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新一代能源规划建模的6点新思考

来源:能源研究俱乐部 | 作者:能源研究俱乐部 | 2020年7月21日() | 打印内容 打印内容

传统能源模型是目标导向式的建模,只能给出不同水平年能源状态的静态规划结果,并未指明从一种能源状态向另一种能源状态转变的可行路径。从实施和执行的角度,能源转型路径的研究与科学转型目标的确定同等重要,共同决定了方向、节奏及最终的质量。新一代能源规划模型在规划出能源发展目标的同时,应注重路径规划,给出可行路径、演化过程及优劣比较等。

一段时期内,能源转型不变的是目标,可变的是路径。不同内外部环境(后文称为“转型阻力”,当然技术、经济性、政策等很多变化发挥的是促进作用,但总体而言转型需要克服的是阻力)的改变对实现能源目标的具体路径都会产生影响,如何适应变化去追求相对固定的目标,成为能源规划模型的重要功能。

在相同转型起点和转型目标下,不同转型阻力对转型路径的影响。有四条可行转型路径,当内外部环境发生改变后,仅有三条可行转型路径,且其具体路径形态亦发生改变。

(四)能源转型从“最短路径”到“最速路径”的转变

当能源转型目标确定后,其从转型起点到转型目标间将有多种可行路径,多样性的转型路径将形成能源转型路径集合。为研判何种路径更适合未来发展趋势,需进行“最优路径”的选择。

传统能源规划建模的重点是基于全社会供能成本最低的优化方法,可以将这一建模理念称之为一种追求转型“最短路径”的方式,所谓“最短”仅用来表达静态下的选择逻辑,综合成本、绿色、安全等的最优多目标考量也可视之为“最短”。但能源转型除了有目标的限制还有时限的约束,故能源转型的速度也是影响能源转型是否顺利完成的重要维度,甚至是刚性条件。由此,能源转型是在最短的时间内以较低的成本实现转型目标。

物理规律显示两点之间线段最短,但最短的线段并非是最快的,两点间存在一条“最速路径”。更为特别的是,位于“最速路径”上不同起点的物体到达终点的时间相同,因而该“最速路径”也称为等时曲线。类比可知,在能源转型路径集合中存在一条“最速路径”,其在内外部环境构成的合力驱动下,总是沿着阻力最小的路径演化,实现最快速的能源转型,且其与能源转型的起点关系不大,最终将以相同的速度到达转型目标。当然在克服阻力的过程中,不同能源现状下的转型所需要付出的代价不同。

由上述分析可知,新一代能源模型将以转型阻力4最小而非单纯的系统成本最小为目标函数,在内外部转型合力驱动下实现能源转型从“最短路径”到“最速路径”的转变。

(五)基于场景思维实现“不测而测”

能源规划模型不是为了预测未来,而是基于多场景模拟及仿真提供在不同时期可能的能源发展路径。能源模型的实践意义在于:通过多种典型场景和极端场景(如安全事故、气象灾害、网络安全、战争、其他行业带来的联动影响等)的研究,发现多路径,并基于不同时期的当下实践,选择最佳的能源转型应对之法和转型策略,而非单纯的预测未来。实际中,由于内外部环境的变化及不可预测性,任何企图通过模型规划进行预测未来的尝试往往事与愿违。

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