政府碳排放管制政策对电力企业经济行为的影响

常 凯，常 浩，王维红

（1.广东科技学院 广东 东莞，523083;2.哈尔滨工业大学 深圳研究生院，广东 深圳，518055；3.天津工业大学，天津 300160）

0 引言

在碳交易机制下，碳排放价格是一种重要的市场信号，不同电力企业因碳排放价格和碳排放量所引发的环境成本差异很大，直接影响电力企业的经济利润。Benz和Truck(2006)指出碳排放交易与股票交易有重要的差异，一般地说股票价值取决于公司预期利润有紧密关系，而碳排放价格主要取决于碳交易市场中碳排放权供求总量所引发的预期碳排放量缺乏程度[1]。碳排放稀缺性容易受到政府气候管制政策变化、碳减排技术进步与扩散、燃料使用效率等因素诱发碳排放价格剧烈波动。政府执行碳减排管制政策严厉程度及设定碳排放上限高低直接影响碳排放买卖双方对碳排放供求总量的预期变化，诱发碳排放价格变化[2]。火电企业因使用煤炭、石油、天然气等不同化石燃料释放碳排放量差异很大，诱使电力企业发电成本变化。水电、风电、核电及太阳能发电企业因使用可再生资源发电释放碳排放量远低于政府设定的碳排放量上限，转让碳排放信用额度可以获得额外的经济收益。由于碳排放价格和碳排放量变化诱使不同电力企业发电成本变化，本文研究碳交易机制下政府实施碳排放管制政策对不同电力企业的经济行为影响。

1 碳排放管制对电力企业经济行为影响

为了简化模型分析变量，现假设电力市场和碳排放交易市场都是完全竞争市场，市场发育较成熟，各参与主体不存在套利行为和无交易成本的情况。现将电力企业分为两类：一类是以煤炭、石油、天然气等化石燃料发电的高碳电厂；另一类是以水电、风电、核电等可再生资源发电的低碳电厂。

1.1 高碳电力企业经济行为影响

现假设在电力市场中火电价格为pe，使用化石燃料发电的高碳企业有i个，其火电厂的发电量为qi(xa),xia（a=1,2,3分别代表煤炭、石油和天然气三种燃料）为燃料使用量，其相应的碳排放总量为ei(xa),其碳减排的边际成本为ci；燃料价格为pa,火电厂i燃料使用效率为ρia；碳交易市场信息是完全对称的，碳排放交易市场价格为pc；现政府对电力企业实施碳排放管制政策，政府设定的碳排放量上限为eˉ，若企业没有履行碳减排目标，政府实施严厉的惩罚，每吨碳排放量征收罚款为f。若高碳电厂实际碳排放总量ei(xa)超过政府设定碳排放量上限，且pc＜c＜f时，企业就会从碳交易市场中购买缺口的碳排放量，履行政府设定的碳减排目标。若不考虑电厂的固定费用支出，高碳电厂经济利润为

高碳电厂碳排放的边际成本

式（1）说明高碳电厂碳减排的边际成本，即某火电厂可以使用不同的燃料发电，以煤炭为燃料时转换为以天然气为燃料时碳减排转换价格[3]。火电厂使用煤炭发电发电成本较低，释放碳排放量比使用天然气发电释放碳排放量高，当pc＞c时,火电厂可以通过转换燃料发电减少实际碳排放量。式(2)说明在碳交易机制下政府实施碳排放管制后，短期内高碳电厂实际碳排放量超过政府设定的碳排放量上限，若碳排放价格低于碳减排的边际成本时，即pc＜c，将从碳交易市场中购买缺口的碳排放量，履行政府碳减排目标[4]。高碳电厂的平均成本为qi(xa)，与政府实施碳排放管制前相比，平均成本额外增加,直接造成高碳电厂平均成本曲线向上移动，火电厂实际发电量减少[5]。政府设定碳排放量上限越低，短期内高碳电厂从碳排放市场中购买的碳排放数量就越多，履行碳减排目标所发生环境成本就越多；碳排放价格越高，企业购买缺口的碳排放所付出的代价就越大，这些都直接导致电厂平均成本上升。电厂提高燃料使用效率，降低碳减排边际成本，即转换价格就越小，电力企业就会积极运用碳减排技术，减少实际碳排放量。当煤炭价格上升时，电力企业就会选择碳排放低的石油或天然气作为替代燃料，相反天然气价格上升，电力企业就会选择碳排放量高的煤炭或石油作为替代燃料，以减少碳排放总量，降低购买碳排放费用支出。长期内高碳电厂集中精力和资金从事碳减排技术的研发，扩大碳减排技术的普及和应用，努力降低实际的碳排放量，履行政府设定的碳减排目标。因此政府设定碳排放上限基准、碳排放交易价格、能源使用效率、碳减排边际成本、碳排放量等因素都会直接或间接影响高碳电厂的经济行为决策。

