碳市場機制背景下電力市場耦合效應分析研究

劉曉彤

［摘 要］在“碳達峰、碳中和”的目標作用下，電力市場和碳市場在產品屬性、價格形成、治理監(jiān)管等方面的聯系日益密切。推動電力市場背景下典型環(huán)境權益產品的聯通互認，是推動實現各類市場體系之間充分融合以及協(xié)同發(fā)展的有力抓手和關鍵橋梁。為此，本文對碳市場機制背景下電力市場耦合效應進行分析研究。通過研究碳市場機制背景下國內電力市場發(fā)展現狀，從市場運作機理角度分析電力市場機制，并從能源角度和企業(yè)發(fā)展角度分析電力市場耦合效應，以探究碳市場與電力市場的相互影響。

［關鍵詞］碳市場機制；電力市場；耦合效應

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.17.049

［中圖分類號］F123.9 ［文獻標識碼］A ［文章編號］1673-0194（2023）17-0176-04

0? ? ?引 言

在“碳達峰、碳中和”目標的引領下，電力市場中低碳、零碳的清潔能源逐漸成為主流，而高碳排放的傳統(tǒng)能源則逐漸退出市場。因此，在電力市場中，產品屬性越來越與碳排放相關，低碳、零碳的清潔能源產品受到越來越多的關注和追捧。隨著碳排放逐漸被納入經濟考量范疇，碳市場的價格也逐漸成為電力市場價格形成的重要參考。在碳市場價格上漲的情況下，電力企業(yè)需要支付更高的碳排放費用，從而推動其加速向低碳、零碳的清潔能源轉型。因此，碳市場的價格對電力市場的影響越來越大，電力企業(yè)也需要更加關注碳市場的走勢和變化。典型環(huán)境權益產品的聯通互認可以促進各類市場體系之間的充分融合和協(xié)同發(fā)展，在全國碳排放權交易市場全面開放的情況下，兼顧碳市場機制和電力市場機制是各大發(fā)電集團面臨的現實挑戰(zhàn)。其中，部分文獻將研究重點放在電力市場關聯關系分析、價格聯動與銜接機制設計等方面。在交互機理上，從宏觀視角分析了電、碳之間的交互機理。與此同時，適應電、碳、綠證等市場的主要優(yōu)化決策也是當前的熱點研究方向之一［1］。

因此，本文對碳市場機制背景下電力市場耦合效應展開分析，助力推動電力市場和碳市場等多市場體系之間的協(xié)同發(fā)展和良好交互。

1? ? ?電力市場耦合效應分析

電力市場和碳市場在管理層面上相對獨立，但在運行中聯系緊密，隨著能源互聯網和數字信息化的不斷發(fā)展，電力市場的商業(yè)模式也在進行新一輪的改革與創(chuàng)新。電力企業(yè)在碳市場中獲得的配額會影響其在電力市場中的電力總量。結合中國市場經濟模式體系可以看出，電力市場公司的發(fā)電量也可以直接影響 CCER 核證量的數值。因此電力市場的決策難度遠遠地超過了單市的價格競爭難度。

在中國特色社會主義市場經濟體制下，電力市場的發(fā)展必然立足我國國情，結合我國市場經濟模式，綜合考慮各省市資源分布等具體情況。基于現有電力市場機制進行改革創(chuàng)新，研究我國電力市場發(fā)展模式的規(guī)模框架及其風險因素［2］。中國電力市場的發(fā)展與國家政策方針的支持息息相關。政府常常采用補貼方式促進新能源的開發(fā)與應用，但未來逐漸去掉補貼，市場價格常態(tài)化也是市場發(fā)展的必由之路。在中國電力市場發(fā)展的過程中，需綜合分析發(fā)展進程、新能源成本、發(fā)電的組合方式等因素。

2? ? ?碳市場機制背景下電力市場分析

2.1? ?碳市場機制

碳市場是一種以市場為導向的減排工具，可以實現資源的優(yōu)化配置。碳市場是一種碳定價機制，通過市場的價格信號為碳控制公司提供如何實現低碳轉型的指導［3］。當減排成本低于排放價格時，排放控制公司可以選擇限制排放，并在排放市場上出售排放量以盈利；若減排成本高于排放價格，他們可以選擇從市場上購買排放量以履行其義務。

2.2? ?電力市場國內發(fā)展現狀

基于國外電力市場的成熟案例，對中國電力市場商業(yè)模式進行探索。隨著新能源技術的發(fā)展，可以融入不斷成熟的市場化的太陽能發(fā)電、風力發(fā)電等清潔發(fā)電技術，建立市場化運營機制和市場監(jiān)管體系，形成新型的中國電力市場商業(yè)模式，推動中國電力市場發(fā)展。隨著能源互聯網和數字信息化的不斷發(fā)展，電力市場的商業(yè)模式也在發(fā)生新一輪的改革與創(chuàng)新，研究發(fā)現去中心化的電力市場模式可以直接帶動各個體之間的交易互動，使個體有意識地進行能量管理，以及在電力市場中自主選擇電力交易模式，進而逐漸增強用戶群體的能源發(fā)展與應用意識，為能源轉型與電力市場發(fā)展做出貢獻［4］。隨著信息技術及分布式能源的不斷發(fā)展并不斷融入電網市場，以用戶為核心的電力市場商業(yè)模式主要表現為點對點和基于社區(qū)的交易模式。

