上海管理科学 Shanghai Management Science 第 39 卷第 3 期 | 2017 年 6 月 | Vol. 39 | No. 3 | Jim. 2017
文章编号：1005-9679(2017)03-0030-09
我国可再生能源电力配额及其交易研究
孔令丞， 石 晶
(华东理工大学商学院，上 海 200237)
摘 要 ：全球经济增长长期所维系的高碳模式导致化石能源大量消耗，并产生供需矛盾和排放等
环境与气候问题。以证书交易的形式建立可再生能源发电配额制，成为缓解化石能源供给不足和
强化减排的重要措施。以我国将可能实施的可再生能源发电配额制为背景，借鉴发达国家的经验，
讨论实行配额证书市场交易的可行性；研究配额目标和价格上限等约束对利润最大化条件下的证
书交易量及价格的影响，为我国后续开展配额交易提供政策建议。
关键词：可再生能源；可再生能源发电配额制；可再生能源电力证书；证书交易市场
中图分类号 ： TK 011 文献标志码 ： A
Research on Chinars Renewable Energy Electricity
Quota and Its Transaction
KONG Lingcheng , S H I J i n g
(School of Busness, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237, China)
Abstract： With the rapid development of global economy, the large consumption of traditional energy led to
the increasingly contradiction between supply and demand, and the wide use of traditional energy also
brought massive discharge of pollutant, the world have to face the global environment problems within the
challenges of environmental pollution. Facing the above situation, as an effective incentive policy of pro
moting renewable energy development, the policy of renewable portfolio standard (R PS) with the core of
renewable electricity credits (REC) has been more and more implemented by western countries. On the
base of applying of renewable portfolio standard in China in the near future, this paper summarizes the
practical experience in domestic and abroad, and discusses the market conditions of implementing RPS sys
tem and of construction REC trading market in China. By means of quantitatively analyzing, supply-and-
demand equilibrium and price mechanism, we analyze whether the REC market price forming mechanism
can promote the development of renewable energy power through effective reflecting the enterprise genera
ting cost and then analyze its market benefit. Finally,this paper analyzes the benefits brought by RPS to e
lectrical power system,as well as some possible obstacles in practical operation, and puts forward relevant
suggestions for future study and policy making.
Key words： renewable electricity； renewable portfolio standard； renewable electricity credits； credits mar
ket
收稿日期：2017-03-06
