能源是現代經濟的重要支撐，能源戰略是國家發展戰略的重要組成部分，能源規劃模型是分析研判能源戰略的有力工具，模型背后所蘊含的理念認識將直接影響能源決策判斷的質量。當前，世界政治、經濟格局深刻調整，能源供求關系深刻變化，我國能源資源約束日益加劇，生態環境問題突出，調整能源結構、提高能效和保障能源安全的壓力進一步加大，能源發展的內外部形勢和發展階段出現重大變化，能源規劃模型的建模理念、理論和方法等應充分考慮這些新變化。

（來源：微信公眾號“能源研究俱樂部”）

一、能源發展趨勢及能源規劃模型演變過程簡要回顧

能源規劃模型的演變與能源發展形態緊密相連，不同時期的能源發展形態影響了能源規劃模型的規劃理念、規劃對象、建模方法和精細化程度等。因此，在研究新一代能源規劃模型時需對能源發展形態進行分析研判，提出與新一代能源形態相適應的能源規劃模型。

（一）能源發展趨勢

縱觀人類能源史，能源的發展經歷了漫長的薪柴時代、異軍突起的煤炭時代、全面爆發的石油時代、激流勇進的天然氣時代、蓬勃發展的電氣時代和新能源時代。歸納分析能源發展軌跡能清晰的認識其發展脈絡，為研判未來能源變化趨勢提供思路。

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

從能源化學構成上看，能源轉型是一個不斷氫化的過程。木柴中氫碳原子數比例為1:10，煤炭為1:2，石油為2:1，天然氣則為4:1。據專家計算，目前的能源結構中有2/3是氫原子，海夫納1甚至預言21世紀內剩余的1/3碳原子將會全被消除，為人類提供完全依賴氫能的可持續能源系統，這將是能源大轉型的最終格局。

從能源利用形式上看，能源轉型是一個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漫長的地質反應轉化而來，風能、光能等新能源則省去了很多中間轉換環節，變為太陽能的直接利用。該過程中能源的能量密度呈逐漸降低的趨勢，風能、光能等低能源品質的開發利用需配合儲能等手段改善能源利用品質。

綜上判斷，未來能源系統將朝著以風能、光能等低密度能源為主的太陽能直接利用方式轉變，走可再生能源和新能源的能源發展新路是不斷減緩能源系統“熵增”的過程，建立新一代能源系統是構建環境友好和諧社會的重要基礎。

（二）能源規劃模型演變

伴隨著能源發展趨勢的不同，能源規劃模型也經歷了不同階段。從建模方法來看，傳統刻畫能源技術與能源經濟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70年代，1973年Hoffman開發出BESOM模型，自此拉開了自下而上模型發展的序幕，這一時期的代表模型有國際能源署（IEA）開發的MARKAL模型等；此后，為分析石油危機等能源問題對經濟的影響，很多自上而下模型得以開發，以美國太平洋西北實驗室1991年開發的SGM模型較為有名；之后，基于以上兩類模型開發的基礎，很多機構開發出混合模型，如美國Brookhaven實驗室和斯坦福大學開發的MARKAL-MACRO模型。自此，能源系統模型進入了快速發展時期。隨著一般均衡理論的發展，一大批以GREEN、PAGE和EPPA為代表的可計算一般均衡（CGE）模型得到了快速發展；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價模型也不斷涌現出來。