區(qū)域綜合能源規(guī)劃技術(shù)方法與模型簡析

新奧能源服務(wù)有限公司 郭艷軍

廊坊新奧燃?xì)庥邢薰?梁 瑜

區(qū)域綜合能源規(guī)劃技術(shù)方法與模型簡析

新奧能源服務(wù)有限公司 郭艷軍

廊坊新奧燃?xì)庥邢薰?梁 瑜

經(jīng)濟(jì)與能源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展已經(jīng)成為當(dāng)今社會迫切需要解決的重要問題。能源直接關(guān)系到人類生存、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及社會進(jìn)步。作為一種不可缺少的重要資源，它能夠直接影響到國家的能源安全，是國家的經(jīng)濟(jì)命脈，更與國計(jì)民生息息相關(guān)。作為人民生活必備的生活資料之一，廣大群眾也非常關(guān)注能源問題。在能源相對短缺的今天，世界各國尤其是經(jīng)濟(jì)大國非常關(guān)注能源戰(zhàn)略問題。盡管能源可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但是也會對環(huán)境產(chǎn)生影響，不合理的能源利用，更是非常容易引發(fā)一系列的環(huán)境問題和生態(tài)問題，最終又會嚴(yán)重制約社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以，合理、有效地利用能源非常必要，我們在充分發(fā)揮能源使用效率的同時(shí)，又要使能源利用遵循可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)要求。

目前各區(qū)域都非常重視節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)，并將其作為可持續(xù)發(fā)展的必要策略。在眾多推動節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)的措施中，筆者比較傾向于采用制定能源整體規(guī)劃的方式來實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。下文通過對規(guī)劃技術(shù)方法簡介及兩種模型的介紹，初步確定可為能源規(guī)劃提供支持的研究方法和研究模型。

一、能源規(guī)劃研究方法

放眼當(dāng)前國際社會，能源緊缺與石油價(jià)格的持續(xù)上漲已影響到世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會秩序的穩(wěn)定。從伊拉克戰(zhàn)爭到伊朗核問題，從美國的大中東計(jì)劃到俄羅斯的天然氣外交，以及當(dāng)前的利比亞局勢，其政治沖突的背后無不隱藏著一個(gè)嚴(yán)峻的現(xiàn)實(shí)問題——能源問題。我國在處理經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境三者的協(xié)調(diào)發(fā)展方面不是很盡如人意，最為主要的表現(xiàn)就是能源過度消費(fèi)、能源浪費(fèi)以及由此引發(fā)的一系列經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會問題。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以來，我國進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的黃金時(shí)期，在工業(yè)化進(jìn)程全面加速的同時(shí)，能源與環(huán)境的矛盾更加突出。

按照“十一五”規(guī)劃要求，近年來我國城鎮(zhèn)化建設(shè)加快，已全面進(jìn)入城鎮(zhèn)化建設(shè)高速發(fā)展的階段，國內(nèi)廣大城市和地區(qū)都在為建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，編制地方的總體規(guī)劃和能源規(guī)劃。傳統(tǒng)的能源規(guī)劃是以滿足能源供求關(guān)系為出發(fā)點(diǎn)，以化石能源為基礎(chǔ)，以電力、熱力、燃?xì)獾雀餍袠I(yè)的獨(dú)立的規(guī)劃為基本內(nèi)容。這種規(guī)劃模式已不能適應(yīng)當(dāng)前經(jīng)濟(jì)體制和社會的發(fā)展，不能綜合利用和節(jié)約地方資源、減低排放、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，建立以科學(xué)理念和新能源技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合能源規(guī)劃新模式已被提上重要的日程。

我國的分布式能源新興產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展的前夜，2010年初的全國能源會議發(fā)布了發(fā)展我國分布式能源建設(shè)的規(guī)劃和指標(biāo)，國內(nèi)各地方政府和各類開發(fā)區(qū)正在進(jìn)行本地的規(guī)劃，將分布式能源建設(shè)規(guī)劃納入地方總體能源規(guī)劃的范疇。以制定能源規(guī)劃為切入點(diǎn)，發(fā)展分布式能源已成為具有中國特色的分布式能源發(fā)展道路。

面對新型綜合能源規(guī)劃的迫切需要，當(dāng)前的規(guī)劃模型及設(shè)計(jì)方法亟待創(chuàng)新。幾十年來，我國能源管理體制及行業(yè)長期形成的獨(dú)立經(jīng)營模式，使制定綜合能源規(guī)劃的必要性和重大意義尚未得到業(yè)界的共識，沒有形成行業(yè)規(guī)范，缺乏一套完整的理念和方法。目前，國內(nèi)極少數(shù)單位開始了研發(fā)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足形勢發(fā)展的需要，亟須加強(qiáng)綜合能源規(guī)劃技術(shù)基礎(chǔ)和應(yīng)用的研發(fā)工作，各級政府規(guī)劃與設(shè)計(jì)部門、大企業(yè)集團(tuán)、能源服務(wù)公司要逐步建立一支力量雄厚的專業(yè)隊(duì)伍，開展綜合能源規(guī)劃設(shè)計(jì)技術(shù)課題的研發(fā)，以適應(yīng)國內(nèi)社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足“十二五”規(guī)劃各項(xiàng)任務(wù)的需要。

