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本文通过分析中国国家 ETS 首阶段数据，评估其成效，为后续政策制定和他国提供参考。
### 引言
在应对气候变化的全球行动中，碳市场作为一种基于市场的有效手段，在《联合国气候变化框架公约》第 28 次缔约方大会（COP 28）上备受关注。中国作为全球最大的 CO
2排放国，为实现碳达峰和碳中和的目标，积极推进国家碳排放交易体系（ETS）的建设。自 2011 年起，中国陆续开展了 8 个区域试点，并于 2017 年公布了针对发电厂的国家计划，2019 - 2020 年进入首个履约阶段，2021 年要求相关企业完成首阶段义务。中国国家 ETS 一经推出，便成为全球最大的碳市场，在首个履约阶段，对 2011 家火力发电厂（共计 4474 个机组）进行监管，每年覆盖 42 亿吨 CO
2排放，规模远超欧盟排放交易体系（EU ETS）和美国区域温室气体倡议（RGGI）。
然而，中国国家 ETS 运行和合规性的事后评估，以及相关减排效果的研究却相对匮乏。以往的事后研究主要集中在 EU ETS、美国 RGGI、中国区域试点等其他碳市场，针对中国国家 ETS 有效性的定量研究由于缺乏系统数据一直未能开展。部分研究仅在一系列假设下对中国 ETS 进行理论或事前分析，无法反映实际效果。本研究基于机组层面的监测和订单特定交易数据，对中国国家 ETS 在首个履约阶段的表现和有效性进行了事后分析，旨在填补这一空白，为中国后续 ETS 政策制定和其他国家构建碳市场提供参考。
结果
在国家 ETS 的建设过程中，机组监管力度显著增强，尤其是对燃料质量的监管。在首个履约阶段，大部分国家机组（或相关产能）对燃料质量进行了监测和报告，监测比例从 2019 年到 2020 年有大幅提升。此前监管水平较低的小型、年轻和东部机组，在这期间监测比例提升最为明显。通过这些监测数据，国家 ETS 对高排放机组进行了针对性管理，采取初始配额供应不足的策略。在首个履约阶段，虽然碳配额总体略有过剩（比总核实排放量多 3.60%），但高排放机组仍面临配额不足的情况，需要购买额外配额以合规，而低排放机组则有盈余配额可出售获利。
中国 ETS 市场在首个履约阶段总体表现稳定，临近履约截止日期时交易活跃度大幅提升。碳价相对较低，平均为 43.60 元 / 吨 CO2，与 EU ETS 和美国 RGGI 同期相比处于较低水平，但市场稳定性较高。在履约合规方面，首个履约阶段中国 ETS 的整体合规率较高，近 93.87% 的受监管机组完全合规，几乎所有义务（99.61%）都得到履行。不过，初始配额供应越充足的机组，合规情况越好，小型机组由于初始配额短缺最大，合规率相对较低。
监测数据显示，受中国 ETS 监管的发电厂燃料质量有显著改善，燃料中的碳含量下降了 1.35%，降幅大于非监管电厂。同时，ETS 覆盖的发电机组碳强度大幅下降，电力和供热机组的碳强度分别下降了 2.46% 和 3.13%，而非监管机组的碳强度却有所上升。碳强度的降低是中国 ETS 减排的主要驱动力，从 2019 年到 2020 年，电力相关碳排放仅增长 1.75%，若不是碳强度降低，增长幅度将达 2.72%；供热相关碳排放则下降了 10.45%，其中碳强度降低贡献了大部分减排量。
中国发电企业在首个履约阶段采取了多种措施来减少碳排放并满足 ETS 义务，主要包括提高燃料质量、增强能源效率、推广清洁燃料和淘汰老旧机组。这些措施对减排和履行 ETS 义务具有重要作用，且预计在未来仍有较大的减排潜力。例如，提高燃料质量在首个 ETS 阶段和未来分别占总减排量的 30.72% 和 16.08%；增强能源效率在 2019 - 2020 年和 2020 - 2030 年的减排潜力中分别占 56.47% 和 24.24%；推广清洁燃料（特别是生物质能）预计在 2020 - 2030 年的减排中贡献 25.82%；淘汰老旧机组在 2019 - 2020 年和 2020 - 2030 年的减排潜力中分别占 12.81% 和 33.85%。
讨论
