智能電網(wǎng)環(huán)境效益理論研究及評(píng)價(jià)模型

王程

摘要：通過(guò)對(duì)智能電網(wǎng)的環(huán)境效益組成因素進(jìn)行分析，得出智能電網(wǎng)的環(huán)境效益主要包括節(jié)能減排效益與可持續(xù)發(fā)展效益。選擇替代市場(chǎng)評(píng)價(jià)法中的防護(hù)費(fèi)用法來(lái)分折智能電網(wǎng)環(huán)境效益，確定了節(jié)能減排效益與可持續(xù)發(fā)展效益的估算模型。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng) ?環(huán)境效益 ?節(jié)能減排 ?可持續(xù)發(fā)展

0 引言

智能電網(wǎng)作為近年新興的一種優(yōu)化資源配置的電力網(wǎng)絡(luò)，為了規(guī)劃其建設(shè)投資及分析產(chǎn)生的效益，眾多研究者對(duì)智能電網(wǎng)進(jìn)行了大量研究和實(shí)踐。但目前我國(guó)對(duì)智能電網(wǎng)的研究主要體現(xiàn)在技術(shù)與營(yíng)運(yùn)、投資的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益、發(fā)展規(guī)劃與政策建議等方面，而沒(méi)有對(duì)智能電網(wǎng)投資建設(shè)帶來(lái)的環(huán)境效益進(jìn)行系統(tǒng)研究。

本文對(duì)智能電網(wǎng)的研究，重點(diǎn)考慮智能化電網(wǎng)建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響及電網(wǎng)智能化建設(shè)后區(qū)別于傳統(tǒng)電網(wǎng)的給環(huán)境帶來(lái)的額外效益。

1 智能電網(wǎng)環(huán)境效益組成因素分析

智能電網(wǎng)建設(shè)作為一項(xiàng)工程建設(shè)，其環(huán)境效益主要包括直接環(huán)境效益和間接環(huán)境效益。

直接環(huán)境效益即工程的環(huán)境效益，也就是此工程的節(jié)能減排效益。如果某項(xiàng)工程的建設(shè)可以減少有害氣體排放、節(jié)約能源，就不會(huì)有因環(huán)境污染而產(chǎn)生社會(huì)性經(jīng)濟(jì)損失，則可以認(rèn)為此項(xiàng)工程節(jié)約的環(huán)境經(jīng)濟(jì)價(jià)值，就是該工程的節(jié)能減排效益。對(duì)于智能電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，其直接環(huán)境效益主要體現(xiàn)在滿(mǎn)足用戶(hù)電力需求基礎(chǔ)上，通過(guò)提高煤炭使用效率和清潔能源并網(wǎng)所減少的有害氣體排放所帶來(lái)的效益。

間接環(huán)境效益被認(rèn)為是隨著社會(huì)發(fā)展所帶來(lái)的可持續(xù)發(fā)展方面的效益，智能電網(wǎng)的間接環(huán)境效益就是智能電網(wǎng)的可持續(xù)發(fā)展效益，主要體現(xiàn)在提高單位能源的利用率、提高電能穩(wěn)定性而減少故障損失、節(jié)約土地資源、引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行環(huán)保生產(chǎn)、指引用戶(hù)進(jìn)行綠色消費(fèi)等諸多方面。

2 智能電網(wǎng)環(huán)境效益評(píng)估方法選擇

目前，對(duì)于智能電網(wǎng)環(huán)境效益評(píng)估主要有傳統(tǒng)市場(chǎng)法、替代市場(chǎng)法和假想市場(chǎng)法三種方法。

傳統(tǒng)市場(chǎng)法又被稱(chēng)為直接評(píng)價(jià)法，是直接用貨幣價(jià)格來(lái)評(píng)價(jià)由于環(huán)境質(zhì)量變化而帶來(lái)的價(jià)值影響，廣泛用于因環(huán)境變動(dòng)而形成的物理影響的評(píng)價(jià)，并對(duì)物理影響給予相應(yīng)的市場(chǎng)價(jià)值，所以又稱(chēng)為物理影響的市場(chǎng)評(píng)價(jià)法。傳統(tǒng)市場(chǎng)法具有應(yīng)用廣泛、理解容易、直觀、易于計(jì)算和調(diào)整等特點(diǎn)。但也存在一定的局限性，如采用的價(jià)格隨市場(chǎng)環(huán)境變化而產(chǎn)生較大的偏差、過(guò)量假設(shè)導(dǎo)致的誤差、某些重復(fù)性論證計(jì)算等。直接市場(chǎng)評(píng)價(jià)法主要包含生產(chǎn)函數(shù)法、人力資本法、重置成本法和機(jī)會(huì)成本法。

