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      全球能源互联网

      第7卷 第6期 2024年11月;页码:650-661
      EN

      低碳转型目标下的电力社会价值研究

      The Social Value Analysis of Electric Power Considering the Target of Low-carbon Transition

      谢菁1,2 ,吕涛1* ,方德斌3
      XIE Jing1,2 , LYU Tao1* , FANG Debin3
      • 1.中国矿业大学经济管理学院,江苏省 徐州市 221100
      • 2.安徽电子信息职业技术学院经济管理学院,安徽省 蚌埠市 233030
      • 3.武汉大学经济与管理学院,湖北省 武汉市 430072
      • XIE Jing1,2, LYU Tao1*, FANG Debin3 (1.School of Economics and Management, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221100, Jiangsu Province, China
      • 2.School of Economics and Management, Anhui Vocational College of Electronics and Information Technology , Bengbu 233030,Anhui Province, China
      • 3.School of Economics and Management,Wuhan University,Wuhan 430072, Hubei Province, China

      摘 要

      Abstract

      能源低碳转型是2030年“碳达峰”的实现途径,低碳转型目标亟待传导至火电、绿电的资源配置。为探究不同发电业的资源调用量应当处于何种水平、怎样实现,优化激励力度,融合效用价值和广义价值理论,引入社会相对效用指标构建社会价值模型,形成“依照目标确定社会价值,参考价值量及基准收益优化政策组合和资源配置”的分析路径,得出配额目标和2 ℃目标下的电力社会价值。研究表明,太阳能发电的社会价值远高于煤电,且在2种目标下的变动趋势迥异。可据此优化政策力度,并根据实际约束和新目标的贡献度优化目标结构。从价值的形成和实现进行治理,使资源配置、各类发电业的发展与社会目标相契合,进而为政府政策组合提供新的决策工具。

      The low-carbon transition for energy is a necessary way to achieve a “carbon peak” by 2030.The sustainable development goal of low-carbon transition needs to be integrated into the resource allocation planning of thermal power and green power.The purpose of this paper is to explore the proper level of resources planned for various power generation industries under multidimensional social goals and how it can be realized,so as to provide a benchmark for policy coordination.On the basis of the theory of utility value and the general theory of value, the model of social value is built.An analysis path is put forward: access social value that reflects social goals, then use the social value and the benefit benchmark to guide the resource allocation, the dynamic adjustment of the policy mix, and also the optimization of goals.The social value of electricity power considering the target of renewable energy consumption quota and the target of 2 ℃ is obtained respectively.It was found that the social value of solar power is far greater than that of coal,and the trend is different under the two goals.This result can provide a reference for the dynamic optimization of policy mix.Moreover, the target quantity and the structure of the social goals can be optimized according to the condition of the market and the variance amount of the social value caused by the newly added social goals.This research provides a decision-making tool for the government that can take social value and benefit benchmark as reference for policy mix, and improve governance considering the formation and realization of social value, so that the optimized resource allocation and the development of thermal power and green power may support the realization of social goals effectively.

      0 引言

      《2030年前碳达峰行动方案》要求“推动能源低碳转型”、“构建新能源占比逐渐提高的新型电力系统”。《“十四五”现代能源体系规划》提出加快推动能源低碳转型、发展光伏等非化石能源发电,同时发挥煤电支撑性调节作用,统筹电力保供和减污降碳。总之,低碳转型要求降低化石能源发电量,提高可再生能源发电(简称绿电)比重,同时需注意发挥火电的安全保供、系统调节作用。低碳转型目标下,政府会进行电源规划、形成目标发电规模,并以政策组合影响市场主体的发展。如:以补贴、碳交易、绿证、可再生能源电力消纳配额、煤电保供等方式间接影响可再生能源发电和化石能源发电的发展。虽然各项政策正在产生积极作用,但是在上述政策组合影响下,火电和绿电经营未必能够调动适量的、契合能源低碳转型目标的社会资源。应该以何种方式确定转型目标下的不同经营领域的“应当”价值(资源调用量),怎样参考它动态更新激励政策和目标,从而引导市场主体实现低碳转型,这是论文要解决的中心问题。考虑到非化石能源目标在低碳转型中具有引领作用,论文旨在结合目标发电量进行价值量分析,得出能够支持低碳转型目标实现的2种经营领域可调用的资源量,为政府调整激励政策的实施力度、动态优化电源规划提供参考。低碳转型目标驱动的电力社会价值 社会价值:在社会目标下,政府以生产经营中的耗费为价值量基础,规划得出的为该经营领域应当付出的社会资源量。分析,关系到政策组合的动态优化、市场价格乃至资源配置的合理性,更关系到能源低碳转型目标的实现,是电力规划、多政策协同需要解决的重要问题。

