CN112330160A - 一种碳交易机制模拟分析方法、系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳交易机制模拟分析方法，包括：构建“能源‑环境‑经济”递推动态CGE模型；基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门；采用参数校准模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响。本发明提供的一种碳交易机制模拟分析方法及系统，将初始碳配额分配方式、碳市场行业覆盖范围以及碳税同时纳入一般均衡分析框架，构建不同的组合政策情景纳入同一模型框架下开展模拟分析，以比较不同组合方式经济影响的空缺。
Description
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种碳交易机制模拟分析方法及系统。
背景技术
中国在提交给联合国的“国家自主贡献”中明确承诺2030年单位国内生产总值(GDP)CO2排放量相比2005年水平下降60％～65％，并争取到2030年前后CO2排放量达到峰值并尽早达峰。为实现这一目标，中国将采取一系列市场和非市场手段来促进国内碳排放量的下降，其中碳排放权交易市场(以下简称碳市场)是一项重要措施。
但是，在对现有技术的研究与实践过程中，本发明的发明人发现，作为当前分析碳交易机制及其经济影响的主流分析工具，现有中国碳交易机制的经济模型通常针对部门覆盖范围、初始碳配额分配规则以及碳税–碳交易复合政策的某一方面实施重点模拟，缺乏将这3个方面纳入同一模型框架下开展模拟分析以比较不同组合方式经济影响的研究，无法形成规范性系统从而为中国建议全国统一碳市场提供参考。
发明内容
本发明提供一种碳交易机制模拟分析方法，解决现有中国碳交易机制的经济模型缺乏将部门覆盖范围、初始碳配额分配规则及碳税–碳交易复合政策的某一方面实施重点模拟3个方面纳入同一模型框架下开展模拟分析，以比较不同组合方式经济影响的研究，无法形成规范性系统从而为中国建议全国统一碳市场提供参考的问题。
本发明一个实施例提供一种碳交易机制模拟分析方法，包括：
构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构；
基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖；
采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表；
采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。进一步地，所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
进一步地，所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
进一步地，所述有偿拍卖具体包括：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
进一步地，所述进行碳交易机制模拟，包括：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
本发明一个实施例提供一种碳交易机制模拟分析系统，包括：
CGE模型构建模块，用于构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构；
模拟碳交易机制模块，用于基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖；
参数校准模块，用于采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表；
情景模拟模块，用于采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。
进一步地，所述模拟碳交易机制模块，包括：“祖父法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块，用于在“祖父法则”下计算基于排放量免费分配初始碳配额；所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
进一步地，所述模拟碳交易机制模块，包括：“标杆法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块，用于在“标杆法则”下计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额；所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
进一步地，所述模拟碳交易机制模块，包括有偿拍卖子模块，用于计算：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
进一步地，所述模拟碳交易机制模块，还用于：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：
本发明一个实施例提供一种碳交易机制模拟分析方法及系统，其中，所述方法包括：构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构；基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖；采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表；采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。本发明提供的一种碳交易机制模拟分析方法及系统，根据初始碳配额分配方式、碳市场行业覆盖范围以及碳税同时纳入一般均衡分析框架，构建不同的组合政策情景，弥补了现有方法缺乏将这3个方面纳入同一模型框架下开展模拟分析以比较不同组合方式经济影响的空缺，对各情景下碳市场规模、碳价、免费及交易配额等碳市场情况进行详细描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明某一实施例提供的一种碳交易机制模拟分析方法的流程图；
图2是本发明某一实施例提供的一种碳交易机制模拟分析系统的装置图；
图3是本发明另一实施例提供的一种碳交易机制模拟分析系统的装置图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。
应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
