1  研究概述

 

  可再生能源已成為實現能源多樣化、應付氣候變化和實現可持續發展的重要替代能源。歐洲、美國、日本、印度和巴西等國在該領域中走在世界前列。歐洲成為世界可再生能源發展的領跑者和主力軍, 可再生能源市場和產業年均增長速度都在20 %以上。國內已經有不少學者開始把歐洲可再生能源發展的經驗和教訓引入到國內。如龔向前(2006)介紹了歐盟可再生能源促進政策, 認為我國政府應進一步采取經濟激勵措施, 包括對可再生能源電力的投資者、消費者及設備與產量進行補貼, 實行優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, 并建議組織能源學會和行業協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劃》

 

  進行研究, 分析了歐盟成員國及世界各國對該規劃的觀點和看法, 認為中國碳市場不能寄予太大的期望。應積極的開展對中國可持續發展有促進意義的項目, 通過無悔行動規避項目開發風險。

 

  上述的研究更側重于國家層面, 為了落實國家層面的可再生能源戰略, 《可再生能源法》第八條規定:“省、自治區、直轄市人民政府管理能源工作的部門, 根據本行政區域可再生能源規劃的中長期目標, 會同本級人民政府有關部門編制本行政區域可再生能源開發利用規劃, 報本級人民政府批準后實施” 。這表明, 省域可再生能源規劃已經成為國家規定的規劃類型之一。2007 年8 月31 日, 國家《可再生能源中長期發展規劃》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展規劃落實到實處, 成為省域制定相應的中長期可再生能源發展規劃的關鍵環節。

 

  當前, 國家的可再生能源發展規劃過多的停留在國家級層面。這主要是由于其政治和經濟體制所決定。因此, 可供直接借鑒的規劃方法并不多。如Co rmio 等(2003)應用EFOM 模型研究了考慮環境影響和經濟投入前提下, 意大利南部地區的循環發電廠、風能發電廠、固體廢棄物、生物質能和熱電聯產系統發電廠的最優選址問題。Koroneo s(2005)在MA RKAL 模型的基礎上, 建立了能源系統模型, 研究了在保證社會、經濟的發展的, 同時, 確保能源供應安全和環境可持續發展前提下的未來能源技術戰略。T sioliaridou (2006)在LEAP模型的基礎上, 提出了一種模型, 采用環境數據庫分析了影響印度德里電力行業能源消費模式和排放標準的因素, 并預測了總的能源需求和電力行業溫室氣體排放量。Jonathan 等(2005) 介紹了MEDEE 模型的方法及其發展體系, 然后應用MEDEE 模型預測了未來的能源需求。

 

  基于可再生能源法的要求, 國內也開展了一些可再生能源規劃的研究, 其中也包括一些省域可再生能源規劃。沈清基(2006)認為, 城市發展離不開能源的支持, 在能源普遍短缺以及常規能源利用對環境帶來不可逆轉的負面影響的情況下, 城市可再生能源具有重要意義。因此, 應該把可再生能源納入城市發展規劃中。任東明(2005)根據福建省可再生能源資源條件、發展現狀等, 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 模型為基礎的可再生能源綜合規劃方法。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, 從而制定出與當地資源條件、經濟發展、環境治理目標相容的可再生能源發展規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展規劃, 即使有些是省域可再生能源規劃, 但其采用國家級可再生能源規劃的方法。主要考慮了可再生能源開發資源約束條件、不同時期的可再生能源發展目標, 以尋求最優可再生能源開發路徑。

 

  與其他國家相比, 國內的省域可再生能源規劃, 基本上屬于中央政府驅動型, 強調更多的是技術層面的可行性。因此, 如何把國家可再生能源規劃方法與省域可再生能源規劃方法相結合, 制定切實可行的省域可再生能源規劃方案, 其方法研究是當前研究熱點和難點。

 

  歐盟可再生能源強制性目標分解及執行過程簡介2007 年3 月, 27 個歐盟成員國簽署了一項具有強制性的20 %的可再生能源目標協議。該協議于2008 年1 月正式發布。該協議主要用于電力、供執、供冷及交通運輸行業, 將取代先前的電力和生物質能方面的兩個協議。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, 為各成員國設定了從10 %～ 49 %不等的目標, 這些目標的設定, 考慮了各成員國的起點、潛力、能源結構和人均GDP 。

 

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

 

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

 

  這對于我國制定省域級可再生能源規劃具有重要的意義。這里主要討論三個總量:建模工具、目標分解和數據有效性如何把歐盟2020 年可再生能源占總能源20 %的目標分解給各個成員國, 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, 也考慮了具體行業的規劃, 包括供電、供暖、運輸和建筑。一種是從需求側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。

 

  3  歐盟可再生能源規劃模型

 

