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关键词: 碳排放权交易市场;强制减排;碳补偿;减排能力
中图分类号:F124;F205
一、当前政策导向
从目前国际上各国温室气体减排的实践来看,利用市场手段并付诸相对严格的规制激励机制促进减排已经成为一个不可逆转的方向。作为《京都议定书》下非附件Ⅰ国家,中国境内构建碳排放权交易市场是一个全新的尝试。
国际上,2011年11月28日至12月9日,联合国气候变化框架公约第17次缔约方会议在南非德班召开,主要讨论《京都议定书》第二承诺期的存续问题。《京都议定书》第一承诺期2012年年末到期,而德班大会是到期前的最后一轮气候谈判。在日本、加拿大等发达国家的坚决抵制下,德班会谈尽管没能彻底挽救《京都议定书》,但使其得以延续到2013年。会议决定,《京都议定书》第二承诺期要在2012年卡塔尔举行的联合国气候变化大会上正式被批准,并于2013年开始实施。虽然存在变数,但从历次会谈来看,“拖而不废”是美、日、加拿大等发达国家的主体策略。
此外,此次会谈有两个亮点:一是《京都议定书》内附件I国家承诺2012年5月份提出量化减排目标;二是中国代表团团长解振华首次公开提出可以就2020年后中国承担限排义务进行谈判。当然,关于中国参加2020年后具有法律约束力的框架协议,解振华提出谈判的前提是要满足五项条件。一是必须有《京都议定书》和第二承诺期;二是发达国家要兑现300亿美元“快速启动资金”和2020年前每年1000亿美元的长期资金,启动绿色气候基金,建立监督和执行机制;三是落实技术转让、透明度和能力建设,并建立相应的机制;四是加快对各国兑现承诺、落实行动情况进行评估;五是要坚持“共同但有区别的责任”、公平、各自能力的原则,中国将承担与自身发展阶段和水平相适应的责任和义务。
在德班会谈之前,国家密集出台低碳减排交易市场建设的相关规定和文件。2011年11月9日,国务院常务会议讨论通过《“十二五”控制温室气体排放工作方案》。该方案明确提出:到2015年单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17% 的目标;2011年11月22日,国务院新闻办公室发表了《中国应对气候变化的政策与行动(2011)》白皮书。《白皮书》中明确提出:“通过规范自愿减排交易和排放权交易试点,完善碳排放交易价格形成机制,逐步建立跨省区的碳排放权交易体系”。2011年11月24日,国家发展改革委办公厅下发了《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》,批准北京、天津、上海、重庆、湖北(武汉)、广东、深圳7省市,开展碳排放权交易试点工作。上述政策的密集出台表明中国区域碳排放权交易市场构建正式启动。
从上述国际与国内的最新动态分析,一个较为清晰的时间表已初具形态。2020年左右中国应该建成一个满足全国进行碳排放权交易的统一市场,各省市还有8年的时间进行区域碳市场的构建。
二、碳减排市场的建设发展顺序
(一)先东部、后西部,先地方、后全国
无论从横向还是纵向来看,先东部、后西部,先地方、后全国,这一顺序是中国构建碳排放权交易市场所必须把握的步骤,也是目前政策制定的一个主要方向。中国目前低碳减排的总体目标可概括为:“4045”和“1217”,即到2015年单位国内生产总值二氧化碳排放比2010年下降17%;到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年降低40%~45%,这可以看作是两个阶段性目标。从目前国家公布的7省市低碳交易市场试点省市来看,也基本上体现了“先东部”的原则。这一时间和空间战略充分考虑了不同区域在减排成本、产业结构、能源依赖程度与经济发展水平上的差异,并将这种差异通过时间和市场两个维度来进行拉平,这符合联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的经济体发展低碳所遵循的适应性原则。
对中西部省市而言,这一制度安排将成为吸引产业进入、利用发达沿海城市工业资金、技术的一种巨大引力。对具有很大减排潜力的能源大省而言,减排带来的收益和吸引力也将使其成为低成本工业生产的基地。其发展结果是:在较低成本下实现产业升级与重构。而这种制度事实上为许多能源大省提供了一种政策主导下的市场支付手段,有助于帮助其进行节能减排,同时也解决了这些经济相对滞后省市节能减排所需之资金。
此外,在东部沿海城市建设碳排放权交易市场的同时,也能为日后西部省市建设相关市场提供规制与操作经验,最终目标是建设成一个完全的可自由流动的碳资产交易市场。然而,在这个过程中要切实把握市场推进的步骤。由于各地在减排成本、产业结构与经济发展水平方面存在客观差异,且这种差异将在相当长的一段时间内持续,因此,不应该也不能急于建设全国性的碳排放权交易市场。应根据各地在碳排放强度、减排边际成本趋同后才可以考虑区域市场的对接。
(二)先工业、后农业,先配额、后补偿
从大的产业层面来看,主张先工业、后农业的顺序。一方面,在现阶段低碳经济发展过程中,关注的重点主要集中在城市建筑、交通、各种工业生产活动、化石能源使用等领域,工业领域强制减碳势在必行。此外,这一顺序是由中国内外经济环境所决定的,毕竟出口导向型战略在相当长的一段时间内还将持续下去。而为了应对低碳标准对我国出口的影响,工业领域的强制减碳不可迟缓。
从减排的强制性角度,主张后农业,但并非说农业不减排。事实上,根据联合国粮农组织(2006)的相关报告,畜牧业排放的温室气体总量占全球总排放的18%,超过全球交通运输业的排放总量。然而,世界各国无一例外地都将农业强制减排滞后,原因主要是满足农业减排的适应性。即使发展到今天,中国仍然是一个发展中的农业大国,因此农业应该以自愿减排为主。当然,这种自愿是相对于强制而言,并不代表没有市场激励。
那么如何为农业减排提供市场激励?一句话,工业碳配额、农业碳补偿,工业强制减排、农业自愿减排。这既满足适应性原则,又满足民生原则,而且与先配额、后补偿原则也是一致的。
“先配额、后补偿”指的是在碳排放权交易市场的构建中,要嵌入碳补偿市场。碳配额是由强制减排规划体系创造的,其基础是针对某个或某几个行业进行总量限制。而碳补偿是强制减排行业以外的其他行业内企业进行自愿减排(碳补偿),并允许这些减排量进入到强制减排交易市场中。在这种机制下,总量限制的行业内部会因为不同企业减排成本的不同而出现优胜劣汰现象。而总量限制以外行业的企业也会找到通过减排增加其利润的方式,并通过市场手段激励那些非强制减排行业主动减排。
三、区域碳排放交易市场构建的关键条件
在此提到的区域包括两种情况。一是几个省(直辖市)组成的减排合作区域,例如,北京、天津与河北三省市之间形成的区域合作减排。二是在一个省范围内建设碳减排交易市场,省辖各市作为独立的减排主体参与到减排合作中。对于第一种情况,要充分考虑参与合作减排的各省在距离、经济发展水平以及产业结构等方面的不同。一般而言,在产业结构上存在较大差异的相邻省份组建区域减排合作框架,能够有效地降低减排的边际成本。对于第二种情况,各市如果在产业结构或经济发展水平方面存在较大差异,减排的福利经济效果也会比较明显。为保证区域减排市场的持续稳定发展,避免价格的大幅起落,需要就市场构建的几个关键点进行针对性设计。
(一)激励性规制机制
激励性规制机制或政策是指:必须使参与到区域合作减排的主体有激励参与并主动进行减排。这就需要从市场和行政两方面着手进行相应的政策设计,即通过市场机制降低区域内参与主体的减排边际成本;通过相应的财政手段和市场规划手段引导企业积极进行减排,例如,政府设立专项减排资金用于减排项目的启动,也可以辅助其他手段,如,完成当年减排任务的企业可取得供电的优先权等等。
