奔向碳中和的中国碳市场|火电视角

2020-11-17 15:25:36 来源:能源研究俱乐部 作者:钟青   点击量: 评论 (0)
奔向碳中和的中国碳市场——火电视角的思考01碳中和目标让碳市场建设进入崭新阶段9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩...

奔向碳中和的中国碳市场

——火电视角的思考

01

碳中和目标让碳市场建设进入崭新阶段

9月22日,国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话时宣布:“中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。”这成为在新的历史条件下推动全球应对气候变化的重要乃至决定性力量。

我国在2015年巴黎气候大会上关于二氧化碳排放达峰的表述是“中国将在2030年左右二氧化碳排放达到峰值,并争取尽早实现。”而此次提出“2030年前达峰”“2060年前实现碳中和”,体现了新时代中国推动构建人类命运共同体的责任担当。自此,包括中国在内的全球碳市场建设将进入一个崭新的阶段。

(来源:微信公众号“能源研究俱乐部” ID:nyqbyj 作者:华能碳资产经营有限公司总裁助理兼总法律顾问钟青)

02

碳中和目标对中国碳市场意味着什么

根据英语词源定义(剑桥英语词典),碳中和(carbon neutrality或者carbon neutral)是指社会(商业行为、组织与个人)排放二氧化碳总量与去除(remove)环境(大气)中存在的二氧化碳总量相等,从而达到二氧化碳净零的排放状态。尽管媒体对碳中和概念引用不尽相同,但碳中和都可以通过两大类途径实现。一是减少直接的绝对排放数值,二是通过固碳等方式去除环境存量中的二氧化碳。

碳中和对于建设中的中国碳市场至少具有以下几个明确而具体的意义。

首先,碳市场成为减排政策工具库中最重要的工具。和其他诸如碳税、更高的强制能效标准、非水可再生能源绿色电力证书(绿证)等相比,因总量控制市场的特有属性,碳市场直接与碳排放的绝对数值挂钩,在其涵盖的社会排放领域可以更加直接地反应减排效果并评估气候变化控制指标是否达成。提出碳中和目标,更使这一特性无可替代,中国碳市场将迎来史无前例的发展,必将在未来成为引领全球碳市场的排头兵。

其次,碳市场建设中的关键变量得以明确,并为未来立法提供不可或缺的依据,扫清了立法中的一大障碍。在我国试点碳市场建设过程中,各试点地区结合自身实际,出台了相应的地方法规性文件。由于此前我国对外承诺、国民经济与社会发展五年规划目标中,一直将碳排放的控制目标设定为强度目标,目前试点碳市场的总量控制目标实际上是GDP增长率等各因素加权后的总量目标,加之MRV机制处于起步磨合过程,使得我国碳市场建设中总量控制交易的核心要素一直较弱。如果说巴黎气候大会2030年左右达峰的承诺基本解决了总量问题的话,此次关于碳中和的目标,对中国在2030年至2060年间的直接碳排放总量将大幅递减这一关键趋势做了最权威的定性。任何人都知道,作为全球人口第一、制造业总量第一的中国,碳排放总量仅靠固碳(碳汇)而不大幅减少直接排放的绝对值,是无法做到碳中和的。

第三,2030年至2060年间,中国碳排放绝对值递减,包括减排量交易、CCS等固碳途径,将共同构成2060年之前碳中和的主要措施。这意味着,除非减排量抵消目标全部由财政转移支付等非市场手段(如税收、补贴、强制能效或产品替代标准)来实现,中国碳市场很可能将长期存在减排量产品的市场交易。

此外,对于关注碳市场交易的市场人士而言,既然未来减碳预期明确,而碳市场又将成为决策者减排政策工具首选,长期碳价上涨将不可避免。

03

碳中和背景下火电的未来在哪里

在中国,长久以来对于化石能源消耗大户也是二氧化碳排放大户的火电的命运,不同的观察角度有不同的结论,一直存在不小的争论。

从能源安全角度看,技术成熟、资源丰富的煤电可以使我国能源安全得以充分保障;从资源禀赋角度看,中国富煤缺油少气,要支撑电力需求增长,相当长一段时期内煤电必须是电力供应的基础负荷;从电力系统可靠性安全性角度看,缺乏煤电、气电等传统化石能源的基础性支撑,将无法保障可再生能源渗透率上升到一定阶段时的电网稳定性和安全性。即便从德国、英国等发达国家的经验来看也是如此,甚至国外学者还提出所谓的“能源三角不可能”:即除非出现革命性的技术,能源的安全、清洁与廉价三者不可兼得。