      部分研究尝试通过成本核算反映电力的外部性,体现其价值,如文献[1]认为成本属于价值的范畴,并提出火电企业的广义成本构成。然而,低碳转型目标下的社会价值较难进行成本核算。根据文献[2-3]的成本核算目录,环境成本主要包括节能、罚没、污染控制、环保设备等方面的支出。文献[4]根据污染物排放对产品、生物多样性、土壤等的影响计算了发电的环境成本。文献[5]认为将火电的外部性成本纳入企业内部成本仍有待政府激励。文献[6-8]也从各方面研究了发电对环境产生的负面影响,并从处理损害和为消除污染付出经济代价的角度对该负面影响进行货币化,形成环境成本。然而,以环境成本指引可持续发展相关政策存在以下缺陷。第一,上述分析只考虑了生产经营对社会的负面影响,较少兼顾火电的利弊以及能源低碳转型视角下绿电的正外部性,较难从实现低碳转型目标的角度体现火电和绿电的利弊、价值。第二,上述成本核算虽然刻画了人们为污染付出的经济代价,但难以反映发电污染对子孙后代的长远影响。第三,环境影响的货币测度或存争议。如,虽然碳价可以作为计量燃煤发电的环境外部性成本的依据之一[8],但碳价受到能源价格[9-11]、经济状况[10]、环境[10-11]、政策[11]等多种因素的影响,其数值并不完全由环境目标决定,且不完全取决于发电行业,所以未必能完全反映低碳转型社会目标所需要的电力系统排碳的代价。又如文献[7]、文献[12]分别对包括二氧化碳在内的排放物采用了不同的货币化方法。环境损害的货币化度量方式的不统一和测度视野的局限性将导致环境成本计算结果对政府决策的参考价值降低。这些都使环境成本、社会成本对社会价值的刻画具有不精确性和局限性,较难为政策的实施力度调整提供有效参考,有可能导致政策激励力度与低碳转型目标的脱钩。比如,可再生能源发电补贴目前采用的是固定价格、差价补贴的方式。是否补贴、补贴额取决于可再生能源标杆上网电价与燃煤发电上网基准价的差值。由于标杆上网电价、基准价的基础源于成本核算,而会计成本较难准确反映社会目标视角下的价值,补贴自然未必能够满足社会目标下的可再生能源激励要求。此外,绿证、碳交易、绿电市场虽然共同调整了绿电的收益、认定和实现了其相对较高的社会价值,但三大市场各有目标,并未对“应该对绿电激励到什么程度,其收益应该调整到什么程度方可调动足够的资源、保障能源低碳转型目标的实现”形成共同的判断,即:缺乏2类电力的社会价值标准。对价值的看法是可持续转型的关键和杠杆[13]。在绿电和火电的外部性、社会作用较难进行成本核算,同时政策激励的准绳尚待研究的情况下,论文将广义价值论与相对效用的基本思想相结合,用“社会相对效用”(见1.3.1节)体现社会目标对价值的影响,构建社会价值分析模型,预估2类电力的社会价值。政府可以通过评估该价值量的可实现性进而对目标进行动态修正,使得该目标对应的绿电和火电的社会资源调用权限具有实现的可能性。

      经济价值分析方法主要有英国古典主义方法、边际效用理论新古典主义方法、马克思主义价值理论[14],但都未考虑低碳转型这种社会可持续发展目标对价值量的影响。社会价值的研究视角不一,尚未形成统一的定义。它可以指一个特定社区的价值、文化价值和社会规范,也可以用来表示公共利益和公共产品的价值,可以指“利他”的价值、人们在社会方面的价值、对福利的贡献、一个群体的支付意愿、个体的支付意愿的聚合,或通过社会过程产生的价值[15]。文献[16]提出社会价值由利益相关者偏好表示产生,通过社会系统分享互动实现全社会的价值认同,社会系统与公共系统互动实现公共价值的供需平衡。文献[17]将可持续发展背景下的社会价值研究归为生态系统管理、农村发展、商业可持续性、伦理道德4个方面。文献[18]将社会价值集成到一个基于偏好的效用框架中。文献[19-20]分别对水资源、森林生态产品的社会价值进行了分析,所述价值有作用、重要性的含义。总之,社会价值具有多元性,可以从不同的维度进行概念化[21]。论文研究的社会价值是以运营付出的代价、耗费为价值量基础,融入社会目标后的重新估值,是规划得出的为某经营领域可以付出的社会资源量,是一种目标导向下的应当价值(注释1)。论文可能的贡献在于:从价值、资源调用的视角,以社会价值为纽带将能源低碳转型目标植入不同电源的资源调用规划,为指定激励政策提供分析工具。兼顾生产耗费和社会目标进行电力价值分析,形成考虑社会相对效用的价值模型。形成考虑能源低碳转型目标的社会资源规划路径:结合目标确定社会价值,以社会价值和据此估算的收益 在社会价值基础上估算的收益是指以社会价值为依据估算的该种经营调用的社会资源量(模拟时按固定收益率计算),是社会希望赋予的资源量。可以通过市场交易所得的收入、财税政策或绿证等政策工具下的收益、各类政策性或社会性支持和服务等方式辅助实现。在只考虑市场交易一种价值实现方式时,该收益值可以作为基准价格的依据,为煤电基准价、可再生能源发电的综合性单位收益(如电价与单位补贴之和)提供参考。如果还存在多种辅助实现手段,则该收益是市场交易和政策组合交叠的结果,表现为绿证、补贴、价格等多方面收益。后文将社会价值基础上的收益简称为“基准收益”。为参照,引导资源配置、动态优化激励政策和目标。提出从价值的形成和实现进行治理的策略。有助于实现电力价值与社会系统管理的动态协同,促进能源低碳转型目标的实现。