(二)市场流动性创造
通过对区域内某一特定行业实行排放总量限制以创造出具有稀缺性的减排额度,并进而通过证券化以形成碳金融工具(CFI),同时构建二级市场以增加此金融工具的流动性。依托现有的环境交易所构建碳金融工具拍卖交易平台,在提高碳金融工具交易价格透明度的同时,方便区域内政府对总量的控制和减排进度的管理。碳减排交易市场能否有效且持续,除了政府提供有效的规制措施以外,一个非常重要的保证就是:市场要能够提供足够的流动性,即市场自身的流动性创造问题。解决这个问题的关键就是要建立碳减排交易的二级市场,即创新性地使用碳金融工具(CFI)。也就是说,对碳减排额度要进行证券化,并使其能够在二级市场上进行交易。
此外,为了增加市场交易的流动性与参与的广泛性,交易体系主要针对某个行业制订强制减排规划,而对行业外企业则通过市场交易来激励其进行减排。这样,整个体系按市场参与主体是否有减排义务,又分为强制性减排交易市场和自愿减排交易市场。
(三)价格传导敏感性
价格传导敏感性是指:市场的碳金融工具的交易价格要能切实反映出减排的边际成本,即碳金融市场的交易价格能够作为企业是否进行减排决策的一个市场信号。同时,这一信号也能反映出区域内减排主体的减排边际成本。如果交易价格上升,说明区域内企业的减排边际成本在上升,相应地,在减排规制措施方面需要进行适当的调整(比如,增加区域内配额的供给或增加财政支持力度);如果交易价格下降,或表明区域内企业的减排边际成本在下降,或者是区域内发放的减排配额过剩。而要获得价格传导的敏感性,也需要构建二级市场,通过二级市场的交易来提供动态价格信息。碳排放权一级市场是相关市场参与者获得碳排放配额的市场。有减排义务的企业可以从一级市场上免费获得或者通过竞拍获得碳排放配额,也可以通过参与项目获得经过法定部门核准的额度当量。
碳排放权二级市场也被称为流通市场,是实现碳排放权优化配置的关键环节,是市场参与者对碳排放配额或碳金融工具进行买卖的市场。对于持有多余碳排放权的市场参与者可以在二级市场上将其出售,对于碳排放权短缺的市场参与者可在二级市场上购买碳排放权。
(四)交易体系诱发产业结构升级
碳减排交易体系建立的基础是针对某个重点行业进行总量限制,并允许该行业以外的其他行业的企业进行自主减排,并允许其将自愿减排的额度(碳补偿)拿到市场进行交易。在这种机制下,总量限制的行业内部会因为不同企业减排成本的不同而出现优胜劣汰现象。而总量限制以外行业的企业也会找到通过减排增加其利润的方式。这两种情况都必然会提升行业的集中度、生产效率以及行业内企业在国内分工中的地位。
四、促进企业减排能力建设
中国区域减排市场的构建必须考虑民生原则、企业减排适应性与能力建设并重的原则。鉴于此,笔者认为需从以下几个方面着手解决。
(一)强制减排行业的选择与减排情景设定
在现有的交易机制条件下,国内区域减排交易市场应该主要采取总量管制下的排放交易(cap-and-trade)。在该体系下,管理者设置排放量上限,受该体系管辖的所有企业排放总量不得超过该上限,每个企业将分配得到一定数量的排放许可额度。如果企业实际排放量超过该额度,需到市场上购买在数量上等于两者差额的排放许可额度。在这种制度下,强制减排行业的选择以及减排情景的设定直接关系到区域内承担强制减排任务企业的减排成本。
对于强制减排行业的选择,不能单纯从历史排放原则出发,仅考虑碳排放强度指标,应该同时遵循以下几个原则:(1)该行业转嫁减排成本的能力(在终端产品市场上的定价势力);(2)从经济上和技术上来看,该行业进行减排的可行程度(考察行业利润指标);(3)该行业面临的国际竞争程度;(4)是否会影响到保证能源供应安全的投资;(5)行业基准线易测定原则(存在成熟的方法学),优先选择有成熟CDM案例的行业。在这几个原则框架下选择强制减排行业,目标是有能力行业率先大幅减排,给那些应该大幅减排但减排能力尚不足的行业一段适应时间。从这个角度来看,强制减排行业的选择与减排情景的设定异曲同工。
对于减排情景的设定,主要遵循先易后难的原则,让区域内排放实体充分适应。同时,要通过科学的计算,重点解决如下两个问题:(1)相对于基准方案,模拟不同碳减排率下各部门(行业)能源服务需求相对下降率;(2)在不同预先设定减排方案(减排比率)下,模拟不同减排情境下的GDP损失率,进而估计GDP损失函数。在此基础上,模拟出一个全局最优的年度减排率,而这个减排率能为年度减排总量的设置,进而年度配额计划的确定提供一个宏观的科学的测算基础。
(二)碳补偿市场嵌入
碳补偿市场嵌入的目的在于降低强制减排行业的减排成本。同时,通过市场手段激励那些非强制减排行业选择主动减排,从而实现全局最优。在总量管制下的排放交易机制下(cap-and-trade),一般允许减排企业购买一定数量的来自强制减排体系以外、产生于项目市场的碳补偿额度来履约(此碳补偿额度基于信用基准模式,即Baseline-and-Credit机制)。例如,总量管制下的排放交易机制下,承担强制减排任务的一个企业(比如火力发电企业)需履行强制减排义务。如果没有碳补偿市场,该企业就需要通过购买其他承担强制减排义务的企业的排放额度、限产或技术替代的方式来进行减排,这三种履约方式的成本都相对较高。如果允许其购买碳补偿且都来自具有额外性的项目,那么这种履约方式能够大大降低强制减排实体的减排成本。图1较为直观地展示了碳补偿市场的嵌入如何有效地降低强制减排行业的减排边际成本。此外,碳补偿市场的存在还能够有效地增加减排额度交易市场的流动性,从而保证额度交易价格的平滑性。
Ac是强制减排市场总量;Au是自愿减排市场总量(碳补偿量);Ac与Au的大小取决于强制减排市场边际成本曲线MACc与自愿减排市场MACu的位置关系。如果没有碳补偿市场,那么强制减排市场的减排总成本为(A+B+C)。而如果嵌入碳补偿市场,在相同的总减排量下,成本为(A+B)。其中,E是碳补偿市场卖方所得利润π;F是强制减排市场内,买方企业因价格下降而所得收益。
(三)政府减排资金补贴
目前,对于中国区域碳减排实践,一个非常关键的方面是要政府提供减排启动资金,这也符合联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于促进企业减排能力建设的指引。当前,需要探讨减排财政资金的提供机制、渠道和实施方法。具体而言,需要设计出满足激励相容、可自我实施的减排财政资金分配使用制度,使辖区内企业有激励在减排财政资金的引导下,进行可观测、可计量、经过核证的减排,其根本目标是促进企业减排能力建设,实现发展前提下的减排。
据此,本文建议设立专门的低碳发展财政支持基金,基金的使用和分配按市场化进行操作,分别设计低碳发展财政基金使用的事前与事后制度安排,实现对企业低碳减排进行事前和事后两种管理。事前制度设计的核心是从低碳基金中分拨出相应的资金主要用于企业进行减排项目研发,促进企业减排的能力建设;而事后制度设计的重点在于利用财政基金辅助市场手段诱导企业进行持续减排。通过事前与事后两种资金使用机制,可使企业进行自主选择,并据此对辖区内企业的减排动机、减排类型进行区分,企业自行“对号入座”,从而满足制度的激励相容。两种制度安排都强调资金使用的市场化,事前事后两种机制相互补充,事前资金引导、事后资金补贴,一方面促进能力建设,一方面促进持续减排。通过这一制度设计可在一个政策实施周期内基本上确定各行业的减排基准线,从而能够更为科学地制定下一周期的减排规划。
参考文献:
[1] 宗计川. 应采取市场化手段解决减排的结构性矛盾[EB/OL].人民网,.
[2] 宗计川. 理性思考与科学应对低碳经济[EB/OL].
,2010.06.29.
