基于能源_经济_环境_3E_系统的模型方法研究综述.pdf

1、基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的模 型 方 法 研 究 综 述 邓 玉 勇 1 杜 铭 华 1 雷 仲 敏 2(1. 煤 炭 科 研 总 院 北 京 煤 化 工 分 院 ,北 京 100013 ;2. 青 岛 科 技 大 学 经 济 与 管 理 学 院 ,山 东 青 岛 266061) 提 要 基 于 能 源 经 济 环 境 (3E)系 统 的 研 究 越 来 越 受 到 重 视 ,国 内 外 研 究 成 果 主 要 集 中 于 模 型 构 建 上 ,目 前应 用 比 较 广 泛 的 模 型 有 MAR KAL 模 型 、 多 目 标 规 划 模 型 、 CGE 模 型 、

2、 投 入 产 出 模 型 等 。 为 使 模 型 能 更 好 地 为 经 济 和 社 会协 调 发 展 服 务 ,3E系 统 模 型 将 更 加 综 合 化 ,更 注 重 不 同 模 型 间 结 果 ,同 时 深 层 次 、 地 区 性 、 应 用 性 的 研 究 成 果 将 增 多 。 关 键 词 能 源 经 济 环 境 (3E)系 统 ;模 型 ;研 究 现 状 中 图 分 类 号 F124. 5 文 献 标 识 码 A 文 章 编 号 1003 - 3637 (2006) 03 - 0209 - 04一 、 能 源 经 济 环 境 (3E)系 统 研 究 的 概 述能 源 ( Energ

3、y) 经 济 ( Economy) 环 境 ( Environment )系 统 的 研 究 主 要 是 指 为 实 现 社 会 发 展 系 统 中 能 源 、 经 济 、 环境 三 个 子 系 统 之 间 综 合 平 衡 与 协 调 发 展 ,对 各 子 系 统 之 间 交互 作 用 程 度 测 算 方 法 和 模 型 的 研 究 。能 源 是 人 类 生 存 和 社 会 经 济 发 展 的 基 础 ,人 类 目 前 利 用的 能 源 大 部 分 是 不 可 再 生 的 ,对 如 何 有 效 地 生 产 和 使 用 能源 ,保 证 经 济 的 可 持 续 发 展 和 人 类 生 存 环 境

4、的 不 断 改 善 ,是目 前 世 界 各 国 决 策 者 和 研 究 者 共 同 关 心 的 热 门 话 题 。 最 初 ,各 国 研 究 人 员 利 用 经 济 学 理 论 方 法 分 别 研 究 能 源 、 环 境 问题 ,逐 渐 形 成 了 以 能 源 经 济 、 经 济 环 境 二 元 系 统 为 对 象的 研 究 体 系 ,并 形 成 了 两 门 交 叉 学 科 能 源 经 济 学 、 环 境经 济 学 。 能 源 经 济 学 认 为 能 源 和 经 济 是 不 可 分 的 ,能 源 和 经济 二 元 系 统 中 的 任 何 一 个 的 变 化 都 会 影 响 另 一 个 ;环 境

5、 经 济学 同 样 认 为 环 境 和 经 济 是 不 可 分 的 ,环 境 和 经 济 二 元 系 统 中的 任 何 一 个 的 变 化 都 会 影 响 另 一 个 。随 着 能 源 经 济 和 经 济 环 境 二 元 系 统 研 究 的 不 断 深入 ,人 们 发 现 ,进 一 步 深 入 的 探 讨 相 关 问 题 时 ,如 果 不 把 环 境作 为 一 个 重 要 因 素 引 入 能 源 和 经 济 二 元 体 系 研 究 ,或 者 不 把能 源 作 为 一 个 重 要 因 素 引 入 经 济 和 环 境 二 元 体 系 研 究 ,都 很难 开 展 更 加 全 面 、 深 入 、 系

6、统 的 研 究 工 作 。 尤 其 是 当 大 气 污染 逐 渐 成 为 首 要 的 环 境 问 题 时 ,这 种 要 求 就 更 加 迫 切 。 于是 ,20 世 纪 80 年 代 后 ,国 际 上 许 多 能 源 机 构 和 环 保 机 构 开始 展 开 合 作 构 建 能 源 经 济 环 境 (3E) 三 元 系 统 的 研 究 框架 ,并 开 始 对 其 综 合 平 衡 和 协 调 发 展 的 问 题 进 行 研 究 。我 国 最 初 是 从 前 苏 联 引 入 能 源 经 济 学 的 理 论 ,对 能 源 经济 问 题 和 综 合 能 源 平 衡 问 题 利 用 的 成 本 效 益