基金项目：国家自科基金（71273091)“碳强度目标下可再生能源发电产业链的定价机制研究 ”；教育部人文社科规划项目（11YJA790068)
“基于产业链的太阳能发电政策研究”
作者筒介：孔令丞（1963-)，女 ，天津宝坻；教授、博士生导师，博士，研究方向：产业经济，能源经济，循环经济。E-mail: 764046157® qq.
com。石晶（1988-)，女 ，辽宁，硕士研究生。
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l 引言
在人类社会的整个工业化进程中，经济增长都
与化石能源的消耗量存在强的相关性。但化石能源
供给的有限性、开采和利用带来的气候变化和环境
污染，都迫使各国政府在制定未来的能源战略时，将
开发和利用风能、太阳能、生物质能等可再生能源，
作为重要的战略目标内容。可再生能源发电配额证
书交易制度，因其借助于市场化手段实现可再生能
源发电量目标，在众多节能减排目标约朿中最能体
现出市场竞争的成本优势，近年来逐渐为发达国家
所采用，并很好地实现了低成本的减排效果。
2012年 ，国家能源局新能源司出台了《可再生
能源发电配额管理办法》（以下简称“办法”)讨论稿，
确定了 2015年 4 类资源区的可再生能源发电配额
分配方案，规定内蒙古东西部一类资源区的配额高
达 1 5 % ，并将绿色证书作为考核配额执行情况的凭
证。该办法由于存在对交易机制的研究相对缺乏、
经济性论证不足、缺乏可行的细则等问题，从出台至
今已经2 年多的时间仍未实施。因此，引人政府节
能减排的规制目标等约朿条件，研究以证书交易为
核心的可再生能源配额制，探讨配额制及其证书交
易实施的关键因素、实现条件，进而论证我国实施可
再生能源发电配额证书交易市场化机制的可行性。
这些都为政府的节能减排目标实现从行政命令转向
市场化手段提供了理论依据和实践指导，为后续的
节能减排跳出原有“限电停产”政策怪圈提供了解决
思路。
2 文献综述
可再生能源发电配额制 （ Renewable Portfolio
Standard，RPS)在也被称为可再生能源发电强制性
市场份额政策 （ Mandatory Market Share Policy，
MMS)，这种政策是美国、澳大利亚和欧洲等国采用
的一种鼓励使用可再生能源发电的强制性政策工
具。
2 . 1 证书交易机制的基本框架
采用 R P S制度之前，政府要制定出一段时期内
总的可再生能源发电量目标，然后根据不同地区的
资源禀赋状况，按一定比例分配给企业。企业在目
标期限内必须按配额完成目标所规定的可再生能源
发电量。为了考核企业完整的定额情况，很多国家
和地区的政府都规定由政府指定的第三方审计部门
对企业可再生能源电力上网电量进行审核，确保不
被漏计或重复计算。核准后颁发具有独特的标识代
码的可再生能源电力证书 （ Renewable Electronic
Credit，REC)，也叫绿电证书。每份证书® 都是对绿
电配额这种无形商品的性质和产权进行标记的法定
凭证。持有证书的企业之间可以在证书市场上进行
证书买卖。绿电证书因市场交易的存在而具有了经
济价值。为了保证交易效率，监管部门并不区分绿
电证书的来源。对于到期未提供所分配配额量的绿
电证书，政府对其处以相应的处罚。
发电厂商生产的绿电要先出售给电网公司，双
方均计算上网电量并保留记录凭证。累积一定的上
网电量之后，通过向第三方审计部门提交相应的凭
证来获得经核准的绿电证书。考核期末，发电企业
向监督机构出示证书来考核其完成的配额情况。持
有超过配额部分证书的企业可在证书市场上自行出
售，以获得收益。如此，电力企业在权衡成本和利润
的情况下，可以选择自发绿电，或在证书市场上购买
证书，来完成政府分配的配额。具有绿电成本优势
的企业可以通过多发绿电，取得证书后出售超出配
额部分来实现利润最大化；反之，如果企业完成配额
的成本高于在证书市场上购买证书的价格，则可选
择购买证书来完成配额。可见，有了证书市场，企业
就可以按照地区资源禀赋、比较优势来对两种不同
电源结构的发电量进行经济合理的配比，以求利润
最大化。因此，绿电证书市场为低成本的开发和利
用可再生能源电力提供了竞争手段，同时也能满足
国家或地区范围内可再生能源发电量目标。
2 . 2 可再生能源发电政策效果评述
有些学者从不同的角度将固定上网电价制和配
额制进行了对比。Butler和 Neuhoffl(2〇08)分析了
德国的强制上网制（Feed-in Tarrife)和英国的配额
制，指出强制上网制更容易完成总量目标，但政府要
因此付出大量的补贴成本；而配额制可有效降低可
再生能源电力的价格，但却难以完成总量目标。
M6szdros等[9]应用英国电力市场数据建立寡头模
型，对比了强制上网和证书交易这两种政策的不同
效果，即强制上网使电网成本提高，而绿电发电量会
随之增加;但证书交易由于将竞争引人可再生能源
发电市场，因此会提高社会福利，效果优于强制上网
制。Anna等[1]研究认为绿电证书交易为绿电技术
