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全国碳交易市场将至 从海内外经验看未来发展趋势

北极星大气网  来源:华宝财富魔方  作者:华宝证券研究团队  2021/5/12 8:26:02  我要投稿  
所属频道: 大气治理  关键词:碳达峰 碳中和 碳排放

北极星大气网讯:1. 概况:碳达峰碳中和目标的提出,经济社会绿色发展成为主流趋势

1.1. 气候变化威胁人类生存,可持续发展理念下碳减排刻不容缓

最近20年,全球变暖、冰川融化、海平面上升、雾霾天气等一系列现象表明温室效应带来的气候变化正严重影响着人类未来生存。在工业革命之前,大气中二氧化碳的浓度并不高,但随着蒸汽机的发明以及煤炭的大量使用,欧洲开启工业革命、进入机械时代。在1824年,温室效应被发现,即温室气体使得地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用,即造成“温室效应”。温室气体指大气中能吸收地面反射的长波辐射并重新发射辐射的一些气体,当前京都议定书中规定控制的6种温室气体为二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫。据《中国气候变化蓝皮书(2020)》研究数据表明:一、全球气温升高明显,2019年全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃,是有完整气象观测记录以来的第二暖年份,过去五年(2015-2019年)是最暖的五个年份,20世纪80年代以来,每个连续十年都比前一个十年更暖;二、全球温室气体平均浓度持续上升,2018年主要温室气体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的全球平均浓度均创下新高,其中CO2为407.8±0.1ppm、CH4为1869±2ppb、N2O为331.1±0.1ppb,分别达到工业化前(1750年之前)水平的147%、259%和123%;三、全球平均海平面呈加速上升趋势,上升速率从1901-1990年的1.4毫米/年,增加至1993-2019年的3.2毫米/年;2019年数据为有卫星观测记录以来的最高值。而中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,据《中国气候变化蓝皮书(2020)》,1951-2019年中国年平均气温升温速率高于同期全球平均水平,1980-2019年中国沿海海平面变化总体上升速率高于同期全球平均水平,20世纪90年代中期以来,极端高温事件明显增多,降水方面暴雨日数增多。气候变化不只是简单地影响了我们直接感受到的气候或者可监测的海平面上升,它对于整个地球的影响是致命且难以预测的,例如灾害性气候事件频发、岛国沿海洼地被淹没、物种灭绝加速、水资源分布失衡、影响物种分布、加重生态系统的脆弱性、加剧疾病传播等,均威胁着人类的生存和发展。

人类活动是导致气候变化的主要原因这一观点已成共识。1995年、2001年以及2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告分别指出全球气候变化由人类活动引起的可能性依次是50%以上、66%以上及90%以上。在2013年《环境研究快报》(Environmental Research Letters)期刊上的研究表明,1991-2011年间发表所有有关全球气候变化主题的12000份学术论文中,97%一致认可气候变暖是因为人类活动造成的。2019年英国《卫报》报道,发表在美国权威期刊《自然》及《自然地球科学》杂志上的三项研究均表明,国际科学界就全球气候变暖由人为活动造成这一结论的共识率达到99%。

在工业化进程中,化石能源燃烧导致了大量温室气体排放。第五次IPCC报告中指出,二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的大气浓度超出过去80万年以来的最高的水平。工业化的发展使得空气中二氧化碳浓度已增加了40%,这首先是由于化石燃料的排放,其次是由于土地利用变化导致的净排放。2002-2011年间,因化石燃料燃烧和水泥生产造成的二氧化碳年平均排放量为每年8.3[7.6至9.0]GtC(高信度),2011年是9.5[8.7至10.3]GtC,比1990年水平高出54%。

1.2. 全球碳排放量持续增加,中国成为碳排放量大国,但人均碳排放低于发达国家

由于发展阶段的不同,发达国家基本均已经历碳达峰,中国碳排放仍在“爬坡”,但人均碳排放较低。中国在1950年的碳排放总量仅有2146.5万吨,在1950年至2013年60年期间中国的碳排放总量增长超过100倍,同期增长速率远高于世界其他主要经济体。据2015年哈佛中国碳排放报告,2007年中国二氧化碳排放总量超过美国跃居全球第一,至2012年中国碳排放总量已经相当于美国和欧洲排放量的加总。在中国30余年强劲经济增长的推动下,碳排放快速增长,进入21世纪后中国的碳排放在十余年时间内增长了3倍。在2010年至2012年间,全球有73%的碳排放增长源于中国。从碳排放强度的指标来评价国家碳排放水平,发达国家一直处于较低水平,且一直呈现降低趋势。而中国碳强度近30年来,处于下降趋势,且下降速度较快,当前已于印度、俄罗斯持平。人均碳排放也是被广泛使用的衡量国家碳排放水平的重要指标,中国是目前世界上人口最多的国家和第二大经济体,尽管中国的碳排放总量已居于世界第一,但是中国的人均碳排放量仍然远低于世界上主要的发达国家。2013年中国的人均碳排放量为2.05吨碳,不到美国人均碳排放量(4.4吨碳)的二分之一。

