能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要支撐
,能源戰(zhàn)略是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,能源規(guī)劃模型是分析研判能源戰(zhàn)略的有力工具(來(lái)源:微信公眾號(hào)“能源研究俱樂(lè)部”)
一
能源規(guī)劃模型的演變與能源發(fā)展形態(tài)緊密相連,不同時(shí)期的能源發(fā)展形態(tài)影響了能源規(guī)劃模型的規(guī)劃理念
(一)能源發(fā)展趨勢(shì)
縱觀人類能源史
,能源的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的薪柴時(shí)代、異軍突起的煤炭時(shí)代、全面爆發(fā)的石油時(shí)代、激流勇進(jìn)的天然氣時(shí)代、蓬勃發(fā)展的電氣時(shí)代和新能源時(shí)代。歸納分析能源發(fā)展軌跡能清晰的認(rèn)識(shí)其發(fā)展脈絡(luò),為研判未來(lái)能源變化趨勢(shì)提供思路。從能源物理形態(tài)上看,能源發(fā)展史是一個(gè)從固體(如薪柴和煤)到液體(石油)
、氣體(天然氣)再到波、場(chǎng)(風(fēng)能、光能可視為光波的直接利用)等形態(tài)變化的利用過(guò)程。從能源化學(xué)構(gòu)成上看
,能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)不斷氫化的過(guò)程。木柴中氫碳原子數(shù)比例為1:10,煤炭為1:2,石油為2:1,天然氣則為4:1。據(jù)專家計(jì)算,目前的能源結(jié)構(gòu)中有2/3是氫原子,海夫納1甚至預(yù)言21世紀(jì)內(nèi)剩余的1/3碳原子將會(huì)全被消除,為人類提供完全依賴氫能的可持續(xù)能源系統(tǒng),這將是能源大轉(zhuǎn)型的最終格局。從能源利用形式上看,能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)從太陽(yáng)能的間接利用到直接利用的過(guò)程
。煤油氣等化石能源均是太陽(yáng)能經(jīng)漫長(zhǎng)的地質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化而來(lái),風(fēng)能、光能等新能源則省去了很多中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),變?yōu)樘?yáng)能的直接利用。該過(guò)程中能源的能量密度呈逐漸降低的趨勢(shì),風(fēng)能、光能等低能源品質(zhì)的開發(fā)利用需配合儲(chǔ)能等手段改善能源利用品質(zhì)。綜上判斷,未來(lái)能源系統(tǒng)將朝著以風(fēng)能
(二)能源規(guī)劃模型演變
伴隨著能源發(fā)展趨勢(shì)的不同
,能源規(guī)劃模型也經(jīng)歷了不同階段。從建模方法來(lái)看,傳統(tǒng)刻畫能源技術(shù)與能源經(jīng)濟(jì)的模型主要有自上而下、自下而上以及綜合模型等。自下而上模型的歷史可以追溯到上世紀(jì)70年代,1973年Hoffman開發(fā)出BESOM模型,自此拉開了自下而上模型發(fā)展的序幕,這一時(shí)期的代表模型有國(guó)際能源署(IEA)開發(fā)的MARKAL模型等;此后,為分析石油危機(jī)等能源問(wèn)題對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響,很多自上而下模型得以開發(fā),以美國(guó)太平洋西北實(shí)驗(yàn)室1991年開發(fā)的SGM模型較為有名;之后,基于以上兩類模型開發(fā)的基礎(chǔ),很多機(jī)構(gòu)開發(fā)出混合模型,如美國(guó)Brookhaven實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)開發(fā)的MARKAL-MACRO模型。自此,能源系統(tǒng)模型進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。隨著一般均衡理論的發(fā)展,一大批以GREEN、PAGE和EPPA為代表的可計(jì)算一般均衡(CGE)模型得到了快速發(fā)展;之后以AIM、MESSAGE和TIMES模型為代表的自下而上模型,以及以MERGE、MESSAGE-MACRO和IPAC等模型為代表的綜合評(píng)價(jià)模型也不斷涌現(xiàn)出來(lái)。上篇:
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