碳市场机制背景下电力市场耦合效应分析研究

刘晓彤

［摘 要］在“碳达峰、碳中和”的目标作用下，电力市场和碳市场在产品属性、价格形成、治理监管等方面的联系日益密切。推动电力市场背景下典型环境权益产品的联通互认，是推动实现各类市场体系之间充分融合以及协同发展的有力抓手和关键桥梁。为此，本文对碳市场机制背景下电力市场耦合效应进行分析研究。通过研究碳市场机制背景下国内电力市场发展现状，从市场运作机理角度分析电力市场机制，并从能源角度和企业发展角度分析电力市场耦合效应，以探究碳市场与电力市场的相互影响。

［关键词］碳市场机制；电力市场；耦合效应

doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2023.17.049

［中图分类号］F123.9 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2023）17-0176-04

0     引 言

在“碳达峰、碳中和”目标的引领下，电力市场中低碳、零碳的清洁能源逐渐成为主流，而高碳排放的传统能源则逐渐退出市场。因此，在电力市场中，产品属性越来越与碳排放相关，低碳、零碳的清洁能源产品受到越来越多的关注和追捧。随着碳排放逐渐被纳入经济考量范畴，碳市场的价格也逐渐成为电力市场价格形成的重要参考。在碳市场价格上涨的情况下，电力企业需要支付更高的碳排放费用，从而推动其加速向低碳、零碳的清洁能源转型。因此，碳市场的价格对电力市场的影响越来越大，电力企业也需要更加关注碳市场的走势和变化。典型环境权益产品的联通互认可以促进各类市场体系之间的充分融合和协同发展，在全国碳排放权交易市场全面开放的情况下，兼顾碳市场机制和电力市场机制是各大发电集团面临的现实挑战。其中，部分文献将研究重点放在电力市场关联关系分析、价格联动与衔接机制设计等方面。在交互机理上，从宏观视角分析了电、碳之间的交互机理。与此同时，适应电、碳、绿证等市场的主要优化决策也是当前的热点研究方向之一［1］。

因此，本文对碳市场机制背景下电力市场耦合效应展开分析，助力推动电力市场和碳市场等多市场体系之间的协同发展和良好交互。

1     电力市场耦合效应分析

电力市场和碳市场在管理层面上相对独立，但在运行中联系紧密，随着能源互联网和數字信息化的不断发展，电力市场的商业模式也在进行新一轮的改革与创新。电力企业在碳市场中获得的配额会影响其在电力市场中的电力总量。结合中国市场经济模式体系可以看出，电力市场公司的发电量也可以直接影响 CCER 核证量的数值。因此电力市场的决策难度远远地超过了单市的价格竞争难度。

在中国特色社会主义市场经济体制下，电力市场的发展必然立足我国国情，结合我国市场经济模式，综合考虑各省市资源分布等具体情况。基于现有电力市场机制进行改革创新，研究我国电力市场发展模式的规模框架及其风险因素［2］。中国电力市场的发展与国家政策方针的支持息息相关。政府常常采用补贴方式促进新能源的开发与应用，但未来逐渐去掉补贴，市场价格常态化也是市场发展的必由之路。在中国电力市场发展的过程中，需综合分析发展进程、新能源成本、发电的组合方式等因素。

2     碳市场机制背景下电力市场分析

2.1   碳市场机制

碳市场是一种以市场为导向的减排工具，可以实现资源的优化配置。碳市场是一种碳定价机制，通过市场的价格信号为碳控制公司提供如何实现低碳转型的指导［3］。当减排成本低于排放价格时，排放控制公司可以选择限制排放，并在排放市场上出售排放量以盈利；若减排成本高于排放价格，他们可以选择从市场上购买排放量以履行其义务。

2.2   电力市场国内发展现状

基于国外电力市场的成熟案例，对中国电力市场商业模式进行探索。随着新能源技术的发展，可以融入不断成熟的市场化的太阳能发电、风力发电等清洁发电技术，建立市场化运营机制和市场监管体系，形成新型的中国电力市场商业模式，推动中国电力市场发展。随着能源互联网和数字信息化的不断发展，电力市场的商业模式也在发生新一轮的改革与创新，研究发现去中心化的电力市场模式可以直接带动各个体之间的交易互动，使个体有意识地进行能量管理，以及在电力市场中自主选择电力交易模式，进而逐渐增强用户群体的能源发展与应用意识，为能源转型与电力市场发展做出贡献［4］。随着信息技术及分布式能源的不断发展并不断融入电网市场，以用户为核心的电力市场商业模式主要表现为点对点和基于社区的交易模式。

