可再生能源配额制：能源低碳转型的顶层制度设计

 摘要:将于2018年正式实施的可再生能源配额制(简称配额制),有效契合了我国能源低碳转型顶层制度设计的战略需求。在总结分析配额制国际实践的基础上,采用微观经济学和制度经济学的相关理论,为配额制提供了一个科学的经济学解释。一方面,从政府和配额供需角度,解构了绿色证书市场的价格形成机制;另一方面,从制度的构建性和发电厂商行为策略的演化角度,论证了配额制的合理性和有效性,并揭示了配额制成功施行的关键。最后,针对我国配额制建设问题,从制度顶层设计、部门协同、配额目标设定和实施计划制定4个层面,并结合我国具体国情,给出了对策和建议。所研究的内容和成果对我国实现能源低碳转型的配额制建设极具实践和指导意义。

关键词 : 可再生能源配额制; 绿色证书; 能源低碳转型;

0 引言

目前,我国处于能源低碳转型关键期,推动能源生产和消费革命已成为我国国民经济和社会发展的中长期战略。面对这一战略机遇,科学地进行我国能源生产和消费革命的顶层制度设计,成为实现能源低碳转型的关键科学问题。2017年2月6日,国家发改委、财政部和能源局3部委联合发布了《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》(发改能源[2017]132号)。通知指出：我国于2017年7月1日起,正式开展绿色电力证书(简称绿色证书)认购工作,并从2018年起,适时启动可再生能源电力配额考核和绿色证书强制约束交易。通知表明,我国为实现能源低碳转型的顶层制度设计即可再生能源配额制(简称配额制)迈出了具有里程碑意义的一步。2017年6月12日,国家可再生能源信息管理中心依据发改能源[2017]  132号文件,向提交申请的华能、华电等企业所属20个可再生能源发电项目核发了首批绿色证书。绿色证书共计230 135个,表征23  013.5万kW•h上网电量。

关于有效契合了我国能源低碳转型顶层制度设计战略需求的配额制,其施行势必将对我国电力市场化改革和破解可再生能源的发电、上网和市场消纳问题产生积极影响。一方面,标志着我国电力市场化改革的相关制度设计日臻完善;另一方面,必将对我国电力市场的市场结构、发电厂商行为与经济绩效产生重大影响。其中,配额制是一个国家或地区以法律形式对可再生能源发电市场份额做出的强制性规定,要求厂商、电网或用户所生产、输配或消费的电力中,须包含最低比例的可再生能源电力,并规定了有效的可再生能源发电组合,如风电、太阳能发电、小水电、生物质发电等(简称绿电)[1]。绿色证书制度是配额制施行的配套制度,其中绿色证书是一种可交易的、能兑现为货币的凭证,代表一定数量的绿电[2]。目前,一些工业化国家或地区已成功施行了配额制,如美国德克萨斯州、澳大利亚、英国、丹麦、意大利等[3]。目前,配额制相关研究主要涉及3个方面：

1)配额制对发电厂商策略行为的影响。具体表现为,一方面,政府通过设计制度准参数和规则成功诱导厂商参与绿色证书交易,提高绿电投资水平。如Unger等[4]和Jensen等[5]研究表明配额制对绿电厂商投资水平有显著的激励效果;Del  Río和Gual[6]、Berry和Jaccard[7]研究表明配额制能促进绿电厂商竞争、激励其技术创新以降低发电成本。另一方面,火电厂商拒绝绿色证书交易而接受惩罚。Espey[8]指出,配额义务主体可通过投资建厂生产绿电以获得绿色证书或购买与绿色证书相符的绿电,也可直接购买绿色证书;Marchenko[9]和任东明[10]指出未完成法定配额义务的厂商应受到处罚,且单位罚金等于绿色证书价格上限。

2)配额制对电力市场价格的影响。配额制下厂商行为策略将影响其利润水平进而引致电力市场价格和绿色证书价格变动。董力通[11]认为配额制能有效提高绿电厂商收益;朱海等[12]认为可再生能源产业发展初期,施行配额制会导致火电厂商生产成本和电价上升;Barbose等[13]研究表明配额制能有效降低电力市场批发价格;而Unger等[4]指出配额制虽然能降低电力市场批发价格,但对零售电价的影响具有不确定性。Fischer[14]、Tanalca等[15]及Sun  Y [16]研究表明,当市场处于均衡状态时,配额与电价和绿色证书价格呈正相关关系,且绿色证书价格随配额的变动呈边际递减趋势。

3)配额制对能源结构和社会福利的影响。研究表明配额制不仅能促进可再生能源产业的发展,提高绿电投资和产出,而且能激励绿电厂商技术创新降低发电成本;进而优化能源结构,提升社会福利水平。如Wiser等[17]指出配额制能以较低的社会成本和行政管理成本实现可再生能源产业发展目标;Marchenko[9]认为配额制能提高绿电厂商收益和产量;赵新刚等[18]研究表明配额制可促进绿电产业发展,优化电源结构。Tamás等[19]研究指出,较之固定电价政策,配额制虽然降低了火电产量和总发电量,但提高了社会福利水平;郭炜煜等[20]研究认为,虽然固定电价政策和配额制均能增加绿电产量和减少火电发电量,但前者会造成社会福利损失,后者会提高社会福利水平。

