貴陽市能源需求預(yù)測及能源規(guī)劃與優(yōu)化

1 貴陽市能源需求預(yù)測及能源規(guī)劃與優(yōu)化簡要報告

我國是一個以煤為主要能源的國家，1990年煤炭消費(fèi)量已達(dá)10.5億t，占當(dāng)年我國一次能源消費(fèi)總量的76.19%。煤炭的大量消費(fèi)帶來了諸多區(qū)域及全球的環(huán)境問題。預(yù)計我國未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展對煤炭的需求還將持續(xù)增長。由此可能引起的環(huán)境問題諸如煙塵污染，酸雨污染以及溫室效應(yīng)等會更加嚴(yán)重。由聯(lián)合國開發(fā)計劃署資助的“中國城市燃煤大氣污染控制”項目將針對中國有代表性的城市因燃煤引起的大氣環(huán)境問題，定量地研究這些城市目前及未來的能源開發(fā)及利用對環(huán)境產(chǎn)生的影響，提出今后經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的最優(yōu)方案。

該項目貴陽市作為示范城市之一，其研究目的在于為地方政府開發(fā)具有決策支持功能的信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)動態(tài)性的經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃。

在完成三個城市的能源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃之后，將進(jìn)一步開發(fā)出一套適用于我國中小城市的計算機(jī)化的決策支持系統(tǒng)，以便在全國推廣使用。該項研究將使經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境管理決策工作朝著科學(xué)化、現(xiàn)代化邁進(jìn)。屆時可望提供的研究成果如下：

(1)可供部分中小城市采用的經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展決策支持系統(tǒng)的計算機(jī)軟件。

(2)問三個示范城市提供可以進(jìn)行能源需求預(yù)測、大氣環(huán)境質(zhì)量預(yù)測以及經(jīng)濟(jì)效益分析等系統(tǒng)，以完成示范城市的多目標(biāo)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、能源、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)計算機(jī)模型運(yùn)行及圖形輸出軟件。

(4)建立三個示范城市計算機(jī)工作站。

1.1 貴陽市經(jīng)濟(jì)發(fā)展與能源環(huán)境現(xiàn)狀

貴陽市是貴州省省會，是全省政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)技術(shù)中心和西南地區(qū)重要交通、通訊樞紐。貴陽市地處云貴高原東側(cè)，四周群山環(huán)抱。貴陽市擁有豐富的生物、礦產(chǎn)、能源和旅游資源，是一座綜合型的新型工業(yè)城市，也是全國鋁、釬鋼、磨料、儀器儀表、精密光學(xué)儀器的主要生產(chǎn)基地之一。全市現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)l 277家，以冶金、機(jī)械電子、電力、煤炭、卷煙、食品、化工、建材為主。1990年，貴陽市國內(nèi)生產(chǎn)總值達(dá)到44.52億元，其中農(nóng)業(yè)2.73億元、工業(yè)26.23億元、交通運(yùn)輸業(yè)1.52億元、商業(yè)0.19億元、建筑業(yè)2.4億元、非物質(zhì)生產(chǎn)部門11.44億元。

1990年，貴陽市能源消費(fèi)總量達(dá)到230萬tce，其中煤炭309萬t、石油11.57萬t、水電1174萬kWh。煤炭在其一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位，為92.82%、石油占7.13%、水電僅占0.05%。煤炭的大量消費(fèi)引起了嚴(yán)重的環(huán)境污染，監(jiān)測表明，1990年貴陽市二氧化硫排放量為23.24萬t，煙塵排放量為8.09萬t。1989-1992年，二氧化硫年日均值平均為0.394 mg/m3，超過國家規(guī)定的二氧化硫三級標(biāo)準(zhǔn)的294個百分點(diǎn)。雨量pH值平均為4.4，形成了較強(qiáng)的酸雨污染：TSP年日均值平均為0.402 mg/m3，超過國家規(guī)定的TSP二級標(biāo)準(zhǔn)的101個百分點(diǎn)，污染也相當(dāng)嚴(yán)重。二氧化硫污染、煙塵污染，尤其是形成的較強(qiáng)酸雨的威脅，給貴陽市人民生活及健康帶來了極大損害。

