碳期貨交易下火力發電企業的低碳效益分析

徐付環 王文榮

摘要：火力發電企業隸屬高碳排放行業，在現行碳現貨交易下需要在市場上購買大量碳排放量，而現貨價格受到宏觀經濟、能源價格、國際碳價等因素的影響，其價格的波動性較大。火力發電企業總是在圍繞現貨市場價格升降而做出增減碳配額決策，不能很好的降低風險性。因此，推行碳期貨進行套保勢在必行。本文對火力發電企業采用碳期貨規避價格風險的可行性進行分析，將碳期貨作為風險補充手段，對采用碳期貨交易之后的火力發電企業可能出現的風險進行分析。通過分析借助碳期貨獲得收入端的收益（即發電側收入，含發電收入、碳排放權收入、政府補貼收入等）進一步確定經濟效益。

關鍵詞：碳交易 碳配額 經濟效益分析

中圖分類號：F820

一、引言

國外的碳期貨上市較早，例如，歐美等發達國家在2005年碳現貨（碳排放權和核證減排量）出現后，期貨交易（EUA和CRA）也相繼推出，供企業規避現貨價格風險和投資者投資選擇。2007年，歐洲碳市場出現供過于求時，碳期貨在一定程度上支撐碳市場度過難關。以印度為代表的新興市場國家中，最早在2008年依靠國內MCX和NCDEX兩大期貨交易所進行碳期貨交易[1]。MCX是由紐交所、花旗等金融機構投資，印度與國際交易所的合作，在國內市場上開辟碳期貨交易，在發展國家中走在前列，進一步提升了印度在碳交易市場中的地位。而我國碳交易市場是以碳配額為核心、CCER為輔的交易體系，碳期貨這種金融工具當前不存在。

效益是企業衡量投入和產出的關系指標，分為經濟效益和社會效益。經濟效益可以用某些經濟指標或數值計算得出，相對于社會效益而言更加的簡單明了和直觀；社會效益則是很難量化評價。我國目前尚未推出碳期貨，但碳期貨上市也將勢在必行，屆時碳期貨能夠成為火力發電企業套期保值規避風險的金融工具。

二、碳期貨交易下碳配額總量、分配與履約問題分析

（一） 碳配額總量

1. 碳配額總量的確定方法。參照國際碳期貨交易市場，碳配額總量的確定方法分為兩種，即自上而下法和自下而上法 [2]。①自上而下法。即絕對總量法，在初期就對重點排放單位的配額總量進行限定。現歐美等發達國家普遍采用這種方式；②自下而上法。即相對總量法，政府對重點排放企業每單位的產出或投入之間所發放的配額進行設定，隨后加總得到配額總量上限。

2.我國碳配額總量分配步驟。①省級主管部門按照重點排放企業前一年的實際產出量，明確配額分配方案，并對各重點排放單位的配額數量進行核定；②在核定之后由省級主管部門將本行政區域重點排放單位的配額數量加總，然后形成省級行政區域配額總量；③各省級行政區域配額總量進行加總，得到全國配額總量。具體如圖1所示。

（二）分配及履約

1.在總量進行確定之后，對重點排放單位進行分配，如圖2所示。我國的碳配額分配方式是以基準線法為標準，單位產品碳排放量優于基準線的，生產產品數量與配額量成正比；相反，如果劣于基準線，需要加大投資努力實現單位排放量優于基準線，否則，就需要在市場上購買碳排放權。目前，我國碳市場剛剛起步，免費分配的配額量為100%，有償分配需要在之后適時引入。

2.履約。重點排放單位需要經過第三方機構進行核查，因此一般在第二年的3-4月份才能上報。碳交易履約周期始于配額分配，終于配額清繳，通常被設定為一年期限。

三、碳期貨交易下火力發電企業低碳效益分析

（一） 發電側成本

發電側成本是指火力發電企業在發電過程中產生的直接成本以及間接成本之和。火力發電企業如果實現收益最大化，應該盡最大努力采用先進的發電技術，以此來縮短社會必要勞動時間[3]，提高勞動生產率，降低發電側成本。因成本計算復雜，為簡要分析模型，本文定義發電側成本是穩定不變的。

（二） 發電側收入

火力發電企業收入含有直接收入和間接收入兩部分。

1.直接收入。企業通過發電直接獲取的收益，通俗的講就是每一度電與上網電價的乘積。火力發電企業是基于煤炭、石油等化石燃料的火力發電廠。這一類企業的CO2排放量可以表示公式為[4]：

