可再生能源配額的優(yōu)化配置模型

吳銳，何永秀

(華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京市 102206)

可再生能源配額的優(yōu)化配置模型

吳銳，何永秀

(華北電力大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，北京市 102206)

為了建立科學(xué)合理的可再生能源總量目標(biāo)模型，制定切實(shí)可行的指標(biāo)分解方案，深入分析了典型國(guó)家制定可再生能源發(fā)展目標(biāo)及配額指標(biāo)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)國(guó)情和可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀，構(gòu)建了可再生能源電力總量目標(biāo)預(yù)測(cè)模型及基于可再生能源潛力和消費(fèi)的配額指標(biāo)分解模型。選取2015年作為規(guī)劃年，對(duì)中國(guó)可再生能源電力配額方案進(jìn)行了深入探討，并從環(huán)境效益和社會(huì)成本進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明，中國(guó)在制定可再生能源電力配額指標(biāo)時(shí)，應(yīng)采取自上而下的分解方法，綜合考慮非化石能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、CO2減排目標(biāo)、國(guó)民生產(chǎn)總值(gross national product，GDP)增長(zhǎng)、電力需求及電網(wǎng)能力對(duì)配額比例的影響。

可再生能源；配額制；總量目標(biāo)；多目標(biāo)規(guī)劃；補(bǔ)貼效率

0 引 言

近年來，可再生能源配額制受到越來越多的關(guān)注。文獻(xiàn)[1-3]研究和論證了促使可再生能源配額政策實(shí)施的因素，包括：市場(chǎng)重組、氣候變化、能源安全性以及可再生資源相對(duì)于其他能源(如天然氣)發(fā)電的價(jià)格壁壘及其顯現(xiàn)的長(zhǎng)期成本優(yōu)勢(shì)，試圖以成本和政府行政參與程度最低來實(shí)現(xiàn)可再生能源目標(biāo)。文獻(xiàn)[4]分析了我國(guó)能源供需分布格局及其區(qū)域間能源平衡的特點(diǎn)，論證了實(shí)施可再生能源配額制在東部沿海地區(qū)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程中的意義及其途徑。文獻(xiàn)[5]深入分析了配額政策、固定電價(jià)制度和競(jìng)爭(zhēng)性招標(biāo)的適用性，指出可再生能源發(fā)電配額制(renewable portfolio standard，RPS)政策不僅有利于可再生能源規(guī)?；繕?biāo)的實(shí)現(xiàn)，而且有利于可再生能源技術(shù)商業(yè)化和本地化的實(shí)現(xiàn)。

