能源規(guī)劃
區(qū)域可再生能源規(guī)劃 基本框架研究
文章來源:地大熱能 發(fā)布作者: 發(fā)表時(shí)間:2021-10-28 15:04:52瀏覽次數(shù):1330
我們認(rèn)為規(guī)劃的具體內(nèi)涵必須包括方法、時(shí)機(jī)和量三要素,也就是在什么時(shí)候、采用什么方法,達(dá)到什么量,見圖1。其他的規(guī)劃均是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展,對約束和目標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展。
能源規(guī)劃是在對中國能源生產(chǎn)、供應(yīng)、消費(fèi)的現(xiàn)狀和歷史資料調(diào)查研究分析的基礎(chǔ)上,為滿足國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的需求,而對一段時(shí)期內(nèi)能源發(fā)展所做的計(jì)劃、設(shè)想和部署。能源規(guī)劃需要解決的核心問題是解決當(dāng)前供給與需求的矛盾,當(dāng)前供給與未來需求的矛盾,也就是能源安全問題。
結(jié)合能源規(guī)劃的定義,依據(jù)可再生能源法,現(xiàn)階段的可再生能源規(guī)劃可以定義為: 在對各種可再生能源資源進(jìn)行評價(jià)的基礎(chǔ)上,結(jié)合自身資源優(yōu)勢和特點(diǎn),考慮未來可再生能源技術(shù)發(fā)展的特征,制定不同時(shí)期各種可再生能源的激勵政策及發(fā)展目標(biāo)??稍偕茉匆?guī)劃與能源規(guī)劃相比,(1)由于技術(shù)的限制,缺乏與常規(guī)能源進(jìn)行競爭,可再生能源的需求是政策創(chuàng)造的需求;(2 )發(fā)展可再生能源也被賦予了能源安全、環(huán)境保護(hù)和減緩氣候變化的涵義;(3 )被看作新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),未來發(fā)展的又一次重要的經(jīng)濟(jì)增長機(jī)遇;(4 )結(jié)合自身資源優(yōu)勢,最大限度地開發(fā)新的可再生能源;(5 )可再生能源規(guī)劃中的能源需求、環(huán)境需求等因素的內(nèi)涵發(fā)生了變化。不再是作為一種規(guī)劃約束條件,而是作為規(guī)劃評價(jià)的輸入。
區(qū)域可再生能源規(guī)劃,與可再生能源規(guī)劃的
定義類似,不同之處在于:(1 )它首先要滿足國家總體可再生能源規(guī)劃目標(biāo),然后,在此基礎(chǔ)上,結(jié)合地方可再生能源資源優(yōu)勢,制定適應(yīng)于本地區(qū)的不同時(shí)期的可再生能源發(fā)展目標(biāo)及相關(guān)政策;(2 )區(qū)域可再生能源規(guī)劃需要考慮如何利用國家整體規(guī)劃政策,充分發(fā)展本土優(yōu)勢的可再生能源。
1.2 可再生能源規(guī)劃模型的特點(diǎn)
當(dāng)前國內(nèi)外常用的區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型基
本上是延用能源規(guī)劃模型或者國家規(guī)劃模型,如MARKAL 模型、A I M 模型、LEAP 模型、MESSAGE模型、R E T S C r e e n 模型、R E E A M 模型。通過研究當(dāng)前的主要規(guī)劃,可以發(fā)現(xiàn),單獨(dú)采用任何一個(gè)模型都無法完成當(dāng)前的區(qū)域可再生能源規(guī)劃任務(wù)。
如北京可再生能源規(guī)劃采用L E A P 模型和M E S -S A G E 模型、歐盟可再生能源規(guī)劃采用A I M 模型和F R O M 模型等,而且在具體的規(guī)劃過程中,需要依據(jù)需求,采用其他的相關(guān)模型。表1 給出當(dāng)前主要可再生能源規(guī)劃模型的比較分析:
1 . 3 區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型存在問題