1.2 低碳电力企业经济行为影响

现假设低碳电力企业是以核能、水能、风能等可再生能源发电企业，有j个低碳电力企业，其产量为qj(y)千瓦（这里y=1、2、3分别代表核电、水电和风电企业；电力企业单位变动成本为vj(y)，经权威机构核准可转让的碳排放量为ej(y)，单位千瓦核证的碳排放率为则低碳电力企业的利润为

式（1）说明以可再生资源发电企业的单位成本越低，若电力市场的电价不变时，电厂的经济收益越高；碳交易价格越高，核证的碳排放量越大，电厂转让碳排放量的经济补偿收益就越大[6-7]。此时电力企业平均成本为与政府尚未碳排放管制前相比，电力企业平均成本呈下降趋势，此时转让碳排放量所获得的补偿收益激励电厂实际产量增加[4]。随着可再生资源技术应用逐渐走向成熟，技术应用存在学习效应，促使可再生资源的电厂单位变动成本逐步下降，即电厂的平均成本曲线不断向下移动，促使电力企业不断地扩大产能，从而电力市场中能源结构不断调整优化。若有两个不同装机容量可再生资源的电厂a、b,且发电装机容量Ca＜Cb，其单位千瓦的变动成本分别为va(y)、vb(y),其对应转让碳排放率分别为ρa(y)、ρb(y)，碳减排边际成本

2 政府实施碳排放管制策略

本文对化石燃料及可再生资源的电力企业进行经济行为分析发现，在碳排放交易机制下，政府可实施以下几种策略，运用市场机制自发激励不同类型的电力企业做出正确的经济决策和调整自己的经济行为，实现碳减排的行动目标和促进经济可持续发展。

2.1 构建成熟的碳交易市场

根据欧盟碳交易市场发展初期阶段，碳交易市场上存在套利行为，碳交易价格波动性很大[1]。碳排放交易机制下，碳排放交易价格是一个很强的价格信号，激励不同企业调整经济行为决策，以适应政府碳排放管制政策。若碳交易市场发育不成熟，碳交易价格信号剧烈波动，企业的电力产量和经济行为也受到很大影响，政府不能适当地利用市场机制解决碳排放总量控制。碳交易市场不完善，碳排放交易成本较高，碳减排的效率下降。与碳交易相关的法律、法规、碳排放计量标准及方法存在很多漏洞，碳排放不达标的企业也没有受到政府应有的严厉经济惩罚，让企业产生投机行为和道德风险，企业决策者会产生逆向选择，这不利于政府实施长期的碳排放控制。

