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定義

 

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

 

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

 

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

 

  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行評價的基礎上，結合自身資源優勢和特點，考慮未來可再生能源技術發展的特征，制定不同時期各種可再生能源的激勵政策及發展目標。可再生能源規劃與能源規劃相比，（1）由于技術的限制，缺乏與常規能源進行競爭，可再生能源的需求是政策創造的需求;（2 ）發展可再生能源也被賦予了能源安全、環境保護和減緩氣候變化的涵義;（3 ）被看作新的經濟增長點，未來發展的又一次重要的經濟增長機遇;（4 ）結合自身資源優勢，最大限度地開發新的可再生能源;（5 ）可再生能源規劃中的能源需求、環境需求等因素的內涵發生了變化。不再是作為一種規劃約束條件，而是作為規劃評價的輸入。

 

  區域可再生能源規劃，與可再生能源規劃的

 

  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劃目標，然后，在此基礎上，結合地方可再生能源資源優勢，制定適應于本地區的不同時期的可再生能源發展目標及相關政策;（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，充分發展本土優勢的可再生能源。

 

  1.2 可再生能源規劃模型的特點

 

  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。通過研究當前的主要規劃，可以發現，單獨采用任何一個模型都無法完成當前的區域可再生能源規劃任務。

 

  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程中，需要依據需求，采用其他的相關模型。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題

 

  分析

 

  從規劃應用來看，當前規劃模型主要存在以

 

  下三方面的問題:（1 ）全國規劃沒有考慮與全球的互動，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銜接。如何結合各地資源優勢和經濟發展水平，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。目前尚缺乏一個較為合理的方法;（3 ）區域可再生能源規劃缺乏可實施性。導致該問題的主要原因在于方法單一，照搬國家模式、從而導致規劃過于宏觀，缺乏可實施性。

 

  當前區域可再生能源規劃模型主要存在以下五方面問題:（ 1 ）較多重要參數需要人為指定，缺乏相關方法支撐。當前模型主要考慮了核心技術優化或者成本因素，尋求給定技術情況下的最優能源結構及發展目標。然后為了達到不同時期的可再生能源目標，考慮在不同時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。產生該問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技術信息及技術細節。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規劃。其二是當前模型是從國外引進的模型，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，因此相關數據很難找到。對規劃，尤其是區域級可再生能源規劃帶來了很大的難度。其三是可再生能源尚處于發展時期，技術和市場均不成熟，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。國外規劃的特點是規劃主體通常是專門的研究機制，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題而構建的。因此，區域可再生能源規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劃，而國家級可再生能源規劃模型是基于宏觀經濟分析基礎之上，對許多經濟、技術細節進行了抽象化。常會出現這樣的狀況，為了完成一個區域可再生能源規劃，需要東拼西湊的尋找相關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 ）全球可再生能源發展模型。在此基礎上，考慮中國可再生能源發展目標、規模及結構來進行中長期規劃;（2 ）目標分解模型。依據各種可再生能源資源優勢及特點，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的方式落實到具體布局;（3 ）基于項目的規劃模型。考慮了資源稟賦、土地、資本及技術等特點。

 

  針對規劃功能的缺乏，有以下五個方法:（1 ）給出了相關重要參數求解模型，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期可再生能源項目的決策問題，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，對可再生能源規劃輸入數據進行了替代和簡化;（4 ）構建資源、產品和技術數據庫，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，集成了與規劃相關的功能模塊，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圖2 來表示，主要包括四個基礎模型和三個功能模型。基礎模型主要有能源需求預測模型、環境外部價值測算模塊、資源評價模型、行業增長模型，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模型，它們為模型的輸出結果。

 

  3 區域可再生能源規劃模型功能簡介

 

  3.1 區域可再生能源資源評價

 

  資源評價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。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一的可再生能源資源量的評價方法。區域可再生能源規劃給出了風電、太陽能發電、太陽能熱水、生物質發電、生物質沼氣、生物質液態燃料、小水電等主要能源利用技術的可開發資源量的評估方法。評價模塊給出區域可再生能源的理論蘊藏量、地理蘊藏量、技術可開發量、經濟可開發量、實際可開發量的求解方法。

 

  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展目標和結構。框架中給出能源系統優化模型、能源行業成本曲線模型和能源系統仿真模型。框架中提出的基于項目的能源行業成本曲線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的動態成本曲線; 考慮到能源政策、外部環境價值和各種可再生能源的學習曲線，求解出每一階段的經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

 

  規劃評價模塊是對區域可再生能源規劃優劣性進行評價，需要給出評價的標準、評價方法和評價的理論依據。規劃評價模型主要包括對能源系統的影響評價、對經濟系統的影響評價、對環境系統的影響評價和對社會系統的影響評價。評價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濟、環境和社會效益的變化情況。

 

  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鍵環節。是目標反饋的有效途徑。可再生能源目標分解具有兩重涵義: 第一層涵義是把國家可再生能源目標分解到各個省去，以便明確不同的省份的可再生能源發展任務。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行監管。

 

  3.5 可再生能源行業增長模型

 

  可再生能源行業增長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型可再生能源行業的增長量與時間的關系。為把可再生能源目標分解到各個階段提供科學依據。不同行業的成長速度及其成熟期是不同的，因此應考慮推算不同時期的可再生能源份額和目標，以便上級部門對下級部門監管。

 

  3.6 環境外部性價值

 

  環境外部價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境外部價值，以便求解在考慮環境因素下，各區域的可再生能源的最優開發量。影響環境外部價值的因素很多，如人口密度、植被、農業形式及收入等。為了求解各個區域合理的可再生能源發展量，需要求解出不同省份環境的外部價值，即對其外部性進行貨幣化處理。

 

  4 結論

 

  區域可再生能源規劃是落實國家可再生能源規劃主體的重要環節，本文提出的區域可再生能源規劃模型對落實國家可再生能源規劃、實施可再生能源重點發展領域、項目實施優先布局及制定相關政策具有重要的理論與應用價值。區域可再生能源規劃體系的建立給我們帶來了廣泛的研究課題，如目標分解、行業增長模型、省級環境外部價值評價、各種可再生能源的資源評價及未來發展成本趨勢預測，這些問題均有待我們進一步深入研究。