可再生能源绿色证书政策的理论研究

黄珺仪

（东北财经大学 研究生院，辽宁 大连 116023）

可再生能源绿色证书是由政府权威机构颁发的，表示一定量的或相当于一定量的可再生能源电力已被生产出来的凭证。电力企业每生产一定数量的可再生能源电力，就会得到一份绿色电力证书。绿色证书可以像商品一样在市场上买卖和流通，其发放数量应与可再生能源电力的实际生产量大体相当。

可再生能源不仅是普通能源，而且对社会具有额外的贡献，比如保护环境和保证能源安全。可再生能源的额外贡献就是经济学上正外部性，它是一种市场失灵。解决正外部性的办法除了政府补贴等政策之外，政府创造市场并引发自愿交易是正在兴起的解决办法。可交易绿色证书政策是可交易许可证政策中的一种，体现了科斯定理中关于自愿的产权交易能够消除外部性的内容。绿色证书的自愿交易能够将可再生能源外部性内部化，并实现资源配置最优状态。值得注意的是，绿色证书本身的价格不包含可再生能源作为普通能源的价格，它代表市场对可再生能源的正外部性的补偿部分。

1 可再生能源电力交易实质上包含两类市场

承担配额义务的电力企业，既可以通过自己生产可再生能源电力，而创造绿色证书（当边际证书创造成本低于证书价格时），或者从别的可再生能源电力生产者那里，通过签订长期合同的方式来购买到额外的绿色电力证书（当边际证书创造成本高于证书价格时，Berry.T.et all.2001:Voogt，M.et al.2000）。

可再生能源认证体系的建立，使得与可再生能源设施发电的相关属性与实际的电能得以分开，证书的可交易性打破了可再生能源发电交易的地域性质，可以销售到任何有需求的地方，也不受电力法规的限制，任何单位均可以销售。因此可再生能源的电力企业能够从两个不同的渠道来盈利：一种是通过以常规电价上网出售可再生能源电力获利，一种是通过在绿色证书市场上出售绿色证书来获利。因此可再生能源电力交易市场事实上是两类市场同时运作。

1.1 常规能源电力市场

第一类市场由发电企业、电网企业、输电公司、配电公司和用户组成。可再生能源电力企业在普通能源电力市场上，以与普通能源发电同样的价格销售电力，可再生能源电力企业与普通能源电力企业一样，同电力公司签订购电协议，确定上网电价等有关事宜。

1.2 绿色证书交易市场

第二类市场的成员包括发电企业、绿色证书颁发机构、绿色证书批发或零售机构、供电公司和用户等。可再生能源电力企业在证书市场上销售绿色证书，发电企业向供电公司或用户销售电力合同。同时供电公司和用户间也可以进行绿色证书的交易，此时的证书交易类似股票或证券等交易。绿色证书市场模式实现的前提是将可再生能源电力商品的使用价值部分转移到绿色证书上，绿色证书能够负载可再生能源电力部分使用价值的前提是基于政府权威部门赋予证书的信用价值，这样可再生能源电力的交易就会转为绿色证书的交易。

当在绿色证书市场中，所有交易方式都是以签订合同为基础。签订的合同期从3年到10年不等，一般居民用户签订期较短，同商业用户签订的合同期较长，可达10年。合同期需要研究权衡，签订长的合同期可以降低风险。但是合同期太长，参加签约用户将会下降。设计一个合适的合同期非常重要。

2 可再生能源电力价格和绿色证书价格的决定

由于成本方面的原因，可再生能源电力价格一般要高于传统常规能源电力价格。在没有实行绿色证书政策的情况下，一般可再生能源是通过政府补贴等多种方式来弥补其成本高于常规电力成本的部分。在实行配额制以及可交易的绿色证书政策的情况下，可再生能源电力价格将包括常规能源电力价格和绿色证书价格两部分。而可再生能源电力的价格的决定直接受到绿色证书价格的决定和变动的影响。