7、进 行 分 析 研 究 ,并 借 鉴 前 苏 联 经 验 对 能 源 企 业 的 经 济 管 理 问 题 开 展 研 究 。随 着 西 方 能 源 经 济 学 的 引 入 ,又 在 研 究 内 容 中 加 入 了 能 源 和经 济 关 系 问 题 的 研 究 。 改 革 开 放 后 ,经 济 高 速 发 展 ,能 源 大量 消 耗 ,能 源 造 成 的 污 染 越 来 越 严 重 ,环 境 问 题 开 始 被 重 视 。在 环 境 问 题 已 经 受 到 全 球 各 国 的 广 泛 关 注 的 大 背 景 下 , 20世 纪 80 年 代 以 后 ,我 国 开 始 在 环 境 经 济 问 题

8、的 研 究 方 面 投入 更 多 的 人 力 、 物 力 。我 国 首 次 大 规 模 组 织 科 技 人 员 研 究 “ 能 源 经 济 环境 ” 协 调 发 展 问 题 ,提 出 3E协 调 发 展 的 思 路 ,是 在 “ 广 义 能 源效 率 战 略 ” 的 项 目 中 。 1984 年 到 1989 年 ,原 国 家 计 委 和 原国 务 院 能 源 办 牵 头 组 织 了 全 国 近 70 名 专 家 和 学 者 ,历 时 五年 完 成 了 中 国 “ 广 义 能 源 效 率 战 略 工 程 ” 的 研 究 。 项 目 研 究认 为 ,中 国 既 不 可 能 走 过 去 发 展 的

9、 老 路 ,也 不 可 能 走 发 达 国家 所 要 求 的 新 路 。 如 果 走 老 路 ,能 源 供 应 不 足 会 严 重 制 约 经济 增 长 ,而 且 环 境 污 染 会 愈 加 严 重 ;如 果 走 发 达 国 家 所 要 求的 新 路 ,对 环 境 投 入 资 金 太 大 ,国 家 财 政 短 时 期 内 无 法 承 受 ,经 济 同 样 无 法 搞 上 去 ,因 此 ,必 须 寻 找 一 种 新 的 战 略 既不 制 约 经 济 发 展 ,又 有 利 于 环 境 保 护 ,能 源 供 应 还 能 够 保 证 ,这 几 点 是 中 国 的 国 情 所 要 求 的 。进 入 20

10、 世 纪 90 年 代 ,我 国 越 来 越 多 的 研 究 者 开 始 在 研究 能 源 和 经 济 二 元 系 统 的 基 础 上 ,引 入 环 境 因 素 ,从 资 源 、 人口 、 安 全 、 能 效 和 环 境 等 不 同 角 度 对 能 源 问 题 进 行 了 研 究 。1999 年 9 月 ,清 华 大 学 和 日 本 庆 应 义 熟 大 学 联 合 建 立成 立 了 3E(能 源 、 环 境 、 经 济 ) 研 究 院 ,研 究 项 目 涉 及 中 国 市场 经 济 下 的 环 境 问 题 进 展 及 绿 色 能 源 的 普 及 条 件 、 3E 基 础数 据 库 、 中 国

11、能 源 发 展 与 节 能 、 北 京 市 居 民 采 暖 CDM、 绿 色校 园 先 进 交 通 系 统 等 ,能 源 领 域 中 软 件 方 面 的 合 作 也 得 以 稳步 发 展 。 经 过 五 年 的 合 作 研 究 与 人 员 交 往 ,取 得 了 预 期 的 成果 ,双 方 分 别 在 中 国 和 日 本 举 行 了 中 日 能 源 环 境 经 济 (3E)学 术 研 讨 会 ,对 所 取 得 的 研 究 成 果 进 行 进 一 步 的 交 流 总 结 。二 、 基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的 主 要 模 型 与 方法国 外 最 早 是 从 以 经 济 手

12、段 制 约 能 源 粗 放 使 用 以 达 到 环境 保 护 目 的 展 开 对 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 综 合 平 衡 研究 的 。 为 了 对 能 源 生 产 和 消 费 过 程 中 资 源 浪 费 、 环 境 污 染 情况 进 行 有 效 的 测 算 ,从 而 给 能 源 战 略 调 整 和 政 策 制 定 提 供 相对 可 靠 的 依 据 ,国 内 外 的 研 究 者 对 能 源 经 济 环 境 (3E)系 统 的 研 究 主 要 集 中 在 能 源 经 济 环 境 (3E) 模 型 的 建 立上 。 目 前 ,应 用 较 广 的 模 型 方 法 主 要 有 :(一

