1  研究概述

 

  可再生能源已成為實(shí)現(xiàn)能源多樣化、應(yīng)付氣候變化和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要替代能源。歐洲、美國(guó)、日本、印度和巴西等國(guó)在該領(lǐng)域中走在世界前列。歐洲成為世界可再生能源發(fā)展的領(lǐng)跑者和主力軍, 可再生能源市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)年均增長(zhǎng)速度都在20 %以上。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有不少學(xué)者開始把歐洲可再生能源發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)引入到國(guó)內(nèi)。如龔向前(2006)介紹了歐盟可再生能源促進(jìn)政策, 認(rèn)為我國(guó)政府應(yīng)進(jìn)一步采取經(jīng)濟(jì)激勵(lì)措施, 包括對(duì)可再生能源電力的投資者、消費(fèi)者及設(shè)備與產(chǎn)量進(jìn)行補(bǔ)貼, 實(shí)行優(yōu)惠價(jià)格或提供融資渠道(如低利率貸款), 以及采取政府采購(gòu)等手段。李俊峰、時(shí)璟麗、王仲穎(2007)對(duì)歐盟可再生能源促進(jìn)政策進(jìn)行了綜述, 并建議組織能源學(xué)會(huì)和行業(yè)協(xié)會(huì)翻譯可再生能源路線圖和行動(dòng)計(jì)劃。莊貴陽(2008)對(duì)2008年最新公布的《氣候變化與可再生能源綜合規(guī)劃》

 

  進(jìn)行研究, 分析了歐盟成員國(guó)及世界各國(guó)對(duì)該規(guī)劃的觀點(diǎn)和看法, 認(rèn)為中國(guó)碳市場(chǎng)不能寄予太大的期望。應(yīng)積極的開展對(duì)中國(guó)可持續(xù)發(fā)展有促進(jìn)意義的項(xiàng)目, 通過無悔行動(dòng)規(guī)避項(xiàng)目開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

 

  上述的研究更側(cè)重于國(guó)家層面, 為了落實(shí)國(guó)家層面的可再生能源戰(zhàn)略, 《可再生能源法》第八條規(guī)定:“省、自治區(qū)、直轄市人民政府管理能源工作的部門, 根據(jù)本行政區(qū)域可再生能源規(guī)劃的中長(zhǎng)期目標(biāo), 會(huì)同本級(jí)人民政府有關(guān)部門編制本行政區(qū)域可再生能源開發(fā)利用規(guī)劃, 報(bào)本級(jí)人民政府批準(zhǔn)后實(shí)施” 。這表明, 省域可再生能源規(guī)劃已經(jīng)成為國(guó)家規(guī)定的規(guī)劃類型之一。2007 年8 月31 日, 國(guó)家《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出力爭(zhēng)2020年使可再生能源消費(fèi)量達(dá)到能源消費(fèi)總量的15 %左右。因此, 如何把可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃落實(shí)到實(shí)處, 成為省域制定相應(yīng)的中長(zhǎng)期可再生能源發(fā)展規(guī)劃的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

 

  當(dāng)前, 國(guó)家的可再生能源發(fā)展規(guī)劃過多的停留在國(guó)家級(jí)層面。這主要是由于其政治和經(jīng)濟(jì)體制所決定。因此, 可供直接借鑒的規(guī)劃方法并不多。如Co rmio 等(2003)應(yīng)用EFOM 模型研究了考慮環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)投入前提下, 意大利南部地區(qū)的循環(huán)發(fā)電廠、風(fēng)能發(fā)電廠、固體廢棄物、生物質(zhì)能和熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)發(fā)電廠的最優(yōu)選址問題。Koroneo s(2005)在MA RKAL 模型的基礎(chǔ)上, 建立了能源系統(tǒng)模型, 研究了在保證社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的, 同時(shí), 確保能源供應(yīng)安全和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展前提下的未來能源技術(shù)戰(zhàn)略。T sioliaridou (2006)在LEAP模型的基礎(chǔ)上, 提出了一種模型, 采用環(huán)境數(shù)據(jù)庫分析了影響印度德里電力行業(yè)能源消費(fèi)模式和排放標(biāo)準(zhǔn)的因素, 并預(yù)測(cè)了總的能源需求和電力行業(yè)溫室氣體排放量。Jonathan 等(2005) 介紹了MEDEE 模型的方法及其發(fā)展體系, 然后應(yīng)用MEDEE 模型預(yù)測(cè)了未來的能源需求。

