2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在聯(lián)合國大會(huì)上的講話明確指出：“《巴黎協(xié)定》是保護(hù)地球家園需要采取的最低限度行動(dòng)，各國必須邁出決定性步伐。中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，力爭二氧化碳排放于2030年前達(dá)到峰值，努力爭取于2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。”
根據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國碳排放已經(jīng)達(dá)到約100億噸/年，當(dāng)前碳排放量位列全球第一，占全球總排放量的1/4以上。碳中和意味著碳排放和碳匯相等，根據(jù)估計(jì)，要實(shí)現(xiàn)碳中和，要求最終碳排放量低至15億噸左右。因此未來碳排放量需要比目前大量減少才能實(shí)現(xiàn)碳中和，這將是未來我國在國際社會(huì)責(zé)任領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)之一。同時(shí)，經(jīng)濟(jì)增長與社會(huì)發(fā)展需要能源支撐，能源消費(fèi)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)帶來的副作用之一就是將導(dǎo)致碳排放增加，目前我國一次能源中化石能源占85%。在碳中和目標(biāo)約束下，碳減排就是要不斷優(yōu)化能耗結(jié)構(gòu)，以低排放能源替代高排放能源。那么，在電力行業(yè)中，基于技術(shù)進(jìn)步，光伏、風(fēng)電、水電等新能源替代煤電，提高新能源的滲透率，將是實(shí)現(xiàn)我國碳中和目標(biāo)的關(guān)鍵路徑。
挑戰(zhàn)：全國碳市場及碳中和
對發(fā)電行業(yè)提出了更高要求
當(dāng)前全世界主要國家和地區(qū)的碳減排政策處于深化過程中。2020年9月，歐盟再次加大節(jié)能減排政策力度，將2030年溫室氣體減排目標(biāo)由原有的40%提升至55%，實(shí)現(xiàn)措施包括提升可再生能源發(fā)電份額等。而在美國，拜登在其《清潔能源革命和環(huán)境正義計(jì)劃》中，擬確保美國在2035年前實(shí)現(xiàn)無碳發(fā)電，在2050年前達(dá)到碳“凈零排放”，實(shí)現(xiàn)“100%清潔能源消費(fèi)”。由此，國外的強(qiáng)化能源減排政策將對我國造成更大的碳減排壓力，尤其是對碳排放大戶——傳統(tǒng)煤電行業(yè)產(chǎn)生巨大影響。
為了早日實(shí)現(xiàn)碳減排與碳排放達(dá)峰目標(biāo)，中國政府于2011年批準(zhǔn)北京、天津、上海、湖北、重慶、廣東和深圳七省市實(shí)施碳交易試點(diǎn)工作，并于2017年正式啟動(dòng)全國碳排放權(quán)交易市場?！秶覒?yīng)對氣候變化規(guī)劃(2014-2020年)》中也明確提出，要借鑒國際碳排放交易市場建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我國國情，逐步建立覆蓋全國的碳排放交易市場。目前全球范圍內(nèi)共有21個(gè)區(qū)域碳市場已經(jīng)運(yùn)行，涵蓋了51個(gè)國家、州和省。這些碳市場覆蓋了全球碳排放總量的15%，世界經(jīng)濟(jì)總量的50%。當(dāng)前中國碳排放已經(jīng)占到全球的29%，電力生產(chǎn)碳排放已經(jīng)占到中國碳排放總量40%。因此，中國碳排放交易市場中首先納入其中的即為發(fā)電行業(yè)。
2016年4月，中國政府正式簽署了《巴黎氣候變化協(xié)定》，向全世界做出了自愿減排承諾，隨后我國于2017年12月啟動(dòng)了全國碳排放權(quán)交易市場(發(fā)電行業(yè))的建設(shè)。2020年11月，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布了關(guān)于公開征求《全國碳排放權(quán)交易管理辦法(試行)》(征求意見稿)和《全國碳排放權(quán)登記交易結(jié)算管理辦法(試行)》(征求意見稿)意見的通知，緊鑼密鼓地部署在發(fā)電行業(yè)全國范圍內(nèi)的碳排放交易運(yùn)行。并考慮未來將其他行業(yè)(如水泥、鋼鐵、石化、造紙、航空、化工、玻璃、冶煉等)納入全國統(tǒng)一碳市場中。