13、) MAR KAL 模 型MAR KAL (Market Allocation ,MAR KAL) 模 型 是 一 个 基902经 济 管 理 甘 肃 社 会 科 学 2006 年 第 3 期于 单 目 标 线 性 规 划 方 法 的 能 源 系 统 分 析 工 具 。 第 一 次 能 源危 机 之 后 ,国 际 能 源 署 ( International Energy Agency , IEA) 为帮 助 各 会 员 国 建 立 能 源 系 统 分 析 能 力 ,于 是 在 1976 年 组 织实 施 了 一 个 由 多 国 共 同 合 作 的 “ 能 源 技 术 系 统 分 析 规 划 ”

14、(Energy Technology Systems Analysis Program , ETSAP) 的 研究 项 目 ,ETSAP 的 重 要 成 就 之 一 就 是 开 发 了 MARA KL 模型 。典 型 的 MAR KAL 模 型 通 常 由 4 ,000 至 6 ,000 个 变 量 及数 量 相 当 的 方 程 式 构 建 而 成 。 MAR KAL 模 型 主 要 是 由 能 源数 据 库 及 线 性 规 划 软 件 两 部 分 所 组 成 的 部 分 均 衡 模 型 ( Par2tial Equilibrium Model) 。 其 中 能 源 数 据 库 中 为 各 国

15、 有 关 能 源情 况 的 资 料 ,包 括 能 源 服 务 需 求 、 能 源 技 术 与 初 级 能 源 供 应等 三 部 分 :1. 能 源 服 务 需 求 :指 一 个 国 家 各 个 部 门 (包 括 工 业 、 商业 、 运 输 等 使 用 能 源 的 各 部 门 ) 在 未 来 数 十 年 内 各 期 能 源 服务 (energy service)的 需 求 。2.能 源 技 术 :指 目 前 既 有 及 规 划 期 间 内 未 来 可 能 的 能 源转 换 技 术 、 处 理 技 术 与 终 端 使 用 技 术 。 能 源 技 术 资 料 内 容 包括 :投 资 成 本 、 固

16、 定 及 变 动 费 用 、 运 转 维 护 费 用 、 使 用 年 限 、 使用 能 源 类 别 、 效 率 、 可 用 度 、 输 出 及 最 大 市 场 穿 透 力 预 估 等 。3. 初 级 能 源 供 应 :包 含 未 来 数 十 年 各 种 一 次 性 能 源 (煤 、油 、 气 、 核 能 、 水 力 和 其 他 各 种 再 生 能 源 等 )的 自 产 数 量 、 进 口量 与 价 格 。在 我 国 ,清 华 大 学 (吴 宗 鑫 、 陈 文 颖 ,2001)建 立 了 我 国 的MAR KAL 模 型 。 他 们 首 次 提 出 “ 以 煤 为 主 多 元 化 的 清 洁 高

17、效 能 源 系 统 作 为 中 国 中 长 期 能 源 发 展 战 略 ” 的 方 案 ,并 借 助MAR KAL 模 型 ,以 系 统 总 成 本 最 低 为 目 标 ,对 未 来 我 国 能 源供 应 系 统 进 行 技 术 优 化 的 选 择 分 析 ,针 对 我 国 未 来 能 源 系统 ,建 立 和 分 析 了 包 括 基 准 构 想 方 案 、 SO2 排 放 控 制 、 CO2 减排 以 及 能 源 安 全 保 障 下 限 制 石 油 进 口 等 多 种 不 同 的 构 想 方案 ,为 能 源 政 策 研 究 提 供 了 重 要 的 定 量 分 析 依 据 。 上 海 环境 科

18、学 研 究 院 (陈 长 虹 、 杜 晶 ,2002) 采 用 MAR KAL 模 型 研究 上 海 能 源 系 统 对 未 来 环 境 政 策 的 相 应 ,政 策 情 境 中 包 括 了提 高 能 源 效 率 、 能 源 结 构 调 整 、 实 施 SO2 排 放 总 量 控 制 等 。清 华 大 学 (佟 庆 、 白 泉 等 ,2004) 将 MAR KAL 模 型 应 用 于 北京 市 中 远 期 能 源 系 统 建 设 研 究 ,根 据 北 京 市 未 来 能 源 、 经 济 、环 境 协 调 发 展 的 要 求 ,进 行 了 几 种 可 能 的 未 来 能 源 系 统 发 展情 景