 

  基于可再生能源法的要求, 國(guó)內(nèi)也開展了一些可再生能源規(guī)劃的研究, 其中也包括一些省域可再生能源規(guī)劃。沈清基(2006)認(rèn)為, 城市發(fā)展離不開能源的支持, 在能源普遍短缺以及常規(guī)能源利用對(duì)環(huán)境帶來不可逆轉(zhuǎn)的負(fù)面影響的情況下, 城市可再生能源具有重要意義。因此, 應(yīng)該把可再生能源納入城市發(fā)展規(guī)劃中。任東明(2005)根據(jù)福建省可再生能源資源條件、發(fā)展現(xiàn)狀等, 提出該省的可再生能源強(qiáng)制性配額政策框架與實(shí)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(chǔ)的可再生能源綜合規(guī)劃方法。以四川省為案例的實(shí)證研究表明, 該方法綜合考慮資源稟賦、經(jīng)濟(jì)成本和污染物排放多重約束, 并且能夠仿真激勵(lì)政策的收益和成本, 從而制定出與當(dāng)?shù)?a href="http://x4714.cn/t/資源.html" >資源條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境治理目標(biāo)相容的可再生能源發(fā)展規(guī)劃和配套的政策措施。

 

  上述研究方法, 多是基于國(guó)家層面的可再生能源發(fā)展規(guī)劃, 即使有些是省域可再生能源規(guī)劃, 但其采用國(guó)家級(jí)可再生能源規(guī)劃的方法。主要考慮了可再生能源開發(fā)資源約束條件、不同時(shí)期的可再生能源發(fā)展目標(biāo), 以尋求最優(yōu)可再生能源開發(fā)路徑。

 

  與其他國(guó)家相比, 國(guó)內(nèi)的省域可再生能源規(guī)劃, 基本上屬于中央政府驅(qū)動(dòng)型, 強(qiáng)調(diào)更多的是技術(shù)層面的可行性。因此, 如何把國(guó)家可再生能源規(guī)劃方法與省域可再生能源規(guī)劃方法相結(jié)合, 制定切實(shí)可行的省域可再生能源規(guī)劃方案, 其方法研究是當(dāng)前研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

 

  歐盟可再生能源強(qiáng)制性目標(biāo)分解及執(zhí)行過程簡(jiǎn)介2007 年3 月, 27 個(gè)歐盟成員國(guó)簽署了一項(xiàng)具有強(qiáng)制性的20 %的可再生能源目標(biāo)協(xié)議。該協(xié)議于2008 年1 月正式發(fā)布。該協(xié)議主要用于電力、供執(zhí)、供冷及交通運(yùn)輸行業(yè), 將取代先前的電力和生物質(zhì)能方面的兩個(gè)協(xié)議。目前歐盟的能源消費(fèi)中8.5 %來自可再生能源, 離20 %的目標(biāo)還有11.5 %的差距。歐盟委員會(huì)新公布的綜合計(jì)劃, 為各成員國(guó)設(shè)定了從10 %～ 49 %不等的目標(biāo), 這些目標(biāo)的設(shè)定, 考慮了各成員國(guó)的起點(diǎn)、潛力、能源結(jié)構(gòu)和人均GDP 。

 

  EU -27 國(guó)的可再生能源規(guī)劃, 主要包括以下幾個(gè)步驟:①在EU -27 指導(dǎo)下, 各國(guó)依據(jù)自愿報(bào)告其發(fā)展目標(biāo);②對(duì)EU -27 指導(dǎo)下的各成員國(guó)的目標(biāo)與進(jìn)程進(jìn)行評(píng)估;③考慮氣候變化和可再生能源的戰(zhàn)略和建議;④對(duì)強(qiáng)制性目標(biāo)的影響進(jìn)行評(píng)估;⑤利益相關(guān)者參與。

