碳交易

区块链是一种新型的分布式信息存储和传输技术，它在信任构建、参与方式以及系统运作等方面，相比于传统技术，有着不可取代的优势。习近平主席也在多个场合中提出，区块链技术的集成应用在新的技术革新和产业变革中起着重要作用，要把区块链作为核心技术自主创新的重要突破口。目前，区块链已广泛赋能于社会经济发展的众多行业，其应用价值在实践中得到了验证。作为智能革命的代表性技术之一，区块链技术与很多“双碳”场景需求也高度契合。近年来，国内外已经有了一系列将区块链技术应用于节能降碳领域的案例，这些案例主要集中在气候治理、碳盘查、碳资产管理和碳交易等方面。实践表明，“双碳”与区块链的结合意味着更安全、更高效、更经济的市场环境；以及更可视、更可信、更可靠的监管环境。本白皮书对低碳行动在国际、国内的发展情况进行了综合性论述，着重讨论了区块链技术在推进“双碳”目标中的作用，并列举了代表企业在“区块链+双碳”中多个场景下的实践案例。最后，对“区块链+双碳”行业的发展痛点、方向和前景进行了总结。

双碳目标下，多能耦合协同运行的虚拟电厂（virtual power plant，VPP）能够有效提升系统经济效益。为降低VPP碳排放量，同时挖掘其需求侧可调节潜力，提出一种考虑阶梯碳交易及综合需求响应的虚拟电厂优化调度模型。首先，基于阶梯式碳交易机制，考虑虚拟电厂各组成元件约束，建立参与碳交易市场的虚拟电厂模型；其次，将需求响应分为价格型需求响应和替代性需求响应，分别构建响应模型；最后，考虑购能成本、系统运营成本和阶梯式碳交易成本，以VPP在调度周期内收益最大为目标函数建立虚拟电厂低碳经济运行模型，并通过算例仿真验证所提模型的有效性。

2021年7月16日，全国碳排放交易市场正式启动上线交易，标志着我国碳交易市场的建设迈出了重要步伐。

虚拟电厂(virtual power plant,VPP)作为多能流互联的综合能源网络，已成为中国加速实现双碳目标的重要角色。但VPP内部资源协同低碳调度面临多能流的耦合程度紧密、传统碳交易模型参数主观性强、含高维动态参数的优化目标在线求解困难等问题。针对这些问题，文中提出一种融合注意力机制(attention mechanism,AM)与柔性动作评价(soft actor-critic,SAC)算法的VPP多能流低碳调度方法。首先，根据VPP的随机碳流特性，面向动态参数建立基于贝叶斯优化的改进阶梯型碳交易机制。接着，以经济效益和碳排放量为目标函数构建含氢VPP多能流解耦模型。然后，考虑到该模型具有高维非线性与权重参数实时更新的特征，利用融合AM的改进SAC深度强化学习算法在连续动作空间对模型进行求解。最后，对多能流调度结果进行仿真分析和对比实验，验证了文中方法的可行性及其相较于原SAC算法较高的决策准确性。

“30·60”目标发布后，全国碳市场的各项工作加快推进，2021年7月16日全国碳市场正式启动，发电行业正式纳入碳市场，并于2021年底前完成了2019和2020年发电企业的碳排放履约工作。与此同时，CCER作为强制性碳交易市场的补充机制，在之前CCER开展工作的经验基础上，生态环境部和市场监管总局发布了《温室气体自愿减排交易管理办法（试行）》；试点地区碳市场积极进行配额分配机制等各方面的调整，碳市场更加活跃。随着欧洲等发达国家逐步推出“碳税”等机制，倒逼我国碳市场向更大范围、更灵活机制等进行调整，因此对2020-2022年中国碳市场进行整体回顾非常有必要。本报告对2020-2022年期间全国碳市场、试点地区碳市场、中国自愿减排机制等相关的各项制度、机制进行回顾，并对欧盟新推出的碳边境调节机制（CBAM）进行分析，可以为行业内相关从业人员加深对中国碳市场存在的问题以及面临的新的问题的理解。

