□陳 威 王圣潔 尚雅茹 白春光

[1. 成都理工大學 成都 610059；2. 電子科技大學 成都 611731]

引言

習近平總書記提出2030年碳達峰和2060年碳中和的目標后，加快電力行業(yè)的低碳行為勢在必行，主要原因是電力行業(yè)的碳排放量約占到全行業(yè)38%，因此，減少電力行業(yè)的碳排放量是極其有必要的。政府對電力行業(yè)積極實施碳限額與交易機制，其主要內(nèi)容就是政府根據(jù)企業(yè)以往的碳排放量給企業(yè)分配一定量的免費碳配額，如果企業(yè)有剩余的碳配額則可以售賣從而獲利，但如果所分配的碳配額無法滿足企業(yè)的需求，則企業(yè)可以購買其他企業(yè)售賣的碳配額，以此來激勵電力企業(yè)減少碳排放量。例如，湖北、上海等區(qū)域在電力行業(yè)試點碳交易機制，這激勵了發(fā)電企業(yè)對低碳技術的投資，進而大幅度地減少碳排放量。同時由于企業(yè)對碳排放權交易的市場意識不敏感，以及企業(yè)的履約驅(qū)動特性，這就使得售電商參與碳交易會有優(yōu)勢①。中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布的《中國電力行業(yè)年度發(fā)展報告2022》中顯示，以2005年為基準年，從2006年到2021年，通過發(fā)展非化石能源，降低供電煤耗和線損率等措施，電力行業(yè)累計減少二氧化碳排放量約為215.1億噸②。在電力市場中，對于本地的發(fā)電廠，由于距離問題以及成本問題，往往更利于快速刺激地方經(jīng)濟發(fā)展。因此地方政府在保護本地電廠上一直保持相當高的熱情。例如，2021年，全國市場化交易電量中省內(nèi)交易占81.4%，省間交易占18.6%，跨省跨區(qū)送電占比較小，與省級市場的銜接程度不高③。這就導致跨地域的電力交易存在一定的壁壘，造成資源分配不均等問題?？梢姡谀壳皽p少電力行業(yè)的碳排放量是極其重要的，而減少電力行業(yè)碳排放量的主要方式之一就是投資低碳技術；同時，目前電力市場中存在的地方保護帶來的影響也不容忽視。

碳限額與交易機制主要存在基準法和祖父法。具體而言，基準法是根據(jù)行業(yè)單位碳排放量設定單位碳配額，針對的是產(chǎn)品單位碳排放量[1]；祖父法是根據(jù)企業(yè)上一周期的總碳排放量來設定當期碳配額，針對的是產(chǎn)品的總碳排放量[2]?；诖耍P于碳限額與交易機制的研究，例如，Chang等研究了不同的碳限額與交易機制（基準法和祖父法）對再制造的低碳技術投資決策影響，他們發(fā)現(xiàn)，基準法比祖父法更有利于低碳技術投資[3]。鄒清明等研究了在碳限額與碳交易機制下由公平關切制造商和零售商組成的低碳供應鏈的最優(yōu)決策，分析了公平關切對定價和碳減排水平及利潤的影響[4]。陳曉紅等考慮碳限額交易機制下碳交易價格對供應鏈碳排放的影響,研究了供應鏈分散決策模式和集中決策模式下碳交易價格對碳排放的影響，研究發(fā)現(xiàn),集中決策模式下制造商最優(yōu)單位碳排放量低于分散決策模式[5]。Chen等在電力市場中構(gòu)建了最優(yōu)化的模型，比較祖父法和基準法對可再生能源投資決策的影響，他們發(fā)現(xiàn)，相對于祖父法而言，雖然基準法更有助于可再生能源投資，但是碳排放量也更多[6]。在此基礎上，Chen等將低碳技術投資引入電力供應鏈中，比較碳限額與交易機制對可再生能源投資的影響[7]。Chen等考慮峰谷電價下碳限額與交易機制對低碳技術投資的影響[8]。上述文獻主要集中在電力市場中，研究不同碳限額與交易機制對企業(yè)可再生能源或低碳技術投資的影響，而本文與上述文獻研究所不同的是，本文聚焦在地方保護主義的背景下，研究地方保護力度對低碳技術投資的影響。

