Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Перспективный прогноз долгосрочных энергетических систем ( POLES ) - это имитационная модель мира для энергетического сектора , работающая на программном обеспечении Vensim. Это технико-экономическая модель с эндогенным прогнозом цен на энергию, полным учетом спроса и предложения энергии по многочисленным векторам энергии и связанных с ними технологий, а также модулем выбросов углекислого газа и других парниковых газов.

История [ править ]

POLES был первоначально разработан в начале 1990-х годов в Институте энергетической политики и экономики IEPE (ныне EDDEN-CNRS) в Гренобле , Франция. Он был задуман на основе исследований проблем, связанных с глобальным энергоснабжением и изменением климата, а также долгосрочным воздействием энергетической политики . Первоначально он был разработан на основе подробного описания отраслевого спроса на энергию, планирования электроэнергетических мощностей, а также разведки и добычи ископаемого топлива в различных регионах мира. По мере своего развития он вобрал в себя теоретический и практический опыт во многих областях, таких как математика, экономика, инженерия, анализ энергии, международная торговля и технические изменения.

Первоначальная разработка POLES финансировалась программами JOULE II и III Третьей и Четвертой рамочных программ (FP) Европейской комиссии по исследованиям и технологическому развитию (1990–1994 и 1994–1998 годы), а также французским CNRS. С тех пор модель широко развивалась в рамках нескольких проектов, некоторые из которых частично финансировались за счет FP5, FP6 и FP7, а также в сотрудничестве между EDDEN-CNRS, консалтинговой компанией Enerdata и Европейским центром совместных исследований IPTS .

Имея двадцатилетнюю историю, это одна из немногих энергетических моделей в мире, которая извлекает выгоду из непрерывного процесса развития и опыта в течение столь длительного периода времени.

Структура [ править ]

Модель представляет собой полную систему для моделирования и экономического анализа мирового энергетического сектора до 2050 года. POLES - это модель частичного равновесия с ежегодным рекурсивным процессом моделирования с комбинацией поведенческих уравнений, обусловленных ценой, и основанной на затратах и ​​производительности. система для большого количества энергетических или связанных с ней технологий. В отличие от некоторых других моделей энергетического сектора, международные цены на энергоносители являются эндогенными. Основными экзогенными переменными являются валовой внутренний продукт и численность населения каждой страны или региона. [1]

Структура модели соответствует системе взаимосвязанных модулей и формулирует три уровня анализа: международные энергетические рынки, региональные энергетические балансы и национальный спрос на энергию (который включает новые технологии, производство электроэнергии, системы производства первичной энергии и отраслевые выбросы парниковых газов).

POLES разбивает мир на 66 регионов, 54 из которых соответствуют странам (включая 28 стран Европейского Союза), а 12 соответствуют совокупным странам; для каждого из этих регионов моделируется полный энергетический баланс. Модель охватывает 15 секторов спроса на энергию в каждом регионе.

Секторы спроса [ править ]

Каждый сектор спроса описывается с высокой степенью детализации, включая показатели деятельности, краткосрочные и долгосрочные цены на энергию и связанные с ними эластичности и тенденции технологического развития (включая, таким образом, динамические кумулятивные процессы, связанные с кривыми технологического обучения). Это обеспечивает сильную экономическую последовательность в корректировке спроса и предложения по регионам, поскольку относительные изменения цен на отраслевом уровне влияют на все ключевые компоненты сектора региона. Моделируется отраслевая добавленная стоимость.

Спрос на энергию для каждого вида топлива в секторе определяется конкуренцией, основанной на рыночных долях, которая определяется ценами на энергию и факторами, связанными с политикой или предположениями в области развития.

Модель состоит из следующих секторов спроса:

  • Жилой и третичный : два сектора.
  • Промышленность :
    • Использование энергии в промышленности: четыре сектора, что позволяет детально моделировать такие энергоемкие отрасли, как сталелитейная промышленность, химическая промышленность и промышленность неметаллических полезных ископаемых (цемент, стекло).
    • Неэнергетические виды использования в промышленности: два сектора для секторов преобразования, таких как производство пластмасс и производство химического сырья.
  • Транспорт : четыре сектора (воздушный, железнодорожный, автомобильный и др.). Моделирование автомобильного транспорта включает в себя несколько типов транспортных средств (легковые автомобили, грузовые автомобили большой грузоподъемности) и позволяет изучать конкуренцию между технологиями с проникновением альтернативных транспортных средств (гибридов, электромобилей или транспортных средств на топливных элементах).
  • Международные бункеры : два сектора.
  • Сельское хозяйство : один сектор.

Поставки нефти и газа [ править ]

88 нефтегазодобывающих регионов с межрегиональной торговлей; эти регионы-производители поставляют энергию на международные энергетические рынки, которые, в свою очередь, удовлетворяют спрос в 66 вышеупомянутых регионах мира. Моделирование предложения ископаемого топлива включает технологическое улучшение коэффициента извлечения нефти, связь между новыми открытиями и кумулятивным бурением, а также обратную связь соотношения запасов / добычи с ценой на нефть. Производство ОПЕК и стран, не входящих в ОПЕК, дифференцировано. Модель включает нетрадиционные нефтяные ресурсы, такие как горючие сланцы и битуминозные пески .

Производство электроэнергии [ править ]

Существует 30 технологий производства электроэнергии, среди которых несколько технологий, которые все еще являются маргинальными или планируемыми, например, производство тепловой энергии с улавливанием и хранением углерода или новые ядерные конструкции . Инструменты распространения цен, такие как зеленые тарифы, могут быть включены в качестве движущих сил для прогнозирования будущего развития новых энергетических технологий.

