碳减排政策对清洁发电技术投资决策的影响

黄超

摘要：通过科学的投资决策选择清洁发电技术有助于提高碳减排效率。碳税政策对风电不产生直接影响，碳排放交易制度有利于风电发展;碳税政策对CCS技术（尤其是减排效率较低的CCS技术）具有负面影响;碳排放交易制度能促进对风电和CCS技术的投资;碳税与碳排放交易组合政策优于单一的碳减排政策。我国可先执行碳排放交易制度，再择机推出碳税，实施碳税与碳排放交易组合政策;在实行碳税政策的初期，税率应维持在合理水平;在建设碳市场的过程中，应加强市场监管，防止碳价剧烈波动;逐步降低政府对清洁发电技术的财政补贴，增强碳税对我国电源结构的调节作用。

关键词：碳减排政策;碳税;CCS;风电;清洁发电技术;电源结构;碳排放交易

中图分类号：F204文献标识码：A文章分类号：1674-7089（2019）04-0039-13

一、引 言

目前，发展清洁发电技术已成为世界各国兑现减排承诺、应对气候变化的直接举措之一。在各种可再生能源中，风能和太阳能可以大规模地发电。与传统化石燃料发电相比，风电和光伏发电具有清洁无污染的优势;但是，由于发电量和稳定性等方面受自然条件限制，再加上设备制造成本较高，发电效率相对较低等原因，风电和光伏发电的电价不具有优势。利用传统化石燃料发电最大的缺陷是排放大量的二氧化碳，为此，世界各国都在努力开发新的减排技术。在碳减排和可再生能源发电装机容量大幅增长的双重压力下，基于化石燃料的清洁发电技术已经取得了长足的进步，整体煤气化联合循环、增压流化床燃烧技术、碳捕捉和储存（以下简称CCS）等成果得到应用。尤其是CCS技术，能够大幅减少化石燃料发电过程中排放的二氧化碳。

可再生能源发电技术和基于化石燃料的清洁发电技术是目前除核电以外最主要的两类清洁发电技术。在多种类型清洁发电技术可供选择的前提下，投资主体进行投资决策时，政策是一个非常重要的影响因素。《京都议定书》建议各国政府利用市场和行政的双重手段实现减排目标，因此，通常碳减排政策工具可分为两类：一类是基于庇古税的碳税政策和多种形式的税费补贴政策，即行政手段;另一类是以科斯定理为理论基础的碳排放交易制度，即市场机制。在当前世界各国大力推进减排工作的背景下，探讨单一碳减排政策或组合政策对各类清洁发电技术投资决策的影响可以帮助发电商找准投资方向，为政府部门优化减排政策提供参考。

二、文献综述

众多学者已经关注了碳减排背景下清洁发电技术的投资决策问题，相关研究主要涉及三个方面：一是行政手段对清洁发电技术投资的影响，二是市场机制对基于化石燃料的清洁发电技术投资的影响，三是不同碳减排政策对某种清洁发电技术投资决策影响的比较研究。

第一，行政手段对清洁发电技术投资的影响。Valentine、曾鸣等、刘层层等、Esmaieli等分别利用实物期权、系统动力学等模型研究了各种补贴政策对风电或其他可再生能源发电技术投资的影响，给出了相应的投资策略。Valentine S V，“Disputed Wind Directions： Reinvigorating Wind Power Development in Taiwan”，Energy for Sustainable Development， vol.14， no.1（2010.03）， pp.22-34. 曾鸣、李晨、刘超、周黎莎、欧阳邵杰：《考虑电价补贴政策的风电投资决策模型与分析》，《电力系统保护与控制》，2012年第23期，第17-23页。刘层层、李南、楚永杰：《可再生能源价格政策在寡头竞争市场中的比较》，《運筹与管理》，2017年第7期，第64-73页。Esmaieli M， Ahmadian M， “The Effect of Research and Development Incentive on Wind Power Investment， a System Dynamics Approach”， Renewable Energy， vol.126 （2018.10）， pp.765-773.