作为全球温室气体排放大国，中国政府一直高度重视气候变化问题，并为全球应对气候变化做出了积极贡献。中国在提交给联合国的“国家自主贡献”(NDC)中明确承诺2030年单位国内生产总值(GDP)CO2排放量相比2005年水平下降60％～65％，并争取到2030年前后CO2排放量达到峰值并尽早达峰。为实现这一目标，中国将采取一系列市场和非市场手段来促进国内碳排放量的下降，其中碳排放权交易市场(以下简称碳市场)是一项重要措施。中国已经在国内7个省市实施多年的碳交易试点工作，并正在建立全国统一的碳市场。全国统一碳市场在运行初期仅涵盖电力行业,未来有望扩展到石化、化工、建材、钢铁、有色金属、造纸、电力、航空等八大重点行业。然而，全国统一碳市场的建立是一项复杂的系统工程，涉及行业覆盖范围、初始碳配额分配方式等诸多要素,在设计碳市场机制时需要充分论证。与此同时，对于碳市场没有覆盖的行业，碳税作为另一种碳减排市场手段如何发挥作用也是值得关注的问题。
碳市场作为促进碳减排的经济手段之一，学术界对其影响的定量研究主要集中在减排效果和经济影响上，现有研究普遍认为碳市场在促进碳减排的同时对经济运行造成的影响较小，是较为有效的减排措施。然而，碳市场的不同制度设计对其运行效果存在影响，带来的宏观经济成本和福利影响也存在差异。对此，已有研究主要从碳市场覆盖行业范围及初始碳配额分配方式等方面进行了定量讨论。在行业覆盖范围上，现有研究主要分析了碳市场覆盖全部行业和碳排放密集型行业的不同影响，认为覆盖行业范围越广泛，碳市场越稳定，减排成本也越低。在初始碳配额分配方式上，现有研究考虑了基于排放量、产量或碳强度免费分配以及采用拍卖方式有偿分配等几种分配方式的不同效果，发现不同的初始碳配额分配方式在碳市场规模、碳交易量和碳价等市场要素方面存在差异。在引入碳交易机制的同时，有学者认为碳税和碳交易在我国可以共同发挥作用促进碳减排目标的实现，并有研究利用可计算一般均衡(CGE)模型定量模拟了我国采用碳交易-碳税复合政策的减排效果、经济影响和减排成本，认为实施碳交易-碳税复合政策有利于降低碳配额的市场价格，能够以相对较低的减排成本实现同样的减排目标。
近年来，随着可再生能源发电技术的蓬勃发展及相关政策模拟的需要，将电力部门进一步细分为包含不同类型发电技术的多个发电部门成为CGE模型开发及应用的热点之一。最初有研究对如何在CGE模型的数据基础即社会核算矩阵(SAM)中细分电力部门进行了方法学探讨，后面则有学者利用电力部门细分的CGE模型开展了相关政策研究，例如我国发展大规模可再生能源的经济影响、中印两国在碳减排目标下实现可再生能源发展目标的经济影响、碳定价(碳税)政策对中国碳强度下降及可再生能源电力发展的影响。特别地，部分研究将可再生能源发展目标及其配额制与碳交易相结合对实现国家自主贡献目标的经济影响，指出构建全国碳交易体系可以有效降低实现国家自主贡献目标的履行成本，而发展可再生能源在创造就业机会的同时可以降低碳市场中的配额价格。
总体来看，当前有关碳交易的研究主要采用CGE模型,这也是当前分析碳交易机制及其经济影响的主流分析工具。基于上述文献综述，我们发现当前针对中国碳交易机制的CGE模型研究通常针对部门覆盖范围、初始碳配额分配规则以及碳税-碳交易复合政策的某一方面实施重点模拟，缺乏将这3个方面纳入同一模型框架下开展模拟分析以比较不同组合方式经济影响的研究。然而，在全国统一碳市场实施之后，部门覆盖范围、初始碳配额分配规则以及是否纳入碳税这3个问题将交织在一起，成为我国统一碳市场需要重点回答的问题。鉴于此，本发明将对实现2030年国家自主贡献目标背景下不同碳交易政策组合情景的经济影响展开模拟，在模拟中针对部门覆盖范围、初始碳配额分配规则以及碳税-碳交易复合政策构建不同的组合政策情景，并对各情景下碳市场规模、碳价、免费及交易配额等碳市场情况进行详细描述。同时，考虑到当前我国可再生能源发电(含水电)在整个发电量占比已经超过20％且未来还将进一步发展这一特点，对电力部门进一步细分可以同时模拟各种碳交易组合政策情景下对各种可再生能源发电技术的影响，因此本文构建了电力部门细分的递推动态CGE模型开展上述模拟分析。
第一方面。
请参阅图1，本发明一个实施例提供一种碳交易机制模拟分析方法，包括：
S10、构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构。
S20、基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖。
在某一具体实施方式中，所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
在某一具体实施方式中，所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
在某一具体实施方式中，所述有偿拍卖具体包括：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
在某一具体实施方式中，所述进行碳交易机制模拟，包括：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
S30、采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表。
S40、采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。
第二方面，请参阅图2-3，本发明一个实施例提供一种碳交易机制模拟分析系统，包括：
CGE模型构建模块10，用于构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构。
模拟碳交易机制模块20，用于基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖。
在某一具体实施方式中，所述模拟碳交易机制模块20，包括：“祖父法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块21，用于在“祖父法则”下计算基于排放量免费分配初始碳配额；所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
在某一具体实施方式中，所述模拟碳交易机制模块20，包括：“标杆法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块22，用于在“标杆法则”下计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额；所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
在某一具体实施方式中，所述模拟碳交易机制模块20，包括有偿拍卖子模块23，用于计算：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
在某一具体实施方式中，所述模拟碳交易机制模块，还用于：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
参数校准模块30，用于采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表。
