摘要：在分析綠色電力證書價格形成機制的基礎(chǔ)上，研究可再生能源電價附加資金補貼金額、補貼結(jié)算周期和拖延周期、消費者偏好等因素對綠色電力證書銷售價格的影響。為研究隨機情況下綠色電力證書的成交價格，建立基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，通過內(nèi)蒙古某大型煤電企業(yè)認購風電和光伏綠色電力證書的實例計算，驗證該模型的實用價值。

0 引言

綠色電力證書(green electricity certificate)，是一種可以在交易市場上自愿或強制認購的綠色電力消費證書 [1-2] 。2017 年 7 月 1 日，中國正式開始綠色電力證書認購工作。

國內(nèi)外綠色電力證書交易的經(jīng)驗表明：綠色電力證書交易市場的成功運行與推廣，關(guān)鍵在于形成成熟完善的綠色電力證書交易機制，制定合理的綠色電力價格 [3-5] 。國內(nèi)外在綠色電力證書方面的研究主要集中在配額 [6-10] 、交易市場機制 [11-16] 、對電源規(guī)劃和發(fā)電權(quán)交易的影響 [17-18] 、交易政策與監(jiān)管 [19-21] 等方面。對于中國啟動的可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認購交易制度的研究相對較少。

在當前交易機制下，綠色電力證書出售方大都按照市場最高限制價格出售，綠色電力證書市場交易量非常少。截至 2017 年 12 月 31 日，在中國綠色電力證書認購交易平臺中，內(nèi)蒙古自治區(qū)累計風電綠色電力證書交易量為 98 個，累計光伏綠色電力證書交易量為 0 個。為激發(fā)市場活力，本文基于資金時間價值理論，量化計算出綠色電力證書出售方可接受的最低經(jīng)濟出售價格，提出一種新型的交易模型。在該模型中，綠色電力證書認購者向出售者發(fā)布認購公告，出售者根據(jù)認購規(guī)則，在限定時間內(nèi)根據(jù)自身對銷售價格的期望隨機做出是否申賣的決策。通過考慮優(yōu)惠價格的綠色電力證書交易模型可以節(jié)約認購方的采購費用，同時作為一種新型綠色電力證書交易模式對繁榮綠色電力證書交易市場提供有益探索。

1 綠色電力證書價格形成機制

1.1 綠色電力證書價格影響因素分析 綠色電力證書交易滿足了電力用戶的綠色電力消費需求。綠色電力證書交易制度將綠色電力分為綠色電力證書和與之對應(yīng)的上網(wǎng)電量兩種不同類型的商品，分開買賣。綠色電力證書買家是電力消費者，賣家是綠色電力生產(chǎn)商，購買綠色電力證書就是消費綠色電力。在綠色電力證書交易市場中，交易價格由綠色電力證書的供求關(guān)系決定。價格波動區(qū)間受可再生能源電價附加資金補貼金額、結(jié)算周期和拖延周期以及認購者對某類綠色電力證書的偏好所決定。

1.1.1 可再生能源電價附加資金補貼金額2017 年 2 月 3 日，國家發(fā)展和改革委員會、財政部、能源局聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認購交易制度的通知》中規(guī)定 [1] ：認購價格按照不高于證書對應(yīng)電量的可再生能源電價附加資金補貼金額。2012 年頒布的《可再生能源電價附加補助資金管理暫行辦法》中規(guī)定：可再生能源發(fā)電項目上網(wǎng)電量的補助標準，根據(jù)可再生能源上網(wǎng)電價、脫硫燃煤機組標桿電價等因素確定。

綜上所述，綠色電力證書價格受綠色電力上網(wǎng)價格和脫硫燃煤機組標桿電價影響，綠色電力上網(wǎng)價格越高綠色電力證書價格越高;脫硫燃煤機組標桿電價越低綠色電力證書價格越高。

1.1.2 結(jié)算周期和拖延周期

國家對可再生能源電價附加資金補貼存在一定的結(jié)算周期和延期支付情況。2017 年上半年，可再生能源的補貼資金缺口達到 1 000 億元，許多綠色電力項目補貼需要 1~2 年才能兌付。因此，按照資金時間價值理論，隨著補貼周期和拖延周期的延長，綠色電力證書價格越低。

1.1.3 消費者偏好

消費者在購買綠色電力證書過程中，往往會表現(xiàn)出不同的偏好。例如，光伏制造企業(yè)在購買綠色電力證書時，更熱衷于購買光伏綠色電力證書，而非風電綠色電力證書。

1.2 最高限制價格計算模型

通過以上分析可知，綠色電力證書的最高市場價格不高于證書對應(yīng)電量的可再生能源上網(wǎng)電價與脫硫燃煤機組標桿電價的差值。因此，綠色電力證書的市場最高限制價格可用公式表示為1.3 最低經(jīng)濟銷售價格計算模型可再生能源電價附加資金補貼有一定的結(jié)算周期和延期支付情況。基于理性經(jīng)濟角度考慮，綠色電力證書的市場最低經(jīng)濟銷售價格為對應(yīng)的可再生能源電價附加資金補貼金額的資金現(xiàn)值。

