能源方法匯總

1、一、能源政策模型分類作者：（節(jié)約版面，不太美觀，但其內(nèi)容值得一閱）白攻博士Dr. Bai MeiTie i cass ,org, cn國際上比較成熟的能源政策模型很多，研究內(nèi)容涵蓋了能源的各個領(lǐng)域。-按研究內(nèi)容分類：能源-經(jīng)濟模型（MACRO ）、能源環(huán)境模型（AIM）、能源 -經(jīng)濟-環(huán)境模型（3Es-Model ）、綜合模型（HASA-WEC E3 ）-按研究方法分類：能源仿真模型（POLES ）、能源優(yōu)化模型（MESSAGE ）、能源均衡模 型（CGE，中期）、能源投入-產(chǎn)出模型（HERMES，中期）-按模型功能分類：能源供應(yīng)（PRIMES ）、能源需求模型（MEDEE ）、能源技術(shù)模型（

2、ERIS） -按研究范圍分類：全球能源模型（HASA-WEC E3 ）、區(qū)域能源模型（GEM-E3）、國家能源模型（NEMS，中期）、部門能源模型（LEAP ）-按 建模方法分類：自頂向下模型（CGE，中期）、自底向上模型（MARKAL ）、 混合能源模型（NEMS ,中期） ?二、不同類型能源模型的比較一般是按建模方法分類，來進行不同類型能源模型進行比較。-自頂向下模型（CGE，中期）-自底向上模型（MARKAL ,長期）-混合能 源模型（NEMS ,中期）1.自頂向下模型（Top-Down Model）?描述：以經(jīng)濟學模型為出發(fā)點，以能源價格、經(jīng)濟彈性為主要的經(jīng)濟指數(shù)，集中地表現(xiàn)它們與能源

3、消費和能源生產(chǎn)之間 的關(guān)系，主要適用丁宏觀經(jīng)濟分析和能源政策規(guī)劃方面的研究。典型代表是基丁一般均衡理論的CGE模型等。適用性：這類模型比較適合丁對市場體系比較完 善的宏觀經(jīng)濟進行模擬。？中國目前正處丁轉(zhuǎn)軌經(jīng)濟的特定時期，這種情況下利用自頂向下模型得到的模擬結(jié)果可能和實際情況相差較大。？在利用此類模型 時，注意其前提條件以及一些相關(guān)假設(shè)是否對中國適用。典型模型 開發(fā)單位 研究方法優(yōu)點缺點自!/向卜CGENorway3 E s -NUT/ModelJapanMACROHASAGEM*E3NTUA/EU不能詳細 地描述技 術(shù);低 估了技術(shù) 進步的潛 能；不能 控制技術(shù) 進步對經(jīng) 濟的影響;-經(jīng)濟-環(huán)

4、境CGE模型能夠較為有效地分析-80年代末期,CGE主采用經(jīng)濟學方法，便 計量經(jīng)于提供經(jīng)濟分析; 濟學方反映了被市場接受 法、一的可行技術(shù)；利用 般均衡大量的數(shù)據(jù)來預(yù)測; 線性規(guī)通過經(jīng)濟指標決定能源需求，但是強調(diào) 能源供給的變化CGE模型的應(yīng)用?實踐證明，基丁一般均衡理論的能源和模擬公共經(jīng)濟政策、能源政策及環(huán)境政策的實施結(jié)果。要是模擬能源、環(huán)境與經(jīng)濟之間的互動影響。-現(xiàn)在世界上許多國家都建立了自己的 CGE模型，這些模型在能源貿(mào)易、能源環(huán) 境及稅收政策分析方面表現(xiàn)出了明顯的優(yōu)越K-全球貿(mào)易分析模型(GTAP模型，美國普渡大學，Thomas W . Hertel )、 GEMPACK (莫納什大

5、學)能源CGE模型在中國-從期刊網(wǎng)上查的文章和碩士 博士論文：不到300篇，主要集中在2000年以后-國務(wù)院發(fā)展研究中心、CASS 的數(shù)技經(jīng)所-中國社會科學院數(shù)量經(jīng)濟與技術(shù)經(jīng)濟研究所與澳大利業(yè)莫納什大 學政策研究中心共同建立的關(guān)丁中國能源經(jīng)濟的 CGE模型 PRCGEM -中 國社會科學院工業(yè)經(jīng)濟研究，“十一五”科技支撐項目，開發(fā)了多區(qū)域動態(tài)仿真CGE模型 3Es-Model ? 3Es-Model是日本長岡理工大學(Nagaoka University of Technology)丁本世紀初期研究開發(fā)的經(jīng)濟-能源-環(huán)境模型，簡稱“3Es模型”。？主要是通過模擬宏觀經(jīng)濟、能源、環(huán)境三者之間的關(guān)