②国家能源局新能源司在《可再生能源电力配额管理办法》（草案）有两种规定〇. 1 万 kW • h 电 为 1 份证书。在欧美一些国家，有 1 万
kW • h 电为 1 份证书的规定。
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支付了额外的价格，因此兼具了降低成本与完成目
标的双重政策功效。
美国在可再生能源电力配额制实施方面较为完
善，并将其拓展为绿电证书交易和限额交易政策。
Bird等[2]认为，证书交易实现减排的好处是在可竞
争市场上，减排成本通过证书交易而被量化，这为设
计合理的碳税提供了成本依据 。 Amundsen and
Mortensen (2001)研究了丹麦电力部门在短期目标
下，考虑证书价格上下限、碳价格和电力进口等因
素，认为在严格的碳排放限额与宽松的绿电配额下，
会导致绿电生产商的利润降低和证书价格下降，最
终导致总体供电量减少；而不断增长的绿电配额则
会导致装机容量的扩张，且扩张量取决于需求价格
弹性 。 Jensen and Skytte(2002)建立了在配额框架
下的一般电力市场模型，发现配额制对电价会产生
如下影响：较高或不断上升的配额会导致绿电发电
量增加，绿电发电成本高于火电成本的现实导致电
价整体上涨，进而产生电力市场需求的下降;反之则
反之。
Linares等[7]检验了西班牙电力市场配额制和
限额交易政策的相互作用，认为绿电配额制是限额
交易政策的补充，因而这两种政策共存会降低电力
市场价格。Karen(2011)对美国联邦实施的三大减
少温室气体排放政策—— 限额交易、绿电配额和税
收减免的成本效率、环境收益、经济和技术产出等进
行了模拟，模拟在不同电源发电量结构下的绿电发
电量比例、证书价格和不同政策组合下的减排效果，
由此提出不同减排目标下合理的电源结构。Thom-
as(2005)模拟了瑞典、挪威、芬兰和丹麦电力系统，
分析了碳排放许可限额和绿电证书对电价和碳排放
的不同效果。研究表明，引人证书交易可降低绿电
上网电价和碳排放许可价格。
2 . 3 可再生能源电力证书市场运行效果评估
LiPP等[8]通过对英国、丹麦和德国电力系统所
采用的不同的可再生能源电力政策及其价格政策进
行分析，指出选择配额制或强制上网电价制，需要考
察各国的实际需求来对相关制度和义务进行设计和
分配，才能保证制度的成功。S〇vac〇〇l[3]列举了包
括美国在内的全球8 个典型的实行配额制的证书交
易市场效果，认为证书市场的主要障碍来自机制设
计缺陷。这些缺陷造成交易成本过高、价格波动剧
烈以及机制运行带来负面环境效应等，有些政策规
定会限制许可交易机制的效率；企业和个人总是会
寻找各种方法来使用或操控证书市场来获得利益；
而一旦对市场机制不信任或证书价格剧烈波动 ，一
些交易者就会退出市场；而如果市场规则会弱化惩
罚，也会降低参与者参与市场交易的激励。
Golini[5]在分析欧盟绿色证书市场运行情况
后，认为证书市场是欧洲能源市场自由化进程中刺
激可再生能源增长的最有效机制。长期来看，证书
交易降低了绿电价格，这会导致可再生能源发电成
本最小化并推进技术创新。进而，部分学者模拟了
证书交易的实施效果。K laus等[6]建立了一个北欧
电力市场绿色证书交易的系统动态模型，用以检测
一系列的交易政策效果，结果说明证书交易市场是
不稳定的，而证书的储存和抵押则可以有效降低市
场的不稳定性。F ord等[4]模拟了美国西南部的风
能证书交易市场的价格机制。认为在市场建立初
期，证书价格会快速上升，投资者对此做出的反应是
增加风能装机容量。之后，在风电发电量逐渐达到
并超过需求量后，证书价格开始下降。这种现象循
环出现，可使企业在不同时期选择不同的交易策略。
2 . 4 国内可再生能源配额制研究现状
我国对于可再生能源的开发利用起步晚于西方
国家，而可再生能源配额制尚未实际实施应用，对于
其证书交易的研究则更加匮乏。付姗璐[1°]在对配
额制和强制上网这两种政策机制和国外的成功经验
分析的基础上，构建了配额制与强制上网制的互补
模式，提出同时使用这两种政策机制是当前的最佳
选择。任东明[11]认为我国在设计和实施可再生能
源电力配额制时，可以首先对大型传统发电企业规
定配额义务，同时辅之以电网强制收购可再生能源
电力的强制上网制度。通过配额制和强制上网制互
相补充，来达到更好的政策效果。
综述可见，由于西方已经具备可再生能源电力
证书交易的实施基础，且基于配额的证书交易机制
已在多个国家成功实施，因此西方学者对配额制和
证书交易的研究，主要集中在配额制有效实施的政
策对比、当前配额制的效果分析和阻碍论证、未来政
策效果模拟等。而可再生能源电力配额制在我国处
于拟实施阶段，研究主要集中于对国外经验的借鉴、
配额制的可行性、强制上网制和配额制的简单对比
等，对基于配额制证书交易的经济论证相对缺乏。
3 我国可再生能源发电配额交易实施
的初步分析
为实现低成本的可再生能源发电配额制，政府
在制定发电厂商的可再生能源发电配额后，会按照
一定的程序，为企业发放经第三方机构核准的绿电
证书，并建立证书交易市场，准许持有绿电证书的人