关键词:排放交易体系;排放配额;配额竞拍;碳排放量
2008年中国二氧化碳排放总量达到7031916000吨,成为世界上二氧化碳排放量最大的国家。但身为排碳大国,中国却没有“碳定价权”,这使中国在国际碳交易中处于劣势。2011年德班气候大会上,欧盟提出建立“欧盟路线图”,后京都时代主要排放大国将纳入《京都议定书》管辖范围。为更好面对低碳化经济增长趋势,应对国际碳局势博弈,中国必须转变经济发展模式,改变控污手段,从“命令-控制”转向市场机制和命令-控制相结合,加快建设中国碳市场建设,建立起符合中国国情的排放交易体系。
一、文献综述
中国对欧盟排放交易体系研究始于2006年。庄贵阳(2006)全面分析了欧盟排放交易体系后,对中国二氧化硫排放权交易提出火电厂应采取排放绩效标准来分配排放权;完善烟气排放连续监测系统(CEMS),为总量控制和排污权交易提供依据和数据。刘华、李亚(2007)提出应通过法律形式将具有一定规模温室气体排放的企业纳入排放交易体系;建立透明合理的排放权分配机制并成立配额交易场所;对于排放超标企业给予惩罚,可限制其在金融市场准入和融资。涂毅(2008)指出应将中国排放权交易分为国内和国际交易:国内交易采取总量管制和排放交易,国际交易则与国际大型气候交易所实行平行连接。排放总量设定和初始排放权分配方面,冷罗生(2010)提出国家环境主管部门应根据各地区环境容量、经济发展情况和减排目标确定排放总量;初始配额将分配给各省、自治区和直辖市,由地方政府主管部门考虑地区特征、历史排放数据等因素后再分配给排污企业。傅前明(2010)认为中国温室气体减排将经历四个阶段:基准排放阶段、碳排放强度下降阶段、稳定排放阶段、强制减排阶段。目前中国已进入第二阶段,发放配额可采用无偿分配与拍卖相结合方式,等进入稳定排放阶段后一律改用拍卖方式。
二、欧盟排放交易体系
欧盟排放交易体系(EUE missions Trading System)于2005年1月1日成立,是世界上第一个并是联合国气候变化框架公约下最大的温室气体交易市场,其交易额占全球总交易份额的27%。EU-ETS覆盖欧盟30个国家,涉及行业领域包括能源发电站、火力发电厂、钢铁厂等。
(一)欧盟排放交易体系原理
欧盟排放交易体系核心原理是“排放上限和排放配额交易”(CapandTrade)。“排放上限”,是指欧盟排放交易体系为体系内受管制企业设置一定温室气体排放配额量。每一个配额(EUCarbonAllowance)相当于一吨二氧化碳排放权限。体系内企业必须保证其排放量在配额限定范围内,否则将受到惩罚(试验阶段为40欧元/吨,正式实施阶段为100欧元/吨)。企业若通过技术手段降低碳排放量,可选择保留多余配额供将来使用或将配额出售给配额紧缺的公司,即“排放配额交易”。
(二)总量控制设定及初始排放权分配
欧盟委员会根据《国家分配计划》(National Allocation Plan)确定初始配额并分配。第一阶段,由于缺少各成员国设施的温室气体排放历史数据,难以确定配额总量,同时考虑到各成员国经济发展情况、减排能力等不同,欧盟委员会决定先由各排放企业根据实际二氧化碳排放量向上申报配额。由各成员国汇总后交由欧盟委员会根据交易指令标准审批通过并确定一个初始排放总量后,交由成员国自行分配。第二阶段配额总量是根据第一阶段修订的《温室气体排放监测于报告指南》和温室气体排放数据库确定,并与《京都议定书》目标挂钩。
(三)欧盟排放交易体系发展过程
欧盟排放交易体系分为三个阶段:第一阶段(2005-2007年)、第二阶段(2008-2012年)和第三阶段(2013-2020年)。
第一阶段是试验阶段。排放上限为66亿吨CO2,配额实行免费分配,成员国有权决定其配额总量及分配方案。由于经验不足,导致配额供大于求,致使配额价格和碳价格波动浮动较大。
第二阶段,稳定配额价格,配额总量大幅下降,控制在每年20.98亿吨CO2。绝大多数配额仍是无偿分配,但配额竞拍数量已较第一阶段有明显增长。
第三阶段,EU-ETS覆盖范围将进一步扩大,而《国家分配计划》将被取消。2013年排放上限约为20.4亿配额,同时排放限额会每年按照第二阶段年平均总配额的1.74%递减。至2020年,排放配额将在2005年基础上削减21%。第三阶段配额将主要通过竞拍方式分配,其中,50%的碳排放配额将采取拍卖形式,而免费配额将根据温室气体绩效基准线分配给具有较大碳泄露风险部门。基准线是用来判别该企业是否为能源高效率利用企业。如果企业符合基准要求,就能获得所需配额,否则只能通过降低碳排放量或购买更多配额来解决配额短缺问题。
(四)欧盟排放交易体系特点
1.总量性。欧盟委员会对区域内排放量进行管制,为各成员国设立温室气体排放上限。同时交易市场上配额数量也受到排放总量约束。
2.阶段性。第一阶段,收集大量数据并积累实践经验。第二阶段,体系逐渐步入正轨,引入配额拍卖机制,调整具体实施法案及制度。第三阶段,进一步健全排放交易制度,推动实施配额拍卖机制,完善排放交易体系。
基金项目:国家社科基金项目“支撑我国低碳经济发展的碳金融机制研究”(编号:10CJY076);国家科技支撑计划课题“我国绿色低碳发展的关键支撑政策与技术研究”(编号:2012BAC20B08);财政部中国清洁发展机制基金赠款项目“我国应对气候变化融资:战略、机制和政策体系研究”(编号:2012064);中央财经大学科研创新团队支持计划及中国财政发展协同创新中心支持。
摘要 空间灵活性决定了碳排放权交易市场的流动性水平和定价机制效率,但目前我国采取的是“先试点后推广”的自下而上的碳交易市场构建模式,这会导致市场的碎片化问题。如何将多个并行运转的区域碳交易市场进行连接,构建全国性市场,是中央计划者必须要提前考量的问题。市场连接的目标是建立统一的价格信号,这需要设计一系列宏观调控工具,在避免系统失灵的同时促进全国统一市场的形成。本文从碳交易市场的定价机制出发,研究了惩罚水平与排放权短缺的概率预期对价格信号的决定性因素,同时讨论了最新的价格管理机制――价格上下限,安全阀机制,动态分配等,并以此为基础提出了一种渐进式宏观调控策略。该策略通过运用一系列宏观调控工具(惩罚水平以及动态分配、安全阀机制、产业政策、边界措施等),避免系统性失灵,同时不断评估各个系统的运行参数,寻找最优的市场连接机会,促进子系统之间的融合,逐步形成统一的价格信号,为中国碳交易市场的顶层设计开辟了新的研究思路。
关键词 碳交易市场;连接;价格信号;宏观调控
中图分类号 F062
文献标识码 A
文章编号 1002-2104(2013)11-0007-07doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.11.002
气候变化本质上是经济发展所导致的环境外部性问题,解决这一问题的根本方法是将温室气体排放产生的外部成本内部化,而碳排放权交易市场(简称“碳交易市场”)是最基本的经济手段,并成为国际社会应对气候变化的主流方式之一。碳交易市场的目标是建立有效价格信号,寻找到成本效率最好的减排区域。有效的价格信号取决于两个因素:空间灵活性和时间灵活性。空间灵活性的本质是建立一个全球化的市场,即不同国家和地区交易系统之间的连接,形成一体化的全球碳市场,提高市场流动性水平。Vrolijk和Grubb的研究证明柏林条约如果引入空间和时间灵活性的话,可以有效降低排放[1]。时间灵活性的本质是保证市场交易周期的连续性,避免由于减排目标阶段性调整导致市场预期发生变化。市场流动性水平和预期的稳定性决定了碳价格的有效性。本文主要研究碳市场的空间灵活性问题,即如何通过构建全国性市场,扩大市场的流动性水平。
