劉貞,朱開偉,蒲剛清
(1.重慶理工大學(xué)低碳能源研究中心,重慶市 400054;2.美國勞倫斯國家能源實(shí)驗(yàn)室, 美國加州 94530 )
基于LEAP模型的電力需求側(cè)碳減排潛力分析
劉貞1,2,朱開偉1,蒲剛清1
(1.重慶理工大學(xué)低碳能源研究中心,重慶市 400054;2.美國勞倫斯國家能源實(shí)驗(yàn)室, 美國加州 94530 )
降低電力需求側(cè)能耗是電力行業(yè)節(jié)能減排的重要途徑之一。結(jié)合比較分析法和情景分析法,提出了一種基于長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)(long-range energy alternatives planning,LEAP)模型的電力需求側(cè)碳減排潛力分析模型。從經(jīng)濟(jì)增長、政府產(chǎn)業(yè)激勵(lì)政策、技術(shù)進(jìn)步、人口增長率、人均生活用電角度出發(fā),設(shè)計(jì)3類7種電力行業(yè)節(jié)能減排情景,并從碳排放增長率、碳排放增長貢獻(xiàn)率等角度,對(duì)各種情景進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn)在情景A、B、C下,2010—2030年和2030—2050年期間,我國電力行業(yè)碳排放增長率分別為2.78%、3.21%、3.64%和0.69%、1.09%、1.51%。在情景B、G下,2030—2050年居民生活用電碳排放量對(duì)電力行業(yè)碳排放增長的平均貢獻(xiàn)率分別為21.71%、45.36%。結(jié)果顯示未來居民生活用電將是影響我國電力行業(yè)碳排放的主要因素;第三產(chǎn)業(yè)用電的快速增長,將是我國未來電力行業(yè)碳排放增加的重要因素之一。
電力行業(yè);節(jié)能減排;LEAP模型
近年來隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,對(duì)電力的需求量不斷上升,2000—2010年平均每5年我國發(fā)電量就翻一番。同時(shí),由于我國以燃煤發(fā)電為主,使得碳排放量也與日俱增。因此,了解電力需求側(cè)碳排放分布,發(fā)現(xiàn)過度排放部門和減排潛力較大部門,對(duì)電力行業(yè)及我國實(shí)施碳減排有著十分重要的指導(dǎo)意義。目前,電力行業(yè)碳減排潛力分析研究,主要是在電源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、低碳技術(shù)等方面。
電源結(jié)構(gòu)對(duì)碳排放的影響研究。籍艷麗等[1]考慮不同種類能源碳排放因子的差別,運(yùn)用基于投入產(chǎn)出模型的結(jié)構(gòu)因素分解法對(duì)我國1997—2007年CO2排放強(qiáng)度進(jìn)行了因素分析;許士春等[2]從能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化等角度,運(yùn)用LMDI(log-mean divisia index)加和分解法,對(duì)我國碳減排潛力進(jìn)行了分析研究;陳曉科等[3]根據(jù)能源問題對(duì)電力行業(yè)提出的低碳化發(fā)展要求,運(yùn)用電力系統(tǒng)碳排放的產(chǎn)生機(jī)理,剖析了電力行業(yè)碳排放的結(jié)構(gòu)及其影響因素,并建立了基于增量分析法的電力系統(tǒng)碳排放結(jié)構(gòu)辨識(shí)與評(píng)價(jià)方法;Apergis等[4]認(rèn)為短期內(nèi),能源消費(fèi)與CO2排放有著獨(dú)立的單向因果關(guān)系,同時(shí)伴隨有能源消費(fèi)與真實(shí)排放量之間的雙向因果關(guān)系,從長期來看,能源消費(fèi)與CO2排放之間是相互影響的;劉貞等[5]從能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化等角度,運(yùn)用情景分析法,對(duì)重慶市電力行業(yè)碳減排潛力進(jìn)行了研究。
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)碳排放的影響研究。Zhang等[6]認(rèn)為重慶市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是以生態(tài)環(huán)境惡化為代價(jià)的,并且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來較大的壓力,重慶市面臨著產(chǎn)業(yè)升級(jí)和優(yōu)化的艱巨任務(wù);Zhang等[7]以山東省為案例,研究分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和碳排放之間的關(guān)系;Xin等[8]運(yùn)用結(jié)構(gòu)分解分析法,研究了北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對(duì)整體CO2排放的影響。