 

  歐盟可再生能源長(zhǎng)期目標(biāo)分配的主要原因, 是因?yàn)樵噲D公平的自上而下的分解可再生能源目標(biāo)。

 

  這對(duì)于我國(guó)制定省域級(jí)可再生能源規(guī)劃具有重要的意義。這里主要討論三個(gè)總量:建模工具、目標(biāo)分解和數(shù)據(jù)有效性如何把歐盟2020 年可再生能源占總能源20 %的目標(biāo)分解給各個(gè)成員國(guó), 主要采取兩種方法。第一種是從能源生產(chǎn)角度來分解, 即考慮各成員國(guó)的可再生能源潛力。在建模的過程中, 也考慮了具體行業(yè)的規(guī)劃, 包括供電、供暖、運(yùn)輸和建筑。一種是從需求側(cè)對(duì)各成員國(guó)的可再生能源份額進(jìn)行分配。后者主要是采用固定和浮動(dòng)份額來實(shí)現(xiàn)。

 

  3  歐盟可再生能源規(guī)劃模型

 

  歐盟在制定可再生能源規(guī)劃中, 采用了許多復(fù)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(jì)劃的JOULE 研究組從1993 年起開發(fā)的局部均衡模型。它可以處理所有的行業(yè)和各種類型燃料之間的能源轉(zhuǎn)換。該模型主要用于成員國(guó)級(jí)別, 可以對(duì)不同成員國(guó)之間的影響進(jìn)行比較。它通常用來評(píng)估能源系統(tǒng)的變化, 如投資成本、混合燃料及消費(fèi)量的變化。對(duì)能源供應(yīng)的研究, 模型采用由底向上的研究方法, 對(duì)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(shù)評(píng)價(jià)關(guān)系的研究。研究組首先對(duì)歐共體現(xiàn)行的能源相關(guān)政策、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度、經(jīng)濟(jì)膨脹比率、人口增長(zhǎng)以及對(duì)石油、天然氣和煤炭的價(jià)格作了一系列假設(shè)。然后PRIMES 模型對(duì)歐盟1995 ～ 2030 年的主要能源指標(biāo)、主要能源需求及各部門的最終能源需求、能源和GDP 的關(guān)系、不同類型的發(fā)電站的發(fā)電能力、熱能發(fā)電和水力發(fā)電的燃料輸入、各部門的二氧化碳排放量、能源強(qiáng)度的改進(jìn)、工業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、家庭及第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、運(yùn)輸部門結(jié)構(gòu)和技術(shù)的調(diào)整、發(fā)電站的效率問題, 進(jìn)行了定量分析。

 

  GEM -E3 是歐盟幾個(gè)主要研究機(jī)構(gòu)于20 世紀(jì)90 年代合作開發(fā)、實(shí)用的一般均衡模型, 它包括所有經(jīng)濟(jì)行業(yè)及他們之間的交互, 但不含減排方面的技術(shù)細(xì)節(jié)。通常采用該軟件來評(píng)估成員國(guó)一級(jí)能源行業(yè)溫室氣體減排對(duì)宏觀經(jīng)濟(jì)的影響。GEM-E3 模型是動(dòng)態(tài)、遞歸、模塊化的能源經(jīng)濟(jì)模型,其核心是CGE 模型。GEM -E3 模型的目的是研究世界區(qū)域或歐盟國(guó)家的經(jīng)濟(jì)、能源和環(huán)境三者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。模型最初主要應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境的政策規(guī)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(duì)歐洲可持續(xù)發(fā)展的能源和環(huán)境方面的政策影響;能源和環(huán)境方面的改革和政策規(guī)劃對(duì)歐洲實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的作用;氣候變化對(duì)能源、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的影響等。

 

