2024年中国能源经济指数研究与预测

国际局势风险增加,气候变化影响持续,中国能源经济发展受到多重外部因素干扰,能源安全保障形势复杂。为更好地应对能源行业转型发展的挑战与机遇,建立了三层次六维度能源经济指数体系,对包括15个能源子行业在内的中国能源经济发展现状进行监测。在此基础上,考虑地缘政治风险、“双碳”行动推进以及气候变化波动三个关键外部因素的不确定性影响,结合情景设计和基于粒子群优化算法的长短时记忆模型,对中国能源经济的未来发展进行预测。结果表明,2024年能源经济将成为宏观经济持续回升向好的强心剂,未来发展形势积极乐观。碳减排工作对能源经济的良性发展与风险抗性具有积极影响,能够在一定程度上抵消国际风险和气候风险的负面影响,应当积极推进碳减排工作的落实。高创新行业与保供行业处于优势地位,可优先投资,维持稳定性和提升自主性是能源行业发展主旋律。

基于盲板的地板送风式数据中心热管理与能效案例研究

数据中心机房空调设备长期运行,每年需对其性能进行测试和评估,以确保安全高效运行。针对机架内服务器布局、盲板结构以及工况适应性进行实测,研究了封闭式冷通道地板下送风式数据中心的热环境;并通过热性能指标和能效指标,对该数据中心的安全性和能效进行了全年评估。结果表明:在冷通道中间区域推荐安装功率为2 kW以上的机架;机架间隙处安装盲板后,能够促进服务器内部冷气流循环,减少热气流的回流干扰,最大出口温度降低3.32℃,出口平均速度降低约24%;夏季工况时,该数据中心的PUE、WUE、CUE分别约为1.2、3.5、0.84,且WUE呈现出较强的季节性,冬季工况时,自由冷却可有效降低数据中心的能耗。此外,数据中心冷通道末端的机架过热问题显著,其中16个机架的机柜冷却指数均低于90%,热损失较高。

考虑供需匹配特性的冷热电联供系统运行策略研究

针对以电定热和以热定电运行策略能量冗余以及混合热电运行策略能源不足的特性,在热电负荷平衡运行策略的基础上,提出了改进的热电负荷平衡运行策略。以北方某酒店为研究对象,并以最大化能源利用率为目标对系统的装机容量进行了优化,同时提出了能源综合指数,研究了在5种运行策略下购买能量和冗余能量对系统性能的影响。然后分析了在不同运行策略下系统的供需匹配特性和改进的热电负荷平衡策略下系统的能量平衡关系。最后,通过算例探究了改进的热电负荷平衡策略对提高系统经济性的作用,并经过对比分析验证了研究的合理性与有效性。研究结果表明,与其他4种运行策略相比,改进的热电负荷平衡运行策略下系统的能源利用率分别提高了4.3%、4.38%、4.75%、4.73%;能源综合指数分别降低了6.58%、5.96%、2.23%、3.45%;系统的年总成本分别降低了11.65%、2.74%、1.64%、0.74%。其中,改进的热电负荷平衡策略下系统的供需匹配性能最优(为0.9382)。

2023-2024年中国煤炭产业经济形势研究报告

2023年,我国经济整体回升向好,煤炭产业继续落实能源保供任务,供需形势整体趋于宽松,价格同比有所下降,中矿(北京)煤炭产业景气指数整体呈现微幅下跌走势。展望2024年,煤炭需求有望在宏观经济复苏回暖的带动下,继续呈现增长趋势;受产量增速放缓、进口煤空间难以扩大影响,煤炭供给量增长将趋于放缓。总体看,2024年煤炭供需形势将呈现略微紧平衡态势,煤炭产业经济将继续保持稳中有进的发展趋势。在此背景下,短期内应继续提高我国煤炭增产保供能力,坚持创新发展,解决煤炭行业发展原动力问题,并关注煤炭与新能源的协同发展。

全球电力发展指数研究

基于电力在能源体系中的核心地位和推动能源低碳转型的关键作用,创新提出系统评估全球各区域各国电力发展成效的全球电力发展指数,并根据能源可持续发展理念构建“两级四维”指标体系进行指数测算,从供应保障、消费服务、绿色低碳、技术创新等4个维度反映各区域、各国家电力发展水平。采用五分位法对基础数据进行了标准化处理,并运用主客观相结合的方法对一级指标和二级指标权重设计。最后对全球六大洲100个国家开展了电力发展指数和各维度专项指数测算,并进行了相应排序和分析,旨在为决策制定者、投资者、电力行业从业者及关注电力行业发展的相关人士提供参考。

面向省级电网运行数据的健康指数理论研究

针对电网系统运行水平现状,提出基于省级电网运行数据的健康指数理论。基于能源保供的重要性,从运行可靠性与供电稳定性两个维度出发,提出负荷转供率、设备故障占比、重合成功率、故障恢复时间系数、故障电压等级系数五个指标。为确保指标权重计算的合理性,依次求取主观权重、客观权重,并用博弈论法求取综合权重。通过对湖南14个地市跳闸数据的分析与计算,给出不同地市的健康指数水平。最后,测算某地市全年电网健康指数水平情况,分析其健康指数变化与天气的相关性,为电网的实际运行提出建议。