6、系 ，來預(yù)測 未來節(jié)能、碳稅、促進能源效率等減排方案下，經(jīng)濟、能源、環(huán)境的發(fā)展趨勢 GEM-E3模型 ？ GEM-E3是歐盟幾個主要研究機構(gòu)丁 20世紀90年代合作開發(fā) 的，它是動態(tài)、遞歸、模塊化的能源經(jīng)濟模型。該模型的目的是研究世界區(qū)域或 歐盟國家的經(jīng)濟、能源和環(huán)境三者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián) ，包括氣候變化對能源、經(jīng)濟、環(huán)境的影響等多個政策分析工具。MACRO模型的應(yīng)用 ？ MACRO模型是Manne等研究開發(fā)的一個宏觀經(jīng)濟模型。它通過 生產(chǎn)函數(shù)來描述能源消費、資 金、勞動力和經(jīng)濟產(chǎn)出GDP的關(guān)系，模型的目標函數(shù)是尋求總的能源折現(xiàn)效用最大，模型最大的效用函數(shù)決定了一系列最優(yōu)儲備、投資、消費的結(jié)果。2

7、.自底向上模型(Bottom-Up Model)?描述：-該模型方法是以工程技術(shù)模型為出發(fā)點，對以能源消費和能源生產(chǎn)過程中所使 用的技術(shù)為基礎(chǔ)進行詳細的描述和仿真，并以能源消費、生產(chǎn)方式為主進行供需 -以能源供應(yīng)與轉(zhuǎn)換為切入點，用丁分析高效能源技術(shù)的引入及其效果的模 型，以IEA的MARKAL模型和歐盟的EFOM模型為代表；-以能源需求與能源 消費為切入點，對各部門由丁人類活動變化所引起的能源需求和消費方面的變化，進行詳細分析計算的模型，這種模型以 法國的MEDEE模型和瑞典斯德哥爾 摩環(huán)境研究所(the Stockholm Environment Institute) 的LEAP 模型 用性

8、：-這類模型以能源相關(guān)技術(shù)為出發(fā)點，相關(guān)技術(shù)的成本數(shù)據(jù)，以及技術(shù)的發(fā)展都 是模型的關(guān)鍵，因為這些技術(shù)的數(shù)據(jù)能否獲得、 是否準確，直接影響模型的結(jié)果 以及相關(guān)的政策建議。-日本國立環(huán)境研究所(National Institute for Environment Studies , NIES)開發(fā) 的AIM模型在這一領(lǐng)域進行了開拓性工作，并已經(jīng)在業(yè)太地區(qū)多個國家使用。-由丁很難收集到所有能源技術(shù)的數(shù)據(jù)，只能用關(guān)鍵技術(shù)來代替其它技 術(shù)的作用，所以估計技術(shù)進步的潛力也會失真。-在按Bottom-Up方法建立能源政策模型時，關(guān)鍵是技術(shù)選擇的成本分析，同時 要充分考慮能源部門與其它部門的關(guān)系，以便進行經(jīng)濟

9、學分析。典型模 型開發(fā)單位研究方法優(yōu)點缺點MARKALEFOMLEAPMEDEEAIMETSAP/IEAEUSEI/SwedenlEPE/FranceNIES/Japan線性規(guī)劃 理論;非線 性規(guī)劃理 論;多目標 規(guī)劃理論; 系統(tǒng)動力 學方法;投 入-產(chǎn)出方 法對技術(shù)有詳 細的描述;反 映了技術(shù)的 潛力；利用分 散的數(shù)據(jù)詳 細地描述供 給技術(shù);可音 接評價技術(shù) 選擇的成本利用工程學方法, 不擅長經(jīng)濟分析; 高估了技術(shù)進步 的潛能;更強調(diào)能 源消費的變化;假 設(shè)能源部門和其 它部門的關(guān)系可 以忽略MARKAL 模型？ MARKAL 模型;是一個綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化模型，以技術(shù)為基礎(chǔ)的能源市場分配的長