E=F×f

公式中，F代表的是消耗的燃料量，f表示每單位燃料量所排放的CO2。

而普通化石燃料的發電量為：

g=F×q×η

在上面的這個公式中，q表示該種燃料的單位發熱值，η表示能量轉換效率，也就是發電效率，g表示發電量。

將上面兩個式子聯合，可以得到：

這樣可以得到E和g的關系，即碳排放量（噸）與發電量（焦耳，1 kW·h=3.6×106J）可以用一一對應的函數關系來表示，如3圖所示。對于不同類型的火力發電廠，電碳特征函數將會因為發電技術的不同而不同（能量轉換效率不同）。但是如果對于選定了的發電機而言，其能量轉換效率水平的變化會在一個很小的區間內變動。為了簡化分析，在以下的模型案例分析中，我們將能量轉換效率定義為常數。

2.間接收入。企業間接收入來源于碳排放權收入和政府補貼收入[5]。碳排放權收入是指在政府分配的無償碳排放額的基礎上，火力發電企業通過自身技術減排將剩余的碳排放額輾轉到市場交易，以此獲得相應的收入。由于火力發電企業發電成本較高，政府部門會對其進行補貼，即政府補貼帶來的發電企業收入。

（三） 案例模型分析

1.案例模型1。2021年3月份，假設政府分配100單位的碳配額。如果火力發電企業在碳配額履約之前能夠在履約日出售10單位碳配額（1單位相當于1噸CO2當量），當前碳現貨每噸59元，火力發電企業比上年減少碳配額10單位時，其發電側直接收入端較上年也會損失5000（依據上述公式并按照碳排放系數得1kg CO2量大致對應1度電，10 000×1×0.5=5000）元。火力發電企業履約日一般是第二年的3月份，若火力發電企業預測履約日現貨價格會上升，為防范現貨價格下降風險，可以在期貨市場上賣出碳期貨，即持有碳期貨空單。如果現貨價格下降至50元，可以用期貨市場上的盈利來彌補現貨市場上的虧損。這樣能夠把風險降到最低，獲得經濟效益同上一年相比有所下降，但社會效益卻有所增加，如表1所示。

表格中Δ經濟效益是指火力發電企業在本年度運用碳期貨使得總效益變化情況。火力發電企業如果不使用碳期貨這種金融工具，可能在履約日較上一年的五月份虧損100元，但是如果使用了碳期貨金融工具來作為套期保值，則有可能較上一年五月份獲利900元。由此可以看出，碳期貨能夠很好的規避風險。

如果將2021年度同2020年度相比（假設成本近似），則2021年獲得經濟效益同2020年相比較增減量為Δ=10×50+10×10×（60-50）-5000=-3500。

2.案例模型2分析。在政府分配100單位碳配額之后，火力發電企業預計在履約日需要購買10單位的碳排放權。為防范市場價格上升的風險，可以在期貨市場買入碳期貨合約，以對沖風險。如表2所示。

火力發電企業使用金融工具較不使用碳期貨金融工具多獲得經濟效益為1000。除此之外2021年度獲得經濟效益同2020年度相比較增減量為Δ=-10×70+10×10×（70-60）+5000=5300。

四、火力發電企業碳期貨風險的應對措施

（一）我國碳期貨價格影響因素

1.宏觀經濟。宏觀經濟的發展是依靠各個產業所推動起來的，工業作為主要的碳排放量產業，它對宏觀經濟增長起著重要作用。一般情況下，宏觀經濟增長[6]，其工業產值也必然是上升的，也必導致CO2排放量有所增加，由此引起碳交易市場上碳排放權需求的增加，在供給保持不變或者在很小的區間內變動的情況下，其碳價必然上升。反之，在宏觀經濟下降的時候，碳價也將有所下降。

2.能源價格。非清潔能源價格會對碳價產生影響。如2021年發生動力煤暴漲事件，對碳價產生了較大的影響。動力煤的暴漲，一方面會增加火力發電企業的發電成本，降低利潤，導致企業減小生產；另一方面，在國家對新能源政策的扶持下，企業將降低單位產能CO2的排放量，碳排放權需求減少，碳價應下降。

3.國際碳價。通過我國碳交易市場的定價行為以及套利行為等[7]，也進一步說明，我國碳交易市場中缺乏相對完善的定價機制，從而不得不以國際定價為參考，采取的是跟隨國際定價的方式。當我國的碳價低于國際市場上的碳價，套利者會在我國市場上買入碳排放權，之后在國際碳市場上賣出，賺取利差，這種套利行為最終會使我國的碳價和國際市場的碳價保持一致，直至套利機會消失。