19、 分 析 。 可 以 说 ,MAR KAL 模 型 在 国 内 已 开 始 为 能 源 、环 境 等 相 关 政 策 制 定 提 供 依 据 。(二 )多 目 标 规 划 模 型多 目 标 规 划 模 型 (Multi - Objective Programming ,MOP)是 利 用 数 学 规 划 方 法 ,将 分 析 者 所 设 定 的 不 同 目 标 以 及 现 实经 济 系 统 中 的 各 种 限 制 ,采 用 不 同 的 决 策 方 式 ,求 出 一 组 供决 策 者 参 考 的 非 劣 解 (non - inferior solution) 。 多 目 标 规 划强 调 目 标

20、 选 择 的 弹 性 与 可 行 方 案 间 的 替 代 性 ,使 决 策 者 在 政策 选 择 上 有 较 大 的 弹 性 和 回 转 空 间 。 它 可 以 同 时 考 虑 并 解决 多 个 目 标 间 相 互 冲 突 的 问 题 ,并 可 处 理 优 先 次 序 不 同 的 目标 最 优 化 问 题 。 多 目 标 规 划 法 用 途 相 当 广 泛 ,能 源 经 济 环 境 规 划 只 是 它 一 个 方 面 的 用 途 。 此 外 它 与 投 入 产 出 分 析(input - output analysis)结 合 后 ,多 目 标 规 划 模 型 更 可 用 于 总体 经 济 分

21、 析 、 经 济 政 策 仿 真 等 方 面 ,同 时 还 可 针 对 每 一 产 业部 门 所 受 到 的 影 响 效 果 进 行 分 析 。事 实 上 ,多 目 标 规 划 模 型 可 以 说 是 单 一 目 标 线 性 规 划 模型 的 扩 展 。 两 者 不 同 之 处 在 于 多 目 标 规 划 可 同 时 处 理 二 个或 二 个 以 上 的 目 标 ,而 单 目 标 线 性 规 划 则 是 一 次 只 能 处 理 一个 目 标 。在 我 国 ,北 京 信 息 与 控 制 研 究 所 (姜 涛 、 袁 建 华 等 ,2002)从 我 国 的 基 本 国 情 出 发 ,在 进 行 定

22、 性 分 析 的 基 础 上 ,构 建 出我 国 人 口 资 源 环 境 经 济 总 体 分 析 框 架 模 型 ,建 立 了 基于 动 态 投 入 产 出 原 理 的 可 持 续 发 展 多 目 标 发 展 最 优 规 划 框架 模 型 。 昆 明 理 工 大 学 (李 林 红 、 介 俊 、 吴 莉 明 ,2001) 根 据包 含 了 污 染 排 放 及 治 理 、 水 资 源 使 用 等 数 据 的 昆 明 市 环 境 保护 投 入 产 出 表 ,建 立 了 一 个 多 目 标 投 入 产 出 模 型 ,并 用 此 模型 对 滇 池 流 域 经 济 与 环 境 协 调 发 展 的 问 题

23、 作 了 分 析 。 中国 科 学 院 科 技 政 策 与 管 理 科 学 研 究 所 (魏 一 鸣 、 曾 嵘 等 ,2002)对 北 京 市 进 行 了 人 口 、 资 源 、 环 境 和 经 济 协 调 发 展 的 实证 研 究 ,建 立 了 人 口 、 资 源 、 环 境 和 经 济 协 调 发 展 的 非 线 性 多目 标 模 型 。 在 模 型 计 算 的 基 础 上 给 出 了 相 关 的 政 策 建 议 。南 京 大 学 (赵 媛 、 梁 中 等 )也 通 过 多 目 标 规 划 模 型 对 江 苏 的 能源 、 经 济 、 环 境 的 协 调 发 展 进 行 实 证 研 究

24、。 台 湾 交 通 大 学(曾 国 雄 等 ,1998)以 混 合 式 投 入 产 出 分 析 为 基 础 ,将 所 有 产业 部 门 分 成 非 能 源 部 门 和 能 源 部 门 ,构 建 多 目 标 规 划 模 型 预测 2000 年 台 湾 省 的 能 源 、 环 境 、 经 济 情 况 。(三 )可 计 算 一 般 均 衡 模 型可 计 算 一 般 均 衡 (computable general equilibrium ,CGE)模 型 通 常 是 指 涵 盖 一 个 经 济 体 系 中 生 产 、 需 求 、 贸 易 、 收 入 等各 种 经 济 要 素 的 一 组 庞 大 的 联