點對點的交易模式使電源離用戶越來越近，而基于社區(qū)的交易模式可以降低成本，兩者相輔相成、共同發(fā)展，開拓了電力市場發(fā)展的新思路。這種電力市場的商業(yè)模式還可以簡單有效解決當地區(qū)域可再生能源的應用問題，尤其適用于以社區(qū)或區(qū)域為單位的電力市場。通過將當地的政策和清潔能源發(fā)展現狀與現有的基礎建設發(fā)展模式相結合，使兩者相得益彰。

3? ? ?碳市場機制背景下電力市場耦合效應分析

3.1? ?從市場運作機理角度看電力市場機制

碳市場預計直接影響電力批發(fā)市場的出清順序，碳市場價格和電力市場價格相互影響。碳市場的碳成本會被納入市場調度決策當中。這一行為會進一步提高排放強度較低的發(fā)電技術的利用價值。引入碳市場后，在配額以外的部分，電力市場的現貨出清順序將會被改變。由于燃煤機組減排成本高于燃氣，在綠證市場中通過售賣出本體獲得利益，在同樣需求的情況當中，電力市場也有可能被改變［5］。碳市場對電力市場的作用在于能夠在綠證市場中通過售賣出綠證進而獲得利益。可再生能源電力市場發(fā)電企業(yè)除了參與電力市場交易以外，也可以進一步加強裝機方面的優(yōu)勢，使得市場中的綠色電力供應大幅度提高。

3.2? ?能源角度的電力市場耦合效應

通過電力市場耦合，不同地區(qū)之間可以實現能源資源的優(yōu)化利用。比如，某些地區(qū)的可再生能源資源較為豐富，而其他地區(qū)則缺乏這種資源，通過電力市場耦合，可以將多余的能源輸送到需要的地區(qū)，從而實現能源資源的最大化利用。與此同時，電力市場耦合可以促進電力市場競爭，使得不同地區(qū)之間的電價更加公平和透明。消費者可以通過購買低價電力來降低能源消耗成本，從而提高能源利用效率，提升電力供應的可靠性和穩(wěn)定性，從而提高能源安全保障水平。

電力市場耦合可以促進跨地區(qū)的能源合作和交流，推動能源轉型升級。通過電力市場耦合來分享技術和經驗，從而推動其他地區(qū)的能源轉型升級，促進能源資源的優(yōu)化利用，降低能源消耗成本，提高能源安全保障水平，推動能源轉型升級。

因此，從能源利用的角度來講，電力行業(yè)當中的可再生能源轉型的突破，可為其他產業(yè)樹立良好的典范。電力市場的耦合效應還可以在不增加棄光率與棄風率的情況下，提升可再生能源利用程度。

3.3? ?企業(yè)發(fā)展角度的電力市場耦合效應

從企業(yè)發(fā)展的角度來講，碳市場機制背景下的電力市場的耦合效應還能夠幫助電力企業(yè)更好地減排，從而更好地實現轉型目標。

電力公司可以采用風險對沖方式來維護其價值和獲取收益。第一種方式是采用跨市場的交換發(fā)電燃料、發(fā)電量和碳配額制度來進行風險管理。如公司利用在國際電力交易市場賣出相當比率的遠期發(fā)電量，并同時買入未來發(fā)電市場所需要的能源遠期，以及碳配額遠期來穩(wěn)定碳價。第二種方式則是利用市場價值差實現監(jiān)管套利。第一種方法是通過利用一級市場（拍賣）和二級市場之間的價格差異來實現投資收益，而另一種則是通過比較不同的碳資產（例如碳配額和核證減排）間的現貨或期貨價格差額來實現監(jiān)管套利。除此之外，很多電力公司會設立專門的碳資產管理部門，以便在碳市場中進行投資和交易，從而鞏固企業(yè)的市場地位和增強企業(yè)的實力［6］。

碳市場的拍賣機制不僅能夠減輕政府的財政負擔，同時也為電力企業(yè)提供了一個穩(wěn)定的投資渠道，以支持可再生能源項目的發(fā)展。隨著免費額度的不斷減少和經濟的發(fā)展，這些投資對于電力企業(yè)的轉型提供了一定程度的保障，特別是在可再生能源項目方面。