相應地在學術界一些針對地方保護的問題展開了研究。例如，Sahoo和Shrimali在可再生能源技術部署背景下，研究了國內(nèi)含量要求，即對本地制造商的支持政策，能否有效確保本國太陽能行業(yè)的長期競爭力[9]。Bougette和Charlier基于考慮了實施上網(wǎng)電價政策時是否考慮本地含量的情形，分別設計了國內(nèi)和國外兩家可再生能源發(fā)電設備制造商的雙頭壟斷模型，探索了下游部門的環(huán)境監(jiān)管對上游減排設備市場的影響，他們發(fā)現(xiàn)本地含量具有歧視性，外國供應商也可以從中受益[10]。羅進輝從地方保護主義制度根源和加快建設全國統(tǒng)一大市場的政策演進兩方面進行了系統(tǒng)梳理，分析闡述了地方保護主義的宏微觀經(jīng)濟后果，突出反映了加快建設全國統(tǒng)一大市場的必要性和迫切性[11]。Johnson通過開發(fā)地方保護有效性評估的框架，確定了使本地含量成為建立具有競爭力的本地制造業(yè)的有效政策工具的條件[12]。Cui和Lu通過使用風格化建模與Stackelberg博弈、福利優(yōu)化和古諾競爭，探索了發(fā)展中國家如何優(yōu)化地方保護政策以最大限度的提高社會福利[13]。Van der Loss等以歐洲海上風電為例，使用12 000多份供應商合同的數(shù)據(jù)，調(diào)查了開發(fā)商在什么情況下通過選擇當?shù)毓虂碇С质袌鰢业男袠I(yè)增長，他們發(fā)現(xiàn)地方保護政策刺激了對低價值本地供應商的選擇[14]。本文與上述文獻存在主要不同表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，本文的應用場景是電力市場，刻畫了地方保護對低碳技術投資決策的影響；第二，本文主要考慮地方保護主義下不同的碳限額與交易機制對電力供應鏈運營決策的影響。

基于此，為了探究存在地方保護的碳限額與交易機制下電力供應鏈企業(yè)對低碳技術投資的影響，本文構(gòu)建了由售電商和兩個發(fā)電商（即本地發(fā)電商和外地發(fā)電商）組成的二級供應鏈，其中外地發(fā)電商為領導者，售電商為追隨者；由外地發(fā)電商決策批發(fā)電價和低碳技術投資，售電商決策銷售電價。其中外地發(fā)電商可以通過投資低碳技術來提高低碳技術水平。本文考慮電力市場存在對本地電力企業(yè)的保護，比較在碳限額與交易機制下的不同政策對供應鏈成員均衡解的影響，同時也分析了對本地企業(yè)的保護程度、綠色技術投資成本等變量對各個均衡解的影響。最后，通過數(shù)值分析更進一步地分析了不同變量以及不同政策對電力供應鏈成員決策的影響。

本文的主要貢獻：（1）現(xiàn)有的研究已探究碳限額與交易機制，但是鮮有文獻聚焦電力市場中低碳技術投資決策，除了Chen等在峰谷定價的背景下研究了基準法與祖父法對低碳技術投資決策的影響[8]，而本文聚焦在地方保護背景下，考慮低碳技術投資決策，這進一步豐富了電力市場的研究；（2）本文通過對電力市場存在地方保護以及不同的碳限額與交易機制的觀察，構(gòu)建了電力供應鏈的博弈模型，梳理地方保護與碳限額與交易機制內(nèi)在的機理。本研究發(fā)現(xiàn)相對于祖父法而言，基準法更有助于低碳技術的投資；同時受地方保護本地發(fā)電商的利潤在基準法和祖父法下均大于外地發(fā)電商的利潤，發(fā)電商采用基準法將有助于低碳技術的發(fā)展。在加快建設全國統(tǒng)一大市場的背景下，本研究為政府和電力供應鏈企業(yè)在異地采購時提供了可借鑒的分析框架。

