【国投安信|能源新星】碳排放市场初探
安如泰山
信守承诺
第一部分:碳排放市场建设背景
一、全球气候变暖与碳排放
广义上讲,温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射并重新发射辐射的一些气体,如水蒸气、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等。《京都议定书》明确规定,二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫六种气体从法律意义上定义为温室气体,其中二氧化碳是最主要的成分。因此在讨论温室气体排放的时候,常以讨论“碳排放”为主。温室气体使地球变得更温暖的影响称为”温室效应”,当大气中有过量温室气体可能会导致温度过快上升,引发一些严重后果。
一些致力于气候研究的权威机构认为温室气体的大量排放所造成的温室效应加剧是导致全球气候变暖的主要原因。联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)迄今为止共发布过六次评估报告,越来越强调大量碳排放对气候造成恶劣且不可逆的影响。2021年8月IPCC发布的《气候变化2021:自然科学基础》指出现代社会对化石燃料的持续依赖而产生的大量温室气体正在以过去2000年来前所未有的速度使全球变暖,IPCC预计未来20年全球平均温度的提升将达到或超过1.5℃。全球变暖可能引起极端天气发生频率和强度的增加,因此建议各国应采取措施立即、迅速、大规模地削减温室气体排放。
二、关于降低碳排放的国际协议
联合国气候变化大会先后达成了一系列协调全球合作控制碳排放的协议,其中以《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》和《巴黎协定》为主。
(1)《联合国气候变化框架公约》
1992年5月,联合国大会通过《联合国气候变化框架公约》(下称《公约》),1994年3月正式生效,该《公约》是全球首部关于控制温室气体排放的国际公约,主要内容包括确立应对气候变化的最终目标;确立国际合作应对气候变化的基本原则;明确发达国家应承担率先减排和向发展中国家提供资金技术支持的义务;承认发展中国家有消除贫困、发展经济的优先需要。
(2)《京都议定书》
1997年12月《公约》缔约方在日本京都通过《京都议定书》,2005年2月正式生效,是全球第一份具有法律约束力的关于降低碳排放的国际协议。《京都议定书》主要内容包括明确温室气体的种类、规定缔约方国家碳排放的总量目标和分解指标、构建三大市场化的灵活合作机制。
《京都议定书》规定各个国家的温室气体减排目标均要以二氧化碳当量(即二氧化碳减排量)来度量,除二氧化碳之外的其他五种温室气体均要折算成二氧化碳当量。
《京都议定书》三种灵活合作机制内容如下:
a.联合履行机制(JI):发达国家之间通过双边项目级的合作实现的减排单位,可以转让给其中的一个发达国家缔约方,但是同时必须在转让方的“分配数量”配额上扣减相应的额度。
b.清洁发展机制(CDM):发达国家可以通过提供资金和技术的方式,在削减成本较低的发展中国家进行既符合可持续发展要求,又有助于产生温室气体减排效果的项目投资,换取投资项目所产生的部分或全部减排额度,以作为自己履行减排义务的组成部分,同时也降低了自己的减排成本。
c.国际排放贸易(IET):允许发达国家之间相互转让它们的部分“容许的排放量”。即指一个发达国家,将其超额完成减排义务的指标,以贸易的方式转让给另外一个未能完成减排义务的发达国家,并同时从转让方的允许排放限额上扣减相应的转让额度。
(3)《巴黎协定》
2015年12月,《公约》缔约方在巴黎气候变化大会上通过《巴黎协定》,2016年11月《巴黎协定》正式生效,成为继《公约》、《京都议定书》之后应对气候变化的第三个国际文本, 《京都议定书》第二承诺期于2020 年到期,《巴黎协定》取代其成为全球气候协议,形成2020年后的全球气候治理格局。《巴黎协定》明确全球应对气候变化的长期目标为将本世纪全球气温上升幅度控制在比工业化前水平高2.0℃以内,并努力将气温上升幅度限制在1.5℃以内。
三、各国减排目标
根据2014年11月发布的《中美气候变化联合声明》中国计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰;2015年6月,中国正式向联合国提交《强化应对气候变化行动——中国国家自主贡献》并做出气候承诺:二氧化碳排放2030年左右达到峰值并争取尽早达峰、单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%。在2020年9月的第七十五届联合国大会上,习近平主席进一步宣布中国将提高国家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。近年来全球众多国家也制定了基于本国情况的碳减排规划,提出了碳中和、碳达峰的时间表。