可再生能源配額總量目標(biāo)確定和指標(biāo)分解方法是當(dāng)前配額制研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。文獻(xiàn)[6]初步研究了中國(guó)RPS政策，并通過比較英國(guó)、美國(guó)、荷蘭、丹麥和澳大利亞五國(guó)的可再生能源發(fā)電配額制政策，總結(jié)了實(shí)施RPS的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)。文獻(xiàn)[7]對(duì)《可再生能源法》提出的可再生能源總量目標(biāo)制度的內(nèi)涵進(jìn)行了界定，指出制定總量目標(biāo)制度時(shí)應(yīng)包括2個(gè)基本要點(diǎn)，即確定總量目標(biāo)和選擇實(shí)現(xiàn)總量目標(biāo)的保障政策，并提出了中國(guó)總量發(fā)展目標(biāo)制度所具有的基本特征包括：強(qiáng)制性、戰(zhàn)略性、階段性、計(jì)劃性、指導(dǎo)性和明確性。文獻(xiàn)[8]提出了以能源供應(yīng)戰(zhàn)略方案及其環(huán)境綜合影響模型(model of energy supply strategy alternative and their general environmental impact, MESSAG)耦合能源需求模型(model for analysis of energy demand, MAED)為基礎(chǔ)的可再生能源綜合規(guī)劃方法，并選取四川省為案例進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果表明該方法綜合考慮資源稟賦、經(jīng)濟(jì)成本和污染物排放多重約束, 并且能夠仿真激勵(lì)政策的收益和成本, 從而制定出與當(dāng)?shù)刭Y源條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境治理目標(biāo)相容的可再生能源發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)和配套的政策措施。文獻(xiàn)[9]研究了歐盟可再生能源規(guī)劃模型及強(qiáng)制性目標(biāo)分解方法，并總結(jié)了其對(duì)中國(guó)可再生能源規(guī)劃總體目標(biāo)分解的啟示意義，指出在制定可再生能源省級(jí)目標(biāo)時(shí)，要充分考慮可再生能源開發(fā)潛力和國(guó)民生產(chǎn)總值(gross national product，GDP)的影響，均衡省域間利益關(guān)系。文獻(xiàn)[10]綜合考慮資源開發(fā)、需求分布等因素對(duì)可再生能源規(guī)劃的影響，提出了一種基于可再生能源潛力和能源消費(fèi)的目標(biāo)分解模型，并以中國(guó)國(guó)家可再生能源規(guī)劃與省域可再生能源規(guī)劃為案例，給出各省可再生能源分解目標(biāo)。文獻(xiàn)[11] 建立了以綠色經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)的面向可再生能源配額制的優(yōu)化配置模型，對(duì)可再生能源在區(qū)域間、用戶間進(jìn)行優(yōu)化配置具有實(shí)際參考價(jià)值。文獻(xiàn)[12]利用資源統(tǒng)計(jì)的方法由下而上進(jìn)行了可再生能源資源調(diào)查，并以此為基礎(chǔ)確定了配額制指標(biāo)方案。

實(shí)施可再生能源配額制是促進(jìn)可再生能源健康發(fā)展，實(shí)現(xiàn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略選擇，而建立科學(xué)合理的可再生能源總量目標(biāo)模型，制定切實(shí)可行的指標(biāo)分解方案，是中國(guó)推行配額制所要解決的關(guān)鍵問題。本文基于中國(guó)電力市場(chǎng)和可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀，建立面向配額制的總量目標(biāo)模型和指標(biāo)分配模型，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。

1 典型國(guó)家配額目標(biāo)及指標(biāo)制定

確定可再生能源發(fā)展配額指標(biāo)是可再生能源配額制實(shí)施的關(guān)鍵。從國(guó)際上對(duì)配額制定的方法中可以認(rèn)識(shí)到，影響配額制定的主要因素包括：指標(biāo)因素、地區(qū)因素和技術(shù)因素。在配額總量目標(biāo)制定方面，既可以針對(duì)可再生能源裝機(jī)容量提出比例目標(biāo)，也可以針對(duì)可再生能源發(fā)電量提出比例目標(biāo)。目前，國(guó)際上確定可再生能源發(fā)展量化目標(biāo)的方法主要有：

(1)以全國(guó)總的可再生能源發(fā)電容量占總的發(fā)電容量的比例為目標(biāo)；

(2)以全國(guó)總的可再生能源的新增發(fā)電容量的增長(zhǎng)率為目標(biāo)；

(3)以不同地區(qū)的可再生能源發(fā)電量占總電力消費(fèi)的比例為目標(biāo)；

(4)以全國(guó)總的可再生能源發(fā)電量占總電力消費(fèi)量的比例為目標(biāo)；

(5)以每一種技術(shù)的可再生能源發(fā)電量為目標(biāo)。

從國(guó)際配額制發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來看，可再生能源發(fā)展目標(biāo)可以是可再生能源電量，也可以是可再生電力裝機(jī)容量。但是考慮到同樣裝機(jī)容量的年度發(fā)電量可能差異懸殊，可再生電力裝機(jī)容量只能作為參考性目標(biāo)，發(fā)電量才是真正有意義的指標(biāo)。目前，除德克薩斯州以新增裝機(jī)容量為目標(biāo)外，各國(guó)配額制目標(biāo)都是對(duì)可再生能源電量提出要求，且澳大利亞提出數(shù)量目標(biāo)，其他國(guó)家提出比例目標(biāo)。澳大利亞從發(fā)電量的角度制定了大規(guī)?？稍偕茉茨繕?biāo)，指明2030年前每年可再生能源發(fā)電站的發(fā)電量。按規(guī)定，澳大利亞每年的可再生能源比例依據(jù)當(dāng)年可再生能源發(fā)電目標(biāo)、估算義務(wù)主體電力的獲得量、前一年證書提交超額或不足量、每年免稅證書預(yù)期量等由可再生能源管理辦公室發(fā)布[13]。

