题目：The role of national carbon pricing in phasing out China's coal power
作者：Jianlei Mo, Weirong Zhang, Qiang Tu, Jiahai Yuan, Hongbo Duan, Ying Fan, Jiaofeng Pan, Jian Zhang, Zhixu Meng
期刊：iScience
时间：2021年5月
全文链接：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(21)00623-4
摘要
作为世界上拥有最大煤电装机容量的国家，中国已经启动全国碳排放权交易市场（简称“全国碳市场”）。全国碳市场将如何影响未来煤电机组的运营进而影响整个煤电行业未来发展是电厂运营者、潜在投资者和政策制定者关注的重大现实问题。我们收集了中国1990~2019年投产的4540个正在运行的燃煤发电机组技术经济数据集（近全样本），并开发了基于大规模蒙特卡罗模拟方法的煤电机组运行财务评价和运营决策模型，以评估全国碳市场条件下燃煤发电机组运营的可持续性及其资产搁浅风险。研究结果表明，尽管中国的煤电机组有较长的技术剩余寿命，但它们的运营已接近财务盈亏平衡状态。未来的碳价格演化趋势、碳配额分配方法以及碳市场与电力市场之间的价格传导对火电机组运行影响最为显著。在碳配额拍卖情景下，即使在当前50元/吨CO2（4%年增长率）的碳价格情景下，所有燃煤机组的平均剩余寿命将减少5.43年，2020年至2050年的累计二氧化碳排放量将减少227.3亿吨；100元/吨CO2（4%年增长率）价格情景下，火电机组平均寿命将缩短11.73年，现有煤电机组将提前6年完成退出。在空间维度上，全国碳市场对我国不同地区煤电运行影响具有显著的异质性：50元/吨CO2的条件下，我国29个省市自治区（北京、西藏无数据）的煤电机组预期寿命将缩短0.34年到15.71年不等，总体而言西部地区火电机组受到的影响相对于东部地区更加显著。
研究背景
当前我国煤电装机容量高达10.8亿千瓦，约占全球煤电总装机容量的50%，而电力行业二氧化碳排放量占全国能源消耗二氧化碳排放量的40%左右，因此电力部门是实现我国碳达峰和碳中和的目标关键。与此同时，我国碳市场建设工作加速推进，在我国八个（“7+1”）省市开展近8年的碳交易试点工作后，全国碳市场已于今年7月正式启动上线交易。全国碳市场条件下，火电厂将为其自身的碳排放付费，这将直接导致火电机组运行成本增加，尤其对运行效率低下的煤电机组而言成本增加更加显著，其运行效益和财务表现将受到显著负面影响，部分火电机组甚至有可能因持续亏损而被迫提前关停并退出运行，并造成资产搁浅。
研究方法
该研究以不确定条件下的风险管理与决策理论方法为基础，构建了基于大规模蒙特卡洛模拟方法的煤电机组运行财务风险与资产搁浅风险综合评估模型。同时为实现对我国煤电行业的近全景刻画，该研究建立了包含1990~2019年投产的4540个在运营火电机组的近全样本技术经济参数数据库；基于上述方法和数据该研究对全国碳市场条件下我国煤电机组的财务可持续性以及资产搁浅风险进行系统评估，量化了全国碳市场不同机制设计情景下每台运营机组预期寿命的变化；将全部4540台机组信息进行整合，从整个煤电系统视角得到了全国碳市场条件下我国在运营的煤电机组数量、装机容量以及碳排放的中长期动态演化路径。进一步利用地理信息数据，根据其所属地区将所有燃煤机组划分为29组，绘制了全国碳市场对前述29个省市自治区煤电机组寿命影响的差异分布图。
图1 模型框架
研究结果
1）全国碳市场将对我国煤电机组运行产生重要影响，未来的碳价格演化趋势、碳配额分配方法以及碳市场与电力市场之间的价格传导关系对火电机组运行影响最为显著；
2）在配额拍卖条件下，以当前50元/吨CO2作为初始价格（4%的年增长率），我国火电机组的平均寿命将缩短5.43年，2020年-2050年的累积碳排放相对无政策情景将减少227.3亿吨CO2；以当前100元/吨CO2作为初始价格（4%的年增长率）条件下，我国火电机组平均寿命将缩短11.73年，现有火电机组将提前6年完成退出，2020-2050年间的累积碳排放将减少530.5亿吨CO2；
3）在空间维度上，全国碳市场对我国不同地区煤电运行影响具有显著的异质性，在50元/吨CO2的条件下，我国29个省市自治区的煤电机组寿命缩短从0.34年到15.71年不等，总体而言西部地区火电机组受到碳定价的影响相对于东部地区更加显著。
图2 全国碳市场条件下我国现运营煤电机组数量与装机容量演化路径
图3 全国碳市场条件下我国不同地区火电机组平均预期寿命变化
政策启示
1）统筹协调全国碳市场建设与我国能源投资发展规划，避免当前煤电快速扩张造成未来大规模资产“搁浅”。
2）逐步收紧碳配额分配总量，并提高配额有偿分配比例，发挥碳市场淘汰落后产能、引导低效煤电机组有序退出的作用。
3）基于全国碳市场影响的地区异质性，制定差异化的能源投资发展规划和“双碳”目标路线图，避免各地“一刀切”。