Fan等、Szologayová等、田立新等、Hitaj等则考虑了政策的不确定性，分别探讨了配额政策、气候政策、激励政策、电价政策的不确定性或波动对清洁发电技术投资的影响。

Fan L， Norman C S， Patt A G， “Electricity Capacity Investment under Risk Aversion： a Case Study of Coal， Gas， and Concentrated Solar Power”， Energy Economics， vol.34， no.1（2011.01）， pp.54-61. Szologayová M， Fuss S， Khabarvo N， Obersteiner M， “A Dynamic CVaR-portiflio Approach Using Real Options： an Applicvation to Energy Investments”， European Transaction on Electrical Power， vol.21， no.6 （2011.09）， pp.1825-1841. 田立新、许培琳、傅敏：《基于实物期权的中国风电发展政策评估》，《管理学报》，2013年第2期，第266-273页。Hitaj C， Lschel A，“The Impact of a Feed-in Tariff on Wind Power Development in Germany”， Resource and Energy Economics，vol. 57 （2019） ， pp.18-35.

Nazari等分析了电力市场和低碳政策双重不确定背景下澳大利亚清洁煤电技术的最优投资决策。Nazari M S， McHugh A， Maybee B， Whale J， “The Effect of Political Cycles on Power Investment Decisions： Expectations over the Repeal and Reinstatement of Carbon Policy Mechanisms in Australia”，Applied Energy， vol.130（2014.10）， pp.157-165.

第二，市场机制对基于化石燃料的清洁发电技术投资的影响。目前，化石能源在世界能源结构中仍占主导地位，因此，CCS技术是减少化石能源碳排放的有效方法之一。张新华等分析了碳价规制政策对CCS投资策略的影响，张新华、陈敏、叶泽：《考虑碳价下限的发电商CCS投资策略与政策分析》，《管理工程学报》，2016年第 2期，第160-165页。 林则夫等评估了碳税政策对CCS项目投资决策的影响，林则夫、文书洋、宋斌：《基于实物期权的碳税政策对CCS项目投资决策影响研究》，《中国人口·资源与环境》，2015年第9期，第13-20页。 Nichols等以美国为例研究了碳税政策对CCS技术发展的影响。 Nichols C，Victor N， “Examining the Relationship between Shale Gas Production and Carbon Capture and Storage under CO2 Taxes Based on the Social Cost of Carbon”， Energy Strategy Reviews， vol.7（2015.04）， pp.39-54.

第三，不同行政手段或市场机制对某种清洁发电技术投资决策影响的比较研究。Falconett等比较了不同激励机制对可再生能源投资的促进作用，Falconett I， Nagasaka K， “Comparative Analysis of Support Mechanisms for Renewable Energy Technologies Using Probability Distributions”， Journal of Renewable Energy， vol.35， no.6（2010.06）， pp.1135-1144.Mirzahosseini等使用RETScreen软件分析了三种电价补贴机制和碳信用分配政策对光伏发电投资的影响，Mirzahosseini A H， Taheri T， “Environmental， Technical and Financial Feasibility Study of Solar Power Plants by RETScreen， According to the Targeting of Energy Subsidies in Iran”， Renewable and Sustainable Energy Reviews， vol.16， no.5 （2012.06）， pp.2806-2811. Zhou等比较了碳税和碳排放交易制度对CCS技术投资的影响。 Zhou W J， Zhu B， Chen D J， Zhao F X， Fei W Y， “How Policy Choice Affects Investment in Low-carbon Technology： the Case of CO2 Capture in Indirect Coal Liquefaction in China”，Energy， vol.73（2014.08）， pp.670-679.

综上所述，已有的研究成果不仅包括如何设计科学的行政手段以引导或倒逼企业投资清洁发电技术，也包括不同市场机制对清洁发电技术投资策略的影响。在现实中，行政手段与市场机制可能同时发生作用，但是鲜有学者将行政手段与市场机制纳入统一的分析框架之中进行研究。本文比较了行政手段、市场机制以及二者的组合政策对几种典型清洁发电技术投资决策的影响，以揭示不同的碳减排政策在促进清洁发电技术投资方面的差异。

