排放交易系统与绿色电力证书的结合在中国带来了经济效益

《Journal of Cleaner Production》：The linkage of emissions trading system and green electricity certificate brings economic benefits in China

ETS与GEC联动机制的经济效益及实证研究，通过改进的CRA-DEA模型模拟2016-2020年历史数据，发现联动机制使GDP累计增益0.36万亿（0.87%），274.86亿吨煤当量GEC用于抵消ETS义务（7.46%）。省级层面超三分之二省份采用GEC部分抵消ETS义务，形成四类策略。敏感性分析验证模型稳健性，提出3%-15%的GEC抵消ETS上限、调整电力消费核算方法等政策建议。

　　

曾安|程永龙|刘旭轩|朱彤|刘汉楚

中国科学院科学与发展研究院，北京，100190，中国

摘要

基于市场的工具作为全球能源转型政策包的重要组成部分，正变得越来越普遍。鉴于这些工具之间的相互依赖性，建立连接机制已成为政策制定者的优先事项。然而，现有文献主要集中在个别交易系统的影响上，对连接交易机制的关注有限。为了填补这一空白，本研究提出了一种改进的集中资源分配数据包络分析模型，用于模拟中国的排放交易系统（ETS）和绿色电力证书（GEC）计划的连接交易。使用2016年至2020年的历史数据进行了反事实情景模拟。结果表明，ETS和GEC计划及其连接交易机制可以为中国带来显著的经济效益。连接交易系统带来的累计额外GDP增长为0.36万亿元，相当于单独交易系统下累计GDP增长的0.87%。年度额外GDP收益逐步增加，从0.02万亿元增加到0.25万亿元。此外，有2.7486亿吨煤炭当量的GEC配额被用来抵消ETS配额，占总GEC配额的7.46%。在省级层面，超过三分之二的省份使用GEC配额部分抵消其ETS义务，尽管具体的抵消策略差异很大。这些省份根据抵消比例分为四类：超过2%（4个省份）、1%至2%之间（8个省份）、0%至1%之间（11个省份）以及不进行抵消（7个省份）。敏感性分析进一步证实了连接系统的稳健性和优势。本研究提出的政策建议包括建立3%至15%的分阶段抵消上限，调整电力消费的碳排放核算方法，加强联合监管以防止市场操纵，以及加强长期政策协调。

引言

能源部门约占全球温室气体（GHG）排放量的四分之三，减少整个能源部门的温室气体排放对于实现全球碳中和至关重要（IEA，2021年）。缓解策略包括大幅减少化石燃料的使用、部署低排放能源、转向替代能源载体以及提高能源效率和节约（IPCC，2022年）。基于市场的工具，如排放交易系统（ETS）和绿色电力证书（GEC）计划，具有以最低成本减少化石能源消耗和碳排放的优势（Chen等人，2018年；Hu等人，2020年）。ETS通过发放可交易的排放单位来限制受约束实体的排放，这些单位可用于满足合规义务（世界银行，2023年）。GEC已有超过二十年的历史，旨在通过可交易的绿色证书来实现可再生能源发电配额目标（Chrysikopoulos等人，2024年）。全球越来越多的政府将这些工具作为能源转型政策包的关键组成部分。目前，全球共有36个ETS在运行，占全球温室气体排放量的18%，全球GDP的58%，以及全球人口的大约三分之一（ICAP，2024年）。GEC已在许多国家得到广泛实施，包括美国（US）、欧盟（EU）和中国（Meng等人，2025年）。

作为最大的发展中国家和主要碳排放国之一，中国正在努力应对气候变化。2020年，中国宣布了雄心勃勃的“双碳目标”，即到2030年前实现二氧化碳排放峰值，并在2060年前实现碳中和。2021年，发布了两份政策文件作为实现这些目标的顶层设计框架，涵盖了二氧化碳排放峰值（国务院，2021年）和碳中和（中共中央委员会，2021年）的相应阶段。随后发布了数十项具体政策，涉及经济、能源、技术创新和国际合作等关键领域。为此，中国建立了一个全面的气候政策框架，称为“1+N”政策体系，其中ETS和GEC计划已成为关键的市场基础工具（Liu等人，2025年）。中国于2011年在七个城市或省份启动了ETS试点，并在2020年建立了全国性的ETS，这是目前全球覆盖碳排放量最大的ETS（Zhang等人，2021年）。GEC计划始于2017年的陆上风电和公用事业规模太阳能光伏（PV）电力的试点交易系统，2023年正式实施了涵盖所有类型可再生能源电力的扩展交易系统（国家发展和改革委员会，2023年）。