1.2 能源需求預(yù)測

本項研究能源需求預(yù)測應(yīng)用了長期能源多方案規(guī)劃系統(tǒng)模型。預(yù)測以貴陽市未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化、節(jié)能率、人口增長及用能水平等為基本依據(jù)。預(yù)測以1990年為基期，2000年、2010年為預(yù)測期。根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲取性，選擇了國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)作為經(jīng)濟(jì)預(yù)測指標(biāo)。按照市政府規(guī)劃，1990-2000年，GDP平均增長率將達(dá)到11.74%，2000-2010年年均增長率達(dá)到9.5%。這樣，貴陽市GDP產(chǎn)值在1990年44.52億元的基礎(chǔ)上，到2000年增加到135.2億元、到2%元增加到338.9億元.按此規(guī)劃目標(biāo)預(yù)測的能源需求，我們規(guī)定為基礎(chǔ)方案。

為便于分析研究，我們在市政府上述規(guī)劃的基礎(chǔ)上，又作了高速度與低速度的能源需求預(yù)測。高速度經(jīng)濟(jì)發(fā)展1990-2000年年均增長率比市政府規(guī)劃的11.74 %高1.26個百分點(diǎn)，將達(dá)到13%;低速度經(jīng)濟(jì)發(fā)展比市政府規(guī)劃的低1.74個百分點(diǎn)，為10%。2000-2010年高速度年均增長率比市政府規(guī)劃的高1.1個百分點(diǎn)，將達(dá)到10.6%，低速度比市政府規(guī)劃的低1個百分點(diǎn)，為8.5%。

節(jié)能對能源需求、能源供應(yīng)影響很大，節(jié)能也是減輕環(huán)境污染的重要措施。根據(jù)貴陽市政府的規(guī)劃，1990-2000年能源節(jié)約率將達(dá)到3.60%、2000-2010年達(dá)到3.25 %。屆時，GDP萬元產(chǎn)值能耗由1990年的122.5 GJ下降到2000年的86.13GJ、2010年的62.6 GJ。為了進(jìn)一步分析節(jié)能的重要戰(zhàn)略地位，我們作了強(qiáng)化節(jié)能方案的預(yù)測。強(qiáng)化節(jié)能方案以基礎(chǔ)方案數(shù)據(jù)設(shè)置為基礎(chǔ)，即相對于基礎(chǔ)方案同一GDP經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)、同樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及人口增長速度，將規(guī)劃期內(nèi)節(jié)能率在基礎(chǔ)方案節(jié)能率的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高，實(shí)現(xiàn)總需求與總供給的減少。強(qiáng)化節(jié)能方案1990-2000年節(jié)能率為4.54%、2000-2010年為4.2%，分別比基礎(chǔ)方案提高了0.94個百分點(diǎn)與0.90個百分點(diǎn)。即GDP萬元產(chǎn)值能耗由1990年的122.5 GJ下降到2000年的78.6 GJ、2010年的52.2 GJ。

能源消費(fèi)構(gòu)成與供應(yīng)構(gòu)成對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)都將產(chǎn)生重大影響。為此，我們又作了替代方案下的能源需求預(yù)測。替代方案也相對于基礎(chǔ)方案，滿足同一的經(jīng)濟(jì)發(fā)展目標(biāo)，將單位GDP萬元產(chǎn)值能耗構(gòu)成中煤炭比重相對降低、清潔能源比例相對增加而設(shè)置的方案。與基礎(chǔ)方案相比，替代方案單位GDP萬元產(chǎn)值能耗構(gòu)成中到2000年煤炭比重將降低12個百分點(diǎn)，石油比重上升12個百分點(diǎn);到2010年煤炭比重降低37個百分點(diǎn)，石油比重上升37個百分點(diǎn)。屆時，貴陽市能源結(jié)構(gòu)將得到較好的優(yōu)化。

