深度 | 基于优惠价格的绿色电力证书交易模型

摘要：在分析绿色电力证书价格形成机制的基础上，研究可再生能源电价附加资金补贴金额、补贴结算周期和拖延周期、消费者偏好等因素对绿色电力证书销售价格的影响。为研究随机情况下绿色电力证书的成交价格，建立基于蒙特卡罗的绿色电力证书交易模型，通过内蒙古某大型煤电企业认购风电和光伏绿色电力证书的实例计算，验证该模型的实用价值。

0 引言

绿色电力证书(green electricity certificate)，是一种可以在交易市场上自愿或强制认购的绿色电力消费证书 [1-2] 。2017 年 7 月 1 日，中国正式开始绿色电力证书认购工作。

国内外绿色电力证书交易的经验表明：绿色电力证书交易市场的成功运行与推广，关键在于形成成熟完善的绿色电力证书交易机制，制定合理的绿色电力价格 [3-5] 。国内外在绿色电力证书方面的研究主要集中在配额 [6-10] 、交易市场机制 [11-16] 、对电源规划和发电权交易的影响 [17-18] 、交易政策与监管 [19-21] 等方面。对于中国启动的可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的研究相对较少。

在当前交易机制下，绿色电力证书出售方大都按照市场最高限制价格出售，绿色电力证书市场交易量非常少。截至 2017 年 12 月 31 日，在中国绿色电力证书认购交易平台中，内蒙古自治区累计风电绿色电力证书交易量为 98 个，累计光伏绿色电力证书交易量为 0 个。为激发市场活力，本文基于资金时间价值理论，量化计算出绿色电力证书出售方可接受的最低经济出售价格，提出一种新型的交易模型。在该模型中，绿色电力证书认购者向出售者发布认购公告，出售者根据认购规则，在限定时间内根据自身对销售价格的期望随机做出是否申卖的决策。通过考虑优惠价格的绿色电力证书交易模型可以节约认购方的采购费用，同时作为一种新型绿色电力证书交易模式对繁荣绿色电力证书交易市场提供有益探索。

1 绿色电力证书价格形成机制

1.1 绿色电力证书价格影响因素分析 绿色电力证书交易满足了电力用户的绿色电力消费需求。绿色电力证书交易制度将绿色电力分为绿色电力证书和与之对应的上网电量两种不同类型的商品，分开买卖。绿色电力证书买家是电力消费者，卖家是绿色电力生产商，购买绿色电力证书就是消费绿色电力。在绿色电力证书交易市场中，交易价格由绿色电力证书的供求关系决定。价格波动区间受可再生能源电价附加资金补贴金额、结算周期和拖延周期以及认购者对某类绿色电力证书的偏好所决定。

1.1.1 可再生能源电价附加资金补贴金额2017 年 2 月 3 日，国家发展和改革委员会、财政部、能源局联合印发《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》中规定 [1] ：认购价格按照不高于证书对应电量的可再生能源电价附加资金补贴金额。2012 年颁布的《可再生能源电价附加补助资金管理暂行办法》中规定：可再生能源发电项目上网电量的补助标准，根据可再生能源上网电价、脱硫燃煤机组标杆电价等因素确定。

综上所述，绿色电力证书价格受绿色电力上网价格和脱硫燃煤机组标杆电价影响，绿色电力上网价格越高绿色电力证书价格越高;脱硫燃煤机组标杆电价越低绿色电力证书价格越高。

1.1.2 结算周期和拖延周期

国家对可再生能源电价附加资金补贴存在一定的结算周期和延期支付情况。2017 年上半年，可再生能源的补贴资金缺口达到 1 000 亿元，许多绿色电力项目补贴需要 1~2 年才能兑付。因此，按照资金时间价值理论，随着补贴周期和拖延周期的延长，绿色电力证书价格越低。

1.1.3 消费者偏好

消费者在购买绿色电力证书过程中，往往会表现出不同的偏好。例如，光伏制造企业在购买绿色电力证书时，更热衷于购买光伏绿色电力证书，而非风电绿色电力证书。

1.2 最高限制价格计算模型

通过以上分析可知，绿色电力证书的最高市场价格不高于证书对应电量的可再生能源上网电价与脱硫燃煤机组标杆电价的差值。因此，绿色电力证书的市场最高限制价格可用公式表示为1.3 最低经济销售价格计算模型可再生能源电价附加资金补贴有一定的结算周期和延期支付情况。基于理性经济角度考虑，绿色电力证书的市场最低经济销售价格为对应的可再生能源电价附加资金补贴金额的资金现值。