10、期動態(tài)線性規(guī)劃模型，在滿足給定的能源需求量和污染物排 放量限制條件下，確定出使能源系統(tǒng)成本最小化的一次能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)和用能技術(shù) 結(jié)構(gòu)。？ IEA丁80年代初開始研究，主要用丁研究國家級或地區(qū)級的能源規(guī)劃和 政策分析，經(jīng)過30多年的不斷完善和發(fā)展，MARKAL模型已被全球數(shù)十個國家、 近白家研究機構(gòu)使用，經(jīng)受了時間的考驗。由丁它的實用性和可塑性比較突出 近年來許多發(fā)展中國家也開始采用，而在某些西方國家還用以 研究交通運輸以 及城市能源供應(yīng) 包括熱化與天然氣供應(yīng)等問題的經(jīng)濟性，而不局限丁國家的能 源系統(tǒng)問題。？姜克雋：中國能源經(jīng)濟預(yù)測預(yù)警模型和多區(qū)域能源經(jīng)濟供需預(yù)測 模型(Markal Family

11、 Modelling )1文獻標題來源年期1，每能源系統(tǒng)心RKAL模型.與怙發(fā)分析上海交通.大學學報2008 03MRKAL-虬4CRO模甜 研究碳減排 對中國清華大學學報（自然 科學版）2004 03能源系統(tǒng)的影響必REAL模型在北京中遠期能源發(fā)展研中國能源2004 06究中的應(yīng)用必RKAL模型與濁筑節(jié)能重慶大學學報（H然 科學版）2002 080RKAL模型企：海市能 '源結(jié)構(gòu)調(diào)整與上海環(huán)境科學2002/09大氣污染物E放中的應(yīng)用MARKAL模型研究中國未來可持續(xù)能源 發(fā)展戰(zhàn)略清華大學學報（自然 科學版）2001/12gRKAL模型用電力系統(tǒng)規(guī)劃中忡1 數(shù)量經(jīng)濟技術(shù)經(jīng)濟研 究198

12、6/10問題的研討北術(shù)1；-火然'【巾場逞與UR0L04J清華大學2006應(yīng)用IEFOM模型 ？ EFOM模型是歐盟1982年研究開發(fā)的復(fù)雜的能源供應(yīng)系統(tǒng)線性規(guī) 劃模型，80年代被歐盟成員國廣泛應(yīng)用丁能源系統(tǒng)規(guī)劃方面的研究。包括污染 物排放和減排技術(shù)的EFOM拓展模型被許多國際合作研究應(yīng)用，如排放物減排的 成本曲線研究。？主要文獻是歐盟國家的應(yīng)用？直接中文文獻：0MEDEE模型?法國20世紀80年代開發(fā)的能源技術(shù)經(jīng)濟模型，是建立在對一定時期內(nèi)社會經(jīng) 濟、人口、經(jīng)濟、技術(shù)的一系列假設(shè)基礎(chǔ)上，通過對能源需求變化的仿真來預(yù)測 各部門的能源需求，模型中把能源系統(tǒng)劃分為工業(yè)、交通運輸、居民消費、

13、服務(wù) 業(yè)和農(nóng)業(yè)5個部門，現(xiàn)已被歐盟各成員國廣泛應(yīng)用丁能源 需求規(guī)劃方面的研究。 LEAP模型 ？ LEAP模型是瑞典斯德哥爾摩環(huán)境研究所 SEI（STOCKHOLM Environment Institute） 開發(fā)的靜態(tài)能源經(jīng)濟環(huán)境模型-Baolei Guo應(yīng)用LEAP模型研究了未來中國能源系統(tǒng)的發(fā)展情景及能源需求。 Ho-Chul Shin等應(yīng)用LEAP模型分析了韓國增加天然氣發(fā)電容量對能源市場、發(fā) 電成本和溫室氣體排放的影響。RanjanKumar Bose等應(yīng)用LEAP模型和環(huán)境數(shù) 據(jù)庫分析了影響印度德里交通部門能源消費模式和排放標準的因素。AIM模型?AIM模型是日本NIES 199