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由于资源禀赋及用能结构上的特征,电热力生产及工业集中用煤、交通领域大量耗油是导致中国碳排放量较大的主要原因。从资源禀赋上来看,我国呈现出煤炭资源储量丰富但质量较低且分布不均、油气资源相对不足依赖进口、可再生能源储量丰富技术水平领先的特点,为加快经济发展,我国形成了以煤炭为基础,以电力为中心,石油、天然气、可再生能源等全面发展的能源生产供应体系。从资源使用上,煤炭等燃料燃烧是碳排放量较大的主要原因。根据BP石油公司的2019年统计数据,中国93%的碳排放来自于化石燃料的使用,其中68%来自于固体燃料如煤炭,23%来自于液体燃料如石油等,9%来自于气体燃料如天然气等。从行业分布上,电力及热力生产及工业生产产生了较多碳排放。据IEA统计,2018年中国89%左右的碳排放均来自于电力热力生产(51%)、工业生产(28%)及交通运输(10%)部门,其中电力行业、交通部门碳排放占比随时间逐渐增加。

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1.3. 全球气候变化治理体系已基本建立,气候变化问题逐渐演变为政治问题

《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC,以下简称《公约》)是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放、应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约,也是国际社会在应对全球气候变化问题上进行国际合作的一个基本框架。《公约》制定于1992年在巴西里约热内卢举行的联合国环境与发展大会、生效于1993年3月,具备法律约束力,旨在控制大气中二氧化碳、甲烷和其他温室气体的排放,将温室气体的浓度稳定在使气候系统免遭破坏的水平上,奠定了应对气候变化国际合作的法律基础,是具有权威性、普遍性、全面性的国际框架。当前已有190多个国家批准了《公约》、成为缔约方。《公约》以“共同但有区别的责任”作为原则,对发达国家和发展中国家规定的义务以及履行义务的程序有所区别:《公约》要求发达国家作为温室气体的排放大户,采取具体措施限制自身温室气体的排放,并向发展中国家提供资金以支付他们履行公约义务所需的费用;发展中国家则不承担具有法律约束力的控排义务。《公约》规定每年举行一次缔约方大会,自1995年3月28日首次缔约方大会在柏林举行以来,缔约方每年都召开会议,当前已举办了二十五次会议,第二十六届会议(COP26)由于疫情原因已推迟至2021年。

《京都议定书》(以下简称《议定书》)是《公约》框架下的补充条款,是全球唯一一个自上而下且具有法律约束力的温室气体减排条约,分为第一承诺期和第二承诺期。《议定书》第一承诺期于1997年12月在日本京都由联合国气候变化框架公约参加国三次会议制定,并于2005年2月16日生效,首次以法律文件的形式规定了缔约方国家(主要为发达国家)在2008年至2012年的承诺期内应在1990年温室气体排放水平基础上减排5.2%。《议定书》第二承诺期历经较多波折,最终在2012年底的联合国气候变化谈判多哈会议上最终确立,并于2013年开始生效,截止到2020年。作为第一承诺期的延续,第二承诺期在提高减排力度、灵活机制及其适用资格、排放许可分配方式等方面做出了更为严格的规定,但在法律约束上不如第一承诺期。同时,以美国为首的伞型国家对待《议定书》态度消极,企图以“吸收汇”和“海外减排”代替国内实质性减排行动,且以中国等发展中国家参与减排为前提条件。其中美国自始至终没有实际加入《议定书》,加拿大2021年宣布退出《议定书》,俄罗斯、新西兰和日本均声明不在《议定书》第二承诺期中承担量化减排义务,第二承诺期已经失去了全球减排意义。