      1 理论构建

      1.1 研究方法与框架

      结合劳动价值论基础上的广义价值论、效用价值论的相关思想构建价值分析模型。广义价值论从机会成本的角度对广义价值进行分析和计算[22],为电力社会价值的分析提供参考。效用价值论认为物品的价值来自于效用,其中的相对效用理论认为价值的决定因素之一是相对效用。相对效用是商品适应市场需要的程度,等于“市场对商品的需求量/商品的供给量”或者“社会需要的劳动总量/实际消耗的劳动总量”[23]。对于多社会目标下的价值分析问题,可以将上述理论融合。第一,论文引用了广义价值论的2点思想:2种商品的价值之和在价值变换前后相等;以2种商品的价值量相等作为换算条件。第二,考虑到低碳转型目标,在相对效用理论基础上将“社会相对效用”纳入价值模型,融合相对效用与广义价值思想进行价值分析。此外,论文认为在能源低碳转型目标下,社会对不同领域形成不同的战略认知、偏好,可赋予不同的价值实现效率[24],这将体现于分析过程中。

      在分析路径上,首先,基于对能源低碳转型目标的认识形成相对效用。然后,根据广义价值论和相对效用的思想确定社会价值。最后,分别分析煤电和太阳能发电的社会价值(以配额目标和全球温升2 ℃目标为例)。对比社会价值实现的可能性和难度、进行目标量的动态修正。根据最终确定的社会价值估值调整政策组合、激励力度,并从价值形成、实现2个方面调整社会系统的管理方式和措施。最终实现能源低碳转型目标的社会价值对社会资源的配置作用,分析框架如图1。论文以广义价值论、相对效用的相关思想为理论基础,考虑到能源低碳转型的新情况,用“社会相对效用”构建价值模型,凭以动态优化目标量和激励政策,以社会价值引导社会系统管理和资源配置。

      图1 考虑能源低碳转型目标的电力社会价值分析框架
      Fig.1 The framework of the social value analysis about electric power considering the social goal of low-carbon transition

      1.2 符号释义

      为了阐释理论和模型,将相关变量、参数等的含义列入表1。

      表1 符号释义
      Table 1 Notation definitions

      符号释义V1、V2分别为2种商品(火电、绿电)的单位社会价值。发电存在多种方式,以不同方式生产的电力在环境、能源安全等方面所起的作用不同。因此从生产方式、作用等角度可以划分得到不同种类的电力X1、X2分别为纳入价值比较分析系统的2种商品的进入量,比如火电、绿电的市场供给量D分析地域范围内的2种商品的数量之和,X1 + X2 = D θ为社会价值比例系数,以V2X2、V1X1计算的2种商品的社会价值总量之比Vo 1、Vo 2分别为广义价值论基本价值模型中的“2种商品的单位价值”。也是在不考虑绿电、火电的社会相对效用的情况下,以社会价值模型计算的2种商品的单位价值Xo 1、Xo 2分别为广义价值论基本价值模型中的“2种商品的数量”分别表示目标规划之下社会对火电、绿电的需求量,也就是计划需求量(政府规划的需求量),简称目标量b1、b2分别为火电、绿电的实际供给量,简称实际量a1、a2 s进入市场或价值评估系统中的2种商品的数量比,s=XX 12 j1、j2分别为火电、绿电的社会相对效用系数,jaa=,jbb 112=212 c1、c2分别为2种商品在生产、运营的单位时间内的耗费。可根据研究情境理解为劳动时间对应的货币量,或单位时间的成本C1、C2为每一单位商品的生产、运营所付出的代价。具体到电力领域,分别为生产经营一单位火电、绿电发生的耗费。出于数据的可得性,在仿真中按相关文献的成本数据计算C1、C2 t1、t2分别为每一单位火电、绿电的生产运营所耗费的时间

      1.3 考虑低碳转型目标的社会价值模型

      根据低碳转型社会目标下的电力社会价值分析框架(图1),在确定社会相对效用的基础上形成社会价值的基本模型,得出社会价值量。

      1.3.1 社会相对效用的确定

      社会相对效用用于衡量某产品的市场实际供给量满足社会目标的程度。社会相对效用的理论基础为文献[23]关于相对效用的分析和文献[25]关于产品的社会消费价值分析。文献[23]认为价值受到相对效应(市场对商品的需求量与供给量之比)的影响。文献[25]在进行产品的社会消费价值分析时,提出

      其中客体价值量是考虑相对效用后的价值量,即价值实体量经“相对效用”调整后的价值量。价值实体量为未考虑相对效用时的价值量。根据价值理论研究方法和视角的不同,价值实体量可以是效用当量,也可以是劳动价值量,总之是没有加入相对效用、社会相对效用因素时的价值量。上述研究将需求量与供给量纳入了价值分析的范畴,认为客体价值量并非单纯用货币衡量的价值量,而是根据供需因素调整后的价值当量。

      然而,论文要分析的是低碳转型社会目标下的价值量,希冀得到的、规划下的应当价值(该领域的社会资源调用量)和基准收益(规划者希冀出现的单位产品收益,如可再生能源发电电价与单位补贴等政策性收益之和)。上述社会需求量可以被引申为目标规划之下社会对产品的需求量,也就是计划需求量,简称目标量。社会供给量可以引申为产品实际供给量,简称实际量。得到:

      该式将“产品实际供给量满足社会目标的程度”纳入价值量的分析,得到的结果是价值实体量的当量。“目标量/实际量”可以作为该产品的社会相对效用指标,代表某产品的实际数量与社会目标量的差异,衡量社会对产品的渴求程度。当“实际数量”较小,社会对其需求程度较高,社会相对效用较高。当“实际数量”渐渐接近甚至超出目标量,社会对其渴求程度逐渐减弱。将社会相对效用评价指标与广义价值论的思想结合,融入社会价值模型,见式 (4) 和式 (5)。

      1.3.2 社会价值量的确定

      对社会价值进行计量的数值为社会价值量。广义价值论为社会价值量的确定提供了思想基础。该理论研究的广义价值是商品的比较价值,由比较成本决定。它在本质上是一种应当价值,适合于规划分析。论文虽然没有使用其完整的建模结果,但引用了其分析问题过程中的2点思想。

      第一,2种商品的价值总量相等。2种可比较的产品,其数量与单位价值的乘积相等:

      广义价值论的这个等式所蕴含的思想是将2种商品的价值比较维度统一于总价值量相等。这也是价值公度性、同量性的要求—价值需要被置于同一尺度上,以便于比较[26]。应用于电力时,须根据行业情况做如下假设。

      假设1:低碳转型目标要求绿电比重逐渐增加,可体现为年度目标电量a1a2的变化;未考虑上述低碳规划电量时的2种电力的社会重要性(社会效用)大小可由规划主体比较、判断。比如通过近期装机占比等反映资源配置、满足社会需求程度的指标进行衡量,亦可采用其他方式。在分析时段内,不考虑低碳目标电量a1a2时,2类发电对社会的效用、重要性相当。一方面,2030年前,二者的装机容量大体相当。装机容量在一定程度上反映了2类发电的资源配置、满足社会需要的程度、重要性。另一方面,绿电发挥着能源结构转型等作用,火电则发挥着保供和系统灵活性作用。储能、氢能等在较长时间内较难替代火电在电力系统稳定和保供方面发挥的主导作用。因此认为未来一段时期内2类发电对社会的效用、重要性相当。如果考虑未来几十年,火电、绿电的电量比重悬殊、地位变化,火电的初始社会效用(,未考虑低碳转型目标对发电量的要求时,火电对社会的效用)有可能远低于绿电的情况,可以届时考虑社会对2类电源的依赖情况、其战略作用演变,按注释3修正初始社会效用的关系,对社会价值比例系数θ进行扩展。截至2023年上半年,国家能源局发布的可再生能源装机约占中国总装机的48.8%。《中国电力行业年度发展报告2023》预计2030年非化石能源发电量占比接近50%,装机占比达60%左右。可见未来一段时间内,火电、绿电的装机容量和电量(从资源配置、满足社会需要的角度反映了重要程度)均大体相当,社会作用平分秋色。因此,后文的模型暂未对θ进行扩展。

      假设2:生产的火电、绿电可以经市场交易而被消纳,可出清。1单位价值1元的绿电的价值量(V1X1)等于1单位价值1元的火电的价值量(V2X2)。当绿电的价值提高为2元,则1单位的火电的价值量(1元)只能相当于0.5单位的绿电。同理,如果由于市场需求或供给变化,电力系统中的绿电的实际供给量下降为0.5单位,则可以得到绿电的价值将提高为2元。然而,低碳转型目标下的评估价值与原交换价值存在差异,原关系式并不能反映社会对2种产品的战略要求,无法支撑低碳转型社会目标的实现。论文引入社会相对效用系数反映社会目标,进行价值关系平衡,得到社会的目标价值,见式(4)。

      θ的推导过程如下:

      在未考虑绿电、火电的社会相对效用时,按照广义价值论:

      确定二者的价值关系。考虑到社会相对效用后,火电的客体价值量为

      绿电的客体价值量为

      由式(6)、式 (7) 和式 (8) 得:

      当2类发电的比重或战略地位悬殊导致社会综合效用出现差异时,可以考虑战略作用以及近期装机占比等衡量其满足社会需要程度和资源配置比例的指标,评估形成初始价值量关系,即在不考虑低碳目标的情况下,对2种商品的社会效用、重要性大小进行衡量。在此基础上对参数θ进行扩展,此时θ=与该初始比值之积。

      j1j2分别为火电、绿电的社会相对效用系数,表示效用评估对原来的以时间、费用等方式核算的内在价值(生产经营中的耗费)的缩放倍数。由式 (9) 得到:V2X2=θ·V1X1,即关系式(4),θ为社会价值比例系数,表示2类发电的社会价值总量之比。

      对比式(6) 与式(4) 式可见,在未考虑相对社会效用时,以广义价值论的关系式 (6) 确定价值关系。对2种商品进行社会相对效用评估后,以式 (4) 确定价值,这样能够体现该商品实际数量对社会目标的满足程度。

      第二,两部门的广义价值总量等于两部门的总成本。广义价值量在计算广义价值的过程中采用了“两部门的广义价值总量等于两部门的总成本(以劳动时间计量)”[22]

