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、時機(jī)和量三要素，也就是在什么時候、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，而對一段時期內(nèi)能源發(fā)展所做的計劃、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。

 

  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)用到無限的時空中去，這種規(guī)劃最終會被賦予新的內(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: 在對各種可再生能源資源進(jìn)行評價的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身資源優(yōu)勢和特點，考慮未來可再生能源技術(shù)發(fā)展的特征，制定不同時期各種可再生能源的激勵政策及發(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，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

 

  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)，單獨采用任何一個模型都無法完成當(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。目前尚缺乏一個較為合理的方法;（3 ）區(qū)域可再生能源規(guī)劃缺乏可實施性。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)到不同時期的可再生能源目標(biāo)，考慮在不同時期制定相應(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)計年鑒和統(tǒng)計指標(biāo)來設(shè)定的。而國內(nèi)統(tǒng)計年鑒的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與國外其他國家的統(tǒng)計年鑒結(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)展時期，技術(shù)和市場均不成熟，統(tǒng)計標(biāo)準(zhǔn)體系尚未建立，因此統(tǒng)計數(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。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，建立基于項目的可再生能源規(guī)劃模型， 從而把規(guī)劃目標(biāo)采取項目評價的方式落實到具體布局;（3 ）基于項目的規(guī)劃模型。考慮了資源稟賦、土地、資本及技術(shù)等特點。

 

  針對規(guī)劃功能的缺乏，有以下五個方法:（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期可再生能源項目的決策問題，增加了反饋機(jī)制;（3 ）結(jié)合中國統(tǒng)計指標(biāo)和區(qū)域可再生能源規(guī)劃的特點，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，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，主要包括四個基礎(chǔ)模型和三個功能模型。基礎(chǔ)模型主要有能源需求預(yù)測模型、環(huán)境外部價值測算模塊、資源評價模型、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

 

  資源評價模型是區(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，因此很難得到一個統(tǒng)一的可再生能源資源量的評價方法。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。框架中提出的基于項目的能源行業(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

 

  規(guī)劃評價模塊是對區(qū)域可再生能源規(guī)劃優(yōu)劣性進(jìn)行評價，需要給出評價的標(biāo)準(zhǔn)、評價方法和評價的理論依據(jù)。規(guī)劃評價模型主要包括對能源系統(tǒng)的影響評價、對經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的影響評價、對環(huán)境系統(tǒng)的影響評價和對社會系統(tǒng)的影響評價。評價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。可再生能源目標(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)的增長量與時間的關(guān)系。為把可再生能源目標(biāo)分解到各個階段提供科學(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)境外部性價值

 

  環(huán)境外部價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)劃模型對落實國家可再生能源規(guī)劃、實施可再生能源重點發(fā)展領(lǐng)域、項目實施優(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)境外部價值評價、各種可再生能源的資源評價及未來發(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。