配額指標(biāo)分解到每個(gè)地區(qū)時(shí)要充分考慮該地區(qū)可再生能源的資源條件、地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平或該地區(qū)電網(wǎng)的網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)情況等，分解到每個(gè)供電企業(yè)時(shí)可采用等比例分配方法和差異化分配方法。例如，意大利對(duì)每個(gè)發(fā)電企業(yè)制定相同的發(fā)電配額指標(biāo)；美國(guó)加州以2001年配額比例為基準(zhǔn)，以每年遞增1%的方式確定總量目標(biāo)，電力企業(yè)采用“存量+增量”方式承擔(dān)不同配額指標(biāo)。關(guān)于可再生能源配額分?jǐn)偅商m能源基金會(huì)政策研究中心建立了可再生能源目標(biāo)分?jǐn)偰Ｐ?，將歐盟可再生能源發(fā)電總目標(biāo)分?jǐn)偟?5個(gè)歐盟成員國(guó)。該模型考慮了現(xiàn)在和未來各種可再生能源發(fā)電技術(shù)的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，從計(jì)算不同區(qū)域的各種可再生能源發(fā)電資源的潛力入手，確定歐盟可再生能源發(fā)展的總量目標(biāo)。在總量目標(biāo)分?jǐn)偟礁鞒蓡T國(guó)的方案中，又充分考慮社會(huì)需求、經(jīng)濟(jì)承受力或者歐盟規(guī)劃等因素對(duì)實(shí)現(xiàn)可再生能源分?jǐn)偰繕?biāo)的影響，確定各成員國(guó)的可再生能源目標(biāo)。

縱觀國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)在推進(jìn)配額制時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

(1)在確定可再生能源發(fā)展目標(biāo)和配額指標(biāo)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持由上而下的研究方法，根據(jù)國(guó)家合理控制能源消費(fèi)總量和調(diào)整能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)的宏觀目標(biāo)確定可再生能源發(fā)展的總量目標(biāo)，而后分配到各省(市、區(qū))。

(2)如何根據(jù)可再生能源發(fā)展的需要，明確目標(biāo)中的主要因素，確定一個(gè)量化的可再生能源發(fā)展目標(biāo)，要對(duì)各地區(qū)可再生能源資源潛力及開發(fā)利用條件進(jìn)行深入的分析評(píng)價(jià)，對(duì)可再生能源市場(chǎng)潛力及發(fā)展前景進(jìn)行充分估計(jì)；對(duì)具體配額方案從能源需求、資金供應(yīng)、資源潛力、環(huán)境容量以及技術(shù)支持等方面進(jìn)行分析、評(píng)價(jià)。

(3)配額指標(biāo)既可以是可再生能源增長(zhǎng)的絕對(duì)量，也可以是一個(gè)增長(zhǎng)比例，但不論是絕對(duì)量還是增長(zhǎng)比例，通常都是一個(gè)明確的數(shù)字。對(duì)于配額指標(biāo)的地區(qū)分配綜合考慮消納責(zé)任、消納能力、發(fā)展?jié)摿Α㈦娋W(wǎng)布局等因素，可以以省為單位進(jìn)行可再生能源電力配額指標(biāo)分配，不同資源條件的省份承擔(dān)的配額指標(biāo)不同；同類型的省份承擔(dān)同等的配額指標(biāo)。此外，在智能電網(wǎng)全面建設(shè)階段，可以考慮效仿日本將配額指標(biāo)的分配與電網(wǎng)系數(shù)聯(lián)系起來。