在实际应用中有许多因素会限制碳交易市场的空间灵活性。例如政治制度的局限使得不同行政管理体系下的碳交易市场难以相互连接;减排目标和减排成本的极大差异所带来的碳泄漏风险,使得市场连接后出现成本转移的问题;不同的交易规则设置也是阻碍碳市场连接的关键障碍。由于碳市场当前的主要目标是为区域减排服务,因此具有很强的地域性和多样性,流动性也受到很大限制。然而,从长期来看,随着各个碳交易市场金融化水平的不断提高,合约与规则的标准化,以及全球气候立法的完善,可能会逐步向统一的方向发展。
1 文献综述
不同于欧盟自上而下的跨成员国排放交易系统,目前中国碳交易市场的发展采取“先试点后推广”的自下而上的发展思路。在配额交易机制方面,中国政府从2011年开始推动区域碳交易市场的试点工作。目前已在多个省市成立碳交易所,推动区域碳交易制度的建设。其中上海、广东走在最前列,已经颁布了部分交易规则,但仍有大量的细则有待研究和讨论。在项目减排量机制方面,国家发展改革委于2012年6月印发了《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》(简称《暂行办法》),制定了核证自愿减排量(China Certified Emission Reduction,简称CCER)的管理规则,并允许CCER进入国内配额交易市场中。
尽管中国建立碳交易市场的启动时间较晚,但如果有效借鉴国外的经验,可以获得后发优势。多个区域碳交易市场(或系统)并行运行有诸多的优点,例如能够适应不同地区的经济发展水平,体现差异化的减排目标和成本,提高碳交易市场的运行效率。但七个省市各自独立开展区域碳交易市场的设计,必然会出现规则不统一的问题,导致未来的相互连接和扩展(即所谓“推广”)出现极大困难。
虽然一个全球统一的碳市场在短期内很难出现,但是各个市场之间通过配额和减排量互认可以实现一定程度的连接。两个系统的互联可以创造新的市场机会,促进资源的流动,降低总体减排成本,实现双赢的目标。排放权交易系统连接方面已经有一些零散的研究。Stavins认为共有三种连接方式[2]:国家排放交易系统与地方区域交易系统的连接,世界不同排放交易系统之间的连接以及广义上排放交易系统与其他国家气候政策的连接。Stavins指出将区域交易系统连接为国家交易系统可以避免重复计算,规则冲突等问题。Stavins提出了“事件连接”的方法,即当其他国家设定更加严格的气候政策时,美国的排放交易系统统一加强排放总量控制,这使得美国的交易系统与其他国家的气候政策产生了连接。此外,其他国家的高排放产品进口美国时,企业也需要购买一定数量的配额,从而避免碳泄漏,促进发展中国家采取减排行动[3]。Jaffe和Stavins认为将美国排放交易系统与欧盟排放交易系统连接,可以大大降低全球减排的成本,但是由于短期之内如何确定连接水平非常困难,因此可行的方案是与CDM机制连接,从而显著降低美国的减排成本[4]。Jaffe和Stavins等将连接方式分为直接连接和间接连接:直接连接包括总量控制系统与碳抵消机制的连接以及总量控制系统之间的连接;间接连接包括多个总量控制系统通过共同的碳抵消机制连接以及多个总量控制系统之间的间接连接[5]。他们指出系统连接的优点除了降低成本之外,还可以扩大市场规模,提高市场流动性,有助于“共同但有区别责任”原则的实施,也可以降低碳泄漏的发生。同时,Jaffe和Stavins等也指出尽管可以降低总体成本,连接也会对竞争力产生很大影响,导致国家之间产生新的资本流动,并降低各国对本国交易系统的控制能力[5]。连接的程度和规模都会影响到政府对本国系统的控制力。在短期之内,各系统将以自下而上的间接连接为主,而从长期来看,各国交易系统可能会主动寻求连接的机会,以促进国际协议的形成。
但这些工作仅仅局限于两个交易系统的静态连接,并没有从中央计划者的角度研究在多个区域碳交易市场(或系统)同时运行的情况下,采用何种调控工具和路径,建立一个全国性市场。本文认为全国性碳交易市场的构建应该是一个多系统动态连接的过程,不应破坏已有的碳价格体系,也不应被动等待各个系统的自发连接,而是应该采取“以点看面”,“自上而下”的思路,以价格机制为核心,研究在现有的中国碳市场发展格局之下,即多个区域碳交易市场(或系统)并行运行的环境下,如何进行制度和路径安排,促进各个试点市场的协调发展,逐步推动全国统一碳市场的形成。因此,本文将从碳交易市场的定价机制出发,提出一种渐进的宏观调控策略,促进市场的连接和统一价格信号的形成。
2 碳交易市场的定价机制
2.1 基本定价原理
2.1.1 定价模型
Cronshaw,Kruse以及Rubin等人的研究工作已经证明在允许储蓄和借入规则的排放权交易市场上,存在减排成本最低的均衡最优解,而排放权的价格等于市场上最廉价的污染控制方案的边际成本[6-7]。Seifert对CO2排放权价格从环境经济学的角度进行量化分析,基于最优减排决策建立了单一人模型[8]。人在购买排放权和采取减排行动之间做出决策,其决策结果很大程度上取决于对未来排放的预期。Carmona等在假定生产成本,出售排放权和商品收入符合随机过程的情况下,证明排放权价格等于贴现的惩罚水平乘以排放权短缺的概率预期[9]。Chesney和Taschini假设企业排放符合几何布朗运动,进一步刻画了累积排放过程,并采用线性方法对累积排放函数进行了近似处理[10]。Chesney和Taschini建立了允许借入和储蓄的双公司多周期不对称信息价格动态模型,并将其推广到多公司的情形,证明排放权的价格路径依赖于未来排放权短缺的概率,惩罚水平以及贴现率[10]。
假定在一个完全竞争的碳排放交易市场中,企业符合理性经济人假设,即以利润最大化作为决策依据,下面基于单个代表性企业,建立碳排放权现货定价模型。
假设(Ω,F,P)为一个概率空间,F=(F0)为F0=σ(Q0)的测度,企业的排放符合布朗运动:
其中,Qt为企业在时间t的排放量;Q0为企业的初始排放量;μ为企业排放自然增长率;σ为随机因素。
假设X0为企业初始购买(X0>0)或者出售(X0
假设初始状态排放权的价格为S0,则企业的利润最大化目标可以转化为成本最小化问题:
此最小化问题的一阶条件为:
为了求得该问题的解析解,假设T为无限小量t,可得:
由此可见,排放权价格取决于惩罚水平以及对排放权短缺的概率预期。下面分别对这两个驱动力进行讨论。
2.1.2 惩罚水平
惩罚水平已被广泛地使用,作为排放实体无法交付相应排放权的处罚,也成为碳排放权定价机制的基本要素。该价格对市场价格具有参考作用,也是碳价格的最高上限,应当处于一个合理的范围之内,要对企业产生成本上的压力,但又不能过高以致失去意义,如欧盟碳交易市场第三期的惩罚水平为100欧元/tCO2eq。
作为一个外生参数,惩罚水平通常在系统运行前规定。由于惩罚水平是市场设计者传递的第一个价格信号,在价格机制中起到重要的基准作用,因此可以作为中央计划者宏观调控的第一个参数。中央计划者应当尽早制定统一的惩罚水平,形成全国市场相同的价格基准。
目前中国碳交易市场上并没有明确的惩罚水平,只有深圳市规定惩罚水平为市场价格的3倍。但是由于跟排放权价格进行了挂钩,这一惩罚水平所传递出来的价格信号非常模糊和脆弱。正常情况下,市场价格的波动仅仅由排放权稀缺的概率决定,但在式(4)中,惩罚水平P不再是常量,而是排放权价格S0的函数,即惩罚水平也成为引起价格波动的决定因素,这会形成一个自反馈环,导致市场价格波动失控。
2.1.3 排放权短缺的概率
对排放权短缺的概率预期决定了市场价格的波动规律。根据式(5),这一预期由两个因素决定:排放自然增长率μ,以及影响排放的随机因子σ。μ由经济增速,能源结构等因素决定,而σ则代表了外部扰动,如需求波动、天气变化以及排放数据本身的不确定性。当预期排放自然增长率μ增加时,排放权价格S0将上升,当随机因子σ增加时,排放权价格S0也将上升。