25、 立 方 程 式 (线 性 或 非 线 性 ) 。它 的 理 论 基 础 是 新 古 典 Walras 一 般 均 衡 理 论 的 假 说 ,是 由投 入 产 出 分 析 来 描 述 经 济 体 中 各 产 业 部 门 间 与 最 终 需 求 部门 的 关 联 性 。 第 一 个 CGE 模 型 始 于 挪 威 经 济 学 家 L 约 翰森 ,他 在 1960 年 建 立 了 第 一 个 多 部 门 内 生 价 格 的 经 验 模 型 ,用 于 分 析 挪 威 的 资 源 配 置 。 20 世 纪 70 年 代 后 ,CGE 模 型 有了 进 一 步 的 发 展 ,各 国 经 济 学 家 结

26、合 各 自 的 研 究 领 域 建 立 了不 同 的 CGE模 型 ,并 且 开 始 延 伸 至 能 源 、 环 境 领 域 。 近 期 比较 典 型 的 模 型 有 D GEM 模 型 ,经 合 组 织 (OECD) 开 发 的GREEN 模 型 ,欧 盟 开 发 的 ( European Union) GEM - E3 模型 lv ,澳 大 利 亚 开 发 的 ORAN I - E模 型 。我 国 的 CGE模 型 的 开 发 研 究 一 般 是 采 取 与 国 外 合 作 方式 。 国 务 院 发 展 研 究 中 心 (翟 凡 、 李 善 同 等 ,1997) 与 OECD发 展 中 心

27、 合 作 ,以 OECD 发 展 中 心 贸 易 与 环 境 项 目 的 CGE模 型 为 基 础 ,根 据 中 国 经 济 实 际 情 况 做 了 一 些 重 要 修 改 ,构建 了 动 态 递 推 的 中 国 经 济 环 境 CGE模 型 。 该 模 型 可 应 用于 贸 易 政 策 分 析 、 能 源 政 策 和 能 源 贸 易 、 环 境 政 策 、 收 入 分 配机 制 以 及 中 国 经 济 的 中 长 期 增 长 和 结 构 变 化 等 方 面 的 分析 lw。 中 国 社 会 科 学 院 数 量 经 济 和 技 术 经 济 研 究 所 (郑 玉歆 、 樊 明 太 ,1999)以

28、 与 澳 大 利 亚 亚 莫 纳 什 大 学 政 策 研 究 中 心合 作 构 建 的 PRCGEM 模 型 为 基 础 构 建 了 中 国 的 CGE 模 型 ,并 应 用 该 模 型 对 中 国 环 境 政 策 进 行 了 分 析 lx。 国 家 计 委 能012经 济 管 理 甘 肃 社 会 科 学 2006 年 第 3 期源 所 2000 年 开 始 有 针 对 性 地 构 建 中 国 能 源 环 境 综 合 政 策 评价 模 型 ( IPAC) ,现 已 经 开 始 形 成 一 个 综 合 评 价 模 型 框 架 。IPAC 模 型 主 要 包 括 三 个 部 分 :能 源 排 放

29、模 型 、 环 境 模 型 和 影响 模 型 。 作 为 IPAC 模 型 主 要 构 成 部 分 的 能 源 排 放 模 型 中的 IPAC - SGM 模 型 和 IPAC - Material 模 型 就 属 于 CGE 模型 ly。(四 )战 略 环 境 评 价战 略 环 境 评 价 ( Strategic Environment Assessment ,SEA)被 认 为 是 一 种 从 政 策 、 规 划 层 次 协 调 能 源 与 环 境 、 经 济 关 系的 决 策 方 法 。 它 是 由 Berry Sadlerr 在 其 1986 年 出 版 的 Im2pact Asses

30、sment in Transition : A Framework for Redeploy2ment , in : Integrated Approaches to Resource Planning andManagement 一 书 中 首 先 提 出 的 。 他 认 为 应 从 政 策 、 规 划 的层 面 来 协 调 能 源 发 展 与 环 境 、 经 济 的 关 系 ,并 提 供 了 一 种 解决 此 类 问 题 的 新 决 策 手 段 和 规 划 手 段 。SEA概 念 是 1992 年 后 引 入 我 国 ,目 前 国 家 已 将 建 立SEA 制 度 纳 入 立 法 。 研

31、究 者 不 仅 在 战 略 环 境 评 价 系 统 、 工 作程 序 、 方 法 等 方 面 对 SEA 进 行 了 研 究 lz ,而 且 还 将 SEA 理 论方 法 应 用 于 实 践 ,对 包 括 能 源 战 略 在 内 现 有 的 政 策 环 境 影 响进 行 初 步 评 价 。 如 :东 北 师 范 大 学 (尚 金 城 、 包 存 宽 ,2003) 就利 用 SEA 方 法 进 行 了 我 国 能 源 战 略 环 境 影 响 评 价 l 。(五 )其 他 的 能 源 经 济 环 境 (3E)模 型 方 法1. 投 入 产 出 模 型清 华 大 学 (雷 明 ,2001) 在 19