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在市场中交易。这样，发电厂商就可以根据自身各
类状况：资源禀赋、技术实力、市场能力、发展战略
等 ，本着追求利润最大原则，选择符合自身市场竞争
战略的电源结构。选择必然在总体上产生具有成本
优势的电源结构，其结果就是不断优化配额制的社
会成本，为可再生能源发电实现平价上网积累优势
基础。
借鉴国外可再生能源配额制的实施规定和经
验 ，政府还要制定证书储存期限、可再生能源电力配
额义务的宽限期以及奖惩机制。基本框架如图1 所
〇
图 1 配 额 交 易 机 制 的 基 本 框 架
3 . 1 可再生能源发电总目标及其目标分解
政府在制定可再生能源发电配额总量目标时，
需要确定的是某段时期在不同资源区的发电总量。
由于不同地区的资源禀赋状况不同，同样的装机所
产生的发电量也不同；政府在对可再生能源电力配
额的承担主体进行义务分配时，应针对不同地区可
再生能源的资源禀赋、电力消费需求、电力输送能力
以及经济总量综合考量，进行分配。在“办法”中规
定了四类资源区，像内蒙古东西部地区被核定为一
类资源区，规定 2015年该资源区和地区电网的发电
量配额为总发电量的15% ;大型发电企业所承担的
可再生能源发电装机容量占总装机的1 1 % 。
在规定各电网公司对绿电进行保障性收购时，
可按不同电网公司的电网覆盖地区范围来确定。 一
般按其覆盖地区在目标年份内的绿电配额总量在其
收购总电力中的占比计算。如“办法”中规定，内蒙
古电力公司的电网承担保障性收购指标为地区电力
消费总量的1 5 % 。
可再生能源发电配额制是一项长期政策，政策
必须注意短期目标和长期目标的有效结合，才能明
确义务人在每个短期时限内的配额义务，同时又能
在长期为可再生能源发电量的增长提供足够的空
间。结合国际经验，通 常 以 15-20年为期限制定一^
个长期目标;将目标进行分解，规 定 1-3年为义务主
体可再生能源发电量配额的短期目标。
3 . 2 配额义务主体
制定配额时必须首先明确配额义务主体。根据
国际经验，规定装机容量超过一定规模的大型发电
厂商必须承担可再生能源电力生产的配额义务。我
国在“办法”中规定，装机容量超过500万千瓦的发
电厂商必须承担配额义务。本着以较低成本实现可
再生能源发电量目标的原则，给发电厂商留出依据
生产绿电的禀赋状况、比较优势和自身战略选择自
发绿电或购买证书来完成配额义务的余地。这就需
要在制定配额的同时，建立以配额为最低限额的证
书交易市场。此外，为保证发电厂商所生产的可再
生能源电力能够得到消纳，政府还须规定电网要全
额承担可再生能源电力并网，而并网的绿电电量由
发电商出具电网公司接收并网的绿电电量凭据来计
量。政府机构需指定第三方独立的核准机构，对发
电商和电网共同出具的绿电并网电量进行核准，监
管机构根据发电企业、电网公司和第三方核准机构
这三方共同出具的、经核准的绿电并网电量，为发电
企业发放等量的绿电证书。
4 可再生能源发电配额的证书交易市
场均衡
从国外成功地实施基于配额的证书交易市场系
统来看，配额目标、证书价格上限、惩罚力度、证书时
效、目标时限、技术范围、区位因素等，都会对基于配
额的证书交易系统的有效运行产生影响。通过构建
发电厂商利润最大化模型，讨论常规能源发电成本、
可再生能源发电成本、政府的可再生能源发电目标、
可再生能源电力证书交易价格上限等因素对发电厂
商可再生能源电力产量的影响，进而讨论其对证书
市场交易价格的影响。
4 . 1 符号说明
假设每期末配额义务主体将证书上交给规制
者 ，证书不设存储期限，逾期失效。如果上交量小于
政府规定目标，则要接受政府处罚。
;:发 电 厂 商 ^常 规 能 源 发 电 量 （ MW • h)，
q ( ; ) :常规能源发电成本函数，； ：发电厂商 7 常
规能源发电产能 （ MW • h);
发电厂商7‘可再生能源发电量 （ MW • h)，
^ (A ):可再生能源发电成本函数， 发电厂商7‘
可再生能源发电产能 （ MW • h) ;
~ 发 电 厂 商 7 上交给规制 者 的 证 书 数 量
(MW • h)；
电力市场价格（元/MW • h)，A :证书价格
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(元/证书 ） ， A :规制的证书价格上限(元/证书）；
r :可再生能源证书交易总量，n i :发电厂商 z
从 购 买 的 证 书 量 （ MW • h);
^规制者制定的可再生能源电力配额目标（占
总发电量的百分比）；
发电厂商 j 的总电力需求 （ MW • h)，c?:电
力需求总量。
4 . 2 因素关系
上述各因素应满足以下关系：
(1) 非 可 再 生 能 源 电 力 产 量 : ;
(2) 可再生能源电力产量;
(3) 发电厂商满足总电力需求量 + 3^ = 4 ;
( 4) 上交给规制者的证书数量
z, = ^, + > 0
( 5) 规制者制定的配额目标约朿