《巴黎协定》(以下简称《协定》)是继1992年《联合国气候变化框架公约》、1997年《京都议定书》之后,人类历史上应对气候变化的第三个里程碑式的自下而上的国际法律文本,形成了2020年后的全球气候治理格局。《协定》于2015年12月12日在巴黎气候变化大会上通过、2016年4月22日在纽约签署,《协定》为2020年后全球应对气候变化的行动作出了安排,长期目标是将全球平均气温较前工业化时期的上升幅度控制在2摄氏度以内,并努力将温度上升幅度限制在1.5摄氏度以内。截止2020年4月1日,《协定》已有195个缔约国,其中189个已提交批准书,温室气体覆盖比例达95%。所有国家都将遵循“衡量、报告和核实”的同一体系,但针对发展中国家会根据其能力提供一定灵活性。2021年IPCC发布的《国家自定贡献初步综合报告》显示,共75个缔约方通报了新的或更新的“国家自定贡献”目标,约占全球温室气体排放量的30%。尽管大多数国家纷纷提高了减排目标,但综合来看,假设所有减排目标均能实现,则到2030年时会比2010年减排不到1%,但实际上,要达到1.5温度目标,减排幅度应降低45%左右,因此整体减排目标的实现举步维艰。碳排放较多的地区或国家最新国家自定贡献目标情况如下。

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中国设定的国家自主贡献目标体现了中国积极应对气候变化、努力控制温室气体排放、提高适应气候变化的能力,并展现了深度参与全球治理、承担合理国际责任的姿态和决心。中国做出承诺,一方面出于能源安全的考虑,当前对于原油、天然气等化石能源的进口依赖程度较高,长远来看调整我国能源结构、实现能源自给自足,降低能源“断粮”风险,是有必要的;其次,当前中国在可再生能源发展中已占领先机,有望探索出一条比发达国家传统发展路径更为低碳的发展路径,可为发展中国家后续发展提供示范和借鉴,并通过国际合作等方式传播经验、提供支持。这些对于中国树立良好国际形象、提高国际影响力具有重要意义。最后,在当前气候变化问题政治化的趋势下,正处于发展中阶段、人均碳排放较低的中国需要坚守在发展中国家阵营中,坚持“共同但有区别”的原则,为自身发展留有余地。

2. 各国纷纷踏入碳交易浪潮,欧盟依旧引领潮流

2.1. 碳定价机制成为各国控制温室气体排放的首要选择

各国控制温室气体排放的政策一般分为三类:命令控制型手段、经济刺激型手段、劝说鼓励型手段。其中,经济刺激型手段由于其灵活性好、持续改进性好受到各国青睐,而其中最重要的就是碳定价机制。由于温室气体的排放具有负外部性,因此从环境经济学的角度减少温室气体排放则需要将排放带来的负外部性内部化,从而达到全社会减排效益最大化的结果。负外部性内部化的解决需要依靠政府政策,顺应“谁污染谁付费”的原则,确定温室气体排放者应为排放一定量的温室气体的权利支付一定费用,这个过程被称为碳定价。碳定价机制一般分为碳税和碳排放权交易体系。这两种机制在减排机理上有本质区别:前者指政府指定碳价,市场决定最终排放水平,故最终排放量的大小具有不确定性;后者指政府确定最终排放水平,由市场来决定碳价,故碳价大小是不确定的。正是由于这种区别,两种手段具有不同的特点。从应用场景来说,碳税政策更适用于管控小微排放端,碳排放权交易体系则适用于管控排放量较大的企业或行业,故这两种政策是可以结合使用的,可对覆盖范围、价格机制等起到良好互补作用。

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根据世界银行《2020年碳定价现状与趋势》的报告,截止2020年4月,共计97个缔约方的国家自主贡献中提到了碳定价机制,同时全球共实施或计划实施61项碳定价政策。其中碳排放权交易政策有31个,主要包括欧盟、中国、韩国、加州等国家或地区;碳税政策有30个,主要位于北欧、日本、加拿大。2019年较多司法管辖区扩大了碳定价机制的覆盖范围,包括地区范围、行业范围,另外欧洲对“碳边界”问题的重新提及,导致未来各国碳排放密集型产品在贸易中很可能被征收碳关税,因此越来越多国家甚至企业均在考虑采取碳定价机制来降低由此带来的风险。

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2.2. 碳排放权交易体系的构建要素

碳排放权指大气或大气容量的使用权,即向大气中排放CO2等温室气体的权利。碳市场指将碳排放权作为资产标的进行交易的市场,而碳排放权交易体系构建的好坏对碳市场能否有效反映碳排放权的价值有直接影响,对最终减排目标的实现效果有重要影响。因此,充分理解碳排放权交易体系的构建以及碳市场运行机制有助于更好了解碳市场。