因此，綠色電力證書的市場最低經(jīng)濟銷售價格可用公式表示為

1.3 最低經(jīng)濟銷售價格計算模型

可再生能源電價附加資金補貼有一定的結(jié)算周期和延期支付情況。基于理性經(jīng)濟角度考慮，綠色電力證書的市場最低經(jīng)濟銷售價格為對應(yīng)的可再生能源電價附加資金補貼金額的資金現(xiàn)值。

因此，綠色電力證書的市場最低經(jīng)濟銷售價格可用公式表示為

加資金補貼金額延期支付周期。

根據(jù)博弈原理，當價格處于最低經(jīng)濟出售價格時，對于綠色電力證書出售方而言，出售與不出售的收益相同，申賣積極性不高，為了提高用戶申賣積極性，本文所說的優(yōu)惠價格略高于最低經(jīng)濟出售價格。

1.4 綠色電力證書數(shù)量計算模型

根據(jù)《關(guān)于試行可再生能源綠色電力證書核發(fā)及自愿認購交易制度的通知》規(guī)定，1 個綠色電力證書對應(yīng) 1 000 kW˙h 的綠色電力。綠色電力證書數(shù)量計算可用公式表示為

2 考慮優(yōu)惠價格的綠色電力證書交易模型

以某企業(yè)認購風電綠色電力證書為例，假設(shè)綠色電力證書交易市場中有 n 個滿足要求的綠色電力證書出售方，其中 m 個期望以低價格出售回籠資金， n - m 個期望以高價格出售獲取最大利潤。

2.1 考慮優(yōu)惠價格的綠色電力證書交易規(guī)則具體交易規(guī)則如下。

(1)綠色電力證書購買企業(yè)發(fā)布風電綠色電力證書認購公告。內(nèi)容包括：認購數(shù)量 G 、認購價格 、優(yōu)惠價格 (優(yōu)惠比例 )、其他信息等。由于未出售的可再生能源綠色電力證書依然可以享受相應(yīng)電量的可再生能源補貼，當可再生能源綠色電力證書價格等于或低于最低經(jīng)濟出售價格時，申賣方往往會選擇交易成本更低的領(lǐng)取可再生能源補貼，因此，為提高參與申賣企業(yè)的積極性，本文取認購價格為市場最高限制價格，優(yōu)惠價格為略高于市場最低經(jīng)濟出售價格，優(yōu)惠比例可用公式表示為

力證書的出售方數(shù)量的一半。申賣數(shù)量公式可表示為

(2)申賣與成交。風電綠色證書出售方在規(guī)定交易時間內(nèi)隨機選擇決定是否申賣綠色電力證書，當出售方個數(shù)達到 m 個時，綠色電力證書按照價格優(yōu)先和時間優(yōu)先成交;否則本次交易失敗，重新發(fā)布認購公告。

(3)結(jié)算與交收。根據(jù)成交記錄，認購方向出售方結(jié)算綠色電力證書費用，出售方向認購方交付綠色電力證書。

2.2 基于蒙特卡洛的綠色電力證書交易模型

假設(shè)前 m 個出售方申賣選擇優(yōu)惠價格編號為1-m，后n - m個出售方申賣為選擇優(yōu)惠價格編號為(m+1)-n，進行 k 次模擬，統(tǒng)計每次模擬各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，從而得出風電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價格模型為

2.3 算例分析

以蒙西電網(wǎng)為例，2016 年新建的風力發(fā)電項目上網(wǎng)標桿電價為 0.47 元/(kW˙h)，陸上光伏發(fā)電項目上網(wǎng)標桿電價為 0.8 元/(kW˙h)，脫硫燃煤機組標桿電價 0.293 7 元/(kW˙h)。根據(jù)上述模型可知，對于 2016 年新建的風電與光伏項目，風電綠色電力證書市場最高限制價格為 176.3 元/個;光伏綠色電力證書市場最高價格為 506.3 元/個。

通過對風電和光伏行業(yè)實際情況進行調(diào)查，本文取風電行業(yè)的折現(xiàn)率為 8%，光伏行業(yè)的折現(xiàn)率為 7%，結(jié)算周期 0.4 年，延期支付周期 1.6 年。

則風電綠色電力證書市場最低經(jīng)濟出售價格為151.1 元/個;光伏綠色電力證書市場最低經(jīng)濟出售價格為 422.2 元/個。根據(jù)內(nèi)蒙古經(jīng)信委發(fā)布2017 年內(nèi)蒙古西部電網(wǎng)發(fā)電量預期調(diào)控目標的通知，蒙西電網(wǎng) 2017 年安排風電發(fā)電量 332 億 kW˙h;光伏發(fā)電量 91 億 kW˙h。因此，風電綠色電力證書為 3 320 萬個;光伏綠色電力證書為 910 萬個。

