可再生能源规划建模及成本效益分析

能源安全和全球气候变化问题是人类社会共同面临的重大挑战，如何实现节能和减缓温室气体排放已经成为当今国际政治、经济、外交、学术等领域的重要议题。可再生能源作为低碳能源，不仅是传统化石能源有益而必要的补充，缓解能源安全问题；也是减少温室气体排放的重要技术措施。本项目针对如何构建可再生能源规划模型及其成本效益分析的科学问题，应用因素分解方法、学习曲线理论、成本分析模型、LEAP模型及MESSAGE能源优化模型，定量研究我国可再生能源成本变化趋势及其影响因素的确定，构建从开采到终端利用的能流网络图，模拟不同情景下可再生能源发展的优化路径，并进行成本效益分析。该项研究注重实际应用，强调理论方法，旨在探讨可再生能源技术尚未商业化时期，其发展具有很大不确定性的特点，系统分析可再生能源目标的实现途径、所需的额外投资及其带来的社会、经济和环境效益，以期为可再生能源发展提供决策信息参考和理论方法的技术支撑。

本项目针对如何构建可再生能源规划模型及其成本效益分析的科学问题，应用因素分解方法、学习曲线理论、成本分析模型、LEAP 模型，定量研究了我国可再生能源成本变化趋势及其影响因素的确定，并对替代能源技术与洁净煤技术的主要参数、未来发展趋势及成本变化进行了深入、细致的研究。项目设定了三类可再生能源技术的发展情景，模拟了不同情景下可再生能源发展的优化路径，并在此基础上对各类可再生能源发电技术的经济效益、能源效益及环境协同效益进行了综合分析。项目的主要研究结果如下：.1)可再生能源发电技术将在中国的电力部门发挥越来越显著的贡献。到2020年，可再生能源电力技术的装机份额将达到40%左右，发电量占全国总量的30%；2030年可再生能源与核电装机份额将超过60%，发电量份额达到50%以上。.2)由于规模效应和技术进步，各类技术的均一化发电成本均出现不同幅度的下降。研究结果表明，电力部门的单位发电成本由2010年的0.392元/kWh下降到2020年的0.371~0.375元/kWh，到2030年可降至0.323~0.374元/kWh。其中燃料成本的占比从2010年的近70%下降到2030年的47%左右，说明非化石能源的发展可导致能源系统向高投资成本低边际成本转型，从而降低化石燃料价格波动对的能源系统的冲击作用，能源系统更加安全、绿色、高效。.3)核电和可再生能源电力技术的发展规模对电力部门乃至全国的能源消费及二氧化碳排放峰值具有很大影响。研究结果表明，电力部门化石能源消费峰值将于2020~2040年达到，届时的化石能源消费量在16~20亿吨标准煤之间。适度加快可再生能源及核电的开发力度可导致电力部门的化石能源消费峰值将比基准情景提前5~10年实现，如果尽可能快地开发非化石能源，可使得化石能源消费峰值提前15年达到，届时化石能源消费峰值也可降低约4亿吨标准煤。.4)可再生能源及核电技术的大规模开发利用除了可带上经济效益和能源效益外，还具有较大的环境效益。项目的研究结果表明，低碳电力技术的发展可减少CO2及SO2、PM2.5和NOx等大气污染物的排放。政策情景下， CO2及SO2、PM2.5和NOx在2050年的排放量均可降至2010年的排放水平，比基准情景减排39~54%。