基于求償權(quán)的電力碳排放權(quán)公平分配及收益機(jī)制研究.pdf

1、隨著全球變暖壓力的不斷增大，低碳化已經(jīng)成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，市場機(jī)制在降低碳減排社會成本中的作用也日益明顯。如何分配初始碳排放權(quán)是開展碳排放權(quán)交易的重要前提。在我國電力工業(yè)是最大的碳排放行業(yè)，其排放量已經(jīng)占到了全國碳排放總量50％左右。電力行業(yè)的碳減排壓力已經(jīng)對電力系統(tǒng)的規(guī)劃、運(yùn)行等產(chǎn)生了顯著的影響。在初始碳排放權(quán)分配中，公平性往往是最為重要的考慮因素。目前初始碳排放權(quán)公平分配研究主要是將哲學(xué)研究的成果應(yīng)用于分配實踐，多數(shù)未能從數(shù)

2、理模型的角度，對分配方法本身的公平性進(jìn)行系統(tǒng)的分析，“公平”概念的科學(xué)化程度還不高。本文在論證我國發(fā)電機(jī)組的碳排放求償權(quán)基礎(chǔ)上，嘗試應(yīng)用公理化方法和社會選擇理論，建立初始碳排放權(quán)公平分配的數(shù)學(xué)模型。從而實現(xiàn)公平分配研究的科學(xué)化和分配方法的實用化，并通過一系列定理和分配實例表明了這一路徑的合理性和可行性?？紤]到我國碳排放權(quán)交易市場的建立還尚需時日，本文還研究了碳交易市場缺位情況下的低碳電力調(diào)度及其利益平衡機(jī)制，提出了考慮碳排放權(quán)約束的低碳

3、電力調(diào)度模型。具體研究內(nèi)容主要包括:
　　1)提出了基于加總原理的公理化公平分配方法。在論證我國發(fā)電機(jī)組碳排放求償權(quán)的基礎(chǔ)上，討論了基于求償權(quán)的公平分配算法及主要爭議。為處理機(jī)組擁有者對公平分配方法的爭議，引入了加總分配機(jī)制。通過匿名性、單調(diào)性、有界性、公平排序型、單位選擇無關(guān)性和可行性公理，推導(dǎo)了加總算法的具體形式。證明了加總分配結(jié)果滿足唯一性、可行性、匿名性和公平排序性，并對算法的人數(shù)單調(diào)性和資源單調(diào)性進(jìn)行了討論。討論了加總分

4、配機(jī)制下的博弈均衡問題，給出了博弈均衡的證明。結(jié)合電力初始碳排放權(quán)分配的實例，表明了基于加總的分配算法可以滿足公平分配的主要原則。
　　2)提出了基于選舉機(jī)制的公理化公平分配方法。主要討論應(yīng)用多數(shù)選舉機(jī)制，協(xié)調(diào)機(jī)組擁有者對初始碳排放權(quán)公平分配方法爭議的可行性。提出了基于求償權(quán)和多數(shù)選舉的電力初始碳排放權(quán)公平分配模型。通過匿名性、確定性、逆向變動無關(guān)性、正向變動單調(diào)性和奇中立性等對選舉分配算法進(jìn)行了公理化。證明了選舉分配機(jī)制滿足匿名

5、性、單位選擇無關(guān)性、公平排序性等性質(zhì)，對分配有效性進(jìn)行了探討。結(jié)合碳排放權(quán)初始分配實例，表明選舉分配算法可以對公平性爭議進(jìn)行有效調(diào)和。
　　3)提出了基于迭代選舉的公理化公平分配方法。為解決選舉分配模型中有效性和一致性問題引入了迭代機(jī)制，提出了滿足有效性和一致性要求的迭代選舉分配算法。證明了迭代選舉分配滿足匿名性、單位選擇無關(guān)性、有效性和公平排序性等公平公理。證明了一致同意迭代選舉分配的“UL占優(yōu)”(Uniform Loss me

6、thod dominated)定理和多數(shù)同意迭代選舉分配的“UG占優(yōu)”(Uniform Gain method dominated)定理，對應(yīng)用迭代選舉分配機(jī)制容易產(chǎn)生的問題進(jìn)行了討論。研究了迭代選舉分配機(jī)制下的博弈均衡問題，通過“局部尋優(yōu)”和“貪心算法”對復(fù)雜環(huán)境下參與人的有限理性進(jìn)行了描述。通過引入嚴(yán)格意向表的方法，對特定條件下的一般均衡和四策略以下的博弈均衡問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析求解。最后結(jié)合電力排放權(quán)分配的實例，表明迭代選舉分配算

7、法能夠滿足公平分配的主要原則，給出的分配結(jié)果容易被各機(jī)組擁有者所接受。
　　4)提出了考慮歷史排放的公理化公平分配模型。歷史因素是當(dāng)前碳減排公平的難點問題。本文建立了基于Shapley值的歷史排放赤字分?jǐn)偰Ｐ停鉀Q了歷史排放赤字在減排年份的分?jǐn)倖栴}，并對分配模型進(jìn)行了公理化。根據(jù)“誰引起、誰負(fù)責(zé)”的原則，建立了歷史排放赤字在各機(jī)組擁有者之間的分?jǐn)偰Ｐ?，解決了歷史排放赤字對不同機(jī)組排放求償權(quán)的削減問題。進(jìn)一步通過分配方法的一致性約束

8、，建立了考慮歷史排放赤字的初始碳排放權(quán)分配模型。研究了機(jī)組擁有者在自主參與分配機(jī)制下的博弈行為，證明了博弈均衡的存在性。給出了考慮歷史排放分配模型的匿名性、有效性和單位選擇無關(guān)性的證明，并對公平排序性進(jìn)行了討論。結(jié)合算例表明，該方法可以有效處理歷史因素對當(dāng)前分配的影響問題，分配方案滿足主要公平公理，并容易被各參與人所接受。
　　5)給出了低碳電力調(diào)度中的碳排放權(quán)收益模型。利益格局的劇烈調(diào)整是影響電力低碳轉(zhuǎn)型的最大阻力之一，而碳排放

9、權(quán)是實現(xiàn)調(diào)度公平、利益平衡和帕累托改進(jìn)的重要金融工具。本文應(yīng)用加總方法給出了機(jī)組碳排放權(quán)分配方案，建立了考慮碳排放權(quán)約束的低碳調(diào)度模型?？紤]到當(dāng)前我國碳交易市場建設(shè)滯后的客觀情況，對機(jī)組碳排放權(quán)的合作博弈機(jī)制進(jìn)行了研究。對合作減排和非合作減排下的機(jī)組運(yùn)行情況進(jìn)行了對比，建立了基于Shapley值的合作盈余分?jǐn)偰Ｐ?。研究表明通過合作減排機(jī)制，可以更好的優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行，平衡各方利益，減少低碳電力調(diào)度轉(zhuǎn)型阻力。研究還發(fā)現(xiàn)，如果減排目標(biāo)過于激進(jìn)，