土) A = 土) [% + 土) — n—,)] > 。
(6) j 厂 商 证 书 供 给 量 的 约 朿 % ;
i - 1
( 7 ) 电 力 总 需 求 量 。
4 . 3 利润目标
发电厂商 iC / = l ，2,…，n)参与到可再生能源
发电配额交易系统中，借 鉴 Ge〇rgeS(2010)的理论
假设，建立利润最大化的目标函数为：
max 7tj (,xz, y } , ry- ) = p e (,x } + yj ) ~ c3 ( x 3 ) —
k } (.yj ) + p l X ] ~ P j
i — 1 j — l
s. t. { Zj ^ td
依据经济学惯例，假设生产成本函数 q (A )和
是,（力）都是递增凸函数，且满足 c, (0)=々,（0) = 0,
并设定为：
Cj ( Xj) = -i-Q • x )
kJ ( y J ') = \ K , • y 2,
另外，令 r,—, • r,—, = 0，且 I ] I ] (r,—, — r,—, ) =
〇,也就是说，每个电力生产商既是证书的买方，也
是证书的卖方，且证书的总供给量等于总需求量。
在可再生能源配额交易系统中，证书交易价格
受证书供给量和需求量的双重影响，即以基于市场
出清的条件来讨论这一价格机制。即证书价格是由
证书供给量等于证书需求量所决定的内生变量，较
高的证书需求量会拉动证书的价格上涨。同时，证
书交易价格还受政府规定的价格上限的限制以及可
再生能源电力生产能力的限制，即证书的最大交易
量不可超过最大的可再生能源发电能力，最高的交
易价格是政府规定的价格上限。
为讨论求解，用 A = 4 — 3^ >〇 和
力 = A — S (r卜，一 r，，')
代换，关于的利润最大化为：
max Kj (zj = p ed j — cj ( d j — zj +V
) ) —kj^Zj — ^ (。一 — ) ) +
Pj X ] ( '4 ) —九 D ）
Zj — — rl^ j ) ^ dj — Xj
i - i
s. t小 ) 一 — r l^ j ) ^ rnaxCY^ - , dj )
i - i
i Y j d ,
i-1 i-1
根据单个厂商利润最大化函数可以导出可再生
能源电力配额框架下的总利润最大化函数，即：
max re = 。 + A ( Zj —— t dj )zj 'rii>0 i-i i -i i-i
Z j — ( r j — t — r t — j . ) > d j — X j ；-is. t. <
Z j — ^ ( . T j ^ — r t^ j ) ^ minCYj , d j );-i
其中，A为拉格朗日乘子，即政府规制总目标约朿条
件下的拉格朗日乘子，也称为可再生能源电力证书
交易的影子价格，或称为惩罚价格。当政府规定的
可再生能源电力目标强度不同时，就会影响到企业
的行为和决策。， 则表示总利润最大化函数达到
最优时的拉格朗日乘子。
4 . 4 简化求解
针对我国目前的电力市场，将可再生能源电力
配额交易系统中的发电厂商分为两类，第一类是生
产可再生能源电力比较优势相对较强的厂商，为可
再生能源电力证书的卖方，令该类发电厂商 _/ = 1;
第二类是可再生能源电力比较优势相对较弱的厂
商，为可再生能源电力证书的买方，令该类发电厂商
J =2〇
同时，规定卖方和买方的交易是单一的，即没有
既购买证书又销售证书的厂商。图 2 给出了该配额
交易市场的结构。
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图 2 可 再 生 能 源 配 额 交 易 市 场 结 构
为了方便讨论，假设生产成本函数的边际成本
都是递增的，近似于二次函数，即
CjiXj) = y Q x j =
1 ^ 2
( 4 — ' — 2 ))i = 1
Q > 0 , 7 = 1,2
k j ( y j ) = =
1 \ \ 2
2 K j ( 之j 十 > : ( r 卜 i ’ i - j . ) )
i = 1
& > 〇，i = 1，2
假设可再生能源发电的边际成本（因技术不成
熟）高于常规能源发电，即
k ] ( j j ) = K j > c] ( x j ) = Cj , j = 1 , 2
且两类发电厂商均是不对称的，则可再生能源
与常规能源发电成本差异K, 一 q ，7 = l ，2 可写成
以下比较关系 ： I — 〈K 2 — c 2。即第一类发电
厂商是潜在的证书卖方，第二类发电厂商是潜在的
买方，则在可再生能源发电配额交易系统中两类发
电厂商的利润最大化形式如下：
max7Ti (z 1 , r ) = p ed 1 — ^ -C i ~ z1 — r ) 2 —?r^ 0 u
- j K 1(z 1 + r ) 2 + P • r
max7r2 ( z 2 , r ) = p ed 2 ~ ( d 2 ~ z 2 + r ) 2 —
j K 2(z2 - r ) 2 ~ P • r
( Zi -h z 2 一 t d ^ 0
s. t.
