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JUNE

2017

清华大学博士谈碳交易与电解铝

发布时间:2017-6-21 8:56:391926次

据招商有色报道:

   6月14日,招商证券2017中期投资策略会在广州召开,会上邀请到两位重量级专家为我们讲述供给侧改革对铝市场的影响以及即将全面开启的碳交易市场对于有色金属市场的影响。

   发言人:周胜 清华大学能源环境经济研究所  博士、副教授

   主要内容:

   碳排放推出的实现是较快的,未来有可能变成可以全球流通的新的大众商品,有色金属行业如电解铝也是一个高能创业行业,这些政策出台对有色金属行业的影响是很大的。下面有请周教授来讲一下碳市场对有色金属行业的影响。

   一、碳市场背景

   国际上,碳市场和川普决定退出的《巴黎协定》是密切相关的。主要是针对温室气体和全球气候变化,所谓的全球气候变化又是指温度上升对人类带来的一个灾难性的影响大背景下的一些研究工作,所谓的温室气体主要是二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、氢化碳、氯化碳。二氧化碳的主要来源是可燃烧材料的燃烧带来的排放,比如煤、石油、天然气,最终消费都会产生二氧化碳。甲烷相关的包括农业和牧业。这是温室气体的类型。

   第三种观点在国际上有争议,就是认为这不是一个科学问题,而是一个骗局。但是主流的观点还是认为气候变化是科学的问题,对人类的生活和生存带来影响,这是一个定性的。第二个就是说气候变暖的主要因素还是人类自己,所为人定胜天,大自然对人类还是有所报复的,人类活动带来的二氧化碳排放的指数是很高的(大于95%)。人类应该通过自己的努力减少温室气体的排放,降低气候变化带来的严重影响。

   温室气体在全球排放的现状,目前中国是全球第一大排放国,中国27%,美国16%,欧盟11%。未来10年-20年的新增排放主要来自于中国和印度。发达国家最近30年基本没有什么新增的排放,这是一个相关的背景。

   为了应付气候变化这个问题,国际上所有的国家都参与了相关谈判,其中几个最关键的节点如下。1992年,在巴西里约签订了《联合国气候变化框架公约》, 1994年生效。参与的国家非常多,154个国家和欧洲共同体签署,一共将近170多个国际。定下了一个基本目标就是将大气中温室气体的浓度,稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。共同但有区别的责任。意思就是发达国家承担更多的责任,因为他们经济水平和技术能力更高一些,而发展中国家承担少一些责任,这是一个定性的条款。

   1997年在日本京都签订了《京都议定书》,2005年生效,2001年美国退出。关键是量化发达国家减排义务。要求附件一缔约方在2008-2012年内,温室气体排放量比1990年水平减少5%,并同时规定了各国的具体指标。大家想一想,中国2008年-2012年期间排放量增长了好几倍,这个要求对他们还是很严的。因为发达国家人员效率比较高,减排成本较高,所以引入三种灵活机制,即JI、CDM、ET即国家之间可以进行碳排放权交易。当时发达国家为了达到目标,向发展中国家提供资金和技术,帮助发展中国家减排,然后向他们购买这些减排量,奠定了碳排放市场的基础。

   2012年,《京都议定书》结束,发达国家发现排放的大多是发展中国家,发达国家就不愿意继续承担责任减排的任务。后面经历了一系列谈判,2015年底,签订了《联合国气候变化框架公约-巴黎协定》,当时提出了3个目标:1)本世纪末实现2℃全球温度升高控制目标,并努力实现1.5℃目标;2)2020年后,各方以“国家自主贡献(INDC)”方式参与全球应对气候变化行动。从2023年开始,每5年盘点一次全球行动总体进展。所谓盘点是核查整个国家到底减排行动了多少;3)资金:发达国家在2020年之前每年向发展中国家提供1000亿美元

   全球197个国家,其中147个国家已经批准,48个签约国尚待批准,只有尼加拉瓜与叙利亚两个国家没有签署协定。当时非常大的成功,但是2017年6月1日,美国总统特朗普退出《巴黎协定》。美国用如下理由退出该协定,1)影响美国经济和就业、制造业回归;2)中国和印度没有绝对减排,对美国不公平。但是,尽管联邦退出了该协定,但是美国加州、纽约州和华盛顿州结成“美国气候联盟”,共同对抗特朗普决定。特斯拉、微软、耐克等大公司反对退出。