因此，绿色电力证书的市场最低经济销售价格可用公式表示为

1.3 最低经济销售价格计算模型

可再生能源电价附加资金补贴有一定的结算周期和延期支付情况。基于理性经济角度考虑，绿色电力证书的市场最低经济销售价格为对应的可再生能源电价附加资金补贴金额的资金现值。

因此，绿色电力证书的市场最低经济销售价格可用公式表示为

加资金补贴金额延期支付周期。

根据博弈原理，当价格处于最低经济出售价格时，对于绿色电力证书出售方而言，出售与不出售的收益相同，申卖积极性不高，为了提高用户申卖积极性，本文所说的优惠价格略高于最低经济出售价格。

1.4 绿色电力证书数量计算模型

根据《关于试行可再生能源绿色电力证书核发及自愿认购交易制度的通知》规定，1 个绿色电力证书对应 1 000 kW˙h 的绿色电力。绿色电力证书数量计算可用公式表示为

2 考虑优惠价格的绿色电力证书交易模型

以某企业认购风电绿色电力证书为例，假设绿色电力证书交易市场中有 n 个满足要求的绿色电力证书出售方，其中 m 个期望以低价格出售回笼资金， n - m 个期望以高价格出售获取最大利润。

2.1 考虑优惠价格的绿色电力证书交易规则具体交易规则如下。

(1)绿色电力证书购买企业发布风电绿色电力证书认购公告。内容包括：认购数量 G 、认购价格 、优惠价格 (优惠比例 )、其他信息等。由于未出售的可再生能源绿色电力证书依然可以享受相应电量的可再生能源补贴，当可再生能源绿色电力证书价格等于或低于最低经济出售价格时，申卖方往往会选择交易成本更低的领取可再生能源补贴，因此，为提高参与申卖企业的积极性，本文取认购价格为市场最高限制价格，优惠价格为略高于市场最低经济出售价格，优惠比例可用公式表示为

力证书的出售方数量的一半。申卖数量公式可表示为

(2)申卖与成交。风电绿色证书出售方在规定交易时间内随机选择决定是否申卖绿色电力证书，当出售方个数达到 m 个时，绿色电力证书按照价格优先和时间优先成交;否则本次交易失败，重新发布认购公告。

(3)结算与交收。根据成交记录，认购方向出售方结算绿色电力证书费用，出售方向认购方交付绿色电力证书。

2.2 基于蒙特卡洛的绿色电力证书交易模型

假设前 m 个出售方申卖选择优惠价格编号为1-m，后n - m个出售方申卖为选择优惠价格编号为(m+1)-n，进行 k 次模拟，统计每次模拟各种可能结果出现的频率，从而得出风电绿色电力证书的蒙特卡罗模拟成交价格模型为

2.3 算例分析

以蒙西电网为例，2016 年新建的风力发电项目上网标杆电价为 0.47 元/(kW˙h)，陆上光伏发电项目上网标杆电价为 0.8 元/(kW˙h)，脱硫燃煤机组标杆电价 0.293 7 元/(kW˙h)。根据上述模型可知，对于 2016 年新建的风电与光伏项目，风电绿色电力证书市场最高限制价格为 176.3 元/个;光伏绿色电力证书市场最高价格为 506.3 元/个。

通过对风电和光伏行业实际情况进行调查，本文取风电行业的折现率为 8%，光伏行业的折现率为 7%，结算周期 0.4 年，延期支付周期 1.6 年。

则风电绿色电力证书市场最低经济出售价格为151.1 元/个;光伏绿色电力证书市场最低经济出售价格为 422.2 元/个。根据内蒙古经信委发布2017 年内蒙古西部电网发电量预期调控目标的通知，蒙西电网 2017 年安排风电发电量 332 亿 kW˙h;光伏发电量 91 亿 kW˙h。因此，风电绿色电力证书为 3 320 万个;光伏绿色电力证书为 910 万个。

截至 2017 年 12 月 31 日，在中国绿色电力证书认购交易平台中，内蒙古自治区累计风电绿色电力证书交易量为 98 个，累计光伏绿色电力证书交易量为 0 个。由此可见，现有机制下市场成交量非常少，与国家推动绿色电力消费的目标还有很大差距。

