碳定价的未来：用煤化淘汰化石傻瓜
碳定价被认为是通过增加高碳燃料相对于低碳替代品的运营成本来减少排放的最重要政策之一。它与技术无关（只关心排放的相关二氧化碳）且经济高效。
在 2020 年底退出欧盟后，英国用英国碳排放交易体系取代了欧盟排放交易体系（2005 年推出的旗舰碳定价机制），英国排放交易体系于 2021 年 5 月开放交易。
英国排放交易体系是实现英国到 2050 年实现净零排放目标的关键政策，但它不应该是唯一的政策。从一开始，英国排放交易体系的成立就承诺为更雄心勃勃的碳政策提供长期机会。最初的英国排放交易体系安排在很大程度上反映了欧盟排放交易体系的安排。当英国离开欧盟时，为了增加雄心，上限降低了5%，本来是英国在欧盟排放交易体系第四阶段上限中的名义份额。
到目前为止，欧盟排放交易体系取得了多大的成功？
自 2005 年引入欧盟排放交易体系以来，排放量减少了 40%，而 1990 年至 2005 年的 15 年间为 14%。尽管看起来如果我们继续保持同样的轨迹来实现我们的碳预算，但重要的是要注意，其余的脱碳部门比首先要减少的部门更难减排。因此，要实现净零排放，就需要从现行立法中大幅减少该计划中的配额数量，以实现与往年相同的脱碳水平。这将包括将第一阶段（2021-2030年，涵盖碳预算4和5）的上限从13.65亿配额减少到8.87亿-9.36亿配额之间，这意味着削减了30-35%。然而，要实现第六次碳预算，到2035年，总排放量需要从目前的约450 MtCO2e减少到193 MtCO2e，这是迄今为止最大的减排量（57%）。
图 1.过去 40 年的历史年度碳和其他气体排放量以及接下来的三个碳预算，即 CB4、CB5、CB6。
在过去的一年里，价格是如何演变的？
英国排放交易体系和欧盟排放交易体系尽管在供需方面是独立的，但交易密切。在过去的一年里，英国排放交易体系的碳价格上涨了80%以上。12 月，由于 9 月、10 月和 11 月的平均价格高于 52.88 英镑，因此触发了成本控制机制。然而，没有进行任何干预。
图2.过去一年的英国 ETS 和欧盟 ETS 价格。自 2021 年 5 月该计划启动以来，英国 ETS 已从 47 英镑/吨增加到目前的 78 英镑/吨。
碳价格的上涨可以用需求和政策公告来大致解释。首先，需求有所增加。由于天然气价格上涨，煤炭资产更频繁地发现自己处于功绩订单堆栈中。随着英国派出更多的燃煤发电站，对英国排放交易体系证书的需求也越来越频繁（煤炭产生的二氧化碳量大约是每单位电力的3倍）。因此，根据今年早些时候的C3PI（煤炭清洁碳价格指数），英国从现有煤炭转向现有天然气所需的碳价格十多年来首次变得不那么有吸引力（图3）。由于煤炭的碳强度高于天然气，因此排放量可能会达到峰值。同样，投资者对交易ETS证书的兴趣也推高了价格。 在政策方面，英国和欧盟都宣布进一步收紧供应，以符合净零目标（英国净零排放联盟和欧盟适合 55 - 将 2030 年的减排目标从 1990 年水平的 40% 提高到 55%），因此价格飙升。
总体而言，从现有煤炭转向新的太阳能光伏或陆上风能加电池储能所需的英国碳价格为-171美元/吨二氧化碳。自 2010 年以来，这一数字大幅下降了 137%（图 3），这可归因于可再生能源和电池存储成本的下降。由于碳价格上涨、数十年来对可再生能源的政策支持以及俄罗斯入侵乌克兰，价格为负，所有这些都导致煤炭和天然气价格相对于低碳替代品显着上涨。
图3. 碳价由transitionzero计算，即需要增加（或自2021年1月起从现有燃煤电厂的发电成本中扣除）的金额，以使其成本略高于新的陆上风能或太阳能光伏发电场加上电池存储。
