摘要：在分析綠色電力證書價(jià)格形成機(jī)制的基礎(chǔ)上，研究可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額、補(bǔ)貼結(jié)算周期和拖延周期、消費(fèi)者偏好等因素對(duì)綠色電力證書銷售價(jià)格的影響。為研究隨機(jī)情況下綠色電力證書的成交價(jià)格，建立基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，通過(guò)內(nèi)蒙古某大型煤電企業(yè)認(rèn)購(gòu)風(fēng)電和光伏綠色電力證書的實(shí)例計(jì)算，驗(yàn)證該模型的實(shí)用價(jià)值。

0 引言

綠色電力證書(green electricity certificate)，是一種可以在交易市場(chǎng)上自愿或強(qiáng)制認(rèn)購(gòu)的綠色電力消費(fèi)證書 [1-2] 。2017 年 7 月 1 日，中國(guó)正式開始綠色電力證書認(rèn)購(gòu)工作。

國(guó)內(nèi)外綠色電力證書交易的經(jīng)驗(yàn)表明：綠色電力證書交易市場(chǎng)的成功運(yùn)行與推廣，關(guān)鍵在于形成成熟完善的綠色電力證書交易機(jī)制，制定合理的綠色電力價(jià)格 [3-5] 。國(guó)內(nèi)外在綠色電力證書方面的研究主要集中在配額 [6-10] 、交易市場(chǎng)機(jī)制 [11-16] 、對(duì)電源規(guī)劃和發(fā)電權(quán)交易的影響 [17-18] 、交易政策與監(jiān)管 [19-21] 等方面。對(duì)于中國(guó)啟動(dòng)的可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認(rèn)購(gòu)交易制度的研究相對(duì)較少。

在當(dāng)前交易機(jī)制下，綠色電力證書出售方大都按照市場(chǎng)最高限制價(jià)格出售，綠色電力證書市場(chǎng)交易量非常少。截至 2017 年 12 月 31 日，在中國(guó)綠色電力證書認(rèn)購(gòu)交易平臺(tái)中，內(nèi)蒙古自治區(qū)累計(jì)風(fēng)電綠色電力證書交易量為 98 個(gè)，累計(jì)光伏綠色電力證書交易量為 0 個(gè)。為激發(fā)市場(chǎng)活力，本文基于資金時(shí)間價(jià)值理論，量化計(jì)算出綠色電力證書出售方可接受的最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格，提出一種新型的交易模型。在該模型中，綠色電力證書認(rèn)購(gòu)者向出售者發(fā)布認(rèn)購(gòu)公告，出售者根據(jù)認(rèn)購(gòu)規(guī)則，在限定時(shí)間內(nèi)根據(jù)自身對(duì)銷售價(jià)格的期望隨機(jī)做出是否申賣的決策。通過(guò)考慮優(yōu)惠價(jià)格的綠色電力證書交易模型可以節(jié)約認(rèn)購(gòu)方的采購(gòu)費(fèi)用，同時(shí)作為一種新型綠色電力證書交易模式對(duì)繁榮綠色電力證書交易市場(chǎng)提供有益探索。

1 綠色電力證書價(jià)格形成機(jī)制

1.1 綠色電力證書價(jià)格影響因素分析 綠色電力證書交易滿足了電力用戶的綠色電力消費(fèi)需求。綠色電力證書交易制度將綠色電力分為綠色電力證書和與之對(duì)應(yīng)的上網(wǎng)電量?jī)煞N不同類型的商品，分開買賣。綠色電力證書買家是電力消費(fèi)者，賣家是綠色電力生產(chǎn)商，購(gòu)買綠色電力證書就是消費(fèi)綠色電力。在綠色電力證書交易市場(chǎng)中，交易價(jià)格由綠色電力證書的供求關(guān)系決定。價(jià)格波動(dòng)區(qū)間受可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額、結(jié)算周期和拖延周期以及認(rèn)購(gòu)者對(duì)某類綠色電力證書的偏好所決定。

1.1.1 可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額2017 年 2 月 3 日，國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、財(cái)政部、能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認(rèn)購(gòu)交易制度的通知》中規(guī)定 [1] ：認(rèn)購(gòu)價(jià)格按照不高于證書對(duì)應(yīng)電量的可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額。2012 年頒布的《可再生能源電價(jià)附加補(bǔ)助資金管理暫行辦法》中規(guī)定：可再生能源發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)電量的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)可再生能源上網(wǎng)電價(jià)、脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)等因素確定。