4? ? ?碳市場與電力市場的相互影響

對于碳排放權交易對電力市場的短期影響，大部分的學者認為，由于增加了碳排放交易，碳配額可在交易市場進行交易，企業(yè)在國家規(guī)定免費排放配額的基礎上根據自身的需要購買或者售出碳配額，從整體性來看，增加了發(fā)電廠商的運營成本，排放量多的廠商成本增加得多，排放量少的廠商成本增加得少。而短期成本的增加會決定發(fā)電廠商的電價，也會影響發(fā)電廠商對于不同發(fā)電機組的調度優(yōu)先順序，同時還會影響電力用戶的購買量［7］。對于碳排放權交易對電力市場的長期影響，主要是表現在對發(fā)電廠商投資的影響。從長遠來看，排放權交易的介入，使發(fā)電成本增加，電價升高，競爭力減弱；再加之未來傳統(tǒng)能源的稀缺性和價格的升高，生產要素成本提高，會更大程度上增加煤電機組的成本，因此發(fā)電廠商必須轉型，進行技術創(chuàng)新、設備更新。

電力市場的運行結果能夠初步確定電力市場運行出力的基本安排形式。從而能夠基本得到市場為主體的碳排放權配額需求量，這將會是碳排放配額規(guī)模比較確定的重要考察點。當碳市場管理太過于松散的時候，碳市場背景下的電力市場將會完全通過電力發(fā)電成本驅動，非常低的碳市場價格導致碳市場失去了約束能力。系統(tǒng)根據電力市場給出的價格信號指揮運營。

電力市場的調度機構收集到各市場主體的申報信息以后，碳市場成為完全競爭市場，使用者提交其真實的效用和需求。市場出清以直流潮流模型構建網絡安全體系，出清的結果為市場主體每小時賣出或買入的系統(tǒng)邊際價格以及電量，出清的目標函數為綜合考慮供給側和需求側申報的社會福利最大化模型。

碳市場會與電力市場形成一定聯系。碳市場排放權規(guī)模是影響電力市場均衡的重要因素。電力市場結構有可能造成部分機組傾向于選擇不啟用發(fā)電裝置，極其嚴重的時候會導致電力系統(tǒng)運行不平穩(wěn)。燃煤機組的碳市場排放成本能夠體現在市場競價行為當中。一部分使用者更傾向于選擇具有相對價格優(yōu)勢的發(fā)電體系，從而倒逼供給側的綠色低碳轉型。

優(yōu)秀的電力市場、碳市場一般相對為個體化，互不影響。碳交易市場的主體對象是指參與碳交易的企業(yè)、組織機構或個人的總和，他們是碳交易市場中碳排放權交易活動的各種微觀主體。當碳市場配額管理較為嚴苛的時候，這時電力市場通過電價和碳價的聯系實現市場狀態(tài)交互傳導。企業(yè)作為溫室氣體的主要排放主體，他們是最常見的碳排放權交易主體。某些企業(yè)被強制要求有碳減排任務及目標，而且自身不具備碳減排能力或者技術，則必須增加碳排放權使用量。隨著電力市場的不斷發(fā)展，電力金融市場在逐漸崛起，也逐步建立電力金融衍生品的交易、機構及相應的機制。電力市場新一輪改革后，國家已經形成完整的電力市場體系。從實踐中來看，碳現貨市場相對比于年度或者月度的電力市場規(guī)模比較輕微、通貨交易頻次較高。

5? ? ?結束語

本文對碳市場機制背景下電力市場耦合效應進行分析研究。電力市場和碳市場雖然在管理層面上相對獨立，但在實際運行中聯系緊密，并且兩個市場運行機制在運行過程中相互制約，相互輔助。現階段我國電力市場與碳市場之間還存在一些不協(xié)調的問題，需要強化市場間的協(xié)作。

主要參考文獻

［1］靳冰潔，李家興，彭虹橋，等.需求響應下計及電碳市場耦合的多元主體成本效益分析［J］.電力建設，2023，44（2）：50-60.

［2］楊昱，唐雨微.組合電力市場下水電優(yōu)化調度研究［J］.河南水利與南水北調，2022，51（11）：21-23.

［3］盧治霖，劉明波，尚楠，等.考慮碳排放權交易市場影響的日前電力市場兩階段出清模型［J］.電力系統(tǒng)自動化，2022，46（10）：159-170.

［4］王蓓蓓，亢麗君，苗曦云，等.考慮可信度的新能源及需求響應參與英美容量市場分析及思考［J］.電網技術，2022，46（4）：1233-1247.

［5］武昭原，周明，王劍曉，等.雙碳目標下提升電力系統(tǒng)靈活性的市場機制綜述［J］.中國電機工程學報，2022，42（21）：7746-7764.

［6］傅質馨，李紫嫣，朱俊澎，等.“雙碳”目標下需求側管理機制研究綜述及展望［J］.電力信息與通信技術，2023，21（2）：1-12.

［7］李相銳，陳仕軍，馬光文.電力市場下區(qū)域水電企業(yè)跨流域徑流互補特性研究［J］.云南水力發(fā)電，2023，39（1）：330-336.