      隐含的思想为,将初始的以劳动时间衡量的价值总量重新分配给X1数量的商品1和X2数量的商品2,分配权重分别为2种商品的广义价值(待求量)。其优点在于,既保留了由劳动时间确定的价值总量,又考虑到新因素影响下的价值重设。不过如果用这个模型确定价值,需要对劳动时间进行计量,但实践中的企业财务管理中并没有针对采购得到的原材料内含的劳动时间进行计量。上述广义价值论模型虽然能进行较好的理论解释,但理论中的价值较难用企业财务数据计量、比较,其结果较难直接用于指导、分析与企业实际运营有关的具体问题。论文将根据广义价值论的思想进行模型的延展和拓宽,得到社会价值的第2个关系式:

      其内在含义是将价值量体系A之下的2种商品的价值量转换为社会目标效用价值系统之下的社会价值量V1V2。原体系A的价值计量标准可以是劳动时间的货币当量、企业运营中付出的人财物等各类资源的货币当量。根据不同的研究情境赋予具体含义。令

      得:

      式 (16) 表示社会价值量总量等于劳动时间的货币当量或者经营时间内消耗的人财物等各类资源的货币当量。式 (16) 既保持与广义价值论的衔接,又利于与实践中的企业成本核算衔接,具有较好的应用性。广义价值模型是以劳动时间t1t2作为价值,等式右端是2种商品的总劳动时间。社会价值模型中的“C1C2”可以根据不同的研究背景理解为多个方面:一方面,与广义价值论衔接,可以理解为时间价值:

      这样可以分析得出代表以单位产品的劳动时间表示的社会价值。另一方面,在更广泛的意义上可以理解为企业经营过程中付出的代价,即投入的价值。在计量上,可以用时间或货币计量。考虑到数据的可得性,后文仿真中按成本计量:

      则可以得到与单位产品的投入价值(以成本量计量)相对应的社会价值量。针对不同的研究领域,可以对c1c2赋予不同的含义,如工人单位时间工资、单位时间的成本。在本文中,视火电、绿电由劳动者集体生产,即生产组织为劳动者集合。劳动者集合运营产品的时间既是集体的劳动时间,又是运营时间。将c1c2视为2种商品的单位时间成本,用单位产品成本除以该产品的生产时间进行计量。

      综上,根据式(4)和式(14)得到多社会目标下的电力社会价值模型:

      解得:

      可见,无论在具体研究中赋予A怎样的意义(劳动时间、劳动时间对应的货币价值量、以成本计量的投入运营的各类资源的货币价值量),都可以根据原价值总量A以及由社会相对偏好得到的社会价值比例θ,得到社会价值。进一步分析,当A具体化为式(23),可以得到另一种结果。

      得:

      I1=C1·X1为投入火电的资源价值量,I2=C2·X2为投入绿电的资源价值量,I=I1+I2,得:

      令2种商品的数量比为

      s可以由规划(如可再生能源消纳配额)得到,即此时为一个既定的值:

      那么可以确定V1V2的值为

      可见,根据由社会相对效用确定的社会价值比例系数θ,2种商品的产量比s(或者资源总量比),单位产品的内在价值量(生产经营中的耗费),可以得到对应的社会价值量。

      2 电力社会价值估算

      能源低碳转型对电力社会价值的影响体现在对目标量的设定上。目标量通过影响社会相对效用从而影响社会电力价值量。论文首先根据可再生能源消纳配额确定目标量,分析2种电力的社会价值。然后根据2 ℃目标下的电量数据确定目标量[27],分析2 ℃情景下的电力社会价值。在模拟时,选用煤电、太阳能发电分别作为火电、绿电的代表。

      2.1 以可再生能源消纳配额为目标的电力价值

      对2种电力的单位成本、发电量进行统计或预测从而得到资源投入量。以2023—2030年为例,计算煤电和太阳能发电的社会价值。数据来源见附录A表A1。由表2可见,太阳能发电的社会价值总体上呈现下降的趋势,煤电的社会价值逐渐提高。其原因主要是太阳能发电度电成本降低、煤电占比下降导致s逐渐降低,二者均产生拉低V2的作用。还发现,煤电的基准收益接近燃煤发电基准价,太阳能发电的社会价值远高于煤电社会价值。在这种情况下,应通过政策组合、市场交易等手段激励太阳能发电领域的资源投入和价值实现。同时应注意低碳政策和市场的作用结果,不应使煤电的市场价格与基准收益有较大偏离。

      表2 配额目标下的社会价值量及收益
      Table 2 The quantity of social value and benchmark income level considering the goal of power quota 元/kWh

      年份20232024202520262027202820292030煤电社会价值0.3030.3110.3170.3200.3230.3270.3310.334太阳能发电社会价值1.3461.3351.3051.2571.2131.1831.1521.121 2种电力的社会价值差异1.0431.0250.9880.9370.8900.8560.8210.787以社会价值为基础的太阳能发电的基准收益1.4541.4421.4091.3581.3101.2771.2441.211按照与光伏相同的基准收益率(8%)核算的煤电基准收益0.3270.3350.3420.3460.3490.3530.3570.361