綜上所述，綠色電力證書價(jià)格受綠色電力上網(wǎng)價(jià)格和脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)影響，綠色電力上網(wǎng)價(jià)格越高綠色電力證書價(jià)格越高;脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)越低綠色電力證書價(jià)格越高。

1.1.2 結(jié)算周期和拖延周期

國(guó)家對(duì)可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼存在一定的結(jié)算周期和延期支付情況。2017 年上半年，可再生能源的補(bǔ)貼資金缺口達(dá)到 1 000 億元，許多綠色電力項(xiàng)目補(bǔ)貼需要 1~2 年才能兌付。因此，按照資金時(shí)間價(jià)值理論，隨著補(bǔ)貼周期和拖延周期的延長(zhǎng)，綠色電力證書價(jià)格越低。

1.1.3 消費(fèi)者偏好

消費(fèi)者在購(gòu)買綠色電力證書過(guò)程中，往往會(huì)表現(xiàn)出不同的偏好。例如，光伏制造企業(yè)在購(gòu)買綠色電力證書時(shí)，更熱衷于購(gòu)買光伏綠色電力證書，而非風(fēng)電綠色電力證書。

1.2 最高限制價(jià)格計(jì)算模型

通過(guò)以上分析可知，綠色電力證書的最高市場(chǎng)價(jià)格不高于證書對(duì)應(yīng)電量的可再生能源上網(wǎng)電價(jià)與脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿電價(jià)的差值。因此，綠色電力證書的市場(chǎng)最高限制價(jià)格可用公式表示為1.3 最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格計(jì)算模型可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼有一定的結(jié)算周期和延期支付情況。基于理性經(jīng)濟(jì)角度考慮，綠色電力證書的市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格為對(duì)應(yīng)的可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額的資金現(xiàn)值。

因此，綠色電力證書的市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格可用公式表示為

1.3 最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格計(jì)算模型

可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼有一定的結(jié)算周期和延期支付情況。基于理性經(jīng)濟(jì)角度考慮，綠色電力證書的市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格為對(duì)應(yīng)的可再生能源電價(jià)附加資金補(bǔ)貼金額的資金現(xiàn)值。

因此，綠色電力證書的市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格可用公式表示為

加資金補(bǔ)貼金額延期支付周期。

根據(jù)博弈原理，當(dāng)價(jià)格處于最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格時(shí)，對(duì)于綠色電力證書出售方而言，出售與不出售的收益相同，申賣積極性不高，為了提高用戶申賣積極性，本文所說(shuō)的優(yōu)惠價(jià)格略高于最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格。

1.4 綠色電力證書數(shù)量計(jì)算模型

根據(jù)《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認(rèn)購(gòu)交易制度的通知》規(guī)定，1 個(gè)綠色電力證書對(duì)應(yīng) 1 000 kW˙h 的綠色電力。綠色電力證書數(shù)量計(jì)算可用公式表示為

2 考慮優(yōu)惠價(jià)格的綠色電力證書交易模型

以某企業(yè)認(rèn)購(gòu)風(fēng)電綠色電力證書為例，假設(shè)綠色電力證書交易市場(chǎng)中有 n 個(gè)滿足要求的綠色電力證書出售方，其中 m 個(gè)期望以低價(jià)格出售回籠資金， n - m 個(gè)期望以高價(jià)格出售獲取最大利潤(rùn)。

2.1 考慮優(yōu)惠價(jià)格的綠色電力證書交易規(guī)則具體交易規(guī)則如下。

(1)綠色電力證書購(gòu)買企業(yè)發(fā)布風(fēng)電綠色電力證書認(rèn)購(gòu)公告。內(nèi)容包括：認(rèn)購(gòu)數(shù)量 G 、認(rèn)購(gòu)價(jià)格 、優(yōu)惠價(jià)格 (優(yōu)惠比例 )、其他信息等。由于未出售的可再生能源綠色電力證書依然可以享受相應(yīng)電量的可再生能源補(bǔ)貼，當(dāng)可再生能源綠色電力證書價(jià)格等于或低于最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格時(shí)，申賣方往往會(huì)選擇交易成本更低的領(lǐng)取可再生能源補(bǔ)貼，因此，為提高參與申賣企業(yè)的積極性，本文取認(rèn)購(gòu)價(jià)格為市場(chǎng)最高限制價(jià)格，優(yōu)惠價(jià)格為略高于市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格，優(yōu)惠比例可用公式表示為