32、92 年 中 国 投 入 产 出 表 数据 基 础 上 ,将 两 项 主 要 的 环 境 保 护 活 动 资 源 恢 复 和 污 染 治理 ,从 传 统 产 业 部 门 分 离 出 来 ,形 成 了 虚 拟 的 环 保 产 业 部 门 资 源 恢 复 部 门 和 污 染 治 理 部 门 ,通 过 计 算 新 设 计 的 资 源使 用 ,污 染 物 排 放 (两 行 )和 资 源 恢 复 ,污 染 治 理 (两 列 ) 数 据 ,具 体 构 造 了 一 张 相 对 完 整 的 资 源 能 源 经 济 环 境 综 合投 入 产 出 表 。 在 此 基 础 上 ,采 用 投 入 产 出 方 法 ,通

33、 过 建 立 资源 环 境 经 济 的 绿 色 国 民 经 济 核 算 体 系 ,形 成 绿 色 投 入 产出 核 算 方 法 ,从 而 建 立 起 资 源 环 境 经 济 的 评 价 方 法 框架 。 此 外 还 对 中 国 绿 色 税 费 (环 境 税 费 ) 价 格 效 应 进 行 了 核算 分 析 l| 。2. 系 统 动 力 学 模 型中 国 社 会 科 学 院 数 量 经 济 和 技 术 经 济 研 究 所 (贺 菊 煌 、姚 愉 芳 ,1993)以 系 统 动 力 学 为 主 ,结 合 投 入 产 出 方 法 建 立 了中 国 经 济 、 社 会 发 展 的 系 统 动 力 学

34、模 型 ,该 模 型 围 绕 经 济 增长 为 核 心 ,考 虑 了 生 产 与 需 求 ,同 时 也 研 究 了 人 口 、 环 境 、 资源 、 科 技 等 相 互 间 关 系 ,并 针 对 能 源 的 可 持 续 发 展 问 题 进 行了 案 例 分 析 l 。 天 津 大 学 (杜 慧 滨 、 顾 培 亮 ,2005) 在 对 区 域能 源 经 济 环 境 复 杂 系 统 自 组 织 特 征 和 过 程 分 析 的 基 础上 ,以 实 证 方 式 ,建 立 了 某 地 区 “ 工 业 用 煤 环 境 经 济 ” 系统 演 化 模 型 l 。3. IN ET 模 型IN ET 模 型 为

35、 动 态 线 性 规 划 模 型 ,以 终 端 能 源 需 求 作 为驱 动 ,优 化 能 源 系 统 的 技 术 选 择 及 一 次 能 源 的 品 种 构 成 ,并在 考 虑 环 境 因 素 及 减 排 目 标 下 进 行 多 方 案 政 策 模 拟 。 原 中国 国 家 科 学 技 术 委 员 会 曾 组 织 专 家 (中 国 气 候 变 化 国 别 研 究组 ,1994)以 投 入 产 出 模 型 与 IN ET 模 型 耦 合 的 模 型 系 统 “ I/ O - IN ET 模 型 ” 对 未 来 温 室 气 体 排 放 趋 势 及 其 控 制措 施 的 投 资 与 成 本 ,未

36、来 减 排 的 宏 观 经 济 效 果 进 行 评 价 和 政策 分 析 mu 。 清 华 大 学 (张 阿 玲 、 郑 淮 、 何 建 坤 ,2002) 在 IN ET模 型 的 基 础 上 提 出 了 改 进 的 经 济 、 能 源 、 环 境 一 体 化 模 型 。该 模 型 采 用 了 部 门 活 动 水 平 分 析 、 计 量 经 济 分 析 和 线 性 规 划分 析 方 法 ,可 用 于 温 室 气 体 减 排 技 术 选 择 和 减 排 对 经 济 影 响分 析 mv 。4. 对 数 回 归 模 型中 国 人 民 大 学 (朱 达 ,2000)通 过 分 析 环 境 能 源 经

37、济系 统 的 特 征 ,运 用 经 济 学 理 论 ,计 量 经 济 学 方 法 ,建 立 起 考 虑环 境 影 响 的 中 国 能 源 需 求 的 对 数 回 归 模 型 ,并 利 用 此 模 型 预测 了 2000 2040 年 假 定 经 济 增 长 速 度 的 能 源 需 求 量 ,结 合相 应 的 的 污 染 物 排 放 系 数 ,进 一 步 计 量 和 预 测 二 氧 化 硫 和 二氧 化 碳 的 排 放 ,分 析 了 环 境 政 策 、 能 源 结 构 、 经 济 增 长 的 相 互作 用 关 系 mw。 中 国 矿 业 大 学 (万 红 飞 、 周 德 群 等 ,2000) 在

