China's Emission Trading Scheme

Abstract

This study aims to explore the actual impact of China's national Emissions Trading Scheme (ETS) on carbon dioxide (CO₂) emissions reduction in the power sector. Given China's significant role in global carbon emissions and the urgency of achieving the "carbon peaking and carbon neutrality" goals, this study not only presents theoretical innovation but also provides important references for the formulation of ETS policies in various countries and for international climate governance practices. Firstly, in the literature review section, the paper selects the European Union (EU) ETS, the United States Regional Greenhouse Gas Initiative (US RGGI), the Korean ETS (KETS), and China's pilot ETS for comparative analysis. These systems are representative of global carbon markets, encompassing different regions and implementation strategies of carbon trading mechanisms. The literature review will examine the environmental effectiveness of ETS from three perspectives: carbon leakage, carbon dioxide reduction effectiveness, and green technology innovation. The literature review shows that these ETS have achieved significant results in promoting CO₂ emission reduction and green technology innovation. The EU ETS, through progressively improved market mechanisms and carbon price signals, has significantly reduced emissions while encouraging investments in green technologies. The US RGGI, although having limited influence on promoting green technology innovation, has effectively optimized the energy structure of the power sector by auctioning allowances and using the revenue to support energy efficiency and renewable energy projects. The KETS has been effective in reducing emissions from large enterprises but has relatively lacked incentives for small and medium-sized enterprises (SMEs) to innovate in green technology. China's pilot ETS has accumulated rich practical experience in various regions, where each pilot has achieved positive results in reducing CO₂ emissions and promoting green technology innovation, thus laying the foundation for the nationwide implementation of the ETS. By comparing these ETS systems and analyzing their successes and failures, this study provides valuable theoretical references for the development of China's national ETS and ETSs in other regions globally. Secondly, the study examines the actual changes in China's power sector since the implementation of the national ETS in 2021. The results indicate that the energy structure of China's power generation sector has significantly improved since the introduction of the pilot ETS in 2013, and this trend has continued since 2021. The share of clean energy has steadily increased, and carbon emission intensity has decreased significantly. In particular, the proportion of hydropower, wind power, and solar power has continued to grow, effectively reducing dependence on coal-fired power generation. Lastly, this study employs the SCM to validate the CO₂ reduction effects of China’s national ETS and supplements and corroborates its conclusions using multiple linear regression (MLR). SCM is an extension of the difference-in-differences (DID) model and is particularly suitable for policy evaluation when appropriate control groups are not available. Since the national ETS was implemented across China simultaneously, no unaffected but similar control group could be found. Therefore, this study constructed a “synthetic China” by selecting multiple countries to overcome the limitations of traditional models, providing a reasonable and reliable benchmark for policy effects comparison. Nineteen countries were chosen as the synthetic control group, selected based on their similarity to China in terms of energy structure, economic development level, and other factors, to ensure that the synthetic control group closely reflects China’s characteristics. Control variables include coal power generation, natural gas power generation, nuclear power generation, hydropower generation, wind power generation, and solar power generation in each country, all divided by Gross Domestic Product (GDP) and