一种基于可再生能源补贴分配的电能替代政策模拟技术的制作方法

本发明属于电能替代政策模拟
技术领域：
，具体涉及一种基于可再生能源补贴分配的电能替代政策模拟技术。技术背景完善的激励政策引导是电能替代战略成功实施的关键。各种终端能源的经济性将影响市场选择，由于我国当前的能源价格形成机制不完善，没有包含环境成本，造成价格扭曲，电能相对煤炭、天然气等能源在现行价格体制下没有相对优势，消费者出于成本的考虑会倾向于选择煤炭等能源，再加上人们对化石能源过分依赖的传统观念也难以迅速转变，没有政策激励和配套经费，改变其用能方式还存在现实困难。因此，是否有完善的激励政策引导社会主动选择电能，形成淘汰高污染、低效率的用能方式，是电能替代战略成功实施的关键。我国现行的电能替代政策多停留在引导、呼吁层面，缺乏实际落地措施，需要定量政策模拟分析方法为科学决策提供支持。2016年5月国家八部委联合印发《关于推进电能替代的指导意见》，为全面推进电能替代提供了政策依据，随后各省市也纷纷制定相关政策，陆续出台了行动计划和实施方案，为全面推进电能替代提供了有利环境和重大机遇。虽然我国电能替代发展形势良好，相关工作取得了一定成绩，但是电能替代政策的制定、实施及落地过程中仍然存在一些问题。如：电能替代财政补贴类和价格激励类政策占比较低，大部分政策还停留在引导、呼吁层面，存在重规划、轻执行的问题，作用和效果十分有限。在实践中发现部分政策需求重点不突出，难以落地实施，由于缺乏相关电能替代政策研究定量模拟方法，导致部分政策需求较为宏观，多停留在定性层面，需要进一步量化与具化，突出问题导向性，为电能替代工作的实施与推进提供引领与指导作用。因此，研究电能替代政策模拟关键技术，特别是结合电能替代特点进行电能替代政策模拟模型构建、情景设置、效果分析及政策建议研究有其必要性和创新性。本发明结合电能替代特点，通过选定研究地区，分析该地区可再生能源补贴、电能替代补贴总额、结构，以及可再生能源消纳规模、电能替代电量等。加大电能替代补贴政策的补贴力度，调整补贴的结构，构建定量分析模型，以可再生能源消纳规模、电能替代电量、补贴总额综合效果最优为目标，确定最优补贴方案。并测算出电能替代政策对经济发展和生态环境的影响，为电能替代政策模拟提供技术方法。开展电能替代政策模拟技术研究，可为国家层面、行业层面、地区层面的电能替代政策的制定提供决策支持，因地制宜、分步实施，逐步扩大电能替代范围，促进能源消费革命，落实能源发展战略行动计划及大气污染防治行动计划，形成清洁、安全、智能的新型能源消费方式。技术实现要素：本发明以政策模拟的基本理论为指导，根据不同电能替代方式的技术经济特点，以提高电能占终端能源消费比重、提高电煤占煤炭消费比重、提高可再生能源占电力消费比重、降低大气污染物排放为目标。结合电能替代特点，通过选定研究地区，研究电能替代和可再生能源消纳补贴的结构优化，加大电能替代补贴政策的补贴力度，构建可再生部门和非可再生部门两大定量分析模型，对可再生能源补贴分配政策进行模拟，通过计算测算出电能替代政策对经济发展和生态环境的影响，为电能替代政策模拟提供技术方法。本发明是采用以下的技术方案实现的：一种基于可再生能源补贴分配的电能替代政策模拟技术，包括：步骤s1：选定电能替代政策模拟的研究地区；步骤s2：开展电能替代政策补贴方式分析。针对直接补贴、考虑可再生能源消纳的补贴，以及相应补贴力度，通过构建定量分析模型，确定最优补贴模式，促进可再生能源和电能替代发展，提高人民群众生活品质。步骤s3：针对我国电能替代与可再生能源互动的支持性政策缺乏定量技术支撑的现状，构建包含可再生部门和非可再生部门两部门增长模型，进一步剖析可再生能源补贴政策对电能替代产业发展的影响机制，形成能够引导客户选用节能环保设备的激励性政策；步骤s4：基于用户在可再生能源补贴分配政策下的购电行为，分析政府干预对电能替代政策模拟技术偏向的作用过程，计算电能替代政策对经济发展和生态环境的影响，引导用户主动选择电能，淘汰高污染、低效率的用能方式。可选的，所述步骤s1：按照省、市、县、区的级别进行地域划分，明确研究地区的边界和范围。可选的，所述步骤s2：分析选定地区可再生能源补贴、电能替代补贴总额、结构，以及可再生能源消纳规模、电能替代电量等。通过加大电能替代补贴政策的补贴力度，调整补贴的结构，构建定量分析模型，以可再生能源消纳规模、电能替代电量、补贴总额综合效果最优为目标，确定最优补贴方案。