1  研究概述

 

  可再生能源已成為實現(xiàn)能源多樣化、應(yīng)付氣候變化和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要替代能源。歐洲、美國、日本、印度和巴西等國在該領(lǐng)域中走在世界前列。歐洲成為世界可再生能源發(fā)展的領(lǐng)跑者和主力軍, 可再生能源市場和產(chǎn)業(yè)年均增長速度都在20 %以上。國內(nèi)已經(jīng)有不少學(xué)者開始把歐洲可再生能源發(fā)展的經(jīng)驗和教訓(xùn)引入到國內(nèi)。如龔向前(2006)介紹了歐盟可再生能源促進政策, 認(rèn)為我國政府應(yīng)進一步采取經(jīng)濟激勵措施, 包括對可再生能源電力的投資者、消費者及設(shè)備與產(chǎn)量進行補貼, 實行優(yōu)惠價格或提供融資渠道(如低利率貸款), 以及采取政府采購等手段。李俊峰、時璟麗、王仲穎(2007)對歐盟可再生能源促進政策進行了綜述, 并建議組織能源學(xué)會和行業(yè)協(xié)會翻譯可再生能源路線圖和行動計劃。莊貴陽(2008)對2008年最新公布的《氣候變化與可再生能源綜合規(guī)劃》

 

  進行研究, 分析了歐盟成員國及世界各國對該規(guī)劃的觀點和看法, 認(rèn)為中國碳市場不能寄予太大的期望。應(yīng)積極的開展對中國可持續(xù)發(fā)展有促進意義的項目, 通過無悔行動規(guī)避項目開發(fā)風(fēng)險。

 

  上述的研究更側(cè)重于國家層面, 為了落實國家層面的可再生能源戰(zhàn)略, 《可再生能源法》第八條規(guī)定:“省、自治區(qū)、直轄市人民政府管理能源工作的部門, 根據(jù)本行政區(qū)域可再生能源規(guī)劃的中長期目標(biāo), 會同本級人民政府有關(guān)部門編制本行政區(qū)域可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃, 報本級人民政府批準(zhǔn)后實施” 。這表明, 省域可再生能源規(guī)劃已經(jīng)成為國家規(guī)定的規(guī)劃類型之一。2007 年8 月31 日, 國家《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》提出力爭2020年使可再生能源消費量達到能源消費總量的15 %左右。因此, 如何把可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃落實到實處, 成為省域制定相應(yīng)的中長期可再生能源發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

 

  當(dāng)前, 國家的可再生能源發(fā)展規(guī)劃過多的停留在國家級層面。這主要是由于其政治和經(jīng)濟體制所決定。因此, 可供直接借鑒的規(guī)劃方法并不多。如Co rmio 等(2003)應(yīng)用EFOM 模型研究了考慮環(huán)境影響和經(jīng)濟投入前提下, 意大利南部地區(qū)的循環(huán)發(fā)電廠、風(fēng)能發(fā)電廠、固體廢棄物、生物質(zhì)能和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)電廠的最優(yōu)選址問題。Koroneo s(2005)在MA RKAL 模型的基礎(chǔ)上, 建立了能源系統(tǒng)模型, 研究了在保證社會、經(jīng)濟的發(fā)展的, 同時, 確保能源供應(yīng)安全和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展前提下的未來能源技術(shù)戰(zhàn)略。T sioliaridou (2006)在LEAP模型的基礎(chǔ)上, 提出了一種模型, 采用環(huán)境數(shù)據(jù)庫分析了影響印度德里電力行業(yè)能源消費模式和排放標(biāo)準(zhǔn)的因素, 并預(yù)測了總的能源需求和電力行業(yè)溫室氣體排放量。Jonathan 等(2005) 介紹了MEDEE 模型的方法及其發(fā)展體系, 然后應(yīng)用MEDEE 模型預(yù)測了未來的能源需求。

 

  基于可再生能源法的要求, 國內(nèi)也開展了一些可再生能源規(guī)劃的研究, 其中也包括一些省域可再生能源規(guī)劃。沈清基(2006)認(rèn)為, 城市發(fā)展離不開能源的支持, 在能源普遍短缺以及常規(guī)能源利用對環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)面影響的情況下, 城市可再生能源具有重要意義。因此, 應(yīng)該把可再生能源納入城市發(fā)展規(guī)劃中。任東明(2005)根據(jù)福建省可再生能源資源條件、發(fā)展現(xiàn)狀等, 提出該省的可再生能源強制性配額政策框架與實施方案。陳榮、張希良、何建坤等(2008)提出了以MESSAGE模型耦合能源需求MAED 模型為基礎(chǔ)的可再生能源綜合規(guī)劃方法。以四川省為案例的實證研究表明, 該方法綜合考慮資源稟賦、經(jīng)濟成本和污染物排放多重約束, 并且能夠仿真激勵政策的收益和成本, 從而制定出與當(dāng)?shù)?a href="http://m.yue-wei.com.cn/t/資源.html" >資源條件、經(jīng)濟發(fā)展、環(huán)境治理目標(biāo)相容的可再生能源發(fā)展規(guī)劃和配套的政策措施。

