摘要：在分析綠色電力證書價格形成機制的基礎上，研究可再生能源電價附加資金補貼金額、補貼結算周期和拖延周期、消費者偏好等因素對綠色電力證書銷售價格的影響。為研究隨機情況下綠色電力證書的成交價格，建立基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，通過內蒙古某大型煤電企業認購風電和光伏綠色電力證書的實例計算，驗證該模型的實用價值。

0 引言

綠色電力證書(green electricity certificate)，是一種可以在交易市場上自愿或強制認購的綠色電力消費證書 [1-2] 。2017 年 7 月 1 日，中國正式開始綠色電力證書認購工作。

國內外綠色電力證書交易的經驗表明：綠色電力證書交易市場的成功運行與推廣，關鍵在于形成成熟完善的綠色電力證書交易機制，制定合理的綠色電力價格 [3-5] 。國內外在綠色電力證書方面的研究主要集中在配額 [6-10] 、交易市場機制 [11-16] 、對電源規劃和發電權交易的影響 [17-18] 、交易政策與監管 [19-21] 等方面。對于中國啟動的可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的研究相對較少。

在當前交易機制下，綠色電力證書出售方大都按照市場最高限制價格出售，綠色電力證書市場交易量非常少。截至 2017 年 12 月 31 日，在中國綠色電力證書認購交易平臺中，內蒙古自治區累計風電綠色電力證書交易量為 98 個，累計光伏綠色電力證書交易量為 0 個。為激發市場活力，本文基于資金時間價值理論，量化計算出綠色電力證書出售方可接受的最低經濟出售價格，提出一種新型的交易模型。在該模型中，綠色電力證書認購者向出售者發布認購公告，出售者根據認購規則，在限定時間內根據自身對銷售價格的期望隨機做出是否申賣的決策。通過考慮優惠價格的綠色電力證書交易模型可以節約認購方的采購費用，同時作為一種新型綠色電力證書交易模式對繁榮綠色電力證書交易市場提供有益探索。

1 綠色電力證書價格形成機制

1.1 綠色電力證書價格影響因素分析 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應的上網電量兩種不同類型的商品，分開買賣。綠色電力證書買家是電力消費者，賣家是綠色電力生產商，購買綠色電力證書就是消費綠色電力。在綠色電力證書交易市場中，交易價格由綠色電力證書的供求關系決定。價格波動區間受可再生能源電價附加資金補貼金額、結算周期和拖延周期以及認購者對某類綠色電力證書的偏好所決定。

1.1.1 可再生能源電價附加資金補貼金額2017 年 2 月 3 日，國家發展和改革委員會、財政部、能源局聯合印發《關于試行可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的通知》中規定 [1] ：認購價格按照不高于證書對應電量的可再生能源電價附加資金補貼金額。2012 年頒布的《可再生能源電價附加補助資金管理暫行辦法》中規定：可再生能源發電項目上網電量的補助標準，根據可再生能源上網電價、脫硫燃煤機組標桿電價等因素確定。

綜上所述，綠色電力證書價格受綠色電力上網價格和脫硫燃煤機組標桿電價影響，綠色電力上網價格越高綠色電力證書價格越高;脫硫燃煤機組標桿電價越低綠色電力證書價格越高。

1.1.2 結算周期和拖延周期

國家對可再生能源電價附加資金補貼存在一定的結算周期和延期支付情況。2017 年上半年，可再生能源的補貼資金缺口達到 1 000 億元，許多綠色電力項目補貼需要 1~2 年才能兌付。因此，按照資金時間價值理論，隨著補貼周期和拖延周期的延長，綠色電力證書價格越低。

1.1.3 消費者偏好

消費者在購買綠色電力證書過程中，往往會表現出不同的偏好。例如，光伏制造企業在購買綠色電力證書時，更熱衷于購買光伏綠色電力證書，而非風電綠色電力證書。

1.2 最高限制價格計算模型

通過以上分析可知，綠色電力證書的最高市場價格不高于證書對應電量的可再生能源上網電價與脫硫燃煤機組標桿電價的差值。因此，綠色電力證書的市場最高限制價格可用公式表示為1.3 最低經濟銷售價格計算模型可再生能源電價附加資金補貼有一定的結算周期和延期支付情況?；诶硇越洕嵌瓤紤]，綠色電力證書的市場最低經濟銷售價格為對應的可再生能源電價附加資金補貼金額的資金現值。

