區域可再生能源規劃 基本框架研究

  1 區域可再生能源規劃模型現狀分析

 

  1.1 區域可再生能源規劃的相關(guān)定義

 

  我們認為規劃的具體內涵必須包括方法、時(shí)機和量三要素，也就是在什么時(shí)候、采用什么方法，達到什么量，見(jiàn)圖1。其他的規劃均是在此基礎上進(jìn)行的擴展，對約束和目標進(jìn)行擴展。

 

  能源規劃是在對中國能源生產(chǎn)、供應、消費的現狀和歷史資料調查研究分析的基礎上，為滿(mǎn)足國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展的需求，而對一段時(shí)期內能源發(fā)展所做的計劃、設想和部署。能源規劃需要解決的核心問(wèn)題是解決當前供給與需求的矛盾，當前供給與未來(lái)需求的矛盾，也就是能源安全問(wèn)題。

 

  由于能源規劃的資源是一次性的，我們只能把有限的資源應用到無(wú)限的時(shí)空中去，這種規劃最終會(huì )被賦予新的內涵。

 

  結合能源規劃的定義，依據可再生能源法，現階段的可再生能源規劃可以定義為: 在對各種可再生能源資源進(jìn)行評價(jià)的基礎上，結合自身資源優(yōu)勢和特點(diǎn)，考慮未來(lái)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?？稍偕茉匆巹澟c能源規劃相比，（1）由于技術(shù)的限制，缺乏與常規能源進(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)境保護和減緩氣候變化的涵義;（3 ）被看作新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展的又一次重要的經(jīng)濟增長(cháng)機遇;（4 ）結合自身資源優(yōu)勢，最大限度地開(kāi)發(fā)新的可再生能源;（5 ）可再生能源規劃中的能源需求、環(huán)境需求等因素的內涵發(fā)生了變化。不再是作為一種規劃約束條件，而是作為規劃評價(jià)的輸入。

 

  區域可再生能源規劃，與可再生能源規劃的

 

  定義類(lèi)似，不同之處在于:（1 ）它首先要滿(mǎn)足國家總體可再生能源規劃目標，然后，在此基礎上，結合地方可再生能源資源優(yōu)勢，制定適應于本地區的不同時(shí)期的可再生能源發(fā)展目標及相關(guān)政策;（2 ）區域可再生能源規劃需要考慮如何利用國家整體規劃政策，充分發(fā)展本土優(yōu)勢的可再生能源。

 

  1.2 可再生能源規劃模型的特點(diǎn)

 

  當前國內外常用的區域可再生能源規劃模型基

 

  本上是延用能源規劃模型或者國家規劃模型，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(guò)研究當前的主要規劃，可以發(fā)現，單獨采用任何一個(gè)模型都無(wú)法完成當前的區域可再生能源規劃任務(wù)。

 

  如北京可再生能源規劃采用L E A P 模型和M E S -S A G E 模型、歐盟可再生能源規劃采用A I M 模型和F R O M 模型等，而且在具體的規劃過(guò)程中，需要依據需求，采用其他的相關(guān)模型。表1 給出當前主要可再生能源規劃模型的比較分析:

 

  1 . 3 區域可再生能源規劃模型存在問(wèn)題

 

  分析

 

  從規劃應用來(lái)看，當前規劃模型主要存在以

 

  下三方面的問(wèn)題:（1 ）全國規劃沒(méi)有考慮與全球的互動(dòng)，中國可再生能源規劃在全球規劃中應該處于什么樣的位置;（2 ）全國整體規劃與區域可再生能源規劃之間缺乏一個(gè)銜接。如何結合各地資源優(yōu)勢和經(jīng)濟發(fā)展水平，把全國的可再生能源規劃目標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 ）區域可再生能源規劃缺乏可實(shí)施性。導致該問(wèn)題的主要原因在于方法單一，照搬國家模式、從而導致規劃過(guò)于宏觀(guān)，缺乏可實(shí)施性。

 