2.1 可再生能源电力价格高于常规能源价格

图1 可再生能源电力价格高于常规能源价格

假设PF代表传统常规能源电力的价格，PR代表可再生能源电力的价格，对于传统电力，我们假设边际生产成本是连续的，因此其价格也是连续的，可再生能源电力的价格PR，由常规能源电力价格和绿色证书的价格两部分相加构成。如图1，如果对可再生能源电力没有支持性的价格管制政策，那就只能生产QF数量的可再生能源电力，这时的可再生能源和传统常规能源的电力价格一样都是PF，如果要求生产QR的可再生能源电力 （比如配额制要求），一般认为因为成本较高原因，在实行配额制的情况下，可再生能源的价格就要提高到PR，可再生能源电力的价格会比传统常规电力价格要高，两者之差为PCERT，代表绿色证书的价格。

如果规定每个传统电力生产商的可再生能源电力百分比必须达到 αP，0≤αP≤1，则随着可再生能源电力在整个电力生产中所占的份额提高，可再生能源电力的价格也将随之提高。选择更加合适的可再生能源电力的配额是现实中的主要任务。配额制是作为可交易的绿色证书政策的铺垫性内容。政府首先根据国家可再生能源发展目标和预期的传统电力产量，来确定合适的配额。

2.2 可再生能源电力价格的决定

在绿色证书可以交易的情况下，因为可再生能源电力市场暗含了绿色证书交易市场，所以可再生能源电力价格包括了绿色证书的价格，在信息完全的情况下，假设没有技术进步，交易成本为零，没有惩罚政策，如图2。

再假设整个可再生能源电力企业由两种企业A和B构成，两者分别是可再生能源行业中的劣势企业和优势企业，P1为可再生能源电力的交易价格，MCA和MCB分别代表两个企业进行可再生能源发电的边际成本曲线。但由于资源拥有程度、规模经济效应或者技术进步带来的影响，使每个电力企业可再生能源的机会成本不同，随之他们也就有不同的边际成本曲线。

如果只实行配额制而不实行绿色证书政策，根据配额制的强制性要求，企业A和B必须生产数量为Q1可再生能源电力，并且不得交易配额。为了达到Q1的目标，A企业可能由于种种原因，其边际成本MCA1较高，效率较低，处于相对劣势。而B企业效率较高，具有明显的相对优势，相对发电成本较低，其边际成本MCB1。

图2 可再生能源电力市场

在绿色证书可以交易的情况下，为了满足配额的要求，两个企业对生产的可再生能源电力进行交易。A企业实际支付的总价为QAQ1KM，这是对可再生能源电力的需求，也同时是对绿色证书的需求。B企业实际得到的总价为面积QBQ1KN，这是对可再生能源电力的供给，也同时是对绿色证书的供给。多于配额要求的可再生能源电力可以作为绿色证书的供给，不够配额要求的可再生能源电力可以作为对绿色证书的需求。

当绿色证书交易市场处于非均衡状态的时候：

QBQ1KN>QAQ1KM。供过于求时，绿色证书的价格会在供求关系的作用下下降，使得QAQ1KM变大，QBQ1KN变小，直至可再生能源电力价格达到均衡价格P1。

QBQ1KN

2.3 绿色证书本身价格的决定

下面根据绿色证书的供给和需求可以建立相应的模型来分析绿色证书本身价格的决定与波动。这里需要注意在有罚金的情况下，绿色证书本身的市场价格的上限是对不够配额要求的可再生能源发电企业的罚金F，如图3。

图3 绿色证书本身的交易

假设D代表需求价格弹性较小的绿色证书的需求曲线，而D’代表需求价格弹性较小的绿色证书的需求曲线。假设在完全竞争的市场结构中，绿色证书的供给线就是它的边际成本线。绿色证书的供给S和需求D相交于E点，均衡价格为PE，均衡产量为QE。

绿色证书大多数是由已建的可再生能源发电企业所生产，发电企业要考虑绿色证书的价格是否能够弥补其边际成本。只有在绿色证书的市场价格P高于其边际成本MC时，发电企业才愿意生产可再生能源电力。当市场绿色证书供给不足时（即S小于D），电力企业为达标将会争购绿色证书，绿色证书的价格将因此而上涨。在没有考虑罚金的情况下，最多只能涨到某个最高价格，否则供电企业宁可自己新建可再生能源电力工厂而不再购买证书。在考虑罚金的情况下，绿色证书的价格一般不高于单位罚金的额度F，否则供电企业宁可接受惩罚也不愿意购买证书。