logarithmically transformed. The study uses monthly data from January 2019 to July 2024, which allows capturing short-term changes following policy implementation and more flexibly reflects the dynamic effects of the policy on carbon emissions. The research results show that after the implementation of the policy, China's actual CO₂ emission intensity was significantly lower than that of the synthetic control group, demonstrating the effectiveness of the ETS in promoting a low-carbon transition in the power sector. The short-term rebound in emissions due to extreme climate events (such as the 2022 Sichuan heatwave and drought) was also verified, revealing the current energy structure's vulnerability to extreme weather. This vulnerability is largely due to reliance on hydropower; during periods when hydropower dominates, droughts and other climate anomalies can have significant impacts on electricity supply. Furthermore, the conclusions drawn from the MLR strongly support the findings of this study. The results indicate that the SCM control variables effectively explain the predictors, with hydropower showing the highest absolute coefficient value, exerting the greatest impact on carbon emission intensity. However, the MLR results fail to capture the effects of black swan events, further highlighting the advanced capabilities of the SCM model. Overall, the implementation of China’s national ETS has demonstrated significant potential in driving low-carbon development. It not only provides an effective tool for achieving domestic emission reduction targets but also offers valuable theoretical and practical experience for global climate governance and the development of carbon markets in other emerging economies.;이 연구는 중국의 국가 배출권거래제(ETS)가 전력 부문에서 이산화탄소(CO₂) 배출 감축에 미치는 실제 영향을 탐구하는 것을 목표로 한다. 중국이 글로벌 탄소 배출에서 차지하는 비중과 "탄소 피크 및 탄소 중립" 목표 달성의 시급성을 고려할 때, 본 연구는 이론적 혁신을 제시할 뿐만 아니라 다양한 국가의 ETS 정책 수립과 국제 기후 거버넌스 실천에 중요한 참고자료를 제공한다. 먼저, 문헌 검토에서는 유럽연합(EU) ETS, 미국의 지역 온실가스 이니셔티브(RGGI), 한국 ETS(KETS), 그리고 중국의 시범 ETS를 비교 분석 대상으로 선정하였다. 이 시스템들은 글로벌 탄소 시장을 대표하며, 다양한 지역 및 탄소 거래 메커니즘의 실행 전략을 포함하고 있다. 문헌 검토는 ETS의 환경적 효과성을 탄소 누출, 이산화탄소 배출 감축 효과, 그리고 녹색 기술 혁신이라는 세 가지 관점에서 분석한다. 문헌 검토 결과, 이들 ETS는 CO₂ 배출 감축 및 녹색 기술 혁신을 촉진하는 데 중요한 성과를 거둔 것으로 나타났다. EU ETS는 점진적으로 개선된 시장 메커니즘과 탄소 가격 신호를 통해 배출을 상당히 줄이고 녹색 기술 투자도 장려하였다. 미국 RGGI는 녹색 기술 혁신 촉진 측면에서는 한계가 있지만, 할당량 경매 및 이를 통한 에너지 효율 및 재생 가능 에너지 프로젝트 지원으로 전력 부문의 에너지 구조를 효과적으로 최적화하였다. KETS는 대기업의 배출 감소에 효과적이었으나, 중소기업(SME)의 녹색 기술 혁신을 위한 인센티브는 상대적으로 부족했다. 중국의 시범 ETS는 다양한 지역에서 풍부한 실무 경험을 축적하였으며, 각 시범 프로그램은 CO₂ 배출 감축과 녹색 기술 혁신에서 긍정적인 결과를 달성하여 국가 ETS 실행의 기반을 마련했다. 이러한 ETS 시스템을 비교하고 성공과 실패 사례를 분석함으로써, 본 연구는 중국 국가 ETS 및 기타 지역 ETS 개발에 귀중한 이론적 참고자료를 제공한다. 둘째, 본 연구는 2021년 국가 ETS 도입 이후 중국 전력 부문의 실제 변화를 분석하였다. 결과에 따르면, 2013년 시범 ETS 도입 이후 전력 생산 부문의 에너지 구조가 크게 개선되었으며, 이러한 추세는 2021년 이후에도 지속되었다. 청정 에너지 비율이 꾸준히 증가하였고, 탄소 배출 강도는 상당히 감소하였다. 특히 수력, 풍력, 태양광 발전의 비중이 지속적으로 증가하면서 석탄 화력발전에 대한 의존도를 효과적으로 줄였다. 마지막으로, 본 연구는 SCM을 활용하여 중국 국가 ETS의 CO₂ 감축 효과를 검증하고, 다중 선형 회귀(MLR) 분석을 통해 결과를 보완하고 강화하였다. SCM은 차이-차이(DID) 모델의 확장판으로, 적절한 통제 집단이 없는 경우 정책 평가에 특히 적합하다. 국가 ETS가 중국 전역에서 동시에 시행되었기 때문에 영향을 받지 않은 유사한 통제 집단을 찾을 수 없었다. 따라서 본 연구는 다수의 국가를 선택하여 "합성 중국"을 구축함으로써 전통적 모델의 한계를 극복하고, 정책 효과 비교를 위한 합리적이고 신뢰할 수 있는 기준을 제공하였다. 합성 통제 집단으로 선정된 19개 국가는 에너지 구조, 경제 발전 수준 등 중국과의 유사성을 기준으로 선정되었으며, 이를 통해 합성 통제 집단이 중국의 특성을 잘 반영하도록 보장하였다. 통제 변수에는 각국의 석탄, 천연가스, 원자력, 수력, 풍력, 태양광 발전량을 GDP로 나누고 로그 변환한 값이 포함된다. 연구는 2019년 1월부터 2024년 7월까지의 월별 데이터를 사용하여 정책 시행 이후의 단기 변화를 포착하고, 탄소 배출에 대한 정책의 동적 효과를 유연하게 반영하였다. 연구 결과, 정책 시행 후 중국의 실제 CO₂ 배출 강도가 합성 통제 집단보다 유의미하게 낮아졌으며, 이는 전력 부문의 저탄소 전환을 촉진하는 데 ETS가 효과적임을 보여준다. 2022년 쓰촨성 폭염과 가뭄과 같은 극단적 기후 사건으로 인한 단기적 배출 반등도 검증되었으며, 이는 현재의 에너지 구조가 극단적 날씨에 얼마나 취약한지를 드러냈다. 이러한 취약성은 주로 수력에 대한 의존 때문으로, 수력이 주요 전원일 때 가뭄과 같은 기후 이상 현상이 전력 공급에 상당한 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 또한, MLR 분석 결과는 본 연구의 결론을 강력히 뒷받침한다. 결과에 따르면 SCM 통제 변수는 예측 변수를 효과적으로 설명하였으며, 수력 발전은 절대 계수가 가장 높아 탄소 배출 강도에 가장 큰 영향을 미쳤다. 그러나 MLR 분석은 블랙스완 이벤트의 영향을 포착하지 못해 SCM 모델의 고급 역량을 더욱 강조하였다. 종합적으로, 중국 국가 ETS의 시행은 저탄소 개발을 촉진하는 데 상당한 잠재력을 보여주었다. 이는 국내 배출 감축 목표 달성을 위한 효과적인 도구일 뿐만 아니라, 글로벌 기후 거버넌스와 다른 신흥 경제국들의 탄소 시장 개발을 위한 귀중한 이론적, 실무적 경험을 제공한다.