分析
從規(guī)劃應(yīng)用來看,當(dāng)前規(guī)劃模型主要存在以
下三方面的問題:(1 )全國規(guī)劃沒有考慮與全球的互動,中國可再生能源規(guī)劃在全球規(guī)劃中應(yīng)該處于什么樣的位置;(2 )全國整體規(guī)劃與區(qū)域可再生能源規(guī)劃之間缺乏一個(gè)銜接。如何結(jié)合各地資源優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,把全國的可再生能源規(guī)劃目標(biāo)公平地分解到地方各級政府。目前尚缺乏一個(gè)較為合理的方法;(3 )區(qū)域可再生能源規(guī)劃缺乏可實(shí)施性。導(dǎo)致該問題的主要原因在于方法單一,照搬國家模式、從而導(dǎo)致規(guī)劃過于宏觀,缺乏可實(shí)施性。
當(dāng)前區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型主要存在以下五方面問題:( 1 )較多重要參數(shù)需要人為指定,缺乏相關(guān)方法支撐。當(dāng)前模型主要考慮了核心技術(shù)優(yōu)化或者成本因素,尋求給定技術(shù)情況下的最優(yōu)能源結(jié)構(gòu)及發(fā)展目標(biāo)。然后為了達(dá)到不同時(shí)期的可再生能源目標(biāo),考慮在不同時(shí)期制定相應(yīng)的可再生能源政策;(2 )數(shù)據(jù)輸入量較大,規(guī)劃難度較大。產(chǎn)生該問題的主要原因在于三方面,其一為當(dāng)前的模型是基于能源規(guī)劃模型基礎(chǔ)之上的,能源規(guī)劃模型考慮的因素與可再生能源規(guī)劃考慮的因素不同,這些模型中通常包含許多其他能源的相關(guān)技術(shù)信息及技術(shù)細(xì)節(jié)。有些細(xì)節(jié)可能是可再生能源規(guī)劃中根本不需要的,或者可以用其他指標(biāo)來規(guī)劃。其二是當(dāng)前模型是從國外引進(jìn)的模型,模型的數(shù)據(jù)輸入通常是依據(jù)其他國家的統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來設(shè)定的。而國內(nèi)統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與國外其他國家的統(tǒng)計(jì)年鑒結(jié)構(gòu)完全不同,因此相關(guān)數(shù)據(jù)很難找到。對規(guī)劃,尤其是區(qū)域級可再生能源規(guī)劃帶來了很大的難度。其三是可再生能源尚處于發(fā)展時(shí)期,技術(shù)和市場均不成熟,統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立,因此統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)嚴(yán)重匱乏。導(dǎo)致在具體規(guī)劃過程中,數(shù)據(jù)收集難度相當(dāng)大;(3 )模型界面缺乏友好性,易出錯(cuò)。當(dāng)前模型多是泊來品,國外的規(guī)劃體制與我國的規(guī)劃體制不同。國外規(guī)劃的特點(diǎn)是規(guī)劃主體通常是專門的研究機(jī)制,其所采用的模型通常是處于研究階段的模型,而不是商業(yè)化或者普及型的模型;(4 )模型缺乏系統(tǒng)性。模型是建立在其他模型基礎(chǔ)之上的,不是針對如何解決可再生能源規(guī)劃中的問題而構(gòu)建的。因此,區(qū)域可再生能源規(guī)劃中遇到的問題缺乏方法上的支持,往往直接套用國家級能源規(guī)劃,而國家級可再生能源規(guī)劃模型是基于宏觀經(jīng)濟(jì)分析基礎(chǔ)之上,對許多經(jīng)濟(jì)、技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了抽象化。常會出現(xiàn)這樣的狀況,為了完成一個(gè)區(qū)域可再生能源規(guī)劃,需要東拼西湊的尋找相關(guān)的模型以解決區(qū)域可再生能源規(guī)劃中遇到的模型。