      此处关于社会价值与基准收益的关系做2点说明。其一,社会价值用于对社会投入估值,是为该商品应当付出的资源量。基准收益是以这种资源投入为基础按收益率计算的收益,是在社会价值对应的资源投入运营、价值得以实现的理想状态下,该项经营最终能够调用的资源量。在只考虑电量市场交易一种价值实现方式时,基准收益可以作为基准价格(如燃煤发电基准价)的参考。如果还存在多种辅助实现手段,则该基准收益可以是各类市场交易和政策组合的结果(如光伏电价与补贴、碳交易、绿电交易等收益的综合结果)。其二,模型计算得出的价值量与实际实现的价值量不同。通过模型计算得到的社会价值量和基准收益都是社会目标认知下的、规划实现的社会资源调用量,可以分别理解为作为目标的价值量和作为目标的资源调用量。当社会通过市场、政策等方式,按照模型得出的价值量向该经营领域投入资源后,目标社会价值才转化为实际社会价值。当社会以基准收益为参考,通过市场、政策等方式使经营主体实际可调用的资源量与基准收益相当时,基准收益这种目标才得以实现。

      2.2 2 ℃目标下的电力社会价值

      《巴黎协定》提出控制全球温升不超过2 ℃的目标。文献[27]对此目标下的电量趋势和电源结构进行了分析。论文以此为依据确定目标量,模拟2023—2030年的社会价值变动趋势,见表3。数据来源见附录A表A1。由该结果可见,太阳能发电的社会价值总体上呈现逐渐增加的趋势,煤电的社会价值逐渐下降。主要原因在于2 ℃情景下的太阳能发电的年度目标量逐年大幅提升,导致太阳能发电的社会相对效用系数j2持续大幅提高(年均增长率近9%)。煤电如果只考虑温升不超过2 ℃的目标,则每单位太阳能电力所应被赋予的资源量(基准收益,注释2)远远超出了可能的市场价格,远非市场交易收入可以弥补。按照清华大学气候变化与可持续发展研究院的报告,2020—2050年累计能源供应投资需求为53.7万亿元[27]。以社会价值计算的各类电力的基准收益值可以作为投资规划、财政补贴、绿证价格、碳排放配额的参考。

      表3 2 ℃目标下的电力社会价值
      Table 3 The social value of the electric power driven by 2 ℃ target

      年份20232024202520262027202820292030煤电的社会价值/(元·(kWh)-1)0.2720.2600.2530.2470.2430.2390.2370.236太阳能发电社会价值/(元·(kWh)-1)1.7481.9822.0802.0922.0852.1072.1092.090 2种电力的社会价值差异/(元·(kWh)-1)1.4771.7221.8271.8451.8421.8681.8721.855以社会价值为基础的太阳能发电的基准收益/(元·(kWh)-1)1.8882.1402.2472.2602.2522.2762.2782.258按照与光伏相同的基准收益率(8%)核算的煤电基准收益/(元·(kWh)-1)0.2930.2810.2740.2670.2630.2590.2560.254 V1在2 ℃目标下的数值与其在配额目标下的数值的比值0.8970.8370.7990.7730.7530.7320.7160.705 V2在2 ℃目标下的数值与其在配额目标下的数值的比值1.2031.3741.4761.5411.5911.6501.6951.727

      将2 ℃目标下的分析结果(表3)与配额目标下的分析结果(表2)进行对比可见,太阳能发电的社会价值在2 ℃情景下高于其在配额目标下的数值,煤电的社会价值在2 ℃情景下低于其在配额目标下的数值,原因在于2 ℃目标下的太阳能目标发电量约为其在配额目标下数值的2倍,煤电目标发电量则约为其在配额目标下数值的94%,带来的结果是,2 ℃目标下的社会价值比例系数约为其在配额目标下数值的2.4倍,导致社会价值差异。可见决策主体对目标的选择、对目标量的确定直接影响分析对象的价值估值。假如政府选择2 ℃目标,太阳能发电应实现更高的价值量(约为配额目标下的1.5倍),煤电实现相对更低的价值量(约为配额目标下的78%)。决策主体可以通过预估实现的可能性进行目标调整并动态优化。同时需注意,若参考此情景下的煤电基准收益调低燃煤基准价,或间接影响煤电电量收益,其单位收益有可能远低于煤电度电成本。需以政策激励煤电通过辅助服务、容量市场等获取收益,弥补电量市场的低收益,以保障其正常发展。

      2.3 讨论与政策建议

      2.3.1 社会目标的选择和动态调整会显著影响社会价值

      可再生能源配额的确定考虑了电力系统的实际消纳以及各地区的实际情况。与2 ℃目标相比,配额目标分解得到的太阳能目标电量较低,以其为依据计算得到社会价值比较容易实现。在“《巴黎协定》全球温升2 ℃”目标下的电量预测(数据来自文献[27])更多地受到环境目标的约束,得到的太阳能发电目标电量比较高。以此为基础测算得到的太阳能发电的社会价值也就相对较高,与煤电的社会价值差距很大。这种估值具有更多的环境导向。极高的社会价值意味着社会需要极大幅度地提高太阳能发电的可调用资源,具有较大的实现难度,需要分阶段逐步实现。在特定阶段,以单一目标下的社会价值为依据引导政策和资源配置有可能影响其他目标的实现,如能源安全、系统稳定、经济性。总之,对低碳转型社会目标的权衡选择是社会价值确定的起点,将直接影响价值量乃至资源配置。