三、模型建立

（一）假设

目前，我国正计划建立全国性的碳市场，不久的将来有望推出碳税政策，市场机制和行政手段对清洁发电技术的选择具有重要的影响。从环保角度看，风能是无污染的可再生能源，取之不尽用之不竭，因此风电优于火电。但是，风电功率不稳定，年利用时间具有较大的不确定性。火电机组运行稳定，年利用时间较长，再加上CCS技术不断发展，火电在现阶段具有较强的竞争力。近年来风电在我国发展较为迅速，风电和CCS都具有成本高、减排效果显著的特点，且极易受到政策和市场变化的影响，因此，本文以风电代表可再生能源发电技术，以采用CCS技术的碳基发电代表清洁的火电技术，分析比较不同政策背景下两类清洁发电技术的选择问题。

在碳市场中，发电商可以选择投资清洁发电技术来减少二氧化碳排放，获得减排收入;或者选择支付碳税，以承担相应的环境责任。显然，投资收益最大化是发电商选择的主要依据，而二氧化碳价格和碳税税率是影响发电商减排收益的主要因素。参考国外的碳减排实践和我国碳排放交易试点的情况，二氧化碳价格（下文简称碳价）变化较大，具有很高的不确定性。几何布朗运动常被用来描述价格的长期波动情况，因此也可以被用来描述碳价的随机变化规律，具体模型如下：Fuss S， Szolgayova J， Obersteiner M， Gusti M， “Investment under Market and Climate Policy Uncertainty”， Applied Energy， vol.85， no.8（2008.08）， pp.708-721.

其中，Pc表示碳价，α和σ分别是漂移参数和方差参数，dw是标准维纳过程增量。

由于税率存在调整的可能性，碳税政策也具有一定的不确定性，简单起见，假设投资周期内碳税稅率仅调整一次，但何时调整不确定。这种不确定性可以用下面的泊松分布来反映：Dixit A K， Pindyck R S， Investment under Uncertainty， Princeton： Princeton University Press， 1994， pp. 85-88.

其中，τ代表碳税，dh等于u或者0，相应的概率分别为λdt或（1-λdt），u为碳税税率调整的幅度，λ为泊松参数。

此外，政策补贴对清洁发电技术的选择也具有重要影响，例如电价补贴就是较为常见的一种政策补贴。在市场背景下，上网电价具有不确定性，同时会受到政府规制。特别是在我国，电价改革较为缓慢，电价波动不大，清洁发电项目受到政府保护，上网电价相当稳定。本文主要分析政策工具对清洁发电技术投资的影响，所以，不考虑电价波动对清洁发电项目收益的影响。假设风电项目上网电价Pf 和带有CCS装置的火电项目（简称CCS项目）上网电价Ps 在投资周期内保持不变。

基于上述假设，下面将利用期权方法分析碳税和碳排放交易制度及其组合政策对风电和CCS技术选择与投资策略的影响。

（二）碳税政策

令风电项目的年利用时间、单位千瓦运维成本和投资成本分别为μf 、cf、If，CCS项目的年利用时间、单位千瓦运维成本和投资成本分别为μs、cs、Is，r为无风险利率，η为不含CCS装置的火电机组排放的二氧化碳量，q是CCS项目减排的二氧化碳量，m是碳税调整的起始时间。再令风电项目的单位千瓦投资价值和收益现值分别为Vf 、πf，CCS项目的单位千瓦投资价值和收益现值分别为Vs 、πs。在碳税政策情景下，可得：

式中，T为项目的寿命周期（假设风电项目和CCS项目的寿命周期相同）。

考虑到环境政策会越来越严，因此，本文假设u大于零。在此情景下，就CCS项目的投资策略而言，要么立即投资，要么不投资。因为投资越迟，在完整寿命周期内，CCS项目在较高碳税税率下运营的时间就可能更长，将会降低投资收益。对于风电项目而言，碳税并不直接影响项目投资收益，故而风电项目的投资策略也是要么立即投资，要么不投资。

所以，在碳税政策情景下，发电商可以通过直接比较Vf 和Vs的大小来选择发电技术。显然，如果政府希望发展风电项目，则可以通过调高碳税税率来达到目的。

（三）碳排放交易制度

在碳排放交易制度的安排下，碳市场的建立为碳排放交易提供了平台。发电商如果选择风电项目，则可以出售风电项目产生的碳减排量。若令碳减排量等于火电机组的碳排放量，则风电项目的收益现值为：

