论文部分内容阅读
二氧化碳(CO2)大量排放导致气候变暖是人类社会面临的最大威胁之一。在此威胁下,高碳的电力系统必将面临碳排放约束挑战。电力系统占主导地位的常规煤电技术是典型的高碳发电技术,而新兴的清洁发电是低碳的技术。显然碳排放约束条件对不同发电技术项目的投资价值影响有差异,这使得电力投资者面临碳排放约束条件下的技术选择问题。考虑到碳捕捉与封存技术(Carbon Capture and Storage, CCS)是能够大规模减少煤电厂所产生二氧化碳的主要减排技术,所以本文中的所谓碳排放约束条件,主要指投资CCS条件。本文将在此条件下,聚焦于研究常规粉煤发电技术(Pulverized Coal, PC)与新兴整体煤气化联合循环发电技术(Integrated GasificationCombined Cycle, IGCC)之间以及常规粉煤发电技术与典型清洁发电技术之间的技术选择问题。本文认为电力投资适合采用实物期权方法分析,而破坏性创新理论对于碳排放约束下的发电技术选择有相当的解释力,为此本文将这二个理论工具有机结合起来研究了本文主题。主要研究结论和取得的创新成果如下:首先,考虑到煤电技术在电力系统的重要性,本文专门建立了一个包括常规煤电和CCS投资的两阶段投资决策期权模型,并将政府对企业投资CCS的补贴纳入模型中,通过对模型求解,得到碳排放约束下常规煤电的投资规则、CCS的投资与补贴规则。其次,提出了IGCC发电企业在投资CCS技术后由煤制氢的转换规则。并在碳排放约束条件下,通过投资价值对比,提出在IGCC与PC二种煤电技术之间选择,投资者选择IGCC收益更大。PC是采用燃烧后捕捉的典型常规煤电技术,IGCC是采用燃烧前捕捉的典型新兴煤电技术。针对PC和IGCC之间的技术选择问题,本文通过建立相应的期权模型并进一步算例分析后表明,在碳排放约束下,IGCC的投资价值可以超过PC投资价值。则可以合理假设当投资者采用IGCC并更新CCS技术后,投资者就拥有了一个氢能源转换期权,该期权能激励IGCC发电企业更早投资CCS技术。这一结论对相关减排政策的制定有启发意义。在双技术选择框架下,本文还以常规煤电和核电为例,通过构建相关期权模型与进一步算例分析后得出,核电的投资价值可以超过PC的投资价值的结论。以上分析为电力投资者在碳排放约束下做出相关技术选择指出了方向。再其次,由于技术积累不同,不同类型投资者会选择不同的技术投资。从破坏性创新视角,这可以解释为在位企业偏向投资维持性技术项目,新兴企业倾向投资破坏性技术项目。具体到本文,采用燃烧后捕捉的CCS技术具有维持性技术特征,采用燃烧前捕捉的CCS技术与部分典型的清洁发电技术具有破坏性技术特征。而根据破坏性创新理论的一个主要结论:在一定条件下,破坏性技术项目的投资价值完全可能超过维持性技术项目的投资价值。这一结论强化了本文前述相关分析。最后,针对“碳锁定”现象,提出了基于破坏性创新的“解锁”方式。本文认为,中国电力系统就是锁定在高碳的煤电技术上。通过低碳技术突破解除“碳锁定”的方式历来受到各方,特别是政府的重视,然而技术突破具有不确定性,“完美”低碳技术的出现不可预期。有必要从破坏性创新视角摸索新的“解锁”方式。本文分析提出了基于破坏性创新的二种“解锁”方式。方式一的关注点不在于电力系统内部,而是关注基于破坏性创新的低碳电子产品创新及其大规模商业化应用,这种创新及其市场应用会压缩传统电子产品的市场空间,间接减少了相应的电力消费,从而形成“解锁”。方式二主要是在相关政策支持下,充分利用清洁发电技术的分布式发电特点,以多元化投资主体、弹性投资规模等创新方式使得这类清洁发电技术更易被采纳,从而直接减少对传统煤电的依赖,形成“解锁”。本文认为中国的实际情况适合采用这种低碳创新,通过低碳破坏性创新可能为整个中国社会走向低碳经济探索出一条新的路径。