因此，綠色電力證書的市場最低經濟銷售價格可用公式表示為

1.3 最低經濟銷售價格計算模型

可再生能源電價附加資金補貼有一定的結算周期和延期支付情況?；诶硇越洕嵌瓤紤]，綠色電力證書的市場最低經濟銷售價格為對應的可再生能源電價附加資金補貼金額的資金現值。

因此，綠色電力證書的市場最低經濟銷售價格可用公式表示為

加資金補貼金額延期支付周期。

根據博弈原理，當價格處于最低經濟出售價格時，對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，本文所說的優惠價格略高于最低經濟出售價格。

1.4 綠色電力證書數量計算模型

根據《關于試行可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的通知》規定，1 個綠色電力證書對應 1 000 kW˙h 的綠色電力。綠色電力證書數量計算可用公式表示為

2 考慮優惠價格的綠色電力證書交易模型

以某企業認購風電綠色電力證書為例，假設綠色電力證書交易市場中有 n 個滿足要求的綠色電力證書出售方，其中 m 個期望以低價格出售回籠資金， n - m 個期望以高價格出售獲取最大利潤。

2.1 考慮優惠價格的綠色電力證書交易規則具體交易規則如下。

(1)綠色電力證書購買企業發布風電綠色電力證書認購公告。內容包括：認購數量 G 、認購價格 、優惠價格 (優惠比例 )、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電量的可再生能源補貼，當可再生能源綠色電力證書價格等于或低于最低經濟出售價格時，申賣方往往會選擇交易成本更低的領取可再生能源補貼，因此，為提高參與申賣企業的積極性，本文取認購價格為市場最高限制價格，優惠價格為略高于市場最低經濟出售價格，優惠比例可用公式表示為

力證書的出售方數量的一半。申賣數量公式可表示為

(2)申賣與成交。風電綠色證書出售方在規定交易時間內隨機選擇決定是否申賣綠色電力證書，當出售方個數達到 m 個時，綠色電力證書按照價格優先和時間優先成交;否則本次交易失敗，重新發布認購公告。

(3)結算與交收。根據成交記錄，認購方向出售方結算綠色電力證書費用，出售方向認購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

假設前 m 個出售方申賣選擇優惠價格編號為1-m，后n - m個出售方申賣為選擇優惠價格編號為(m+1)-n，進行 k 次模擬，統計每次模擬各種可能結果出現的頻率，從而得出風電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價格模型為

2.3 算例分析

以蒙西電網為例，2016 年新建的風力發電項目上網標桿電價為 0.47 元/(kW˙h)，陸上光伏發電項目上網標桿電價為 0.8 元/(kW˙h)，脫硫燃煤機組標桿電價 0.293 7 元/(kW˙h)。根據上述模型可知，對于 2016 年新建的風電與光伏項目，風電綠色電力證書市場最高限制價格為 176.3 元/個;光伏綠色電力證書市場最高價格為 506.3 元/個。

通過對風電和光伏行業實際情況進行調查，本文取風電行業的折現率為 8%，光伏行業的折現率為 7%，結算周期 0.4 年，延期支付周期 1.6 年。

則風電綠色電力證書市場最低經濟出售價格為151.1 元/個;光伏綠色電力證書市場最低經濟出售價格為 422.2 元/個。根據內蒙古經信委發布2017 年內蒙古西部電網發電量預期調控目標的通知，蒙西電網 2017 年安排風電發電量 332 億 kW˙h;光伏發電量 91 億 kW˙h。因此，風電綠色電力證書為 3 320 萬個;光伏綠色電力證書為 910 萬個。

截至 2017 年 12 月 31 日，在中國綠色電力證書認購交易平臺中，內蒙古自治區累計風電綠色電力證書交易量為 98 個，累計光伏綠色電力證書交易量為 0 個。由此可見，現有機制下市場成交量非常少，與國家推動綠色電力消費的目標還有很大差距。