2.2 碳排放价格稳定性

Julien Chevallier,FlorianIelpo,Ludovic Mercier（2009）对欧盟第一阶段（2005～2007）的碳交易市场中的碳排放现货价格进行研究分析发现，碳排放价格波动非常剧烈，在2007年6月至12月碳排放价格降低到零，碳交易参与主体对第二阶段（2008～2012）政府执行碳排放管制政策及分配上限的不确定性，直接影响碳交易市场上碳排放量的稀缺程度，因此碳信用资产价值就会丧失了[9]。碳排放价格是一种重要的市场信号，各交易主体通过碳排放价格高低自动调整企业的经济行为。较高的碳交易价格信号，高碳电力企业因增加碳排放额外费用集中精力和资金进行碳减排技术的革新与普及应用，努力降低企业碳排放总量；低碳电力企业因转让碳排放量获得更多的补偿收益，激励企业不断地扩大产能，增加电力产量。碳排放价格信号促使社会资金从高碳电厂流向低碳电厂，刺激电力企业积极进行低碳技术的研发和应用，优化能源结构，控制碳排放总量。

2.3 政府实施碳排放的管制政策

政府控制碳排放量的稀缺程度直接影响碳排放的交易价格稳定性，也直接影响从事可再生资源的电力企业转让碳排放获得的经济收益[1]。政府可以通过执行碳排放管制政策的稳定性、碳排放分配上限或基线、执行碳排放管制的部门分布或区域分布等一系列动因控制碳排放量的稀缺性，以影响不同电力企业的经济行为决策。

2.3.1 政府设定合理碳排放总量上限

碳交易市场中碳排放供给者和需求者数量及碳排放量的缺乏程度取决于政府设定的碳排放总量上限水平。若政府设定的碳排放总量上限较高，则碳交易市场中碳排放需求总量在逐步下降，购买碳排放需求者数量就减少；若碳交易市场中碳排放供给总量不变，直接造成碳交易价格下降，碳排放交易数量也在减少。政府设定的碳排放量上限要保持稳定，减少各参与主体对碳排放供求量预期变化，以确保碳排放价格的稳定性。清洁发展机制和联合履行机制增加碳交易市场的碳排放供给总量，直接引起碳排放价格急剧下降，可再生资源的电力企业转让碳排放量获得的实际经济收益减少，促使电厂做出减少产量的经济决策，应用碳减排技术的积极性也在不断地减弱[2]。因此政府通过设定合理的碳排放量上限，控制碳排放价格趋于稳定，激励电力企业积极从事低碳技术的研发和应用的动力，迫使高碳电力企业努力实施碳减排技术，降低碳排放总量，从而实现政府控制碳排放总量目标。

2.3.2 政府对碳减排管制严厉程度

2009年12 月哥本哈根的《后京都议定书》最终签署尚存在很多未知数，各国政府实施碳减排的管制政策存在很多不稳定性，直接造成碳排放的供求总量不稳定性。若政府对碳排放的环境立法和管制政策发生变化，政府执行者执行立法和政策的力度不够严厉，这样有些不达标的企业钻了法律漏洞而没有受到应有的经济惩罚；或者政府对违约企业的惩罚力度过轻，起不到震慑作用，那么政府控制碳排放总量政策的实施效果就大了折扣[10]。政府建立有效的监督、监测、核查及确认等实时信息网络，一旦发现违约企业就必须实施严厉的经济制裁，增加企业违约成本和信用风险成本，避免部分企业钻取政府管制政策的漏洞。

2.3.3 碳排放分配范围

为了实现碳减排目标，政府最初分配碳排放量给各行业企业的实施范围将直接影响碳排放交易的市场规模和短缺程度[10]。一般来说，能源、冶金、水泥、建筑、交通等各行业都是碳排放量较集中的行业或部门。政府将哪些行业纳入到碳减排强制义务的实质性行动中，将决定参与碳交易的实体数量以及市场规模大小，也直接影响碳排放价格的稳定性。政府实施碳排放分配除了总量控制与交易之外，还有一种基线与信用额度交易，其分配方法是以企业历史产品还是以实时更新的实际产量为依据对不同部门企业进行碳排放分配，这也会直接影响碳排放稀缺程度。