多热源供能系统储能装机占比对系统经济性影响分析

燃气锅炉与热泵技术、储能技术结合,构成的多热源供能系统将在可再生能源供热领域发挥重要作用。但与常规供能系统相比,多热源供能系统存在初投资较高、系统结构复杂、资源不稳定等问题。提出一种多热源供能系统优化及性能分析的简便方法,采用WPS?办公软件进行规划求解。以某多热源供能项目为例,对系统配置和策略进行优化;对多种供能方案进行技术经济、污染物排放及综合指标测算。结果表明:储能有利于降低热泵装机容量、减少峰价用电量;通过对可再生能源供能进行投资补贴、冷热联供、系统配置和运行策略优化,可进一步改善多热源供能系统的综合性能,使其内部收益率与燃气锅炉供热系统相当;根据本文提出的综合评价指标及内部收益率、供能成本、CO_(2)排放、供热效率等单项指标,适宜的储能装机占比为17.6%~20%。

中国国内一次能源供应多样性计算与分析

利用香农一威纳多样性指数（Shannon—Weinerindex），计算和分析了中国国内一次能源供应多样性的变化情况，结果表明在1949--2005年，中国国内一次能源供应多样性从最开始的单一品种逐步向多品种趋势发展，在1951年时香农指数最小为0．1545，此时能源供应品种只有3种，均衡度最小为0．096，煤炭供应占据能源供应的97％，石油和水电的供应共占能源供应的3％，这是中国国内一次能源供应品种最少的时候，能源的供应几乎只有煤炭一个品种，这种多样性趋势的变化在2001年时达到了最高点，此时香农指数最大为0．8669，能源供应品种达到了5种，均衡度最大为0．5387，各种一次能源供应比例的差距最小。

能源互联网下基于储能调度及多源供能的数据中心能效优化

近年来,数据中心能效优化问题得到业界的普遍关注.同时,能源互联网的发展为数据中心能效优化问题提供了新的研究思路.能源互联网中的用户,尤其是大型的工业用户,通常具备一定的储能能力和一定的智能化能源管理能力.随着清洁能源的大规模部署以及售电公司的快速发展,数据中心等大型能耗用户也随之获得购电的选择权,可以根据电价、清洁程度等因素,从不同的能源供应商购买能源,从而降低能源成本,提高能效.研究表明在污染指数及实时电价的调节下,用户更趋向于在用电低谷期买入更多廉价且清洁的能源.因此,一方面综合考虑污染指数函数与实时电价,构建多源购电成本模型;另一方面综合考虑储能的操作成本及潜在收益成本,构建储能充放电成本模型,简称储能成本模型.以此为基础,建立了有储能系统下的数据中心多源能源选择模型,并与无储能时序调度策略时的系统性能做了对比.仿真结果表明:提出的模型可以通过对储能时序及多源能源选择的综合优化,一定程度上降低数据中心的日能源成本,同时提高清洁能源利用率.

计及可靠性的配电网重构模型及其分阶段算法

提出一种计及可靠性的配电网重构模型和分阶段快速方法。通过可靠性指标体系的分析,提出选取平均供电可用率指标和系统供电量不足指标作为表征系统可靠性的核心指标,并考虑传统模型中的系统有功网损指标。以上述3个指标最优为目标函数,构造新的多目标重构模型。针对3个指标量纲的不同和各指标自身特点,构造各指标的归一化满意度函数。为减少新模型的求解时间,提出求解该模型的分阶段快速算法,该算法在重构前期不计算可靠性指标,仅在重构后期才加入可靠性指标的计算,大幅减少了计算时间。算例分析验证了所提出模型和算法的有效性。

中国一次能源供应多样性研究

能源供应安全与否已成为制约可持续发展的关键问题,能源供应的多样性是保证能源供应安全的一项重要措施。利用香农-威纳多样性指数（Shannon-Weiner index）,计算和分析了中国一次能源供应多样性的变化情况,结果表明,在1991-2005年间,中国一次能源供应多样性指数随着能源供应结构的变化而变化,能源供应比例少的能源品种供应比例的变化起着主要作用;随着能源供应比例少的能源进口量的增加,能源供应的比例趋于均等,能源供应多样性指数显著增加,能源供应结构趋于优化。

循环函数法在供热机组经济性分析中的应用

介绍了循环函数法在供热机组热力系统节能分析中的几点应用 。

天津市6—9月气温与供电量的关系分析

为探讨不同气温指标对城市夏季供电量的影响,对2002—2004年6—9月天津市区逐日供电量、日最大负荷、日最小负荷与02、08、14时和20时,日平均、日最高和日最低气温共7种气温指标的相关性进行综合统计分析,并对相关系数作假设检验。结果表明:平均气温与夏季逐日供电量、日最大负荷相关性最好,02时气温与最小负荷的相关性最高。日平均气温和02时气温是影响城市夏季供电量的主要气象要素。