一、模型假設

在某區(qū)域，一個受碳限額交易機制約束的售電商和外地發(fā)電商以及不受碳限額與交易機制規(guī)制的本地發(fā)電商共同組成電力供應鏈為該地提供電力服務。兩個發(fā)電商中一個是受本地保護的本地發(fā)電商，另外一個是外地發(fā)電商?；谏鲜霰尘?，本文考慮了對本地發(fā)電商有地方保護的情況，并基于基準法和祖父法兩種情形構(gòu)建了博弈模型。在基準法和祖父法兩種情況下，外地發(fā)電商作為領導者，先決策電力批發(fā)電價和低碳技術投資水平。其次，售電商根據(jù)政府分配的免費碳配額數(shù)量，決策電力售價。為了更好地分析博弈模型，做出如下的具體假設。

假設1：一般而言，政府會鼓勵使用本地電力，因此，本文假設售電商會采用 α比例的本地電力，1-α比例的外地電力。其中，受到地方保護的影響，我們假設。

假設2：由于外地發(fā)電商受到碳限額與交易機制的約束，因此，外地發(fā)電商有必要投資低碳技術，借鑒Cao和Yu[15]， Xu和Fang[16]，假設投資成本函數(shù)為：

其中，d為低碳技術成本系數(shù)，表明了單位投資效率的高低。

假設3：假設消費者具有低碳意識，因此電力的需求量不僅取決于電價，還取決于外地發(fā)電商的低碳投資水平，借鑒Xu等[17]，因此需求函數(shù)為：

其中，a為潛在市場規(guī)模，p為電價，一般來說，電價越低，對電力的需求就越高； α為地方保護力度，為低碳技術投資水平，投資水平越高，表示電力的綠色度越高。

假設4：外地發(fā)電商具有一定的輸電成本，過高的流通成本限制了電力外送，嚴重壓低了發(fā)電企業(yè)的利潤空間，形成了“供省外價低、供省內(nèi)價高”的現(xiàn)象④。售電商以w的批發(fā)電價從外地采購電力，而以w+f價格采購本地發(fā)電商的電價。并以無差異的電價p出售給本地消費者。這是由于即便投資低碳技術的外地發(fā)電商所生產(chǎn)的低碳電力更具有市場競爭力，但政府為了保護本地發(fā)電商，要求售電商在采購綠電的批發(fā)電價基礎上，給予更高的價格。其中，f為外生參數(shù)。此外，為了保證決策變量非負性，本文假設可行域和a>Max{fα+e(1+t+α)-te0,fα+e(1+t)}。類似處理可參考文獻[6]。

二、模型求解

本文通過構(gòu)建博弈來探究地方保護和碳配額交易機制在不同的免費碳配額分配（基準法和祖父法）情形下的影響。并分別用上標B、G表示基準法和祖父法兩種免費碳配額分配情形，此外，（*）代表均衡解。

（一）基準法情形

（二）祖父法情形

三、敏感性分析

證畢。

命題3的結(jié)果表明，在碳限額與交易機制下，隨著對本地發(fā)電商的保護力度增加，低碳技術投資、批發(fā)電價以及外地發(fā)電商和售電商的利潤均減少。因為，隨著對地方保護的力度增加，外地發(fā)電商通過降低低碳技術投資與批發(fā)電價來維護自身的利益；此外，由于對外地發(fā)電商的電力購買比例的減少，其利潤也減少；同時，由于外地發(fā)電商投資低碳技術水平的降低，售電商的碳交易成本增大，以及本地批發(fā)電價較高，所以隨著購買比例的增加，售電商的利潤也隨之減少。這些結(jié)論表明，雖然對本地發(fā)電商的保護可以拉動區(qū)域經(jīng)濟增長，但是考慮到低碳技術投資以及其他電力參與者的利潤，政府還是要權衡兩者之間的利弊，避免盲目地進行地方保護。據(jù)統(tǒng)計分析顯示，在“十三五”期間富煤省份核準上馬的煤電項目居多，這些地區(qū)的經(jīng)濟增長常年依賴煤炭，但是另一方面也嚴重制約了其能源結(jié)構(gòu)向高比例可再生能源的轉(zhuǎn)型，并將有可能對中國盡早實現(xiàn)雙碳目標造成負面的影響，地方是全國雙碳目標的基本單位，富煤省份是控制碳排的木桶短板，那么如何做好經(jīng)濟增長和碳排強度控制的平衡是目前需要重點關注的問題⑤。