 

  上述研究方法, 多是基于國家層面的可再生能源發(fā)展規(guī)劃, 即使有些是省域可再生能源規(guī)劃, 但其采用國家級可再生能源規(guī)劃的方法。主要考慮了可再生能源開發(fā)資源約束條件、不同時期的可再生能源發(fā)展目標(biāo), 以尋求最優(yōu)可再生能源開發(fā)路徑。

 

  與其他國家相比, 國內(nèi)的省域可再生能源規(guī)劃, 基本上屬于中央政府驅(qū)動型, 強調(diào)更多的是技術(shù)層面的可行性。因此, 如何把國家可再生能源規(guī)劃方法與省域可再生能源規(guī)劃方法相結(jié)合, 制定切實可行的省域可再生能源規(guī)劃方案, 其方法研究是當(dāng)前研究熱點和難點。

 

  歐盟可再生能源強制性目標(biāo)分解及執(zhí)行過程簡介2007 年3 月, 27 個歐盟成員國簽署了一項具有強制性的20 %的可再生能源目標(biāo)協(xié)議。該協(xié)議于2008 年1 月正式發(fā)布。該協(xié)議主要用于電力、供執(zhí)、供冷及交通運輸行業(yè), 將取代先前的電力和生物質(zhì)能方面的兩個協(xié)議。目前歐盟的能源消費中8.5 %來自可再生能源, 離20 %的目標(biāo)還有11.5 %的差距。歐盟委員會新公布的綜合計劃, 為各成員國設(shè)定了從10 %～ 49 %不等的目標(biāo), 這些目標(biāo)的設(shè)定, 考慮了各成員國的起點、潛力、能源結(jié)構(gòu)和人均GDP 。

 

  EU -27 國的可再生能源規(guī)劃, 主要包括以下幾個步驟:①在EU -27 指導(dǎo)下, 各國依據(jù)自愿報告其發(fā)展目標(biāo);②對EU -27 指導(dǎo)下的各成員國的目標(biāo)與進程進行評估;③考慮氣候變化和可再生能源的戰(zhàn)略和建議;④對強制性目標(biāo)的影響進行評估;⑤利益相關(guān)者參與。

 

  歐盟可再生能源長期目標(biāo)分配的主要原因, 是因為試圖公平的自上而下的分解可再生能源目標(biāo)。

 

  這對于我國制定省域級可再生能源規(guī)劃具有重要的意義。這里主要討論三個總量:建模工具、目標(biāo)分解和數(shù)據(jù)有效性如何把歐盟2020 年可再生能源占總能源20 %的目標(biāo)分解給各個成員國, 主要采取兩種方法。第一種是從能源生產(chǎn)角度來分解, 即考慮各成員國的可再生能源潛力。在建模的過程中, 也考慮了具體行業(yè)的規(guī)劃, 包括供電、供暖、運輸和建筑。一種是從需求側(cè)對各成員國的可再生能源份額進行分配。后者主要是采用固定和浮動份額來實現(xiàn)。

 

  3  歐盟可再生能源規(guī)劃模型

 

  歐盟在制定可再生能源規(guī)劃中, 采用了許多復(fù)雜建模工具, 這些模型主要包括PRIMES 模型、GAINS 模型、GEM -E3 模型、PACE 模型和POLES 模型。

 