  歐盟在制定可再生能源規劃中, 采用了許多復雜建模工具, 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 年起開發的局部均衡模型。它可以處理所有的行業和各種類型燃料之間的能源轉換。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的變化, 如投資成本、混合燃料及消費量的變化。對能源供應的研究, 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評價關系的研究。研究組首先對歐共體現行的能源相關政策、經濟增長速度、經濟膨脹比率、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。然后PRIMES 模型對歐盟1995 ～ 2030 年的主要能源指標、主要能源需求及各部門的最終能源需求、能源和GDP 的關系、不同類型的發電站的發電能力、熱能發電和水力發電的燃料輸入、各部門的二氧化碳排放量、能源強度的改進、工業結構和技術的調整、家庭及第三產業結構和技術的調整、運輸部門結構和技術的調整、發電站的效率問題, 進行了定量分析。

 

  GEM -E3 是歐盟幾個主要研究機構于20 世紀90 年代合作開發、實用的一般均衡模型, 它包括所有經濟行業及他們之間的交互, 但不含減排方面的技術細節。通常采用該軟件來評估成員國一級能源行業溫室氣體減排對宏觀經濟的影響。GEM-E3 模型是動態、遞歸、模塊化的能源經濟模型,其核心是CGE 模型。GEM -E3 模型的目的是研究世界區域或歐盟國家的經濟、能源和環境三者之間的內在關聯。模型最初主要應用于經濟、能源、環境的政策規劃方面的研究, 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發展的能源和環境方面的政策影響;能源和環境方面的改革和政策規劃對歐洲實現可持續發展的作用;氣候變化對能源、經濟、環境的影響等。

 

  POLES 模型是歐盟TEEM 計劃中JOULE 研究組于20 世紀90 年代研究開發的。它是一種基于能源供求的動態優化模型, 是由多個相互連接的子模塊構成的多層嵌套的能源經濟模型。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現和發展過程的仿真。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, 以及地區和世界的R/p 比率的影響。模型描述了全球不同地區能源需求、供應和價格的協調發展。研究過程中, 主要用來評價未來國際氣體變化協議框架對EU 能源系統的影響。

 

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

 

  EU -27 國2020 年可再生能源總體目標分解歐盟總體目標分解過程, 主要有三步:第一步為整體目標份額的確定;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 國可再生能源各發展階段目標的制定為了實現2020 年可再生能源規劃目標。各成員國依據分解目標, 再次把他們分解給具體行業,如交通、電力、供熱和供冷等。然后以2005 年為基準, 以一定的百分比穩定地增加。為了檢查是否達到這個目標, 歐盟成立一個中立的項目工作組來收集和統計相關數據, 然后免費提供給歐盟國會和各成員國組織。其穩定增長的階段性目標如下式:

 

  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份額。

 

  在實際執行過程中, 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,及占各行業能源的份額。報告要求詳細說明可再生能源激勵政策及相關細節, 包括如何提高管理水平, 如何在傳輸、分配之間進行成本分攤, 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定的目標, 則由歐盟輪值主席國對其采取相應的懲罰措施。

 

  6  對我國省域可再生能源規劃的啟示

 

  EU 可再生能源規劃沒有提出一個省域可再生能源規劃的流程框架。采用復雜系統模型來處理EU 強制性目標對可再生能源發展的影響, 這并不適合中國自上而下的、基于方法驅動的可再生能源發展規劃方式。但其模型使用、數據收集、目標分解與階段目標規劃的方法, 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與成員國目標匹配。不同的成員國具有不同的目標, 這主要是因為不同成員國的可再生能源潛力不同, 具有較大開發潛力的成員國, 通常可以對其他成員國進行補償。其次, 依據GDP 構建基本增長量目標, 包括提出的強制性目標。基于潛力的可再生能源規劃方法, 其框架模型的許多參數往往由外生給定。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系, 特別是產品價格變化時所帶來的部門之間的相互影響無法體現。

 

  (2)對如何在EU 成員國之間進行目標分解,EU 考慮了很多因素, 如各成員國可再生能源發展潛力、經濟發展水平、可再生能源開發程度等。可再生能源規劃總體目標分解到省域中可再生能源規劃時, 僅考慮可再生能源開發潛力不夠, 也需要考慮其他相關因素, 尤其是與GDP 相關的因素。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 %的目標分解到各個省級目標, 同樣需要考慮相關的因素。這樣對于均衡省域間利益關系, 促進均衡發展具有重要意義。

 

  (3) 對于如何制定不同階段的省域可再生能源發展目標。EU 考慮了機會目標與靈活目標相結合的方法。為了穩步推進, 在不同的階段采用不同的系數, 制定了不同的目標。并利用中立項目組免費提供相關數據與各成員國定期匯報機制相關結合的方式, 相關數據涉及到可再生能源的投資、環境評估、能源效率及使用份額等。為激勵成員, 構建了相應的懲罰措施。

 

  (4) 在數據采集上, 中國在收集不同領域中的可靠數據和技術上, 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劃目標存在的差距, 歐盟成立了一個中立的數據收集與處理機構,即歐盟可再生能源推廣協會, 來提供交互式的趨勢數據, 并免費為成員國提供相關數據。數據收集采用了一個基于網絡的數據庫的數據收集系統和技術。允許成員評價他們的相對可再生能源相對發展水平及達到可再生能源目標的進程。采用中立機構, 依靠工作組, 而不僅是依靠復雜的數據采用工具來收集相關數據, 是一種可行的方式。