14、4年研究開發(fā)的能源終端消費模型。模型對人類活 動引起的溫室氣體排放、大氣中溫室氣體增加引起的氣候變化，以及氣候變化對 自然環(huán)境、社會經(jīng)濟的影響進行綜合分析。AIM模型也常用來評價緩和氣候變暖 各種對策的效果。？ AIM/impact模塊用來評價全球氣候變暖對國家環(huán)境和社會經(jīng) 濟的影響3.混合能源模型 ？對能源系統(tǒng)（從能源的開采、轉(zhuǎn)化、運輸、市場到最終能源需 求）的模擬，通過系統(tǒng)仿真來預(yù)測各部門能源的供應(yīng)能力、能源價格、需求量以 及宏觀經(jīng)濟參數(shù)，從而為國家制定能源戰(zhàn)略和決策提供信息支持，因此既包括自頂向下的宏觀經(jīng)濟模型，乂包括自底向上的能源供應(yīng)、需求模型。？這類模型比較適合丁中-短期研究，豐富的

15、技術(shù)信息有助丁解釋大部分的能源 需求。區(qū)域的或國家的，結(jié)構(gòu)上也多是包括經(jīng)濟、供應(yīng)、轉(zhuǎn)化、需求、環(huán)境等模塊的綜合集成模型。-美國能源部(EIA/DOE)開發(fā)的NEMS 模型-奧地利國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所 (the International Institute forApplied SystemsAnalysis,IIASA)-世界能源委員會(the World Energy Council,WEC) 合 作開發(fā)的IIASA-WEC E3模型。-中國能源政策綜合評價模型(IPAC模型)-FEEM:Witch典型模 型開發(fā)單 位NEMSEIA/ DOE of AmericaIIASA-WEC E3

16、IIASA and WECPRIMESPOLESMIDASJOULE/ EU線劃非規(guī)論整劃計濟法H理混合玫規(guī)優(yōu)點綜合了上述兩種模型的優(yōu) 點，既充分考慮技術(shù)選擇的 成本,又考慮了價格彈性的 作用,是對整個能源系統(tǒng)的 模擬和分析;便于進行更詳 盡的能源經(jīng)濟分析;研究范 圍多是全球的、區(qū)域或國 家的;功能比較齊全，結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜，是對現(xiàn)實能源系 統(tǒng)進行模擬和仿真的復(fù)雜缺點數(shù)據(jù)獲 取比較 困難NEMS ?最具代表性的混合能源模型是 NEMS (National Energy Modeling Systems)模型，由美國EIA/DOE 丁 1993年開發(fā)的能源經(jīng)濟區(qū)域模型。利用 NEMS發(fā)布年度能源展

17、望(Annual Energy Outlook ) , NEMS最早是在1993 年12月完成，發(fā)布Annual Energy Outlook 1994? NEMS綜合考慮了宏觀經(jīng)濟、財政因素、世界能源市場、資源可獲得性和成本、行為和技術(shù)選擇標準、能 源技術(shù)的成本和運行特性以及人口統(tǒng)計資料，反應(yīng)了能源的生產(chǎn)、進口、轉(zhuǎn)化、 消費以及價格的情況。(1) NEMS的功能？ EIA把NEMS用來模擬在美國能源政策和能源市場上不同假設(shè)下的能源、經(jīng)濟、環(huán)境以及安全之間的影響。NEMS通過制定能源產(chǎn)品的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、消費的經(jīng)濟決策，活晰地描述了美國國內(nèi)能源市場，同時 NEMS 還描述了能源技術(shù)-利用NEMS模

18、擬的能源情況，例如2009年度能源展望(Annual Energy Outlook 2009 , AEO2009 )預(yù)測到 2030 年的能源情況。-NEMS 能用丁檢驗新的能源項目和政策的影響。NEMS提供了一套細致地描述美國能源 系統(tǒng)里復(fù)雜的相互作用的框架，并且它對各種可替代的假設(shè)和政策以及政策積極 性進行了回應(yīng)。-NEMS也用丁為政府提供一系列 指定情景下的特殊分析。如:Impacts of a 25-Percent Renewable Electricity Standard as Proposed in the American Clean Energy and Security A