4.其他因素的影響。其他因素對碳價的影響可以簡要概括為氣候以及政策。極端的氣候會使得政府采取相應的措施對能源消耗進行控制，對碳價會產生影響。各國為保護環境嚴加控制二氧化碳的排放量，會使得碳排放權需求增加，碳價上升。除此之外，極冷、極暖都會對碳價產生影響，使得需求增加，碳價上升。

（二） 火力發電企業推行碳期貨風險分析

期貨市場是風險重新配置的一個交易場所，通過在期貨市場的購買或出售能夠將風險和機遇轉給其他風險偏好者，但其套期保值也面臨一些風險。

1.游戲規則不熟悉。期貨市場的游戲規則較為復雜，如果沒有專業的隊伍對其進行分析操作，可能會出現很大的風險。

2.套期保值動機不純。套保和投機這兩者行為在本質上無區別。套期保值是企業防止價格反向波動而帶來經濟效益虧損的同時也失去了正向價格變動帶來意外收益的可能性。而投機行為則可能會獲取暴利，誘導火力發電企業放棄套保，或者不執行套期保值方案，在市場突發巨變的情況則有可能發生巨大的虧損。因此，碳現貨交易總量和期貨交易總量上應該互相適應。

3.期現基差異常。火力發電企業可以嚴格按照“數量相等，方向相反”的原則實行套期保值規避風險。實際上這只不過是一種理想狀態，在期貨合約到期時期現價格也會趨于一致，但是一般情況下期現價格總會出現一定程度的背離，即基差。基差在一定的范圍內認為是合理并且是必要的，但是如果出現了嚴重的背離，套期保值的意義將不復存在。

4.“先天性”行情延誤。套保源于企業明確在履約日需要購買或出售碳配額，但對履約日價格的不確定性，擔心價格變動不利于自己的情況發生。在牛市行情中，企業總會買入套保，而在熊市中，企業總會賣出套保。這些先天性因素，可能會導致企業套保的頭寸出現問題。

（三） 防范化解碳期貨風險的建議

1.提高火力發電企業風險意識。火力發電企業應該重視對員工的風險管理教育，定期對企業內部管理層培訓和考核等，提高風險管理人的風險管理能力。可以嘗試將風險管理人員的收入和風險管理績效相掛鉤，借此搭建一個更為專業更有責任心的工作團隊。這樣不僅可以幫助企業制定合理的套期保值方案，還可以在套保過程中根據需要做出合理的調整。

2.火力發電企業應明確套保的目的。在進行套保之前，火力發電企業必須明確其套期保值的目的。大多數情況下，套保的目的在于防范一些可能出現的風險或與自己意愿相違背的結果，對于一個缺乏經驗或者是風險厭惡型的火力發電企業應當遵循套保的原則，對于風險偏好型或追求利潤最大化的企業來說，則需要對靜態的套期保值方案進行優化。傳統的1：1對沖風險策略沒有考慮到套期保值企業需求的多樣性，如果火力發電企業追求靜態的套期保值方案，可能會難以避免基差風險，這樣會使套期保值的效果大打折扣。因此，追求更好效果套保方案的火力發電企業應該采取動態的投資管理方式，在基差較大的時候，應該適當的調整頭寸，降低其套期保值的比率。

3.對套保的風險識別以及評估。管理層應該將可能影響套保的各個因素找出來，如基差變化、碳期貨合約的流動性等，分析這些影響因素在套保中帶來的影響是不利的還是有利的。若是有利影響，則火力發電企業可以繼續保持原先方案；若是消極影響，企業管理者則應積極調整方案，采取一定的措施來應對這些不利的變化。

4.建立有效的信息與溝通機制。火力發電企業應該建立一套風險管理信息系統，及時對期貨市場發生的新變化和企業內部變動因素實施動態追蹤和收集，并將這些信息收集后向管理層呈報，可以根據德爾菲法等方式廣泛收集相關意見。根據相關者利益最大化原則，內部的員工也是利益相關者。因此，火力發電企業套期保值的收益也會影響到員工的利益，所以，企業應在對員工進行專業培訓的基礎上，聽取員工的意見，不斷完善風險管理體系。

5.加強對套保風險的動態監控[7]。企業應該開展對套期保值風險管理的動態監控，對于在風險管理中出現的漏洞，應該及時的反饋和改進。同時，這種動態監控方式有利于監督人員職責的履行情況，對于消極的員工進行督導。

參考文獻：

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責任編輯：田國雙

第一作者簡介：徐付環，沈陽化工大學，碩士研究生，研究方向：數字金融，低碳經濟。

通訊作者：王文榮，沈陽化工大學經濟與管理學院，教授，碩士生導師，研究方向：產業金融。