   目前美国退出带来的最大的问题是《巴黎协定》是否有效。理论上,根据《巴黎协定》规定,一个国家退出不会导致协定失效。此外美国参与比例较小,只有16%。但美国作为世界上重要的国家退出,势必造成负面影响:1)履约前景不确定性增加;2)美国减少应对气候变化的资金和研发投入;3)增加其他国家碳减排负担;4)引发不良示范效应,其他国家也可能被带动退出。另外两个重要国家希望继续完成协定。欧盟承诺全面落实《巴黎协定》,谋求在气候变化议题上领导作用,中国也表示将继续履行《巴黎协定》承诺。

   二、国内碳市场进展

   2.1 国际碳市场现状

   完成上述协定最重要的就是碳市场,为了降低整个二氧化碳排放的成本。全球有39个国家和23个地区已采用或计划采用碳定价工具,主要是两种包括碳排放交易机制和碳税。碳排放交易机制即通过碳排放配额进行交易,碳税即根据排放二氧化碳强度进行税收征取。

   当前国际上正式运行的碳市场有很多,如欧盟碳交易体系、美国区域温室气体计划、新西兰碳交易市场、美国加利福尼亚州与加拿大魁北克省所参与的西部气候倡议、中国碳交易试点、东京都碳交易体系和韩国碳市场。其中欧盟的碳排放贸易的市场占比最大,起主导作用。

   2.2 CDM机制

   国内在国际碳市场领域做了很多工作,有三种机制参与其中,其中有一种就是CDM机制。CDM机制就是发达国家提供资金和技术,在中国建立项目创造一些减排量,按照年减排量卖给发达国家。

   截止到2017年6月,全球有7000多个项目,累计年减排量大概是10亿吨,主要分布在中国和印度,其项目个数和减排量占全球总数的70%,中国占50-60%左右。中国从中获得了非常大的好处,所以前几年中国的化工项目和供电获得了非常大的收益。

   2.3 中国碳排放的目标

   中国在参与国际碳市场过程中,制定了一些非常重要的图表。其中最重要的一个是中国的短期目标就是2020年目标,是在2009年哥本哈根会议上,中国承诺到2020年单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%-45%,会带来一系列是中国产业结构的调整。中国的中期目标是在2030年左右CO2排放达到峰值且将努力早日达峰,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。其中,煤、石油等化石能源要在2030年之前达到峰值。

   2.4 国内碳市场试点

   这两个目标对国内的好多政策产生影响,为了完成这两个目标,国内进行了碳试点。2011年11月,国家发展改革委办公厅下发《关于开展碳排放权交易试点工作的通知》,正式批准在北京、天津、上海、重庆、湖北、广东、深圳“两省五市”开展碳排放权交易试点工作。其中广东做的比较好。

   当时试点的目标就是说通过市场手段和教育成本来控制整个中国温室气体的排放。因为原来是行政手段的方式。最终的目的是建立全国统一的碳市场。

   目前7个试点算是交易定价比较高的,因为只统计了直接交易,附加的金融产品都没有这么统计。截至2017年5月,试点地区累计成交配额近1.6亿吨,成交额37亿元。规模还是比较大的。

   2.5 全国统一碳市场

   在试点的基础上,中国希望建立全国统一市场。建立全国统一市场的触点是在2015年9月《中美元首气候变化联合声明》中提出:2017年启动运行全国碳排放权交易体系。

   在此基础上,国内做了很多准备工作,包括研究、制定。在2016年底,全国碳市场建设思路讨论会,碳排放市场设计基本成形。当时全国碳市场建设特点:1)阶段性:我们处于初期阶段,所以先做简单的,先易后难;2)统一性:全国各试点标准不同,希望所有制度、标准、技术规范、交易规则都要统一;3)公平性:考虑经济因素也是宏观政策的要求,制度设计应体现公平性、合理性;4)可操作性:不能脱离实际情况导致难以操作,简单透明;5).兼容性:将试点碳市场与全国碳市场有机结合;6)处理好政府与市场的关系:尽量通过市场手段解决能交给市场解决的都应交给市场;7)调动各方积极性:调动国家、地方、企业、社会等积极性。