  PRIMES 模型是歐盟Teem 計劃的JOULE 研究組從1993 年起開發(fā)的局部均衡模型。它可以處理所有的行業(yè)和各種類型燃料之間的能源轉(zhuǎn)換。該模型主要用于成員國級別, 可以對不同成員國之間的影響進行比較。它通常用來評估能源系統(tǒng)的變化, 如投資成本、混合燃料及消費量的變化。對能源供應(yīng)的研究, 模型采用由底向上的研究方法, 對能源需求的研究, 采用由頂向下的方法, 模型也適用于能源政策分析, 以及能源政策和技術(shù)評價關(guān)系的研究。研究組首先對歐共體現(xiàn)行的能源相關(guān)政策、經(jīng)濟增長速度、經(jīng)濟膨脹比率、人口增長以及對石油、天然氣和煤炭的價格作了一系列假設(shè)。然后PRIMES 模型對歐盟1995 ～ 2030 年的主要能源指標(biāo)、主要能源需求及各部門的最終能源需求、能源和GDP 的關(guān)系、不同類型的發(fā)電站的發(fā)電能力、熱能發(fā)電和水力發(fā)電的燃料輸入、各部門的二氧化碳排放量、能源強度的改進、工業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、家庭及第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、運輸部門結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、發(fā)電站的效率問題, 進行了定量分析。

 

  GEM -E3 是歐盟幾個主要研究機構(gòu)于20 世紀(jì)90 年代合作開發(fā)、實用的一般均衡模型, 它包括所有經(jīng)濟行業(yè)及他們之間的交互, 但不含減排方面的技術(shù)細(xì)節(jié)。通常采用該軟件來評估成員國一級能源行業(yè)溫室氣體減排對宏觀經(jīng)濟的影響。GEM-E3 模型是動態(tài)、遞歸、模塊化的能源經(jīng)濟模型,其核心是CGE 模型。GEM -E3 模型的目的是研究世界區(qū)域或歐盟國家的經(jīng)濟、能源和環(huán)境三者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。模型最初主要應(yīng)用于經(jīng)濟、能源、環(huán)境的政策規(guī)劃方面的研究, 隨著模型的不斷完善和更新, 模型可用于研究:能源改革和投資對歐洲可持續(xù)發(fā)展的能源和環(huán)境方面的政策影響;能源和環(huán)境方面的改革和政策規(guī)劃對歐洲實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的作用;氣候變化對能源、經(jīng)濟、環(huán)境的影響等。

 

  POLES 模型是歐盟TEEM 計劃中JOULE 研究組于20 世紀(jì)90 年代研究開發(fā)的。它是一種基于能源供求的動態(tài)優(yōu)化模型, 是由多個相互連接的子模塊構(gòu)成的多層嵌套的能源經(jīng)濟模型。PO LES 模型是一個全球局部均衡模型。它的一個主要特點是對油氣資源的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程的仿真。廣義上來說, 油氣的供需和價格受國際油氣總儲量、鉆井能力和剩余儲量, 以及地區(qū)和世界的R/p 比率的影響。模型描述了全球不同地區(qū)能源需求、供應(yīng)和價格的協(xié)調(diào)發(fā)展。研究過程中, 主要用來評價未來國際氣體變化協(xié)議框架對EU 能源系統(tǒng)的影響。

 

  PACE 模型是一個全球一般均衡模型。與GEM -E3 類似, 但包含更多的發(fā)電技術(shù)方面的細(xì)節(jié)。通常用來評價指定行業(yè)對能源密集型行業(yè)的影響。GAINS 模型對于減少CO2 的影響進行評價,也可以評價能源行業(yè)對空氣污染的影響。

 

  EU -27 國2020 年可再生能源總體目標(biāo)分解歐盟總體目標(biāo)分解過程, 主要有三步:第一步為整體目標(biāo)份額的確定;第二步為成員國固定份額的確定;第三步為成員國浮動份額的確定。下面對三步分別進行描述.

 

  EU-27 國可再生能源各發(fā)展階段目標(biāo)的制定為了實現(xiàn)2020 年可再生能源規(guī)劃目標(biāo)。各成員國依據(jù)分解目標(biāo), 再次把他們分解給具體行業(yè),如交通、電力、供熱和供冷等。然后以2005 年為基準(zhǔn), 以一定的百分比穩(wěn)定地增加。為了檢查是否達到這個目標(biāo), 歐盟成立一個中立的項目工作組來收集和統(tǒng)計相關(guān)數(shù)據(jù), 然后免費提供給歐盟國會和各成員國組織。其穩(wěn)定增長的階段性目標(biāo)如下式:

 

  Ti, 2011 ～ 2012 =S i, 2005 +0.25(Ti, 2020 -Si , 2005)Ti, 2013 ～ 2014 =S i, 2005 +0.35(Ti, 2020 -Si , 2005)Ti, 2015 ～ 2016 =S i, 2005 +0.45(Ti, 2020 -Si , 2005)Ti, 2017 ～ 2018 =S i, 2005 +0.65(Ti, 2020 -Si , 2005)式中, S2005 是EU -27 國各成員國在2005 年的可再生能源占本國總能源的實際份額;T2020 是EU -27 國各成員國在2020 年的可再生能源占本國總能源的目標(biāo)份額。