但在主张可再生能源全面替代火电的人士看来,通过风光电与储能的配比,辅之以长输、至负荷中心百公里级别的中距离输电手段,完全可以实现对煤电增量乃至所有存量的替代。有研究认为,即便考虑电力约束补偿,储能容量与风光电装机超过5:1时,只需要5到10年时间便可以实现全火电替代后的平价上网。而因为风光资源的“无限性”,以及其资源占用的“非零和”特征,全面替代火电将带来世界范围内的“资源和平”。

上述貌似尖锐对立的观点,实际上都源自对边界条件的不同规定。如果同化边界条件,我们将发现结论不再冲突。这个边界就是技术发展的时间维度。换言之,如果出现革命性技术(技术性和经济性同时具备),则即便煤电也可以通过经济性较好的CCS、地质海洋封存、具有固碳特性的材料生产替代工艺(CCUS)等技术实现净零排放;即便风光再不稳定,也可以通过高能密、低衰减且环境友好的储能、具有强大系统算力的分布式智能控制技术等实现电力系统的安全稳定运行。我们甚至可以畅想,如果可控核聚变技术成熟,所有的“其他电”都将不复存在,从而彻底解决能源领域的碳排放问题。

2060年前实现碳中和,为技术发展的时间维度设立了一个明确的边界。虽然技术的发展不完全以人的意志为转移,也很难在较短的时间内准确预测技术进步的具体样态,但碳中和约束边界的确定,将极大改变技术发展的方向。单纯以提高火电能效来减少二氧化碳排放的技术在发展前景上将面临天花板,而CCUS(如有固碳效应的替代材料等)、地质海洋封存等可以在理论上实现火电净零排放的技术成为规模化火电生命延续的唯一希望。

基于以上的分析,让我们大胆地预测一下:现在至2060年实现碳中和,所有的政策手段应使火电不仅增量为零,存量也加速降低;可再生能源装机加速增长,直至达到可以实现碳中和的平衡;2020至2030年,火电将降至50%以下(如果有类似页岩气革命发生,不排除气电作为过渡形态较短时期内占据较高比例);虽然“十四五”期间不建议“一刀切”地绝对冻结煤电新装机,但新装机条件将更具体且严格,甚至通过设置苛刻的“正面清单”方式规定准入条件,而淘汰存量速度将明显加快;“十五五”期间大概率冻结增量并加速降低存量;2030至2060年,煤电将大幅萎缩至当时技术容忍度范围内的最小值。

04

碳市场能为碳中和做些什么

碳中和作为一个更加进取的目标,可以视为碳排放总量递减的终极目标。我们知道,碳市场通过总量控制下的排放权价格发现,以市场无形之手推动市场各要素的流动,最终实现所覆盖领域温室气体排放总量目标。只要碳市场有效运行,每个履约年度设置的总排放目标就是可靠的、被碳市场所覆盖领域的排放量。只要能解决减排量和过渡时期纳入电力消费间接排放带来的双重计算问题,这个结论的正确性甚至可以推广到全球。

碳市场的总量控制设计表面上是对绝对排放量的管制,但却可以从两个不同方向形成碳中和的合力。

一方面,碳市场将成为火电特别是煤电发展的重要制动器和终结者。

在碳中和政策预期明朗的情况下,碳市场将不遗余力利用市场之手,通过设置更严格的排放总量、纳入更多的排放行业、实施更严明的排放核查与执法、强化价格发现必须的市场流动性、适时推出衍生品等各项措施,碳价将在未来维持相对高位运行,对火电生产经营带来更大的碳约束成本。

可以预计,在“十四五”后期将开启免费配额发放比例递减之门,在“十五五”期间过渡到火电行业取消全部或绝大部分免费配额发放;排放核查将以成本更低、可靠性更高的烟气排放实测技术手段替代目前的“人肉MRV”;包括配额、减排量在内的碳排放权产品现货和期货交易量上升,以至传统金融行业能够接受其成为与蓝筹A股等同对待的普通质押物……这一切,再加上平价可再生能源电力的竞争,将使火电特别是煤电投资变得不再有利可图,运行成本的增加也会加快存量火电退出历史舞台的步伐。

另一方面,碳市场的另一类交易产品——减排量,则从创造并扩大减排量市场的角度为社会投资转向“几乎净零排放”的可再生能源提供新动能。

风电成本较高的行业发展初期,CDM项目的收益曾经占到项目利润的25%至50%,减排量收入一度成为风电投资重要的测算依据。然而,欧盟碳市场暴跌,风电度电成本持续降低,“额外性”的技经指标要求提高了减排量市场的准入门槛,国内减排量CCER履约市场需求也尚未真正启动,减排量收入在可再生能源投资中的重要性远未达到应有的程度。