尽管如此，建设发电资产[1]和转换需要时间，因此天然气资产正在从极端的市场价格中获利，在某些情况下，这些价格是生产成本的倍数，给发电商带来了高额的边际租金。例如，2021 年 9 月，由于核能、CCGT 可用性降低、互连器中断和低风力水平导致系统紧张，导致降额利润率降至个位数百分比，因此前一天价格上涨至超过 2500 英镑/兆瓦时。从中受益的资产往往是灵活/可调度的发电机，目前主要是天然气资产（参见关于利润率低的博客）。国家电网的未来能源情景预测，到2050年，能源系统可能需要高达160吉瓦的额外灵活容量。预计超过30%的灵活性将来自从事智能充电、V2G和智能供暖技术的终端消费者。这将使CCGT在经济可行性和碳强度方面都处于绩效顺序。
预计英国排放交易体系的碳价格轨迹将继续上升，甚至加速，因为配额总数减少，以使该计划与英国的净零目标保持一致，并且可用的免费配额减少。这可能会增加企业的成本基础，要么直接通过以更高的碳价格购买配额，要么通过更高的价格在价值链上传递而产生间接影响。
那么，我们还能做些什么呢？
目前，英国排放交易体系涵盖发电、重工业和国内航空。英国政府已承诺探索到2020年代中后期将英国排放交易体系扩展到国内海事和废物，包括增加英国碳排放量的5-6%。然而，政策尚未涵盖的三分之二的排放，即运输和建筑供暖，主要依赖于化石燃料，如取暖油、天然气、汽油和柴油（图4）。作为欧盟排放交易体系修订的一部分，欧盟委员会提议从2026年起，在一个新的、独立的排放交易体系中将排放交易扩展到建筑和道路运输部门。然而，英国的碳计划仍不确定。
图4.饼图 - 按行业和子行业划分的英国年度碳排放量。BEIS的大流行前温室气体排放数据：1990-2019年英国温室气体国家统计最终数据。
尽管公路运输目前约占排放量的20%，但英国排放交易体系是否是其正确的政策选择仍然存在争议。目前的计划，如可再生运输燃料义务（RTFO）、到2030年禁止销售新的汽油和柴油车辆、清洁空气区和排放性能标准，已经在寻求解决道路运输的脱碳问题。尽管如此，将道路运输纳入英国排放交易体系可能是技术/燃料转换的额外激励措施，也是简化环境和创造透明度的有效方法，前提是政策重叠被排除在外。增加的税收可用于支持零碳充电基础设施。
目前，生活用热约占排放量的15%。将英国排放交易体系扩展到供热和建筑行业可能有助于在热泵和燃气锅炉之间创造公平的竞争环境。目前，供暖的碳占比非常扭曲。这有两个原因：（i）英国排放交易体系碳计划已经涵盖了发电，而直接用于家庭供暖的天然气则不包括在内，以及（ii）可再生能源支持（例如FITs）的政策成本被计入电价，但不计入天然气价格。因此，电力和天然气使用之间存在显著的成本差异，这意味着高碳技术，如燃气锅炉，通常是最便宜的消费者选择。更好地调整政策，使英国排放交易体系的二氧化碳排放成本得到适当的核算，将有助于推动对低碳替代品的投资决策。
然而，对于大多数人来说，转换的决定性因素可能是燃气锅炉和热泵之间的前期成本和运行成本平价。将热量和建筑物暴露在碳价格下可能会影响燃料贫困，因此可能需要设置价格上限以保护消费者，例如类似于欧盟的社会气候基金或德国实施的救济措施（降低电价和增加通勤津贴），当碳价格用于供暖和运输时。因此，可以对征收的税款进行围栏，以补贴从燃气锅炉转向热泵。
总结 – 碳定价不应是一个独立的解决方案
碳定价对于促进从煤炭到天然气再到可再生能源的转变至关重要，并且已经导致英国电力部门的二氧化碳排放量大幅减少。 然而，如果没有英国排放交易体系的改革和更广泛的政策机会，碳定价将无法实现。我们还需要改革英国排放交易体系（ETS）计划——该计划是半心半意的（仅涵盖25%的碳排放）和扭曲的（因此推高了家庭供暖的二氧化碳排放量），因此将该计划扩展到更多行业似乎是合乎逻辑的。然而，如果没有仔细的设计，它可能会破坏该计划的有效性。政策和框架必须保持一致，以确保消除低碳技术的障碍。例如，取消对许可证的需求，以便可以建造更多的可再生能源，改革能源市场并激励技术中立，政府不赞成特定的低碳解决方案。在可能不适合碳定价的行业，需要有一套明确的补充政策方案和战略，以实现行业脱碳，包括减少碳泄漏。 编译 陈讲运