38、 国外 所 建 立 的 CO2 排 放 与 能 源 消 费 、 经 济 增 长 模 型 的 基 础 上 ,根 据 我 国 的 实 际 ,将 模 型 进 一 步 扩 展 到 SO2 的 分 析 上 ,并 建立 对 数 回 归 模 型 对 相 关 数 据 进 行 验 证 mx。5. Visual Economics 模 型Visual Economics 模 型 是 在 日 本 20 世 纪 90 年 代 发 展 起来 的 计 量 经 济 模 型 。 模 型 根 据 GDP 及 部 门 增 加 值 等 宏 观 经济 参 数 预 测 国 家 和 地 区 能 源 消 费 ,常 用 于 分 析 能 源

39、价 格 和 能源 政 策 对 能 源 消 费 的 影 响 my。三 、 基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的 模 型 方 法 研 究成 果 的 局 限 性(一 )基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 模 型 构 建 方 法 的局 限 性能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 研 究 主 要 集 中 于 模 型 构 建上 ,模 型 构 建 的 方 法 主 要 有 两 类 :第 一 类 为 “ 自 上 而 下 (top - down)” 分 析 法 。 从 宏 观 经 济角 度 出 发 ,分 析 经 济 发 展 对 各 部 门 的 影 响 ,给 出 宏 观 经 济 变

40、化 引 起 的 能 源 系 统 供 求 关 系 的 变 化 。 模 型 的 最 上 端 以 生 产函 数 连 接 能 源 投 入 与 经 济 产 出 。 生 产 函 数 的 设 定 用 来 反 映生 产 要 素 之 间 的 替 代 关 系 ,并 根 据 “ 能 源 经 济 环 境 ” 的 设定 关 系 ,分 析 能 源 消 费 对 经 济 增 长 和 环 境 变 化 的 影 响 问 题 。如 :CGE 模 型 、 投 入 产 出 模 型 就 属 于 此 类 。 这 种 建 模 方 法 的不 足 之 处 在 于 对 资 源 生 产 和 利 用 技 术 的 描 述 比 较 抽 象 ,资 源消 耗

41、变 化 的 原 因 不 够 明 确 。第 二 类 为 “ 自 下 而 上 (bottom - up)” 的 分 析 方 法 。 自 下而 上 模 型 结 构 及 运 行 逻 辑 正 好 与 自 上 而 下 模 型 相 反 ,自 下 而上 模 型 从 工 程 角 度 出 发 ,对 于 能 源 使 用 技 术 与 成 本 信 息 的 叙述 非 常 详 细 ,分 析 逻 辑 是 通 过 预 测 技 术 创 新 或 新 能 源 的 使用 ,导 致 技 术 及 成 本 结 构 的 变 化 ,来 对 具 有 成 本 优 势 的 能 源技 术 进 行 选 择 ,在 评 估 资 源 生 产 技 术 的 替 代

42、 效 应 上 具 有 较 高的 可 信 度 。 如 :Markal 模 型 就 属 于 此 类 。 但 是 ,它 忽 略 了 对一 般 经 济 和 非 技 术 市 场 要 素 的 反 馈 。(二 )模 型 对 数 据 要 求 较 高 ,采 集 有 难 度目 前 应 用 比 较 广 泛 的 能 源 经 济 环 境 (3E) 模 型 在 分112经 济 管 理 甘 肃 社 会 科 学 2006 年 第 3 期析 计 算 时 需 要 大 量 连 续 的 数 据 ,而 我 国 的 统 计 系 统 经 历 了 由MPS(物 质 产 品 核 算 体 系 )到 SNA (国 民 核 算 体 系 ) 的 巨

43、大 变化 ,同 时 环 境 保 护 工 作 起 步 相 对 较 晚 ,这 都 使 得 一 些 长 期 连续 的 社 会 经 济 、 能 源 和 环 境 统 计 数 据 很 难 得 到 。此 外 ,改 革 开 放 以 来 ,我 国 经 济 经 历 了 快 速 的 发 展 ,经 济体 系 发 生 了 巨 大 的 变 化 ,单 纯 依 靠 计 量 经 济 学 模 型 恐 怕 很 难描 述 这 种 变 化 。(三 )基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的 模 型 往 往 有 所侧 重从 目 前 的 研 究 情 况 看 ,我 国 对 3E 分 析 方 法 的 研 究 尚 处于 起 步 阶