本文以蒙西電網下某大型燃煤發電企業為例，該企業為履行社會責任，消費綠色電力，擬每月認購一定數量的風電和光伏綠色電力證書。

假定綠色電力證書交易市場由 32 家綠色電力證書出售方組成，其中 16 家為風電企業，16 家為光伏發電企業。為便于研究，假定有 8 家風力發電企業和 8 家光伏發電企業為回籠資金，愿意以低價出售綠色電力證書，其余企業期望高價出售獲得最大利潤。根據考慮優惠價格的綠色電力證書交易規則，相關認購參數見表 1。

2.3.1 風電綠色電力證書成交價格仿真

在風電綠色電力證書交易中，16 家滿足認購公告要求的申賣方，各自隨機獨立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見表 2。

基于蒙特卡羅模擬成交價格模型進行 1 000 次隨機模擬，統計每次模擬中各種可能結果出現的頻率，可以得出風電綠色電力證書的模擬成交價格

根據概率論原理，可以計算出風電綠色電力證書的理論成交價格為 154.4 元/個，可見模擬成交價格與理論成交價格的誤差很小。

隨機模擬次數對成交價格的影響如圖 1 所示。

在不同模擬次數下風電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價格圍繞理論成交價格上下波動，且非常接近理論成交價格，可見成交價格具有較好的穩定性。

2.3.2 光伏綠色電力證書成交價格仿真

在光伏綠色電力證書交易中，16 家滿足認購公告要求的申賣方，各自隨機獨立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見表 3。

基于蒙特卡羅模擬成交價格模型進行 1 000 次隨機模擬，統計每次模擬中各種可能結果出現的頻率，可以得出光伏綠色電力證書的模擬成交價格為

根據概率論原理，可以計算出光伏綠色電力證書的理論成交價格為 451.015 7 元/個，可見模擬成交價格與理論成交價格的誤差很小。

隨機模擬次數對成交價格的影響如圖 2 所示。

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

3 結論

在綠色電力證書交易市場中，綠色電力證書交易機制的制定對風力發電企業、光伏發電企業、綠色電力用戶都有重要影響。本文通過對考慮優惠價格的綠色電力證書交易模型及仿真分析得出以下結論。

(1)利用光伏和風電綠色電力證書市場最高限制價格計算模型、最低經濟銷售價格計算模型和數量計算模型，并結合蒙西電網數據給出綠色電力證書的數量和價格區間。通過價格計算模型，可以為綠色電力證書買賣雙方提供合理的議價區間，當綠色電力證書價格較低時，綠色電力證書消費者會隨著價格降低而增加，從而激活綠色電力證書交易市場活力。

(2)利用基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，經仿真得到了風電和光伏綠色電力證書成交價格。通過上述模型，綠色電力證書買賣雙方可以獲得雙贏，對于賣方而言，在保證一定收益的情形下，快速回籠資金;對于買方而言，用較低的成本購買到相應數量的綠色電力證書。通過對該模型應用可以有效緩解中國目前可再生能源補貼缺口，對未來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，還需進一步分析各因素對綠色電力證書的影響，建立更加符合實際的仿真模型。

參考文獻：

國家發展和改革委員會，財政部，國家能源局.關于試行可再生能源綠色電力證書核發及自愿認購交易制度的通知 (發改能源[2017]132 號) [Z].

[1]國家電網公司. 國家電網公司促進新能源發展白皮書 (2016) [R].2016.

[2]DARMANI A, RICKNE A, HIDALGO A, et al. When outcomes are the reflection of the analysis criteria: a review of the tradable green certificate assessments[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 62: 372–381.

[3]W?DZIK A, SIEWIERSKI T, SZYPOWSKI M. Green certificates market in Poland – the sources of crisis[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016, 75: 490–503.

[4]PINEDA S, BOCK A, KALOGIROU SA, et al. Renewable-based generation expansion under a green certificate market[J]. Renewable Energy, 2016, 91: 53–63.

[5]趙新剛, 馮天天, 楊益晟. 可再生能源配額制對我國電源結構的影 [6]響機理及效果研究[J]. 電網技術, 2014, 38(4): 974–979.ZHAO Xingang, FENG Tiantian, YANG Yisheng. Impacting mechanism of renewable portfolio standard on China’s power source structure and its effect[J]. Power System Technology, 2014, 38(4):974–979.