命題4說明了單位碳排放量在碳限額與交易機制下對均衡低碳技術投資量、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。命題4中的（3）和（8）表明，當碳價比較高時，兩種機制下的電價與單位碳排放量呈正相關的關系，當碳價較低時則相反。當碳價較高時，單位碳排放量增加帶來的成本增加，使得售電商抬高電價。此外，隨著單位碳排放量的增加，低碳技術投資量、批發(fā)電價、外地發(fā)電商和售電商的利潤均降低。這是因為隨著碳排放量增加，當碳價較高時，電力電價增加導致的收益增量不足以彌補售電商碳交易成本的增量，因此售電商的利潤降低；反之，當碳價較低時，電價降低的影響高于碳排放成本的影響，故而售電商的利潤降低。外地發(fā)電商為了吸引售電商購買自身的電力，則會選擇降低批發(fā)電價來增加競爭優(yōu)勢，同時為了緩解批發(fā)電價降低給外地發(fā)電商帶來的利潤損失，外地發(fā)電商通過減少對低碳技術的投資來降低自己的成本。命題4的結(jié)論表明，為了達到保護環(huán)境的目的以及提高發(fā)電商和售電商的利潤，企業(yè)應該盡可能地減少單位碳排放量，同時也應注意碳價的變化給自身帶來的影響。

命題5說明了低碳技術投資成本系數(shù)d在碳限額與交易機制下對均衡的低碳技術投資、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。命題5中（3）和（8）結(jié)果表明，當碳價較低時（t<3），碳限額與交易機制下電價均隨著成本系數(shù)的增加而減少。這是由于低碳技術投資成本系數(shù)增加，低碳技術投資受到負面影響，而此時碳價比較低，碳排放成本也比較低，當售電商發(fā)現(xiàn)低碳技術投資水平降低時，就會選擇降低電價；而當碳價比較高時，雖然低碳技術投資降低，但是碳排放成本升高，也就是說，碳價上升帶來的碳排放成本增加的效應超過低碳技術帶來的負面效應，售電商選擇提高電價。此外，隨著成本系數(shù)增加，低碳技術投資、批發(fā)電價、外地發(fā)電商和售電商的利潤均降低。這是因為，如果成本系數(shù)增加，就意味著生產(chǎn)效率降低，這會對低碳技術投資帶來負面影響，故而外地發(fā)電商會選擇降低批發(fā)電價；同時，外地發(fā)電商由于低碳技術投資成本系數(shù)的增加導致成本的增加，其利潤會受到負面的影響。上述結(jié)論表明，低碳技術投資成本系數(shù)較高會對環(huán)境以及供應鏈成員的效益帶來負面的影響，所以企業(yè)要盡可能地降低成本系數(shù)，提高發(fā)電效率，有利于提高低碳技術投資，同時也會相應提高外地發(fā)電商與售電商的利潤。

四、比較分析

此部分主要對基準法和祖父法兩種免費碳配額分配機制下電力供應鏈成員的均衡批發(fā)電價w、低碳技術投資e? 、電價p以及發(fā)電商的均衡利潤進行比較，并得到如下命題。

