风电环境经济价值区域分异评价与优化模型研究

As a clean and sustainable energy source, wind power plays an important role in adjusting energy structure, reducing resource consumption and environmental pollution, and facilitating sustainable development. The evaluation and optimization of regional distribution of environmental-economic value of wind power generation may help reflect the real value of wind power, reveal the reasonability of current wind power distribution from environmental-economic perspective, and shed light on wind power development pathway design. In this study, considering the lifetime environmental costs of wind power, an environmental benefits evaluation model is established to quantify the environmental emission reduction and water saving benefits brought by wind power penetration and map their regional distribution. The calculated environmental externality of wind power is further incorporated into economic analysis to estimate the real generation cost of wind power in different regions. Based on the environmental benefits evaluation model, a series of development scenarios are established to investigate the impact of different wind power development routine on the distribution of environmental-economic value, thus adjusting regional wind power management strategies. A regional distribution optimization model for wind power development is also established taking into account of technological, environmental and economic constraints to design future wind power deployment pathways and shed light on sustainable wind power development.

风力发电作为清洁无污染、可持续利用的能源利用形式，对于调整能源结构、节约资源利用、保护生态环境、促进经济社会可持续发展具有重要意义。对不同地区风电环境经济价值的分布进行评价和优化能够反映风电的真实价值，从环境经济角度揭示风电分布合理性，诊断风电布局存在的问题，并为制定各种风电发展规划提供参考。本研究在考虑风电生命周期环境成本的基础上，构建分区域风电节能减排效益核算模型，测算风电接入带来的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、PM2.5的减排量和节水效益及其区域分布；将风电的环境外部性纳入经济分析，全面测度各区域风电真实发电成本和经济价值；设立情景探讨风电布局可能的调整方案；并综合考虑风电规模、技术、资源环境和经济约束，构建风电区域布局优化模型，为推进最优化风电布局和可持续风电发展提供依据和参考。

风力发电作为清洁无污染、可持续利用的能源利用形式，对于调整能源结构、节约资源利用、保护生态环境、促进经济社会可持续发展具有重要意义。然而风电供应和消费需要机组制造、风场建设等多个上游环节的支撑，从而带来大量间接能源消费、资源消耗和环境排放。此外，风电上网往往需要配套调峰火电机组，调峰火电机组作为耗能大户，进一步增加了风电开发对环境带来的压力。此外，我国风电布局具有明显的区域性特点。风电区域布局不合理带来不必要的投资与资源环境成本，严重制约了风电系统的可持续发展。在此背景下，评价风电环境经济价值的区域分布，并以能源、环境与经济综合效益最大化为目标对区域布局进行优化，对风电产业健康可持续发展具有重要意义。 . 本研究按照电网分区划定研究区域，构建分区域风电节能减排效益核算模型，测算了风电接入带来的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、PM2.5的减排量和节水效益及其区域分布；计入各区域风电建设及备用容量带来的上游环境成本，应用生命周期评价量化了风电的净节能减排效益及区域分布，测算了各个地区风电的真实环境成本；基于风电环境经济价值区域分析评价结果，考虑风力发电规模、技术、资源环境和经济约束，对区域间风电配置进行了优化设计。研究结果表明：风电节能减排效益与风电接入量不存在线性相关，而是由风电上网电量、当地发电结构、发电技术及环境设备运行情况共同决定的。从上游生命周期环境成本来看，存在明显的区域间环境压力转移现象。区域布局优化结果给出了考虑环境经济价值后未来风电布局的路线图。. 研究成果主要以论文和会议报告形式在国内外发表。本项目已在国内外权威期刊上发表有关此方面的论文7篇，其中，以第一或通讯作者在JCR一区资源环境管理类期刊发表论文4篇，并在参与在国际SCI期刊组织了5期特刊。共参与国内外学术会议11次，依托该项目，目前已培养5名硕士研究生，1名博士研究生，5名本科生共3次获能源经济学术创意大赛二等奖。