2.3 中國三個可供選擇的能源供應(yīng)方案

2.3.1 能源轉(zhuǎn)換子模塊及其計算原理

模型設(shè)置了能源轉(zhuǎn)換子模塊。能源轉(zhuǎn)換子模塊將以終端能源需求預(yù)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬其轉(zhuǎn)化過程。例如水力發(fā)電和石油的終端消費燃料為電力與煤油、汽油、柴油等，詳見圖2-4，從圖2-4看出，直接取自自然界的一次能源量經(jīng)過各種轉(zhuǎn)換過程后變成二次能源、二次能源將被人們所利用。一般地說，其轉(zhuǎn)換率越高，越有利于能源效率的提高及環(huán)境的保護(hù)。模型能源轉(zhuǎn)換子模塊將計算本地資源量是否能滿足其需求，以及由此引起的進(jìn)出口量，實現(xiàn)需求與資源轉(zhuǎn)化的平衡，形成未來能源的供應(yīng)方案。

模型在處理能源轉(zhuǎn)換問題上設(shè)置了三種模塊，即簡單模塊、轉(zhuǎn)換與輸送模塊、詳細(xì)模塊。

(1)對于簡單模塊

INPUTi= OUTPUTi/EFFICIENCYi

式中 INPUTi——i種燃料加工轉(zhuǎn)化前投入量;

OUTPUTi——i種燃料加工轉(zhuǎn)化后產(chǎn)出量;

EFFICIENCYi——i種燃料加工轉(zhuǎn)化效率。

(2)對于轉(zhuǎn)換與輸送模塊

EFFICIENCYi=1- LOSSESi

武中 LOSSES——i種燃料加工轉(zhuǎn)化及輸送過程中引起的損失率

(3)對于詳細(xì)模塊

1)NETREQi=DOMREQi+EXPTARGi - MINIMPi

式中NETREQi ——對i種燃料的凈需求量;

DOMREQi——對i種燃料的需求量;

EXPTAEGi——對i種燃料的出口量;

MINMPi——對i種燃料最低進(jìn)口量。

2)TOTALOUTREQ=max( NETRE Qi/OUPUTSHAREi) for all i

= Priority fuels

式中 TOTALOUTREQ -燃料總需求量;

OUPUTSHAREi——i種燃料產(chǎn)出量占其總需求量的比例。

3)在計算不同加工轉(zhuǎn)化過程的產(chǎn)出量時，模型設(shè)置了兩種途徑，即有效能力與基期產(chǎn)量。

當(dāng)選擇有效能力時：

POUTSHAREj=CAPj×MCFj/∑jBYOUTj

當(dāng)選擇基期產(chǎn)量時：

POUTSHAREj=BYOUTj/∑jBYOUTj

式中 POUTSHARE——j種燃料加工轉(zhuǎn)化產(chǎn)出量占其燃料總量的比例;

CAPj——j種燃料加工轉(zhuǎn)化產(chǎn)出能力;

MCFj——j種燃料加工轉(zhuǎn)化最大產(chǎn)出因子;

BYOUTj——j種燃料加工轉(zhuǎn)化基期產(chǎn)量。

4) INCAPj=CAPj×MCFj/EFFIENCYj

PINSHAREj= POUTSHAREj/EFFICIENCYj/∑jPOUTSHAREj/EFFICIENCYj

式中 INCAPj ——j種燃料加工轉(zhuǎn)化的有效投入能力;

PINSHAREi——j種燃料加工轉(zhuǎn)化的有效投入量占其總投入量的比例。

5)TOTAVAILINPUT= MIN (INCAPj，PINSHAREj)

式中 TOTAVAILINPUT——j種燃料加工轉(zhuǎn)化有效投入總量。

6)REQIPUT= TOTALOUTREQ/∑jEFFICIENCYj×PINSHAREj

式中 REQINPUT——j種燃料加工轉(zhuǎn)化時要求投入該種燃料的總量。

7)模型將要比較5)與6)，如果能充滿要求的能力時，將會出現(xiàn)：

TOTINPUT= REQINPUT;

如果不能，將會出現(xiàn)：

TOTINPUT= MIN( REQINPUT，TOTAVAILINPUT)

8)INPUTj= TOTINPUT×PINSHAREj

OUTPUTj= INPUTj×EFFICIENCYj

式中 INPUTj ——J種燃料加工轉(zhuǎn)化實際投入量;

OUTPUTj ——j種燃料加工轉(zhuǎn)化實際產(chǎn)出量。

9)FUELOUPUTj=OUPUTSHAREj×∑jiOUTPUTj,

PROCESSFUELINPUTji=INPUT,×PINFUELSHAREj1

式中 FUELOUPUTj ——j種燃料加工轉(zhuǎn)化產(chǎn)出量;

PROCESSFUELINPUTji——i種燃料j種加工轉(zhuǎn)化投入量。

10) FUELINPUTi=∑jPROCESSFUDLINPUTji

式中 FUELINPUTi——i種燃科加工轉(zhuǎn)化總投入量。

11)資源過剩與短缺

lla)如果需求大于資源產(chǎn)出，將會出現(xiàn)的短缺。此時：SURPEXP,=0，WASTE=0。

如果滿足進(jìn)口需求時，

GAPIMPi=NETREQi - FUELOUTPUT,

DOMOUTi=DOMREQi

EXPOUTi=EXPTARG.

式中 CAPIMPi——i種燃料的進(jìn)口量;

EXPOUTi——i種燃料根據(jù)出口目標(biāo)實現(xiàn)的產(chǎn)出量;

EXPTARGi——i種燃料出口目標(biāo)。

除此之外，模型將在本地需求與出口目標(biāo)之間分配燃料產(chǎn)出。

llb)如果出現(xiàn)過剩，模型設(shè)置了兩種途徑，即其過剩用于出口或廢棄。

當(dāng)用于出口時：

EXPORTi=FUELOUTPUT.- NETREQi

WASTEi=0，GAPIMPi=0

DOMOUTi=DOMREQi

EXPOUTi=EXPTARGi

式中 EXPORTi——i種燃料出口量。

當(dāng)廢棄時：

EXPORTi=0，GAPIMP,=0

WASTEi=FUELOUTPUTi-NETREQi

DOMOUTi=DIMREQi, EXPOUTi=EXPTARCi

式中 WASTEi­——當(dāng)資源過剩時i種燃料的廢棄量。

2.3.2 中國能源發(fā)展基礎(chǔ)方案

根據(jù)本研究上一章以國民生產(chǎn)總值為經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)進(jìn)行的1995-2050年中國能源終端需求預(yù)測結(jié)果，我們設(shè)置了在相同能源需求量、能源消費年增長率情況下，以國民生產(chǎn)總值為經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)的能源發(fā)展戰(zhàn)略基礎(chǔ)方案。該方案所設(shè)定的1995-2010年經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)與中國政府經(jīng)濟(jì)、能源與環(huán)境協(xié)調(diào)的發(fā)展規(guī)劃相一致。

中國能源發(fā)展基礎(chǔ)方案列于表2-19。從表2-19可以看出，在未來中國的55年中，煤炭仍將是中國的主要能源，它將占到中國一次能源總消費量的74.6%~46.2%。天然氣在總能源消費量中將從1.8 010增加到10%，水電增長速度不快，核電在一次能源消費總量中的比重由2000年的0.36 010增加到2050年的6.20%。