 

  在實際執(zhí)行過程中, 各成員國從2011 年開始,每兩年向歐盟議會報告他的可再生能源發(fā)展完成進度。報告要求包括可再生能源占總體能源的份額,及占各行業(yè)能源的份額。報告要求詳細(xì)說明可再生能源激勵政策及相關(guān)細(xì)節(jié), 包括如何提高管理水平, 如何在傳輸、分配之間進行成本分?jǐn)? 如何評估因使用可再生能源而減少的溫室氣體排放。如果成員國不能達到規(guī)定的目標(biāo), 則由歐盟輪值主席國對其采取相應(yīng)的懲罰措施。

 

  6  對我國省域可再生能源規(guī)劃的啟示

 

  EU 可再生能源規(guī)劃沒有提出一個省域可再生能源規(guī)劃的流程框架。采用復(fù)雜系統(tǒng)模型來處理EU 強制性目標(biāo)對可再生能源發(fā)展的影響, 這并不適合中國自上而下的、基于方法驅(qū)動的可再生能源發(fā)展規(guī)劃方式。但其模型使用、數(shù)據(jù)收集、目標(biāo)分解與階段目標(biāo)規(guī)劃的方法, 可以值得我們借鑒。

 

  (1)可再生能源潛力評估方法, 用來把可再生能源目標(biāo)與成員國目標(biāo)匹配。不同的成員國具有不同的目標(biāo), 這主要是因為不同成員國的可再生能源潛力不同, 具有較大開發(fā)潛力的成員國, 通常可以對其他成員國進行補償。其次, 依據(jù)GDP 構(gòu)建基本增長量目標(biāo), 包括提出的強制性目標(biāo)。基于潛力的可再生能源規(guī)劃方法, 其框架模型的許多參數(shù)往往由外生給定。一方面易受模型運行者主觀判斷的影響;另一方面, 難以反映與其他部分的相互反饋關(guān)系, 特別是產(chǎn)品價格變化時所帶來的部門之間的相互影響無法體現(xiàn)。

 

  (2)對如何在EU 成員國之間進行目標(biāo)分解,EU 考慮了很多因素, 如各成員國可再生能源發(fā)展?jié)摿Α⒔?jīng)濟發(fā)展水平、可再生能源開發(fā)程度等。可再生能源規(guī)劃總體目標(biāo)分解到省域中可再生能源規(guī)劃時, 僅考慮可再生能源開發(fā)潛力不夠, 也需要考慮其他相關(guān)因素, 尤其是與GDP 相關(guān)的因素。對于我國來說, 存在同樣的問題。如何把國家2020年的可再生能源占總能源16 %的目標(biāo)分解到各個省級目標(biāo), 同樣需要考慮相關(guān)的因素。這樣對于均衡省域間利益關(guān)系, 促進均衡發(fā)展具有重要意義。

 

  (3) 對于如何制定不同階段的省域可再生能源發(fā)展目標(biāo)。EU 考慮了機會目標(biāo)與靈活目標(biāo)相結(jié)合的方法。為了穩(wěn)步推進, 在不同的階段采用不同的系數(shù), 制定了不同的目標(biāo)。并利用中立項目組免費提供相關(guān)數(shù)據(jù)與各成員國定期匯報機制相關(guān)結(jié)合的方式, 相關(guān)數(shù)據(jù)涉及到可再生能源的投資、環(huán)境評估、能源效率及使用份額等。為激勵成員, 構(gòu)建了相應(yīng)的懲罰措施。

 

  (4) 在數(shù)據(jù)采集上, 中國在收集不同領(lǐng)域中的可靠數(shù)據(jù)和技術(shù)上, 面臨存在同樣的問題。為了彌補各成員國采用自愿申報與整體規(guī)劃目標(biāo)存在的差距, 歐盟成立了一個中立的數(shù)據(jù)收集與處理機構(gòu),即歐盟可再生能源推廣協(xié)會, 來提供交互式的趨勢數(shù)據(jù), 并免費為成員國提供相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集采用了一個基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)和技術(shù)。允許成員評價他們的相對可再生能源相對發(fā)展水平及達到可再生能源目標(biāo)的進程。采用中立機構(gòu), 依靠工作組, 而不僅是依靠復(fù)雜的數(shù)據(jù)采用工具來收集相關(guān)數(shù)據(jù), 是一種可行的方式。