基于碳排放权交易的发电用煤价格模型

王伟，张爱培，田建亮，覃涛

基于碳排放权交易的发电用煤价格模型

王伟1，张爱培1，田建亮2，覃涛3

（1．中国华电集团有限公司，北京市 西城区 100031；2．华电集团北京燃料物流有限公司河北分公司，河北省 石家庄市 050010；3．华电电力科学研究院有限公司，浙江省 杭州市 310030）

2017年12月我国正式下发《全国碳排放权交易市场建设方案(发电行业)》，发电企业率先开展全国碳排放权交易，碳排放权交易价格将显著影响发电企业的燃料总成本。通过分析国内主要碳排放权交易市场现状、核算燃煤发电企业碳排放量以及分析现有煤炭交易价格变化，探讨了典型煤炭平仓价格模型，建立了燃煤发电企业在碳排放权交易约束条件下的煤炭平仓价格主要模型。碳成本占燃料成本约20%，新模型综合考虑碳排放权交易的需求，为燃煤发电企业完善燃料采购策略和抵御碳排放权交易风险提供了新的核算方法。

碳排放权；价格模型；发电企业

0 引言

1997年12月通过的《京都议定书》标志着人类第一次通过法律形式控制温室气体排放。在《京都议定书》的约束之下，碳排放权成为稀缺资源，具有了价值属性和交易属性，产生了碳排放权交易(以下简称“碳交易”)市场[1-3]。

2015年，我国电力行业用煤18.39亿t[4-6]。煤炭消费量在我国能源消费总量中所占比例高达64%，而世界平均水平仅为30%左右[7-8]。2016年6月1日，GB/T 32150—2015《工业企业温室气体排放核算和报告通则》[9]和GB/T 32151.1—2015《温室气体排放核算与报告要求第1部分：发电企业》实施[10]。GB/T 32150—2015统一规范了我国相关行业二氧化碳排放量的核算与报告，GB/T 32151.1—2015为发电企业进入全国性的碳交易阶段奠定了测量、报告与核查基础。

当前我国正积极推进绿色经济发展，将低碳经济作为今后国家发展的关键任务，相关管理部门要求到2020年单位GDP碳强度在2005年的基础上减少40%~45%[11]。为贯彻落实关于建立全国碳交易市场的决策部署，稳步推进全国碳交易市场建设，2017年12月18日国家发展改革委正式下发《全国碳排放权交易市场建设方案(发电行业)》(发改气候规[2017]2191号)[12]。电力行业为推动低碳经济发展率先建立全国性碳交易市场。

在碳交易条件下，燃煤发电企业应改变以往的煤炭采购价格模型及惯例，在关注发热量、全硫等煤炭品质指标的同时，更应关注、核算基于碳交易条件下煤中碳含量对燃料成本甚至企业经营的影响。因此，本文建立了燃煤发电企业在碳交易约束条件下的煤炭平仓价格主要模型，为燃煤发电企业完善燃料采购策略和抵御碳交易风险提供了新的核算方法。

1 国内主要碳交易市场现状

2008年7月，我国正式成立了上海环境能源交易所，紧接着成立了北京环境交易所和天津排放权交易所，这说明我国已经拉开了建立排放权交易体系的序幕。经国家相关部门批准，重庆、湖北、广东以及深圳等地也纷纷进入到碳交易试点。从2013年6月起，在一年内上述7个省市碳交易市场顺利开市，福建于2016年末也被列入碳交易试点。

2015年，北京碳市场交易均价为47元/t[13]。2015年年初，秦皇岛5 500大卡动力煤平仓价为515元/t，12月约为360元/t[14]，年度均价约为438元/t。此类煤炭的碳含量约55%(收到基)，每吨煤炭燃烧后二氧化碳排放量约2 t。按此计算，碳排放成本约占燃料成本的20%。

2 发电企业二氧化碳排放量核算

GB/T 32151.1—2015规定，发电企业排放的温室气体主要是二氧化碳，其来源是化石燃料燃烧、脱硫以及企业购电等。通常温室气体的总排放量大体就是上述3个过程所产生的二氧化碳总和，总排放量

式中：1、2、3分别为化石燃料燃烧、脱硫、企业购电所产生的二氧化碳排放量，t。

发电企业主要以卖电为主，购入电量一般不到其发电量的0.1%，购电时产生的二氧化碳排放较小。由于全硫在煤炭尤其是发电企业入炉煤中的含量一般不超过1%，与超过50%的碳相比，其消耗脱硫剂之后所排出的二氧化碳量也很小。因此，发电企业碳排放主要是化石燃料燃烧所产生的二氧化碳[10]。

解析GB/T 32151.1—2015对化石燃料燃烧二氧化碳排放量核算过程如下：

式中：A为报告期内第时段第种化石燃料的活动水平，GJ；E为报告期内第时段第种化石燃料的CO2排放因子，t/GJ；N为报告期内第时段第种化石燃料的低位发热量，对于固体与液体化石燃料，单位为GJ/t，对于气体燃料，单位为GJ/(104Nm3)；F为报告期内第时段第种化石燃料的净消耗量，对于固体与液体化石燃料，单位为t，对于气体燃料，单位为104Nm3；Cij为报告期内第时段第种化石燃料的单位热值含碳量，t/GJ；O为报告期内第时段第种化石燃料的碳氧化率，%；C为报告期内第时段第种化石燃料的碳含量，%；