2 區(qū)域可再生能源規(guī)劃基本框架
2.1 區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型的解決思路
針對規(guī)劃體系的缺乏,提出并構(gòu)建了以下模型:(1 )全球可再生能源發(fā)展模型。在此基礎(chǔ)上,考慮中國可再生能源發(fā)展目標(biāo)、規(guī)模及結(jié)構(gòu)來進(jìn)行中長期規(guī)劃;(2 )目標(biāo)分解模型。依據(jù)各種可再生能源資源優(yōu)勢及特點(diǎn),建立基于項(xiàng)目的可再生能源規(guī)劃模型, 從而把規(guī)劃目標(biāo)采取項(xiàng)目評價(jià)的方式落實(shí)到具體布局;(3 )基于項(xiàng)目的規(guī)劃模型??紤]了資源稟賦、土地、資本及技術(shù)等特點(diǎn)。
針對規(guī)劃功能的缺乏,有以下五個(gè)方法:(1 )給出了相關(guān)重要參數(shù)求解模型,并集成到區(qū)域可再生能源規(guī)劃總體框架中;(2 )把各種可再生能源規(guī)劃的原理抽象為不同時(shí)期可再生能源項(xiàng)目的決策問題,增加了反饋機(jī)制;(3 )結(jié)合中國統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和區(qū)域可再生能源規(guī)劃的特點(diǎn),對可再生能源規(guī)劃輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行了替代和簡化;(4 )構(gòu)建資源、產(chǎn)品和技術(shù)數(shù)據(jù)庫,提高了數(shù)據(jù)共享,減少數(shù)據(jù)輸入量;(5 )針對可再生能源規(guī)劃的特點(diǎn),集成了與規(guī)劃相關(guān)的功能模塊,構(gòu)建了可再生能源規(guī)劃模型框架體系。
2.2 區(qū)域可再生能源模型框架
可再生能源規(guī)劃的基本框架可以通過圖2 來表示,主要包括四個(gè)基礎(chǔ)模型和三個(gè)功能模型?;A(chǔ)模型主要有能源需求預(yù)測模型、環(huán)境外部價(jià)值測算模塊、資源評價(jià)模型、行業(yè)增長模型,為規(guī)劃提供數(shù)據(jù)輸入預(yù)處理。功能模型主要包括區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型、國家可再生能源目標(biāo)分解模型和可再生能源規(guī)劃評價(jià)模型,它們?yōu)槟P偷妮敵鼋Y(jié)果。
3 區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型功能簡介
3.1 區(qū)域可再生能源資源評價(jià)
資源評價(jià)模型是區(qū)域可再生能源規(guī)劃的基礎(chǔ)模型,即要掌握可再生能源的資源量。可再生能源資源的品種很多,用途也很廣,因此很難得到一個(gè)統(tǒng)一的可再生能源資源量的評價(jià)方法。區(qū)域可再生能源規(guī)劃給出了風(fēng)電、太陽能發(fā)電、太陽能熱水、生物質(zhì)發(fā)電、生物質(zhì)沼氣、生物質(zhì)液態(tài)燃料、小水電等主要能源利用技術(shù)的可開發(fā)資源量的評估方法。評價(jià)模塊給出區(qū)域可再生能源的理論蘊(yùn)藏量、地理蘊(yùn)藏量、技術(shù)可開發(fā)量、經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量、實(shí)際可開發(fā)量的求解方法。
3 . 2 可再生能
源規(guī)劃模型可再生能源規(guī)劃模型是可再生能源規(guī)劃的核心模型,他的主要功能是,在給定資源分布、能源需求和政策情景下,給出每一階段的可再生能源發(fā)展目標(biāo)和結(jié)構(gòu)。框架中給出能源系統(tǒng)優(yōu)化模型、能源行業(yè)成本曲線模型和能源系統(tǒng)仿真模型??蚣苤刑岢龅幕陧?xiàng)目的能源行業(yè)成本曲線模型是依據(jù)可再生能源資源分布狀況,以項(xiàng)目為單位,按當(dāng)前給定技術(shù)求解出所有可再生能源資源的年單位電量成本及電量,然后給出整個(gè)可再生能源行業(yè)的動態(tài)成本曲線; 考慮到能源政策、外部環(huán)境價(jià)值和各種可再生能源的學(xué)習(xí)曲線,求解出每一階段的經(jīng)濟(jì)可行的可再生能源量及可再生能源結(jié)構(gòu)。