命題6表明，當基準法下的單位碳配額較大時，基準法下的均衡低碳技術投資和均衡批發(fā)電價均大于祖父法情形下的；當基準法下單位碳配額較小時則相反。當采用基準法時，由于單位碳配額增加，售電商所需要承擔的碳交易成本就會降低，那么發(fā)電商就會借此提升批發(fā)電價，所以批發(fā)電價會大于在祖父法情況下的價格；同時，為了減少提升批發(fā)電價帶給電力需求量的負面影響，外地發(fā)電商會選擇提高低碳技術投資水平，來吸引售電商的購買。命題6的結(jié)果還表明，碳限額與交易機制下的低碳技術投資和批發(fā)電價之間的比較是受到多種因素的影響的，并且需要指定合理的制度。例如，如果選擇基準法的碳配額分配機制，那么就應該指定合理的單位碳配額。因為如果單位碳配額過高，那么其對減少環(huán)境污染的約束力就會降低，但是如果過低，又會影響到售電商的成本，因此政府應慎重考慮，以兼顧各方利益需求。

命題7表明，當基準法下單位碳配額較小且成本系數(shù)較小，或者單位碳配額比較大且成本系數(shù)比較大時，基準法下的均衡電價小于祖父法情形下的；否則，基準法下的均衡電價大于祖父法情形下的售價。由于成本系數(shù)對兩種碳配額分配機制的影響作用相同，故只考慮單位碳配額帶來的影響。當單位碳配額較小時，由命題6可知，基準法下低碳技術投資和均衡批發(fā)電價均小于祖父法下的，基于低碳技術投資與批發(fā)電價的原因，基準法下的電價也就低于祖父法下的電價。當單位碳配額較大時，同理也可得出相應的結(jié)論。

命題8比較了基準法和祖父法兩種機制下的外地發(fā)電商和本地發(fā)電商的利潤。當單位碳配額較大時，基準法下的兩個發(fā)電商的利潤均大于祖父法；當基準法下單位碳配額較小時則相反。結(jié)合命題6可知，由于外地發(fā)電商的利潤是隨著批發(fā)電價的增加而增加，隨低碳技術投資增加而降低的，當基準法的單位碳配額較大時，批發(fā)電價增加對外地發(fā)電商利潤的正向影響高于低碳技術投資帶來的成本增量，故而相較于祖父法，基準法情形下外地發(fā)電商的利潤較高；同理，對于本地發(fā)電商來說，當基準法的單位碳配額較大時，批發(fā)電價增加對其利潤的正向影響高于外地發(fā)電商使用的低碳技術投資帶來的銷量減少的負面影響，故而基準法下本地發(fā)電商的利潤高于祖父法下的值。

命題9比較了外地發(fā)電商和本地發(fā)電商在基準法和祖父法下的利潤。結(jié)果表明，無論是在基準法下還是在祖父法下，本地發(fā)電商的利潤始終大于外地發(fā)電商的利潤。這主要是和發(fā)電商給售電商的電價不同以及在地方保護下使得本地發(fā)電商的銷售比例較高導致的。一般來說，電力越發(fā)達、電企越多的省區(qū)，保護主義越嚴重，而這顯然非常不利于資源優(yōu)化配置，因此，在《關于加快建設全國統(tǒng)一大市場的意見》中就提出，要引導各層次電力市場協(xié)同運行和有序推進跨省跨區(qū)市場間開放合作⑥。但跨區(qū)域交易涉及GDP問題、穩(wěn)定問題，很多短期內(nèi)的負面影響無法量化，也很難量化利弊，要實現(xiàn)改革并不容易，需要各界共同努力⑦。

五、數(shù)值分析

為更好地說明不同方法對電力供應鏈成員決策的影響，此部分采用數(shù)值分析方法進行闡述，分析了低碳技術投資成本系數(shù)、本地發(fā)電商銷售比例、碳交易價格、單位碳排放量對均衡解的影響。分析過程中的參數(shù)取值均符合理論分析的有關約束條件。

（一）低碳技術投資成本系數(shù)對均衡解的影響

此部分主要分析低碳技術成本系數(shù)對低碳技術投資量、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。固定參數(shù)為a=20、 α =0.6、f=2、e=3、e0=1和t=1，取d∈[1,2]，對儲能成本系數(shù)進行靜態(tài)比較分析。