绿色证书市场的价格波动的可能性较大，一方面是由于受供求关系影响；另一方面则是受可再生能源电力产出不稳定性影响。如风电，据估计丹麦年风电最大产量波动幅度为上下20%。绿色证书交易规则设计的不同，价格波动的幅度也会不一样。如果绿色证书的有效期为一年，当今年产量下降到Q1时，证书价格将上涨到PT；当产量上涨到Q2时，则价格下降到PB，波动幅度为PT-PB。如果证书永久有效，当证书价格较低时，买方就会多买一些储存起来（对于厂商而言，证书价格若太低，就留到明年再卖，所以其实证书的供给曲线也会更有弹性，在这个模型中没有分析），在这种市场上，需求曲线为D’就会更具有需求价格弹性，价格的波动幅度为PT-PB’。相比之下，永久有效的证书交易市场价格波动比有限有效期的证书交易市场价格波动要小。

3 可交易的绿色证书政策能够促进资源有效配置

如果没有绿色证书交易政策，而仅仅采用配额制来促进可再生能源市场的发展，企业的成本会大大扩大。在一种不灵活的机制体系中，比如说“命令-控制”型政策的实施，电力企业都被下达一致的配额任务又不允许交易的话，电力企业就会有不同的边际成本，而这必然引起无效率。例如传统的火力发电企业，或规模较小的发电企业，有的存在技术上的局限，有的受到规模经济的制约，如果强制此类企业完成可再生能源配额任务，可能会由于其规模过小，导致规模不经济造成资源的利用不充分。

如果在配额是可以交易的情况下，总的任务就能进行有效率的分配，绿色证书的交换能够以一种有效率的方式达到配额的要求，电力企业的边际生产成本就会趋于一致。通过可再生能源发电量和绿色证书的相互转化，既鼓励了可再生能源优势企业生产的积极性，又使可再生能源劣势企业寻到一条成本更低的途径来完成配额任务，避免了由于强制配额导致规模过小而引起资源利用不充分，优化了可再生能源电力生产资源的配置。而且这种灵活的政策还会激励可再生能源的生产者进入市场。下面具体分析绿色证书市场的运行对资源配置的影响。

3.1 可交易的绿色证书政策增加社会福利

图4 绿色证书政策影响资源配置

如果可以进行绿色证书交换的话，每个供给者都必须生产所要求的数量的可再生能源，并且为可再生能源的生产支付额外的成本，或者购买可再生能源电力。如图4，在相同的配额额度Q1的要求下，B企业达标的成本要更低，即MCA1>MCB1。在MCA曲线上，超过M点之后，发电的边际成本高于绿色证书的价格。因此A企业倾向于最高接受以面积为QAQ1LM的价钱，购买B企业超额完成的可再生能源发电量（QB－Q1），A 的产量就会减少到 QA，为了达到Q1的目标，以均衡价格P1来购买绿色证书，A企业实际支付的总价为QAQ1KM，从而通过交易，获得了面积为LKM的消费者剩余。

同理，在MCB曲线上，在N点之前，发电的边际成本低于绿色证书的价格，因此B企业就要增加他的产量到QB，然后在市场上以价格P1来出售其多余的绿色证书。B企业倾向于最低接受以QBQ1DN的价钱，出售其超额完成的可再生能源的发电量（QB－Q1），由于最终交易绿色证书时的价格为P1，所以B企业实际得到的总价为面积QBQ1KN，从而通过交易，获得了面积为DKN的生产者剩余，这就是绿色证书的出售者可以获得的租金。这主要来自于他们之中有一部分具有当地资源条件方面的优势或者在他们在配额之外有低成本的优势。

