技術效率與碳稅視角下的新能源平價上網路徑探索

楊新吉勒圖　尹慧燕　韓煒宏　林芳

摘要：新能源平價上網實現(xiàn)主要取決于其技術效率的提升程度及化石能源環(huán)境外部性的內部化程度。文章以內蒙古為例，構建地區(qū)能源環(huán)境CGE模型，假設全面取消價格補貼的前提下，通過模擬技術效率提升與增設碳稅補貼的優(yōu)化組合，來探索平價上網的路徑。結果表明，當技術效率提升40%且對新能源的補貼為碳稅的一半時，對于環(huán)境、經濟和新能源部門產出效果最好，同時對原有化石能源部門產生沖擊，故內蒙古地區(qū)新能源的發(fā)展還不適合全面撤銷補貼。

關鍵詞：新能源平價上網；技術效率；碳稅

一、引言

2019年1月7日，國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合下發(fā)《關于積極推進風電、光伏發(fā)電無補貼平價上網有關工作的通知》，在資源條件優(yōu)越、消納市場有保障的地區(qū)開展平價上網項目，而在不具備此條件的地區(qū)，還需要在穩(wěn)步實現(xiàn)平價上網的目標下繼續(xù)進行補貼。眾多學者對此階段是否還需要繼續(xù)補貼新能源產業(yè)展開了討論。一方面，同意繼續(xù)補貼的學者認為，新能源產業(yè)中新開發(fā)的項目技術效率較高，但部分地區(qū)的原有生存項目的技術效率還未能滿足生產成本的需要；另一方面，反對者認為技術效率整體上的提升已經可以支撐新能源產業(yè)實現(xiàn)平價上網。

鑒于這一爭議，本文以新能源和化石能源主要生產地內蒙古為例，構建了一個地區(qū)能源環(huán)境一般均衡模型（CGE模型），細化生產部門設定，分離出太陽能光伏發(fā)電部門和風電部門。在標準CGE模型體系中增加了技術效率影響因子，將碳稅納入模型中并增設碳排放模塊，評估不同程度的新能源技術效率提升和增設碳稅補貼機制的優(yōu)化組合對國內生產總值、環(huán)境和部門產出的影響，探索新能源全面平價上網的方式。

二、模型與數據

PEP-1-1模型可以廣泛應用于補貼、稅收和國際貿易等政策分析，為了全面平價上網的實現(xiàn)，本文在PEP-1-1模型的基礎上進行擴展并構建區(qū)域能源環(huán)境CGE模型。該模型考慮到家庭、企業(yè)和政府等各個經濟主體的行為，運用價格機制將整個環(huán)節(jié)中的供給與需求有機結合，并結合真實的數據，評估宏觀經濟政策選擇。

（一）生產模塊

在此模塊中，模型采用五層嵌套結構。本文只給出第一層的CES生產組合函數。

QAi=A■■α■■QKEL■■+（1-α■■）QINTA■■■（1）

■=■■■（2）

PAi·QAi=PKELi·QKELi+PINTAi·QINTAi（3）

方程（1）描述省內總產出是由資本-能源-勞動力合成束和中間投入這兩種投入要素的CES生產函數表述的；方程（2）表示兩種投入要素的最優(yōu)組合是其相對價格的函數（CES函數的一階條件）；方程（3）確定了各生產部門為實現(xiàn)利潤最大化的條件。本文以各個生產部門的規(guī)模參數A■■的變化來模擬技術效率水平的變化，并將其引入CGE模型中。

（二）碳排放模塊

本文確定了化石能源和非化石能源等產生的CO2排放量，如下：

EM■■=■χ■■·QCDi+χ■■·QODi+φ■■·QGSDi（4）

EM■■=■ηi·（PKELi·QKELi+PINTAi·QINTAi）（5）

CTAX=tcre·EM■■+tcrne·EM■■（6）

方程（4）描述了一次化石能源產生的CO2排放量EM■■，是由煤炭、石油和天然氣的CO2排放強度（χ■■ χ■■ χ■■）與其相應一次化石能源產量（QCDi QODi QGSDi）的乘積確定；方程（5）描述了非化石能源產生的排放量EM■■，是由非化石能源CO2排風強度ηI與相應產量的乘積確定；方程（6）描述了碳稅是由對化石能源征收的碳稅和對非化石能源征收的碳稅構成的。

三、模擬設置與結果分析

（一）模擬設置

自“十三五”以來，隨著技術效率的不斷提高，我國新能源的開發(fā)建設成本持續(xù)降低。國內學者在對我國新能源企業(yè)的技術效率水平作出比較研究發(fā)現(xiàn)，近年來在整體上新能源技術效率水平提升了20%左右。為了盡早實現(xiàn)平價上網，本文以風電和太陽能光伏發(fā)電為例，由于技術效率包含建設成本、轉換效率等很多概念，于是本文在此基礎上分別設置了三檔技術效率提高水平：20%、40%、60%，分析技術效率水平提高到何種程度時，有利于我國新能源平價上網的實現(xiàn)。

由于現(xiàn)在的實際情況還不符合完全退補的條件，因此還需要對風電和太陽能光伏發(fā)電等新能源產業(yè)進行補貼，同時為了緩解政府壓力，提出征收碳稅用以對新能源產業(yè)補貼。本文以國內外相關學者的碳稅征收建議為基礎，并依據我國具體情況，以風電和太陽能光伏發(fā)電為例，對制定碳稅的情景模擬方案分為三檔：20元/噸、30元/噸和50元/噸，并進一步分析碳稅稅率的高低與征稅方式的不同對產業(yè)和區(qū)域經濟產生的影響。本文的政策情景方案設置如表1所示。