排放自然增长率μ和随机因子σ两个参数可以用来刻画交易市场的外部特性。这两个参数相近的交易市场价格驱动力相似,更容易进行连接。中央计划者应当不断评估每个交易系统的排放自然增长率以及随机因子,寻找最优的市场连接机会。
2.2 价格管理机制
如前所述,在一个完全竞争的市场上,碳排放权价格取决于惩罚水平以及对排放权短缺概率的预期。但由于碳市场是人为设计的市场,总是存在许多无法预知的设计缺陷、漏洞或不足,例如供给过度,初始分配不合理等。因此,实际碳交易市场的价格形成机制要复杂的多,价格管理作为一种价格调控机制已被引入碳交易市场设计之中。当前价格管理的主流方式包括价格上下限,安全阀机制,动态分配等。
价格上下限则是一种非常直接的价格管理手段,即直接规定碳价格允许的最高价格和最低价格。例如中国政府规定出售的CER价格不得低于8欧元/tCER。价格上下限的优点是能够非常严格地控制碳价格过高或者过低,缺点是破坏了市场正常的定价机制,当供给过度或过少时,市场价格可能会长期停留在上限或下限,使得碳市场失去定价功能。从本质上讲,惩罚水平可以看作价格上限的极端情形,即触发的概率不同,一般而言惩罚水平触发的概率接近于零,而价格上限触发的概率要高得多。
安全阀机制目前主要应用于美国的区域交易市场内,本质上是通过调整项目减排量的使用额度来间接调整供给,缓解价格波动过大的情况。例如,RGGI设定了两个安全阀值。第一个安全阀值用于应对初始分配不合理致使配额价格过高的问题,即在每个履约期的前14个月内,若市场价格的滚动平均值连续12个月高于安全阀值,则延长履约期长度。这个规则将使市场有足够的时间来吸收初始分配带来的价格过高风险,重新调整到均衡区间。第二个安全阀值也是为了解决供求关系过度失衡带来的市场风险。如果连续两次出现了第一个安全阀值机制生效的情况,则说明配额的供给严重不足,此时将允许项目减排量的来源从美国本土扩展到北美以及其他国家,并将其使用比例上限提高到5%,在某些极端严重的情况下甚至可达到20%。
动态分配是一种更为复杂的价格管理机制,与安全阀有些类似,所不同的是动态分配是当价格出现异常时,政府修正配额供给曲线,调整供求结构,从而直接影响市场价格。政府修正配额供给曲线的方式有两种,一种是直接新增或者回收配额,第二种是不改变配额总量,修改供给曲线的斜率,例如将近期的配额推后发放,或者将未来发放的配额提前发放,前者称为后装载机制(Backloaded),后者称为前装载机制(Frontloading)。无论前装载机制还是后装载机制,都是为了平缓供给曲线,尽可能与经济周期平衡,但并没有改变供给总量(即供给曲线包围的面积)。这种措施“是在极特殊情况下解决严重不平衡的情况”,皆在改变中短期内的市场供求结构,而对供求关系的长期预期并没有变。
3 全国市场的构建与宏观调控
3.1 市场构建的基本原理
排放权的价值有两种:环境价值和经济价值。环境价值体现了温室气体排放对于环境的单位外部性影响,采用tCO2当量作为计量单位;经济价值反映排放权的边际减排成本。理论上只有当两个不同交易市场的排放权环境价值和经济价值均相等时,才能够认为具有了同样的价值,具备了市场连接的基础。但由于边际减排成本和供求关系的设计有很大的差异化,每t排放权的经济价值在不同交易市场内是不同的。
由于套利交易的存在,相互连接的两个交易市场的碳价格会逐渐趋于一致。图1中欧洲交易市场与美国交易市场连接之后,欧洲可以通过购买美国的排放权降低减排成本,美国企业则可从中获利,同时系统的流动性得到极大提高,最终价格趋向一致。市场连接所带来的收益规模取决于经济剩余的多少。但是对于减排成本在不同区域的转移预期会阻碍两个交易市场之间的连接,而中央计划者主导的强制性连接又很可能带来结构性破坏,导致市场
机制失灵。因此,全国性碳交易市场的构建需要寻找一种温和的方式,通过中央计划者适当的调控来激励市场之间的自发连接。
假设碳交易市场A的排放权价格为SA,碳交易市场B的排放权价格为SB=2SA。如果从环境公平性出发,A和B市场的排放权是等同的,但从经济公平性出发,B市场每t排放权价值是A市场的两倍。
一种简单的连接方式是将A市场排放权按照2∶1的比例进行折算,与B市场合并。但这种折算方式会对市场产生很大冲击,大量低价排放权的引入会导致B市场价格下跌。该种方式比较适合市场规模差异悬殊的合并,冲击可以忽略;而对于两个市场规模相近或者多个市场同时合并的情形,可能会导致市场发生结构性变化,破坏价格体系。本文重点讨论一种温和的渐进式宏观调控策略,使得中央计划者逐步建立全国性碳交易市场。
以中央计划者为出发点的全国碳交易市场构建的核心目标是促进价格信号的融合。要实现这一目标需要达到两个要求:第一,在尽可能减少外部冲击和结构性破坏的情况下,循序渐进地推动全国统一碳市场的形成;第二,开发宏观调控工具,建立“系统的系统”,以应对单一碳交易系统的失灵问题。
从系统学的角度来看,全国碳交易市场是一个包含着多个子系统的控制体系,这一体系的目标是在各个子系统正常运行的情况下,通过一个反馈环实现多系统协同运行,并逐步调整系统结构,向单一的系统平稳转换。通常情况下,各个子系统应当有效且独立地运行,无需政府的干预。但由于各个子系统处于同一个经济体内,并非物理上独立,可能会出现普遍性的系统失灵,或扭曲本国产业的公平竞争环境。因此,全国碳交易市场的构建需要加强子系统之间的信息交流,提升协同性,解决机制失灵的共性问题。全国碳交易市场的顶层设计见图2。
由中央计划者建立各个子系统的信息交换机制,并进行协调管理。由于碳交易市场产生了一种特殊的带有产权属性的虚拟商品,需要在国家层面进行界定、记录和管理,其本质上是一种产权系统。产权系统的设计在技术层面体现为国家登记薄。国家登记薄与各个交易系统登记薄相互通讯,记录和管理每个账户中排放权和排放数据的情况,避免重复计算等问题。这些数据用来反映碳交易市场作为一种排放控制工具的使用效率和性能,在结合经济数据进行系统性评估之后,通过宏观调控工具来对交易市场活动进行合理调整,确保碳交易市场总体目标的实现,同时寻找最优的连接机会,促进全国统一市场的形成。
3.2 渐进式宏观调控策略
实际的碳市场价格由两个层面的因素决定:首先,惩罚水平和对排放权短缺概率的预期是价格信号的基本驱动变量;其次,日益复杂的价格管理机制也会对市场价格的波动产生直接的影响。因此市场连接需要综合考虑这两方面的因素。
价格管理机制本质上是一种市场调控手段,因此全国碳交易市场的构建实际上是一种以建立统一价格信号为目标的宏观调控过程,即通过运用一系列宏观调控工具,避免系统性失灵,同时不断评估各个系统的运行参数,寻找最优的市场连接机会,促进子系统之间的融合,逐步形成统一的价格信号。典型的宏观调控工具包括惩罚水平以及动态分配、安全阀机制等。图3给出了中央计划者的渐进式宏观调控流程图。
该调控策略的特点是综合考虑了对价格失灵的调控以及市场连接的双重目标。具体实施策略如下:
(1)中央计划者首先设定全国统一的惩罚水平,作为价格信号的基准;
(2)不断估算各个子系统的排放自然增长率μ以及影响排放的随机因子σ,寻找这两个参数相近的系统,评估最优的连接机会。
(3)如果出现了连接机会,则对价格波动区域和价格管理机制进行分析,并作出是否连接的决策,制定连接方案;否则进入步骤(4)。
(4)如果各子系统市场价格普遍出现了异常,则启动安全阀机制或动态分配机制,以解决系统性失灵问题。
(5)对各交易市场的外部影响进行评估,如碳泄漏,竞争力,公平性等,修订产业政策,或使用其他辅助调控工具。
价格管理机制的连接较为复杂,那么中央计划者就必须从一开始协调各个交易市场的价格管理机制。价格上下限是较难处理的规则,因为上下限的存在约束了市场机制的定价功能。如果A市场的价格上下限区间为[PAL,PAH]与B市场的价格上下限区间[PBL,PBH]接近,那么这两个市场相互连接时,只需取其并集作为新市场的价格上下限区间,这相当于放松了价格上下限的约束。因为流动性的扩大提高了市场自身的运行效率,放松价格管制有助于价格机制发挥作用。如果两个价格上下限区间距离较远,则说明两个市场处于不同的均衡区域,不适合进行连接。
