能源是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要支撐，能源戰(zhàn)略是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，能源規(guī)劃模型是分析研判能源戰(zhàn)略的有力工具，模型背后所蘊(yùn)含的理念認(rèn)識(shí)將直接影響能源決策判斷的質(zhì)量。當(dāng)前，世界政治、經(jīng)濟(jì)格局深刻調(diào)整，能源供求關(guān)系深刻變化，我國能源資源約束日益加劇，生態(tài)環(huán)境問題突出，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提高能效和保障能源安全的壓力進(jìn)一步加大，能源發(fā)展的內(nèi)外部形勢(shì)和發(fā)展階段出現(xiàn)重大變化，能源規(guī)劃模型的建模理念、理論和方法等應(yīng)充分考慮這些新變化。

（來源：微信公眾號(hào)“能源研究俱樂部”）

一、能源發(fā)展趨勢(shì)及能源規(guī)劃模型演變過程簡(jiǎn)要回顧

能源規(guī)劃模型的演變與能源發(fā)展形態(tài)緊密相連，不同時(shí)期的能源發(fā)展形態(tài)影響了能源規(guī)劃模型的規(guī)劃理念、規(guī)劃對(duì)象、建模方法和精細(xì)化程度等。因此，在研究新一代能源規(guī)劃模型時(shí)需對(duì)能源發(fā)展形態(tài)進(jìn)行分析研判，提出與新一代能源形態(tài)相適應(yīng)的能源規(guī)劃模型。

（一）能源發(fā)展趨勢(shì)

縱觀人類能源史，能源的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的薪柴時(shí)代、異軍突起的煤炭時(shí)代、全面爆發(fā)的石油時(shí)代、激流勇進(jìn)的天然氣時(shí)代、蓬勃發(fā)展的電氣時(shí)代和新能源時(shí)代。歸納分析能源發(fā)展軌跡能清晰的認(rèn)識(shí)其發(fā)展脈絡(luò)，為研判未來能源變化趨勢(shì)提供思路。

從能源物理形態(tài)上看，能源發(fā)展史是一個(gè)從固體（如薪柴和煤）到液體（石油）、氣體（天然氣）再到波、場(chǎng)（風(fēng)能、光能可視為光波的直接利用）等形態(tài)變化的利用過程。

從能源化學(xué)構(gòu)成上看，能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)不斷氫化的過程。木柴中氫碳原子數(shù)比例為1:10，煤炭為1:2，石油為2:1，天然氣則為4:1。據(jù)專家計(jì)算，目前的能源結(jié)構(gòu)中有2/3是氫原子，海夫納1甚至預(yù)言21世紀(jì)內(nèi)剩余的1/3碳原子將會(huì)全被消除，為人類提供完全依賴氫能的可持續(xù)能源系統(tǒng)，這將是能源大轉(zhuǎn)型的最終格局。

從能源利用形式上看，能源轉(zhuǎn)型是一個(gè)從太陽能的間接利用到直接利用的過程。煤油氣等化石能源均是太陽能經(jīng)漫長(zhǎng)的地質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化而來，風(fēng)能、光能等新能源則省去了很多中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，變?yōu)樘�陽能的直接利用。該過程中能源的能量密度呈逐漸降低的趨勢(shì)，風(fēng)能、光能等低能源品質(zhì)的開發(fā)利用需配合儲(chǔ)能等手段改善能源利用品質(zhì)。

綜上判斷，未來能源系統(tǒng)將朝著以風(fēng)能、光能等低密度能源為主的太陽能直接利用方式轉(zhuǎn)變，走可再生能源和新能源的能源發(fā)展新路是不斷減緩能源系統(tǒng)“熵增”的過程，建立新一代能源系統(tǒng)是構(gòu)建環(huán)境友好和諧社會(huì)的重要基礎(chǔ)。

（二）能源規(guī)劃模型演變

伴隨著能源發(fā)展趨勢(shì)的不同，能源規(guī)劃模型也經(jīng)歷了不同階段。從建模方法來看，傳統(tǒng)刻畫能源技術(shù)與能源經(jīng)濟(jì)的模型主要有自上而下、自下而上以及綜合模型等。自下而上模型的歷史可以追溯到上世紀(jì)70年代，1973年Hoffman開發(fā)出BESOM模型，自此拉開了自下而上模型發(fā)展的序幕，這一時(shí)期的代表模型有國際能源署（IEA）開發(fā)的MARKAL模型等；此后，為分析石油危機(jī)等能源問題對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，很多自上而下模型得以開發(fā)，以美國太平洋西北實(shí)驗(yàn)室1991年開發(fā)的SGM模型較為有名；之后，基于以上兩類模型開發(fā)的基礎(chǔ)，很多機(jī)構(gòu)開發(fā)出混合模型，如美國Brookhaven實(shí)驗(yàn)室和斯坦福大學(xué)開發(fā)的MARKAL-MACRO模型。自此，能源系統(tǒng)模型進(jìn)入了快速發(fā)展時(shí)期。隨著一般均衡理論的發(fā)展，一大批以GREEN、PAGE和EPPA為代表的可計(jì)算一般均衡（CGE）模型得到了快速發(fā)展；之后以AIM、MESSAGE和TIMES模型為代表的自下而上模型，以及以MERGE、MESSAGE-MACRO和IPAC等模型為代表的綜合評(píng)價(jià)模型也不斷涌現(xiàn)出來。