1、1,能源规划与可持续发展,董 军 Tel: 13641121109 Email: ,2,第三章 能源需求分析和能源效率 3.1 能源需求分析和预测 3.2 能源效率,3,3.1 影响能源需求的因素,影响长期能源需求的因素： 经济社会发展模式：经济增长、生活方式 技术变革 能源价格演变，影响到技术选择和能源替代,4,具体包括： （1）人口和城市化人口数量和结构的时间分布及人口城乡结构的空间分布与经济发展密切相关，影响到能源消费总量和结构。人口及变化率，户均人口，城市化率，人均收入 （2）经济增长和发展阶段 （3）产业结构，一、二、三产业增加值和比例 （4）生活方式与消费结构 （5）技术进步，单位
2、产品能耗 （6）各种能源价格和价格比,5,3.2 能源需求分析和预测方法,在进行能源规划时，必须对能源需求量进行预测，它是能源规划乃至国民经济规划的重要组成部分。 在研究国家或地区能源消费的历史和现状的基础上，分析影响能源需求变化的各种因素，找出能源需求与这些因素的关系，并根据这些关系对未来能源需求变化趋势作出估计和评价。,6,对于一个国家或者地区而言，能源预测还可以分成总量预测和部门预测。总量预测是将原煤、原油、天然气以及水电等一次能源的总需求量做预测。部门预测是预测某一种能源的需求量，例如电力需求预测。 按照预测期的长短可以分为短期、中期和长期预测,7,Top-down Use aggre
3、gated economic data Assume efficient markets Commonly used to assess impact of carbon taxes and fiscal policies Not well suited for examining technology-specific policies.,Bottom-up Use detailed data on fuels, technologies and end-uses Dont assume efficient markets Capture interactions among project
4、s and policies Commonly used to assess costs and benefits of projects and programs,能源需求分析和预测的两类方法,8,Four classes of data are needed as inputs to disaggregated forecast models: consumer characteristics data such as end use appliance saturations, hours of operation, dwelling size and age, occupants in
5、come and demographic makeup, utility bills for the residential sector, etc. classified energy consumption data for the nonresidential sectors disaggregated economic and fuel price projections at a level of detail matching the customer sectors of the energy forecasting models characteristics of deman
6、d side management programs, either to allow quantification of savings endogenously within the models, or to subtract exogenous estimates from the results of the models,9,Bottom-up类方法终端用户分类举例,10,（1）弹性系数法，Top-Down,令G代表国内生产总值，E表示能源消费量，能源需求弹性系数e就是能源消费量的相对变化率与国内生产总值的相对变化率之比，也可以使用能源消费量对于其他经济指标的弹性系数。,11,根据
7、上式可知上式两端同时积分得根据能源消费和经济指标的历史数据拟合求出a和e，即可进行能源需求预测。,12,影响弹性系数的因素 （1）经济发展水平 （2）产业结构 （3）科技及工艺水平 （4）生活水平 （5）能源价格水平 （6）节能措施,13,（2）时间序列分析法，Top-Down,对于某一地区的能源消费量，按时间的先后次序排列起来，形成一个时间序列。能源消费量在不同的时间里受到很多因素的作用和影响，它们的综合效果形成了时间序列的观察值。寻找其随时间变化的趋势和统计规律，并以适当的数学关系把它表示出来，然后用它来预测将来的能源消费量 包括最小二乘法，指数平滑法，移动平均法等。,14,（3）单耗法-
8、 Bottom-up,产值单耗 综合产值单耗 分行业产值单耗 产量单耗,15,单耗法需要做大量细致的统计调查工作，近期预测效果较佳。但实际中很难对所有产品较准确地求出其单耗，工作量很大。 产值单耗法：有时考虑用国民生产总值或工农业生产总值b，结合其产值单耗g，计算出能源需求量E=bg。,16,一个地区的工业生产用能，可以按照行业划分为若干部门，如煤炭、石油、冶金、机械、建筑、纺织、化纤、造纸、食品等，再对每个部门统计出主要产品的单位产品能耗，知道了每种产品的产量，就可得到N种工业产品总能量需求,17,影响单耗的因素 （1）产品结构 （2）产业结构 （3）节能措施 （4）产品价格 （5）生产条件