安全阀机制通过调整项目减排量的使用比例来微调供给曲线。大多数碳交易市场均允许使用一定数量的项目减排量,中国政府也允许CCER进入国内配额交易市场内,这提供了一个新的宏观调控工具。各个交易市场可以自行设计安全阀机制,确定项目减排量的使用比例和触发条件,这不会成为市场连接的障碍。但中央计划者应当保留运用安全阀机制调控整个市场供求的最高权限。如果由于经济周期等外部因素导致交易市场出现了普遍的价格失灵问题,中央计划者可以统一提高或降低CCER的使用上限。
动态分配与安全阀机制的功能相似,不同之处是调节排放配额的供给和需求。在经济出现大幅度波动时,可能会出现价格失灵的现象,供求关系偏离均衡区域,而安全阀机制也失效。此时,可以考虑向各个交易系统回收或者增发少量配额,以改善供求关系。但国家储备不同于交易市场自身的储备,只有在交易市场储备已经无法有效解决供求失灵的情况下,才能启用国家储备。安全阀机制和动态分配机制使得中央计划者能够对交易市场进行宏观调控,这相当于在各个交易市场之间形成了间接连接,将有助于全国性市场的构建。
3.3 其它要素设计
3.3.1 评估系统
评估系统的主要目标是评价碳交易市场的真实减排贡献以及与宏观经济之间的相互影响。由于碳交易市场自身并不能剔除外部因素的影响,因此排放量的上升或下降的原因需要进一步识别;此外,碳交易市场仅能覆盖部分行业和部分区域,碳市场价格信号的作用空间是有限的,可能会对宏观经济产生复杂的影响,因此也需要进行评估。评估系统的设计如图4示。排放指标(包括单位GDP排放,单位工业增加值排放,总排放等)是最重要的评估指标,但这些指标并不能体现出真实的减排贡献,需要剔除经济周期波动,以及天气等外部因素对排放的影响,计算碳交易市场实际产生的减排量。然后在此基础上需要进行行业评估。对行业的评估侧重于碳泄漏和竞争力。碳泄漏主要通过分析投资在交易系统内外之间的流动情况进行判断。由于碳市场只是覆盖了部分行业和部分区域,因此可能会出现投资从碳市场向外部转移的问题,从而产生碳泄漏。竞争力评估包括两个层面,一是与国外产业之间的竞争力评估,以及产业内竞争力评估。实际上,竞争力与碳泄漏是紧密相关的,因此可以将这两者综合起来进行评价,例如通过分析进出口量、消费和投资与排放之间的计量关系,来综合评定一个产业的增长是否与碳价格产生了显著的相关性。通过进一步比较该产业在不同碳交易市场内的表现,可以识别不同的市场规则是否对该产业产生等同的影响,如果影响不均等,则说明碳交易市场可能扭曲了产业内的公平竞争,应当采取必要的纠正措施。
3.3.2 辅助调控工具
辅助宏观调控工具包括产业政策、边界措施等,其功能是维护公平的市场竞争环境。
产业政策用来解决与公平竞争相关的问题,即保持本国产业内竞争的公平性,避免地方保护主义。由于碳交易市场只纳入了排放量达到一定规模的企业,而中小企业并不受到碳交易市场的直接约束,为了保持产业内竞争的公平性,需要对中小企业施加等同的约束政策。典型的产业政策有节能减排约束性指标,即对中小企业施加节能减排的强制性指标,使其承受与大企业相同的减排压力。由于不同省市可能出现竞争保护的问题,因此需要在国家层面进行统一调控,避免地方保护主义。
边界措施用来保护本国的产业竞争力。在本国采取碳交易约束政策后,为了避免碳泄漏,损害本国产业的国际竞争力,需要引入边界措施。常规的边界措施包括征收碳税,购买国际储备配额等,其根本目的是让国外产业支付等同的碳成本,以形成公平竞争。
在多个碳交易市场并行运转的环境下,中央计划者调控的目标是维护产业竞争的公平性,并解决普遍性的机制失灵问题。但宏观调控工具的使用必须尽可能减少对各交易市场本身的干预。
4 结 论
全国碳排放权交易市场的构建实质上是将多个交易市场进行连接,建立统一的价格信号。在完全竞争的碳市场上,价格信号取决于惩罚水平和对排放权短缺的概率预期。惩罚水平是市场设计者传递的第一个价格信号,在价格机制中起到重要的基准作用;对排放权短缺的概率预期决定了市场价格的波动规律,取决于排放自然增长率以及影响排放的随机因子。因此,市场的连接应当首先从这些因素入手,寻找潜在的最优连接机会。
由于碳市场是人为设计的市场,总是存在许多无法预知的设计缺陷,因此价格上下限,安全阀机制,动态分配等价格管理手段作为一种价格调控机制已被引入碳交易市场设计之中。复杂的价格管理机制会对市场价格波动产生直接的影响,这增加了市场连接的困难。本文基于碳排放权定价机制,提出了一种渐进式宏观调控策略,为中央计划者提供了一种以构建全国碳交易市场为核心目标的宏观调控策略。这为中国碳交易市场的顶层设计开辟了新的思路。
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2013年覆盖多地的雾霾天气给社会各界敲响警钟,绿色、低碳发展刻不容缓。麦肯锡的一项研究表明,全球温室气体排放量的18%来源于建筑物排放。另有研究表明,我国碳排放总量中,房地产、建筑行业的碳排放达到40%。作为我国碳排放“大户”,房地产、建筑行业的减排对于我国全社会的节能减排工作至关重要。在中央政府工作报告中要求“加大既有建筑的节能改造投入,积极推进新建建筑节能”。
坐落于北京金融区内复兴门内大街上的凯晨世贸中心,毗邻西长安街,与金融街隔街相望,距离两条地铁线路步行路程均不到10分钟,与二环路西段仅相隔一个街区。目前西单大街以西、长安街南侧的规划基本确定,只有三块建设用地,而其中两块为企业自建、自用本部大楼,只有北京凯晨世贸中心可以提供较大规模的租售面积,由此担当起“长安街收官王座”重任。
从2011年起,凯晨世贸中心启动了节能改造工作,其中对租户冷却水系统做节能改造,一次性投入11.5万元,一年可以节省电费约26万元,当年收回投资。如按设备运行总周期5~8年计算,总计可节省电费132万~212万元。同时,北京凯晨世贸、中化大厦的综合系统节能诊断和改造获得政府539万元财政补贴。
方兴地产写字楼部副总张卫杰对记者表示:“绿色、低碳、环保……不仅成为近几年普通人生活中的热门词汇,也成为“十二五”时期各个地区的重要发展规划,北京、上海、广州、深圳、成都等城市,均将新建建筑中绿色建筑的比重,作为提升和衡量城市国际化水平的标准之一。因此,绿色建筑与绿色商务在写字楼分级中理应占有更重要的位置。
2012年6月,由中国房地产业协会商业地产专业委员会联合国内外多位专家和企业起草的《写字楼综合评价标准》,在此标准进行的实地测评中,凯晨世贸中心在保利、陆家嘴、金隅、远洋等企业旗下项目中拔得头筹,赢得业内一致好评。专家认为,凯晨世贸中心之所以如此被看好,单从三个主要方面已真实成就该项目所体现出的整体尖端写字楼价值:其一,项目位居中华第一街长安街核心位置,坐拥我国政经交会之黄金点,呈现绝版与不可复制之特性。其二,世界顶级写字楼必须由全球顶级设计师来完成,凯晨世贸中心力邀世界知名建筑事务所SOM担纲设计。其三,在创新与环保方面在国内外写字楼中树立起顶级榜样。
目前,国有重要骨干企业中国中化集团公司,位居全球首位的金融资讯公司——路透集团,以国家开发银行作为股东、总额高达50亿美元的基金公司——中非发展基金有限公司,中国加入WTO后首家获准成立的中外合资保险公司——中意人寿保险有限公司,中国改革发展中最早成立的新兴商业银行之——中信银行,丹麦在中国成立的第一家银行、国内首次批准从事外汇经纪业务的交易银行——丹麦盛宝银行等全球顶级机构皆入驻凯晨世贸中心。调查显示,目前凯晨世贸中心每平方米单位租金超过国贸,是北京写字楼中最高的,入驻率常年不减,从楼内人气可见一斑。