点对点的交易模式使电源离用户越来越近，而基于社区的交易模式可以降低成本，两者相辅相成、共同发展，开拓了电力市场发展的新思路。这种电力市场的商业模式还可以简单有效解决当地区域可再生能源的应用问题，尤其适用于以社区或区域为单位的电力市场。通过将当地的政策和清洁能源发展现状与现有的基础建设发展模式相结合，使两者相得益彰。

3     碳市场机制背景下电力市场耦合效应分析

3.1   从市场运作机理角度看电力市场机制

碳市场预计直接影响电力批发市场的出清顺序，碳市场价格和电力市场价格相互影响。碳市场的碳成本会被纳入市场调度决策当中。这一行为会进一步提高排放强度较低的发电技术的利用价值。引入碳市场后，在配额以外的部分，电力市场的现货出清顺序将会被改变。由于燃煤机组减排成本高于燃气，在绿证市场中通过售卖出本体获得利益，在同样需求的情况当中，电力市场也有可能被改变［5］。碳市场对电力市场的作用在于能够在绿证市场中通过售卖出绿证进而获得利益。可再生能源电力市场发电企业除了参与电力市场交易以外，也可以进一步加强装机方面的优势，使得市场中的绿色电力供应大幅度提高。

3.2   能源角度的电力市场耦合效应

通过电力市场耦合，不同地区之间可以实现能源资源的优化利用。比如，某些地区的可再生能源资源较为丰富，而其他地区则缺乏这种资源，通过电力市场耦合，可以将多余的能源输送到需要的地区，从而实现能源资源的最大化利用。与此同时，电力市场耦合可以促进电力市场竞争，使得不同地区之间的电价更加公平和透明。消费者可以通过购买低价电力来降低能源消耗成本，从而提高能源利用效率，提升电力供应的可靠性和稳定性，从而提高能源安全保障水平。

电力市场耦合可以促进跨地区的能源合作和交流，推动能源转型升级。通过电力市场耦合来分享技术和经验，从而推动其他地区的能源转型升级，促进能源资源的优化利用，降低能源消耗成本，提高能源安全保障水平，推动能源转型升级。

因此，从能源利用的角度来讲，电力行业当中的可再生能源转型的突破，可为其他产业树立良好的典范。电力市场的耦合效应还可以在不增加弃光率与弃风率的情况下，提升可再生能源利用程度。

3.3   企业发展角度的电力市场耦合效应

从企业发展的角度来讲，碳市场机制背景下的电力市场的耦合效应还能够帮助电力企业更好地减排，从而更好地实现转型目标。

电力公司可以采用风险对冲方式来维护其价值和获取收益。第一种方式是采用跨市场的交换发电燃料、发电量和碳配额制度来进行风险管理。如公司利用在国际电力交易市场卖出相当比率的远期发电量，并同时买入未来发电市场所需要的能源远期，以及碳配额远期来稳定碳价。第二种方式则是利用市场价值差实现监管套利。第一种方法是通过利用一级市场（拍卖）和二级市场之间的价格差异来实现投资收益，而另一种则是通过比较不同的碳资产（例如碳配额和核证减排）间的现货或期货价格差额来实现监管套利。除此之外，很多电力公司会设立专门的碳资产管理部门，以便在碳市场中进行投资和交易，从而巩固企业的市场地位和增强企业的实力［6］。

碳市场的拍卖机制不仅能够减轻政府的财政负担，同时也为电力企业提供了一个稳定的投资渠道，以支持可再生能源项目的发展。随着免费额度的不断减少和经济的发展，这些投资对于电力企业的转型提供了一定程度的保障，特别是在可再生能源项目方面。