\ d = d i d 2
两类发电厂商的总利润则为1 = &十712，构造总利
润最大化的拉格朗日函数：
L = 7Ti + 7T2 — P e(di +<i2) 一 -^ -Ci (di 一 z1 一 r)2 一
- j K , ( Zl + r ) 2 - j C 2 ( d 2 ~ z 2 + r ) 2 ~
( z 2 — r ) 2 + X(zx + z2 — t d )
其中，A、a、/?和 6>为约束条件的拉格朗日乘子，一阶
条件为
X(z1 + z2 — td) = 0, A ^ 0
拉格朗日函数的一阶条件为如下结果：
-— —— (Ci Ki ) (zi + r) Ci di + A — 〇dZi
-J— — — (C2 + K 2 ) ( z2 — r) C2 d 2 X = 0d Z2
^ = Cxd x - (C1 + K 1) ( z 1 + r ) + dr
( C2 + K 2 ) ( z2 ~ r ) ~ C2 d 2 = 0
下面将针对政府制定可再生能源发电配额目标
分为 3 种情况进行讨论：
(1)政府制定的可再生能源发电配额目标过
小。当政府制定的可再生能源发电配额目标过小
时，所有的发电厂商均能完成证书的规定义务上交
量 ，此时市场上不存在证书买卖，因此A = 〇。
规定~ :电力市场上，绿电发电能力最低的一家
刚好能完成规制目标的临界值。当 时 ，表示
市场没有证书需求。
依据利润最大化拉格朗日函数一阶条件，有
r 1 c x 7
y i = Z l + r = ^ + K ； dl
< c2
{ y 2 = Z2 - r = Q + K -2 d 2
tld = = c . + k / 1 + c . + k / 2 ^ 11 =
^ l ^ + K ；d l + ^ + K ；d 2 _
( 2 )政府制定的可再生能源发电配额目标过
大。当政府制定的可再生能源发电配额目标过大
时，此时，即使市场上的可再生能源电力生产能力最
大的厂商，把全部生产能力都用来生产可再生能源电
力，经过交易后，也无法确保所有的发电企业都可以
完成政府的配额目标。考虑到存在交易，则 A>〇。
规定^ :电力市场上，绿电发电能力最强的发电
厂商，即电力证书的买方，其所发电力全部为绿电电
力 ，经过交易后，刚好能够全部完成规制配额目标的
临界值。此时，
依据利润最大化拉格朗日函数一阶条件，有
y! = : 之2 ——r = C2d 2 + K id i ^c 2 + k 2 dl
t2d z= d x r^ y 2 Ctdz ~h K i d \ 7= c 2 + k 2 d ^ h =
1 fC2J 2 + C2^ + X 2^ + ^ ^ 1
~d ■ c 2 + k 2 」
( 3 )政府制定的可再生能源发电配额目标适
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中。当 政 府 制 定 的 目 标 符 合 时 ，市场上存
在证书交易，同时不会达到供给饱和状态。此时，
A> 0 , 这 种 z 的范围就是政府制定可再生能源电力
配额目标范围能够保证证书交易市场有效运行的范
围。
针对上述3 种情况，对拉格朗日函数一阶偏导
方程求解，得到最优拉格朗日乘子：
V =
d( t 一 t \ )
' 沁 獨 (u - 蔬
5 参数分析
5 . 1 发电厂商可再生能源发电量
由上面对Z的范围讨论已经初步得出了结论：
当 和 时 ，两类发电厂商的可再生能源发
电量直接由成本和电力需求决定。因此，下面着重
讨 论 在 & 的 情 况 下 ，发电厂商可再生能源发
电量的变动情况。
此时，两类发电厂商的可再生能源发电量可由
以下算式表示：
' — Ci 7 , d( t — ^ )
力 二 ^ ^ 十 ] 丨Q + l
c 2 + k 2<
_ C 2 j | d ( t — 12)
yi — c2 + k2 2 十 , c2+ k2
' c x +
由于可再生能源电力证书价格实际上是通过市
场的方式而非补贴的方式来弥补可再生能源电力与
常规电力的发电成本，因此 C, 和 K , 表示常规能源
发电成本和可再生能源发电成本的边际成本变动
率。令
K t = a ,C , , \ _ aj G 1 , ° ° )
«，表示两类能源边际成本变化率的比例，当其
趋近于1 时，表明可再生能源发电成本接近常规能
源；当其趋近于〇时，则表明可再生能源发电成本远
高于常规能源发电成本。以 :^为 例 ，将 1 = ^ 0
和 K 2= a2C2 带人可以得到
— d\ , d('t 一 t \ )
1 + ai i (ai + 1)C!