低碳技術(shù)進(jìn)步對(duì)碳排放的影響研究。Nils[9]和Tony[10]重點(diǎn)研究了CO2捕獲和封存技術(shù)對(duì)電力行業(yè)碳減排的影響;艾欣等[11]分析了可再生能源發(fā)電等清潔能源發(fā)電技術(shù),對(duì)低碳電網(wǎng)運(yùn)行的影響;曹培等[12]根據(jù)智能用電的發(fā)展需求,結(jié)合低碳經(jīng)濟(jì)的特性,設(shè)計(jì)了智能需求側(cè)管理系統(tǒng),并對(duì)其現(xiàn)實(shí)策略進(jìn)行了討論。
綜上所述,目前的研究主要分析電力生產(chǎn)側(cè)的碳減排,缺乏對(duì)電力行業(yè)碳排放管理和分布的研究。本文依據(jù)長期能源替代規(guī)劃系統(tǒng)(long-range energy alternatives planning,LEAP)模型,對(duì)電力需求側(cè)碳排放分布和碳減排潛力進(jìn)行了研究,在相關(guān)參數(shù)的設(shè)置上采用比較分析法,綜合考慮技術(shù)進(jìn)步、政府干預(yù)對(duì)電力行業(yè)碳減排的影響。設(shè)置不同情景,擬合出不同情景下電力行業(yè)未來碳排放量。結(jié)合碳排放因子,找出不同情景下電力需求側(cè)碳排放的主要因素,并結(jié)合預(yù)測(cè)結(jié)果,給我國電力行業(yè)節(jié)能減排發(fā)展提出可行性建議。
1.1 LEAP模型概述
LEAP模型是由斯德哥爾摩環(huán)境研究院波士頓達(dá)拉斯分院開發(fā)的能源—環(huán)境模型,被廣泛地應(yīng)用于能源需求預(yù)測(cè)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境評(píng)估[13-15]。
LEAP模型設(shè)置了能源需求預(yù)測(cè)、環(huán)境影響預(yù)測(cè)和費(fèi)用效益分析等模塊。根據(jù)預(yù)測(cè)對(duì)象的實(shí)際,預(yù)測(cè)其未來的能源需求,并從一次能源出發(fā)模擬其轉(zhuǎn)化過程,計(jì)算區(qū)域資源能否滿足其需求以及由此引起的進(jìn)出口量,實(shí)現(xiàn)需求與資源轉(zhuǎn)化的平衡。模型還將依賴于環(huán)境數(shù)據(jù)庫對(duì)給定的能源方案進(jìn)行環(huán)境影響預(yù)測(cè),并從資源轉(zhuǎn)化、利用等角度計(jì)算其費(fèi)用。在能源需求預(yù)測(cè)模塊,能源數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)被分為了4個(gè)等級(jí),即部門、子部門、終端使用及設(shè)備。在對(duì)未來經(jīng)濟(jì)活動(dòng)水平預(yù)測(cè)時(shí),模型提供了3種方法,即內(nèi)推法、增長率法和彈性系數(shù)法。
1.2 基于LEAP模型的電力需求側(cè)碳減排潛力分析模型基本原理
根據(jù)LEAP模型能源需求預(yù)測(cè)基本原理,將電力需求側(cè)劃分為n個(gè)不同性質(zhì)的碳排放子部門,在每個(gè)碳排放子部門里,將其分為m個(gè)不同的影響因素,技術(shù)路線如圖1所示。
圖1 技術(shù)路線
在劃分影響因素時(shí),將各影響因素劃分為不同性質(zhì),即各影響因素對(duì)各碳排放子部門的影響不是通過累加影響,而是累乘。
設(shè)第n碳排放子部門第t年的碳排放量為dn,t,第t年電力總需求為Dt。則dn,t、Dt、可以表示為
(1)
(2)
式中:an,j,t為第t年第i碳排放子部門第j影響因素。
第t年第n碳排放子部門碳排放增長率表示為
(3)
第t年第n碳排放子部門對(duì)第t年碳排放增長貢獻(xiàn)率為
(4)
第t年第n碳排放子部門第m影響因素變化對(duì)碳排放總量的影響率為
(5)
式中:θn,m,t表示第t年第n碳排放子部門第m影響因素變化率。
1.3 碳排放設(shè)計(jì)
根據(jù)用電用途,將電力行業(yè)碳排放部門分為4個(gè)碳排放子部門:第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電碳排放子部門。選取2010年為基準(zhǔn)年,則三次產(chǎn)業(yè)碳排放量為
(6)
式中:d1,t、d2,t、d3,t分別表示第t年三次產(chǎn)業(yè)碳排放量;G2010表示基準(zhǔn)年2010年GDP;rj,t(j=1,2,3)表示第t年第j產(chǎn)業(yè)占GDP的比例;cj,2010(j=1,2,3)表示基準(zhǔn)年2010年第j產(chǎn)業(yè)單位GDP的用電量;ej,t(j=1,2,3)表示第t年政府干預(yù)對(duì)第i產(chǎn)業(yè)占GDP比例的影響;fj,t(j=1,2,3)表示第t年技術(shù)進(jìn)步對(duì)第j產(chǎn)業(yè)單位GDP用電量的影響;bi表示第i年GDP增長率;ηt表示第t年供電煤耗。
居民生活用電需求子部門未來碳排放量為
(7)
式中:A2010表示基準(zhǔn)年2010年人均用電量;φi表示第i年人均用電增長率;P2010表示基準(zhǔn)年2010年人口數(shù);ξi表示人口自然增長率。
未來我國電力需求側(cè)碳排放總量為
(8)