由于碳价具有不确定性，发电商拥有一定的投资期权，利用期权方法可得：

式中，Af和β为待定参数，由碳价不确定性决定。

第一行为立即投资所获得的收益，第二行是等待投资的期权价值。

投资阈值Pcf是触发风电项目投资的最低碳价，具有如下形式：

对于CCS项目，同样可得到下面等式：

与单一碳税政策情景不同，在单一碳排放交易制度情景下，由于碳价具有不确定性，立即投资可能并不是最优选择。同时，由于发电项目的投资价值是碳价的非线性函数，有可能出现以下情况：在碳价较低时，一种发电技术的投资价值大于另一种发电技术;在碳价较高时，这种发电技术的投资价值则小于另一种发电技术。因此，选择最优投资策略就会产生困难。

在上述情形下，首先要确定两类项目投资阈值的关系，并在不同的碳价区间比较发电项目投资价值的高低，再确定当前碳价所处的区间，然后根据当前碳价与投资阈值的关系来确定最优发电技术。在模型分析与算例部分将进一步分析这个问题。

（四）碳税与碳排放交易制度组合政策

在同时实行碳税和碳排放交易制度情景下，风电项目并不直接受碳税的影响，投资收益、投资价值和投资阈值均与单一碳排放交易制度下的情况一样，这里不再赘述。CCS项目则不一样，其投资收益现值为：

利用期权方法，可以得到同时实行碳税和碳排放交易制度情景下CCS项目的投资阈值Pcs：

投资价值Vs 与上文中的形式一样，这里不再写出。

碳税与碳排放交易制度组合政策情景下，发电技术的选择规则与单一碳排放交易制度情景一样，下文将对此进行分析。

四、模型分析与算例

近几年，风电产业发展迅速，无论风电投资成本还是运维成本均显著下降，但CCS技术发展缓慢，成本相对较高，运维成本居高不下。基于相关文献，并根据我国电力产业实际情况，假设一个风电项目和一个CCS项目的基准参数如下：If=8000元/千瓦，Is=9500元/千瓦，cf=0.1元/千瓦时，cs=0.38元/千瓦时，μf=1900小时，μs=5500小时，η≈0.8千克/千瓦时，q≈0.64千克/千瓦时（即捕捉效率为80%），r=0.08，τ=0.01元/千克，u=0.2，λ=0.05，T=25年。王众、骆毓燕、冯浩轩、匡建超：《碳减排环境下我国电力企业发电技术投资组合研究》，《科学决策》，2015年第9期，第15-22页。Zhu L， Fan Y， “A Real Options-based CCS Investment Evaluation Model： Case Study of China's Power Generation Sector”， Applied Energy， vol.88， no.12（2011.12）， pp.4320-4333. Kato M， Zhou Y C， “A Basic Study of Optimal Investment of Power Sources Considering Environmental Measures： Economic Evaluation of CCS Through a Real Options Approach”， Electrical Engineering， vol. 174， no.3（2011.02）， pp.9-17. 下面分別讨论不同碳减排政策情景下清洁发电技术的选择和投资策略。

（一）同一碳减排政策下清洁发电技术的选择与投资策略

CCS项目的年运行情况较为稳定。根据我国近几年的电力供需情况，在电力供过于求的情况下，火电机组的年利用时间为4000～5000小时;电力供不应求时，年利用时间超过6000小时。风电机组的年利用时间为2000多小时，且多种因素都会导致风电机组发电量折减，部分风电机组的年利用时间不足2000小时。李伟、姚晖、王焕奇、王志群：《发电量估算不确定性对风电项目投资决策的影响》，《风能》，2014年第9期，第78-81页。 尽管如此，在当前技术条件下，CCS项目的投资成本和运维成本均高于风电机组，再加上CCS设备的捕捉效率无法达到100%，发电商仍要交纳一定的碳税，因此，CCS项目在成本方面处于劣势。

1.碳税情景下风电和CCS项目的选择与投资策略

在单一碳税情景下，直接比较Vf 和Vs的大小，就可以确定发电商的技术选择。比较式（3）和（4）、式（5）和（6），可知在其他参数不变的情况下，电价是决定项目投资价值的主要因素。政府会以较高的电价收购清洁发电项目的电能，以推动清洁发电技术发展。