( a 2 + 1)C2
( 1)对上式进行讨论，对 第 1 类企业而言，当自
身和其他企业的常规能源边际成本变动率G 和 c 2
均保持不变时，当 a l从 1 向正无穷逐渐增加时，表
明第1 类企业自身的可再生能源发电成本变动率越
高于常规能源，即企业可再生能源发电成本越高于
常规能源发电成本，企业的可再生能源电力产量越
低，反之亦然。
(2) 除了成本变动，电力需求量和政府制定的
可再生能源电力目标同样影响着企业对可再生能源
电力产量的决策。即当电力需求量越大，可再生能
源电力目标越高，企业的可再生能源产量越高。
(3) 企业在做出可再生能源电力生产量的决策
时，同样还需要考虑市场上其他企业的可再生能源
生产成本。当 的 值 下 降 时 ，表明第2 类企业的可
再生能源电力生产的边际成本变动率逐渐向常规能
源的变动率靠近，也可以说第2 类企业的可再生能
源电力的生产能力增强。此时，第 1 类企业在自身
技术和成本不变时，应考虑降低可再生能源的产量，
降低证书市场的证书供给。
对于第2 类企业的分析与第1 类企业类似，在
此不做赘述。
5 . 2 可再生能源配额制及其交易体系中其他要素
分析
下面将针对可再生能源电力配额体系中的其他
因素进行简单讨论。
(1) 配额目标。规制者制定可再生能源发电配
额目标时，必须考虑各发电厂商的发电能力。如果
设定的目标过低，可再生能源发电厂商自身发电能
力均可完成任务目标，则证书交易市场将失去其作
用，政府实施的可再生能源发电配额政策也达不到
预期的效果；当制定的目标过高，超过所有发电厂商
发电能力的总和，那么政府的目标同样无法完成，市
场无法达到最优状态。因此，政府制定可再生能源
发电配额目标是，应根据所要达到额激励效果（迅速
发展或稳步发展），将目标在一个可行的范围内U
<〇S〇2)调整。
而在制定可再生能源电力配额目标时七和&
的值受到企业成本变动的影响。当可再生能源成本
变动率越高，政府在制定目标，&和 &的 值 越 小 ，表
明当发电厂商的可再生能源发电能力较弱，不需要
制定较高的可再生能源电力目标就能够保证市场上
证书交易的存在和顺利进行，政府反而应当注意初
期不应制定过高的目标，以防止出现企业无法完成
的情况。
(2) 证书价格。可再生能源发电配额交易市场
上的证书交易价格，受到规制者规定的配额目标和
发电厂商自身发电能力的约朿。当配额目标过低，
市场上不存在证书交易；当配额目标过高，证书交易
t < h
h < ^ n C t2
t > t2
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总量固定，价格也随之固定。在合理的配额目标范
围内，证书价格随着配额目标的上升而增加（见图
3)。
而电力厂商的可再生能力越强，表明电力厂商
可再生能源生产成本越低，与常规能源的成本差异
相对越小，那么此时市场上证书交易价格相对越低。
(3) 价格上限。与规制者制定配额目标类似，
规制者应当将证书价格上限制定在一个合理的范围
内。价格上限保证了当市场对证书的需求量较大
时，证书价格不会无限制上涨，而是会达到政府规定
的上限，以保证证书交易市场的稳定性。价格上限
制定过高，会导致企业退出证书交易市场，使得市场
失去效果。例如，若规制者将采取较为积极的激励
政策，则可以制定一个较低的证书价格上限，就会激
励发电厂商增加可再生能源电力的发电量，进而增
加证书交易市场中流通的证书数量。
(4) 惩罚价格。本例中，A表示目标函数约束条
件的影子价格，即可以理解为发电厂商不能完成规
制者制定的配额目标时需要接受的惩罚价格。规制
者制定的处罚价格不能过低，因为此时发电厂商可
能会选择接受处罚而不是自行发电或购买证书；同
样处罚价格过高会导致没有激励效果。
6 我国可再生能源发电配额交易可能
存在的障碍研究
作为一项复杂的交易机制，其实施必定会面临
一定的阻碍和风险。首先，可再生能源配额交易系
统本身的复杂性就对其设计和实施提出了较高的要