式(2)表明，发电企业化石燃料燃烧二氧化碳排放量只与燃料的燃耗量、碳含量及其氧化率相关，排放因子、低位发热量等只是中间量。

一般地，燃煤在发电站锅炉的氧化率不小于96%，也可直接检测。因此，燃煤发电企业应高度关注其燃用煤炭中的碳含量及燃耗量，这将有助于准确计算其二氧化碳排放量。

3 煤炭采购价格模型创新优化

碳排放量是衡量环境污染的一个重要指标，若要改善我国的生态环境，就要降低碳排放 量[15-16]。为此，从源头上降低燃料的碳含量是降低发电企业碳排放量的重要举措之一。

在燃料成本占总成本约70%、碳成本占燃料成本约20%的条件下，发电企业必须重视燃料碳含量对其经济效益的显著影响，可能时应评估其对碳交易的影响[17]。

当前，发电企业燃煤平仓价格主要依据收 到基低位发热量、全硫，即约定以收到基低位发热量0、0分别为验收基准发热量、全硫，则P0、P0分别为煤炭发热量、全硫基准单价。验收后，根据发热量实际检测结果、，在约定的指标范围内，按比例扣减或提高单价，综合确定煤炭的采购价格。如发热量、全硫以20000J/g、0.80%为基准，在19000~21000 J/g、0.30%~1.30%范围内，每偏低或偏高1J/g、0.10%，按比例 进行扣减或提高单价。其煤炭平仓价格基本模型如下：

在上述基础上，综合考虑煤中碳含量的影响，增加碳含量对煤炭价格的影响，即以收到基碳0为基准碳含量，P0为煤中碳含量基准单价。验收后，根据碳含量的实际检测结果，如前所述，在约定的指标范围内，按比例扣减或提高单价，综合确定煤炭的采购价格。其价格模型为

式(2)阐明了燃煤发电企业燃用煤炭的碳含量及燃耗量是决定二氧化碳排放量的主要因素。式(4)显示，在发热量、全硫的综合价格同等条件下，优先采购碳含量相对较低的煤炭，将从根本上降低煤炭燃烧的碳排放量。因此，采购煤炭时，发电企业应考虑煤炭中的碳含量，发电企业煤炭采购价格也将充分体现碳交易的影响。

如某发电企业安装了2´660MW超临界燃煤机组，2016年耗原煤约200万t，发电用煤的碳含量(收到基)约55%，二氧化碳年排放量约370万t。若采购的煤中碳含量降低1%，即可降低二氧化碳排放量约3.7万t。按2015年北京碳市场交易均价47元/t的价格测算，将给企业带来约170万的利润。如果利用这节省的配额发电，其边际效益或将超过碳交易所得，给企业带来显著的经济回报。

4 结论

在全世界碳交易市场兴起、全国性碳交易市场从电力行业首启之际，燃煤发电企业宜采取相应的措施应对碳排放问题。燃煤发电企业的煤炭发热量此前主宰了燃料成本价格，此后应关注煤中碳含量对其价格的影响。当碳交易价格占燃料总成本的权重越来越大时，其影响将更为显著。当然，影响某个具体发电企业的燃料成本还有燃料的全水分甚至运输距离等其他因素。

因此，在碳交易条件下，燃煤发电企业应改变以往的煤炭采购价格模型及惯例，在关注发热量、全硫等煤炭品质指标的同时，更应关注、核算基于碳交易条件下煤中碳含量对燃料成本甚至企业经营的影响，新增碳含量成本核算指标，综合考虑碳交易的需求，完善燃料采购策略，为燃煤发电企业获得较好经济回报的同时提升抵御碳交易风险的能力。

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Price Model of Coal for Power Generation Based on Carbon Emissions Trading

WANG Wei1, ZHANG Aipei1, TIAN Jianliang2, QIN Tao3

(1. China Huadian Corporation Ltd., Xicheng District, Beijing 100031, China; 2. Hebei Branch, Huadian Corporation Beijing Fuel Logistics Corporation, Ltd., Shijiazhuang 050010, Hebei Province, China; 3. Huadian Electric Power Research Institute Co., Ltd., Hangzhou 310030, ZhejiangProvince, China )

In December 2017, China formally issued the National Carbon Emissions Trading Market Construction Plan (Power Generation Industry), and the power generation enterprises took the lead in developing the national carbon emission trading. Carbon trading price will significantly affect the total fuel cost of power generation enterprises. Based on the analysis of the current situation of the main domestic carbon emission trading market, the calculation of carbon emission of coal-fired power generation enterprises and the analysis of the change of the existing coal trading price, this paper discussed the typical coal closing price model, and established the main coal closing price model of coal-fired power generation enterprises under the constraints of carbon emission trading. Carbon trading cost accounts for about 20% of fuel cost. The new model accounts the demand of carbon trading comprehensively, and provides a new accounting method for coal-fired power generation enterprises to improve their fuel procurement strategy and resist the risk of carbon trading.

carbon emission; price model; power generation enterprise

10.12096/j.2096-4528.pgt.18095

2018-11-22。

王伟(1982)，男，硕士，工程师，从事发电企业燃料管理工作，hdqrww@163.com；

覃涛(1973)，男，正高级工程师，从事煤炭检测技术以及碳交易等研究，本文通信作者，qintao@126.com。

王伟

(责任编辑 尚彩娟)