  當前區域可再生能源規劃模型主要存在以下五方面問(wèn)題:（ 1 ）較多重要參數需要人為指定，缺乏相關(guān)方法支撐。當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)能源結構及發(fā)展目標。然后為了達到不同時(shí)期的可再生能源目標，考慮在不同時(shí)期制定相應的可再生能源政策;（2 ）數據輸入量較大，規劃難度較大。產(chǎn)生該問(wèn)題的主要原因在于三方面，其一為當前的模型是基于能源規劃模型基礎之上的，能源規劃模型考慮的因素與可再生能源規劃考慮的因素不同，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)細節。有些細節可能是可再生能源規劃中根本不需要的，或者可以用其他指標來(lái)規劃。其二是當前模型是從國外引進(jìn)的模型，模型的數據輸入通常是依據其他國家的統計年鑒和統計指標來(lái)設定的。而國內統計年鑒的數據結構與國外其他國家的統計年鑒結構完全不同，因此相關(guān)數據很難找到。對規劃，尤其是區域級可再生能源規劃帶來(lái)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(chǎng)均不成熟，統計標準體系尚未建立，因此統計數據嚴重匱乏。導致在具體規劃過(guò)程中，數據收集難度相當大;（3 ）模型界面缺乏友好性，易出錯。當前模型多是泊來(lái)品，國外的規劃體制與我國的規劃體制不同。國外規劃的特點(diǎn)是規劃主體通常是專(zhuān)門(mén)的研究機制，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 ）模型缺乏系統性。模型是建立在其他模型基礎之上的，不是針對如何解決可再生能源規劃中的問(wèn)題而構建的。因此，區域可再生能源規劃中遇到的問(wèn)題缺乏方法上的支持，往往直接套用國家級能源規劃，而國家級可再生能源規劃模型是基于宏觀(guān)經(jīng)濟分析基礎之上，對許多經(jīng)濟、技術(shù)細節進(jìn)行了抽象化。常會(huì )出現這樣的狀況，為了完成一個(gè)區域可再生能源規劃，需要東拼西湊的尋找相關(guān)的模型以解決區域可再生能源規劃中遇到的模型。

 

  2 區域可再生能源規劃基本框架

 

  2.1 區域可再生能源規劃模型的解決思路

 

  針對規劃體系的缺乏，提出并構建了以下模型:（1 ）全球可再生能源發(fā)展模型。在此基礎上，考慮中國可再生能源發(fā)展目標、規模及結構來(lái)進(jìn)行中長(cháng)期規劃;（2 ）目標分解模型。依據各種可再生能源資源優(yōu)勢及特點(diǎn)，建立基于項目的可再生能源規劃模型， 從而把規劃目標采取項目評價(jià)的方式落實(shí)到具體布局;（3 ）基于項目的規劃模型?？紤]了資源稟賦、土地、資本及技術(shù)等特點(diǎn)。

 

  針對規劃功能的缺乏，有以下五個(gè)方法:（1 ）給出了相關(guān)重要參數求解模型，并集成到區域可再生能源規劃總體框架中;（2 ）把各種可再生能源規劃的原理抽象為不同時(shí)期可再生能源項目的決策問(wèn)題，增加了反饋機制;（3 ）結合中國統計指標和區域可再生能源規劃的特點(diǎn)，對可再生能源規劃輸入數據進(jìn)行了替代和簡(jiǎn)化;（4 ）構建資源、產(chǎn)品和技術(shù)數據庫，提高了數據共享，減少數據輸入量;（5 ）針對可再生能源規劃的特點(diǎn)，集成了與規劃相關(guān)的功能模塊，構建了可再生能源規劃模型框架體系。

 

  2.2 區域可再生能源模型框架

 

  可再生能源規劃的基本框架可以通過(guò)圖2 來(lái)表示，主要包括四個(gè)基礎模型和三個(gè)功能模型?；A模型主要有能源需求預測模型、環(huán)境外部?jì)r(jià)值測算模塊、資源評價(jià)模型、行業(yè)增長(cháng)模型，為規劃提供數據輸入預處理。功能模型主要包括區域可再生能源規劃模型、國家可再生能源目標分解模型和可再生能源規劃評價(jià)模型，它們?yōu)槟Ｐ偷妮敵鼋Y果。

 

  3 區域可再生能源規劃模型功能簡(jiǎn)介

 

  3.1 區域可再生能源資源評價(jià)

 

