为减缓气候变化,实现二氧化碳减排目标,2013年以来,中国稳步推进低碳省区和低碳城市试点。电力行业作为重要的碳排放源,被视为责任主体纳入到各试点碳交易范围。碳交易控制企业的碳排放总量并开展配额交易,这种新的市场化手段可以促进发电行业落实国家碳减排政策,促使电力企业实施节能减排,开发和利用低碳和节能技术,推动风电、光伏发电等低碳能源的大力发展。作为中国碳交易试点之一的天津市在京津冀协同发展中是改革开放先行区,发挥着重要作用。现阶段天津市发电结构以火力发电为主,清洁能源发电比例不足1%。由于清洁能源使用比例较低,近年来环境污染严重,雾霾多发,对北京市的环境也构成了一定的威胁。本文以天津市发电行业为研究对象,首先,通过改进的灰色模型,预测2014-2020年天津市的综合发电量与发电行业的二氧化碳排放量,据此计算参与碳排放权交易的发电行业的碳配额总量。其次,本文假设低碳价与高碳价两种情景,通过二氧化碳排放总量与配额总量之间的差值计算发电行业碳交易产生的费用,并将其纳入发电成本中。然后,以综合发电成本最低为目标函数,以电量需求与装机容量规模为约束条件,运用蚁群-粒子群综合优化模型对天津市2014-2020年的电源结构进行优化,寻求发电行业适应能源与环境的合理电源配置结构。结果显示,高碳价情景下,天津市火力发电由2014年的90.32%降低到2020年的79.99%；低碳价情景下,天津市火电发电比例需要由2014年的94.71%降低到2020年86.13%。两种情景下水电、风电、太阳能及其他发电技术的发电比例要逐年升高,才能保证二氧化碳排放量满足碳排放权的配额约束,同时可以使整个发电行业的总成本最低。目前,天津市的可再生能源发电的增长速度尚无法满足未来碳减排成本增加后的可再生能源的合理电源配置比例,从长远来看,快速发展可再生能源发电建设项目是天津市发电行业降低发电总成本、满足二氧化碳减排目标的主要途径。最后,根据我国碳交易与天津市发电行业现状,从法律规范、市场机制、经济政策与监督管制四个方面对天津市发电行业低碳发展提供建议措施。