凯晨世贸中心是方兴地产实施绿色战略的一个缩影。2010年,方兴地产正式将发展绿色低碳建筑写入企业的发展战略,在强调项目品质的同时,更加关注资源的节约和环境的可持续发展。近年来方兴地产持续探索和践行绿色发展战略,走出了一条企业发展与社会履责并举的新路径。方兴地产旗下的另一商业项目中化大厦,于2013年5月与凯晨世贸中心一起参与了由中国建筑科学研究院作为承担单位的国家科技支撑计划“既有建筑绿色化改造关键技术研究与示范”项目,并获得国家“办公建筑绿色化改造示范工程”荣誉称号外和10万元课题经费。“绿色战略不仅仅是建设绿色建筑,而且是一种理念。央企的社会责任以及我们对市场未来发展方向的预判,都决定了必须走绿色战略这条路。”方兴地产董事局主席何操说。
中外顶级绿建标准双双锁定
2013年4月19日,国际自然资源保护协会(NRDC)执行总裁彼得-雷纳在国家住建部科技促进中心张小玲处长、中国质量认证中心王晓涛博士、北京节能环保中心凌跃部长等专家陪同下,走进方兴地产旗下凯晨世贸中心。彼得-雷纳此行的目的是凯晨世贸中心系统节能改造以及凯晨世贸中心通过LEED-EB铂金绿色建筑认证的情况。
因为就在彼得-雷纳到访前一周,凯晨世贸中心获得了美国绿色建筑协会(USGBC)颁发的绿色能源与环境设计先锋奖既有建筑类最高级铂金级认证LEADERSHlP IN ENERGY ANDENVlRONMENTAL DESlGN For Existing Building(简称LEED-EB)。这也是中国大国大陆地区首个获此殊荣的写字楼项目。
据了解,凯晨世贸中心曾于2011年12月22日获得了该奖项的金级认证,相比其他项目正常认证十五个月的周期,凯晨世贸中心仅用七个月便顺利取得LEED-EB金级认证。在当时是国内所有获奖项目中体量最大的单体建筑。同时也是方兴地产第一个获得LEED认证的地产项目。
2012年,凯晨世贸中心顺利完成了5项系统节能改造,并对照LEED-EB铂金标准,完成了中水处理和冷却水自动排污系统的改造提升、降低灯具的汞含量、实施屋面折射率检测和能源计量工具检测,此外还对采购管理、装修现场管理、清洁用品和设备管理等工作方案做了进一步优化。最终,凯晨世贸中心在LEED-EB铂金标准的评审中获评88分,远高于铂金认证标准分值。
业内专家介绍,LEED绿色建筑评估以及建筑可持续性评估标准中被认为是最完善、最有影响力的评估标准,已成为世界各国建立各自建筑绿色及可持续性评估标准的范本。该体系六大类别中,Existing Building(简称EB)是面向既有建筑的评估体系,其理念是将建筑物的营运效率最大化,同时减少对环境的影响。LEED-EB体系认证内容包括可持续场地、建筑节水、能源与大气、材料与资源、室内环境质量、创新设计、因地制宜。铂金级是LEED-EB体系中的最高级别。据美国绿色建筑协会对部分LEED-EB认证建筑的调查发现,采取有关节能措施的投资回报率平均为2.6年,每年成本节约超过17万美元。
彼得一雷纳高度评价凯晨世贸中心节能改造项目,认为其与美国帝国大厦节能改造项目在美国建筑节能领域的示范效果一样,具有很高的示范推广意义,他对凯晨世贸中心顺利获得LEED-EB铂金认证表示了祝贺。他表示,凯晨世贸中心的能耗监测系统能通过历史和现在数据的比较,为未来项目规划提供了参照依据,非常有价值。
此次国际高级别考察时隔半年,2013年底凯晨世贸中心又摘得国内最高级别绿色建筑认证——中国绿色建筑三星认证。该标准是我国住建部颁布的一套评价绿色建筑的体系。分为一星、二星、三星。获得绿色建筑三星认证的建筑是绿色建筑的最高等级。绿色建筑评价标准的指标体系由节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源利用、室内环境质量和运营管理六类指标组成。每类指标包括控制项、一般项和优先项。控制项为绿色建筑的必备条件,一般项为划分绿色建筑的可选条件,优选项是难度大、综合性强、绿色度较高的可选项。
负责凯晨世贸中心申请中国绿色建筑三星认证工作的中国建筑研究院产品研发部绿色建筑经理张有为告诉记者,此次认证,凯晨世贸中心从节地与室外环境、节能与能源利用、节水与水资源利用、节材与材料资源、室内环境质量和运营管理等六个方面对绿色建筑标准进行了管理内容梳理和项目改造。从此项工作启动伊始,方兴地产总部、写字楼部和物业管理公司上上下下管理团队对于绿色节能工作的重视给他留下了深刻印象。
张有为指出:“他们在日常工作中,就把绿色、环保和节能融入工作之中,投入人力、物力和财力实施凯晨世贸中心节能改造工程。这一点是非常可贵的。他们从2010年开始陆续开展了门头改造,冷冻机组变频,太阳能热水等绿色节能项目。尤其是2012年开展的五项节能改造工程,投入1796万元,开展了空调系统、暖通系统、照明用电系统、能耗平台和展示系统五部分的改造,预计年节能616吨标煤,减少二氧化碳排放1500吨以上。凯晨世贸中心能够获评绿色建筑运营三星项目,与这些节能改造项目是分不开的。”
张有为认为,凯晨世贸中心通过中国绿色建筑三星认证,充分体现了方兴地产对于国家绿色节能减排政策的积极响应,也体现了公司写字楼“环保、健康、人文”绿色商务品牌理念的深入落地实施。表明高端写字楼在保持高品质舒适性的前提下,通过适度可行的节能改造,能够更好地实现节能并提升项目品质。同时在节能改造及参与认证过程中积累的设计、改造经验,对于未来相同类别写字楼均具有较好的借鉴和指导意义。
节能改造正对入驻企业“胃口”
凯晨世贸中心于2004年4月开始施工,主体建筑工程于2006年12月竣工。该项目由三幢平行且互相连通的14层写字楼组成,分别为东座、中座及西座大楼,总建筑面积约为194530平方米。该大厦为约80至120家公司提供办公地点,可容纳5000名员工。
在绿建三星标识认证项目中,凯晨世贸中心需要增加新建项目,对于已运营七年,从各方面来说都已相对成熟的凯晨世贸中心来说,施工的难度和施工现场管理的配合复杂处理程度可想而知,如:太阳能热水的项目从工程立项、设计院审核设计方案、施工组织方案、施工现场管理、热水系统接入和试运行,每个工作界面都需要紧密配合,施工期间还要达到运营大厦的物业服务水平,此项工作在楼顶施工,需要协调施工方工序和租户工作时间的关系。如果某些租户有重要会议或重要面向客户的活动要召开,就需要适当调整施工时间。
为保证工作有序完成,凯晨世贸中心管理团队将具体的工作分成了三个等级:最高等级是影响到大楼主要设备运行的工作,安排在周六日或者节假日完成;次等级部分影响设备运行的工作改造,在夜间完成;最低等级几乎不影响设备运行的,而且不影响租户正常工作的,在日常完成。通过几个部门的协作,根据客户的活动变化建立联动机制,每周项目例会建立通报制度,工程管理上合理有序地安排改造工序,优化工作流程,做到不窝工,提高工作效率,并且还制定了多项应急预案和巡检机制,在租户上班前,完成改造部分设备的巡视和测试,防止因为改造工作引起的设备运行故障,保证了大厦运营服务。
经过节能改造后的凯晨世贸中心,绿色技术渗透到了大楼的每一处细节:外立面通过“LOW-E玻璃幕墙+外墙外保温+光控外遮阳窗帘”的三重防护,可以为大楼节省超过20%的空调能耗;先进的“精密空调水源热泵+新风热回收”空调系统,节能效果显著;楼顶设有约200平方米的太阳能集热板,将太阳能转化为源源不断的生活热水;充分利用自然光线,在靠近幕墙的办公区域单独设置低照度的照明系统,加上大楼统一采用节能型灯具,较普通建筑节省约25%的电能;在打造宜人的绿化景观时,尽量选用低耗水的绿植,近3000平方米楼顶花园形成立体化绿化效果,并引进先进的灌溉技术,做到“美观与环保”两不误,加上节水型洁具的选用,较之美国国家标准,节水35%以上。
