能源方法汇总

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1、一、 能源政策模型分类作者：（节约版面，不太美观，但其内容值得一阅）白玫博士Dr. Bai Mei 国际上比较成熟的能源政策模型很多，研究内容涵盖了能源的各个领域。-按研究内容分类：能源-经济模型（MACRO）、能源环境模型（AIM）、能源分类：能方法 均衡模型（CGE，中期）、能源投入-产出模型（HERMES,中期）-按模型功能分 类：能源供应（PRIMES）、能源需求模型（MEDEE）、能源技术模型（ERIS）-按研究范围分类：全球能源模型（HASA-WEC E3）、区域能源模型 （GEM-E3）、国家能源模型（NEMS,中期）、部门能源模型（LEAP）一按 建模方法分类：自顶向下模型（C

2、GE，中期）、自底向上模型（MARKAL）、 混合能源模型（NEMS,中期） 二、不同类型能源模型的比较一般是按建模方法分类，来进行不同类型能源模型进行比较。-自顶向下模型（CGE，中期）-自底向上模型（MARKAL,长期）-混合能 源模型（NEMS，中期1自顶向下模型（Top-Down Model）描述：以经济学模型为出发点，以能源 价格、经济弹性为主要的经济指数，集中地表现它们与能源消费和能源生产之间 的关系，主要适用于宏观经济分析和能源政策规划方面的研究。典型代表是基于 一般均衡理论的CGE模型等。适用性：这类模型比较适合于对市场体系比较完 善的宏观经济进行模拟。 中国目前正处于转轨经济

3、的特定时期，这种情况下利 用自顶向下模型得到的模拟结果可能和实际情况相差较大。 在利用此类模型 时，注意其前提条件以及一些相关假设是否对中国适用。典型模型开发单位研究方法优点缺点CGENorway采用经济学方法，便 计量经于提供经济分析; 济学方反映了被市场接受 法、的可行技术；利用不能详细 地描述技13 E s - ModelNUT/Japan低术潜能术 技的不技 ;了步；制 术估进能控MACROHASA般均衡 线性规 划大量的数据来预测; 通过经济指标决定 能源需求，但是强调 能源供给的变化GEM-E3NTU A/EU进步对经 济的影响;CGE模型的应用实践证明，基于一般均衡理论的能源-经

4、济-环境CGE模型能够较为有效地分析 和模拟公共经济政策、能源政策及环境政策的实施结果。- 80年代末期,CGE主 要是模拟能源、环境与经济之间的互动影响。-现在世界上许多国家都建立了自己的CGE模型，这些模型在能源贸易、能源环 境及税收政策分析方面表现出了明显的优越性。-全球贸易分析模型(GTAP模型，美国普渡大学，Thomas W. Hertel )、 GEMPACK (莫纳什大学)能源CGE模型在中国-从期刊网上查的文章和硕士 博士论文：不到300篇，主要集中在2000年以后-国务院发展研究中心、CASS 的数技经所-中国社会科学院数量经济与技术经济研究所与澳大利亚莫纳什大 学政策研究中

5、心共同建立的关于中国能源经济的CGE模型PRCGEM-中 国社会科学院工业经济研究，“十一五”科技支撑项目，开发了多区域动态仿真CGE模型 3Es-Model3Es-Model是日本长冈理工大学(NagaokaUniversity of Technology)于本世纪初期研究开发的经济-能源-环境模型，简称“3Es模型”。主要是通过模拟宏观经济、能源、环境三者之间的关系来预测未来节能、碳税、促进能源效率等减排方案下，经济、能源、环境的发展趋势GEM-E3模型GEM-E3是欧盟几个主要研究机构于20世纪90年代合作开发的，它是动态、递归、模块化的能源经济模型。该模型的目的是研究世界区域或欧盟国家

6、的经济、能源和环境三者之间的内在关联,包括气候变化对能源、经济、环境的影响等多个政策分析工具。MACRO模型的应用MACRO模型是Manne等研究开发的一个宏观经济模型。它通过生产函数来描述能源消费、资金、劳动力和经济产出GDP的关系，模型的目标函数是寻求总的能源折现效用最大，模型最大的效用函数决定了一系列最优储备、投资、消费的结果。2自底向上模型(Bottom-Up Model)描述：该模型方法是以工程技术模型为出发点，对以能源消费和能源生产过程中所使 用的技术为基础进行详细的描述和仿真，并以能源消费、生产方式为主进行供需 预测及环境影响分析的模型。分为两类:-以能源供应与转换为切入点，用于

7、分析高效能源技术的引入及其效果的模 型，以IEA的MARKAL模型和欧盟的EFOM模型为代表；-以能源需求与能源 消费为切入点，对各部门由于人类活动变化所引起的能源需求和消费方面的变化，进行详细分析计算的模型，这种模型以法国的MEDEE模型和瑞典斯德哥尔 摩环境研究所(the Stockholm En viro nment In stitute)的LEAP模型为代表。适 用性：-这类模型以能源相关技术为出发点，相关技术的成本数据，以及技术的发展都 是模型的关键，因为这些技术的数据能否获得、是否准确，直接影响模型的结果 以及相关的政策建议。一日本国立环境研究所(National Institut

8、e for Environment Studies， NIES)开发 的AIM模型在这一领域进行了开拓性工作，并已经在亚太地区多个国家使用。特点 -由于很难收集到所有能源技术的数据，只能用关键技术来代替其它技术的作用，所以估计技术进步的潜力也会失真。-在按Bottom-Up方法建立能源政策模型时，关键是技术选择的成本分析，同时 要充分考虑能源部门与其它部门的关系，以便进行经济学分析。典型模 型开发单位研究方法优点MARKALETSAP/IEA线性规划 理论;非线 性规划理 论;多冃标 规划理论; 系统动力 学方法;投 入-产出方 法对技术有详 细的描述;反 映了技术的 潜力；利用分 散的数据详