19、ct requested by Senator Markey - NEMS可分析與能源生產(chǎn)、使用有關(guān)的法律法規(guī)(現(xiàn)行的、已提議的) -能源 生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、消費技術(shù)的改進所帶來的潛在影響-溫室氣體控制的影響和成本；-使用可再生能源的影響；-提高能源使用效率的潛力；-使用可選擇的燃料 的法規(guī)的影響(2) NEMS模型結(jié)構(gòu)?NEMS的整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對各模塊之間的信息流進行協(xié)調(diào)和溝通，數(shù)據(jù)通過常用的界面?zhèn)魅胝夏K。？整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括：能源市場價格和消費、宏觀經(jīng)濟變量、能源產(chǎn)品、交通、轉(zhuǎn)換信息和模型控制變量、參數(shù)、 假設(shè)。NEMS主要假設(shè) ？NEMS的模塊使用許多假設(shè)和數(shù)據(jù)來描述未來美國 能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換

20、、消費。|影響能源市場的 主要因素有兩個：經(jīng)濟增長、原油價 格？ The AEO2009使用了五種不同的情景進行分析：基準情景，高經(jīng)濟增長， 低經(jīng)濟增長，高原油價格，低原油價格。除了這五種主要情景，AEO2009還有其他34種假設(shè)（用丁探測NEMS個別模塊的主要假設(shè)改變帶來的影響），這些情 景中大多是由丁新技術(shù)或者技術(shù)改進造成的。模塊？ NEMS從國際能源市場、宏觀經(jīng)濟、能源轉(zhuǎn)換、供給、需求等方面 建立了 13個模塊，每個模塊之間緊密 聯(lián)系宏觀經(jīng)濟活動際能源IntegratingO+l and Gas Supply ModuleEledriaty Market ModuleC<?ai M

21、arket ModuleNatural Transmission and DisWibuon ModuleFuels ModuleMacroeconomicInter natKMialActivityEnergyModuleModuleModuleRenewableSupplyConversionDemandPetroleum Market ModuleResidential Demand ModuleCommercialDetnandModuleTransportationDemand Mo-duleDemand Module中國對該模型的認識 索，沒有一篇文獻-從文獻上看，用“ NEMS模

22、型”當做關(guān)鍵詞在期刊網(wǎng)上檢? 1.要根據(jù)實際，不能盲目照搬。-由丁各能源模型都是基丁特定國家或區(qū)域的 具體背景開發(fā)的，每個模型都是在一些特定假設(shè)的前提下運行的，因此，在模型的 具體應(yīng)用過程中，一定要注意模型參數(shù)的設(shè)定和基線情景的各種假設(shè)是否符合本 國或本地區(qū)能源系統(tǒng)的實際。-GTAP、GEMPACK能源所：中國能源政策綜合 評價模型（IPAC模型）”-能源系統(tǒng)是涉及政治、經(jīng)濟、社會、環(huán)境、氣候等多領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)。因為復(fù)雜系統(tǒng)的整體具有子系統(tǒng)不具備的性質(zhì)， 將系統(tǒng)進 行分解后，系統(tǒng)整體的性質(zhì)往往在子系統(tǒng)層次上得不到體現(xiàn)，所以即使將子系統(tǒng) 分析得再活楚也無法解釋整個系統(tǒng)的總體行為。 -僅考慮能源經(jīng)

23、濟、環(huán)境、技術(shù) 等單一問題的模型存在著很大的局限性， 綜合考慮能源利用對經(jīng)濟、社會、環(huán)境、 氣候的影響，即綜合集成模型，將是未來能源政策模型的發(fā)展趨勢。3. 關(guān)丁模型開發(fā)的問題 ？模型技術(shù)路線的選擇？經(jīng)費的長期與穩(wěn)定支撐？合 作：不同知識背景研發(fā)人員的合作、多部門合作與多國合作？模型的拓展與發(fā)展 ?數(shù)據(jù)的更新？4. 關(guān)丁模型及模型的結(jié)果2.模型的發(fā)展趨勢是“綜合?模型中的系數(shù)、技術(shù)條件假設(shè)、數(shù)據(jù) 的準確性極大 的影響模型對政策的分析結(jié)果-系數(shù)是近可以逼近現(xiàn)實的結(jié)果，但這一系數(shù)一定 不是未來能源經(jīng)濟系統(tǒng)的系數(shù)。這些系數(shù)往往帶有模型設(shè)計者對未來的主觀判 斷。樂觀？-數(shù)據(jù)往往更新較為遲緩。例如 GTAP DATA7的數(shù)據(jù)是2004年的數(shù) 據(jù)。5.EC2項目的目標? 1 Introduction:? Setting the boundaries: s