关于我国配额制的建设问题,根据国外配额制的实施经验,如澳大利亚、美国德克萨斯州、印度和意大利,学者已给出了启示和建议[3,21]。此外,衣博文等[22]为我国配额制提出了最优的实现路径;Zhang  YZ等[23-24]和Zhao  XG等[25]分别以生物质发电、风电和垃圾发电为例实证分析了配额制对我国可再生能源发电产业的影响;张晓辉等[26]构建了关于配额制与碳交易的电源规划模型,研究了配额制下我国低碳经济电源规划问题。根据对现有相关研究总结发现,目前,我国配额制研究并未涉及从微观经济学和制度经济学角度来分析我国配额制建设。鉴于此,本文以我国配额制建设为研究对象,在总结配额制国际实践的基础上,运用微观经济学和制度经济学相关理论,科学给出配额制经济解释,并结合国际实践和我国国情,为我国配额制建设提供对策和建议。

1 国际实施现状

较早且配额制成功实施的国家或地区主要有荷兰、美国德克萨斯州和澳大利亚。此后,英国、丹麦、日本等国也相继实施了配额制。表1具体介绍了配额制度在荷兰、丹麦、美国德克萨斯州和英国的实施情况[27]。

其中,关于有效的可再生能源发电组合,丹麦和英国仅限于电力形式,而荷兰和德克萨斯州包含了电、热、气等形式;此外,荷兰和丹麦符合条件的可再生能源又被限定为并网能源,美国包括了离网能源,英国未限定。关于配额设定,德克萨斯州以新增装机容量为目标,其余以可再生能源电量或其比例为参量。针对配额承担主体选定,丹麦是最终消费者,其余为配电公司。此外,各国或地区因实际情况差异,配额分配机制各不相同,且配额制施行中均引入了绿色证书制度,除荷兰外,其他国

表1 部分国家的配额制实施情况

家绿色证书均可储蓄,有效期大于1年。完成配额离不开政府监管,因此,需组建独立的监管机构,并制定严厉的惩罚措施。国外配额制实践不乏失败案例,以印度为例。印度自2011年起实施配额制,印度中央电力监管委员会制定可再生能源证书(即绿色证书)执行框架,并通过成立国家负荷调度中心负责监管配额制运行,各邦监管委员会制定地区管理条例并成立邦级代理机构。为鼓励太阳能发电产业发展,印度将绿色证书分为太阳能证书和非太阳能证书(1MW•h绿电获得1个绿色证书);前者价格范围为1232.4~1745.9元,后者为1540.5~4005.3元;配额承担者包括配电商、有自备发电厂的消费者和开放式购电者,完成方式有以固定电价购买绿电或购买绿色证书。然而,印度配额制实施效果极差,失败原因主要有3点：1)配额目标制定不合理,不同地区部门各自为政,导致一些地区因可再生能源装机不足而不能完成配额目标。2)绿色证书价格不合理,印度设定的绿色证书价格下限远高于固定电价,导致配额承担者负担过高,不愿参与绿色证书交易。3)惩罚机制不完善,印度对于未完成配额义务的配电公司并未做出实质性的有威慑力的惩罚,导致其惩罚机制形同虚设。

2 配额制的经济解释

绿色证书市场由政府政策与价格机制共同作用产生,其市场运行机制具体为,政府设计配额制制度准参数和规则(包括基准配额比、绿色证书基准价格、惩罚机制和监督机制等)诱导厂商交易绿色证书。其中,绿色证书需求由配额承担者形成,供给由绿电厂商形成;需求与供给共同决定绿色证书价

格。由于绿色证书具有有效期且发电厂商装机容量变化具有时滞性;因此,绿色证书价格决定于其短期供求关系。关于绿色证书价格,对绿电厂商来说包含了可再生能源发电高于非可再生能源发电成本的差额,从能源系统层面看应反映了前者替代后者所带来的环境正效应。

绿色证书需求曲线由政府设定的配额(QTGC)决定,是一完全缺乏弹性的垂线。考虑到制度有效性及市场公平效率,政府通常会设定单位罚金(f)并通过制价格上限(PMax)和下限(PMin)调控绿色证书价格。配额承担者无法完成配额义务时,必须支付罚金。若绿色证书价格高于单位罚金,配额承担者将选择支付罚金;因此,绿色证书价格上限通常等于单位罚金。根据价格机制,需求大于供给时,绿色证书需求曲线是一价格为f的水平线;反之是一价格为PMin的水平线。由此可见,短期中绿色证书需求曲线(D)为一折线,如图1所示。此外,绿色证书供给曲线(S)为绿色证书短期边际成本曲线(short-

图1 绿色证书交易市场的供求曲线

  由绿电厂商产量决定;且SMCC等于绿电短期边际成本(short-term marginal  cost,SMC)减去终端电价(Pe)。绿色证书需求与供给决定了其均衡价格PTGC,且PMin≤ PTGC≤ PMax。

长期中,厂商基于利润最大化会动态调整其行为策略,政府则将依据可再生能源产业发展长期目标并视厂商行为策略变化动态调整配额比和单位罚金,激励厂商提高绿电投资,诱导其参与绿色证书交易。