基于SCOR模型的新能源汽车供应链风险识别和评估

首先对新能源汽车供应链的发展现状与特点进行分析,接着对供应链风险进行定义,阐述风险特点,比较其与传统汽车风险的不同。然后引入了SCOR模型,从5个基本阶段对供应链风险进行识别,再采用问卷调查法,对识别得到的31个风险因素进行判断,最终确定了19个风险因素,以构建新能源汽车供应链风险评价指标体系。最后采用层次分析法和模糊层次分析法对供应链风险进行评估。

基于DEA低碳供应链绩效评价研究

建立多层次多指标的工业企业低碳供应链绩效评价指标体系,并应用数据包络分析法和统计数据构建数学模型,对山西省工业企业整体供应链绩效进行初步评价,结果表明山西省工业企业整体供应链逐步向低碳供应链转变,并针对结论提出建议。

南方城区某优质水厂供水量与耗电量关系预测模型

目前,关于水厂供水量与耗电量关系的定量研究较少。对此,以南方某优质水厂2012～2014年供水量和耗电量生产数据为基础,引入季节指数平滑法改进传统灰色模型,预测具有季节性周期变化的月生产数据,分别建立了出水泵耗电量、净水工艺耗电量、综合楼耗电量以及优质水厂出水泵供水量的季节-灰色预测模型。预测结果表明,四个模型精度较高且稳定性较好,对应的平均绝对误差分别为6.18%、4.82%、4.46%、6.12%,相对误差的方差分别为0.05、0.04、0.03、0.03。引入表示供水量与耗电量之间关系的特征参数即能量强度,结合各模型的计算结果预测优质水厂能量强度,建立了能量强度预测模型。结果表明,模型预测值与真实数据吻合良好,平均绝对误差为4.49%,相对误差的方差为0.03。结研究果可为优质水厂日后设备维护、更新及未来水厂二期建设提供依据。

中国天然气供应安全指数构建与建议

中国天然气供应存在的问题主要表现在国内天然气资源基础薄弱、现有天然气储备能力未能满足需求等方面。随着需求量的不断增加,国内天然气供应安全面临极大的挑战。因此,有必要整合天然气供应安全指标,构建出中国天然气供应安全指数(GSSI)。基于已有研究成果和对天然气贸易的主要因素的分析,结果表明:中国天然气供应安全主要受天然气单位产值能耗、天然气进口依存度、国内天然气产量与国内天然气总消费量之比以及地缘政治风险等4个指标影响。同时研究从近10年中国天然气的供应数据可知:2002—2005年国内天然气供过于求,供应安全主要受天然气单位产值能耗的变化影响;2006—2012年间,受用户使用及地缘政治的影响,我国天然气供应安全呈现"U"形波动。鉴于当前我国天然气供应安全风险呈上升趋势,建议从以下3个方面入手提高我国天然气供应安全:①提高天然气使用效率,降低天然气单位产值能耗;②扩大多元化战略,降低天然气进口依存度和地缘政治风险;③增加国内产量,常规与非常规天然气开发相结合。

中国全要素能源效率及区域差异研究——基于BCC和Malmquist模型

中国各区域间能源经济发展不平衡。本文选用劳动力、资本存量、能源作为投入指标,各省实际GDP和环境污染物作为期望产出和非期望产出,利用DEA-BBC模型和DEA-Malmquist指数对中国全要素能源效率进行测算,并对我国四大区域全要素能源效率进行对比分析。结果表明,考虑非期望产出的能源效率普遍低于不考虑非期望产出的能源效率,其测算结果更加准确;中国能源全要素生产率变化在整体上呈现递减趋势,相较于规模效率,技术效率对全要素生产率变化影响更加明显;能源效率在空间变动形式上呈现较大差异,由高到低依次为:东部沿海地区、东北地区、中部地区、西部地区。为提高中国整体能源效率,各区域必须根据其发展状况制定契合能源供给侧结构性改革的政策。

含高渗透可再生能源的配电网灵活性供需协同规划

高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力,提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系,定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略,建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标,制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化,实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型,采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化,进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明,该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性,为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。

中国能源经济指数演进及趋势预测

疫情防控进入新阶段,国际国内环境复杂多变,在能源经济高质量转型关键阶段,需要基于行业视角建立全面科学的指标体系来评估和监测能源经济发展进程。以15个关键能源子行业为研究主体,建立包含宏观经济环境、中观产业发展和微观企业表现三层次指标体系,在测算能源子行业实际经济动态的基础上,采用BP神经网络方法对2023年短期能源行业的安全保供、高质量转型趋势以及投资热点进行预估和研判。实证结果表明,2022年中国能源经济稳步回升,2023年宏观经济和能源经济走势向好,预测可回归至2019年水平。短期内,光伏发电行业和风力发电行业具有高行业质量、高股票指数等综合优势,可作为优先投资对象。长期而言,电网自控设备行业指数平稳提升,具有投资潜力。2023年能源供给需求预计反弹,火力和水力发电传统能源行业仍是保供主力,需激发系统调节新价值。能源行业整体需保障能源安全稳定供应,抓住宏观经济复苏机会,快速升级,反哺国家经济振兴。