四、碳定价与碳交易
碳定价是实现碳减排的有效政策机制,一个企业想要排放二氧化碳等温室气体,需首先获得碳排放的权利,为该权利设置价格的机制被称为碳定价。根据世界银行的定义,目前全球碳定价机制主要包括碳税、碳排放交易体系、碳信用机制、基于结果的气候金融和内部碳定价五种。
目前碳税和碳排放交易体系是最为成熟且应用最广泛的两种碳定价机制。前者对排放二氧化碳等温室气体的企业征税,将碳排放带来的环境成本转化为企业生产经营成本,实质是控制碳排放成本;后者建立碳排放权作为商品流通的交易市场,采用“总量管制与排放交易”的运作方式,即设定排放总量控制目标,然后引导边际减排成本不同的各方交易碳排放权,以市场化机制提高碳排放权配置效率,实质是控制碳排放量。
第二部分:全球碳排放市场
一、全球碳排放概况
全球的碳排放量在过去几十年来增长率总体围绕2%上下波动,保持着持续而稳健的增长。2010年之后,随着全球对温室效应达成了更多共识,开始全面控制温室气体排放,碳排放增速明显放缓。2020年由于疫情对经济的冲击,碳排放增长率更是达到了史无前例的-6.04%,排放量从2019年的340亿吨下降为2020年的319亿吨。结构上来看,欧盟和美国等发达国家在2000年前后碳排放已陆续达峰,北美和欧洲在全球碳排放中的占比从2000年的28%和20%下滑到2020年的17%和11%。21世纪以来中国和其他新兴市场国家碳排放增速较快,在全球占比明显提高,亚太地区占比从2000年的33%攀升至2020年的52%,中东和非洲地区占比也有所提升。


全球碳排放最主要过程是化石能源的消费。从能源消费的角度上,各国减排政策长期以推行非化石能源为主,短期则是调整化石能源的消费结构。据EIA数据,在工商业活动中每产生百万英热单位能量,煤炭会释放95.35千克CO2,汽油会产生71.30千克CO2,而天然气则只产生53.07千克CO2。因此从2010年到2018年,我们可以观察到非化石能源在消费占比中的显著提高,而化石能源中煤炭占比减少,天然气和石油都略有提升。中国由于富煤贫油的特点,这一变化趋势格外明显。2018年,全球煤炭以27%的消费占比贡献了43%的碳排放,而中国煤炭则是以58%的消费占比贡献了79%的碳排放;石油的碳排放上,全球以34%消费占比贡献37%碳排放;天然气的碳排放方面,全球以24%消费占比贡献21%碳排放。

从经济活动方式来看,就全球而言,电力、工业和地面交通是各经济活动中碳排放最主要的来源,在2020年分别占比在39%、29%和18%。由于2020年疫情冲击,交通受影响巨大,地面交通、航空和海运的合计占比在2019年为23.30%,2020年占比下降为20.87%。各个主要国家则在结构占比上有一定差异,2020年中国的电力和工业生产碳排放占比分别高达44%和40%,尤其是工业生产的碳排放占比远高于国际水平;美国和欧盟的居民消费和地面交通占比较高,其中美国地面交通碳排放占比高达33%;印度则因其对煤电的依赖较大,电力碳排放占比最高,为51%。

二、全球碳排放权现货市场概况
在1997年《京都议定书》签署后,全球陆续开始建立碳交易市场。通常碳市场会分阶段运行,逐步提升对行业的覆盖率和排放上限限制程度。由于各国对配额发放宽裕程度不一,以及交易体系的设计不同,在不同市场间碳排放权的价值会产生较大差异,也导致跨市场进行碳权交易较为困难。
截至2021年,全球已成立8个国家级和1个跨国级碳排放市场,分别是欧盟(含欧盟成员国和冰岛、列支敦士登及挪威)、中国、德国、哈萨克斯坦、墨西哥、新西兰、韩国、瑞士和英国。此外还有24个地区级碳排放市场,主要分布于北美地区和东亚。据ICAP(国际碳行动伙伴组织)统计,这些碳排放市场覆盖区域约占全球GDP的54%,总人口的1/3,以及全球16%的温室气体排放量。