由圖1～圖3表明，隨著低碳技術投資成本系數(shù)的增加，兩種機制下的均衡低碳技術投資、批發(fā)電價以及電價均下降。低碳技術投資成本系數(shù)的增加意味著生產(chǎn)效率的下降，這會導致低碳技術投資的下降，同時也會增加外地發(fā)電商的成本，所以外地發(fā)電商會提高批發(fā)電價進而緩解成本的上升。同時，生產(chǎn)效率的下降，使得售電商不得不降低電價，以適應低碳技術投資較低的電力。事實上，低碳技術投資是影響電價的主要因素之一，即提供低碳技術投資的電力理應支付高電價。所以外地發(fā)電商應該努力提升自己的技術，盡量降低成本系數(shù)，提高效率，降低碳排放。例如，得益于風電項目布局的優(yōu)勢，華潤電力風電利用小時數(shù)大幅超過全國平均水平，連續(xù)多年高于風電龍頭企業(yè)龍源電力，展現(xiàn)了其風電項目在新能源行業(yè)中強勁的競爭力⑧。同時，圖1和圖2還表明在此情況下，基準法下的均衡低碳技術投資和批發(fā)電價均小于祖父法，這驗證了命題6的準確性。圖3也表明在此情況下，基準法下的均衡價格是大于祖父法的，這驗證了命題7的結(jié)論。

圖1 低碳技術投資成本系數(shù)對低碳技術投資的影響

圖2 低碳技術投資成本系數(shù)對批發(fā)電價的影響對低碳技術投資的影響

圖3 低碳技術投資成本系數(shù)對電價的影響

圖3表明，隨著低碳技術投資成本系數(shù)的增加，兩種機制下的均衡電價均下降。此外，圖4和圖5說明了低碳技術投資成本系數(shù)對外地發(fā)電商和售電商的利潤影響，可以看出，在碳限額與交易機制下，兩者的利潤均隨著成本系數(shù)的增加而減少。這說明外地發(fā)電商由于成本系數(shù)的增加造成了成本的增加，進而導致利潤減少；而售電商由于低碳技術投資下降而被迫下調(diào)價格，從而影響自身的利潤，這同樣符合上述中得到的啟示。同時可以看出，祖父法下的利潤均大于基準法下的利潤，這驗證了命題8的準確性。

圖4 低碳技術投資成本系數(shù)對外地發(fā)電商利潤的影響

圖5 低碳技術投資成本系數(shù)對售電商利潤的影響

（二）本地發(fā)電商銷售比例對均衡解的影響

此部分主要分析本地發(fā)電商銷售比例對低碳技術投資、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。固定參數(shù)為a=20、d=2、f=2、e=3、e0=1和t= 1，取 α ∈[0.5,1]，對本地發(fā)電商銷售比例進行靜態(tài)比較分析。

圖6和圖7表明，隨著本地發(fā)電商銷售比例的增加，兩種方法下的均衡低碳技術投資和批發(fā)電價均下降。隨著售電商對本地發(fā)電商購買比例的增加，外地發(fā)電商通過減少低碳技術投資和批發(fā)電價來盡可能維護自身的利益，吸引售電商的購買。所以為了提高低碳技術投資，售電商應該盡量減少對本地發(fā)電商購買的比例。同時可以看出，在此條件下，當 α較小時，基準法下的均衡低碳技術投資和電力批發(fā)電價均大于祖父法下的，隨著 α的增大，祖父法下的均衡低碳技術投資和批發(fā)電價又高于基準法下的值，這驗證了命題6的準確性。

圖6 本地發(fā)電商銷售比例對低碳技術投資的影響

圖7 本地發(fā)電商銷售比例對批發(fā)電價的影響

由圖8可以看出，隨著本地發(fā)電商銷售比例的增加，祖父法下的電價先下降，到達一定條件后又上升，而基準法下的電價在此范圍下是隨著銷售比例的增加而增加的；由圖7可知，在祖父法下，隨著比例的增加，批發(fā)電價和低碳技術投資是下降的，所以電價也相應的下降，但是當比例較大時，對于售電商來說，過于依賴本地發(fā)電商的電力會導致采購成本的顯著增加，所以售電商不得不提高電力價格；在基準法下，在此范圍內(nèi)，只會受到由于過度依賴本地發(fā)電商電力的影響，也就是成本增加使得售電商提高自身的售價來緩解成本壓力。還可以看出，過高的比例對于售電商來說也是一種負擔，所以要盡量調(diào)整比例，降低對地方保護的力度。此外，當 α較小時，祖父法下的電力電價大于基準法情況下的電價，隨著 α的增大，基準法情形下的價格上升，最后大于祖父法下的值。

