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基于实物期权的燃煤电站CCS投资决策研究

作　者: 张正泽
导　师: 梁大鹏
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 技术经济及管理
关键词: 实物期权 CCS 碳排放交易投资决策
分类号: F426.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近年来温室气体的过量排放导致全球气温变暖、极端气候事件频发,成为日益严重的环境问题。二氧化碳采集与存储技术(Carbon dioxide capture and storage, CCS)能在满足经济发展所需能源供应的同时实现二氧化碳的近零排放,减排潜力巨大。我国目前已成为全球最大的二氧化碳排放国,其中燃煤电站排放的二氧化碳接近总排放量的50%,因此燃煤电站投资CCS对于我国二氧化碳减排尤其重要。然而电站投资CCS面临着极高的不确定性,实物期权方法能够反映不确定性带来的价值。因此,本文将实物期权方法引入到电站CCS投资决策中。论文首先介绍了实物期权的基本理论,然后从目前条件下我国电站投资CCS所具有的性质出发,识别了CCS项目具有的延迟投资实物期权类别,分析了实物期权方法相对于传统投资决策方法的优点,并给出了电站CCS投资决策实物期权方法的应用框架。然后,本文在实物期权方法应用框架下对碳排放交易、上网电价与清洁电价、政府投资补贴以及技术进步等不确定性因素进行了分析,以欧洲气候交易所碳排放权历史数据为样本,测算出了碳排放权价格遵循几何布朗运动条件下的相关参数,并对这一随机过程进行了验证。之后构建了反映这些不确定性因素的CCS项目的投资收益方程,以该收益方程为基础,建立了延迟投资实物期权条件下CCS价值计算的二叉树和三叉树模型,并在详细阐述模型经济含义基础上,确定了具体的CCS投资决策规则。最后,论文分析了我国燃煤电站的现状与发展趋势,选取了超超临界PC(Pulverized Coal)电站和IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle)电站作为未来我国可能应用CCS技术的基准电站,计算了实物期权规则下两类电站投资CCS项目的临界条件,将其与净现值规则下临界条件进行了对比,并对影响项目投资价值的不确定性因素进行了敏感性分析,给出了对应的政策建议。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 问题的提出  9-10
  1.2 研究的目的和意义  10-11
  1.3 国内外研究现状  11-17
    1.3.1 CCS 相关研究  11-14
    1.3.2 实物期权及其在投资决策中的应用  14-16
    1.3.3 CCS 实物期权评价决策方法  16-17
  1.4 本文研究方法和思路  17-19
    1.4.1 研究方法  17
    1.4.2 研究思路及框架  17-19
第2章 CCS 投资具有的性质及实物期权类型识别  19-31
  2.1 实物期权概述  19-23
    2.1.1 实物期权定义及其与不确定性的关系  19-20
    2.1.2 实物期权的分类与延迟投资实物期权  20-21
    2.1.3 实物期权的二叉树定价模型  21-23
  2.2 CCS 投资具有的性质与实物期权方法适用性  23-28
    2.2.1 电站CCS 项目投资具有的性质  24-26
    2.2.2 电站CCS 投资实物期权方法适用性  26-27
    2.2.3 实物期权方法研究CCS 投资的优越性  27-28
  2.3 电站CCS 投资实物期权类型与应用框架  28-30
    2.3.1 电站CCS 投资实物期权类型识别  28-29
    2.3.2 电站CCS 投资实物期权方法的应用框架  29-30
  2.4 本章小结  30-31
第3章基于延迟实物期权的CCS 投资决策模型  31-55
  3.1 影响电站CCS 投资收益的不确定性因素分析  31-45
    3.1.1 碳排放交易  32-35
    3.1.2 碳排放权价格随机模型与参数估计  35-42
    3.1.3 上网电价和清洁电价  42-43
    3.1.4 政府投资补贴与技术进步  43-45
  3.2 电站CCS 投资项目净现值  45-47
  3.3 延迟实物期权条件下电站CCS 项目投资价值  47-53
    3.3.1 二叉树计算模型  47-50
    3.3.2 三叉树计算模型  50-53
  3.4 电站CCS 投资实物期权方法的决策规则  53-54
  3.5 本章小结  54-55
第4章模型仿真分析  55-91
  4.1 项目概况  55-58
    4.1.1 电站类型与采集分离技术选择  55-56
    4.1.2 基准电站参数  56-57
    4.1.3 基准电站CCS 投资评价基础数据计算  57-58
  4.2 CCS 投资项目净现值  58-63
    4.2.1 不考虑投资补贴与清洁电价补贴  58-59
    4.2.2 考虑投资补贴与清洁电价补贴  59-60
    4.2.3 净现值决策规则下电站投资CCS 的临界条件  60-63
  4.3 延迟实物期权条件下CCS 项目投资价值  63-76
    4.3.1 延迟期与无风险利率确定  63-64
    4.3.2 CCS 项目投资价值计算  64-67
    4.3.3 实物期权决策规则下电站投资CCS 的临界条件  67-72
    4.3.4 实物期权规则与净现值规则下投资区域比较  72-76
  4.4 敏感性分析  76-87
    4.4.1 碳排放权价格波动率  76-80
    4.4.2 采集系统投资建设成本  80-83
    4.4.3 清洁电价  83-85
    4.4.4 核准减排量  85-87
  4.5 针对仿真分析结果的政策建议  87-90
    4.5.1 发展和促进碳排放交易  87-88
    4.5.2 给予适当的财政持支持  88-89
    4.5.3 促进CCS 技术发展  89-90
  4.6 本章小结  90-91
结论  91-92
参考文献  92-96
附录1 实物期权计算Matlab 实现程序  96-103
附录2 不同剩余寿命期电站CCS 投资碳排放权临界价格  103-108
攻读硕士学位期间发表的论文  108-110
致谢  110

基于实物期权的燃煤电站CCS投资决策研究

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