      2.3.2 根据社会价值反馈结果动态修正目标

      规划主体可以结合市场情况评估社会价值量和基准收益的可实现性,从而修正目标。比如,在特定发展阶段,可以在全球温升2 ℃目标的基础上考虑保供和系统安全等因素,采用技术评定和专家法等得出优化后的目标电量。将加入新的社会目标后得到的社会价值量与原目标下的社会价值量的差值作为新加入的目标对社会价值量的贡献度,即该目标对该种电力的价值量影响程度。该数值可以反映加入新的目标后,社会应赋予该经营领域的社会资源量的变化程度。通过结合市场情况衡量这种变化程度是否能被规划主体接受,得以审视新目标的可行性,从而优化目标结构。

      2.3.3 产业政策等与社会价值预估的动态协同

      当产业政策或消费端调控等影响电量时,或者单位耗费发生明显变化时,社会价值预估应动态协同,为政策组合协同提供动态的参照。在进行社会价值预估的过程中,根据历史数据得到预估的X1X2,设X1 + X2 = D。如果在产业结构调整和消费端调控的影响之下,预估总发电量变动ΔD。则按照电量结构s,得到2种电量分别为根据社会价值模型式 (30) 和式 (31) 可以得到电量变化后的社会价值。上述过程为政策组合的动态协同提供了一条分析路径:根据产业政策或消费变化预估电量、社会价值,用社会价值和基准收益指导政策组合的协同作用力度。投资规划、财政补贴、绿证价格,以及其他各类激励性或抑制性政策的作用力度需要发生与社会价值同步的调整,最终使社会价值、基准收益得以实现。

      2.3.4 价值模型用于对地域的分析

      各地区的火电、绿电产量各不相同,即每个地区有具体的发电量X1X2,也有各不相同的度电成本C1C2。于是可以根据各地区的实际情况得到相应的电力价值,为地区的政策和资源调控提供参照。在社会相对效用的确定上,有2种确定方法。其一,各省可以根据自身的目标和实际情况确定这2个指标。这样有利于因地制宜实现省域目标。其二,国家也可以要求部分省份根据全国统一的或多省份统一的社会相对效用确定社会价值。

      2.3.5 从社会价值形成、实现的全周期进行电力和社会系统管理

      在具体阶段的既定目标下,可以参考社会价值来优化各领域的资源配置、调整政策。可以从社会价值的形成、实现的整个周期进行电力和社会系统管理、促进电力可持续性转型。一方面,论文所述社会价值的形成,是社会资源投入经营领域以及生产运营组织的过程。应促进各方资源投入经营领域,包括经营主体的投入、政策性投入(研发、土地等),以及金融市场等社会其他投入。政府应以社会价值量为参考,审视政策组合和市场机制之下的不同电力领域的资源投入量是否适当。另一方面,价值实现指投入某经营领域的资源实现增值目标[24],是经营被市场认可的过程和结果。价值实现过程与价值实现效率有关[24],价值实现结果可表现为收益。产品特性(如成本、质量)、竞争关系、政府政策、配套服务(如绿电交易)等均可影响价值实现效率。提高价值实现效率相当于提高收益率,比如:太阳能发电初始投入为I2,一年内以5%的收益率实现增值。若价值实现效率加快,则有可能于半年内实现增值。当把资金I2再次投入运营,可以获得新的增值。全年的收益将达到I2·(1+10%),相当于提高了收益率,有助于扩大生产规模。政府可以基准收益为参考,分析价值实现效率和实施政策组合后的实际收益是否适当。政府可以通过改善配套服务来提高绿电的价值实现效率、收益率,逐步接近基准收益。论文所述配套服务是社会系统提供的有助于行业主体经营的生产、运营服务,比如调峰等辅助服务、储能、能源互联网项目、低碳城市的部分项目,乃至充电桩都与绿电的运营息息相关,属于支撑绿电的服务。政府还可以通过碳交易、绿证、补贴等政策组合以及消费端管理来影响绿电和火电的投资收益。最终,市场、政策的协同结果应使得经营领域的各类投入与社会价值相当,经营领域的各类收益之和与基准收益相当。

      政府可以社会价值为依据,在观测价格信号、市场收益的基础上形成政策组合的整体安排和动态管理。在治理过程中,应结合市场情况,协同使用政策组合、配套服务、消费端管理,促进价值的形成和实现,最终促进低碳转型目标的实现。

      3 局限性分析

      研究以社会价值和基准收益为政策优化提供分析工具,从价值、资源调用的视角将低碳转型发展目标植入不同电源的资源调用量规划。然而,论文存在一定局限性,如下所述。其一,没有同时分析多种产品的社会价值。可以考虑选择某商品作为基准品,进行两两比较,使式(4)扩展为多个。其二,随着时间推移,初始价值量与Vo1Xo1的关系可能会发生显著差异,需要进行重新评估。因此论文未涉足2030年后的远期分析。文中提出考虑战略作用以及用装机占比等衡量其满足社会需要程度和资源投入的指标加以衡量,尚未深入探讨最优的评估方法。可以考虑结合条件估值法[28-29]、专家法等评价方法。以上可以作为进一步研究的方向,有利于提高社会价值分析结果的精确性、合理性。其三,论文仅以煤电和太阳能发电作为火电和绿电的代表,尚未对绿电、火电两大类产品的社会价值进行分析。后续研究可以考虑将子项商品的参数加权,形成两大类“组合商品”的参数,再利用社会价值模型进行分析,亦或有更好的解决方法。