可选的，所述步骤s3：构建包含可再生部门和非可再生部门两部门增长模型，进一步剖析可再生能源补贴政策对电能替代产业发展的影响机制，形成能够引导客户选用节能环保设备的激励性政策。假设总产出函数中分别包含可再生部门的清洁型和非可再生部门的污染型两类中间投入，则总生产函数可以定义为：其中，to表示产业总产出，iv表示总增加值，ip表示总中间投入，ip1、ip2分别表示可再生部门和非可再生部门的消耗数量，β表示可再生部门和非可再生部门投入间的替代弹性，λ1、λ2分别表示可再生部门和非可再生部门技术。为简化分析过程，假设生产者会在可再生部门和非可再生部门间进行选择，其决策的依据为政府研发补贴的规模和力度。假设中间品价格函数为：pb＝w1∑p1+(1-w1)∑p2其中，pb表示总中间投入价格，p1、p2分别为可再生部门和非可再生部门中间品价格，w1为可再生部门中间品比例。当中间产出利润最大化时，则有可得到生产者利润最大化情况为：由此得到不变弹性的可再生能源需求曲线：其中，d为可再生能源需求情况，h为技术水平，qn为能源需求总量。当政府采用可再生能源补贴政策时，政府向可再生能源部门提供g元/单位的补贴额；此时，生产者的利润最大化函数变为：可选的，所述步骤s4：基于用户在可再生能源补贴分配政策下的购电行为，分析政府干预对电能替代政策模拟技术偏向的作用过程，计算电能替代政策对经济发展和生态环境的影响。经济核算方程为：ab＝a-b＝a-be(μ1lc×0.7143+μ2lo×1.4286+μ3lg×12.143+μ4lce×0.1229)其中，ab表示经济账户收益，a表示可再生部门清洁型能源消耗量，b表示非可再生部门污染型能源消耗量，lc、lo、lg、lce分别表示煤炭、石油、天然气和清洁能源等消耗量，be表示能源综合技术水平，μ1、μ2、μ3、μ4分别表示不同能源技术系数。环境核算方程为：ea＝pctax-pccosts.t.pctax＝∑pcp1bfq1+∑pcp2bfq2pccost＝∑(pcp2+bfq2)pc1pcac其中，ea表示环境账户收益，pctax表示污染物收费，pccost表示污染物治理成本，pcp1表示核准收费标准，bfq1表示核准排污量，pcp2表示超核收费标准，bfq2表示超核排污量，pc1表示污染强度，pcac表示污染单位治理成本。根据上述计算可以得出以下结论：当ab经济账户收益越大时，则基于可再生能源补贴政策分配下的电能替代效果越显著，反之则效果不明显；当ea环境账户收益越小时，则其产生的环境效益就越大，反之越小。附图说明为了更加清楚的说明本发明实施例，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图做一些简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出任何创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明一个实施例提供的电能替代政策模拟技术路线图。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明所述的一种基于可再生能源补贴分配的电能替代政策模拟技术，如图1所示，包括：步骤s1：按照省、市、县、区的级别进行地域划分，明确研究地区的边界和范围。具体案例以福建省、福州市以及下属的区县为例。步骤s2：开展电能替代政策补贴方式分析。针对直接补贴、考虑可再生能源消纳的补贴，以及相应补贴力度，通过构建定量分析模型，确定最优补贴模式，促进可再生能源和电能替代发展，提高人民群众生活品质。其中，可再生能源选择风电、光伏、小水电。电能替代选择电制茶、电烤烟、港口岸电、电窑炉、电锅炉、热泵等类型步骤s3：针对我国电能替代与可再生能源互动的支持性政策缺乏定量技术支撑的现状，构建包含可再生部门和非可再生部门两部门增长模型，进一步剖析可再生能源补贴政策对电能替代产业发展的影响机制，形成能够引导客户选用节能环保设备的激励性政策；其中，可再生能源部门包括风电产业、光伏产业、水电行业。非可再生部门包括煤炭、石油、天然气等部门。假设总产出函数中分别包含可再生部门的清洁型和非可再生部门的污染型两类中间投入，则总生产函数可以定义为：其中，to表示产业总产出，iv表示总增加值，ip表示总中间投入，ip1、ip2分别表示可再生部门和非可再生部门的消耗数量，β表示可再生部门和非可再生部门投入间的替代弹性，λ1、λ2分别表示可再生部门和非可再生部门技术。