  POLES 模型是歐盟TEEM 計(jì)劃中JOULE 研究組于20 世紀(jì)90 年代研究開發(fā)的。它是一種基于能源供求的動(dòng)態(tài)優(yōu)化模型, 是由多個(gè)相互連接的子模塊構(gòu)成的多層嵌套的能源經(jīng)濟(jì)模型。PO LES 模型是一個(gè)全球局部均衡模型。它的一個(gè)主要特點(diǎn)是對(duì)油氣資源的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展過程的仿真。廣義上來說, 油氣的供需和價(jià)格受國(guó)際油氣總儲(chǔ)量、鉆井能力和剩余儲(chǔ)量, 以及地區(qū)和世界的R/p 比率的影響。模型描述了全球不同地區(qū)能源需求、供應(yīng)和價(jià)格的協(xié)調(diào)發(fā)展。研究過程中, 主要用來評(píng)價(jià)未來國(guó)際氣體變化協(xié)議框架對(duì)EU 能源系統(tǒng)的影響。

 

  PACE 模型是一個(gè)全球一般均衡模型。與GEM -E3 類似, 但包含更多的發(fā)電技術(shù)方面的細(xì)節(jié)。通常用來評(píng)價(jià)指定行業(yè)對(duì)能源密集型行業(yè)的影響。GAINS 模型對(duì)于減少CO2 的影響進(jìn)行評(píng)價(jià),也可以評(píng)價(jià)能源行業(yè)對(duì)空氣污染的影響。

 

  EU -27 國(guó)2020 年可再生能源總體目標(biāo)分解歐盟總體目標(biāo)分解過程, 主要有三步:第一步為整體目標(biāo)份額的確定;第二步為成員國(guó)固定份額的確定;第三步為成員國(guó)浮動(dòng)份額的確定。下面對(duì)三步分別進(jìn)行描述.

 

  EU-27 國(guó)可再生能源各發(fā)展階段目標(biāo)的制定為了實(shí)現(xiàn)2020 年可再生能源規(guī)劃目標(biāo)。各成員國(guó)依據(jù)分解目標(biāo), 再次把他們分解給具體行業(yè),如交通、電力、供熱和供冷等。然后以2005 年為基準(zhǔn), 以一定的百分比穩(wěn)定地增加。為了檢查是否達(dá)到這個(gè)目標(biāo), 歐盟成立一個(gè)中立的項(xiàng)目工作組來收集和統(tǒng)計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù), 然后免費(fèi)提供給歐盟國(guó)會(huì)和各成員國(guó)組織。其穩(wěn)定增長(zhǎng)的階段性目標(biāo)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(guó)各成員國(guó)在2005 年的可再生能源占本國(guó)總能源的實(shí)際份額;T2020 是EU -27 國(guó)各成員國(guó)在2020 年的可再生能源占本國(guó)總能源的目標(biāo)份額。

 

  在實(shí)際執(zhí)行過程中, 各成員國(guó)從2011 年開始,每?jī)赡晗驓W盟議會(huì)報(bào)告他的可再生能源發(fā)展完成進(jìn)度。報(bào)告要求包括可再生能源占總體能源的份額,及占各行業(yè)能源的份額。報(bào)告要求詳細(xì)說明可再生能源激勵(lì)政策及相關(guān)細(xì)節(jié), 包括如何提高管理水平, 如何在傳輸、分配之間進(jìn)行成本分?jǐn)? 如何評(píng)估因使用可再生能源而減少的溫室氣體排放。如果成員國(guó)不能達(dá)到規(guī)定的目標(biāo), 則由歐盟輪值主席國(guó)對(duì)其采取相應(yīng)的懲罰措施。

 

  6  對(duì)我國(guó)省域可再生能源規(guī)劃的啟示

 