1.4 電力需求側(cè)碳排放分析評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)
未來第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電碳排放子部門的碳排放增長率分別為
(9)
未來第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電碳排放子部門的貢獻(xiàn)率分別為
(10)
經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)碳排放的影響為
(11)
式中λj表示第j年經(jīng)濟(jì)增長變動(dòng)。
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)碳排放的影響率為
(12)
式中πj表示第j年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化變動(dòng)。
技術(shù)進(jìn)步對(duì)碳排放的影響率為
(13)
式中ωj表示技術(shù)進(jìn)步變化度。
考慮到我國碳減排壓力和長期預(yù)測(cè)中不確定因素較多等,設(shè)計(jì)了3類情景。第1類情景主要考慮未來我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)電力行業(yè)碳排放的影響;第2類情景主要考慮到政府干預(yù)對(duì)未來電力行業(yè)碳排放量的影響;第3類情景主要考慮人均用電量對(duì)電力行業(yè)碳排放的影響,情景設(shè)計(jì)內(nèi)容如表1所示。
2.1 第1類情景仿真
第1類情景仿真主要是研究經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)未來電力行業(yè)碳減排的影響。綜合文獻(xiàn)[16]~[19]和國家統(tǒng)計(jì)局對(duì)我國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的預(yù)測(cè)結(jié)果,預(yù)測(cè)到2050年不同情景下我國GDP增長率如表2所示。
表1 情景設(shè)計(jì)內(nèi)容
表2不同情景下GDP增長率
Tab.2GDPgrowthrateofdifferentscenarios%
在情景A、B、C中,未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的速度都是相同的,都為當(dāng)前政府政策下的優(yōu)化速度。2010年我國三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為:第一產(chǎn)業(yè)占GDP的10.2%,第二產(chǎn)業(yè)占GDP的46.8%,第三產(chǎn)業(yè)占GDP的43.0%。預(yù)計(jì)到2050年我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)如表3所示。
表3當(dāng)前政府政策下未來三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
Tab.3Futureindustrialstructureundercurrentgovernmentpolicy%
2010年我國三次產(chǎn)業(yè)的單位GDP用電量分別為:第一產(chǎn)業(yè)269 kW·h/萬元,第二產(chǎn)業(yè)1721 kW·h /萬元,第三產(chǎn)業(yè)267 kW·h/萬元。文獻(xiàn)[20]研究發(fā)現(xiàn),中國用電結(jié)構(gòu)與日本用電結(jié)構(gòu)有著較高的相似度,故采用日本三次產(chǎn)業(yè)的單位GDP用電量作為未來我國單位GDP用電量,2010年日本的三次產(chǎn)業(yè)單位GDP用電量分別為:第一產(chǎn)業(yè)20 kW·h/萬元,第二產(chǎn)業(yè)332 kW·h/萬元,第三產(chǎn)業(yè)161 kW·h/萬元[21]。根據(jù)國家“三步走”戰(zhàn)略,到2050年我國將成為中等發(fā)達(dá)國家。若以日本目前三次產(chǎn)業(yè)單位GDP用電量作為2050年我國三次產(chǎn)業(yè)單位GDP的用電量,則三次產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步率分別為6.51%、4.10%、1.27%。
綜合我國人口發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)和當(dāng)前人口總和生育率預(yù)測(cè),到2020年我國人口總量將達(dá)到14.5億;人口總量高峰將出現(xiàn)在2033年前后,達(dá)15億左右。到2050年我國人口總數(shù)如表4所示。
表4 未來人口預(yù)測(cè)
2010年我國人均生活用電量(不包含商業(yè)用電量)約為350 kW·h/人,約為日本人均生活用電量的1/5,若屆時(shí)我國人均用電量為日本人均用電量的一半,則年平均增長率為2.3%。單位供電煤耗(標(biāo)煤)取2010年數(shù)據(jù)即333 g/(kW·h),碳排放系數(shù)取0.54。則在第1類情景下,到2050年我國碳排放量變化如圖2所示。
