中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用抽象的磷年龄|页2抽象的中华人民共和国（“中国”）于 2017 年正式启动其国家排放交易体系（ETS），并将于 2021 年开始运行。初步覆盖电力行业，占中国能源相关二氧化碳排放量的 40% 以上2排放，ETS 将随后扩展到其他能源密集型行业。中国的国家碳排放交易体系可以成为一个重要的基于市场的工具，以帮助该国实现其最近加强的气候目标，以减少二氧化碳排放22030 年前达到排放峰值，2060 年前实现碳中和。本报告探讨了中国的碳排放交易体系如何促进发电减排并支持电力行业转型。它建立在对电力行业发展和政策趋势的理解之上，并依赖于对 2020 年至 2035 年中国电力系统的深入的国家和省级情景建模。本研究还分析了 ETS 基于输出和费率的设计如何影响电力行业的整体排放、技术和成本以及区域分布。最后，它推荐了中国的碳排放交易体系可以在激励具有成本效益和结构性的电力部门脱碳方面发挥更大作用的方法，以支持该国的长期气候雄心。国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用致谢磷年龄|页3致谢、贡献者和致谢中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用是由国际能源署（IEA）能源环境司（EED）环境与气候变化处（ECC）和能源、环境与经济研究所联合编写的分析报告（ 3E) 清华大学。Cyril Cassisa（国际能源署）、陈秀山（国际能源署）和张大（清华大学）协调了该项目。该报告的主要作者是来自 IEA 的 Cyril Cassisa、Xiushan Chen 和 Insa Handschuch，以及来自清华 3E 研究所的张大和张宏宇。清华3E研究所所长张希良为项目和分析提供了宝贵的指导。安凤泉，高级中国顾问； ECC 部门负责人 Sara Moarif； EED 部门负责人 Tom Howes；可持续发展、技术和展望 (STO) 总监 Mechthild Wörsdörfer 为该项目提供了宝贵的反馈和总体指导。其他现任和前任 IEA 和清华同事也提供了宝贵的贡献和反馈：Luca Lo Re、Laszlo Varro、Brent Wanner、 Alan Searl、 Rebecca McKimm、 Julia Guyon、 Francesco Mattion、 Chenlu Cheng、Heymi Bahar、Zoe Hungerford、César Alejandro Hernandez、Randi Kristiansen、Peerapat Vithayasrichareon、 Niels Berghout、 Jihyun Lee、 Jean-Baptiste Le Marois、 Uwe Remme、Daniel Wetzel、Ermi Miao、Heng Liang 和 Huilin Luo。这项分析是在 IEA 清洁能源转型计划的支持下进行的。作者要感谢清洁能源转型计划的资助者，特别是法国开发署 (AFD)。作者还感谢外部专家的宝贵意见和反馈，包括：Shengmin Yu（国家气候变化战略与国际合作中心，NCSC）、Robert Stowe（哈佛大学）、Rachel Mok（世界银行）、Felix Matthes（Oeko Institut), Kristian Wilkening (GIZ), Yan Qin (Refinitiv), Can Wang (清华大学 ), Jingjie Zhang (中国电力企业联合会 ), Yue Dong (EF-China), Alistair Ritchie (ASPI), Hervé Aloncle (AFD), Jérémy Gasc (AFD), Daniel Nachtigall (OECD), David Fischer (PWC), Ernst Kuneman (ICAP), Ying Fan (北京航空航天大学), Yongsheng Feng (CASS), Hao国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用致谢磷年龄|页4Wang (EDF-China), Zhao He (China Electric Power Planning and Engineering Institute), Jiahai Yuan (华北电力大学), Jiang Lin (劳伦斯伯克利国家实验室), Johannes Enzmann (欧洲委员会), Ying Li (中国可再生能源)能源工程学院）、Philip Andrews-Speed（新加坡国立大学）、Xavier Chen（北京能源俱乐部）、Xin Xu（NEA）、Dechen Zhu（中国华电集团）和 Neil Hirst（伦敦帝国理工学院）。Kristine Douaud 编辑了这份报告。作者还要感谢 IEA 通信和数字办公室 (CDO)，特别是 Astrid Dumond、Christopher Gully、Clara Vallois 和 Therese Walsh 提供了宝贵的编辑和出版支持。