   2.6碳交易机制说明

   社会中有两个控排企业A和B,如果对社会中的控排企业A配额排放7万吨,因生产变化排放了10万吨,还缺3万吨的排放配额的话,过去可能通过行政手段罚款处理,但现在可以通过碳交易市场购买配额。如果企业有15万吨排放配额,通过技术优化实际排放12万吨,富余的3万吨也可以通过碳交易市场卖给有缺口的企业获得收益。即通过市场手段进行排放权交易,从而降低有缺口企业的履约成本或者提高有富余的企业的减排收益。

   目前市场上交易产品主要是碳排放配额(EA)和国家核证自愿减排量(CCER)两种。参与主体重点排放单位/控排企业,但是项目业主、碳资产管理机构、投资机构、个人都可以介入。目前的交易平台主要是7个试点交易所,比较分散;将来希望可以建立全国统一碳市场交易平台。

   里面有一个非常关键的名词即碳排放配额(emission allowance),是指政府分配给控排单位指定时间内的碳排放额度,是碳排放权的凭证和载体。1单位配额相当于排放1吨二氧化碳当量。1吨二氧化碳当量是指其他温室气体如甲烷、氧化亚氮等按折算系数折算成1吨的二氧化碳。

   控排企业的行业覆盖范围包括了八大行业,石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸、电力、航空等,下面有18个子行业,覆盖范围广,重要工业都包括在里面。在碳排放市场建立前期关注三个行业,分别是电力、水泥和电解铝。在此基础上将来会逐步完善和扩大范围。其中有一个企业的入门要求,即哪些企业能够参与到控排企业范围内,就是针对2013-2015年中任意一年综合能源消费总量达到1万吨标准煤以上(含)的企业法人单位或者独立法人单位。初步估算参与到碳市场的企业总数能够达到6000-7000家。

   三、碳市场对有色金属行业的影响

   碳市场有影响的是三个行业电力、水泥和电解铝,但是下面介绍碳市场对有色行业的影响,有色行业比较关注碳市场的就是电解铝行业。

   3.1 有色金属行业能源消费和排放现状

   有色金属行业的产量,一共5283万吨,其中最重要电解铝产量3187万吨。温室气体主要和有色金属行业能源消费有关,2015年消费约1亿吨标煤,占全国2.5%,电力消费5500亿千瓦时,占全国10%。电力消费主要来自于电解铝,占该行业电力消费80%。

   我们对整个行业CO2排放总量做了一个估算大概在5亿吨左右(2015年),占全国排放总量5%左右。碳市场对有色金属行业还是有一定影响,如果每年要求排放减少1%,则年减排量将近500万tCO2,配额价格以20元/tCO2估算,直接交易额将近1亿元。但是7个试点的价格波动比较大,20-60元都有,所以这个估算还有放大的可能。

   3.2 以电解铝为例

   有色行业下面还有很多子行业,其中有关注的就是电解铝行业、镁行业等。今天用电解铝行业做一个示范。主要是温室气体是怎么来的。下图是一个典型的温室气体的工艺流程图。

   首先,铝土矿到氧化铝的生产过程中会消耗化石燃料,带来二氧化碳排放。另外氧化铝过程排放二氧化碳,主要是一些碳酸盐的分解。

   第二环节是从氧化铝到电解铝这一块,加入氟化物冰晶石和炭阳极,氟化物有阳极效应,会产生四氟化碳相对于排放出6500到9200吨二氧化碳排放。此外炭阳极作为原材料也会产生一些排放。耗电量也会带来碳排放。

   后面深加工过程会消费蒸汽、电力等,带来一些间接排放。

   整个企业的工艺过程排放的环节是非常多的,但是我们在碳交易这块,只关注电解槽作为碳市场配额分配的范围。选择电解铝主要是因为这一块耗电量最大,所以作为一个重点的环节。

   这一环节就是准确地说企业到底排放了多少温室气体,有一套非常复杂的规则。目前国家划拨了24个行业,其中电解铝行业有一套独立的规则《电解铝生产企业温室气体排放核算方法与报告指南(试行)》

   首先,报告主体指具有温室气体排放行为并应核算的法人企业或视同法人的独立核算单位,以电解铝生产为主营业务。第二,就是方法,核算边界包括所有设施和业务产生的温室气体排放。包括直接生产系统、辅助生产系统、以及直接为生产服务的附属生产系统。