圖2 第1類情景下未來碳排放總量
2.2 第2類情景仿真
第2類情景仿真主要是研究正常經(jīng)濟(jì)增長下,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)我國電力行業(yè)碳排放量的影響。當(dāng)前政府政策下未來三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),如表3所示。若政府加強(qiáng)對(duì)第三產(chǎn)業(yè)的投資,加大對(duì)服務(wù)行業(yè)的扶持力度等,使得我國未來產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化速度加快。此外,考慮到目前世界經(jīng)濟(jì)疲軟、我國投資拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式和我國是世界工廠等因素,未來我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)程可能受阻。因此,設(shè)計(jì)了我國低產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化速度的情景,具體如表5所示。
表5情景D和情景E下的未來三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)
Tab.5FutureindustrystructureinscenarioDandscenarioE%
則在第2類情景下,到2050年我國電力行業(yè)碳排放量變化如圖3所示。
圖3 第2類情景下未來碳排放總量
2.3 第3類情景仿真
在我國人均用電量高增長情景下,2050年我國人均用電量達(dá)到日本2010年人均用電量,則年增長率約為4.1%。在人均用電量低增長的情景下,預(yù)計(jì)到2050年,我國人均用電增長率約為0.56%。
則在第3類情景下,到2050年我國電力行業(yè)碳排放量需求變化如圖4所示。
圖4 第3類情景下未來碳排放總量
3.1 第1類情景分析與評(píng)價(jià)
從三次產(chǎn)業(yè)用電增長率來看,未來40年間,第三產(chǎn)業(yè)用電量逐漸增加,成為電力行業(yè)碳排放增長的主要因素之一。在情景A、B、C下,第三產(chǎn)業(yè)平均年碳排放增長速度分別約為5.11%、5.61%、6.11%。第二產(chǎn)業(yè)增長率要明顯低于第三產(chǎn)業(yè),在2010—2030年期間,在情景A、B、C下,第二產(chǎn)業(yè)年碳排放增長率分別約為2.00%、2.40%、2.96%,2030—2050年第二產(chǎn)業(yè)碳排放量將會(huì)出現(xiàn)負(fù)增長,3種情景下的用電增長率分別約為-0.98%、-0.50%、-0.02%;對(duì)第一產(chǎn)業(yè)而言,到2050年第一產(chǎn)業(yè)碳排放量都將是負(fù)增長,3種情景下的用電增長率分別約為-4.76%、-4.31%、-3.86%。
總體而言,2010—2030我國電力行業(yè)碳排放增長較快,3種情景下年均增長率分別約為2.78%、3.21%、3.64%;2030—2050年,碳排放增長有所放緩,3種情景下年均碳排放增長率分別約為0.69%、1.09%、1.51%。不同情景下,未來我國電力行業(yè)碳排放增長率和各產(chǎn)業(yè)碳排放增長率分別如圖5、6所示。
圖5 第1類情景下碳排放增長率
圖6 第1類情景下各產(chǎn)業(yè)碳排放增長率
3.2 第2類情景分析與評(píng)價(jià)
從碳排放增長率來看,低產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,即情景D對(duì)碳排放增長影響較小,與情景B相比,到2050年我國電力行業(yè)平均碳排放增長速度分別為2.17%和2.18%,相差不大。而政府高干預(yù)下的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,即情景E對(duì)我國電力行業(yè)碳排放有著較大的影響,到2050年,年均碳排放增長率約為2.55%。不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化下,電力行業(yè)碳排放增長率如圖7所示。
圖7 第2類情景下碳排放增長率
從三次產(chǎn)業(yè)碳排放增長率來看,未來40年內(nèi),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)電力行業(yè)碳排放影響較小。到2050年,我國第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè),在情景D、B、E下碳排放增長率分別為-3.83%、-4.31%、3.86%和5.68%、5.61%、6.34%。而在情景D、B、E下,到2030年我國第二產(chǎn)業(yè)碳排放增長率分別為2.54%、2.40%、2.83%,2030—2050年電力行業(yè)碳排放增長率分別為-0.69、-0.50%、-0.54%。