图1和图2分别反映了风电和CCS项目投资价值与电价、投资成本下降幅度的关系。

图1表示，在电价较低时，风电具有较强优势;反之，CCS项目优势明显，投资价值高于风电。近几年来，风电投资成本出现较大幅度下降，弥补了风电机组利用时间不长的缺陷;CCS項目的发展则较为缓慢，投资成本较高。电价较低时，CCS项目不如风电;但在较高电价条件下，CCS项目的年利用时间远超风电机组，可以创造更多发电收益。因此，CCS项目的投资价值将会逐渐超越风电项目。图2表示，由于CCS项目处于发展初期，投资成本下降空间较大，当其投资成本下降17%，且仍然高于风电项目投资成本时（同期风电项目投资成本下降约8.5%），CCS项目的投资价值将超越风电项目。可见，成本高昂是影响CCS项目发展的主要障碍。

根据式（3）到（6）可知，图1中直线Vf 和Vs关于电价的斜率分别为μf （1-e-rT）/r和μs （1-e-rT）/r，显然前者小于后者，图1更加直观地证明了这一点。这表明，风电对电价变化的敏感度小于CCS项目，所以降低风电电价补贴将成为可能。事实上，我国已下调了新建风电项目上网电价。图1还说明，基于本文数据，在电价为0.5元/千瓦时的时候，风电具有一定的盈利空间。若进一步考虑其他税费（如所得税）等支出，风电的盈利空间虽然会受到压缩，但是与成本相比，这些费用相对较低，对风电盈利的影响不是很大。另外，尽管四类资源地区调整前的最低标杆电价已接近于0.5元/千瓦时（实际为0.51元/千瓦时），但是随着技术进步，风电成本将会进一步下降，风电项目的盈利能力仍将出现增长趋势。而且，在风能资源丰富的地区，风电机组的年利用时间超过1900小时，因此下调风电价格是可行的。同时，政府应给予CCS项目较高的补贴，以促进CCS技术的发展。

图3和图4反映了碳税税率及碳税不确定性对两类CCS项目的影响。一类是采用最新CCS技术（即新CCS）的火电项目，另一类是采用旧CCS技术（即旧CCS）的火电项目。新CCS项目的投资成本和捕捉效率均比较高，假设投资成本仍为本文前面的数据，捕捉效率则提高到90%。旧CCS项目的投资成本因新技术出现而有折价，其捕捉效率较低。假设投资成本下降18%，捕捉效率为65%。投资新CCS项目，电价补贴高，设Ps为0.55元/千瓦时;投资旧CCS项目，电价补贴相应下降，设Ps为0.45元/千瓦时。

从图3可看出，旧CCS项目对碳税税率变化比较敏感，而新CCS项目的敏感性不高。当碳税税率较低时，应投资旧CCS项目;反之，则选择新CCS项目。图4反映了碳税不确定性对项目选择的影响：当碳税上调趋势明显时，旧CCS项目将受到较大的冲击，投资新CCS项目成为最优选择，发电商承担的碳税随之减少。因此，在单一碳税情景下，为促进高效清洁发电技术的发展，碳税税率不宜设置得太低。

从式（3）和（5）可知，碳税并不对风电项目产生直接影响。但是，在其他条件不变的情况下，碳税的推出将会增加CCS项目（特别是低效的CCS项目）的成本，间接提高风电的竞争优势。尤其在较低电价补贴的情况下，这种优势更加明显，风电的投资价值将高于CCS项目，使得风电技术成为最优选择。由于不存在不确定性，立即投资或者不投资是此时风电的投资策略。如果选择CCS项目，尽管碳税存在不确定性，但是由之前的分析可知，CCS项目也应采取立即投资或者不投资的策略。

2.碳排放交易制度情景下风电和CCS项目的选择与投资策略

在单一碳排放交易制度情景下，风电项目和CCS项目均可以通过碳市场获得减排收益，碳价的不确定性是影响风电项目和CCS项目发展的主要因素。

在不确定的环境中，等待、不立即投资是较为明智的选择。只有等碳价上升到一定水平时再投资，才能获得较高的减排收入，降低投资风险。由公式（7）（8）（10）（12）可知，在碳价较高时，风电项目和CCS项目的投资价值均是碳价的线性函数。假设当前碳价Pc 大于Pcf 和Pcs，则可得：