碳中和预期的明确,促使减排量市场迎来新一轮爆发机遇,并将以独特的市场化手段极大促进可再生能源对火电的替代,促进碳中和目标早日达成。

05

火电如何适应碳市场

如果说火电企业在早期试点碳市场中的行为更多旨在熟悉规则、重在参与的话,在达峰与碳中和目标明确以后,火电企业必须尽快就碳市场带来的一系列变化和压力作出迅速反应,积蓄力量,开创新路。

对于大型电力集团,特别是火电占比较高的企业集团,应充分认识到碳中和背景下碳市场的巨大变化,做好以下准备:

第一,将温室气体排放控制工作提升至企业发展全局性战略高度,尽快形成碳战略规划和近期行动计划,长短结合,实施专业化管理。

从国际经验来看,欧盟碳市场覆盖的几乎每一个大型能源集团都在总部层面设立了“碳战略部”(Carbon Strategy),并有专门的碳交易团队(Trading Desk)负责处理碳交易和履约事务。碳战略部直接向CEO汇报,碳交易行为纳入集团燃料和能源产出品的采购与销售中,统一协调交易策略、设计交易产品。同时,在碳市场初期,因为信息不对称、制度尚在完善等一系列因素,一些大型能源集团甚至可以做到碳价上涨与集团利润正相关。这一结果虽然有一定偶然性,但从火电企业管理层面看,更积极主动、更专业化的应对碳市场,无疑是值得借鉴的经营经验。

第二,根据碳战略有针对性地调整经营管理,适应日益严峻的碳市场压力。

传统火电企业的投资管理、技改升级、生产管理、人才建设等各方面都应该做出相应的变化。如建立新的投资测算模型,引入碳约束参数,并调高碳价预期和调低免费发放配额比例的预期;对新增火电项目的投资测算采用更加严格的标准,提前制定比政策导向更为严苛的内部准入清单,控制未来行业风险;在火电厂煤耗、环保等传统技改基础上,向可促进可再生能源消纳、替代散煤的集中供热供汽、有环境治理协同效应的生物质固废掺烧等项目倾斜,因地制宜、因厂施策,尽最大努力延长火电在新形势下的生命周期;严格按照国家有关温室气体排放的法律法规规范数据管理,降低排放核查的合规成本;注重精通能源类产品交易、具有交易产品设计能力的人才培养工作,充分利用金融市场工具控制对冲火电的碳约束成本等。

第三,适时调整研发投入方向,使科技成为应对碳市场的最有力武器。

毋庸讳言,倒逼火电实施可以降低排放的技改甚至淘汰火电进行结构调整,是碳市场的初衷之一。但在碳中和开始倒计时后,从中长期看,试图单纯通过提高火电能效来减排的技术进步,极有可能跟不上碳约束和环境约束双重刺激下的火电成本剧增。在我国清洁煤电技术和装备制造已领先全球的背景下,度电煤耗每一克的降低都需要付出极高的成本。同时,能够产生规模以上减排效果的能效提升技术方案不是单个电厂甚至某个发电集团单打独斗就能完成,需要在基础材料科学、工艺制造、控制等各个研究领域进行国家层面的重大技术协同攻关。因此,火电企业在未来的研发投入上,应更加重视可再生能源技术、储能技术、低成本的碳捕集技术等可以从理论上实现净零排放的技术研发。

此外,碳市场本身催化出的技术创新,如可以替代现有排放核查方法的烟气CEMS技术,区块链技术在减排量核查、交易应用场景的实现等,也将带来新的市场机遇。

第四,重视并抓住碳市场带来的外向型机遇,为能源转型赢得更多平滑成本的时间。

中国碳市场将成为全球最大碳市场已经不可逆转。中国在温室气体减排方面超出世界预期的承诺,将为中国企业带来新的外向型机遇,从而为能源转型迎来平滑成本的时间:清洁火电和可再生能源先进技术在“一带一路”国家的输出将获得更大的国际认同;新减排方法学以及涉及的国际标准等软科技方面将有更大的参与和话语权;在全球碳市场联通、减排量交易、防止碳泄露的碳关税等方面将有更大的定价权……碳市场也将为能源行业深化国际化战略提供弥足珍贵的契机。

第五,重视跟踪与碳市场类似的政策工具出台进程,协同处理好政策总效应与企业总效益的关系。

在碳市场成为最重要的温室气体减排工具的同时,包括碳税、绿证节能量交易、用能权交易、环境权交易在内的各种政策工具也正在有关地区和行业进行密集调研,有的还正式写入了中央文件,并已在试点推广。这些工具从不同角度给火电企业经营带来成本增加的压力。火电企业应该密切跟踪相关政策出台进程,积极参与政策调研,建言献策,更好地反馈行业意见,为行业健康发展和转型打下基础。

(本文仅代表作者个人观点,不代表所在单位意见)

原文首发于《电力决策与舆情参考》2020年10月30日第42、43期 

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责任编辑:张桂庭

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