綜上所述,未來40年期間,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)我國碳排放總量影響不大。若政府強(qiáng)制優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),反而會(huì)增加電力行業(yè)碳排放總量。不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化情景下,我國三次產(chǎn)業(yè)碳排放增長率如圖8所示。
圖8 第2類情景下各產(chǎn)業(yè)碳排放增長率
3.3 第3類情景分析與評(píng)價(jià)
由于人口增長相對(duì)穩(wěn)定,人均生活用電量將對(duì)居民生活用電起絕對(duì)性作用。本文以日本居民生活用電為參照,設(shè)置了人均用電高、中、低3種情景,即情景G、情景B和情景F。
在人均用電低增長情景下,居民生活用電對(duì)電力行業(yè)碳排放總量的影響較小,最高碳排放貢獻(xiàn)率也只有5%。而在情景B和情景G下,人均生活用電,為我國電力行業(yè)碳減排帶來巨大壓力。在情景B下,2010—2030年,居民生活用電碳排放增加量占電力行業(yè)碳排放增加量的8.85%,而2030—2050年,居民生活用電碳排放增加量將占電力行業(yè)碳排放總增加量的21.71%。在情景G下,2010—2030年,居民生活用電碳排放增加量占電力行業(yè)碳排放總增加量的16.23%,2030—2050年,居民生活用電碳排放增加量竟占電力行業(yè)碳排放總增加量的45.36%,具體如圖9、10所示。
圖9 未來我國居民生活用電碳排放增長率
圖10 居民生活用電碳排放增長貢獻(xiàn)率
由于我國人口基數(shù)巨大,未來我國人均生活用電,將對(duì)我國電力總需求量產(chǎn)生巨大的影響,2030年后居民生活用電將會(huì)是全社會(huì)用電增加的主要因素。
(1)2030年之前我國電力行業(yè)碳排放增長較快,之后有所放緩,情景A、B、C下,2010—2030年和2030—2050年期間,我國電力行業(yè)碳排放增長率分別為2.78%、3.21%、3.64%和0.69%、1.09%、1.51%。
(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化對(duì)電力行業(yè)碳減排影響較小,情景E下,加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化反而會(huì)增加電力行業(yè)碳排放,對(duì)電力行業(yè)碳減排帶來額外壓力。
(3)未來居民生活用電碳排放將會(huì)是影響電力行業(yè)碳排放的主要因素,在情景B、G下,2030—2050年居民生活用電碳排放量對(duì)電力行業(yè)碳排放增長的平均貢獻(xiàn)率分別為21.71%、45.36%。
(4)我國在注重工業(yè)節(jié)能減排的同時(shí),需要兼顧第三產(chǎn)業(yè)和居民生活用電的節(jié)能減排。
[1]藉艷麗,郜元興. 二氧化碳排放強(qiáng)度的實(shí)證研究[J]. 統(tǒng)計(jì)研究,2011,(7):37-44.
[2]許士春,習(xí)蓉,何正霞. 中國能源消耗碳排放的影響因素分析及政策啟示[J].資源科學(xué),2012,34(1):2-12.
[3]陳曉科,周天睿,李欣等. 電力系統(tǒng)的碳排放結(jié)構(gòu)分解與低碳目標(biāo)貢獻(xiàn)分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2012,(2):18-25.
[4]Nicholas A, James E P. The emissions, energy consumption, and growth nexus: Evidence from the commonwealth of independent states [J]. Energy Policy, 2010,38(1):650-655.
[5]劉貞,朱開偉,閻建明等. 電力行業(yè)碳減排情景設(shè)計(jì)與分析評(píng)價(jià)[J]. 電網(wǎng)技術(shù),2012,(6):1-8.
[6]Zhang J F, Deng W. Industrial Structure Change and Its Eco-environmental Influence since the Establishment of Municipality in Chongqing, China [J]. Procedia Environmental Sciences, 2010(2):517-526.
[7]Zhang X Q, Ren J L. The Relationship between Carbon Dioxide Emissions and Industrial Structure Adjustment for Shandong Province[J]. Energy Procedia, 2011(5):1121-1125.
[8]Xin T, Miao C, Hiroki T, et al. Structural decomposition analysis of the carbonization process in Beijing: A regional explanation of rapid increasing carbon dioxide emission in China [J]. Energy Policy, 2013(53):279-286.