随着能源耦合的发展及我国碳市场的不断完善，传统电力需求响应已不满足双碳背景下多能耦合的综合能源系统(integrated energy system, IES)发展现状。为提高IES的综合需求响应(integrated demand response, IDR)能力，建立了考虑碳市场与电−氢储能的园区−用户双层模型。其中上层模型为考虑电−氢储能投资成本、碳市场履约成本及电/气/热多能耦合的IES模型；下层为包含可转移、可削减电热负荷的用户模型。然后引入运营商作为园区管理者，以运营商净收益最大、用户成本最小为目标函数，构建了运营商−用户主从博弈框架。最后算例仿真分析了碳市场环境下园区的需求响应效果，以及园区碳排放强度对IES系统碳排放的影响，并配置了不同情况下园区的电−氢储能，结果验证了所建双层模型及其互动方法的有效性。

为了提高能源利用效率，促进可再生能源的开发利用，考虑虚拟电厂可聚合资源规模，进行虚拟电厂低碳交易优化策略研究。首先，一方面，考虑源侧技术开发量与经济开发量分析源侧可聚合资源的上限值；另一方面，考虑荷侧可调节能力分析荷侧可聚合资源的上限值。然后，设计低碳虚拟电厂运行交易框架，分别对虚拟电厂中各单元建模。其次，基于碳交易机制，构建虚拟电厂参与电能量市场、碳交易市场与调峰辅助服务市场的低碳联合交易优化策略。最后，以某一地区为例进行算例分析，验证了模型的有效性。

针对气电综合能源系统低碳调度问题，气网混氢、碳捕集、电转气均是有效的技术手段，同时碳交易机制也是控制碳排放的有效经济手段。因此，本文构建了含富液罐和贫液罐的碳捕集电厂模型，结合电转甲烷技术模型，灵活回收利用系统中的CO2；同时，构建了气网混氢技术模型提高能效，并考虑气网混氢时节点热值变化约束，以奖励式碳交易成本和运行成本之和为目标函数；最后基于改进的比利时20节点天然气系统和IEEE 39节点电力系统模型开展算例测试，结果显示综合考虑碳捕集、气网混氢和奖励式碳交易机制能提高系统低碳经济调度水平，同时调节碳价和奖励系数能灵活调节系统碳排放水平。

能耗双控向碳排放双控制度转变将带来可再生能源电力需求的激增，提升新能源开发利用水平和终端电气化水平，当前可能会加大新能源消纳和供电压力。基于经济-能源-环境一体化模型，量化测算了双控制度转变对纳入考核的总量和相关指标的影响。能耗双控转向碳排放双控的关键在于合理确定控制指标、全面完善基础条件、有序统筹推行范围。研究表明：“十四五”后期是双控制度转型初期，须加强基础条件建设，在多省市开展试点示范；“十五五”前期是转变中期，考核指标以碳排放强度为主、碳排放总量为辅，地区碳排放双控与控排行业碳交易开始衔接；“十五五”后期是转变完成期，基础条件具备，考核指标实现能源向碳的全面过渡，纳入碳市场的行业主体均从行政区划双控中剔除。

综合能源系统有利于实现多能互济、能源高效利用。以含电、热、冷、氢负荷的园区综合能源系统为研究对象，分析了可再生能源制氢系统及掺氢燃气轮机运行中多种能源的耦合及梯级利用特性，考虑了掺氢比对燃气轮机效率以及热电比的影响，以系统运行成本最小为目标函数，建立了阶梯式碳交易机制下的园区综合能源系统优化调度模型。采用分段线性化和大M法将包含多个0–1变量和连续变量的非线性模型转化为混合整数规划模型，并调用Cplex求解器实现快速求解。算例分析表明，所提调度策略可有效提高园区能源系统运行经济性，合理调控燃气轮机掺氢比有利于降低园区系统的碳排放。