上述三種方案(基礎(chǔ)方案、強(qiáng)化節(jié)能方案、替代方案)的每一種方案，經(jīng)濟(jì)發(fā)展分別按高、中、低三種速度進(jìn)行終端能源需求預(yù)測。這樣，將產(chǎn)生9個不同情景下的終端能源需求預(yù)測結(jié)果。

從基礎(chǔ)方案中速度終端能源需求預(yù)測結(jié)果表明，到2000年，貴陽市終端能源需求量將達(dá)到392萬tce，到2010年達(dá)到713萬tce。在其終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，煤炭仍將是其主要能源。到2000年煤炭占終端能源消費(fèi)總量的比重達(dá)到53.3%、到2010年達(dá)到52.2%。

1.3 貴陽市九個可供選擇的能源供應(yīng)方案

長期能源多方案規(guī)劃系統(tǒng)模型能源轉(zhuǎn)換子模塊以終端能源需求預(yù)測結(jié)果為基礎(chǔ)，考慮能源加工轉(zhuǎn)換損失與能源輸送分配損失，根據(jù)當(dāng)?shù)啬茉促Y源的擁有量，摸擬生成能源供應(yīng)方案。前面有9個不同情景的終端能源需求預(yù)測結(jié)果，這樣，將相應(yīng)產(chǎn)生9個不同的可供選擇的能源供應(yīng)方案。

能源供應(yīng)基礎(chǔ)方案高速度、中速度、低速度能源供應(yīng)總量到2000年分別達(dá)到1.50億GJ、1.39億GJ.1.25億GJ，到2010年分別達(dá)到2.94億GJ、2.39億GJ、1.99億GJ。從這二個供應(yīng)方案來看，煤炭將是貴陽市未來能源供應(yīng)的主要能源，到2000年煤炭在能源供應(yīng)總量中分別占到87%、89%、89%，到2010年分別占到82%、86%、87%。石油在能源供應(yīng)總量中略有增加，到2000年分別占到13 %、11%、11%，到2010年分別占到18%、14 %、13%。水電在未來也將得到應(yīng)有的發(fā)展，到2000年達(dá)到4 800萬kWh，到2010年達(dá)到8 800萬kWh。

能源供應(yīng)強(qiáng)化節(jié)能方案高速度、中速度、低速度能源供應(yīng)總量到2000年分別為1.39億GJ、1.29億GJ、1.16億GJ，到2010年分別為2.48億GJ、2.03億GJ、1.71億GJ。與基礎(chǔ)方案相比，到2000年分別減少能源供應(yīng)總量1 1 17萬GJ、1 046萬GJ、917萬GJ，到2010年分別減少4 694萬GJ、3 623萬GJ、2 943萬GJ。石油供應(yīng)量到2000年分別為46萬t、36萬t、30萬t，到2010年分別為123萬t、75萬t、61萬t。水電供應(yīng)量與基礎(chǔ)方案相同。在強(qiáng)化節(jié)能方案中能源供應(yīng)總量的減少主要用于煤炭供應(yīng)的減少，因而，能源結(jié)構(gòu)得到了相應(yīng)的優(yōu)化，到2000年三個方案石油、水電在能源供應(yīng)總量的比重分別增加1.06、1.00、0.85個百分點(diǎn)，到2010年分別增加3.37、2.43、2.31個百分點(diǎn)。

能源供應(yīng)替代方案高速度、中速度、低速度能源供應(yīng)總量與基礎(chǔ)方案相同，但其清潔能源所占的比重有了相應(yīng)的增加。到2000年這三個方案與基礎(chǔ)方案相比，煤炭比重分別減少8.12、8.61、9.19個百分點(diǎn);到2010年分別減少17.54、17.29、17.53個百分點(diǎn)。石油供應(yīng)量有了明顯的增加，到2000年分別增加6.37、6.37、7.10個百分點(diǎn)，到2010年分別增加15.24、14.46、14.14個百分點(diǎn)。水電供應(yīng)量也將有較大的增加，到2000年三個方案水電供應(yīng)量平均增加7.27億kWh，到2010年平均增加18.81億kWh。