9、,18,例：MAED model-Bottom-up,MAED model evaluates future energy demand based on medium- to long-term scenarios of socio-economic, technological and demographic developments. The model relates the specific energy demand for producing various goods and services, to the corresponding social, economic and
10、 technological factors that affect this demand.,19,20,The most prominent feature of it is the flexibility for representing the structure of energy consumption. The users can disaggregate energy consumption according to the needs and/or data availability in their country. The nature and level of the
11、demand for goods and services are a function of several factors, population growth, number of inhabitants per dwelling, number of electrical appliances used in households, peoples mobility and preferences for transportation modes.,21,National priorities for the development of certain industries or e
12、conomic sectors, the evolution of the efficiency of certain types of equipment, market penetration of new technologies or energy forms etc. The expected future trends for these determining factors, which constitute “scenarios”, are exogenously introduced.,22,can define up to ten sub-sectors in each
13、of major sectors of the economy can define up to fifteen modes of transportation for each of the predefined passenger transportation and freight transportation can specify up to eight fuels and assign them to each transportation mode as appropriate can define up to ten types of dwellings in each of
14、the two groups of Households i.e. Rural and Urban,23,Model for Analysis of Energy Demand (MAED-2),24,例：CALIFORNIA ENERGY COMMISSION,25,Economic Variables Used in Forecast Models,26,Residential Energy Demand Forecast Model,27,Commercial Energy Demand Forecast Model,28,Industrial End-use Forecasting M
15、odel Structure,E- local projections of employment, Q- output levels CU- capacity utilization rates Q*- output capacity P- energy prices (),29,Agricultural and Water Pumping Energy Demand Forecast Models,30,ENERGY DEMANDS SUMMARY FORECAST MODEL,31,Peak Demand and Hourly Load Forecast Model,32,例：UK en
16、ergy forecast model-overview,33,UK energy forecast model - demand drivers,34,实例：某省电力需求预测,35,分组练习：单耗法能源需求预测,36,3.2 能源效率,37,3.2.1 我国的能源效率研究,能源效率测度1982年能源所“我国1980年能源平衡表与能源系统流程图编制方法研究”课题组基于我国1980年能源平衡表、国内外相关统计资料、专家研究报告以及分布于不同行业的200多个企业主要耗能设备的能量平衡测试资料，采用过程分析与部门分析相结合的方法，运用该课题组建立的能源系统描述模型（能源系统网络图），计算出我国198