2 中國(guó)可再生能源配額總量目標(biāo)及指標(biāo)分配原則

(1)明確性與發(fā)展性原則。大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源，已經(jīng)成為我國(guó)中國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略的一項(xiàng)長(zhǎng)期國(guó)策，因此在總量目標(biāo)制度的設(shè)計(jì)上應(yīng)著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，且總量目標(biāo)要非常明確，有具體的時(shí)間和量的概念。

(2)政府推動(dòng)與市場(chǎng)調(diào)節(jié)原則。既要堅(jiān)持政府推動(dòng)，又要充分考慮市場(chǎng)調(diào)節(jié)因素。政府作為執(zhí)行總量目標(biāo)制度的主體，出臺(tái)相關(guān)的激勵(lì)政策，以推動(dòng)總量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，要注意發(fā)揮市場(chǎng)的作用，以降低可再生能源發(fā)展成本。

(3)公平性和區(qū)域差異原則。在配額總量目標(biāo)的分解過程中要公平合理，對(duì)各個(gè)省市區(qū)的資源稟賦狀況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、電網(wǎng)發(fā)展?fàn)顩r等進(jìn)行綜合考慮，堅(jiān)持公平性和區(qū)域差異原則，使得各地的配額指標(biāo)有所差別，為實(shí)現(xiàn)配額指標(biāo)所采取的措施也同樣要實(shí)事求是和因地制宜。

3 可再生能源配額總量模型

3.1 總量目標(biāo)模型

在制定可再生能源配額總量目標(biāo)時(shí)，應(yīng)該考慮電力需求、環(huán)境保護(hù)、非化石能源發(fā)展等因素的可再生能源配額目標(biāo)的影響，建立包含滿足電力需求、非化石能源消費(fèi)比重、CO2減排目標(biāo)的多重目標(biāo)規(guī)劃模型。

(1)電力消費(fèi)需求目標(biāo)。電力消費(fèi)目標(biāo)函數(shù)以滿足規(guī)劃年電力消費(fèi)為目標(biāo)，構(gòu)建規(guī)劃年各能源發(fā)電總量滿足最小用電需求函數(shù)。

(2)非化石能源消費(fèi)比重目標(biāo)。非化石能源消費(fèi)比重目標(biāo)函數(shù)從優(yōu)化能源消費(fèi)和發(fā)電結(jié)構(gòu)出發(fā)，以非化石能源消費(fèi)占能源消費(fèi)總量的比例滿足規(guī)劃年的約束目標(biāo)。

(3)CO2減排目標(biāo)在此過程中只計(jì)算化石能源的碳排放。實(shí)施可再生能源配額制后，中國(guó)火電排放CO2要滿足不超過規(guī)劃年內(nèi)響應(yīng)CO2排放量的約束，構(gòu)建CO2排放量最小的目標(biāo)函數(shù)。

(1)

(2)

(3)

(4)

βq1≤CY

(5)

將上述函數(shù)轉(zhuǎn)化成多重目標(biāo)函數(shù)，滿足以上條件所求得的qY，1、qY,2、qY,3分別為規(guī)劃年的火電、水電、核電發(fā)電量，qY,4則為該規(guī)劃年的可再生能源配額總量目標(biāo)Z。

為了充分比較各種分配方案下，各省(市、區(qū))所分得配額指標(biāo)的差異，本文選取不同指標(biāo)分配原則進(jìn)行多方案比較。

方案Ⅰ：以基準(zhǔn)年不同地區(qū)消費(fèi)的可再生能源電量占全國(guó)可再生能源電力消費(fèi)的比例為依據(jù)進(jìn)行指標(biāo)分配。

方案Ⅱ：以可再生能源資源稟賦狀況為依據(jù)進(jìn)行指標(biāo)分配。

方案Ⅲ：以基準(zhǔn)年各(省、市、區(qū))可再生能源電力消費(fèi)狀況、資源稟賦狀況、電網(wǎng)約束條件及未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等因素為依據(jù)進(jìn)行指標(biāo)分配。

3.2 可再生能源指標(biāo)方案對(duì)比

3.2.1 方案Ⅰ

本節(jié)在計(jì)算各省(市、區(qū))可再生能源配額指標(biāo)時(shí)，采取自上而下的分解方法。其主要計(jì)算公式為

(8)