9、 细地描述供 给技术;可直 接评价技术 选择的成木EFOMEULEAPSEI/SwedenMEDEElEPE/FranceAIMNIES/Japan缺点利用工程学方法, 不擅长经济分析; 高估了技术进步 的潜能;更强调能 源消费的变化;假 设能源部门和其 它部门的关系可 以忽略MARKAL模型MARKAL模型是一个综合能源系统优化模型，以技术为基础 的能源市场分配的长期动态线性规划模型，在满足给定的能源需求量和污染物排 放量限制条件下，确定出使能源系统成本最小化的一次能源供应结构和用能技术 结构。IEA于80年代初开始研究，主要用于研究国家级或地区级的能源规划和 政策分析，经过30多年的不断完

10、善和发展，MARKAL模型已被全球数十个国家、 近百家研究机构使用，经受了时间的考验。由于它的实用性和可塑性比较突出, 近年来许多发展中国家也开始采用, 而在某些西方国家还用以研究交通运输以 及城市能源供应包括热化与天然气供应等问题的经济性，而不局限于国家的能 源系统间题。姜克隽：中国能源经济预测预警模型和多区域能源经济供需预测 模型(Markal Family Modelling)上海能源糸统MARKAL模型与情景分析上海交通大学学报2008/03用UARKAL-MACRO模型研究碳减排对中国清华大学学报（自然 科学版）2004/03能源系统的影响MARKAL榄型-在北京中远期能源笈穫研中国

11、能源2004/06究中的应甩血RKAL模型与建筑节能迅庆人学学报（自然 科学版）2002/08IARKAL模型4上海市能源结构调整与上海环境科学2002/09大气污染物排放中的应甩IARKAL模型研究中玉未来可持续能源清华大学学报（自然 科学版）2001/12藏展战略iARKAL模型用于电力系统规划中若数量经济技术经济研 究1986/10问题的研讨夬献标題来源年期北京市人然气市场研究与MARKAL模型 efOm模型2006清华大学EFOM模型是欧盟1982年研究开发的复杂的能源供应系统线性规 划模型，80年代被欧盟成员国广泛应用于能源系统规划方面的研究。包括污染 物排放和减排技术的EFOM拓展

12、模型被许多国际合作研究应用，如排放物减排的 成本曲线研究。主要文献是欧盟国家的应用直接中文文献：0MEDEE模型法国20世纪80年代开发的能源技术经济模型，是建立在对一定时期内社会经 济、人口、经济、技术的一系列假设基础上，通过对能源需求变化的仿真来预测 各部门的能源需求,模型中把能源系统划分为工业、交通运输、居民消费、服务 业和农业5个部门,现已被欧盟各成员国广泛应用于能源需求规划方面的研究。LEAP模型LEAP模型是瑞典斯德哥尔摩环境研究所SEI（STOCKHOLM Environment Institute）开发的静态能源经济环境模型- Baolei Guo应用LEAP模型研究了未来中国

13、能源系统的发展情景及能源需求。Ho-Chul Shin等应用LEAP模型分析了韩国增加天然气发电容量对能源市场、发 电成本和温室气体排放的影响。RanjanKumar Bose等应用LEAP模型和环境数 据库分析了影响印度德里交通部门能源消费模式和排放标准的因素。AIM模型AIM模型是日本NIES 1994年研究开发的能源终端消费模型。模型对人类活 动引起的温室气体排放、大气中温室气体增加引起的气候变化，以及气候变化对 自然环境、社会经济的影响进行综合分析。AIM模型也常用来评价缓和气候变暖 各种对策的效果。AIM/impact模块用来评价全球气候变暖对国家环境和社会经 济的影响3混合能源模型

14、对能源系统（从能源的开采、转化、运输、市场到最终能源需 求）的模拟，通过系统仿真来预测各部门能源的供应能力、能源价格、需求量以 及宏观经济参数，从而为国家制定能源战略和决策提供信息支持，因此既包括自 顶向下的宏观经济模型，又包括自底向上的能源供应、需求模型。 这类模型比较适合于中-短期研究，丰富的技术信息有助于解释大部分的能源 需求。研究范围多是全球的、区域的或国家的，结构上也多是包括经济、供应、转化、需求、环境等模块的综合集成模型。-美国能源部(EIA/DOE)开发的NEMS 模型一奥地利国际应用系统分析研究所(the In ter natio nal In stitute forAppli

15、ed SystemsAnalysis,IIASA)- 世界能源委员会(the World Energy Council,WEC)合 作开发的IIASA-WEC E3模型。-中国能源政策综合评价模型(IPAC模型)-FEEM:Witch典型模型NEMS开发单研究方位 法优点缺点IIASA-WEC E3E I A / DOE of America I I AS A and WECPRIMESPOLESMIDAS规血性理合规&;经方 性理线划;数犷量学 线划非规血整划计济法UEJOULE/综合了上述两种模型的优 点，既充分考虑技术选择的 成木,又考虑了价格弹性的 作用,是对整个能源系统的 模拟和分析;便于进行更详 尽的能源经济分析;研究范 围多是全球的、区域或国家的;功能比较齐全，结构 比较复杂，是对现实能源系统进行模拟和仿真的复杂数据获 取比较 困难NEMS最具代表性的混合能源模型是NEMS (National Energy Modeling Systems)模型，由美国EI