17、0年能源效率为25.86%。,38,过程分析是按照一次能源种类将能源生产供应活动分类。再将终端用能部门分为工业、农业、交通运输、商业与城乡民用、建筑等。沿着各种能源从一次能源投入到最终使用过程的实际流向，结合生产活动特点，将能源系统划分为一次能源投入、输送与加工、转换、中心电站转换、二次能源，及直接使用的一次能源输送与分配、能源终端消费等环节，根据相应的技术资料和统计资料计算出各个环节的能源利用率，综合计算出能源效率。,39,能源终端消费环节的利用率采用部门分析法计算。即把用于终端消费的各种能源，按终端用能部门分为工业、农业等七大部门。其中工业又分为十八个行业，然后根据统计资料以及各行业的企业
18、能量平衡数据，分别计算出各部门的能源利用率，经综合处理后得到终端消费环节的能源利用率。,40,王庆一(1995)采用较简易的方法，对我国1992年能源系统的总效率进行了估算，计算出我国1992年能源系统总效率为9.3%,41,我国1980年与1995年能源效率比较 (%),42,2007年我国终端能源利用效率,王庆一(2009)计算出2007年我国能源效率为36.2%，比国际先进水平低约8 个百分点；高耗能产品能耗加权平均比国际先进水平高20%。,43,中国物理能源效率,44,几种高耗能产品能耗的国际比较,45,李政等（2006）应用能流图分析得出中国能源效率2003年为34.43%，2004
19、年为34.86%。张明（2011）应用能流图分析得出山东省2008年能源利用效率约为35.83%。 魏一鸣等（2010）提出了七类能源效率测度指标，包括能源宏观效率、能源实物效率、能源物理效率、能源要素利用效率、能源要素配置效率、能源价值效率、能源经济效率，讨论了各类指标的理论基础或假设条件、相互关系、优缺点或适应范围。,46,能源效率分析国际比较，地区比较，行业比较全要素能源效率分析,例： 吴琦,武春友(2009),基于DEA的能源效率评价模型研究 葛莹玉(2009),基于DEA的东部地区全要素能源效率变动的实证分析； 雷茜(2010),基于DEA方法中国各省份能源效率评价及影响因素分析,4
20、7,因素分解法分析能源效率影响因素 例: -张建文等(2010),“北京市能源强度影响因素的分析”，应用因素分解法，对北京市2000-2008年的能源强度变化进行分析，指出产业结构调整和能源利用效率提高共同促进了北京市能源强度降低，第二产业能源效率的提高也起到了重要作用。 -董锋等(2010),“中国能源强度的影响因素分析”,从产业结构、技术进步、对外开放程度三个方面分别选择第三产业比重、R&D技术知识存量、GDP与GNP之差三个变量, 将1985-2006年中国能源强度变化分解为受产业结构影响的结构份额和受技术进步和对外开放程度等因素影响的效率份额进行研究。,48,能源效率与环境绩效研究的发
21、展及未来可交叉领域,参考:魏楚,沈满洪,能源效率研究发展及趋势:一个综述,浙江大学学报,2009,49,3.2.2 能效标准,能效标准是在保证产品的其他特性如性能、质量、安全和整体价格的前提下，对用能产品的能源性能做出具体的要求。 主要内容 能效（能耗）限定值，又称最小允许能源效率值； 能效等级指标 节能评价值指标 超前性标准指标 实施模式 强制性,50,有关法律,能效标准,产品性能标准,产品安全标准,技术依据,实施细则,基,础,能效标识/节能认证,鼓励性政策,能效标准和标识在节能机制中的地位,51,能效标准实施框架,强制性能效标准,最低能效,保证标志,信息标识,高耗能淘汰,强制分级,自愿认证
22、,52,能效标识,能效标识 是粘贴在用能产品上的一种标签 表明用能产品能效水平的高低 突出能源效率等级 目的 比较判断哪些型号能效更高、使用成本更低。,国家发改委、国家质检局 2005 17号令 能源效率标识管理办法,53,1.生产者名称； 2.产品规格型号； 3.能源效率等级； 4.能源消耗量； 5.主要性能指标； 6.执行的能效国家标准编号,54,能效等级的涵义,1级是企业努力的目标，具有超前性 2级代表市场节能的先进水平 3、4级代表我国的中等水平 5级是市场准入门槛，产品是近期将淘汰的产品 5级以下为不合格产品，自标准生效之日起不允许再生产,55,3.2.3 能效电厂,能效电厂（eff
23、iciency power plant，简称EPP）: 能效电厂是一种虚拟电厂，指通过实施一揽子节电计划和能效项目，获得需方节约的电力资源，将减少的需求视同“虚拟电厂”提供的电力电量，从而达到与增加电力装机、扩建电力系统的相同目的。,56,据测算，江苏省实施能效电厂项目，每节约1kWh的成本约为0.12元人民币，仅相当于电源建设投资的1/3。与常规电厂相比，能效电厂具有以下特点： 由于能效电厂是通过提高终端能效来向系统提供电力和电量，因此，一旦实施即可产生效益； 能效电厂不占用土地资源，几乎不需要运行成本； 能效电厂属于清洁能源，对环境没有污染。,57,IEA能效措施建议,58,3.2.4 建筑能效现状,引用： 1）杨秀，全球建筑能耗分析及中国建筑节能战略，清华大学建筑节能研究中心， 2）住房和城乡建设部建筑节能与科技司，中国建筑节能的现状与对策2011年1月20日，中欧清洁能源中心建筑节能研讨会 http:/