      4 结论

      论文结合广义价值论、效用价值论的相关思想构建了低碳转型社会目标下的电力价值分析框架,形成考虑社会相对效用的价值模型和融合目标的社会资源规划路径,将社会目标植入市场主体的资源调用量。为政府动态优化目标和政策组合的实施力度提供分析思路。主要结论如下。

      第一,结合广义价值、效用价值思想,提出用蕴含了“目标量”的社会相对效用构建社会价值模型。从价值、资源调用的视角将政府的可持续发展目标植入市场主体的发展。社会价值可由社会相对效用(或者社会价值比例系数)、2种商品的产量比(或者资源总量比)、单位产品的内在价值量确定,或者由价值总量(A)、社会相对偏好(或者社会价值比例系数)、单位产品的内在价值量确定。以融合目标的社会价值为枢纽,对不同领域进行资源调用规划和收益预估,为政策组合协同更新、目标量结合市场实际的动态优化提供了基准和分析工具。

      第二,提出根据社会目标确定社会价值、修正目标、引导资源配置的分析路径。以目标确定社会相对效用—结合效用指标和生产耗费确定社会价值量和基准收益—根据市场情况、目标实现的可能性修正目标,确定优化后的社会价值量—根据社会价值量和基准收益调整政策及社会系统管理的方式和措施,最终实现可持续发展社会目标、社会价值量对资源的配置的引导作用,影响市场主体的发展,支撑社会目标的实现。

      第三,运用社会价值分析方法对太阳能发电、燃煤发电的社会价值进行了预估。分别分析了可再生能源消纳配额目标下、2 ℃目标下的太阳能发电、煤电的社会价值。发现社会目标的差异导致电力社会价值的巨大差异。规划主体可以通过评估社会价值、基准收益的可实现性进而修正目标。提出用新加入的社会目标对社会价值量的贡献度来反映社会应赋予该经营领域的社会资源量的变化程度。规划主体可以通过衡量是否接受这种变化程度来修正目标结构。此外,太阳能电力的基准收益远高于市场价格,而煤电的社会价值和基准收益与市场价格的差距相对较小。这种差距可以指引政策组合的调整,参考这种差距确定投资规划的结构、绿证价格、碳配额、财政补贴的范围和金额。

      第四,提出从社会价值的形成和实现的整个周期进行电力和社会系统管理。在促进价值实现方面,可以通过改善配套服务、政策组合和消费端管理来影响、提高绿电的价值实现效率和收益率,逐步接近基准收益。另外,社会系统管理与和社会价值预估动态协同。当产业政策或消费端调控等管理措施影响用电量时,或者单位耗费发生明显变化时,社会价值预估应动态调整、为政策组合的协同提供动态的参照。

      论文提供的社会价值分析方法既继承了以生产耗费度量价值量的传统做法,又融合了广义价值、相对效用的基本思想,同时推陈出新地完成了社会目标与价值量的融合,从而解决了可持续发展背景下,政府缺乏契合低碳转型社会目标的资源调用量标准的问题。社会价值模型可以适应社会目标的动态调整,具有一定的灵活性。可以对多种目标下不同领域的资源规划量进行比较,其结果可以为目标优化提供参考。该方法适用于对具有外部性、影响国家可持续发展目标实现的经营领域进行资源调用规划和市场预估,为政策组合协同、目标优化提供参考。其实践意义在于为政府提供新的决策工具、促进低碳转型发展目标的实现—以2类商品的社会价值、基准收益为参考,观测其变动趋势和差异,优化政策组合和实施力度,同时结合实际约束和新目标的贡献度优化目标结构。政府可以从价值的形成和实现进行治理,使资源配置、市场主体的发展与社会目标相契合。

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      基金项目

      安徽省社会科学研究重点项目(2022AH053115,2022AH053113);中央高校基本科研业务费专项资金项目(2022ZDPYSK04)。

      Key Project of Social Science Research in Anhui Province(2022AH053115,2022AH053113); Special Foundation for Basic Scientific Research Expenses of Central Universities(2022ZDPYSK04).

      作者简介

      • 谢菁

        谢菁(1982),女,副教授,博士研究生,研究方向为电力市场,E-mail:xiejingcumt@126.com

      • 吕涛

        吕涛(1974),男,教授,博士,研究方向为电力系统转型。通信作者,E-mail:taocumt@cumt.edu.cn。

      出版信息

      文章编号:2096-5125 (2024) 06-0650-12

      中图分类号:F426

      文献标志码:A

      DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2024.06.005

      收稿日期:2023-09-10

      修回日期:

      出版日期:2024-11-25

      引用信息: 谢菁,吕涛,方德斌.低碳转型目标下的电力社会价值研究[J].全球能源互联网,2024,7(6):650-661 .XIE Jing, LYU Tao, FANG Debin,.The Social Value Analysis of Electric Power Considering the Target of Low-carbon Transition[J].Journal of Global Energy Interconnection,2024,7(6):650-661 (in Chinese).

      (责任编辑 任大伟)
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