   因为电解铝有很多环节,所以要分排放类型考虑。其中第一个排放类型就是化石燃料,包括数量和二氧化碳的因子;第二种就是生产过程,炭阳极消耗,阳极效应,煅烧石灰石;第三种就是间接排放,使用的电力、蒸汽导致的排放。

   3.3电解铝企业配额分配方法

   然后我们要确定生产数据来决定配额,相关的生产数据,首先企业自己报的,根据生产记录,此外根据第三方核算,来确定数据是否准确,把确切的温室气体排放量给搞清楚。

   第二就是分配方法,要简单透明易操作,选择一个比较简单的办法就是行业基准法。行业基准法就是选择行业比较先进的排放企业作为一个基准,或者一系列企业加权平均作为基准。如果企业单位排放量比基准高,就要购买碳排放,如果比基准低,说明技术先进,就可以卖出碳排放,获得收益。

   基准是CO2排放基准,这一基准是国家规定的,2017年电解工序的国家CO2排放基准值为9.1132 tCO2/t铝液(初稿),以后年份的国家基准值按逐年有所降低的原则在当年另行发布。

   此外就是企业铝液产量即所有电解工序铝液产量之和。企业铝液产量和基准这两个一乘,就是企业二氧化碳配额总量。如果实际中和这一配额有差别,就多退少补。

   整个企业的温室气体排放和基准方法覆盖范围不同,基准方法只覆盖所有电解工序消耗交流电所产生的CO2排放,不考虑工业过程排放。

   3.4 企业配额计算流程

   企业配额的计算流程分成两大块,一个是预分配问题,按企业2015年铝液产量的50%,乘以电解工序CO2排放基准,计算预分配的配额量。这一方法有很大的灵活性,企业可以根据自己的实际产能决定自己是购买一部分还是卖出一部分。另一个是最终配额确定,按企业2017年的实际铝液产量,乘以电解工序CO2排放基准,计算最终分配的配额量。由于产量的变化导致企业最终分配的配额量与预分配的配额量不一致的,以最终分配的配额量为准,多退少补,是我们基本的一个原则。

   我们现在用10个省份,41家企业的实际数据进行估算,对应的排放有1亿多吨,铝液是1209万吨,占全国的40%左右。整个行业缺口80万吨,对应的排放是1.64。其中富余5万吨以上的企业有7家,缺口5万吨以上的企业有11家。

   41家的排放情况相对稳定,我们做了一个分析,蓝点是每个企业的实际排放情况,误差在10%以内,在基准线上方。基本思路是鼓励先进,吨铝电耗较低,技术先进企业;惩罚落后,吨铝电耗较高,技术落后企业。

   3.5碳市场对控排企业的影响

   实际上对控排企业带来很大的影响。1)首先是生产经营上带来很大的影响,之前无限制的排放是比较松的,以后的趋势会越来越严,减少企业的CO2排放额度,技术落后的企业增加企业生产成本,技术先进的企业活动额外收益;2)技术层面上,鼓励先进,惩罚落后,促进企业做一些生产流程上的改革,促进技术创新;3)需要做一些相关报告,监测、核查、清缴和履约,需要多个部门的协调配合,对企业管理提出比较高的要求。

   3.6 企业碳资产管理

   企业应该根据碳排放要求做一些碳资产的总结管理,履约成本最小化,配额收益最大化。企业配额盈亏状况跟踪需要一些相关数据,能耗、生产数据,铝液产量、吨铝电耗,配额分配和履约政策等;此外,需要对碳市场配额供需特点进行一个判断,是供大于求还是供小于求?相关的研究机构做一些支持。

   但是里面的不确定性很大,因为我们现在使用的数据是2013-2015年的数据做的一个试算,但是2017年产能是大幅增加的,产业新上了很多品种,究竟是供大于求还是供小于求是不清楚的。就影响到交易策略,首先是配额买入(卖出)、现货交易和期货交易,还有其他碳资产管理方式比如碳交易基金、低碳产业基金等手段。

   目前碳资产管理有两种方式,主要考虑交易成本的问题。大企业或者国企会有专门碳资产管理部门,自己管理,还有一些小企业会委托第三方管理,交易成本和生产数据的一些情况。

   现场问答:关于碳排放和电解铝的问题

   1、碳排放需要的配额是如何分配的?

