区域能源系统减排效应评估及不确定优化管理研究

摘要

科学合理的能源系统规划与管理是保障人类社会、经济、环境协调发展的基础，然而，进入21世纪以来，经济的快速发展与人口的增长、城镇化进程的加快给能源系统管理带来了越来越大的压力。能源系统内部面临着供需矛盾、结构不合理、技术落后的窘境，而愈发严峻的大气污染形势更加凸显外部的环境压力。此外，能源系统内部多种因子的动态变化与多层交互又增加了系统的不确定性与管理工作的难度。因此，量化评估区域能源系统节能减排的经济环境效应，开展基于不确定性优化理论的区域能源结构调整研究，对于区域能源结构优化与环境质量改善，促进经济社会与环境的协调发展具有重要的意义。
　　本研究在对区域能源系统综合分析的基础上，旨在建立区域能源系统减排效应评估方法，量化评估区域能源系统、减排策略以及环境保护之间复杂关系，构建基于总量控制的区域能源结构优化调控模型，动态表征区域能源系统和环境系统的互动关系，并通过上海市能源结构减排效应分析及模型调控管理的实例验证模型体系的实用性，以期为区域能源系统综合管理提供决策支持。具体研究内容包括:(1)针对能源系统内部供需矛盾与结构转型难等问题，在已有的不确定性理论与方法的基础上，考虑离散补偿成本风险与系统收益，建立基于区间两阶段随机规划和鲁棒方法的区域能源系统规划模型;(2)以上海市重点能源行业为研究对象，建立区域温室气体和二氧化硫减排核算方法，开展区域温室气体和二氧化硫减排以及排放核算研究，明确重点行业能源需求与污染物排放之间的互动关系;(3)从区域能源结构调整及环境污染协同减排的角度，测算上海市电力行业多种污染物与二氧化碳的排放量及减排潜力，分析不同发电方式装机比例与污染排放的关系;(4)分析上海市电力系统的复杂性与不确定性，针对能源供需矛盾与污染物减排的双向压力，建立基于煤炭总量控制与多种污染物排放总量控制的上海市能源结构优化调控模型，实现上海市能源的优化配置和经济规划，进而保障区域经济社会的稳定发展。
　　总体来看，本研究是对能源系统节能减排的压力评估与经济环境效益分析、不确定性模型等研究的进一步完善，所开展的上海市能源结构调整及环境污染协同减排效应研究、基于双总量控制的能源结构优化调控研究更加贴近相关政策与实际管理工作，迸一步丰富了不确定性能源系统优化的案例研究，能够为实现区域经济、社会与能源系统的协调、可持续发展提供一定的理论方法支撑。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究目的意义

1．3 主要研究内容

1．4 研究思路与框架

第2章 文献综述

2．1 能源系统减排评估研究进展

2．1．1 能源系统减排措施研究

2．1．2 减排效应评估研究

2．1．3 总结

2．2 不确定性优化方法研究进展

2．3 能源系统优化管理研究进展

2．3．1 能源系统管理研究

2．3．2 能源系统优化决策研究

2．3．3 总结

2．4 小结

第3章 基于两阶段随机鲁棒追索的能源系统规划模型研究

3．1 研究背景

3．2 研究方法

3．3 案例研究

3．3．1 研究系统概述

3．3．2 模型构建

3．3．3 数据收集

3．4 结果分析与讨论

3．4．1 不考虑碳捕集、利用和封存技术

3．4．2 考虑碳捕集、利用和封存技术

3．4．3 讨论

3．5 小结

第4章 上海市重点能源行业节能减排压力分析

4．1 上海市节能减排概述及分析

4．1．1 上海市能源环境系统节能减排现状

4．1．2 上海市重点行业节能减排现状

4．2 上海市重点行业节能减排核算方法体系研究

4．2．1 节能减排核算范围界定

4．2．2 节能减排核算理论研究

4．3 上海市重点行业节能减排结果分析

4．4 本章小结

第5章 基于能源结构调整的上海市大气污染物减排效应研究

5．1 引言

5．2 区域电力行业发展特征

5．2．1 装机与消费总量分析

5．2．2 电力结构调整分析

5．2．3 节能减排效果分析

5．3 区域电能供应情景设计与分析

5．3．1 不同装机比例情景设计

5．3．2 污染物排放计算系数

5．4 结果分析

5．4．1 不同煤电装机比例下大气污染物及CO2排放分析

5．4．2 不同燃气装机比例下大气污染物及CO2排放分析

5．4．3 不同新能源装机比例下大气污染物及CO2排放分析

5．4．4 政策建议和污染物总量控制措施

5．5 小结

第6章 双总量控制下上海市能源结构优化调控研究

6．1 引言

6．2 能源系统双总量控制模式分析

6．3 基于不确定风险规避的上海市能源结构优化调控模型

6．3．1 模型构建

6．3．2 模型参数及变量说明

6．3．3 模型求解过程

6．4 模型输入数据分析

6．5 结果分析

6．5．1 无约束情景下电力结构优化结果

6．5．2 不同污染物排放总量控制下电力结构优化结果

6．5．3 不同煤炭消耗总量对优化决策方案的影响

6．5．4 情景交互效应分析

6．6 小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其它成果

攻读博士学位期间参加的科研工作

致谢

作者简介