2.3.4 政府实施碳减排的政策扶持

政府实施碳排放的管制政策直接增加高碳企业的经济成本，影响这些企业的价格竞争优势。对于纳入碳减排实质性行动的企业，政府依据碳减排量按比例给与一定的财政补偿；企业进行碳减排技术的研发和应用革新，政府给与一定的资金支持或财政补贴[11]。政府可以使用经济手段如碳排放权密封拍卖或征收碳税，将拍卖或征收碳税获得的财政收入用于碳减排技术研发的财政补贴或实施义务减排的企业给与经济补偿。

3 结论

在碳交易机制下，碳排放权被赋予特定的产权，以信用资产或商品形式进行转让、拍卖、质押等方式参与碳市场交易。本文通过构建电力企业的经济决策模型说明政府实施碳排放管制策略会影响碳交易市场中碳排放量的稀缺程度，碳排放价格的波动性又受碳排放量稀缺程度的影响。政府通过碳排放管制政策的稳定性、碳排放分配上限或基线、实施碳排放管制的部门或区域分布等一系列管制政策控制碳排放量的稀缺性，控制碳排放价格稳定，实现政府控制碳排放总量目标。碳排放价格是碳市场交易中一种重要的市场信号，碳排放价格高低直接影响电力市场中不同电力企业的经济行为决策。较强的碳排放价格信号，高碳电力企业因增加额外碳排放费用，集中精力和资金进行碳减排技术的革新与普及应用，努力降低企业碳排放总量；可再生资源的电力企业因转让碳排放量获得更多的补偿收益，激励企业不断地扩大产能，增加电力产量。在碳交易机制下，政府实施碳排放管制政策推动社会资金从高碳电力企业合理流向可再生能源企业，优化能源结构，控制碳排放总量。

[1] Eva Benz，Stefan Truck.CO2Emission Allowances Trading in Europe-Specifying a Newclass of Assets[J].Problems and Perspectives in Management,2006，4(3).

[2] A.Beltratti,P.Colla,A.Cretì.Does Expected Supply Affect the Price of Emission Permits-Evidence from Phase I in the European System[J].IEFE-The Center for Research on Energyand Environmental Economics and Policy,2009,(9).

[3] Johan Obermayer.An Analysis of the Fundamental Price Drivers of EU ETS Carbon Credits[J].The Thesis of the Royal Institute of Technology,2009,(6).

[4] N Ross Lambie.The Role of Real Options Analysis in the Design of a Greenhouse Gas Emission Trading Scheme[J].The 53rd Annual Conference of the Australian Agriculturaland Resource Economics Society,2009,(2).

[5] Neil J.Buckley,Stuart, Mestelman, R.Andrew Muller.Baseline-and-credit Emission Permit Trading:Experimental Evidence Under Variable Output Capacity,the 2004 Canadian Experimental and Behavioural Economics Workshop and Meetings of the Southern conomics Association[Z].2004.

[6] John Mathews.How Carbon Credits Could Drive the Emergence of Renewable Energies[J].Energy Policy,2008,(10).

[7] George Daskalakis,Dimitris Psychoyios,Raphael N.Markellos.Modeling CO2Emission Allowa-nce Prices and Derivatives:Evidence from the European Trading Scheme[J].Journal of Banking&Finance,2009,(7).

[8] Monica Bonacina,Francesco Gulli.Electricity Pricing under Carbon Emission Trading:a Domi-nant Firm with Competitive Fringe Model[J].Energy Policy,2007,(35).

[9] Julien Chevallier,FlorianIelpo,Ludovic Mercier.Risk Aversion and Institutional Information Di-sclosure on the European Carbon Market:A Case-study of the 2006 Compliance Event[J].Energy Policy,2009,(37).

[10] Michael Crubb,Karsten Neuhoff.Allocation and Competitiveness in the EU Emissions Trading Scheme:Policy Overwiew[J].Climate Policy,2006,(6).

[11] Ian W.H.Parry,Roberton C.Williams.A Second-best Evaluation of Eight Policy instruments to Reduce Carbon Emissions[J].Resource and Energy Economics,1999,(21).