为了兑现在巴黎气候大会做出的减排承诺,中国以传统煤电为主体、具有高碳强度特征的电力结构需要加快低碳转型,主要包括现有装机的升级和淘汰,以及CCS技术、可再生能源发电技术为代表的低碳发电方式的应用和扩散。电力结构转型在微观上表现为企业装机决策的变化,两者通过系统装机结构产生直接关联,并在电力市场的作用下间接对发电结构、电力消费碳强度等转型指标产生影响。为了促进减排目标的实现,国家已在试点经验的基础上于2017年底全面开启碳市场,作为国内最大的排放部门,电力系统被纳入首批交易名单。在这种背景下,关于碳市场对电力结构低碳转型影响机制及影响效果的研究具有重要的理论价值和现实意义。按照“碳市场启动-企业装机方式变化-电力结构低碳转型”的研究逻辑,本文在对已有文献进行回顾和梳理的基础上,利用实物期权方法,基于企业装机决策的价值比较,提出了企业装机决策机制,建立了企业新增、升级、提前退役决策模型。以该决策模型为工具,揭示了碳价、免费配额比例、机组剩余生命周期等因素对各类低碳装机决策的影响效果和作用机制,为政府制定具有针对性目标的转型促进政策指明了方向。为了构建微观装机决策和电力结构转型间的动态关联,本文基于复杂适应系统理论(CAS),考虑企业装机结构及发电能力,依据电力市场出清规则,建立了能够模拟电力市场运行、发电结构、电力行业碳排放、碳政策力度演变与互动关系的动态仿真模型,揭示了碳市场背景下电力结构低碳转型的动力机制和演化路径。本文的主要研究内容和结论总结如下:(1)碳市场背景下电力企业升级、新增和提前退役决策机制和影响因素。结果表明,化石能源发电企业在短期内不会对已有装机能力做出升级CCS的决策,除现阶段低下的碳价和碳市场发展水平外,CCS技术本身在购置成本、发电效率方面的限制也是造成这一结果的重要原因。随资源价格的提升,由于加装CCS而承担的额外发电成本对于达成升级决策的负面影响最为显著。作为低碳电力结构的主要组成部分,可再生能源发电机组仍需高额补贴才能在新增装机决策中获得比传统化石能源发电技术更具竞争力的企业价值,该结论在预期碳价达到300元/吨时仍然成立。碳市场有助于现有电力结构中技术落后、运行时间较长的传统煤电机组内部淘汰机制的形成,随企业对未来承担碳成本估值的升高,做出此类决策的时间将显著提前,免费配额率对于退役机组类型和退役数量具有调节作用,退役补贴政策对此类决策的促进效果不显著。(2)基于企业装机决策的电力结构低碳转型机制、演化路径和情景分析。当国家不对低碳发电技术进行补贴且碳市场发展速度较慢时,电力结构的主要转型路径为化石能源发电装机结构的升级,即以超超临界技术为代表的高效煤炭发电技术的占比逐步提升。由于CCS技术在此情景没有得到广泛应用,该路径对于电力系统减排效果不显著。当国家在相同碳市场背景下对低碳发电技术采取积极的补贴政策时,电力结构转型会在上述路径的基础上增加包含CCS的升级路径,并相较于无补贴情景具有更高的可再生电力装机量,进而可以收到更好的转型效果。本文进一步设置了强碳政策情景,发现成熟度较高的碳市场对于电力结构低碳转型的效果最为显著,主要表现为促进低碳技术应用、加速转型进程、实现平稳转型三方面,该情景可于2045年基本消除不含CCS的化石能源发电装机量,电力碳排放达峰时间也比其他情景提前十年以上。同时发现碳市场发展对于电价存在双向作用,即高碳价和低免费配额率导致的正向作用,和电力市场出清点低碳升级产生的负面作用,在强碳政策情景中综合表现为“S”型的电价走势。(3)基于企业装机决策和电力结构低碳转型机制和演化路径的研究结论,提出了相应的政策建议,包括:提升企业对未来碳价的预期,充分发挥碳市场对低碳转型的积极作用;灵活运用碳配额指标,在保证碳价稳定的基础上管理转型进程;深化电力市场化改革,保障低碳装机决策对企业价值的提升效果;制定组合补贴方案,促进低碳发电技术在电力系统中的扩散;加强R&D投资,通过技术进步提升低碳发电技术企业价值。该论文有图82幅,表23个,参考文献247篇。