力證書的出售方數(shù)量的一半。申賣數(shù)量公式可表示為

(2)申賣與成交。風(fēng)電綠色證書出售方在規(guī)定交易時(shí)間內(nèi)隨機(jī)選擇決定是否申賣綠色電力證書，當(dāng)出售方個(gè)數(shù)達(dá)到 m 個(gè)時(shí)，綠色電力證書按照價(jià)格優(yōu)先和時(shí)間優(yōu)先成交;否則本次交易失敗，重新發(fā)布認(rèn)購(gòu)公告。

(3)結(jié)算與交收。根據(jù)成交記錄，認(rèn)購(gòu)方向出售方結(jié)算綠色電力證書費(fèi)用，出售方向認(rèn)購(gòu)方交付綠色電力證書。

2.2 基于蒙特卡洛的綠色電力證書交易模型

假設(shè)前 m 個(gè)出售方申賣選擇優(yōu)惠價(jià)格編號(hào)為1-m，后n - m個(gè)出售方申賣為選擇優(yōu)惠價(jià)格編號(hào)為(m+1)-n，進(jìn)行 k 次模擬，統(tǒng)計(jì)每次模擬各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，從而得出風(fēng)電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價(jià)格模型為

2.3 算例分析

以蒙西電網(wǎng)為例，2016 年新建的風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)為 0.47 元/(kW˙h)，陸上光伏發(fā)電項(xiàng)目上網(wǎng)標(biāo)桿電價(jià)為 0.8 元/(kW˙h)，脫硫燃煤機(jī)組標(biāo)桿電價(jià) 0.293 7 元/(kW˙h)。根據(jù)上述模型可知，對(duì)于 2016 年新建的風(fēng)電與光伏項(xiàng)目，風(fēng)電綠色電力證書市場(chǎng)最高限制價(jià)格為 176.3 元/個(gè);光伏綠色電力證書市場(chǎng)最高價(jià)格為 506.3 元/個(gè)。

通過(guò)對(duì)風(fēng)電和光伏行業(yè)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，本文取風(fēng)電行業(yè)的折現(xiàn)率為 8%，光伏行業(yè)的折現(xiàn)率為 7%，結(jié)算周期 0.4 年，延期支付周期 1.6 年。

則風(fēng)電綠色電力證書市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格為151.1 元/個(gè);光伏綠色電力證書市場(chǎng)最低經(jīng)濟(jì)出售價(jià)格為 422.2 元/個(gè)。根據(jù)內(nèi)蒙古經(jīng)信委發(fā)布2017 年內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)發(fā)電量預(yù)期調(diào)控目標(biāo)的通知，蒙西電網(wǎng) 2017 年安排風(fēng)電發(fā)電量 332 億 kW˙h;光伏發(fā)電量 91 億 kW˙h。因此，風(fēng)電綠色電力證書為 3 320 萬(wàn)個(gè);光伏綠色電力證書為 910 萬(wàn)個(gè)。

截至 2017 年 12 月 31 日，在中國(guó)綠色電力證書認(rèn)購(gòu)交易平臺(tái)中，內(nèi)蒙古自治區(qū)累計(jì)風(fēng)電綠色電力證書交易量為 98 個(gè)，累計(jì)光伏綠色電力證書交易量為 0 個(gè)。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有機(jī)制下市場(chǎng)成交量非常少，與國(guó)家推動(dòng)綠色電力消費(fèi)的目標(biāo)還有很大差距。

本文以蒙西電網(wǎng)下某大型燃煤發(fā)電企業(yè)為例，該企業(yè)為履行社會(huì)責(zé)任，消費(fèi)綠色電力，擬每月認(rèn)購(gòu)一定數(shù)量的風(fēng)電和光伏綠色電力證書。

假定綠色電力證書交易市場(chǎng)由 32 家綠色電力證書出售方組成，其中 16 家為風(fēng)電企業(yè)，16 家為光伏發(fā)電企業(yè)。為便于研究，假定有 8 家風(fēng)力發(fā)電企業(yè)和 8 家光伏發(fā)電企業(yè)為回籠資金，愿意以低價(jià)出售綠色電力證書，其余企業(yè)期望高價(jià)出售獲得最大利潤(rùn)。根據(jù)考慮優(yōu)惠價(jià)格的綠色電力證書交易規(guī)則，相關(guān)認(rèn)購(gòu)參數(shù)見(jiàn)表 1。

2.3.1 風(fēng)電綠色電力證書成交價(jià)格仿真

在風(fēng)電綠色電力證書交易中，16 家滿足認(rèn)購(gòu)公告要求的申賣方，各自隨機(jī)獨(dú)立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見(jiàn)表 2。