圖8 本地發(fā)電商銷售比例對電價的影響

圖9和圖10分別表明了外地發(fā)電商利潤和售電商利潤隨著本地發(fā)電商銷售比例的變化趨勢，可以看出兩者均隨著比例的增加而下降，這說明對本地發(fā)電商過度的保護會帶來一定的負面影響。這就需要相關部門進行統(tǒng)一的管控。例如，2022年國務院印發(fā)《關于加快建設全國統(tǒng)一大市場的意見》中就指出，建設全國統(tǒng)一電力市場體系的一項重要任務是破除跨省跨區(qū)電力交易存在的壁壘，實現(xiàn)資源在全國范圍內(nèi)的優(yōu)化配置⑨。同時可以看出，當 α較小時，基準法下的外地發(fā)電商利潤大于祖父法情況下，隨著 α的增大，祖父法的大于基準法下的外地發(fā)電商利潤。此外，祖父法下的售電商利潤均大于基準法下的利潤。

圖9 本地發(fā)電商銷售比例對外地發(fā)電商利潤的影響

圖10 本地發(fā)電商銷售比例對售電商利潤的影響

（三）碳價對均衡解的影響

此部分主要分析碳交易價格對低碳技術投資、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。固定參數(shù)為a=20、d=2、f=2、e=3、e0=1和 α =0.6，取t∈[1,2]，對碳價進行靜態(tài)比較分析。

由圖11、12和圖13表明，隨著碳價的增加，兩種機制下的低碳技術投資和電價均上升，批發(fā)電價均下降。碳價的上升意味著碳排放量成本會增加，故而應該提高低碳技術投資力度，也就是提高低碳技術投資；同時，碳價上升會對售電商的成本帶來一定的負面影響，所以售電商會通過提升價格的方法來緩解成本的增加。由于碳價上升，外地發(fā)電商通過降低批發(fā)電價，來吸引售電商購買電力。此外，當碳價較低時，基準法下的低碳技術投資和批發(fā)電價均小于祖父法下的值，當碳價較高時，則相反，而兩種機制下的電價則相反，這剛好可以驗證命題6和命題7的結(jié)論。通過上述發(fā)現(xiàn)，對整個電力供應鏈來說碳限額與交易機制的選擇也至關重要。

圖11 碳價對低碳技術投資的影響

圖12 碳價對批發(fā)電價的影響

圖13 碳價對電價的影響

由圖14可以看出，外地發(fā)電商的利潤隨著碳價的上升，呈下降趨勢。由于批發(fā)電價的下降和低碳技術投資力度的上升，發(fā)電商利潤下降，因此，碳價的變化給企業(yè)自身利潤帶來的影響。同時，在碳價較低時，祖父法下外地發(fā)電商利潤要大于基準法下的值，當碳價較高時，則相反。這說明碳價的高低對不同的機制的影響程度也是不一樣的，同樣也需要政府以及供應鏈企業(yè)進行選擇。

圖14 碳價對外地發(fā)電商利潤的影響

由圖15看出，在祖父法情形下，售電商的利潤隨著碳價的增加而增加，而在基準法下，隨著碳價的上升，利潤呈下降趨勢。相反的變化趨勢使得政府更應該考慮如何合理的調(diào)控碳交易價格，并確定合理的碳限額與交易機制。

圖15 碳價對售電商利潤的影響

（四）單位碳排放量對均衡解的影響

該小節(jié)主要分析單位碳排放量對低碳技術投資、批發(fā)電價、電價、外地發(fā)電商利潤和售電商利潤的影響。固定參數(shù)為a=20、d=2、f=2、t= 1、e0=1和 α =0.6，取e∈[1,2]，對單位碳排放量進行靜態(tài)比較分析。