   分配以免费为主,但不是全部免费,比如你的预期是100万配额,可能给你95万,剩下5万吨如果你技术改造成功了,就不管了,或者是全部买了。现在配额取在先进水平70%以上,如果技术水平高,那么配额有富余,如果技术水平在70%以后,有缺口,需要去买。

   整个行业可以有少量的缺口,国家态度是缺口不能太大,缺口太大对企业的生产经营影响太大,生产成本太高。但也一点没有,所以我们现在很多方面都在试算,给企业合理的压力,又不能让企业负担太重。

   但是更重要的是在刚开始阶段,企业都会觉得压力太大,即使行业缺口为0,A富余10万吨,B缺口10万吨,对企业的影响也是很大。国家的顾虑是淘汰落后产能,违规产能也在考虑,还没有成熟。

   2、碳排放市场未来的发展趋势

   如果了解欧洲碳市场就知道了,欧洲碳市场在2005-2011年,涨势很快,大概40欧元/吨,后来慢慢变成有富余,价格暴跌,现在2欧元/吨。

   国内目前谨慎地在做碳市场,就是很难判断以后是富余多,还是缺口大,防止暴涨暴跌。但是上有政策下有对策,未来很难判断。

   3、碳排放市场的效果

   如果碳排放配额价格高,有缺口企业的成本高,可能直接关门。欧洲由于配额太多了,导致价格一直在2欧元以下。所以价格取决于配额承诺,每年减少1%,很容易达到,有的企业每年减少5%,打死也达不到,因为技术已经达到瓶颈。可以通过市场富余购买。

   4、不同行业的价格是一样的吗?

   不同行业的价格是希望统一起来,市场上3个行业,钢铁、水泥都在鬼市上交易,移动二氧化碳的配额应该是一样的,不同时间点购买价格不同,和股票一样,今天买贵一点,明天买便宜一点。

   5、配额是每一年都会更新有多少配额?可能是一个慢慢减少的过程。

   基准由国家定的,比如一吨铝液排放9.1132t二氧化碳。但是企业实际生产是稳定的,不能今年生产10万吨,每年生产20万吨。产能控制不能影响企业的实际生产,所以缺口和能耗水平显著相关。电解铝行业技术改变不是很容易的,中国电解铝技术已经是世界先进的,所以出现大的产能或者排放量变化的可能性比较低。

   6、各个试点的标准不同,以后会不会有趋同的趋势呢?

   这是兼容性的问题,不同行业的标准不同,剩下的行业正在想办法连接起来。地方交易的松紧程度不同,在国家层面上很难管理。

   最终的目的是全球统一的,但是目前美国不参与,基本玩不了。欧洲和澳大利亚一开始想统一,但后来澳大利亚换总统后,就不玩这个了。短期内是比较难的。

   电解铝和钢铁有很多违规产能,电解铝大概有三分之一左右。争议非常大,不能什么都靠碳市场解决,违规问题是掺杂了很多因素的,需要多个部门协同解决。如果允许在碳市场交易,是不是把他洗白了,原本偷偷摸摸违规的产能可以公开到市场上交易,这和政策是不一致的。此外,违规产能牵扯利益太多,违规产能问题由国家发改委产业司管理,过剩产能是工信部管理,碳市场是国家发改委气候司管理,存在部门之间的协调问题。

   统一的碳市场计划是17年6月底在三个行业启动,但现在没有推进。公式拿到地方每个企业去算,企业会提出很多意见。富余的企业基本不说话,缺口的企业总有很多理由,如果理由是合理的,就要去睬他,工作量就很大。建立一个全国统一的平台和市场一样,基础设施和软件的内部问题还没有弄好,但今年一定要运行起来,明年还要履约。

   7、企业在真实生产的时候到底有多少的配额过剩量或者缺口是如何计算?

   有一个方法就是刚刚提到的核算的方法,国家定的标准是统一的,比方说铝,实际上碳排放多少,我只要你实际的产量数据,我给你定下来标准。但是你到底排放了多少,是有一套规则的。实际上要整个企业各个环节的数据,都把你查一遍。一个你自己报,二个我们找第三方核算机构查验,化石燃料,炭阳极消耗,阳极效应,煅烧石灰石,使用的电力、蒸汽导致的排放都要查验。查验一个是绝对量的数,一个是煤的排放因子,含碳量,多少温室气体等,数据比较多,有相关专业机构来核查,有一套规则和上市公司财务审计报告类似的规则。目前国内有很多这样的机构。

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