3.3 可再生能源規(guī)劃評價(jià)
規(guī)劃評價(jià)模塊是對區(qū)域可再生能源規(guī)劃優(yōu)劣性進(jìn)行評價(jià),需要給出評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)方法和評價(jià)的理論依據(jù)。規(guī)劃評價(jià)模型主要包括對能源系統(tǒng)的影響評價(jià)、對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響評價(jià)、對環(huán)境系統(tǒng)的影響評價(jià)和對社會系統(tǒng)的影響評價(jià)。評價(jià)模型通常采用基于能源復(fù)雜系統(tǒng)的仿真模型。輸入規(guī)劃目標(biāo)和政策,輸出不同目標(biāo)和政策下的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會效益的變化情況。
3.4 可再生能源規(guī)劃目標(biāo)分解
可再生能源目標(biāo)分解模型是銜接國家可再生能源規(guī)劃和區(qū)域可再生能源規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。是目標(biāo)反饋的有效途徑??稍偕茉茨繕?biāo)分解具有兩重涵義: 第一層涵義是把國家可再生能源目標(biāo)分解到各個(gè)省去,以便明確不同的省份的可再生能源發(fā)展任務(wù)。第二層涵義是把國家和省域可再生能源目標(biāo)分解到不同階段去,以便對不同階段的目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)管。
3.5 可再生能源行業(yè)增長模型
可再生能源行業(yè)增長模型是可再生能源目標(biāo)分解的預(yù)處理模型。其主要功能是求解不同類型可再生能源行業(yè)的增長量與時(shí)間的關(guān)系。為把可再生能源目標(biāo)分解到各個(gè)階段提供科學(xué)依據(jù)。不同行業(yè)的成長速度及其成熟期是不同的,因此應(yīng)考慮推算不同時(shí)期的可再生能源份額和目標(biāo),以便上級部門對下級部門監(jiān)管。
3.6 環(huán)境外部性價(jià)值
環(huán)境外部價(jià)值模型是可再生能源規(guī)劃模型的輸入預(yù)處理模型。其主要功能是求解不同地區(qū)的環(huán)境外部價(jià)值,以便求解在考慮環(huán)境因素下,各區(qū)域的可再生能源的最優(yōu)開發(fā)量。影響環(huán)境外部價(jià)值的因素很多,如人口密度、植被、農(nóng)業(yè)形式及收入等。為了求解各個(gè)區(qū)域合理的可再生能源發(fā)展量,需要求解出不同省份環(huán)境的外部價(jià)值,即對其外部性進(jìn)行貨幣化處理。
4 結(jié)論
區(qū)域可再生能源規(guī)劃是落實(shí)國家可再生能源規(guī)劃主體的重要環(huán)節(jié),本文提出的區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型對落實(shí)國家可再生能源規(guī)劃、實(shí)施可再生能源重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域、項(xiàng)目實(shí)施優(yōu)先布局及制定相關(guān)政策具有重要的理論與應(yīng)用價(jià)值。區(qū)域可再生能源規(guī)劃體系的建立給我們帶來了廣泛的研究課題,如目標(biāo)分解、行業(yè)增長模型、省級環(huán)境外部價(jià)值評價(jià)、各種可再生能源的資源評價(jià)及未來發(fā)展成本趨勢預(yù)測,這些問題均有待我們進(jìn)一步深入研究。