4     碳市场与电力市场的相互影响

对于碳排放权交易对电力市场的短期影响，大部分的学者认为，由于增加了碳排放交易，碳配额可在交易市场进行交易，企业在国家规定免费排放配额的基础上根据自身的需要购买或者售出碳配额，从整体性来看，增加了发电厂商的运营成本，排放量多的厂商成本增加得多，排放量少的廠商成本增加得少。而短期成本的增加会决定发电厂商的电价，也会影响发电厂商对于不同发电机组的调度优先顺序，同时还会影响电力用户的购买量［7］。对于碳排放权交易对电力市场的长期影响，主要是表现在对发电厂商投资的影响。从长远来看，排放权交易的介入，使发电成本增加，电价升高，竞争力减弱；再加之未来传统能源的稀缺性和价格的升高，生产要素成本提高，会更大程度上增加煤电机组的成本，因此发电厂商必须转型，进行技术创新、设备更新。

电力市场的运行结果能够初步确定电力市场运行出力的基本安排形式。从而能够基本得到市场为主体的碳排放权配额需求量，这将会是碳排放配额规模比较确定的重要考察点。当碳市场管理太过于松散的时候，碳市场背景下的电力市场将会完全通过电力发电成本驱动，非常低的碳市场价格导致碳市场失去了约束能力。系统根据电力市场给出的价格信号指挥运营。

电力市场的调度机构收集到各市场主体的申报信息以后，碳市场成为完全竞争市场，使用者提交其真实的效用和需求。市场出清以直流潮流模型构建网络安全体系，出清的结果为市场主体每小时卖出或买入的系统边际价格以及电量，出清的目标函数为综合考虑供给侧和需求侧申报的社会福利最大化模型。

碳市场会与电力市场形成一定联系。碳市场排放权规模是影响电力市场均衡的重要因素。电力市场结构有可能造成部分机组倾向于选择不启用发电装置，极其严重的时候会导致电力系统运行不平稳。燃煤机组的碳市场排放成本能够体现在市场竞价行为当中。一部分使用者更倾向于选择具有相对价格优势的发电体系，从而倒逼供给侧的绿色低碳转型。

优秀的电力市场、碳市场一般相对为个体化，互不影响。碳交易市场的主体对象是指参与碳交易的企业、组织机构或个人的总和，他们是碳交易市场中碳排放权交易活动的各种微观主体。当碳市场配额管理较为严苛的时候，这时电力市场通过电价和碳价的联系实现市场状态交互传导。企业作为温室气体的主要排放主体，他们是最常见的碳排放权交易主体。某些企业被强制要求有碳减排任务及目标，而且自身不具备碳减排能力或者技术，则必须增加碳排放权使用量。随着电力市场的不断发展，电力金融市场在逐渐崛起，也逐步建立电力金融衍生品的交易、机构及相应的机制。电力市场新一轮改革后，国家已经形成完整的电力市场体系。从实践中来看，碳现货市场相对比于年度或者月度的电力市场规模比较轻微、通货交易频次较高。

5     结束语

本文对碳市场机制背景下电力市场耦合效应进行分析研究。电力市场和碳市场虽然在管理层面上相对独立，但在实际运行中联系紧密，并且两个市场运行机制在运行过程中相互制约，相互辅助。现阶段我国电力市场与碳市场之间还存在一些不协调的问题，需要强化市场间的协作。

主要参考文献

［1］靳冰洁，李家兴，彭虹桥，等.需求响应下计及电碳市场耦合的多元主体成本效益分析［J］.电力建设，2023，44（2）：50-60.

［2］杨昱，唐雨微.组合电力市场下水电优化调度研究［J］.河南水利与南水北调，2022，51（11）：21-23.

［3］卢治霖，刘明波，尚楠，等.考虑碳排放权交易市场影响的日前电力市场两阶段出清模型［J］.电力系统自动化，2022，46（10）：159-170.

［4］王蓓蓓，亢丽君，苗曦云，等.考虑可信度的新能源及需求响应参与英美容量市场分析及思考［J］.电网技术，2022，46（4）：1233-1247.

［5］武昭原，周明，王剑晓，等.双碳目标下提升电力系统灵活性的市场机制综述［J］.中国电机工程学报，2022，42（21）：7746-7764.

［6］傅质馨，李紫嫣，朱俊澎，等.“双碳”目标下需求侧管理机制研究综述及展望［J］.电力信息与通信技术，2023，21（2）：1-12.

［7］李相锐，陈仕军，马光文.电力市场下区域水电企业跨流域径流互补特性研究［J］.云南水力发电，2023，39（1）：330-336.