替代市場(chǎng)法又稱(chēng)為間接市場(chǎng)評(píng)價(jià)法，是使用某些有價(jià)替代物的市場(chǎng)價(jià)格作為價(jià)值，來(lái)代替要衡量的無(wú)市場(chǎng)價(jià)格或缺少價(jià)格信息的環(huán)境物品的一種評(píng)價(jià)方法。

它主要是通過(guò)對(duì)環(huán)境的偏好來(lái)估計(jì)環(huán)境質(zhì)量變化所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，使用替代市場(chǎng)評(píng)價(jià)法的關(guān)鍵在于確定哪些環(huán)境物品是可替代的環(huán)境物品。替代市場(chǎng)法可以利用本身沒(méi)有價(jià)格的信息來(lái)進(jìn)行評(píng)估，這是直接市場(chǎng)法所無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。但替代市場(chǎng)法的使用要求一個(gè)相對(duì)成熟穩(wěn)定且具有大量信息的市場(chǎng)環(huán)境。主要可分為旅行費(fèi)用法、房產(chǎn)價(jià)格法、工資差額法和防護(hù)費(fèi)用法，其中房產(chǎn)價(jià)格法、工資差額法和防護(hù)費(fèi)經(jīng)常被用于環(huán)境污染的評(píng)價(jià)中。

假想市場(chǎng)法，是通過(guò)對(duì)人們進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查的方式，來(lái)獲取人們對(duì)于環(huán)境質(zhì)量改善或損失的支付或受償意愿來(lái)估算環(huán)境物品的價(jià)格，適用于市場(chǎng)產(chǎn)出與環(huán)境變化沒(méi)有直接影響的物品。假想市場(chǎng)法特別適用于那些受人的意志選擇影響比較大的環(huán)境價(jià)值評(píng)估，如自然景觀和文化古跡等。但是由于被調(diào)查者的意識(shí)程度與思維方向不同，調(diào)查結(jié)果存在一定的偏差，導(dǎo)致調(diào)查結(jié)果準(zhǔn)確性較低。

通過(guò)比較以上三種評(píng)估法，根據(jù)智能電網(wǎng)環(huán)境效益的評(píng)估內(nèi)容，本文選用替代市場(chǎng)評(píng)價(jià)法中的防護(hù)費(fèi)用法來(lái)分折智能電網(wǎng)環(huán)境效益。

3 智能電網(wǎng)的節(jié)能減排效益

3.1節(jié)能減排效益分析 在低碳減排的綠色大背景下提出的智能電網(wǎng)可以有效應(yīng)對(duì)能源危機(jī)，同時(shí)也能快速發(fā)展清潔能源。智能電網(wǎng)比傳統(tǒng)電網(wǎng)具有更高的兼容性，可以容納更多數(shù)量、更大規(guī)模、類(lèi)型不同的發(fā)電設(shè)備進(jìn)行并網(wǎng)，特別是可以提高分布式可再生清潔能源電源的并網(wǎng)能力。

隨著全球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，煤碳等化石燃料已成為各國(guó)重要的戰(zhàn)略物資。根據(jù)最樂(lè)觀的探明儲(chǔ)量估計(jì)值預(yù)測(cè)，在開(kāi)采量保持不變的情況下，目前全球煤炭的可開(kāi)采年限為415年，石油41年，天然氣165年。化石資源面臨枯竭，世界將產(chǎn)生嚴(yán)重的能源危機(jī)?；茉吹拇罅块_(kāi)采與使用，不但對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不可逆的嚴(yán)重破壞，還因其產(chǎn)生的碳、硫、氮等元素被排放到空氣，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。所以尋找節(jié)能環(huán)保的新能源，已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急。風(fēng)能、光伏太陽(yáng)能可再生清潔能源應(yīng)運(yùn)而生?？稍偕鍧嵞茉吹氖褂貌坏梢怨?jié)約化石資源，降低不可再生能源消耗，而且因其較少使用或不使用化石燃料，而很大程度降低碳、硫等氣體排放量，大大減少環(huán)境污染。