（二）政策模擬結果分析

本文給出方案模擬結果與基準情景的變化幅度圖以便于更加直觀地觀測到方案的模擬的結果，然后分析各方案與基準情景相比對內蒙古地區(qū)環(huán)境、經濟和各部門產出的影響。

1. 對環(huán)境的影響分析

為了正確評價各方案對內蒙古地區(qū)CO2排放水平的影響程度，將各方案與基準情況時的CO2排放量進行對比，如圖1所示。九種方案均有利于減少CO2排放量。對比方案一至三，當對新能源產業(yè)不進行補貼且技術效率提升40%時，CO2的排放量最少。對比方案四到九，當征收碳稅的一半用以補貼，且碳稅稅率越高時，CO2排放量最少。綜合全部方案得出，當技術效率提升40%時，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高，將越有利于環(huán)境。

2. 對宏觀經濟的影響分析

通過設置方案對地區(qū)GDP產生的影響如圖2。所有方案均對GDP產生正面效應。對比方案一至三可以看出，不對新能源進行補貼，技術效率提升40%時，GDP增加程度最大。對比方案四至九，當征收碳稅的一半用以補貼，且碳稅稅率越高時，GDP增加最多。綜合來看，當技術效率提升40%時，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高，GDP將增加越多。

3. 對部門產出量的影響分析

（1）對能源部門產出量的影響。方案的實施對煤炭和天然氣部門產出呈負面影響，對石油部門產出呈正面影響，如圖3～圖5所示。這是由于石油的用途很廣，它是與經濟增長密切相關的，而在一次能源的使用中煤炭、石油與天然氣之間存在替代關系，煤炭部門和天然氣部門產出量的降低，故石油部門產出量出現(xiàn)小幅度的增長。因為內蒙古地區(qū)以煤炭部門的產出為主，故石油部門和天然氣部門較煤炭部門的產出變化幅度要小得多。

對比方案一至三可以看出，不對新能源進行補貼，技術效率提升40%時，煤炭和天然氣部門的產出減少最多。對比方案四至九，當征收碳稅的一半用以補貼，且碳稅稅率越高時，煤炭和天然氣部門的產出減少最多。綜合來看，當技術效率提升40%時，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高，煤炭和天然氣部門產出減少最多。石油部門同理。

（2）對電力部門產出影響。方案的實施對水電和水電部門產出呈負面影響，對風電和太陽能光伏發(fā)電部門產出呈正面影響，如圖6～圖9所示。這是由于文章的方案設置是針對風電和太陽能光伏發(fā)電部門而言的。

對于水電和火電部門而言，方案一至三可以看出，不對新能源進行補貼，技術效率提升40%時，水電和火電部門的產出減少最多。對比方案四至九，當征收碳稅的一半用以補貼，且碳稅稅率越高時，水電和火電部門的產出減少最多。綜合來看，當技術效率提升40%時，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高，水電和火電部門產出減少最多。

對于風電和太陽能光伏發(fā)電部門而言，對比方案一至三看出，不對新能源進行補貼，技術效率提升40%時，水電和火電部門的產出增加最多。對比方案四至九，當征收碳稅的一半用以補貼，且碳稅稅率越高時，風電和太陽能光伏發(fā)電部門的產出增加最多。綜合來看，當技術效率提升40%時，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高，風電和太陽能光伏發(fā)電部門產出增加最多。

四、 研究結論與政策建議

結果表明，當組合方式為技術效率提升40%，對新能源產業(yè)的補貼為碳稅的一半且碳稅稅率越高時，對于環(huán)境、經濟及新能源部門的產出而言效果越好，此時GDP增加了4.5%，環(huán)境質量總體改善了1.5%，同時對原有化石能源部門產生沖擊，碳稅稅率越高，對于能源結構調整越有利。

本文結果對政策制定有兩大建議。首先，當技術效率提升40%時，將更有利于實現(xiàn)全面平價上網。其次，對于內蒙古地區(qū)，新能源發(fā)展還不適合全面撤銷補貼，通過征收碳稅來對其進行補貼，既可以促進新能源產業(yè)的發(fā)展，又在一定程度上緩解了政府壓力，以完成一個實現(xiàn)全面平價上網的過渡期。

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＊基金項目：國家自然基金項目“基于水環(huán)境承載力視角的CGE模型隨機化改進及其對水污染物適用稅額的優(yōu)化研究”（項目編號：71864027）；內蒙古自然科學基金項目“環(huán)保稅地區(qū)最優(yōu)稅率選定機制研究——基于一般均衡視角”（項目編號2019：LH07004）；內蒙古自然科學基金項目“基于隨機CGE模型的沙塵災害經濟損失評價機制及不確定性研究”（項目編號：2020LH07001）；教育部人文社科項目“環(huán)保稅地區(qū)定額稅率的優(yōu)化機制研究：基于環(huán)境自凈能力與經濟活動的一般均衡分析”（項目編號：19YJA790023）。

（作者單位：內蒙古工業(yè)大學經濟管理學院。尹慧燕為通信作者）