由于發(fā)展階段的差異以及我國巨大的碳排放基數(shù)，全國統(tǒng)一碳市場的建立及碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對我國發(fā)電行業(yè)提出了更高要求。尤其是碳中和目標(biāo)意味著節(jié)能減排路徑更加陡峭，實(shí)現(xiàn)難度增加。而同時(shí)，歐盟提出將在2050年實(shí)現(xiàn)碳中和，且歐美早在2010年前就已實(shí)現(xiàn)了碳達(dá)峰，而我國仍處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的碳排放量仍在上升。因此從碳排放達(dá)峰到實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間對比來看，相較于歐美發(fā)達(dá)國家從碳達(dá)峰到碳中和之間較長的50~70年，我國從碳排放達(dá)峰到碳中和之間的時(shí)間窗口僅為30多年。故可以明確地看到，全國統(tǒng)一碳市場及碳中和對發(fā)電行業(yè)提出了更高要求，2020年后的電力行業(yè)碳減排部署將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)。
機(jī)遇：全國碳市場及碳中和
進(jìn)一步推動(dòng)了能源的清潔技術(shù)進(jìn)步偏向
隨著全國范圍碳市場的推進(jìn)，碳排放權(quán)交易也在逐步完善。碳排放權(quán)交易價(jià)格實(shí)質(zhì)就是碳市場控排行業(yè)中企業(yè)排放的外部性定價(jià)，提高了企業(yè)的能源使用成本(尤其是非清潔能源的使用成本)，加之我國從碳排放達(dá)峰到碳中和之間的時(shí)間窗口較窄，使得企業(yè)所面臨的碳排放成本更加高昂。故全國碳市場的建立與碳中和推動(dòng)了企業(yè)的能源清潔技術(shù)進(jìn)步偏向，進(jìn)而使得地區(qū)乃至全國技術(shù)進(jìn)步都偏向清潔能源的使用。
早期的技術(shù)進(jìn)步理論均認(rèn)為技術(shù)進(jìn)步是中性的，即資本與勞動(dòng)等投入要素的生產(chǎn)效率是同比例增加的。但實(shí)際中技術(shù)進(jìn)步并非均為中性，它可能更偏向于提高某一種要素的生產(chǎn)效率，抑或是偏向減少某種要素使用。Hicks(1932)提出了偏向型技術(shù)進(jìn)步思想，即技術(shù)進(jìn)步是為了節(jié)約昂貴投入要素的使用，后來理論界出現(xiàn)的創(chuàng)新可能性邊界理論(Kennedy，1964)、技術(shù)搜尋理論等對Hicks的理論進(jìn)行了擴(kuò)展。當(dāng)前最有代表性的理論由Acemoglu(2002、2003a、2003b、2012)提出，他夯實(shí)了偏向型技術(shù)進(jìn)步的微觀基礎(chǔ)，明確了技術(shù)進(jìn)步要素偏向、要素增進(jìn)的定義。下面以企業(yè)為例來說明偏向型技術(shù)進(jìn)步引致節(jié)能減排的路徑。假設(shè)企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)使用兩種能源，即清潔能源與非清潔能源。在沒有碳排放權(quán)約束與強(qiáng)制減排約束的情況下，企業(yè)偏向使用非清潔能源，因?yàn)榇藭r(shí)企業(yè)不必為較高的碳排放量負(fù)擔(dān)任何直接成本。在存在碳排放權(quán)交易時(shí)，企業(yè)的碳排放成本將大幅度提高，即使企業(yè)使用非清潔能源進(jìn)行生產(chǎn)也會(huì)大幅度提高成本。此時(shí)過高的成本就會(huì)給企業(yè)以改進(jìn)與開發(fā)清潔技術(shù)的激勵(lì)，企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步偏向清潔能源的使用，減少非清潔能源的使用。
圖為傳統(tǒng)情景與碳中和情景下電力市場交易價(jià)格的對比。左圖代表在傳統(tǒng)情景下，煤電發(fā)電比例較大?？稍偕茉窗l(fā)電價(jià)格高于煤電，即使政府實(shí)施新能源補(bǔ)貼政策，可再生能源發(fā)電價(jià)格也可能較高并處在電力市場均衡交易價(jià)格之上。從價(jià)格角度，傳統(tǒng)化石能源仍然更具競爭力。右圖代表在碳中和情景下，可再生能源發(fā)電市場比例高于煤電發(fā)電市場比例，可再生能源占比變大，可再生能源發(fā)電價(jià)格略低于煤電發(fā)電價(jià)格。碳中和目標(biāo)會(huì)推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步偏向可再生能源，使得可再生能源的邊際產(chǎn)出增加成本降低，進(jìn)而使得可再生能源發(fā)電價(jià)格低于電力市場的均衡交易價(jià)格，從價(jià)格角度，可再生能源更具競爭力。