根据清华大学能源环境经济研究所的研究,碳排放权交易体系的构建包括四个方面、十五个要素:

法律基础:在正式实施碳排放权交易前,需在法律层面明确碳排放权法律属性与财务属性、碳排放权交易体系相关方的权利与责任、碳市场规则,同时需对测量、报告、核查碳排放数据的方式方法进行规定。良好的法律基础为碳市场机制的设计和实施提供保障,是碳市场有效运行的基础,国际上大部分碳排放权交易体系拥有明确、详细且完备的法律体系,例如欧盟碳市场。

基础框架设计:即碳市场规则的设计,包括6个要素。1)体系排放上限的设计指政府需明确不同时间范围内,整个碳排放权交易体系总排放量大小,以最终实现减排目标。只有对总排放量进行限制,碳排放权的稀缺性才能体现,由此才能激励企业做出减排选择,同时碳排放权的价值才能在交易中体现。排放上限的计算包括两种方法,一种基于实际排放量,即根据过往历史排放量绝对数据、按一定递减规律确定某年碳排放的上限,一种基于排放强度数据,即根据减排情景下的碳排放强度数据(例如单位GDP二氧化碳排放量,单位产出二氧化碳排放量等,减排情景中一般会设置比实际排放强度数据小且会按一定频率进行修正)、按某年实际GDP或产出数据进行计算,得到某年碳排放量的上限。一般当前排放上限的最终确定需要同时从宏观和微观层面进行考虑,宏观层面上,考虑碳排放权交易体系与其他碳减排政策是否有冲突,以及当前实施的减排政策工具包是否是完成总体减排目标的高效路径;微观层面上,则需要考虑覆盖的行业及企业的减排成本、减排潜力、未来发展路径。2)体系覆盖范围的设计主要包括两个层面,一是将哪些行业、哪些企业纳入碳排放权交易体系的控排范围,二是将哪些温室气体纳入控排范围。前者需要分别从行业到企业,考虑实际排放量占比、减排潜力、减排成本差异性、排放数据获取的难易程度和准确性以及实际监管的难易程度等;后者则主要从行业的排放特征上进行考虑。一般来说,范围越大意味着减排差异越大,碳市场会相对更活跃、减排潜力也会增加,但同时给监管带来压力。3)配额初始分配即政府在确定了某阶段碳排放量上限后,将在一级市场给纳入体系覆盖范围的企业进行初始配额分配,如何分配、分配多少都是政治性很强的问题。配额初始分配机制的设计需要从配额分配方式(如何分配)和初始配额计算方法(分配多少)上进行明确。配额分配方式主要包括免费分配、拍卖分配以及这两种方式的混合使用;初始配额计算方法则主要包括历史排放法、历史碳强度下降法、行业基准线法。4)由于在遵约期需要判断控排企业是否完成了其减排义务,故需要设计MRV机制,指碳排放的量化与数据质量保证的过程,包括监测(Monitoring)、报告(Reporting)、核查(Verfication),即明确不同行业企业如何检测和计算自身二氧化碳排放,企业如何上报排放数据给监管机构,监管机构如何对企业上报数据进行核查,第三方核查公司基于何种方式方法判断企业上报数据的准确性和有效性等。5)遵约机制指如何评估企业完成了其减排义务以及若企业未完成减排义务时有何种惩罚措施。一般企业只要在遵约期结束时上缴与其碳排放量相同的碳配额,则认定其已完成减排义务;为确保惩罚措施落地,一般需要明确在法律文件中。6)遵约期与交易期的设计。遵约期指从配额初始分配到体系覆盖控排企业向政府上缴配额的时间,通常为一年或几年,若时间设置较短则减排效果在短期内即可体现,若时间设置较长则有利于控排企业在一定时间范围内合理、灵活地安排其减排措施,减少碳价波动。交易期指市场规则稳定不变的一段时间范围,国际碳市场上的做法一般为设置由短递增的交易期,并在下一交易期开始前基于前期经验对下一期的规则进行调整和更新,例如欧盟碳市场当前已经历三段交易期,分别为第一阶段(2005-2007年,3年),第二阶段(2008-2012年,5年),第三阶段(2013-2020年,8年),当前处于第四阶段(2021-2030年,10年),每阶段的碳市场规则均有更新。

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