1 區(qū)域可再生能源規(guī)劃模型現(xiàn)狀分析

 

  1.1 區(qū)域可再生能源規(guī)劃的相關(guān)定義

 

  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(jiàn)圖1。其他的規(guī)劃均是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展，對(duì)約束和目標(biāo)進(jìn)行擴(kuò)展。

 

  能源規(guī)劃是在對(duì)中國(guó)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的需求，而對(duì)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(wèn)題是解決當(dāng)前供給與需求的矛盾，當(dāng)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(guī)劃的資源是一次性的，我們只能把有限的資源應(yīng)用到無(wú)限的時(shí)空中去，這種規(guī)劃最終會(huì)被賦予新的內(nèi)涵。

 

  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(duì)各種可再生能源資源進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身資源優(yōu)勢(shì)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(lì)政策及發(fā)展目標(biāo)。可再生能源規(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(jìng)爭(zhēng)，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(zhǎng)點(diǎn)，未來(lái)發(fā)展的又一次重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)機(jī)遇;（4 ）結(jié)合自身資源優(yōu)勢(shì)，最大限度地開(kāi)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(píng)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(guó)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(shì)，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(guó)家整體規(guī)劃政策，充分發(fā)展本土優(yōu)勢(shì)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(guó)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(guó)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(guò)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(wú)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(guò)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(wèn)題

 

  分析

 

  從規(guī)劃應(yīng)用來(lái)看，當(dāng)前規(guī)劃模型主要存在以

 

  下三方面的問(wèn)題:（1 ）全國(guó)規(guī)劃沒(méi)有考慮與全球的互動(dòng)，中國(guó)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(guó)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(shì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，把全國(guó)的可再生能源規(guī)劃目標(biāo)公平地分解到地方各級(jí)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(wèn)題的主要原因在于方法單一，照搬國(guó)家模式、從而導(dǎo)致規(guī)劃過(guò)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(wèn)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(wèn)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(lái)規(guī)劃。其二是當(dāng)前模型是從國(guó)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(guó)家的統(tǒng)計(jì)年鑒和統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來(lái)設(shè)定的。而國(guó)內(nèi)統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與國(guó)外其他國(guó)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(duì)規(guī)劃，尤其是區(qū)域級(jí)可再生能源規(guī)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(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(guò)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(lái)品，國(guó)外的規(guī)劃體制與我國(guó)的規(guī)劃體制不同。國(guó)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(duì)如何解決可再生能源規(guī)劃中的問(wèn)題而構(gòu)建的。因此，區(qū)域可再生能源規(guī)劃中遇到的問(wèn)題缺乏方法上的支持，往往直接套用國(guó)家級(jí)能源規(guī)劃，而國(guó)家級(jí)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(duì)許多經(jīng)濟(jì)、技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行了抽象化。常會(huì)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(duì)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(guó)可再生能源發(fā)展目標(biāo)、規(guī)模及結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行中長(zhǎng)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(shì)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(píng)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(duì)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(wèn)題，增加了反饋機(jī)制;（3 ）結(jié)合中國(guó)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和區(qū)域可再生能源規(guī)劃的特點(diǎn)，對(duì)可再生能源規(guī)劃輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行了替代和簡(jiǎn)化;（4 ）構(gòu)建資源、產(chǎn)品和技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)，提高了數(shù)據(jù)共享，減少數(shù)據(jù)輸入量;（5 ）針對(duì)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(guò)圖2 來(lái)表示，主要包括四個(gè)基礎(chǔ)模型和三個(gè)功能模型。基礎(chǔ)模型主要有能源需求預(yù)測(cè)模型、環(huán)境外部?jī)r(jià)值測(cè)算模塊、資源評(píng)價(jià)模型、行業(yè)增長(zhǎng)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(guó)家可再生能源目標(biāo)分解模型和可再生能源規(guī)劃評(píng)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(jiǎn)介

 

  3.1 區(qū)域可再生能源資源評(píng)價(jià)

 

  資源評(píng)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(píng)價(jià)方法。區(qū)域可再生能源規(guī)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(píng)估方法。評(píng)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(kāi)發(fā)量、經(jīng)濟(jì)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(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。框架中提出的基于項(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(dòng)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(píng)價(jià)

 

  規(guī)劃評(píng)價(jià)模塊是對(duì)區(qū)域可再生能源規(guī)劃優(yōu)劣性進(jìn)行評(píng)價(jià)，需要給出評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)的理論依據(jù)。規(guī)劃評(píng)價(jià)模型主要包括對(duì)能源系統(tǒng)的影響評(píng)價(jià)、對(duì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響評(píng)價(jià)、對(duì)環(huán)境系統(tǒng)的影響評(píng)價(jià)和對(duì)社會(huì)系統(tǒng)的影響評(píng)價(jià)。評(píng)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(huì)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(guó)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(guó)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(guó)家和省域可再生能源目標(biāo)分解到不同階段去，以便對(duì)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(zhǎng)模型

 

  可再生能源行業(yè)增長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jí)部門對(duì)下級(jí)部門監(jiān)管。

 

  3.6 環(huán)境外部性價(jià)值

 

  環(huán)境外部?jī)r(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?jī)r(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(kāi)發(fā)量。影響環(huán)境外部?jī)r(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?jī)r(jià)值，即對(duì)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(guó)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(duì)落實(shí)國(guó)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(lái)了廣泛的研究課題，如目標(biāo)分解、行業(yè)增長(zhǎng)模型、省級(jí)環(huán)境外部?jī)r(jià)值評(píng)價(jià)、各種可再生能源的資源評(píng)價(jià)及未來(lái)發(fā)展成本趨勢(shì)預(yù)測(cè)，這些問(wèn)題均有待我們進(jìn)一步深入研究。