空调系统是这座建筑的“能耗大头”,凯晨大厦采用全新风、末端VAV空调系统,用几个字来概括它的优点,那就是“高效、灵活、稳定、节能”。通过它的直流变频技术,使办公室在短时间内迅速达到所需要的温度,且室温波动小、电能消耗少,舒适度大大提高。它在部分负荷时效率更高,加班时段的每小时空调费用,只有工作时段的—半还不到。仅这一点,就很对入驻企业的“胃口”。
凯晨世贸中心的智能化控制系统犹如“智慧的大脑”,该系统能对整个系统进行集中监控和管理,实现了系统高效、舒适、节能的运转。它是一个“善解人意、灵活精明”的系统,租户不仅可以独立控制室温,甚至在换季时,也可以根据室内负荷情况进行调节。此外,还能通过主机间的热回收,将办公区域的热量进行再利用,有效降低系统能耗,空调系统的运行不受季节影响,室内“稳定舒适、四季如春”,它的运转静音且体型小巧,提供高品质新风的同时却不占空间,为业主和客户节省了能源费用的同时,还给带来很好的舒适性和便利性。
在凯晨世贸中心,每一个细节、每一个配套硬件都能让客户体会到绿建的成果。以公共照明设备为例,大厦内的公共照明采用的是LED灯、智能EIB光控窗帘系统和照明控制系统。LED灯比普通光源节能70%以上,使用寿命比普通光源长10倍以上,通过公共区域和会议室采用照明控制系统,控制照明的照度、时间和照明区域,为业主节省了大量能源费用,保证了客户的使用需求。大楼的智能ElB电动窗帘控制系统,利用计算机模拟数据分析结合日照光线强弱,通过调光达到最佳的防眩作用,确保客户区具备良好日照,达到室内照明的舒适感。
凯晨世贸中心还通过增加太阳能热水系统,将太阳能转换为热能并转化成热水供给客户使用,在为业主提供了清洁能源的同时,也给业主节省了能源开支。24小时供应热水每年就可节约热能800多个吉焦。此外,凯晨世贸中心楼控系统中新增了二氧化碳监测设备,二氧化碳监测系统具有调节室内空气的环保性能,通过设定二氧化碳浓度值,保证楼内新风量,解决了租户提出的建筑物内温度不均,空气不流通的情况,提高了客户的环境舒适度。供热系统增加了温度热补偿机制,根据冬季室外气温变化而调节热水流量,从而达到节能目的。帮助改善室内空气质量同时,也为广大租户提供一个更加舒适和高效的环境。
关键词:通信;机房;节能减排;探索
引 言
为了深入贯彻以“节能减排”为核心的 “绿色行动计划”,节约设备资源和降低能耗,做为电信运营企业在通信机房的节能减排方面进行了一些探索和实践, 达到了一定的效果。
一、机房窗户封堵
为了达到更好的防尘、隔热、防阳光直射的目的,节约空调能耗,新建机房可对窗户进行彻底封堵处理,杜绝后患。既有机房可以对窗户进行封堵改造,尤其是阳面窗户。下面是对既有机房阳面窗户封堵前后空调耗电量进行对比来评估封堵效果。某通信机楼二楼某机房在阳面,尤其是夏季既有6个窗户隔热效果不佳,基于节能减排角度考虑,考虑将窗户进行封堵。若将既有窗户拆掉,费时费工,同时施工过程对既有机房环境和设备影响严重;若从里面用石膏板封堵,机房比较漂亮,但隔热效果不佳,且施工对机房环境和设备有一定影响。经过方案论证比选,最终决定在暑期到来前,将窗户从外面用砖封堵并用钢筋加固,内侧玻璃做贴膜处理。该方案相当于双层窗户加砖墙共三层,隔热效果较好;同时从室外施工,不影响既有机房环境和设备;用钢筋加固保证封堵砖墙的强度;内侧窗户玻璃贴膜,美观实用,既达到不能看见外面封堵的痕迹又可以摘掉既有窗帘,使整个墙面干净整洁。
1、机房情况说明
机房平面面积130㎡(长21.6m×宽6m)。
阳面墙面77.76㎡(长21.6m×高3.6m),其中6个窗户共45.6㎡(高2.9m×宽2.62m×6),占阳面墙面的59%。
窗户面积占到阳面墙面的一半以上(近60%),所以窗户挡光隔热效果的好坏直接影响到机房温度和机房能耗。
注:1、窗外、窗内温度监测对象为机房阳面窗户内、窗外(室外)温度差异,监测时间为每天中午;2、抽样单台空调当日用电,监测对象为机房的其中1台空调(中间部位)的每日耗电量。
3、结论
据上述数据对比分析,在温度相当条件下,封堵后单台空调两天节电30.8Kwh,平均每台每天节电15.4Kwh。整个机房两台空调每年预计节电11242Kwh(15.4×2×365),预计节约电费9330元(0.83元/Kwh),同时减少空调工作时间,延长空调使用寿命。与去年同期对比,效果应更显著。封堵成本费用的回收期为2年左右。另外,封堵最好使用保温隔热材料。
二、机房设备摆放和功能区设置
在考虑设备摆放时,要区分散热区和非散热区。要将交、直流配电柜、ODF、DDF等不散热或散热量非常低的设备和其它交换、传输、数据等设备分区分列摆放,使设备按功能分区,布线逻辑清晰,利于温湿度调节系统的组织设计。
三、温度调节-空调系统
空调系统是通信机房耗能的一个主要方面。通信机房尽量不用民用空调,采用机房专用精密空调。其具有大风量、小焓差、制冷效率高、可靠性高、故障率低、寿命长等优点。根据机房立体空间和设备散热量确定空调容量(制冷量);再对设备选型,结合摆放位置、气流组织,确定空调型号和数量;同时必须考虑风路、送风、进风、循环问题,确定空调摆放方式和位置。
如某数据机房,共六排服务器机柜,每两排中间放置一台空调,合计需要三台空调。空调需求总容量除以3即为每台空调容量需求。相邻两排机柜面对面摆放,服务器为前面进风、后面回风,利于循环。同时,对空调协调厂家定做,由前面回风改造为左、右、前三面进风。有条件的还需进一步考虑精确送风,空调的冷气流循环与设备机柜风路设计(一般为下进风上出风)、设备本身风路(一般为前进风后出风)相辅相成,达到更好的制冷效果,并节省电能和空调维护成本。
另外,可借助轴流风机加速空气流通和冷热空气的交互,充分考虑气流组织,保证无遮挡,气流畅通。
空调温度设定不必要过低;通过空调监控系统可对压缩机工作时间监控和统计分析,同一机房内各空调工作时间可能存在差异,要探讨使各空调工作时长相对均衡和温度差异化设定问题;同时做好精密空调维护。
四、湿度调节-加湿系统
基于节能减排、节省维护成本和机房安全考虑,新增空调时不配备自带加湿功能,既有空调停用自带加湿,而换用节能型湿膜式加湿器。因空调自带加湿功能采用电极式加湿,存在耗能高、加湿罐更换周期短成本高、增加空调制冷的负担、机房引入水路存在安全隐患等问题;而湿膜式加湿器能耗非常低,具有显著的节能效果,采用附水箱用纯净水湿膜寿命为3~5年,维护成本低。
两种加湿方式之间到底存在多大差异,下面是对这两种加湿方式进行对比实验的相应数据。
试验数据1:首先选择了某IDC机房作为试点,湿度设定在42%,选择电极式,是两台电功率为16.5kw的加湿器;选择湿膜式加湿器,是一台电功率为0.35kw的加湿器。进行对比,具体数据见表2:
通过实验对比可知,该机房电极式加湿器一年的电费就是将近10万元,而湿膜式加湿器一年的电费只有0.1万元,两者对比相差将近100倍,可见湿膜式加湿器的优越性。
试验数据2:又选择了某数据机房进行实验,湿度设定在42%,机房内有一台专用空调自带的电极式加湿器(5.8kw),又选择一台湿膜式加湿器进行对比,具体数据见表3:
实验结论:湿膜式加湿器节电效果非常明显,还能杜绝机房的安全隐患。购置节能型湿膜加湿器费用在1年之内即可通过节约的电费收回成本。
五、机房照明
基于节能考虑,机房建议采用LED冷光源,初期投资较高,但电光转换效率高,节电效果明显,故障率低。开关控制要设计灵活,前中后、左中右可根据作业位置分区控制,降低不必要的能耗损失。
六、设备整合下电
要关注机房内设备资源利用和效益问题,对不再承载任何业务的设备按流程及时下电,对业务较少设备考虑业务迁移或整合后下电。既直接节约不必要的电能,又减轻了空调制冷负担,同时节约机房空间。
节能减排是一项要始终坚持的国策,需要不断的探索和创新。在通信机房建设和改造过程中应充分考虑安全、实用、节能减排,不断创新、不断完善,切实助力低成本高效运营。
参考文献