本文以蒙西电网下某大型燃煤发电企业为例，该企业为履行社会责任，消费绿色电力，拟每月认购一定数量的风电和光伏绿色电力证书。

假定绿色电力证书交易市场由 32 家绿色电力证书出售方组成，其中 16 家为风电企业，16 家为光伏发电企业。为便于研究，假定有 8 家风力发电企业和 8 家光伏发电企业为回笼资金，愿意以低价出售绿色电力证书，其余企业期望高价出售获得最大利润。根据考虑优惠价格的绿色电力证书交易规则，相关认购参数见表 1。

2.3.1 风电绿色电力证书成交价格仿真

在风电绿色电力证书交易中，16 家满足认购公告要求的申卖方，各自随机独立决策是否参与申卖，各种可能成交组合见表 2。

基于蒙特卡罗模拟成交价格模型进行 1 000 次随机模拟，统计每次模拟中各种可能结果出现的频率，可以得出风电绿色电力证书的模拟成交价格

根据概率论原理，可以计算出风电绿色电力证书的理论成交价格为 154.4 元/个，可见模拟成交价格与理论成交价格的误差很小。

随机模拟次数对成交价格的影响如图 1 所示。

在不同模拟次数下风电绿色电力证书的蒙特卡罗模拟成交价格围绕理论成交价格上下波动，且非常接近理论成交价格，可见成交价格具有较好的稳定性。

2.3.2 光伏绿色电力证书成交价格仿真

在光伏绿色电力证书交易中，16 家满足认购公告要求的申卖方，各自随机独立决策是否参与申卖，各种可能成交组合见表 3。

基于蒙特卡罗模拟成交价格模型进行 1 000 次随机模拟，统计每次模拟中各种可能结果出现的频率，可以得出光伏绿色电力证书的模拟成交价格为

根据概率论原理，可以计算出光伏绿色电力证书的理论成交价格为 451.015 7 元/个，可见模拟成交价格与理论成交价格的误差很小。

随机模拟次数对成交价格的影响如图 2 所示。

在不同模拟次数下光伏绿色电力证书的蒙特卡罗模拟成交价格围绕理论成交价格上下波动，且非常接近理论成交价格;可见成交价格具有较好的稳定性。

3 结论

在绿色电力证书交易市场中，绿色电力证书交易机制的制定对风力发电企业、光伏发电企业、绿色电力用户都有重要影响。本文通过对考虑优惠价格的绿色电力证书交易模型及仿真分析得出以下结论。

(1)利用光伏和风电绿色电力证书市场最高限制价格计算模型、最低经济销售价格计算模型和数量计算模型，并结合蒙西电网数据给出绿色电力证书的数量和价格区间。通过价格计算模型，可以为绿色电力证书买卖双方提供合理的议价区间，当绿色电力证书价格较低时，绿色电力证书消费者会随着价格降低而增加，从而激活绿色电力证书交易市场活力。

(2)利用基于蒙特卡罗的绿色电力证书交易模型，经仿真得到了风电和光伏绿色电力证书成交价格。通过上述模型，绿色电力证书买卖双方可以获得双赢，对于卖方而言，在保证一定收益的情形下，快速回笼资金;对于买方而言，用较低的成本购买到相应数量的绿色电力证书。通过对该模型应用可以有效缓解中国目前可再生能源补贴缺口，对未来推行的可再生能源配额制也有积极作用。

(3)由于绿色电力证书交易受到影响因素较多，还需进一步分析各因素对绿色电力证书的影响，建立更加符合实际的仿真模型。

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作者简介：

王强 (1985—)，男，博士研究生，讲师，从事电力经济与新能源应用研究，E-mail: edwangqiang@163.com;谭忠富(1964—)，男，博士后，教授，从事电力经济与新能源应用研究，E-mail:tanzhongfubeijing@126.com;

谭清坤(1988—)，男，博士研究生，从事电力经济与新能源应用研究，E-mail：912192589@qq.com;

喻小宝(1989—)，男，博士研究生，从事电力经济与新能源应用研究，E-mail：yuxiaobao1222@163.com;

蒲雷(1991—)，男，博士研究生，从事电力经济与新能源应用研究，E-mail：playbetter@126.com。