截至 2017 年 12 月 31 日，在中國綠色電力證書認購交易平臺中，內(nèi)蒙古自治區(qū)累計風電綠色電力證書交易量為 98 個，累計光伏綠色電力證書交易量為 0 個。由此可見，現(xiàn)有機制下市場成交量非常少，與國家推動綠色電力消費的目標還有很大差距。

本文以蒙西電網(wǎng)下某大型燃煤發(fā)電企業(yè)為例，該企業(yè)為履行社會責任，消費綠色電力，擬每月認購一定數(shù)量的風電和光伏綠色電力證書。

假定綠色電力證書交易市場由 32 家綠色電力證書出售方組成，其中 16 家為風電企業(yè)，16 家為光伏發(fā)電企業(yè)。為便于研究，假定有 8 家風力發(fā)電企業(yè)和 8 家光伏發(fā)電企業(yè)為回籠資金，愿意以低價出售綠色電力證書，其余企業(yè)期望高價出售獲得最大利潤。根據(jù)考慮優(yōu)惠價格的綠色電力證書交易規(guī)則，相關(guān)認購參數(shù)見表 1。

2.3.1 風電綠色電力證書成交價格仿真

在風電綠色電力證書交易中，16 家滿足認購公告要求的申賣方，各自隨機獨立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見表 2。

基于蒙特卡羅模擬成交價格模型進行 1 000 次隨機模擬，統(tǒng)計每次模擬中各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，可以得出風電綠色電力證書的模擬成交價格

根據(jù)概率論原理，可以計算出風電綠色電力證書的理論成交價格為 154.4 元/個，可見模擬成交價格與理論成交價格的誤差很小。

隨機模擬次數(shù)對成交價格的影響如圖 1 所示。

在不同模擬次數(shù)下風電綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價格圍繞理論成交價格上下波動，且非常接近理論成交價格，可見成交價格具有較好的穩(wěn)定性。

2.3.2 光伏綠色電力證書成交價格仿真

在光伏綠色電力證書交易中，16 家滿足認購公告要求的申賣方，各自隨機獨立決策是否參與申賣，各種可能成交組合見表 3。

基于蒙特卡羅模擬成交價格模型進行 1 000 次隨機模擬，統(tǒng)計每次模擬中各種可能結(jié)果出現(xiàn)的頻率，可以得出光伏綠色電力證書的模擬成交價格為

根據(jù)概率論原理，可以計算出光伏綠色電力證書的理論成交價格為 451.015 7 元/個，可見模擬成交價格與理論成交價格的誤差很小。

隨機模擬次數(shù)對成交價格的影響如圖 2 所示。

在不同模擬次數(shù)下光伏綠色電力證書的蒙特卡羅模擬成交價格圍繞理論成交價格上下波動，且非常接近理論成交價格;可見成交價格具有較好的穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

在綠色電力證書交易市場中，綠色電力證書交易機制的制定對風力發(fā)電企業(yè)、光伏發(fā)電企業(yè)、綠色電力用戶都有重要影響。本文通過對考慮優(yōu)惠價格的綠色電力證書交易模型及仿真分析得出以下結(jié)論。

(1)利用光伏和風電綠色電力證書市場最高限制價格計算模型、最低經(jīng)濟銷售價格計算模型和數(shù)量計算模型，并結(jié)合蒙西電網(wǎng)數(shù)據(jù)給出綠色電力證書的數(shù)量和價格區(qū)間。通過價格計算模型，可以為綠色電力證書買賣雙方提供合理的議價區(qū)間，當綠色電力證書價格較低時，綠色電力證書消費者會隨著價格降低而增加，從而激活綠色電力證書交易市場活力。

(2)利用基于蒙特卡羅的綠色電力證書交易模型，經(jīng)仿真得到了風電和光伏綠色電力證書成交價格。通過上述模型，綠色電力證書買賣雙方可以獲得雙贏，對于賣方而言，在保證一定收益的情形下，快速回籠資金;對于買方而言，用較低的成本購買到相應(yīng)數(shù)量的綠色電力證書。通過對該模型應(yīng)用可以有效緩解中國目前可再生能源補貼缺口，對未來推行的可再生能源配額制也有積極作用。

(3)由于綠色電力證書交易受到影響因素較多，還需進一步分析各因素對綠色電力證書的影響，建立更加符合實際的仿真模型。

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作者簡介：

王強 (1985—)，男，博士研究生，講師，從事電力經(jīng)濟與新能源應(yīng)用研究，E-mail: edwangqiang@163.com;譚忠富(1964—)，男，博士后，教授，從事電力經(jīng)濟與新能源應(yīng)用研究，E-mail:tanzhongfubeijing@126.com;

譚清坤(1988—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟與新能源應(yīng)用研究，E-mail：912192589@qq.com;

喻小寶(1989—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟與新能源應(yīng)用研究，E-mail：yuxiaobao1222@163.com;

蒲雷(1991—)，男，博士研究生，從事電力經(jīng)濟與新能源應(yīng)用研究，E-mail：playbetter@126.com。