碳市场如何推动氢能高质量发展

2021年7月16日,全国碳排放权交易市场正式启动上线交易,2162家电力行业企业成为首批纳管企业,覆盖约45亿吨二氧化碳排放量。截至2021年12月31日,全国碳市场累计运行114个交易日,碳排放配额累计成交量1.79亿吨,累计成交额76.61亿元。全国碳市场自启动以来,碳定价机制正逐步被社会广泛接受,并开始纳入到其他大宗商品定价模型中。

2021年12月26日,有色网正式上线低碳铝这一新品种,其定价模型直接与全国碳配额交易价格关联。碳市场将为双碳领域相关投资提供直接的成本收益核算依据,也为企业核算其真实的运营成本提供支撑。

作为未来推动深度减排应对气候变化的重要抓手,氢能被全球各主要经济体寄予厚望。我国高度重视氢能产业发展,持续推动能源革命加快发展有规模有效益的氢能源。在这一过程中,需要将系统观念贯穿“双碳”工作全过程,发挥碳市场价格引导作用,推动氢能源与其深度融合以实现高质量发展。

碳定价的机理

碳定价是解决全球气候变化的一项经济措施,其理论根源包括外部性和产权理论。外部性是指一个经济主体(生产者或消费者)在自己的活动中对旁观者的福利产生的一种有利影响或不利影响。这种影响带来的利益或损失,并非由生产者或消费者本人获得或承担,是一种经济力量对另一种经济力量“非市场性”的附带影响。

温室气体排放问题是一个具有强负外部性的问题,给全人类带来共同的挑战——全球气候危机。碳定价则为这一问题的解决提供了有效的价格支撑工具。通过碳排放权明确定价,可以对具有正外部性的活动给予市场化奖励,鼓励其发展,对具有负外部性的活动予以约束,使其成本内部化。

从经济学的角度看,碳定价通常分为碳税和碳交易两种。目前,全球各个国家和地区因地制宜,既有采取碳税的,也有采取碳交易的。对负外部性活动征收税费,提高其成本进而约束或消除负外部性,这种税收被称作庇古税(Pigovian tax),是碳税的重要理论基础。碳交易的理论基础则源于科斯定理,如果存在产权划分,交易成本较低且参与人数较少的时候,人们可以通过私下谈判来解决外部性问题。上世纪80年代美国运用这一理论成功治理二氧化硫污染,证明这一套体系的有效性。

总体而言,无论是碳税还是碳交易,其目的是给碳排放一个明确的价格信号,通过价格传导机制,融入到企业的生产经营中,以反映真实的成本收益。

氢能对深度减排的重要意义

全球主要发达国家都高度重视氢能技术研发和产业发展。20多个主要经济体已将发展氢能提升到国家战略层面,相继制定发展规划、路线图以及相关扶持政策,加快产业化发展进程。据中国氢能联盟统计,全球已规划吉瓦级可再生能源制氢项目近30个(含绿氨项目配套),氢冶金项目11个,建设加氢站近600多座,示范运行燃料电池汽车近5万辆。欧美日韩澳等经济体纷纷斥资打造大型区域性清洁氢能中心,以推动实现氢能供给保障、产业集约发展和生产安全监管。

发展氢能产业,推进我国能源体系加快向绿色低碳方向转型,是实现“碳达峰碳中和”目标的重要途径之一。中共中央、国务院印发的《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》、《2030年前碳达峰行动方案》明确要求统筹推进氢能“制储输用”全链条发展,扩大氢能应用领域,支持碳达峰专项行动。

根据《中国氢能源及燃料电池产业发展报告2020》研究表明,2060年,我国氢气的年需求量将从目前的3342万吨增加至近1.3亿吨左右,在终端能源体系中占比20%。以可再生能源为主的低碳清洁供氢体系的减排量有望达到17亿吨/年,约占当前我国能源活动二氧化碳总排放量的17%。2020年12月29日,中国氢能联盟牵头率先发布全球首个《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》。

从我国目前的氢气供应结构看,化石能源制氢依然是氢气的主要来源,清洁氢的发展方兴未艾。我国燃料电池汽车城市群示范应用明确鼓励绿色氢能的使用,并对低碳氢和清洁氢给予相应的奖励标准。河北张家口、宁夏宁东以及成都等地相继提出了清洁氢的发展思路和目标。

   

2022年1月31日,中国石化所属燕山石化顺利通过基于该标准的认证,成为国内首家获得清洁氢认证的企业,助力“绿色冬奥”。从目前的成本对比看,清洁氢的成本远远高于其他工艺,在没有碳定价的情况下,传统化石能源制氢所产生的负外部性无法被内部化,清洁氢的正外部性也无法得到有效的补偿。

碳定价对氢能市场价格的影响

根据国家的整体部署,未来包括电力、钢铁、石化化工等八大行业将被纳入到全国碳交易体系,八大行业中既有石化化工这种直接生产氢气的行业,也包括钢铁、建材等氢气的需求方。由于各个行业的边际减排成本不同,碳定价对各个行业的影响程度也不尽相同,但核心是通过各个主体配额的缺口或盈余对其成本收益产生直接的影响。碳定价的产生,将有助于引导高碳排放制氢工艺向绿色清洁制氢工艺转变。具体体现在以下两个方面。

一是改变高碳排放制氢工艺的成本结构。随着传统化石能源制氢相关行业被纳入到全国碳交易市场,相关行业也将受到碳排放的约束。在明确的碳价格信号下,负外部性被量化后有望逐步内部化、成本化,倒逼企业向清洁制氢工艺的转变,同时影响相关企业的投资行为。比如在目前欧洲高达90欧元的碳价格水平下,天然气制氢在投资初期就要考虑是否要使用碳捕捉与碳封存技术。

《氢能平价之路》研究表明,当二氧化碳成本在50美元/吨时,至少30%的传统化石能源制氢将转为清洁氢。未来要加快研究将碳定价纳入氢气定价模型中,编制清洁氢价格指数,提升清洁氢的市场竞争力。

二是改变清洁氢的收益结构。按照《碳排放权交易管理办法(试行)》的规定,重点排放单位每年可以使用国家核证自愿减排量(以下简称“CCER”)抵销碳排放配额的清缴,抵销比例不得超过应清缴碳排放配额的5%。

清洁氢尤其是可再生氢相比于传统化石能源制氢,具有天然的减排优势,也具备开发为CCER的条件。通过全国碳市场为清洁氢提供额外的市场化收益,有助于改变其收益结构,有力支持清洁氢的投资。未来要加快建立完善的清洁氢认证体系,基于《低碳氢、清洁氢与可再生能源氢的标准与评价》建立第三方评估机构备案制度,将清洁氢减碳纳入到CCER体系中,从碳市场给予直接奖励。

作为来源广泛、清洁无碳、灵活高效、应用场景丰富的二次能源,氢能是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介,是实现交通、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的重要技术路径。合理的碳价格信号将有助于积极有序推动有规模有效益的氢能产业发展,引导高碳排放制氢工艺向绿色清洁制氢工艺转变。随着全国碳交易市场的逐步扩容和制度完善,有必要抓紧推动氢市场和碳市场的融合,实现氢碳协同发展。

(聂利彬 上海环境能源交易所业务创新部副部长,万燕鸣 国华能源投资公司氢能联盟秘书处总经理)

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