能源安全与能源―经济―环境系统建模文献综述

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1、能源安全与能源一经济一环境系统建模文献综述摘要：国内外有关能源安全和能源模型的相关研究，将能源问题和经济发展、环境保护、科技创新、人口发展等问题进行链接，从多维度考察能源安全问题，3E模型的不断发展完善为整合多视角的研宄提供了强有力的分析工具。尽管如此，现有能源安全指标未能有效体现不同种类能源之间的替代和互补关系、无法解释不同能源之间的风险表现；而在3E系统建模方面，很少触及能源安全与经济发展和环境保护三者之间的互动关系，缺少能源安全问题的自主性探讨。关键词：能源安全；能源-经济-环境；能源多样性；能源模型；文献综述一、引言进入2

2、1世纪以来，中国能源资源约束日益加剧，调整结构、提高能效和保障能源安全的压力进一步加大，能源安全问题日益凸显（Vlietetal.，2012）。2014年底国务院发布的《能源发展战略行动计划（2014〜2020年）》指出，能源发展战略坚持“节约、清洁、安全”的战略方针，加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系。因此，着力优化能源结构，确保国家能源供应安全，成为中国制定能源政策时所面临的重要课题。本文首先对能源安全的概念和能源多样性指标进行评述，然后回顾能源-经济-环境（3E）系统的有关文献，总结3E系统建模的主要方法。最后对

3、目前有关能源安全量化评估中的一些问题和3E系统建模方面的不足之处进行总结，并对未来研究进行展望。二、能源安全的概念与指标构建能源安全是个难以完整定义的概念，其定义随时间、地点与目的不同而有所差异（Sovacool&Brown,2010；Angetal.，2015）。早期文献认为能源安全首先是能源供应的充足与稳定性。对能源进口国而言，能源安全意味着要降低对外部能源供给的依存度。近年来，能源安全已由最初的能源供给稳定的单一维度概念扩展成为涵盖能源、经济与环境等诸方面的多维度的概念。国际能源署（IEA，2007、2011）认为能源安全有

4、长短期不同的内涵。短期能源安全是指能源系统可以对供需平衡的突然变化做出迅速反应；长期能源安全则是指兼顾经济发展和环境保护的能源系统投资。亚太能源研究中心（APERC，2007）出了四个维度的能源安全概念，即4A（Availability、Accessibility、Affordability、Acceptability）的能源安全框架（Hughes，2012；Sharifuddi,2013)。美国21世纪能源研究所(USCC)认为能源安全应当同时考虑能源供给的可靠性、地缘政治、经济形势、可靠性与环境等诸多方面。有关能源安全的量化评

5、估近十余年来陆续展幵。Cherp&Jewell(2014)整理近年来相关研宄提出的能源安全指标，用简易型与复合型分类方式，结合4A能源安全框架，评估能源政策在国家、区域及全球等不同尺度上促进能源安全的政策成效。Yao&Chang(2014)使用4A安全框架，建构20个细类指标考察中国1980〜2010年间各个五年计划期间的能源安全变动，发现新世纪以来中国能源安全形势有恶化趋势。Zhangetal.(2013)从进口供应链的角度构建石油安全指标，评价中国石油进口的安全，整个指标体系包括四个方面：供应风险、经济风险、运输风险以及依存风

6、险，发现自1993年以来中国石油进口风险一直处于上升趋势，石油对外严重依存已成为能源安全的最大挑战。Xiaetal.(2011)运用能源多样性以及油品自主率指标，分析中国大陆工业部门有关能源安全、效率与碳排放问题。国内，林珏(2014)从政治、经济、技术、体制等多个维度，建构了12项指标，测度2000〜2012年中国与加拿大的能源安全状况。苗軔等(2013)提出了“中国能源可持续发展综合评价体系”，量化分析中国2000〜2020年能源可持续发展的状态与合理水平。苏飞和张平宇(2008)由对外依存度、能源消耗弹性系数、能源储量比等指

7、标构建脆弱性评估模型，对中国区域能源的安全供给脆弱性进行评价。多样性为确保能源安全的重要因素。多样性有助于能源系统应对外在环境的改变与冲击(Molyneauxetal.，2014)并降低单一来源供应中断的脆弱性(Bhattacharyya,2010)。因此，一个高度依赖进口的能源系统若能有效分散能源来源和种类，未必处于高风险状态。目前各国多将促进能源来源的多样性作为能源安全战略的重要原则和措施，如何降低化石能源进口来源的集中度成为能源进口国降低能源风险安全的重要政策方向(Lefvre，2010)，然而决策者常常将能源安全等同于能源

8、独立性，因此多将政策重点放在如何促进资产能源的供给，而忽略增加进口能源来源的多样性的重要性，也未建立起适当的市场机制引导投资者以多样性的能源组合，来增强整体的能源安全。多样性指标被广泛应用于各种领域的研宄中，指标建构方式也较多，参见表1。其中在能源