)電方面作用有限
盡管碳市場(chǎng)可促進(jìn)中國(guó)煤電行業(yè)向更高效和加裝CCUS技術(shù)的方向轉(zhuǎn)型,但在當(dāng)前基于產(chǎn)出、分技術(shù)設(shè)置多條基準(zhǔn)線且免費(fèi)分配配額的設(shè)計(jì)下,它在激勵(lì)非化石能源發(fā)電或燃?xì)獍l(fā)電方面的作用將較為有限。
在基于產(chǎn)出的配額設(shè)計(jì)下,機(jī)組所獲配額量與供電量成比例,碳市場(chǎng)激勵(lì)各技術(shù)類別的機(jī)組將自身碳排放強(qiáng)度降低到適用的基準(zhǔn)值以下,從而避免配額不足、轉(zhuǎn)而獲得配額盈余。因此,在特定的配額價(jià)格下,發(fā)電機(jī)組所面對(duì)的實(shí)際碳成本還將取決于機(jī)組排放水平和其適用基準(zhǔn)值間的差距。盡管多條基準(zhǔn)線的設(shè)計(jì)有助于緩解部分技術(shù)面臨過(guò)大配額短缺問(wèn)題,但多基準(zhǔn)線比單一基準(zhǔn)線的設(shè)計(jì)更進(jìn)一步造成碳排放交易對(duì)各技術(shù)的影響不同(Goulder et al. , 2020)。
目前的基準(zhǔn)線設(shè)計(jì)對(duì)燃煤和燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組采用不同的基準(zhǔn)值,并且不直接覆蓋非化石能源。碳市場(chǎng)覆蓋的企業(yè)若使用排放強(qiáng)度較低的燃煤發(fā)電機(jī)組,將可實(shí)現(xiàn)排放配額盈余;但若采用燃?xì)獍l(fā)電、核能或可再生能源發(fā)電替代燃煤發(fā)電,則不一定有盈余配額。同時(shí),在基于產(chǎn)出、免費(fèi)分配的配額分配設(shè)計(jì)下,只有排放強(qiáng)度高于相應(yīng)基準(zhǔn)值、配額不足的機(jī)組才需要購(gòu)買(mǎi)配額,因此機(jī)組面臨的實(shí)際碳成本有限,難以激勵(lì)燃料替代。
在基于產(chǎn)出和多基準(zhǔn)線免費(fèi)分配配額的碳市場(chǎng)情景中,燃?xì)獍l(fā)電量和非化石能源發(fā)電量到2035年較無(wú)碳價(jià)情景僅有少量增長(zhǎng)。風(fēng)能和太陽(yáng)能在兩個(gè)情景中發(fā)電量相近,并未明顯受到碳市場(chǎng)的激勵(lì)。挖掘碳市場(chǎng)在促進(jìn)燃料替代方面的潛力將進(jìn)一步加強(qiáng)其在推動(dòng)電力行業(yè)減排和轉(zhuǎn)型中的作用。
5、在基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)中引入配額拍賣(mài)制度可推動(dòng)電力系統(tǒng)進(jìn)一步的低碳轉(zhuǎn)型
在基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)設(shè)計(jì)下,總排放水平并不被固定的排放總量限制,而是取決于供電量和使用的基準(zhǔn)值。在配額免費(fèi)分配情況下,由于只有出現(xiàn)配額短缺的企業(yè)需要購(gòu)買(mǎi)配額,碳市場(chǎng)施加的實(shí)際碳成本相對(duì)有限。如果引入配額拍賣(mài),大多數(shù)企業(yè)將需要購(gòu)買(mǎi)一定量的配額,拍賣(mài)制度將由此提高排放者面臨的碳成本,同時(shí)降低通過(guò)提高供電量獲得更多配額的吸引力,從而進(jìn)一步推動(dòng)減排。
在碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景中,從2025年起逐步引入部分配額拍賣(mài),拍賣(mài)比例逐漸提高,在2035年達(dá)到50%。相比于配額免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)情景,拍賣(mài)情景中發(fā)電產(chǎn)生的碳排放將在更低水平達(dá)峰,且2035年的發(fā)電年排放量將再降低10%(約5億噸二氧化碳),低于2020年的排放水平。