中国国家 ETS 虽然已取得一定成效，但仍需持续的政策改革和创新。在首个履约阶段，尽管机组监管得到加强，但仍存在一些问题。例如，初始碳配额供应相对宽松，导致碳价较低，市场活跃度不足，部分时期交易清淡，无法支撑碳价稳定。此外，当前的激励机制可能无法满足中国减排的宏伟目标，适当增加 ETS 成本（如减少免费配额）有望刺激企业持续减排，尤其是高排放企业。同时，目前的配额分配规则导致大部分交易集中在履约期末，企业获取配额时间较晚，不利于合理安排配额管理。因此，采用基于质量的规则提前分配配额，并改进当前的可交易绩效标准（TPS）方法，对于稳定碳市场、促进企业减排和技术升级具有重要意义。
为实现全面合规，还需加强对违规企业的经济处罚力度。目前，非合规企业的处罚相对较轻（2 - 3 万元 / 家），不足以有效约束企业行为。此外，中国国家 ETS 目前仅覆盖部分发电企业，非监管单位的碳强度呈上升趋势，这凸显了将 ETS 覆盖范围扩大到所有发电企业乃至其他高排放行业（如钢铁、水泥行业）的紧迫性。
在减排措施方面，提高燃料质量虽然在首个 ETS 阶段效果显著，但由于优质煤炭储量有限，未来其对减排的贡献可能有限。相比之下，淘汰老旧机组具有巨大的减排潜力，但在实施过程中需要谨慎制定政策，避免过早淘汰导致投资损失、失业和电力供应不足等问题。此外，加强能源效率提升（如升级技术、发展热电联产）和推广清洁燃料（特别是生物质能和天然气），不仅对当前减排至关重要，对未来实现减排目标也具有重要意义。ETS 政策可通过分配额外碳配额等方式，鼓励企业积极采取这些减排措施。
本研究的详细评估有助于进一步探究国家 ETS 对中国碳达峰、碳中和目标以及全球气候变化和人类健康的影响。未来的研究可将空气污染物纳入考量，设计气候导向的空气污染政策和协同政策体系，以实现减少气候变化和环境污染的协同效益。同时，中国国家 ETS 建设的经验教训，也能为其他国家（如印度、巴西）构建国家 ETS 提供有益的借鉴。
方法
研究人员构建了一个新的中国发电厂碳排放机组层面数据集，整合了生态环境部提供的机组层面监测数据和订单层面的 ETS 交易信息。该数据集涵盖了中国国家 ETS 首个履约阶段的所有发电企业以及非监管的火电厂，共计 5520 个机组，所属 2162 家企业。数据集包含了燃料消耗、监测的燃料质量、净热值、电力和供热输出、ETS 属性（如初始配额和核实义务）以及机组特性（如机组类型、容量、年龄、地理位置等）等详细信息。
基于监测的燃料质量和净热值，研究人员采用特定公式对中国发电厂的 CO2排放量进行估算。对于未监测的机组，按照相关规定将其燃料碳含量设定为最低水平。在合规性评估方面，受监管机组需通过返还等量配额来履行 ETS 义务，理论上 ETS 义务等于实际排放量，但在首个履约阶段，对燃气机组和燃煤机组的义务进行了限制，以避免企业承受过大经济压力。研究人员通过合规率来量化机组的合规情况，合规率即履行义务（或返还配额）占总义务的比例。
为评估不同减排措施对中国发电企业减排和 ETS 合规性的影响，研究人员运用普通最小二乘法进行回归分析。回归方程的因变量包括电力相关碳强度、供热相关碳强度、碳排放、初始配额盈余率、ETS 销售财务收益或履行义务的合规率等。自变量包括与提高燃料质量、增强能源效率、推广清洁燃料、淘汰老旧机组相关的因素以及负荷率等控制变量。在此基础上，结合中国环境规划院的规划和相关官方政策，研究人员对 2025 年和 2030 年的潜在减排量进行了预测。
研究局限性
本研究存在一定的局限性。部分机组的燃料质量未被监测，按照规定将其燃料碳含量设为最低水平，可能导致排放量高估。随着机组监管的不断加强，未来研究将持续更新数据集以获取更准确的估算。研究仅聚焦于国家 ETS 的首个履约阶段（2019 - 2020 年），未来研究可扩展到第二阶段及后续阶段，同时综合分析中国的试点 ETS，以更全面地评估其有效性。由于中国国家 ETS 实施前的数据有限，目前的评估难以完全区分 ETS 的减排效果和系统的下降趋势，需在获取 2019 年前详细信息后进一步分析。
研究采用的普通最小二乘法（OLS）线性回归可能因潜在的遗漏变量、测量误差或同时因果关系而引入偏差，未来可探索使用两阶段最小二乘法（2SLS）等替代方法获取更可靠的结果。此外，本研究的线性样本外预测未考虑边际收益递减，可能高估潜在减排效果，未来可基于长期数据应用非线性模型解决这一问题。最后，碳捕获、利用和存储（CCUS）技术虽具有巨大减排潜力，但其技术和经济可行性仍不确定，随着该技术的发展，有必要进一步探索其在碳减排中的作用。