情景模拟模块40，用于采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。
第三方面。
本发明一个实施例提供一种电子装置，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任意一项所述的一种碳交易机制模拟分析方法。
第四方面。
本发明一个实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述任意一项所述的一种碳交易机制模拟分析方法。
Claims (10)
1.一种碳交易机制模拟分析方法，其特征在于，包括：
构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构；
基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖；
采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表；
采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。
2.如权利要求1所述的一种碳交易机制模拟分析方法，其特征在于，所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
3.如权利要求1所述的一种碳交易机制模拟分析方法，其特征在于，所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
4.如权利要求1所述的一种碳交易机制模拟分析方法，其特征在于，所述有偿拍卖具体包括：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
5.如权利要求1所述的一种碳交易机制模拟分析方法，其特征在于，所述进行碳交易机制模拟，包括：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
6.一种碳交易机制模拟分析系统，其特征在于，包括：
CGE模型构建模块，用于构建“能源-环境-经济”递推动态CGE模型，其中，
该模型包含政府、居民户、企业和国外4个经济主体，并将整个经济体分为27个生产部门，包括火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电6个电力部门；各生产部门的行为由一个6层嵌套的不变替代弹性函数描述，并且对非电力部门和电力部门采用不同的嵌套结构；
模拟碳交易机制模块，用于基于上述模型，进行碳交易机制模拟，初始碳配额将通过3种方式分配给参与碳交易的生产部门：基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”、基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”和有偿拍卖；
参数校准模块，用于采用基准年的中国投入产出表编制的SAM表作为数据基础对上述模型进行参数校准；其中，将所述中国投入产出表中“电力、热力的生产和供应业”这一个电力部门细分为火电、水电、核电、风电、光伏发电和生物质电共6个电力部门，得到包含27个生产部门的SAM表；
情景模拟模块，用于采用参数校准校准后的模型，对设定的基准情景和政策情景进行模拟，得到不同碳交易情景下的碳交易价格、各行业所获得的免费碳配额、各行业在碳市场交易的碳配额量、全国碳市场规模、对GDP的影响、对电力部门的影响，以及对政府收入的影响；其中，
所述基准情景为没有碳排放权交易系统和不征收碳税的情景，所述政策情景包括根据碳市场覆盖的行业范围、初始碳配额分配方式以及是否引入碳交易-碳税复合政策设计的3组共9种碳交易政策情景。
7.如权利要求6所述的一种碳交易机制模拟分析系统，其特征在于，所述模拟碳交易机制模块，包括：“祖父法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块，用于在“祖父法则”下计算基于排放量免费分配初始碳配额；所述基于排放量免费分配初始碳配额的“祖父法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量。
8.如权利要求6所述的一种碳交易机制模拟分析系统，其特征在于，所述模拟碳交易机制模块，包括：“标杆法则”下的免费分配初始碳配额计算子模块，用于在“标杆法则”下计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额；所述基于碳强度基准免费分配初始碳配额的“标杆法则”通过以下公式计算：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出。
9.如权利要求6所述的一种碳交易机制模拟分析系统，其特征在于，所述模拟碳交易机制模块，包括有偿拍卖子模块，用于计算：
有偿拍卖方式下，t年初始碳配额拍卖总量Atotal,t与全国碳排放总量相等，且各部门碳排放量Ei,t与其在拍卖中购买的碳配额量Ai,t相等，具体表达式为：
Atotal,t＝∑iAi,t；
Ei,t＝Ai,t。
10.如权利要求6所述的一种碳交易机制模拟分析系统，其特征在于，所述模拟碳交易机制模块，还用于：
计算部门i在t年的CO2排放量Ei,和全国CO2排放总量Etotal,t：
Ei,t＝θcoal×Di,t,coal+θoil×Di,t,oil+θgas×Di,t,gas；
Etotal,t＝∑iEi,t；
其中θcoal、θoil和θgas分别表示煤炭、石油和天然气的CO2排放系数；Di,t,coal、Di,t,oil和Di,t,gas分别为t年i部门的煤炭、石油、天然气需求；
计算碳交易情景下t年全国初始碳配额总量Qtotal,t：
Qtotal,t＝(1-βt)×E0,total,t；
其中,E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；βt为t年全国CO2减排率；
在“祖父法则”下，计算基于排放量免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，E0,total,t为动态基准情景下t年全国CO2排放总量；E0,i,t表示动态基准情景下i部门在t年的CO2排放量；
在“标杆法则”下，计算基于碳强度基准免费分配初始碳配额：
其中，Qi,t为免费分配初始碳配额，Y0,total,t为动态基准情景下所有部门在t年的总产出；Y0,i,t为动态基准情景下i部门在t年的产出；
计算碳交易情景下，t年i部门的CO2排放量：
Ei,t＝Qi,t+Xi,t；
其中Xi,t表示i部门t年在碳市场上买入或卖出的碳配额(亿t),买入为正数,卖出为负数；
计算碳交易情景下i部门t年在碳市场中的支出或收入Ci，正数代表支出，负数代表收入：
Ci,t＝Pt×Xi,t；
其中，Pt为t年的碳交易价格。
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