在实行可交易的绿色证书政策的情况下，既能达到生产数量为Qobj（Qobj=QA+QB）的可再生能源电力的目标，又能通过使得各生产者边际生产成本相等的途径，达到降低总生产成本的目标。与没有采用灵活的政策，而仅仅规定配额（将他们的可再生能源的产量束缚在Q1）相比，绿色证书交易政策会使得交易双方企业都获益，所以通过交易，社会福利的增加值为消费者剩余和生产者剩余两者的面积之和（LKM和DKN的和）。

3.2 绿色证书政策能够降低可再生能源总成本

在假设没有惩罚政策的情况下，可采用绿色证书政策。在没有引入绿色证书政策而仅仅实行单纯的配额制的情况下，可再生能源的发电的总成本为RLQ1O+RDQ1O。引入绿色证书政策之后，总成本变为RMQAO+RNQBO。

当绿色证书交易市场达到均衡状态的时候，可再生能源发电总量恰好达到规定的配额目标，此时QA+QB=2Q1。绿色证书的供给等于需求。即QBQ1KN=QAQ1KM。因为Qobj=2Q1，Qobj=QA+QB，可以推导出 Q1－QA=QB－Q1，，在均衡状态即Q1点平分QAQB。

所以，成本差为（RLQ1O+RDQ1O）－（RMQAO+RNQBO）=MLQ1QA－NDQ1QB=LKM+DKN。

由此可见，绿色证书会在市场机制的调节下达到使可再生能源发电总成本下降的效果。而绿色证书市场均衡时所减少的发电总成本，正好等于社会福利的增加值，为消费者剩余和生产者剩余两者的面积之和（LKM和DKN的和）。

4 可交易的绿色证书政策的实行受到多种因素的制约

绿色证书政策在实行过程和执行效果受到信息完全与否、配额额度调整、罚金额度设置等多方面因素的影响制约。

4.1 信息完全与否影响绿色证书政策的实行

在分析各项管制政策的时候，是假设可再生能源发电项目的成本方面的信息完全以及零交易成本的，各政策能够产生相似的结果。不管像是固定价格政策那样直接管制价格还是像是绿色证书政策和竞价上网政策通过数量间接管制价格，都能达到相同的可再生能源电力生产的目标。在信息完全的情况下，不采用灵活的政策（比如可交易的绿色证书政策），而只是给不同的电力生产者分配不同的可再生能源电力的任务，即仅仅实行配额制，也能达到有效率的分配。在信息完全的情况下，在配额的数量Qobj达到的同时，绿色证书市场上的均衡价格P1和固定价格政策和实行竞价上网政策时的边际价格是相等的。

但如果信息不完全并且对成本曲线的形状不能确定的情况下（Cropper and Qates 1992），上述政策的效果就不相同了。如果认为可再生能源的成本曲线更加平缓的话，决定好的固定价格的微小变动将会引起产量大幅度的变动。如果将固定价格设置高了，就会使得可再生能源的产量大幅提高，进而使得对可再生能源的补贴过大。而绿色证书政策和竞价上网政策就不同了，即使对于产量的配额要求较高，对价格的影响也会较小，进而对可再生能源的补贴数额的影响也会均较小。但是值得注意的是这里假设可再生能源的成本曲线较为平缓，如果较为陡峭的话，结果就会截然不同了。如果生产成本曲线的形状难以估计的话，在各种可再生能源政策下，政府要求必须生产的可再生能源电力的总成本就难以估计。在可交易的绿色证书政策下，如果证书的价格能够表现出供给者比政府预计的的边际成本要高的多的话，那么政府就可以自由的调整配额的额度。但是在现实生活中，因为政府部门和电力生产者本身都可能缺乏完全信息，所以很难有效的对可再生能源电力目标任务进行分配，使得边际成本相等。

4.2 配额额度的调整影响绿色证书政策

在不同时期要求整个国家生产的可再生能源的电力水平是不一样的，政府决定要生产的可再生能源电力的配额总量，然后在不同的电力供给者之间进行分配配额，主要是根据电力供给量的百分比来分配和调整的。