[9]Nils M,Stuart H.Capture ready regulation of fossil fuel power plants-betting the UK’s carbon emission on promises of future technology[J].Energy Policy,2010,38(11):6695-6702.
[10]Tony O.Clear fossil-fuelled power generation[J].Energy Policy,2008,36(16):4310-4316.
[11]艾欣,韓曉男,孫英云. 大型光伏電站并網(wǎng)特性及其低碳運(yùn)行與控制技術(shù)[J].電網(wǎng)技術(shù),2013,(1):15-23.
[12]曹培,翁慧穎,俞斌,等.低碳經(jīng)濟(jì)下的智能需求側(cè)管理系統(tǒng)[J].電網(wǎng)技術(shù),2012,36(10),11-16.
[13]Felix H, Madjid K. Demand for storage of natural gas in northwestern Europe: Tends 2005-30[J]. Energy Policy, 2007, 35(10):5206-5219.
[14]Zhao T, Liu Z, Zhao C X. Research on the prospects of low-carbon economic development in China based on LEAP model[J]. Energy Procedia, 2011(5):695-699.
[15]Rabia S, Sheikh S A. Monitoring urban transport air pollution and energy demand in Rawalpindi and Islamabad using LEAP model [J]. Energy, 2010, 35(5):2323-2332.
[16]Song H J, Lee S, Maken S, et al. Environmental and economic assessment of the chemical absorption process in Korea using the LEAP model [J]. Energy Policy, 2007, 35(10):5109-5116.
[17]Li J C, Dong X C, Shangguan J X, et al. Forecasting the growth of Chinese natural gas consumption [J]. Energy, 2011, 36(3):1380-1385.
[18]付加峰,劉小敏. 基于情景分析法的中國低碳經(jīng)濟(jì)研究框架與問題探索[J]. 資源科學(xué),2010,32(2):205-210.
[19]國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源研究所課題組. 中國2050年低碳發(fā)展之路:能源需求暨碳排放情景分析[M]. 北京:科學(xué)出版社,2009.
[20]顧潔,秦康平,程浩忠,等.日本工業(yè)化進(jìn)程對(duì)中國節(jié)能減排背景下電力消耗特性的啟示[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào),2009,24(4):59-63.
[21]IEA. Electricity/Heat in Japan in2009 [EB]. http://www.iea.org/stats/electricitydata.aspCOUNTRY_CODE=JP.
蒲剛清(1991 ),男,碩士研究生,主要從事可再生能源與電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究工作。
(編輯:張小飛)
CarbonEmissionReductionPotentialofPowerDemandSideBasedonLEAPModel
LIU Zhen1,2, ZHU Kaiwei1, PU Gangqing1
(1. Low-Carbon Energy Research, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China;2. Lawrence Berkeley National Laboratory, California 94530, US)
Reducing the energy consumption of power demand side is one important way for the energy saving and emission reduction of power industry. This paper put forward a simulation analysis and evaluation model for the carbon emission reduction potential of power demand side, based on LEAP (long-range energy alternatives planning)model and combined with the comparative analysis and scene analysis method. In the view of economic growth, industrial incentive policy, technological progress, population growth and per capita electricity consumption, 7 scenarios were designed and classified to 3 categories. This paper comprehensively analyzed and evaluated different scenarios from the angle of carbon emission growth rate and the contribute rate to carbon emission growth. The results show that from 2010 to 2030, the carbon emission in electric power industry increases 2.78%, 3.21% and 3.64% respectively; from 2030 to 2050, the carbon emission in electric power industry increases 0.69%, 1.09% and 1.51% respectively. During 2030 and 2050, the carbon emissions from resident living power will averagely occupy 21.71% and 45.36% of the new increased carbon emission of power industry. It can be concluded that the residents living power will be the main factor to the increase of carbon emission, and the rapid growth of tertiary industry electricity will be one of the important factors to the carbon emission increase of future power industry in China.
power industry; energy saving and emission reduction; LEAP model
國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71073095)。
TM 61; F 206
: A
: 1000-7229(2014)06-0153-07
10.3969/j.issn.1000-7229.2014.06.029
2013- 12- 05
:2013- 12- 20
劉貞(1973),男,博士,教授,主要從事可再生能源與電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究工作,E-mail:zhenliu@tsinghua.edu.cn;
朱開偉(1991),男,碩士研究生,主要從事可再生能源與電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究工作;