为简化分析过程，假设生产者会在可再生部门和非可再生部门间进行选择，其决策的依据为政府研发补贴的规模和力度。假设中间品价格函数为：pb＝w1∑p1+(1-w1)∑p2其中，pb表示总中间投入价格，p1、p2分别为可再生部门和非可再生部门中间品价格，w1为可再生部门中间品比例。当中间产出利润最大化时，则有可得到生产者利润最大化情况为：由此得到不变弹性的可再生能源需求曲线：其中，d为可再生能源需求情况，h为技术水平，qn为能源需求总量。当政府采用可再生能源补贴政策时，政府向可再生能源部门提供g元/单位的补贴额；此时，生产者的利润最大化函数变为：表1可再生能源补贴改革模拟场景设计补贴改革场景补贴强度补贴标准场景一(p1)国家基本补贴国家0.45元每千瓦时场景二(p2)国家基本补贴+弱地方补贴国家0.45+地方0.1元每千瓦时场景三(p3)国家基本补贴+强地方补贴国家0.45+地方0.2元每千瓦时表2不同能源间的替代弹性变化情况(2050年)单位：％能源替代弹性场景一(p1)场景二(p2)场景三(p3)煤炭-石油0.280.310.29煤炭-天然气1.361.491.46煤炭-可再生能源0.200.290.37石油-天然气0.490.540.53石油-可再生能源1.531.331.45天然气-可再生能源1.251.401.54表3不同政策场景对能源结构的影响情况(2050年)单位：％表4可再生能源补贴改革对产业总产出增速的影响步骤s4：基于用户在可再生能源补贴分配政策下的购电行为，分析政府干预对电能替代政策模拟技术偏向的作用过程，计算电能替代政策对经济发展和生态环境的影响。经济核算方程为：ab＝a-b＝a-be(μ1lc×0.7143+μ2lo×1.4286+μ3lg×12.143+μ4lce×0.1229)其中，ab表示经济账户收益，a表示可再生部门清洁型能源消耗量，b表示非可再生部门污染型能源消耗量，lc、lo、lg、lce分别表示煤炭、石油、天然气和清洁能源等消耗量，be表示能源综合技术水平，μ1、μ2、μ3、μ4分别表示不同能源技术系数。在能源系统的初始设定上，采用福建省和福州市历史数据分析法得出能源生产和消费的平均趋势，历史周期选择2010–2017年，分析类型包括能源生产弹性系数、能源消费弹性系数、能源消费总量、煤炭消费总量、石油消费总量、天然气消费总量、可再生能源消费总量(细分为光伏、海上风电、小水电)。环境核算方程为：ea＝pctax-pccosts.t.pctax＝∑pcp1bfq1+∑pcp2bfq2pccost＝∑(pcp2+bfq2)pc1pcac其中，ea表示环境账户收益，pctax表示污染物收费，pccost表示污染物治理成本，pcp1表示核准收费标准，bfq1表示核准排污量，pcp2表示超核收费标准，bfq2表示超核排污量，pc1表示污染强度，pcac表示污染单位治理成本。按照以上分析步骤和计算公式，通过带入福建省具体案例数值，得出：当ab经济账户收益越大时，考虑可再生能源补贴政策最优分配后，电能替代效果和可再生能源消纳效果也越显著。反之，若不考虑可再生能源补贴政策的结构优化，电能替代效果和可再生能源消纳效果难以提升，ab经济账户收益也就维持低水平状态。当ea环境账户收益越小时，则其产生的环境效益就越大，反之越小。通过案例分析，未来福建电能替代由工业领域逐步向交通、生活领域渗透，可再生能源将以集中式与分布式并举方式为主。集中式可再生能源主要是发展海上风电，分布式可再生能源主要是发展分布式光伏和分布式小水电。未来福建可再生能源补贴和电能替代补贴总额将呈现缓慢增加态势，其实，现有技术的补贴将不断减少，可再生能源和电能替代新
技术领域：
的单位补贴额和补贴总量将不断增加。本发明结合电能替代特点，通过选定研究地区，开展电能替代与可再生能源补贴总额、补贴结构的优化分析工作，在现阶段，福建既要优化补贴结构，又要加大电能替代补贴政策的补贴力度。构建可再生部门和非可再生部门两大定量分析模型，对可再生能源补贴分配政策进行模拟，并通过计算测算出电能替代政策对经济发展和生态环境的影响，为电能替代政策模拟提供技术方法。开展电能替代政策模拟技术研究，可为国家层面、行业层面、地区层面的电能替代政策的制定提供决策支持，因地制宜、分步实施，逐步扩大电能替代范围，促进能源消费革命，落实能源发展战略行动计划及大气污染防治行动计划，形成清洁、安全、智能的新型能源消费方式。当前第1页12