基于蒙特卡羅模擬成交價(jià)格模型進(jìn)行 1 000 次隨機(jī)模擬，統(tǒng)計(jì)每次模擬中各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，可以得出風(fēng)電綠色電力證書的模擬成交價(jià)格

根據(jù)概率論原理，可以計(jì)算出風(fēng)電綠色電力證書的理論成交價(jià)格為 154.4 元/個(gè)，可見(jiàn)模擬成交價(jià)格與理論成交價(jià)格的誤差很小。

隨機(jī)模擬次數(shù)對(duì)成交價(jià)格的影響如圖 1 所示。

在不同模擬次數(shù)下風(fēng)電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價(jià)格圍繞理論成交價(jià)格上下波動(dòng)，且非常接近理論成交價(jià)格，可見(jiàn)成交價(jià)格具有較好的穩(wěn)定性。

2.3.2 光伏綠色電力證書成交價(jià)格仿真

在光伏綠色電力證書交易中，16 家滿足認(rèn)購(gòu)公告要求的申賣方，各自隨機(jī)獨(dú)立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見(jiàn)表 3。

基于蒙特卡羅模擬成交價(jià)格模型進(jìn)行 1 000 次隨機(jī)模擬，統(tǒng)計(jì)每次模擬中各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，可以得出光伏綠色電力證書的模擬成交價(jià)格為

根據(jù)概率論原理，可以計(jì)算出光伏綠色電力證書的理論成交價(jià)格為 451.015 7 元/個(gè)，可見(jiàn)模擬成交價(jià)格與理論成交價(jià)格的誤差很小。

隨機(jī)模擬次數(shù)對(duì)成交價(jià)格的影響如圖 2 所示。

在不同模擬次數(shù)下光伏綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價(jià)格圍繞理論成交價(jià)格上下波動(dòng)，且非常接近理論成交價(jià)格;可見(jiàn)成交價(jià)格具有較好的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

在綠色電力證書交易市場(chǎng)中，綠色電力證書交易機(jī)制的制定對(duì)風(fēng)力發(fā)電企業(yè)、光伏發(fā)電企業(yè)、綠色電力用戶都有重要影響。本文通過(guò)對(duì)考慮優(yōu)惠價(jià)格的綠色電力證書交易模型及仿真分析得出以下結(jié)論。

(1)利用光伏和風(fēng)電綠色電力證書市場(chǎng)最高限制價(jià)格計(jì)算模型、最低經(jīng)濟(jì)銷售價(jià)格計(jì)算模型和數(shù)量計(jì)算模型，并結(jié)合蒙西電網(wǎng)數(shù)據(jù)給出綠色電力證書的數(shù)量和價(jià)格區(qū)間。通過(guò)價(jià)格計(jì)算模型，可以為綠色電力證書買賣雙方提供合理的議價(jià)區(qū)間，當(dāng)綠色電力證書價(jià)格較低時(shí)，綠色電力證書消費(fèi)者會(huì)隨著價(jià)格降低而增加，從而激活綠色電力證書交易市場(chǎng)活力。

(2)利用基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，經(jīng)仿真得到了風(fēng)電和光伏綠色電力證書成交價(jià)格。通過(guò)上述模型，綠色電力證書買賣雙方可以獲得雙贏，對(duì)于賣方而言，在保證一定收益的情形下，快速回籠資金;對(duì)于買方而言，用較低的成本購(gòu)買到相應(yīng)數(shù)量的綠色電力證書。通過(guò)對(duì)該模型應(yīng)用可以有效緩解中國(guó)目前可再生能源補(bǔ)貼缺口，對(duì)未來(lái)推行的可再生能源配額制也有積極作用。

(3)由于綠色電力證書交易受到影響因素較多，還需進(jìn)一步分析各因素對(duì)綠色電力證書的影響，建立更加符合實(shí)際的仿真模型。

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作者簡(jiǎn)介：

王強(qiáng) (1985—)，男，博士研究生，講師，從事電力經(jīng)濟(jì)與新能源應(yīng)用研究，E-mail: edwangqiang@163.com;譚忠富(1964—)，男，博士后，教授，從事電力經(jīng)濟(jì)與新能源應(yīng)用研究，E-mail:tanzhongfubeijing@126.com;

譚清坤(1988—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟(jì)與新能源應(yīng)用研究，E-mail：912192589@qq.com;

喻小寶(1989—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟(jì)與新能源應(yīng)用研究，E-mail：yuxiaobao1222@163.com;

蒲雷(1991—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟(jì)與新能源應(yīng)用研究，E-mail：playbetter@126.com。