促进低碳技术投资的碳市场机制设计研究

Low carbon technologies (LCT) play a critical role to abate greenhouse gas emission, and carbon emission trading scheme (CET) is an important climate policy instrument. CETs are more and more employed and provide new incentive for LCT investment. There are several characteristics for LCT investment, including multiple uncertainties, multi-stage decision and multiple management flexibilities, which make LCT investment decision complex. The objective of this project is to improve the CET design to promote LCT investment. In this project, first we will construct a LCT investment decision model under CET background based on stochastic process theory, dynamic programming, and real option theory. Second, based on the model, we will explore how the CET affects the LCT investment and operation decision, including energy efficiency, renewable energy and carbon capture and storage technology. Third, we will propose a new framework on how to design a carbon market stabilization mechanism to promote LCT investment, including floor price, ceiling price and collar price. Fourth, the potential interaction between CET and other policy instruments, including the carbon tax, energy efficiency policy and renewable energy policy, would be explored, and a hybrid policy framework would be proposed to further promote the LCT investment.

低碳技术是减少温室气体排放的关键，碳市场机制是当前应对气候变化的重要政策工具。低碳技术投资决策具有多重不确定性、多阶段关联决策、多重管理柔性等特点，碳市场机制为低碳技术投资提供了新的条件。本项目的研究目标是如何优化碳市场机制设计以促进低碳技术投资与发展。项目拟从以下方面展开研究：一，基于随机过程、动态规划、实物期权理论构建碳交易机制背景下低碳技术投资运营决策综合模型；二，基于上述模型深入研究碳交易机制设计对典型低碳技术（能效技术、可再生能源技术及碳捕获与封存技术）投资及减排决策的影响机理；三，从方法上提出不确定条件下促进低碳技术投资的碳市场稳定机制设计方案，包括单边底价机制、底价与顶价双边组合机制；四，基于环境政策设计理论，设计优化碳市场与其他政策工具（碳税、能效政策及可再生能源政策）的混合政策机制。课题开展将为完善碳市场机制设计以促进低碳技术发展提供重要的理论支撑。

低碳技术投资与发展是应对全球气候变化的关键，碳排放权交易市场（简称“碳市场”）是当前世界各国应对全球气候变化的重要政策工具。碳市场如何影响低碳技术投资以及如何优化碳市场机制设计以促进低碳技术投资是需要深入研究的重要理论与现实问题。本课题深入研究了碳市场对低碳技术投资的影响，以此为基础优化碳市场机制设计以促进低碳技术投资。一是构建了碳市场背景下的低碳技术投资运营决策优化评估模型，模型综合考虑了投资环境的多重不确定性，投资运营决策的多阶段关联决策属性以及投资者具有的多重管理柔性等复杂特征，并设计了复杂模型的数值求解方案。二是基于上述模型研究了碳市场的建立时间对多阶段减排投资的影响，结果表明：推迟碳市场建立时间会减少碳减排投资并增加未来的碳排放量，然而投资总回报却不一定随之单调递增。一般政策含义是：政府推迟建立碳市场会导致当前减排投资激励缺失，虽然这会减少排放主体前期付出的减排投资成本，但可能导致未来排放成本增加，最终不一定使排放主体受益。三是考虑到未来碳市场的运行风险与不确定性，我们研究了碳市场的波动风险对低碳技术投资的影响，提出了引入碳市场价格稳定机制降低碳市场运行风险以促进低碳技术投资的建议，并设计了不确定条件下支撑低碳技术投资所需的临界碳市场底价机制、底价与顶价组合的量化设计方案，得到了不确定条件下促进低碳技术投资所需的临界碳市场底价及底价顶价组合。四是考虑到碳市场与能源市场之间的耦合关联关系，碳市场带来的成本（减排成本或机会成本）增加有可能通过价格传导提高传统能源价格水平，从而对耗能的减排行为和期初的减排投资决策产生影响。我们的模拟结果表明碳市场价格传导导致的电力价格提高会增加减排行为的耗电成本，进而有可能会抑制当前的减排投资。五是进一步考虑到实践中低碳技术投资会受到除了碳市场以外其他政策的影响，我们研究了碳市场与其他政策共存条件下对低碳技术投资的影响，得到了为实现既定的低碳技术发展目标碳市场与其他政策的最优组合设计方案，包括政策目标与政策工具强度的最优组合。课题研究结果为深入理解碳市场与低碳技术投资之间的关系提供了重要的理论与实证基础，并对进一步优化碳市场政策机制设计以促进低碳技术投资与发展提供了重要的参考依据。