由以上分析可知，智能電網(wǎng)的節(jié)能減排效益主要是通過(guò)清潔能源并網(wǎng)、儲(chǔ)能及提高能源使用效率來(lái)體現(xiàn)的。

3.2 智能電網(wǎng)節(jié)能減排效益估算模型 為了衡量智能電網(wǎng)在發(fā)電側(cè)的節(jié)能減排影響，引入節(jié)煤指標(biāo)C，

C=∑λWi ? ? ? ?（1）

其中，Wi=TiICi ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

上式λ——電力綜合耗能指數(shù)，即每度電折合的標(biāo)煤量;Wi——第i種發(fā)電裝置并網(wǎng)發(fā)電量;Ti——第i種發(fā)電機(jī)組年平均利用小時(shí)數(shù);ICi——第i種發(fā)電機(jī)組裝機(jī)容量。

將每種發(fā)電途徑排放污染氣體總量相加，就可以得到第j種污染氣體排放總量。

Vj=∑λajWi ? ? ? ?（3）endprint

式中Vj——第j種污染氣體排放總量;aj——標(biāo)煤燃燒排放環(huán)保指數(shù)，即燃燒一噸標(biāo)煤排放第j種氣體量。

將智能電網(wǎng)節(jié)能減排效益進(jìn)行經(jīng)濟(jì)量化計(jì)算，即

E1=PjλajTiICi+δ ? ? ? ? ? ? ?（4）

式中Pj——第j種氣體的排放價(jià)格;δ——為浮動(dòng)偏差。

用式（4）可以估算出智能電網(wǎng)節(jié)能減排的環(huán)境效益。

4 智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展效益

4.1 智能電網(wǎng)可持續(xù)發(fā)展效益分析 智能電網(wǎng)可以有效提高節(jié)能電壓調(diào)節(jié)控制水平，提供更大的電力輸送能力，降低輸送過(guò)程中的電能損失，減少配電損耗，降低煤炭邊際成本。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)都占用大量資源，而智能電網(wǎng)技術(shù)的使用加強(qiáng)了電網(wǎng)中消費(fèi)側(cè)與發(fā)電側(cè)的溝通，對(duì)發(fā)電變電建設(shè)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高土地資源利用率，減少生態(tài)破壞，具有可持續(xù)發(fā)展意義。

與電源側(cè)相比，用電側(cè)資源具有成本低、響應(yīng)速度快、零排放等優(yōu)點(diǎn)，在相同供電可靠性的情況下，用智能電網(wǎng)中需求側(cè)資源替代供電成本較高的部分供應(yīng)側(cè)資源，降低總系統(tǒng)供電成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，減少環(huán)境污染，形成低碳電力系統(tǒng)的建設(shè)。本文采取需求響應(yīng)與降低線(xiàn)損帶來(lái)的節(jié)電能力來(lái)分析可持續(xù)發(fā)展效益。

4.2 可持續(xù)發(fā)展效益估算模型 在效益的環(huán)境效益，及可持續(xù)發(fā)展效益的基礎(chǔ)上，可持續(xù)發(fā)展效益可量化表示為：

E1=Pjλajqi ? ? ? ? ? ? ? ?（5）

其中 Pj——為第j種氣體的排放價(jià)格;λ——電力綜合耗能指數(shù)，即每度電折合的標(biāo)煤量;aj——為標(biāo)煤燃燒排放環(huán)保指數(shù)，即燃燒一噸標(biāo)煤排放第j種氣體量;qi——為第i種途徑的節(jié)電量。使用此估算模型可以估算出智能電網(wǎng)的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展效益。

5 結(jié)論

本文主要分析了進(jìn)行智能電網(wǎng)項(xiàng)目建設(shè)帶來(lái)的環(huán)境效益。首先，通過(guò)對(duì)電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)三方面分析，將環(huán)境效益主要?dú)w納為節(jié)能減排效益與可持續(xù)發(fā)展效益兩方面。然后，在此基礎(chǔ)上并闡述了兩方面效益所包含的主要內(nèi)容，建立了智能電網(wǎng)環(huán)境效益估算模型，為繼續(xù)研究智能電網(wǎng)的環(huán)境效益提供有效的理論依據(jù)。

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