(9)

3.2.2 方案Ⅱ

(10)

(11)

3.2.3 方案Ⅲ

該方案假定規(guī)劃年各省市區(qū)的可再生能源配額比例由固定比例和浮動(dòng)比例這2部分組成。其中，固定比例包括2部分，基礎(chǔ)年的可再生能源電力配額比例及每年固定的增長(zhǎng)比例；浮動(dòng)比例則綜合考慮了經(jīng)濟(jì)水平、節(jié)能減排目標(biāo)、電網(wǎng)約束條件等對(duì)可再生能源配額的影響。因此，各省市區(qū)規(guī)劃年配額比例的浮動(dòng)部分是為關(guān)于非化石能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、CO2減排目標(biāo)、GDP增長(zhǎng)、電力需求及電網(wǎng)能力的函數(shù)，即

l3,i=l3,ci+lfix,i+ΔRi

(12)

ΔRi=λ(α1γRQ+α2Rnon-fossil)

(13)

(14)

式中：l3,i表示方案Ⅲ規(guī)劃年i省市區(qū)所分得的可再生能源發(fā)電量配額比例；l3,ci表示方案Ⅲ基礎(chǔ)年i省市區(qū)可再生能源發(fā)電量占全國(guó)的比例；lfix,i表示i省市區(qū)每年固定增加的可再生能源配額比例，其比例的大小與地區(qū)的資源稟賦情況有關(guān)；αi表示各種因素對(duì)可再生能源配額的影響因子；λ表示i省市區(qū)的電網(wǎng)約束條件；γ表示能源需求與市場(chǎng)協(xié)調(diào)因子；ΔRi表示由經(jīng)濟(jì)發(fā)展、能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)調(diào)等因素引起的配額比例的變動(dòng)；Qit表示i省市區(qū)參與市場(chǎng)交易的能源數(shù)量；Qip表示i省市區(qū)能源生產(chǎn)總量。

需要說明的是，按照各省市區(qū)的可再生能源資源稟賦狀況，分為5級(jí)。各級(jí)地區(qū)對(duì)可再生能源電力配額指標(biāo)增長(zhǎng)率的影響lfix,i因子取值如下所示。

(15)

3.3 非化石能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)

根據(jù)“電力工業(yè)十二五規(guī)劃”，2015年非化石可再生能源占一次能源消費(fèi)的比重達(dá)到11.9%；2020年非化石能源發(fā)電在一次能源消費(fèi)中比重為14.1%，電力工業(yè)為實(shí)現(xiàn)非化石能源在依次能源消費(fèi)中比重達(dá)到15%左右目標(biāo)的貢獻(xiàn)率為0.94。

Ri,non-fossil=(ri,non-fossil-rci,non-fossil)Rrenewable

(16)

(17)

3.4 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與電量的需求關(guān)系可以簡(jiǎn)單表示為

Qi=MGDPiqi,GDP

(18)

Qi=MGDPci(1+rGDP)qci,GDP(1-rq,GDP)

(19)

則由經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)因素引起的電力需求的變動(dòng)率可表示為：

RQ=(1+rGDP)(1-rq,GDP)-1

(20)

式中：Qi表示省市區(qū)電量需求；MGDPi表示i省的生產(chǎn)總值；qi,GDP表示單位GDP產(chǎn)值的需電量；rQ表示GDP變動(dòng)對(duì)電力需求的影響率；rGDP表示規(guī)劃年GDP增長(zhǎng)率；rq,GDP表示規(guī)劃年單位GDP產(chǎn)值需電量下降率。

3.5 電網(wǎng)約束條件

在配額電量分配時(shí)，根據(jù)各地區(qū)電網(wǎng)條件不同，充分考慮電壓隨可再生能源裝機(jī)容量變化的調(diào)整率，即當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)條件較好時(shí)，調(diào)整率λ可取為1，實(shí)行較高的配額指標(biāo)，若電網(wǎng)條件較差，調(diào)整率λ可取為0.9，實(shí)行較低的配額指標(biāo)。

