碳排放約束下發(fā)電技術選擇及破壞性創(chuàng)新研究.pdf

1、二氧化碳（CO2）大量排放導致氣候變暖是人類社會面臨的最大威脅之一。在此威脅下，高碳的電力系統(tǒng)必將面臨碳排放約束挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)占主導地位的常規(guī)煤電技術是典型的高碳發(fā)電技術，而新興的清潔發(fā)電是低碳的技術。顯然碳排放約束條件對不同發(fā)電技術項目的投資價值影響有差異，這使得電力投資者面臨碳排放約束條件下的技術選擇問題。
　　考慮到碳捕捉與封存技術（CarbonCapture andStorage,CCS）是能夠大規(guī)模減少煤電廠所產(chǎn)生二氧化

2、碳的主要減排技術，所以本文中的所謂碳排放約束條件，主要指投資 CCS條件。本文將在此條件下，聚焦于研究常規(guī)粉煤發(fā)電技術（Pulverized Coal,PC）與新興整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術（Integrated Gasification Combined Cycle, IGCC）之間以及常規(guī)粉煤發(fā)電技術與典型清潔發(fā)電技術之間的技術選擇問題。
　　本文認為電力投資適合采用實物期權方法分析，而破壞性創(chuàng)新理論對于碳排放約束下的發(fā)電技術

3、選擇有相當?shù)慕忉屃?，為此本文將這二個理論工具有機結合起來研究了本文主題。主要研究結論和取得的創(chuàng)新成果如下：
　　首先，考慮到煤電技術在電力系統(tǒng)的重要性，本文專門建立了一個包括常規(guī)煤電和CCS投資的兩階段投資決策期權模型，并將政府對企業(yè)投資CCS的補貼納入模型中，通過對模型求解，得到碳排放約束下常規(guī)煤電的投資規(guī)則、CCS的投資與補貼規(guī)則。
　　其次，提出了IGCC發(fā)電企業(yè)在投資CCS技術后由煤制氫的轉(zhuǎn)換規(guī)則。并在碳排放約束條件

4、下，通過投資價值對比，提出在IGCC與PC二種煤電技術之間選擇，投資者選擇IGCC收益更大。
　　PC是采用燃燒后捕捉的典型常規(guī)煤電技術，IGCC是采用燃燒前捕捉的典型新興煤電技術。針對PC和IGCC之間的技術選擇問題，本文通過建立相應的期權模型并進一步算例分析后表明，在碳排放約束下，IGCC的投資價值可以超過 PC投資價值。則可以合理假設當投資者采用IGCC并更新CCS技術后，投資者就擁有了一個氫能源轉(zhuǎn)換期權，該期權能激勵IGC

5、C發(fā)電企業(yè)更早投資CCS技術。這一結論對相關減排政策的制定有啟發(fā)意義。
　　在雙技術選擇框架下，本文還以常規(guī)煤電和核電為例，通過構建相關期權模型與進一步算例分析后得出，核電的投資價值可以超過PC的投資價值的結論。以上分析為電力投資者在碳排放約束下做出相關技術選擇指出了方向。
　　再其次，由于技術積累不同，不同類型投資者會選擇不同的技術投資。從破壞性創(chuàng)新視角，這可以解釋為在位企業(yè)偏向投資維持性技術項目，新興企業(yè)傾向投資破壞性技

6、術項目。具體到本文，采用燃燒后捕捉的CCS技術具有維持性技術特征，采用燃燒前捕捉的CCS技術與部分典型的清潔發(fā)電技術具有破壞性技術特征。而根據(jù)破壞性創(chuàng)新理論的一個主要結論：在一定條件下，破壞性技術項目的投資價值完全可能超過維持性技術項目的投資價值。這一結論強化了本文前述相關分析。
　　最后，針對“碳鎖定”現(xiàn)象，提出了基于破壞性創(chuàng)新的“解鎖”方式。
　　本文認為，中國電力系統(tǒng)就是鎖定在高碳的煤電技術上。通過低碳技術突破解除“碳

7、鎖定”的方式歷來受到各方,特別是政府的重視，然而技術突破具有不確定性，“完美”低碳技術的出現(xiàn)不可預期。有必要從破壞性創(chuàng)新視角摸索新的“解鎖”方式。
　　本文分析提出了基于破壞性創(chuàng)新的二種“解鎖”方式。方式一的關注點不在于電力系統(tǒng)內(nèi)部，而是關注基于破壞性創(chuàng)新的低碳電子產(chǎn)品創(chuàng)新及其大規(guī)模商業(yè)化應用，這種創(chuàng)新及其市場應用會壓縮傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的市場空間，間接減少了相應的電力消費，從而形成“解鎖”。方式二主要是在相關政策支持下，充分利用清潔發(fā)