国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用目录磷年龄|页5目录执行摘要 8主要发现 10政策建议 16第 1 章：不断发展的电力行业中的 ETS 21ETS在中国的发展 21中国的电力部门产生了全球四分之一的电力 24电力市场化改革 27可再生能源部署 29系统集成和灵活性来源 31CCUS 开发 33第 2 章：中国的碳排放交易体系支持电力行业转型和二氧化碳排放峰值2排放量 36建模方法和关键假设 36场景设计 38无碳定价情景下电力行业发展概况 41ETS 可以加速国家级电力部门的脱碳 44ETS 59 的区域间分配效应第 3 章：配额拍卖推动电力行业更深入的脱碳 65参考文献 72一般附件 75附录 A - REPO 模型和建模工作 75缩略语和首字母缩略词 81词汇表 82国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用目录磷年龄|页6人物一览图 1 一氧化碳2按情景分列的发电排放量，2020-2035 10图 2 与无碳定价情景相比，ETS 情景中产生额外减排的因素，2025-2035................................................................11图 3 与无碳定价情景相比，ETS 拍卖情景中产生额外减排的因素，2025-2035.........................................................15图 1.1 中国 ETS 发展时间表 22图 1.2 2018-2040 年按地区分列的 STEPS 全球发电量展望 24图 1.3 中国发电量及相关二氧化碳2排放量，2018 年 26图 1.4 2010-2019 年各地区可再生能源年新增装机容量 29图 1.5 系统集成不同阶段的关键特征 31图 2.1 一氧化碳22015 年按技术分列的排放强度和 2020 年的基准设计 39图 2.2 发电及相关 CO2无碳定价情景中的排放，2020-2035 ......................................................................................42图 2.3 2018 年煤电和燃气发电容量变化无碳定价情景，2020-2035 43图 2.4 一氧化碳2发电排放量和配额价格2020-2035 年无碳定价和 ETS 情景 44图 2.5 ETS 情景中产生额外减排的因素与无碳定价情景相比，2025-2035 46图 2.6 ETS 情景下煤炭技术的净配额余额，2020 年和 2025 年 47图 2.7 中国不减量燃煤发电技术发电2020-2035 年无碳定价和 ETS 情景 48图 2.8 无碳定价下燃煤发电技术的产能变化和 ETS 情景，2020-2035 49图 2.9 ETS 情景下燃煤发电技术的净配额余额，2030 年和 2035 年 50图 2.10 各省超超临界和 CCS 燃煤发电 LCOE2020-2035 年 ETS 情景中煤价较低（如内蒙古） 51图 2.11 无碳定价中的燃煤发电和容量组合和 ETS 情景，2025-2035 52图 2.12 ETS 和无碳定价情景之间的发电差异，2025-2035图 2.13 平均 CO2ETS 情景中的技术成本，2020-2035 54图 2.14 ETS 情景中按技术划分的平均发电成本，2035 55图 2.15 单位电费和 CO2发电产生的排放量2020-2035 年无碳定价和 ETS 情景 56图 2.16 ETS 情景和强度目标案例中的额外系统成本与无碳定价情景相比，2025 58图 2.17 无碳定价情景下按电网区域划分的化石能源容量，2020 年和 2035 年 60图 2.18 无碳定价和 ETS 情景下按电网区域划分的燃煤发电容量，2035 ...................................................................62图 2.19 一氧化碳2按电网区域划分的发电排放量2020 年和 2035 年的无碳定价和 ETS 情景 63图 2.20 2020 年和 2035 年 ETS 情景下按电网区域划分的净配额余额 64图 3.1 一氧化碳2按情景划分的发电排放量和配额价格，2020-2035图 3.2 ETS 和 ETS 中燃煤发电技术的容量变化拍卖场景，2020-2035 68国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用目录磷年龄|页7图 3.3 ETS 和 ETS 技术发电拍卖场景，2020-2035 69图 3.4 与无碳定价情景相比，ETS 和 ETS 拍卖情景中产生额外减排的因素，2025-2035 .........................................70图 3.5 拍卖收入和额外系统成本，2025-2035 70图 3.6 ETS 拍卖场景中按成本构成的单位电力成本2020-2035 年 ETS 情景中的总单位电力成本 71图 A.1 REPO 模型框架 76表列表2020 年的基准设计假设 39场景设计 40强度目标的设计案例 57自由分配和拍卖的 ETS 情景设计 66表 A.1 中国电力行业 6 个电网区域和 REPO 模型的 32 个省区 76表 A.2 技术成本假设 78表 A.3 2020 年和 2035 年各省区煤价假设 79表 A.4 燃料 CO2根据 IPCC 2006 的因素 80表 A.5 风能和太阳能光伏最低容量水平的假设 80国际能源署。版权所有。 中国碳交易体系在电力行业脱碳中的作用执行摘要磷年龄|页8执行摘要中国最近就其更雄心勃勃的中长期气候目标发表了重大声明。在 2020 年 9 月的联合国大会上，习主席宣布中华人民共和国（“中国”）旨在使 CO2排放量在 2030 年之前达到峰值并在 2060 年之前实现碳中和，为该国未来四个十年设定了开创性的愿景。中国还于 2020 年 12 月宣布，将在 2030 年提高其在《巴黎协定》下的国家自主贡献（NDC），包括减少其二氧化碳排放量。2 单位国内生产总值排放强度比2005年提高65%以上，非化石能源在一次能源消费中的比重提高到25%左右，风能和太阳能总装机容量达到1200吉瓦以上。 “十四五”规划明确制定二氧化碳减排行动计划2 2030 年之前的排放量，并采取更有力的政策措施，努力在 2060 年之前实现碳中和。在此背景下，中国的排放交易体系（ETS）可以成为帮助中国实现气候目标和能源转型的重要市场工具。中国的国家碳排放交易体系于 2017