  EU 可再生能源規(guī)劃沒有提出一個(gè)省域可再生能源規(guī)劃的流程框架。采用復(fù)雜系統(tǒng)模型來處理EU 強(qiáng)制性目標(biāo)對(duì)可再生能源發(fā)展的影響, 這并不適合中國(guó)自上而下的、基于方法驅(qū)動(dòng)的可再生能源發(fā)展規(guī)劃方式。但其模型使用、數(shù)據(jù)收集、目標(biāo)分解與階段目標(biāo)規(guī)劃的方法, 可以值得我們借鑒。

 

  (1)可再生能源潛力評(píng)估方法, 用來把可再生能源目標(biāo)與成員國(guó)目標(biāo)匹配。不同的成員國(guó)具有不同的目標(biāo), 這主要是因?yàn)椴煌蓡T國(guó)的可再生能源潛力不同, 具有較大開發(fā)潛力的成員國(guó), 通常可以對(duì)其他成員國(guó)進(jìn)行補(bǔ)償。其次, 依據(jù)GDP 構(gòu)建基本增長(zhǎng)量目標(biāo), 包括提出的強(qiáng)制性目標(biāo)。基于潛力的可再生能源規(guī)劃方法, 其框架模型的許多參數(shù)往往由外生給定。一方面易受模型運(yùn)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(guān)系, 特別是產(chǎn)品價(jià)格變化時(shí)所帶來的部門之間的相互影響無法體現(xiàn)。

 

  (2)對(duì)如何在EU 成員國(guó)之間進(jìn)行目標(biāo)分解,EU 考慮了很多因素, 如各成員國(guó)可再生能源發(fā)展?jié)摿Α⒔?jīng)濟(jì)發(fā)展水平、可再生能源開發(fā)程度等。可再生能源規(guī)劃總體目標(biāo)分解到省域中可再生能源規(guī)劃時(shí), 僅考慮可再生能源開發(fā)潛力不夠, 也需要考慮其他相關(guān)因素, 尤其是與GDP 相關(guān)的因素。對(duì)于我國(guó)來說, 存在同樣的問題。如何把國(guó)家2020年的可再生能源占總能源16 %的目標(biāo)分解到各個(gè)省級(jí)目標(biāo), 同樣需要考慮相關(guān)的因素。這樣對(duì)于均衡省域間利益關(guān)系, 促進(jìn)均衡發(fā)展具有重要意義。

 

  (3) 對(duì)于如何制定不同階段的省域可再生能源發(fā)展目標(biāo)。EU 考慮了機(jī)會(huì)目標(biāo)與靈活目標(biāo)相結(jié)合的方法。為了穩(wěn)步推進(jìn), 在不同的階段采用不同的系數(shù), 制定了不同的目標(biāo)。并利用中立項(xiàng)目組免費(fèi)提供相關(guān)數(shù)據(jù)與各成員國(guó)定期匯報(bào)機(jī)制相關(guān)結(jié)合的方式, 相關(guān)數(shù)據(jù)涉及到可再生能源的投資、環(huán)境評(píng)估、能源效率及使用份額等。為激勵(lì)成員, 構(gòu)建了相應(yīng)的懲罰措施。

 

  (4) 在數(shù)據(jù)采集上, 中國(guó)在收集不同領(lǐng)域中的可靠數(shù)據(jù)和技術(shù)上, 面臨存在同樣的問題。為了彌補(bǔ)各成員國(guó)采用自愿申報(bào)與整體規(guī)劃目標(biāo)存在的差距, 歐盟成立了一個(gè)中立的數(shù)據(jù)收集與處理機(jī)構(gòu),即歐盟可再生能源推廣協(xié)會(huì), 來提供交互式的趨勢(shì)數(shù)據(jù), 并免費(fèi)為成員國(guó)提供相關(guān)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)收集采用了一個(gè)基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)和技術(shù)。允許成員評(píng)價(jià)他們的相對(duì)可再生能源相對(duì)發(fā)展水平及達(dá)到可再生能源目標(biāo)的進(jìn)程。采用中立機(jī)構(gòu), 依靠工作組, 而不僅是依靠復(fù)雜的數(shù)據(jù)采用工具來收集相關(guān)數(shù)據(jù), 是一種可行的方式。