配額拍賣(mài)制度將增強(qiáng)可再生能源、核能和燃?xì)獍l(fā)電技術(shù)相對(duì)于煤電的競(jìng)爭(zhēng)力,加速淘汰低效煤電機(jī)組、減少新建煤電。逐步引入拍賣(mài)制度將使未加裝CCUS的燃煤發(fā)電在2035年的發(fā)電結(jié)構(gòu)中占比降低到40%以下,明顯低于碳市場(chǎng)情景中的近50%。同時(shí),碳市場(chǎng)拍賣(mài)情景下燃?xì)獍l(fā)電量翻倍,太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電量較免費(fèi)分配的碳市場(chǎng)情景分別提高10%和40%以上。更高比例的配額拍賣(mài)將很可能帶來(lái)更為迅速、徹底的電力行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型。
6、碳市場(chǎng)對(duì)各地區(qū)的影響存在一定差異
由于各地區(qū)之間發(fā)電結(jié)構(gòu)的差異,碳市場(chǎng)可能導(dǎo)致配額盈余和短缺的不均衡分布,造成區(qū)域間的差異性影響。
在碳市場(chǎng)情景中,2020年,發(fā)電結(jié)構(gòu)中超超臨界煤電占比較大的地區(qū)可從碳市場(chǎng)中獲利,而亞臨界和高壓機(jī)組占比高的地區(qū)將可能面臨額外成本。隨著配額基準(zhǔn)線的逐漸收緊和CCUS技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,區(qū)域間的差異性影響將出現(xiàn)顯著變化。發(fā)展加裝CCUS的煤電機(jī)組的地區(qū)將可能獲得大量配額盈余,而未發(fā)展CCUS的地區(qū)將出現(xiàn)配額短缺。由于配額價(jià)格的升高,各地區(qū)面臨的收益和成本差異將進(jìn)一步擴(kuò)大。考慮潛在的區(qū)域間公平問(wèn)題將對(duì)保障碳市場(chǎng)的公平性和政治接受度具有重要意義。
政策建議
全國(guó)碳市場(chǎng)即將啟動(dòng)上線交易,這是中國(guó)氣候政策和市場(chǎng)機(jī)制應(yīng)用的重要一步。為強(qiáng)化碳市場(chǎng)在激勵(lì)電力行業(yè)經(jīng)濟(jì)有效和結(jié)構(gòu)性減排方面的作用,使碳市場(chǎng)的近期和中期效果進(jìn)一步服務(wù)于中國(guó)2030年前碳達(dá)峰和2060年前碳中和的目標(biāo),本報(bào)告提出以下政策建議:
持續(xù)收緊配額基準(zhǔn)值、逐步融合基準(zhǔn)線,保證基于產(chǎn)出的碳市場(chǎng)的有效性;
加速電力體制改革以加強(qiáng)碳市場(chǎng)的作用;
適時(shí)逐步引入配額拍賣(mài)制度,為燃料替代提供更強(qiáng)的碳價(jià)信號(hào),同時(shí)創(chuàng)造拍賣(mài)收入;
逐步將碳市場(chǎng)轉(zhuǎn)向總量控制的設(shè)計(jì),設(shè)置固定的排放量上限,以保證碳排放總量的確定性,支持碳達(dá)峰和碳中和目標(biāo);
加強(qiáng)碳市場(chǎng)在電力行業(yè)實(shí)施過(guò)程中和擴(kuò)展到其他行業(yè)后的政策協(xié)調(diào),包括碳市場(chǎng)與可再生能源發(fā)展、能效提升、支持CCUS發(fā)展等政策的協(xié)調(diào)。 (來(lái)源:國(guó)際能源署網(wǎng)站 節(jié)選二)
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