比较公式（15）（16），由于CCS项目的年利用时间μs远大于风电机组的年利用时间μf，且η/q一般不会大于μs/μf，故投资价值函数Vs的斜率大于Vf的斜率。即使在碳价较低时，Vs小于Vf;随着碳价的上升，Vs将会超越Vf。因此，在碳价较高的情况下，投资CCS项目成为最优选择。

在单一碳排放交易制度的情景下，该制度对风电和CCS项目的影响需考虑碳价的高低。下面根据投资阈值Pcf与Pcs的关系，分两种情况讨论碳排放交易制度的影响。

先考虑一种简单情形，即Pcs≤Pcf情况。此时可证明：

所以，无论碳价高或者低，当Pcs≤Pcf时，Vs均大于Vf，CCS项目始终是最优选择。由于CCS项目成本较高，这种情况一般发生在Ps较高时，较高的发电收入弱化了减排收入对CCS项目总收入的贡献，并降低了投资阈值。

再考虑Pcf<Pcs情况。此时As可能大于Af，也可能小于Af（两者一般不相等）。如果As>Af，情况就与Pcs≤Pcf的情形一样，不再赘述。对于As<Af的情况，当碳价Pc≤Pcf时，Vf>Vs。根据公式（8）和（10）可知，当Pc>Pcf时，Vf是Pc的线性函数;当Pc<Pcs时，Vs是Pc的单调凸函数;当Pc≥Pcs时，Vs是Pc的线性函数。另外，由前面分析可知，当碳价较高时，Vs>Vf。所以，在As<Af的情况下，除零点外，存在唯一一点P0（P0>Pcf），使得Vf（P0）=Vs（P0）。且当Pc<P0时，Vf（Pc）>Vs（Pc）;当Pc>P0时，Vf（Pc）<Vs（Pc）。在这种情况下，如果当前碳价小于P0，最优发电技术应选择风电项目;反之，则选择CCS项目。

图5和图6分别反映了Pcs≤Pcf和Pcf<Pcs两种情况中投资价值与碳价的关系。

对比图5和图6发现，在给予CCS项目较高电价补贴的情况下，CCS项目能够获得较高的发电收入，使CCS项目的投资价值始终高于风电项目，并促使发电商在碳价较低时实施CCS项目投资计划。与此相反，若电价补贴相同或者相差不大，由于风电的成本相对较低，那么在碳价较低（Pc<P0）的情况下，风电项目的投资价值高于CCS项目，则风电成为最优选择;在碳价较高的情况下，由于CCS项目具有较长的年利用时间，能够获得更多的减排收入，投资价值将超过风电项目，所以CCS项目成为最优选择。

图7反映了电价与项目投资阈值的关系，图8反映了碳价不确定性对项目投资阈值的影响。

如图7所示，随着项目投资阈值的上升，电价补贴呈现明显的下降趋势。当项目投资阈值为0.04元/千克（即40元/吨）时，风电电价高于0.44元/千瓦时，低于2016年和2018年我国两次下调电价之后的最低风电上网标杆电价，而CCS项目的电价约为0.52元/千瓦时。这说明碳排放交易制度有助于风电项目的发展，CCS项目仍然需要较高的电价补贴。当前，碳封存技术虽然可行，但学界和业界对碳封存机理缺乏深入的认识，封存技术不成熟，封存成本较高，在此情况下，CCS技术发展的关键是政策支持。

不确定性是影响投资的主要因素，利用期权方法可以证明参数β是碳价不确定性参数σ的增函数，进而β/（β-1）是σ的减函数。则由公式（9）和（11）可知，项目投资阈值将随着σ的增加而增加，项目投资阈值是电价的减函数。图8说明，在同样电价补贴的情况下，CCS项目受到的影响比较大，这是因为CCS项目成本较高。当电价上升到0.53元/千瓦时的时候，CCS项目的成本风险明显下降，碳价不确定性的影响显著降低。