  資源評價(jià)模型是區域可再生能源規劃的基礎模型，即要掌握可再生能源的資源量?？稍偕茉促Y源的品種很多，用途也很廣，因此很難得到一個(gè)統一的可再生能源資源量的評價(jià)方法。區域可再生能源規劃給出了風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)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(kāi)發(fā)資源量的評估方法。評價(jià)模塊給出區域可再生能源的理論蘊藏量、地理蘊藏量、技術(shù)可開(kāi)發(fā)量、經(jīng)濟可開(kāi)發(fā)量、實(shí)際可開(kāi)發(fā)量的求解方法。

 

  3 . 2 可再生能

 

  源規劃模型可再生能源規劃模型是可再生能源規劃的核心模型，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)展目標和結構?？蚣苤薪o出能源系統優(yōu)化模型、能源行業(yè)成本曲線(xiàn)模型和能源系統仿真模型?？蚣苤刑岢龅幕陧椖康哪茉葱袠I(yè)成本曲線(xiàn)模型是依據可再生能源資源分布狀況，以項目為單位，按當前給定技術(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(dòng)態(tài)成本曲線(xiàn); 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)習曲線(xiàn)，求解出每一階段的經(jīng)濟可行的可再生能源量及可再生能源結構。

 

  3.3 可再生能源規劃評價(jià)

 

  規劃評價(jià)模塊是對區域可再生能源規劃優(yōu)劣性進(jìn)行評價(jià)，需要給出評價(jià)的標準、評價(jià)方法和評價(jià)的理論依據。規劃評價(jià)模型主要包括對能源系統的影響評價(jià)、對經(jīng)濟系統的影響評價(jià)、對環(huán)境系統的影響評價(jià)和對社會(huì )系統的影響評價(jià)。評價(jià)模型通常采用基于能源復雜系統的仿真模型。輸入規劃目標和政策，輸出不同目標和政策下的經(jīng)濟、環(huán)境和社會(huì )效益的變化情況。

 

  3.4 可再生能源規劃目標分解

 

  可再生能源目標分解模型是銜接國家可再生能源規劃和區域可再生能源規劃的關(guān)鍵環(huán)節。是目標反饋的有效途徑?？稍偕茉茨繕朔纸饩哂袃芍睾x: 第一層涵義是把國家可再生能源目標分解到各個(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分解到不同階段去，以便對不同階段的目標進(jìn)行監管。

 

  3.5 可再生能源行業(yè)增長(cháng)模型

 

  可再生能源行業(yè)增長(cháng)模型是可再生能源目標分解的預處理模型。其主要功能是求解不同類(lèi)型可再生能源行業(yè)的增長(cháng)量與時(shí)間的關(guān)系。為把可再生能源目標分解到各個(gè)階段提供科學(xué)依據。不同行業(yè)的成長(cháng)速度及其成熟期是不同的，因此應考慮推算不同時(shí)期的可再生能源份額和目標，以便上級部門(mén)對下級部門(mén)監管。

 

  3.6 環(huán)境外部性?xún)r(jià)值

 

  環(huán)境外部?jì)r(jià)值模型是可再生能源規劃模型的輸入預處理模型。其主要功能是求解不同地區的環(huán)境外部?jì)r(jià)值，以便求解在考慮環(huán)境因素下，各區域的可再生能源的最優(yōu)開(kāi)發(fā)量。影響環(huán)境外部?jì)r(jià)值的因素很多，如人口密度、植被、農業(yè)形式及收入等。為了求解各個(gè)區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?jì)r(jià)值，即對其外部性進(jìn)行貨幣化處理。

 

  4 結論

 

  區域可再生能源規劃是落實(shí)國家可再生能源規劃主體的重要環(huán)節，本文提出的區域可再生能源規劃模型對落實(shí)國家可再生能源規劃、實(shí)施可再生能源重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域、項目實(shí)施優(yōu)先布局及制定相關(guān)政策具有重要的理論與應用價(jià)值。區域可再生能源規劃體系的建立給我們帶來(lái)了廣泛的研究課題，如目標分解、行業(yè)增長(cháng)模型、省級環(huán)境外部?jì)r(jià)值評價(jià)、各種可再生能源的資源評價(jià)及未來(lái)發(fā)展成本趨勢預測，這些問(wèn)題均有待我們進(jìn)一步深入研究。