44、段 ,很 多 模 型 缺 少 能 源 、 经 济 和 环 境 所 涉 及 各 子 系统 的 内 在 相 互 渗 透 、 相 互 制 约 关 系 综 合 的 研 究 。 即 使 考 虑了 能 源 、 经 济 、 环 境 三 个 系 统 之 间 相 互 影 响 ,在 实 际 操 作 中 也往 往 侧 重 于 其 中 某 两 个 系 统 。我 国 现 有 大 多 数 研 究 没 有 考 虑 不 同 地 区 、 不 同 阶 段 和 不同 层 次 的 需 要 。 特 别 是 还 未 形 成 系 统 可 行 的 具 有 普 遍 指 导意 义 的 分 析 方 法 及 其 评 价 体 系 ,缺 乏 可 将 能

45、 源 经 济 环 境三 个 不 同 系 统 等 值 折 算 到 一 个 统 一 系 统 内 的 方 法 。 特 别 是缺 乏 应 用 “ 能 源 经 济 环 境 (3E)” 分 析 方 法 对 我 国 进 行 区划 研 究 的 成 果 。四 、 基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 模 型 的 研 究 发 展方 向(一 )建 模 方 法 综 合 化自 上 而 下 和 自 下 而 上 的 建 模 方 法 在 很 多 情 况 下 是 互 补关 系 ,而 不 是 替 代 关 系 。 不 少 研 究 结 构 的 研 究 人 员 开 始 综 合地 应 用 这 两 种 方 法 。 比 如 :清

46、 华 大 学 (陈 文 颖 、 高 鹏 飞 、 何 建坤 ,2004)建 立 的 中 国 MAR KAL - MACRO 模 型 就 是 将 采 用自 上 而 下 建 立 的 MACRO 模 型 与 采 用 自 下 而 上 方 法 建 立 的MAR KAL 模 型 和 结 合 起 来 构 件 的 综 合 模 型 mz 。(二 )注 重 比 较 不 同 模 型 间 的 结 果基 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的 模 型 越 来 越 多 ,但是 ,不 同 的 模 型 对 相 同 问 题 所 作 的 分 析 存 在 一 定 差 异 。 例如 ,比 如 在 碳 税 征 收 问 题 上

47、。 现 在 很 多 学 者 着 手 对 不 同 模 型进 行 比 较 ,并 开 始 研 究 引 起 模 型 分 析 差 异 的 因 素 。 比 如 ,斯坦 福 大 学 的 能 源 模 型 论 坛 ( EMF)所 开 展 的 工 作 ,一 直 致 力 于能 源 规 划 与 政 策 研 究 中 的 分 析 方 法 与 模 型 的 比 较 。(三 )深 层 次 、 地 区 性 、 应 用 性 研 究 增 多我 国 关 于 能 源 经 济 环 境 (3E) 系 统 的 研 究 开 始 向 深层 次 、 地 区 性 的 研 究 延 伸 。 研 究 人 员 尝 试 针 对 不 同 地 区 的 实际 情 况

48、 和 不 同 层 次 的 需 要 展 开 研 究 。 上 海 财 经 大 学 等 机 构(王 德 发 、 阮 大 成 、 王 海 霞 ,2005)构 建 了 上 海 能 源 环 境 经济 投 入 产 出 核 算 的 基 本 框 架 ,对 上 海 市 工 业 部 门 的 绿 色GDP 进 行 了 测 算 m 。基 金 项 目 :本 文 为 国 家 社 科 基 金 项 目 “ 3E” 分 析 方 法 及中 国 能 源 经 济 环 境 区 划 评 价 研 究 (03BJ Y036) 的 成 果之 一 。注 释 : 吴 宗 鑫 、 陈 文 颖 : 以 煤 为 主 多 元 化 的 清 洁 能 源 战 略

49、 ,清 华 大学 出 版 社 ,2001 年 5 月 ,第 203 229 页 。 陈 长 虹 、 杜 静 : 实 施 大 气 环 境 污 染 物 排 放 总 量 控 制 后 能 源 系统 的 减 排 效 果 , 能 源 研 究 与 信 息 ,2002 年 第 1 期 。 佟 庆 、 白 泉 等 : MARKAL 模 型 在 北 京 中 远 期 能 源 发 展 研 究 中的 应 用 , 中 国 能 源 ,2004 年 第 6 期 。 l姜 涛 、 袁 建 华 、 何 林 、 许 屹 : 人 口 资 源 环 境 经 济 系 统分 析 模 型 体 系 , 系 统 工 程 理 论 与 实 践 ,2002 年 第 12 期 。