目前，我国正在进行碳排放交易试点，碳价极不稳定：价格高的时候每吨超过100元，价格低的时候每吨低于10元，各个交易所的平均成交价为25～55元/吨。结合当前风电上网标杆电价，处于此均价区间的碳价有利于我国风电项目的投资与发展。

3.碳税与碳排放交易制度组合政策情景下风电和CCS项目的选择与投资策略

在碳税和碳排放交易制度组合政策情景下，风电项目仅受到碳排放交易制度的影响;CCS项目则受到双重影响，尤其是捕捉效率较低的CCS项目将承担更高的碳税，投资风险进一步提高，投资价值下降，投资阈值因此上升。

在碳税与碳排放交易制度组合政策情景下，风电投资策略（主要是指投资阈值）虽然与单一碳排放交易制度情景下一样，但是风电项目成为最优投资策略的可能性将明显上升;因为实施碳税，CCS项目成为最优选择的可能性有所下降。下文将进一步对比分析。

（二）不同碳減排政策工具对风电和CCS项目选择与投资策略影响的比较

碳税、碳排放交易制度、碳税与碳排放交易制度组合政策对碳减排的驱动作用不同。碳税是一种强制机制，企业将为碳排放的负外部性支付成本，被迫采取减排措施。而碳排放交易制度则是一种利益诱导机制，企业采取减排技术可以获得减排收入。碳税和碳排放交易制度组合政策则二者兼而有之。

就风电项目而言，碳税并不产生直接影响，在此情景下，风电技术的选择策略是要么立即投资，要么放弃。而碳排放交易制度或碳税与碳排放交易制度组合政策情景下，选择风电不仅可以获得发电收入，也可以获得减排收入。但由于碳价具有不确定性，减排收入具有一定的风险，因而选择并等待投资就成为风电技术的选择策略。

在碳税、碳排放交易制度、碳税与碳排放交易制度组合政策的情景下，电价补贴对风电和CCS项目投资阈值的影响如图9所示。在实施碳税的情景下，比较CCS项目和不带CCS装置的常规煤电项目设其投资成本为6000元/千瓦，运维成本为0.28元/千瓦时，其他参数与前文一样。在不同碳税税率情景下的最低电价，如图10所示。

由图9可见，风电投资阈值明显低于CCS项目，这与图7的结论一致。当电价超过0.49元/千瓦时，风电投资阈值已等于0，表明发电商将立即投资风电项目，碳价变得无关紧要，因为发电收入已足够覆盖投资成本。进一步研究发现，当电价超过0.49元/千瓦时，即使不计减排收入，风电项目的净现值已大于0。这说明若电价超过0.49元/千瓦时，即使不推出碳排放交易制度而仅实行碳税政策，也能够促进风电项目发展。我国风电产业快速发展的现状证实了这一结论——当前，我国风电上网标杆电价基本高于这个价格。

在图9中，曲线Pcf中的水平线部分（碳价为0）代表单一碳税情景，斜线部分则代表碳排放交易制度或碳税与碳排放交易制度组合政策的情景。由于碳税对风电项目不产生直接影响，故而在上述两种情景下，风电投资阈值曲线只有一条。如果要实行碳排放交易制度或碳税与碳排放交易制度组合政策，则可以进一步下调电价补贴。根据图9，当碳价约为0.05元/千克（即50元/吨）时，促使发电商立即投资风电项目的电价约为0.45元/千瓦时。这表明，建立碳市场可为我国风电价格下调提供更大的空间，从而减轻政府的财政负担。

另外图9还显示，在不同碳税税率的情况下，立即投资CCS项目需要的电价补贴不同。税率为0的斜线代表单一碳排放交易制度情景，其余三条斜线（曲线Pcf除外）为碳税与碳排放交易制度组合政策的情景。由图9可见，税率的变化对CCS项目投资阈值的影响并不大，这与图3中新CCS项目投资阈值对碳税税率变化不太敏感的现象是一致的。导致这种现象的主要原因是CCS项目的碳排放量较低。