求;其次，我国目前电力市场缺乏有效的竞争机制，
也对证书交易的展开产生了一定的阻碍；最后，地区
间的发展不平衡、可再生能源资源禀赋条件差异等
因素对政府制定可再生能源电力配额相关政策提出
了较高的要求。
6 . 1 配额交易系统的制度设计
为了保证可再生能源电力证书在市场上自由交
易 ，需要有一整套完整的交易体系和交易制度进行
支持，如果整个交易系统在设计初期就没有考虑周
全 ，或是不能与现有的电力系统实现较为顺畅的链
接 ，甚至出现了链接上的断裂，那么就会造成后续的
第 39 卷第 3 期 | 2017 年 6 月 | Vol. 39 | No. 3 | Jim. 2017
实践不能顺利进行，或者出现失败的可能。
6. 2 输配电市场缺乏有效性竞争
2002年开始，我国对电力体制进行改革，实施
“厂网分开、竞价上网”。我国目前情形是，发电端已
经初步形成了竞争市场，多家发电企业参与到电力
生产和竞价上网中，但参与到竞价上网的输配电公
司只有国家电网和南方电网两家，这就形成了一种
类似寡头垄断的市场，发电厂商和输配电网之间的
数量他盘和价格谈判难以形成竞争状态，不能达到
有效竞争的目的，也就不能形成市场化的价格竞争
机制，这种市场状态为我国建立全国范围内的可再
生能源配额交易机制带来了一定的阻碍。因此，政
府在制定交易制度时，应明确划分各主体的权利和
义务，合理地为发电厂商和输配电上规定其可再生
能源电力配额义务，达到拉动可再生能源电力需求，
促进市场竞争机制的形成，有利于证书交易顺利展
开的目的。
6. 3 地区间的利益分配存在障碍
我国国土面积广大，不同地区的可再生能源资
源禀赋条件也不尽相同，西部地区资源较为充足，而
东部地区则相对匮乏。我国在制定可再生能源电力
配额交易机制时，应首先对不同地区进行划分，进而
针对地区资源禀赋制定不同程度的可再生能源电力
配额义务，用以促进各地区的协调发展。同时，建立
证书交易的中间平台，统一对各发电厂商的可再生
能源发电量进行计量并颁发证书，并在该平台对证
书的买卖进行统一操作，用以降低不同地区的证书
交易成本差异，从而达到调节地区不平衡的效果，促
进可再生能源在全国范围内的充分利用和发展。
6. 4 发电配额与购电配额不对应
由于政府不仅对发电厂商规定了可再生能源电
力配额义务，也对输配电网规定了相关的配额义务，
因此，在可再生能源电力配额制实施的过程中，就可
能会出现发电配额与购电配额不对应的情况，即发
电场上的可再生能源发电量不能满足输配电网的配
额义务，或者相反。因此，政府在制定相关制度时，
应注意调整对各义务主体之间的义务量的联系，避
免出现义务量严重不对应的情况。
7 结 论
通过借鉴国际成功经验，对我国实施可行性及
实施重要细节进行了分析研究，并通过构建经济学
模型讨论相关因素对证书交易的影响，并得出以下
结论:第一，可再生能源发电配额交易机制是激励可
再生能源发展的一种有效机制。第二，设计实施可
上海管理科学 Shanghai Management Science 第 39 卷第 3 期 | 2017 年 6 月 | Vol. 39 | No. 3 | Jun. 2017
再生能源配额交易系统时，政府应重点关注可再生
能源发展目标的制定、可再生能源种类的选择、责任
主体的确定、监督管理机构的建立、适当的惩罚措
施、证书交易的价格上限和储存期限等。第三，实现
政府制定的可再生能源发电目标是电力系统下实施
配额交易的目的和约朿，政府制定的可再生能源发
电目标过高或者过低，都不利于市场的有效运行；而
价格上限的规定，也会影响企业可再生能源发电量
和证书交易量。第四，我国幅员辽阔，不同地区的自
然环境相差较大，应适当考虑各地配额差异。国外
有些国家和地区的政策则规定证书可以储存一定年
限，可进一步深人研究证书的储存期限问题，建立跨
期交易模型；也可以考虑电力需求的不确定性等，进
行模型拓展研究。
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