在碳排放存在約束的目標(biāo)下，電力市場將與碳市場高度關(guān)聯(lián)，傳統(tǒng)煤電企業(yè)的電力成本將逐步高企，而清潔能源將具有比較優(yōu)勢，由此也進(jìn)一步需要兩個(gè)市場協(xié)調(diào)發(fā)展。在碳價(jià)設(shè)計(jì)與電價(jià)設(shè)計(jì)之間進(jìn)行權(quán)衡，而這其中輸配電價(jià)的設(shè)計(jì)將起到關(guān)鍵樞紐作用。目前中國仍以燃煤發(fā)電作為主要發(fā)電方式，電力行業(yè)成為二氧化碳排放的主要行業(yè)。2017年以來，煤炭消費(fèi)量有反彈趨勢，“十四五”期間，必須嚴(yán)控化石能源?；?ldquo;中國要積極參與全球環(huán)境治理，落實(shí)減排承諾”，并“構(gòu)建市場導(dǎo)向的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系”的背景，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與更高的碳排放雙重約束下，能源使用量不能下降，而碳排放量不能增加太多，這必然要求清潔能源承擔(dān)更大的責(zé)任，而這其中的重中之重就是能源的清潔技術(shù)偏向，這必然導(dǎo)致將更多的研發(fā)投入投放至清潔能源，在電力市場中對于高比例清潔能源的更合理消納，以及碳市場中發(fā)電企業(yè)碳價(jià)格的進(jìn)一步提高。
機(jī)遇：能源的清潔技術(shù)技術(shù)進(jìn)步偏向
為電價(jià)改革提供了空間
因此可以看到，在碳中和政策下，能源的清潔技術(shù)進(jìn)步偏向?yàn)槲覈碾妰r(jià)改革以及激勵(lì)型輸配電價(jià)設(shè)計(jì)提供了更為廣闊的空間，主要包括以下兩個(gè)方面：
首先，碳中和政策及其引致的能源清潔技術(shù)進(jìn)步偏向推動(dòng)了清潔能源的價(jià)格下降，為電價(jià)與輸配電價(jià)改革提供了空間。具體而言，碳中和政策會(huì)從兩個(gè)方面推動(dòng)清潔能源的價(jià)格的下降。一方面，碳中和政策增加了傳統(tǒng)的化石能源的發(fā)電成本，在更緊密的碳排放目標(biāo)約束下，必然推高化石能源電力價(jià)格，使得清潔能源價(jià)格在即使不下降的情況下也很具有競爭優(yōu)勢。另一方面，碳中和政策會(huì)引致能源技術(shù)進(jìn)步更偏向于清潔能源技術(shù)，從而推動(dòng)清潔技術(shù)的更快發(fā)展，由此帶來清潔能源成本的進(jìn)一步下降，推動(dòng)清潔能源價(jià)格下降，從而增大清潔能源的價(jià)格競爭優(yōu)勢。2020年10月生態(tài)環(huán)境部、國家發(fā)改委、央行、銀保監(jiān)會(huì)、證監(jiān)會(huì)等五部門發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)應(yīng)對氣候變化投融資的指導(dǎo)意見》，也為能源行業(yè)的清潔技術(shù)進(jìn)步偏向提供了資金保障，并激勵(lì)清潔技術(shù)創(chuàng)新與發(fā)展。由此，為實(shí)現(xiàn)上述兩方面的政策效果，國家可以考慮將當(dāng)前對清潔能源(如風(fēng)能、太陽能)的不可持續(xù)補(bǔ)貼前移至前段清潔能源的研發(fā)投入，以實(shí)現(xiàn)激勵(lì)相容的輸配電價(jià)核算。
其次，全國統(tǒng)一碳市場與碳中和目標(biāo)為電力總量中的高比例可再生能源提供了政策支持。我們需要改變目前以化石能源燃燒為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)，提升光伏、風(fēng)能、生物質(zhì)能等清潔能源發(fā)電的占比，一些模型和情景研究表明，2050年左右中國非化石能源比重在一次能源消費(fèi)中的比重將達(dá)到80%左右。在技術(shù)進(jìn)步與清潔能源發(fā)電成本下降的基礎(chǔ)上，用戶的平均用電成本有望繼續(xù)下降，這可以為我國2018、2019年兩年實(shí)施的一般工商業(yè)電價(jià)下降10%，2020年下降5%政策的可持續(xù)性提供支持。在此基礎(chǔ)上，也為扭轉(zhuǎn)隨著中國居民用電比例逐步提高而引致的電力交叉補(bǔ)貼居高不下、難以為繼提供解決方案。并且只有當(dāng)發(fā)電側(cè)與用戶側(cè)之間的價(jià)格空間足夠大，設(shè)計(jì)各方接受、合理有效、激勵(lì)相容的輸配電價(jià)體系才會(huì)成為可能。
當(dāng)然，也需要說明，在電力行業(yè)高比例可再生能源系統(tǒng)構(gòu)建過程中，必須充分考慮我國電力建設(shè)實(shí)際情況與電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)特征。當(dāng)前我國的可再生能源消納還存在電網(wǎng)配套建設(shè)不足嚴(yán)重影響送出能力、可再生能源出力波動(dòng)性較大、各利益博弈方矛盾影響可再生能源消納等諸多需要逐步解決的問題和矛盾。但在全國統(tǒng)一碳市場與碳中和目標(biāo)的指引下，構(gòu)建高比例可再生能源系統(tǒng)是一個(gè)明確的方向。
本文刊載于《中國電力企業(yè)管理》2020年11期，作者劉自敏、張婭、申顥供職于西南大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院
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