由图10可见，不带CCS装置的常规煤电项目直线斜率大于CCS项目，当碳税税率从0.01元/千克上升到0.06元/千克时，CCS项目的电价仅需上调不到0.01元/千瓦时就可以覆盖碳税支出，而常规煤电项目的电价则需上调0.05元/千瓦时。这表明，不带CCS装置的常规煤电项目对碳税税率的敏感性高于CCS项目，进一步说明碳税政策对排放量较高的发电技术影响较大。

图11和图12分别反映了碳价和碳价不确定性对项目投资价值与投资阈值的影响。与图5、图6、图8相比，图11和图12进一步考虑了碳税税率的影响。

图11显示，在单一碳排放交易制度的情况下（即τ为0的情景），Ps为0.53元/千瓦时，Pf为0.47元/千瓦时，CCS项目始终是最优选择，这与图5的结论是一致的。即使Ps下调为0.52元/千瓦时（τ仍然为0），CCS项目依然是最优选择。在碳排放交易制度与碳税组合政策情景下，当Ps=0.53元/千瓦时，碳税高达0.12元/千克（即120元/吨）时，风电项目才会成为最优选择（碳价需小于P0）;当Ps=0.52元/千瓦时，碳税约为0.05元/千克（即50元/吨）时，风电项目为最优选择（碳价需小于P0）。可见，在碳排放交易制度与碳税组合政策情景下，要发挥碳税的调节作用且不给企业增加太多负担，就要降低电价补贴。

在单一碳税情景下，Ps为0.53元/千瓦时，Pf为0.47元/千瓦时，从图1可知CCS项目和风电项目的投资价值均小于0。所以结合圖11可得出结论，碳排放交易制度或碳税与碳排放交易制度组合政策优于单一碳税政策，主要原因是碳排放交易的利益诱导机制作用较强。企业排放二氧化碳造成了外部性影响，必须对环境进行补偿。尽管碳税就是补偿形式之一，但是环境受到的损害是难以用金钱来衡量的。且在经济发展优先的政策背景下，碳税税率往往较低，从而减弱了碳税对清洁发电技术的驱动作用。

图12显示，若Ps为0.53元/千瓦时，Pf为0.47元/千瓦时，碳价不确定性和碳税对项目投资阈值存在影响。碳税为0时，CCS项目因电价补贴较高，投资阈值低于风电项目;碳税为0.03元/千克时，CCS项目的投资阈值明显上升;如果碳税未来上调的幅度和可能性均增加，CCS项目的投资阈值将超过风电项目。可见，与碳排放交易制度相比，碳税与碳排放交易制度组合政策既能促进可再生能源的发展，也能进一步减少化石能源的使用，有利于调节电源结构。

五、研究结论与政策建议

随着环境保护意识的增强，多种碳减排政策相继施行，各国正在共同应对气候变暖这一世界性难题。

本文研究了碳税、碳排放交易制度、碳税与碳排放交易制度组合政策三种碳减排政策对风电和CCS项目选择与发展的影响，得到如下结论。第一，碳税对风电项目不产生直接影响，碳排放交易制度有利于风电项目发展。第二，碳税对CCS项目具有一定程度的负面影响，尤其对减排效率较低的CCS项目影响较大;碳排放交易制度对CCS项目的发展具有促进作用;在碳税与碳排放交易制度组合政策情景下，这种促进作用因为碳税的存在有所减弱。第三，碳排放交易制度有助于降低政府对清洁发电技术的补贴，减轻财政负担;碳税对于我国电源结构优化具有促进作用;碳价和碳税均存在不确定性，不利于风电项目和CCS项目的发展。

因此，结合我国国情，提出如下政策建议。第一，我国目前不宜实行单一碳税政策，可先执行碳排放交易制度，再择机推出碳税，实施碳税与碳排放交易制度组合政策。先期执行碳排放交易制度，有利于促进清洁发电技术发展，有助于扭转我国碳排放增长较快的局面。第二，在实行碳税政策的初期，税率应维持在合理水平，不宜高，也不宜过低。这样既可以减轻企业负担，也能为企业发展减排技术预留一定的空间。第三，在建设碳市场的过程中，应加强市场监管，防止碳价剧烈波动。第四，逐步降低政府对清洁发电技术的补贴，这有利于增强碳税对我国电源结构的调节作用。

〔责任编辑：沈 丹〕