4 算例分析

本文以2013年為基準(zhǔn)年，2015年為計(jì)劃年，探討2015年中國(guó)實(shí)施可再生能源配額的最佳方案。

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

按照電力工業(yè)“十二五”規(guī)劃綱要總體要求， 2015年能源發(fā)展的主要目標(biāo)是：實(shí)施能源消費(fèi)強(qiáng)度和消費(fèi)總量雙控制，能源消費(fèi)總量40 億t標(biāo)煤，用電量6.15 萬(wàn)億kW·h，火電供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗下降到323 g/(kW·h)。一次能源供應(yīng)能力43億t標(biāo)準(zhǔn)煤，其中國(guó)內(nèi)生產(chǎn)能力36.6億t標(biāo)準(zhǔn)煤，非化石能源消費(fèi)比重提高到11.4%，非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重達(dá)到30%。可再生能源電力總量目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)主要參數(shù)取值如表1所示。

表1 可再生能源電力總量目標(biāo)規(guī)劃函數(shù)主要參數(shù)取值

4.2 總量目標(biāo)測(cè)算

建立的3個(gè)目標(biāo)約束條件，以滿足電力需求為第一優(yōu)先級(jí)，以滿足CO2排放量為第二優(yōu)先級(jí)，以滿足非化石能源比例為第3優(yōu)先級(jí)建立關(guān)于可再生能源發(fā)展總量目標(biāo)的多重目標(biāo)規(guī)劃模型。其目標(biāo)優(yōu)化模型為：

(19)

(20)

將數(shù)據(jù)代入目標(biāo)規(guī)劃公式，得到2015年發(fā)電結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)結(jié)果。由計(jì)算結(jié)果知，2015年全國(guó)電力需求總量為61 500 億kW·h，火電、水電、核電發(fā)電量分別為47 328、10 873、1 248 億kW·h；可再生能源發(fā)電量目標(biāo)為1 362 億kW·h，占全國(guó)電力需求的3.27%。

4.3 不同方案下配額指標(biāo)測(cè)算

根據(jù)不同分配方案對(duì)該比例進(jìn)行分配，為簡(jiǎn)便計(jì)算，對(duì)方案Ⅲ做以下假設(shè)：

(1)各省市區(qū)規(guī)劃年較基礎(chǔ)年非化石能源消費(fèi)比重提高3%；

(2)各省市區(qū)規(guī)劃年電網(wǎng)輸送能力系數(shù)均為0.9；

(3)各省市區(qū)規(guī)劃年市場(chǎng)開放度為0.3；

表22015年各省(市、區(qū))可再生能源電力配額指標(biāo)

Tab.2RPSforprovinces(cities,regions)in2015(basedondifferentscenarios) 億kW·h

4.4 結(jié)果分析

本小結(jié)從可再生能源電力消納的社會(huì)環(huán)境效益和社會(huì)成本兩個(gè)角度對(duì)各種方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，并做以下假設(shè)：

(1)規(guī)劃年我國(guó)實(shí)行可再生能源發(fā)展補(bǔ)貼制度，全社會(huì)購(gòu)買可再生能源電力比常規(guī)電力所多支付的差價(jià)作為消納可再生能源電力的社會(huì)成本；

(2)同單位可再生能源電力在不同地區(qū)消納所帶來的社會(huì)環(huán)境效益是相等；

(3)規(guī)劃年我國(guó)仍實(shí)行可再生能源固定上網(wǎng)電價(jià)制度，根據(jù)所處地區(qū)的資源狀況，分為0.51、0.54、0.58、0.61 元/(kW·h)這四大類。

3種方案下2015年全國(guó)消納的可再生能源電力均為1 362 億kW·h，由假設(shè)(2)知可再生能源電力帶來的社會(huì)環(huán)境效益是相等的。因此，只需要比較不同方案下，全社會(huì)為消納可再生能源電力支付的社會(huì)成本差異情況，經(jīng)計(jì)算得各省市為消納可再生能源多支付的成本如表3所示。