欧盟碳市场是较早成立,也是目前全球唯一一个跨国级别的碳市场,于2020年起也与瑞士碳市场连接,目前运行已较为成熟。2021年起欧盟碳市场进入第四阶段,将实行更为严格的机制。由于英国已脱欧,在2021年1月起将启动英国碳市场,但其制度设计基本与目前的欧盟碳市场一致,也表达了未来与欧盟市场实现连接的意愿。德国自2021年启动了覆盖上游供暖和运输业的国家级市场,结合欧盟市场对中下游的覆盖,实现了对其国内大多数行业的覆盖。
美洲地区,尽管美国是碳权交易的先行者,但至今仍未形成国家级碳市场,以多个地区级市场的形式运行。其中规模较大的为加利福尼亚市场和区域温室气体倡议(RGGI,覆盖范围为美东北部部分州)两市场。墨西哥自2020年开始为期两年的全国市场试点阶段,成为美洲地区首个国家级市场,也是拉美地区第一个碳市场。
在亚太地区,韩国是东亚地区第一个启动全国统一碳交易市场的国家,自21年起进入第三阶段,实行更严格排放上限并引入金融机构参与二级交易,有望推动碳市场规模扩大。日本东京和埼玉的地方市场运行较为成熟,覆盖大型建筑业和工业为主。中国过去以推行各个地方市场进行试点运行为主,在2021年开始运行全国碳交易市场,即将成为全球规模最大碳市场,极大地提高了全球碳市场的覆盖率。在较早尝试碳交易市场后,澳大利亚因政策改变而基本退出碳交易舞台,大洋洲仅剩新西兰碳排放权交易体系在“放养”较长时间后维持稳步发展。


全球碳市场交易规模在2018年开始迅速增长,主要是由于欧盟配额缩减,大大提高了企业参与碳交易的需求,推动碳价大幅上升。全球各市场中,欧盟市场交投处于领先水平,2020年其交易额占全球88%,交易碳量占全球78%。全球碳市场价格在2020年因疫情冲击导致碳配额过剩而下滑后,2021年来随着经济回暖和预期各国缩紧碳配额,重又恢复上升趋势。



三、全球碳期货市场概况
正如上文提到,目前全球碳排放权交易量基本由欧盟排放权(EUA)和北美的加利福尼亚排放权(CCA)与RGGI排放权(RGA)贡献,因此目前衍生品市场活跃的也几乎只有基于这三种排放权的衍生品,其中更是以EUA为主。ICE是目前全球最大的碳权期货交易市场,最初北美的CCX(芝加哥气候交易所)和欧洲的ECX(欧洲气候交易所)是全球最主要的碳排放权现货交易平台,同时也运行着相应的期货品种,目前仍是全球主要的活跃合约。后来CCX和ECX均被ICE收购,其相应期货合约也转入ICE运行。此外由于英国碳市场将于2021年独立运行,ICE也上市了交易英国碳排放权(UKA)的期货。欧洲的EEX(欧洲能源交易所)作为一个主要的EUA现货交易平台,也有其对应的期货期权品种。此外美国的纳斯达克、印度的MCX(大宗商品交易所)也上市有基于EUA的合约。
合约设计上,ICE和EEX由于其同时经营有现货交易平台,因此其合约在交割上设置为实物交割,交割时期货交易所直接从交割双方的现货账户进行划拨。其余交易所则通常采取实物和现金均可的交割方式。合约设计方面大多数以1000吨/手为主,印度大宗商品交易所因其规模较小而采取了更小的交易单位。

全球碳期货交易以交易ICE的EUA期货为主,其活跃度近年来随着EUA价格的走高而逐步提升,日均交易量持续上升,持仓规模则较为平稳,主要由于作为标的物的碳排放权在年末会面临到期,因此其持仓也随之规律性下滑。交易量方面,期货总成交量从2017年的479万手(47.88亿吨)大幅攀升至2020年的889万手(88.92亿吨)。现货方面,欧盟碳配额总量在2020年为18.16亿吨,18年后EUA参与拍卖的量开始缩减,据路透统计现货交易量从17年的9.34亿吨下滑至4.30亿吨。在期货活跃度走高和现货因紧缺而交易量缩减的背景下,2017年时ICE-EUA期货总交易量为现货交易量的5.13倍,2020年则大幅攀升至20.68倍。
上文已提到,自2018年后免费配额缩减和碳权紧缺的预期推动碳价进入上行通道,从而增加了市场对期货的关注度,这是推动EUA期货活跃度上升的重要原因。ICE-EUA期货的均价从2017年的6.07欧元/吨上升至2020年的24.79欧元/吨,2021年上半年更是攀升至44.34欧元/吨。2020年ICE-EUA期货的总交易额为2206亿欧元,已高达现货交易额的20.88倍。


第三部分:中国碳排放市场
一、中国碳排放概况



二、中国碳排放权现货市场概况
1、试点交易阶段




2、全国交易阶段




三、中国碳排放衍生品市场
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