趙新剛, 王曉永. 基于雙邊拍賣的可再生能源配額制的綠色電力證書交易機制設計[J]. 可再生能源, 2015, 33(2): 275–282.ZHAO Xingang, WANG Xiaoyong. The design of green certificate trading mechanism based on double auction under the renewable energy quota system[J]. Renewable Energy Resources, 2015, 33(2):275–282.

[7]

羅一凡, 龔昱, 蔣傳文, 等. 用戶側碳排放強度評級及綠色電力證書分配研究[J]. 水電能源科學, 2015, 33(10): 199–203.LUO Yifan, GONG Yu, JIANG Chuanwen, et al. Study on carbon emission intensity rating of power consumer side and green power certificates distribution[J]. Water Resources and Power, 2015,33(10): 199–203.

[8]

SUN Yanming. The optimal percentage requirement and welfare comparisons in a two-ry electricity market with a common tradable green certificate system[J]. Economic Modelling, 2016, 55:322–327.

[9]CURRIER K M. A regulatory adjustment process for the determination of the optimal percentage requirement in an electricity market with tradable green certificates[J]. Energy Policy, 2013,

62(9): 1053–1057.

[10]RAADAL H L, DOTZAUER E, HANSSEN O J, et al. The interaction between electricity disclosure and tradable green certificates[J]. Energy Policy, 2012, 42: 419–428.

[11]CURRIER K M, CURRIER S R. A preliminary investigation of the optimal percentage requirement in an electricity market with tradable green certificates[J]. Theoretical Economics Letters, 2012, 2:216–220.

[12]譚忠富, 劉文彥, 劉平闊. 綠色電力證書交易與碳排放權交易對中國電力市場的政策效果[J]. 技術經濟, 2014, 33(9): 74–84.TAN Zhongfu, LIU Wenyan, LIU Pingkuo. Policy effect of tradable green certificate and carbon emission trading on China ’s electric power market[J]. Technology Economics, 2014, 33(9): 74–84.

[13]

鐘宇峰, 黃民翔, 文福拴, 等. 計及綠色電力證書交易機制的大用戶直購電市場均衡分析[J]. 電力自動化設備, 2014, 34(2): 144–150.ZHONG Yufeng, HUANG Minxiang, WEN Fushuan, et al.Equilibrium analysis of direct electricity purchase with greencertificate mechanism[J]. Electric Power Automation Equipment,[14]中 國 電 力 第 51 卷176

2014, 34(2): 144–150.

張曉輝, 閆鵬達, 鐘嘉慶, 等. 可再生能源激勵制度下的低碳經濟電源規劃[J]. 電網技術, 2015, 39(3): 655–662.

ZHANG Xiaohui, YAN Pengda, ZHONG Jiaqing, et al. Research on generation expansion planning in low-carbon economy environment under incentive mechanism of renewable energy sources[J]. Power

System Technology, 2015, 39(3): 655–662.

[15]趙文會, 高姣倩, 于金龍, 等. 計及碳交易和綠色電力證書交易機制的發電權交易模型[J]. 可再生能源, 2016, 34(8): 1129–1137.ZHAO Wenhui, GAO Jiaoqian, YU Jinlong, et al. Generation rights trade model with carbon trading and green certificate trading mechanisms[J]. Renewable Energy Resources, 2016, 34(8):1129–1137.

[16]CIARRETA A, ESPINOSA M P, PIZARRO-IRIZAR C P, et al.Optimal regulation of renewable energy: a comparison of feed-in tariffs and tradable green certificates in the spanish electricity system[J]. Energy Economics, 2017, 67: 387–399.

[17]TRUJILLO-BAUTE E, RÍO P D , ARTIGUES P M. Analyzing the impact of renewable energy regulation on retail electricity prices[J].

Energy Economics, 2018, 114: 153–164.

[18]HUSTVEIT M, FROGNER J S , FLETEN S E et al. Tradable green [19]certificates for renewable support: The role of expectations and uncertainty[J]. Social Science Electronic Publishing, 2017, 141:1717–1727.

MULDER M, ZOMER S P E . Contribution of green labels in electricity retail markets to fostering renewable energy[J]. Energy Policy, 2016, 99: 100–109.

[20]RÍO P D,RESCH G,ORTNER A, et al. A techno-economic analysis of EU renewable electricity policy pathways in 2030[J]. Energy Policy, 2017, 104: 484–493.

[21]

作者簡介：

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

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

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

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