表3不同方案下各省市區(qū)消納可再生能源電力的社會(huì)成本

Tab.3Socialcostofeachprovinces(cities,regions)in2015(basedondifferentscenarios) 10億元

經(jīng)計(jì)算知，3種方案下消納1 362億kW·h可再生能源電力所支付的社會(huì)成本分別為396.43、424.93、386.22 億元，平均消納單位可再生能源電力較常規(guī)電力所多支付0.29、0.31、0.28 元/(kW·h)。

因此，從補(bǔ)貼效率的角度看，第3種配額方案較為有效；從補(bǔ)貼額度的角度看，消納相同數(shù)量的可再生能源電力3種方案所需補(bǔ)貼資金不同，一定程度上反映出我國(guó)現(xiàn)行可再生能源電力補(bǔ)貼機(jī)制存在一定的不合理性。

5 結(jié) 論

(1)本文建立了可再生能源電力總量目標(biāo)預(yù)測(cè)模型和3種配額指標(biāo)分解模型，選取2015年為規(guī)劃年，對(duì)中國(guó)可再生能源電力配額方案進(jìn)行了深入探討，并從環(huán)境效益和社會(huì)成本兩個(gè)方面進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。測(cè)算結(jié)果表明，2015年中國(guó)電力需求總量為61 500 億kW·h，可再生能源電力總量目標(biāo)為1 362 億kW·h，配額總量目標(biāo)為3.27%。

(2)建立與中國(guó)電力市場(chǎng)及可再生能源發(fā)展階段相適應(yīng)的總量目標(biāo)及指標(biāo)分解模型對(duì)促進(jìn)可再生能源健康發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。在進(jìn)行可再生能源電力配額方案制定時(shí)，應(yīng)注意：①采取自上而下的方式，先設(shè)定總量目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家對(duì)可再生能源消費(fèi)總量的控制，再依據(jù)歷史可再生能源電力消費(fèi)情況、資源稟賦狀況、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況、資源稟賦狀況、電網(wǎng)約束狀況等因素確定各省(市、區(qū))的具體配額指標(biāo)，使可再生能源電力在全范圍內(nèi)合理分配。②對(duì)指標(biāo)分配方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，盡可能小的降低可再生能源電力消納的社會(huì)成本，提高可再生能源發(fā)電補(bǔ)貼的效率和效益。

(3)中國(guó)應(yīng)該加快電力市場(chǎng)改革，進(jìn)一步完善可再生能源價(jià)格機(jī)制和補(bǔ)貼機(jī)制，在促進(jìn)可再生能源電力消納的同時(shí)，提高補(bǔ)貼效率和效益。

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(編輯：蔣毅恒)

OptimalAllocationModelofRenewableEnergyQuota

WU Rui, HE Yongxiu

(School of Economics and Management, North China Electric Power University, Beijing 102206, China)

To establish a reasonable amount target model and develop a practical target decomposition scheme, this paper deathly analyzed the typical countries’ experience of formulating renewable energy developing target and quota scheme, and built the prediction model of the total power target of renewable energy and the quota decomposition model based on the potential and consumption of renewable energy, combined with the Chinese conditions and the status of renewable energy development. With selecting 2015 as planning year, the renewable energy quota scheme in China was discussed in depth, and its economic evaluation was carried on from the aspects of environmental benefits and social costs. The results show that it should apply top-down decomposition method in the development of renewable energy quota in China, as well as comprehensively consider the structure of non-fossil energy consumption, CO2emission reduction targets, GDP(gross national product)growth, and the influence of electricity demand and grid capacity on quota proportion.

renewable energy; portfolio standard; total amount target; multi-objective programming; subsidies efficiency

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(71273089)。

F 426.2;F 224

： A

： 1000-7229(2014)06-0147-06

10.3969/j.issn.1000-7229.2014.06.028

2014-03-31

：2014-04-08

吳銳(1989)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏?jīng)濟(jì)與管理，E-mail：wurui0208@sina.cn；

何永秀(1970)，女，博士，研究方向?yàn)殡娏?jīng)濟(jì)與管理，E-mail：heyongxiu@ncepu.edu.cn。