技術(shù)課題的研發(fā)，要建立起一套科學(xué)完整的編制區(qū)域綜合能源規(guī)劃的理論模型、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用模板，使之成為一種看不見的實(shí)體技術(shù)，附著在某個(gè)區(qū)域的能源規(guī)劃上，解決某區(qū)域?qū)嶋H的能源問題，達(dá)到節(jié)能減排、能源智能優(yōu)化的目的。具體的研究方法如下。

1. 開展系統(tǒng)調(diào)研。通過國內(nèi)外綜合能源規(guī)劃相關(guān)技術(shù)調(diào)研，了解現(xiàn)有的研發(fā)與應(yīng)用成果。在借鑒國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，確立自主研發(fā)的主攻方向、目標(biāo)和方法，制訂周密計(jì)劃，開展各階段工作。

2. 確定技術(shù)路線。綜合能源規(guī)劃可有多種分類方法，如自上而下或自下而上的方法；模擬、優(yōu)化、混合型方法；根據(jù)模型的目標(biāo)、結(jié)構(gòu)、外部及內(nèi)部變量分類的方法；多維元素的方法（上下方向、時(shí)間水平、部門范圍、模擬與優(yōu)化、集成水平、地理）等。分類形式不同，但規(guī)劃的內(nèi)容是彼此相通的，如自上而下或是自下而上的解析方法是所有規(guī)劃模型中共有的。對于發(fā)展中國家新開發(fā)區(qū)域的特點(diǎn)，很難有相對固定的規(guī)律性歷史數(shù)據(jù)以制訂規(guī)劃方法，需要根據(jù)時(shí)間與空間的實(shí)際情況，從能源需求和當(dāng)?shù)乜捎觅Y源出發(fā)，采用自下而上，或以自下而上為主、上下結(jié)合的規(guī)劃方法。具體采用何種規(guī)劃模型和方法，需根據(jù)課題目標(biāo)和本單位的內(nèi)外條件綜合研究，確定明確的技術(shù)路線。

3. 研發(fā)的最終目的是工程應(yīng)用，需要建立從規(guī)劃模型、設(shè)計(jì)方法（流程）、應(yīng)用模板、決策支撐系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫、計(jì)算程序、可再生能源技術(shù)、評價(jià)指標(biāo)）各環(huán)節(jié)的工作。依據(jù)理論與實(shí)踐結(jié)合的原則，在實(shí)踐中不斷總結(jié)和提高，以任務(wù)帶學(xué)科發(fā)展，形成一個(gè)工程適用的、先進(jìn)的編制綜合能源規(guī)劃的完整體系。

二、能源規(guī)劃研究模型

技術(shù)方法可以簡單歸納為兩種模型，即工程半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃湍M模型。第一種是在工程中實(shí)際應(yīng)用的模型，第二種是國外開發(fā)和應(yīng)用的模型。模擬模型以LEEP為代表，已被世界幾十個(gè)國家廣泛應(yīng)用。這兩種模型各具特點(diǎn)，可根據(jù)需要互為補(bǔ)充，從開拓市場能力出發(fā)，都應(yīng)予以重視和掌握。

1. 工程半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。該模型以設(shè)計(jì)單位的專有技術(shù)為基礎(chǔ)，主要滿足區(qū)域性綜合能源規(guī)劃項(xiàng)目的可行性研究需要，主要包括負(fù)荷與資源分析，系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，分布式能源站設(shè)計(jì)及電、熱、燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析五個(gè)模塊。負(fù)荷與資源分析，以當(dāng)?shù)靥峁┑馁Y料為主要依據(jù)，進(jìn)行各種資料的收集整理，必要時(shí)輔以現(xiàn)場考察；系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，采用能流網(wǎng)絡(luò)方法和自主研發(fā)的計(jì)算程序進(jìn)行能源系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)；分布式能源站設(shè)計(jì)，包括分布式能源站布點(diǎn)及能源站內(nèi)部的優(yōu)化系統(tǒng)集成；電、熱、燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)計(jì)，包括與公用網(wǎng)的銜接及局域網(wǎng)的主管網(wǎng)設(shè)計(jì)；技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，從技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行多方案的比選，提供業(yè)主決策的各種數(shù)據(jù)。

2. 模擬模型（以LEEP模型為例）。LEEP模擬模型的特點(diǎn)是對實(shí)際能源系統(tǒng)過程進(jìn)行再現(xiàn)和模擬，包括模擬能源系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的模塊：需求模塊、轉(zhuǎn)換模塊、資源模塊、成本分析模塊、環(huán)境影響模塊。模擬模型特點(diǎn)在于以豐富的數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，以進(jìn)行各種假設(shè)條件下的情景分析為主要手段，可以分析動態(tài)因素和各種政策對能源系統(tǒng)的影響。LEEP本身既是能源（尤其是可再生能源）數(shù)據(jù)庫，又是能源系統(tǒng)的預(yù)測工具和政策分析模型。