图5 可再生能源配额额度调整模型

同样假设没有惩罚政策。如果政府在现有配额完成的情况下，提高配额指标，是可再生能源进一步发展的标志。图5显示配额指标提高后，绿色证书交易市场的动态变动过程。

起初市场均衡价格为P1。绿色证书供求达到平衡，MQAQ1K=KQ1QBN。在政府提高配额总量之后，如图5，单个企业的目标配额相应地由Q1增加至Q’。由于此时绿色证书需求量大于供给量，MQAQ’E>EQ’QBN，绿色证书市场价格就有上涨的动力，由P1上涨至P’。绿色证书交易市场再次达到均衡。

而在这一过程中，当电力企业购买绿色证书不经济时，就趋于提高技术，降低成本，以此来继续完成配额指标。因此绿色证书交易政策激励了单个厂商降低可再生能源发电成本，促进发展可再生能源发电技术。当然均衡价格需要政府合理确定，如果定值过低，将仍然不能达到激励劣势企业降低成本，发展技术的目的，会使得绿色证书交易失去对可再生能源产业的激励作用。若其值过高，劣势企业的生存压力过大，也不利于电力企业的健康发展。

4.3 罚金额度的设定影响绿色证书政策

除了补贴可再生能源电力之外，政府也给每个发电企业强加一定的配额。生产者每生产一单位的可再生能源电力，就会获得一份证明其满足一定标准的绿色证书。如果发电企业没有完成配额，不能自己生产或者购买到所要求额度的可再生能源电力，就会被罚款，罚款的数额与没有完成的配额的数量成正比。

如果考虑对没有完成配额指标的企业予以惩罚，惩罚的力度至少要大于其购买绿色证书时的成本，应该在那条绿色证书价格线的上方，见图3中F线。证书的价格应该等于（或者略微低于）每单位罚金的价格。如果绿色证书的价格定的过高，高于罚金F，而提高技术，降低成本的成本也高于罚金成本，那么在最优化的情况下，企业就会宁愿选择接受罚金的处罚，也不在证书市场上购买证书了。

所以这种惩罚实质上是给证书市场一种最高价格限制。这种惩罚可以限制可再生能源开发者获得的租金以及限制他们的边际收益。同时另一方面，支付的罚金积累起来就可以用来补贴可再生能源的的投资。配额制实质上还是一种补贴机制，补贴政策和配额政策具有同一性。

可以假设在完全竞争市场结构里有N个具有相同电力生产成本的企业。假设只有两种方式来生产电力，常规能源或可再生能源。常规能源的生产成本一般来说要比可再生能源的生产成本低。可再生能源有正的外部性，主要表现在生态保护方面以及社会经济效益方面（比如可以雇佣额外的劳动力、建设新的设施等）。但事实是这些外部性在电力生产过程中没有完全被考虑。

可以证明罚金和补贴具有同一性，为了分析的方便，假设绿色证书是不可交易的，因为假设了所有企业的企业生产成本都是一样（没有机会进行交易），所以这种假设没有必要交易绿色证书也就很自然。电力企业的利润最大化的目标函数可以表示为：

这里 表示电力的市场价格 （包括可再生能源电力和常规电力在市场上都按照统一价格出售）。 表示可再生能源电力的配额要求的发电量，表示可再生能源生产的电力，表示可再生能源的发电成本，表示传统常规能源生产的电力，表示常规能源电力生产的单位成本函数（为了分析方便假设是不变的），而 表示不能满足配额要求的可再生能源电力的单位罚金。一阶条件为：

事实上（3）式中罚金f和对可再生能源发电的补贴起着相同的作用，这里的罚金代表着配额的影子价格。因为对于可再生能源发电企业来说，常规电力价格再加上相应的罚金的两者之和等于可再生能源的生产的边际成本，因此配额制从本质上就是补贴机制。

5 结语

可再生能源电力价格包含普通能源电力价格和绿色证书价格两部分。仅仅实行配额制不利于资源的有效配置，而实行可交易的绿色证书政策的情况下，有利于社会总福利的增加，和生产成本的降低。可交易的绿色证书政策的实施效果受到多方面因素的影响。值得注意的是从国际上看，绿色证书市场的形成时间不长。绿色证书市场的发展依赖于各国可再生能源配额制政策的执行情况，绿色证书的购买者主要是那些有配额要求的供电公司和大用户，而基于用户自愿购买的零售市场还十分有限。

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