Модель выделяет четыре типичных графика суточной нагрузки в год с двухчасовым шагом. Кривые нагрузки соответствуют составу генерации, определяемому порядком оценки, основанным на предельных затратах на эксплуатацию, техническое обслуживание и капитальных затратах в годовом исчислении. Ожидаемый спрос на электроэнергию в течение года влияет на инвестиционные решения при планировании новых мощностей на следующем этапе.

Выбросы и цена углерода [ править ]

Модель включает учет выбросов парниковых газов (ПГ) и позволяет визуализировать потоки ПГ на отраслевом, региональном и глобальном уровнях. POLES охватывает выбросы, связанные с сжиганием топлива, во всех секторах спроса, таким образом покрывая более половины глобальных выбросов парниковых газов. Охватываются шесть парниковых газов Киотского протокола (диоксид углерода, метан, закись азота, гексафторид серы, гидрофторуглероды и перфторуглероды).

Модель может быть использована для проверки чувствительности энергетического сектора к цене на углерод применительно к цене на ископаемое топливо на региональном уровне, как это предусмотрено или опробовано системами ограничения выбросов и торговли , такими как Схема торговли выбросами ЕС .

Базы данных [ править ]

Базы данных модели были разработаны IPTS, EDDEN и Enerdata. Данные по технологическим затратам и характеристикам предоставлены базой данных ТЕХПОЛ. [2] [3] Исторические данные о спросе, потреблении и ценах на энергию собраны и предоставлены Enerdata. [4]

Использует [ редактировать ]

Модель POLES может использоваться для изучения или проверки влияния различных допущений в отношении энергоресурсов или энергетической политики, а также для оценки важности различных факторов, влияющих на спрос на энергию и степени проникновения определенных технологий производства или конечного использования электроэнергии. POLES не дает напрямую макроэкономического воздействия решений по смягчению последствий, как это предусмотрено Stern Review , однако позволяет детально оценить затраты, связанные с разработкой технологий с низким или нулевым выбросом углерода .

Связанная с профилями выбросов парниковых газов, модель может создавать кривые предельных затрат на борьбу с выбросами (MACC) для каждого региона и сектора в желаемое время; их можно использовать для количественной оценки затрат, связанных с сокращением выбросов парниковых газов, или в качестве инструмента анализа для стратегических областей политики контроля выбросов и систем торговли выбросами при различных рыночных конфигурациях и правилах торговли. [5] [6]

Исследования, включая моделирование POLES, были заказаны международными организациями, такими как несколько генеральных директоратов Европейской комиссии, [7] [8] национальные агентства по энергетике, окружающей среде, промышленности и транспорту [9] или частные субъекты в энергетическом секторе. [10]

Критика [ править ]

POLES может моделировать изменения добавленной стоимости в секторах и сдвиги в деятельности между секторами. Однако POLES не является макроэкономической моделью в том смысле, что она использует валовой внутренний продукт в качестве входных данных и не включает в себя обратную связь по нему, которая могла бы возникнуть в результате эволюции энергетической системы: ценообразование на углерод, падение добычи нефти и его влияние на транспорт и мобильность. или рост, вызванный технологическими инновациями (например, бум ИТ в 1990-х годах). Как таковой, он не обеспечивает полного воздействия на общество, например, адаптации к изменению климата или смягчения его последствий (однако он дает количественную оценку общих затрат для энергетического сектора, включая инвестиции, необходимые для разработки низкоуглеродных технологий).

Модель не охватывает все выбросы парниковых газов, особенно связанные с сельским хозяйством (частично), землепользованием, изменениями в землепользовании и лесным хозяйством . Таким образом, климатический компонент модели не позволяет полностью спрогнозировать запасы, концентрации ПГ и связанные с ними повышения температуры в результате антропогенного изменения климата . [11]

См. Также [ править ]

  • Экономика энергетики
  • Энергетическое моделирование
  • Энергетическая политика
  • РКИК ООН

Внешние ссылки [ править ]

  • Enerdata
  • ЛЕПИИ-ЭПЕ
  • JRC IPTS

Ссылки [ править ]

  1. ^ Энергетические сценарии, развитие технологий и анализ климатической политики с помощью системы моделирования POLES. Архивировано 19 августа 2011 г. в Wayback Machine.
  2. ^ Ограничения выбросов и вызванные технические изменения в секторе энергетики: моделирование с моделью POLES
  3. ^ Techpol ООН Observatoire де Новая технология де l'énergie , Менанто П., в Леттре Методе де l'Ingenieur - энергия, 2 (2006) 5-6
  4. ^ Описание ПОЛЮСА
  5. ^ «Использование в IPTS» . Архивировано из оригинала на 2010-05-06 . Проверено 11 февраля 2010 .
  6. ↑ Сцепление с моделью GEM-E3. Архивировано 01 октября 2006 г. на Wayback Machine.
  7. ^ Пути сокращения выбросов парниковых газов в процессе РКИК ООН до 2025 года - исследование для DG ENV
  8. ^ Перспективы мировых энергетических технологий до 2050 г. Архивировано 15 июля 2010 г. на Wayback Machine - исследование для DG RTD
  9. ^ Facteur 4 Архивировано 27 ноября 2006 г. в Wayback Machine - исследование для министерства финансов и промышленности Франции.
  10. ^ Совместное использование сокращений выбросов парниковых газов в развитых странах после 2012 г. на основе сопоставимых усилий. Архивировано 10 июля 2011 г. в Wayback Machine.
  11. ^ Экономическая оценка глобальной климатической политики после 2012 года с использованием POLES и GEM-E3