由圖16、17和圖18表明，隨著單位碳排放量的增加，兩種方法下的均衡低碳技術投資、批發(fā)電價和電價均下降。這驗證了相關命題的準確性，也說明在此條件下，要想提高低碳技術投資和價格，應該降低單位碳排放量。在此條件下，在單位碳排放量較小時，基準法情況下的均衡低碳技術投資和批發(fā)電價均大于祖父法下的值。

圖16 單位碳排放量對低碳技術投資的影響

圖17 單位碳排放量對批發(fā)電價的影響

圖18 單位碳排放量對電價的影響

由圖19可以看出，外地發(fā)電商的利潤隨著單位碳排放量的上升，呈下降趨勢。由于單位碳排放量增加，由碳排放帶來的成本增加，導致發(fā)電商利潤的下降。同時，在單位碳排放量較低時，祖父法下外地發(fā)電商利潤要小于基準法下的值，當碳價到達一定值時，則相反，結(jié)合圖17可以看出，這主要是受到批發(fā)電價的影響，批發(fā)電價越高則會使得外地發(fā)電商利潤的提高。

圖19 單位碳排放量對外地發(fā)電商利潤的影響

由圖20看出，在碳限額與交易機制下，售電商的利潤均隨著單位碳排放量的增加而減少。由于單位碳排放量的增加，導致電力需求的減少，結(jié)合圖18，價格也下降，這導致售電商的利潤下降，在此條件下，祖父法下售電商的利潤是大于基準法下的值，因此，售電商要盡可能地降低單位碳排放量。

圖20 單位碳排放量對售電商利潤的影響

六、結(jié)論

在碳限額與交易機制政策下，發(fā)電商將會選擇使用投資低碳技術來適應該政策，然而，目前在電力市場中存在著地方保護主義，對外地已經(jīng)采取低碳技術的電力企業(yè)帶來一定的影響。在此背景下，為了識別電力供應鏈企業(yè)投資低碳技術的邊界，本文研究了不同碳限額與交易機制對低碳技術投資決策的影響，通過構(gòu)建由發(fā)電商和售電商組建的二級電力供應鏈，研究了在基準法和祖父法兩種政策下不同模型的均衡解，通過比較均衡解，得出如下結(jié)論：（1）當單位碳配額較大時，基準法下的低碳投資水平、批發(fā)電價和售電商以及外地發(fā)電商的利潤均大于祖父法下相應的均衡解；（2）受到地方保護的本地發(fā)電商的利潤在基準法和祖父法下均大于外地發(fā)電商的利潤；（3）低碳技術投資、批發(fā)電價和售電商以及外地發(fā)電商的利潤在基準法和祖父法下都分別隨著地方保護對本地發(fā)電商購買比例、單位碳排放量和成本參數(shù)的增加而減少。

雖然本文研究了地方保護主義下的碳限額與交易機制對低碳技術投資決策的影響，拓展了電力市場的研究領域，但是仍存在以下不足。首先，本文假定本地發(fā)電商不參與電力批發(fā)電價，未來可研究本地發(fā)電商和外地發(fā)電商進行價格競爭；其次，本文假定售電商受到碳限額與交易機制的規(guī)制，未來可探索發(fā)電商受到碳稅的規(guī)制；最后，本文是在完全信息情形下研究的電力供應鏈的博弈問題，未來的研究可拓展到不完全信息情形下。

注釋

① http://www.tanpaifang.com/tanguwen/2019/0730/64890.html.

② https://finance.ifeng.com/c/8HQZvbL5spw.

③ http://ep.baidajob.com/article-6979541.html.

④ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1700158574356613569&wfr=spider&for=pc.

⑤ https://www.china5e.com/news/news-1111971-1.html.

⑥ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1730130309765757202&wfr=spider&for=pc.

⑦ https://news.sina.com.cn/c/2017-05-24/docifyfkqwe0831017.shtml.

⑧ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1709867480978094726&wfr=spider&for=pc.

⑨ http://www.gov.cn/zhengce/2022-04/10/content_5684385.htm.