值得注意的是，ETS和GEC在中国密切相关，因为可再生能源电力的消费以及随之减少的化石能源比例可以减少碳排放。当ETS和GEC计划独立运作时，受监管实体需要分别进行交易以满足碳排放和绿色电力合规义务。这不仅增加了减排的社会成本，还导致了政策重叠，增加了行政负担。为应对这些挑战，将ETS和GEC计划连接起来已成为政策制定者的优先事项。首先，一个集成机制将使受监管实体能够同时管理绿色电力证书和碳排放配额，从而优化成本。其次，连接ETS和GEC将促进绿色电力消费，提高其市场价值，并激励更多的可再生能源部署。这将增强能源部门的脱碳潜力，有助于更有效的减排，并加速向碳中和的进展。最后，不同市场机制之间的改进政策协调将减少监管重复并降低总体交易成本。

先前的研究评估了单独的ETS和GEC计划的有效性；然而，很少有研究结合详细的运营视角，现有的研究大多局限于电力部门和地方区域（Meng等人，2024年；Yu等人，2021年）。尽管这些研究提供了有价值的见解，但它们未能阐明连接机制在宏观层面上的国家或区域影响。此外，尽管现有研究已经整合了ETS和GEC，但很大程度上忽略了它们之间的相互作用机制。此外，仍然缺乏基于历史数据的反事实情景模拟。因此，本研究旨在探索ETS和GEC的连接交易机制，评估其经济和排放影响，并为协调碳排放减少政策和优化相关政策组合提供有价值的见解。

本研究的主要贡献有三个方面。首先，我们没有将ETS和GEC视为孤立的政策工具，而是提出了一种强调它们相互作用的连接交易机制，从而增强了政策协调和市场效率。其次，现有模型要么缺乏描述实体间环境配额集中再分配的能力，要么需要预先指定的功能形式。为此，我们开发了一种改进的集中资源分配数据包络分析（CRA–DEA）模型，专门用于评估集中监管框架下的环境权利交易的影响。最后，与主要关注政策影响预测的现有研究不同，本研究使用2016年至2020年的历史数据分析反事实政策情景，以评估潜在的经济收益和交易结果。

本文的其余部分结构如下。第2节全面回顾了评估ETS和GEC计划影响的相关研究。第3节介绍了方法论框架以及有无连接交易机制的CRA–DEA模型。第4节比较了单独交易和连接交易的效果。第5节通过考虑几个关键参数来检验研究结果的稳健性。最后，第6节总结了本研究并提出了政策建议。

部分摘录

文献综述

世界各地已经部署了各种基于市场的碳减排工具，研究人员对其影响进行了广泛评估。本节回顾了关于ETS计划有效性的研究、GEC计划的性能、ETS和GEC之间连接机制的初步研究，以及CRA–DEA模型作为优化方法的应用。

作为一种调节碳排放的吸引人的工具，ETS已经变得非常流行

方法论

图1提供了方法和分析程序的概览。输入数据包括资本存量、劳动力、化石能源消耗和可再生能源消耗。使用CRA–DEA方法建立了两种情景——单独交易情景和连接交易情景。在单独交易情景中，ETS和GEC计划独立运作，各自的ETS和GEC交易机制受到交易限额的约束。在连接交易情景中，GEC配额

数据来源和模型设置

我们的实证分析比较了中国第13个五年计划（2016-2020年）期间单独交易和连接交易的ETS–GEC。我们在模型中模拟了30个省份作为参与者，由于数据不足，排除了香港、澳门、台湾和西藏。资本存量数据使用永续库存法计算，并转换为2015年的不变价格。劳动力数据来自省级统计年鉴。化石能源和可再生能源数据来自中国能源统计

抵消上限和抵消系数的敏感性分析

本节对抵消上限（）和抵消系数（）进行了敏感性分析，这两个参数区分了单独交易和连接交易系统。当${?}_j$时，公式（4）中的连接交易模型转化为单独交易模型（公式（2））。较大的${?}_j$表示允许更多的GECA来抵消ETSA，表明ETS和GEC之间的市场整合程度更高。因此，在本节中，我们还考察了${?}_j$

结论

ETS和GEC是用于能源消耗和碳减排的流行市场基础工具。由于ETS和GEC密切相关，连接问题已成为政策制定者和学术研究的重点关注事项。本研究探讨了ETS和GEC之间的连接机制及其在中国的影响，为成本效益的政策协调和政策组合提供了有价值的见解。首先，我们提出了一种潜在的ETS–GEC连接交易机制，该机制使绿色

CRediT作者贡献声明

曾安：撰写——原始草案，资源获取，方法论，资金筹集，数据管理，概念化。程永龙：撰写——原始草案，可视化，软件，方法论，数据管理，概念化。刘旭轩：调查，数据管理，概念化。朱彤：调查，数据管理。刘汉楚：撰写——审阅与编辑，调查。

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致谢

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