傳統(tǒng)能源模型是目標(biāo)導(dǎo)向式的建模,只能給出不同水平年能源狀態(tài)的靜態(tài)規(guī)劃結(jié)果,并未指明從一種能源狀態(tài)向另一種能源狀態(tài)轉(zhuǎn)變的可行路徑。從實(shí)施和執(zhí)行的角度,能源轉(zhuǎn)型路徑的研究與科學(xué)轉(zhuǎn)型目標(biāo)的確定同等重要,共同決定了方向、節(jié)奏及最終的質(zhì)量。新一代能源規(guī)劃模型在規(guī)劃出能源發(fā)展目標(biāo)的同時(shí),應(yīng)注重路徑規(guī)劃,給出可行路徑、演化過(guò)程及優(yōu)劣比較等。
一段時(shí)期內(nèi),能源轉(zhuǎn)型不變的是目標(biāo),可變的是路徑。不同內(nèi)外部環(huán)境(后文稱為“轉(zhuǎn)型阻力”,當(dāng)然技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性、政策等很多變化發(fā)揮的是促進(jìn)作用,但總體而言轉(zhuǎn)型需要克服的是阻力)的改變對(duì)實(shí)現(xiàn)能源目標(biāo)的具體路徑都會(huì)產(chǎn)生影響,如何適應(yīng)變化去追求相對(duì)固定的目標(biāo),成為能源規(guī)劃模型的重要功能。
在相同轉(zhuǎn)型起點(diǎn)和轉(zhuǎn)型目標(biāo)下,不同轉(zhuǎn)型阻力對(duì)轉(zhuǎn)型路徑的影響。有四條可行轉(zhuǎn)型路徑,當(dāng)內(nèi)外部環(huán)境發(fā)生改變后,僅有三條可行轉(zhuǎn)型路徑,且其具體路徑形態(tài)亦發(fā)生改變。
(四)能源轉(zhuǎn)型從“最短路徑”到“最速路徑”的轉(zhuǎn)變
當(dāng)能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)確定后,其從轉(zhuǎn)型起點(diǎn)到轉(zhuǎn)型目標(biāo)間將有多種可行路徑,多樣性的轉(zhuǎn)型路徑將形成能源轉(zhuǎn)型路徑集合。為研判何種路徑更適合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),需進(jìn)行“最優(yōu)路徑”的選擇。
傳統(tǒng)能源規(guī)劃建模的重點(diǎn)是基于全社會(huì)供能成本最低的優(yōu)化方法,可以將這一建模理念稱之為一種追求轉(zhuǎn)型“最短路徑”的方式,所謂“最短”僅用來(lái)表達(dá)靜態(tài)下的選擇邏輯,綜合成本、綠色、安全等的最優(yōu)多目標(biāo)考量也可視之為“最短”。但能源轉(zhuǎn)型除了有目標(biāo)的限制還有時(shí)限的約束,故能源轉(zhuǎn)型的速度也是影響能源轉(zhuǎn)型是否順利完成的重要維度,甚至是剛性條件。由此,能源轉(zhuǎn)型是在最短的時(shí)間內(nèi)以較低的成本實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型目標(biāo)。
物理規(guī)律顯示兩點(diǎn)之間線段最短,但最短的線段并非是最快的,兩點(diǎn)間存在一條“最速路徑”。更為特別的是,位于“最速路徑”上不同起點(diǎn)的物體到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間相同,因而該“最速路徑”也稱為等時(shí)曲線。類比可知,在能源轉(zhuǎn)型路徑集合中存在一條“最速路徑”,其在內(nèi)外部環(huán)境構(gòu)成的合力驅(qū)動(dòng)下,總是沿著阻力最小的路徑演化,實(shí)現(xiàn)最快速的能源轉(zhuǎn)型,且其與能源轉(zhuǎn)型的起點(diǎn)關(guān)系不大,最終將以相同的速度到達(dá)轉(zhuǎn)型目標(biāo)。當(dāng)然在克服阻力的過(guò)程中,不同能源現(xiàn)狀下的轉(zhuǎn)型所需要付出的代價(jià)不同。
由上述分析可知,新一代能源模型將以轉(zhuǎn)型阻力4最小而非單純的系統(tǒng)成本最小為目標(biāo)函數(shù),在內(nèi)外部轉(zhuǎn)型合力驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型從“最短路徑”到“最速路徑”的轉(zhuǎn)變。
(五)基于場(chǎng)景思維實(shí)現(xiàn)“不測(cè)而測(cè)”
能源規(guī)劃模型不是為了預(yù)測(cè)未來(lái),而是基于多場(chǎng)景模擬及仿真提供在不同時(shí)期可能的能源發(fā)展路徑。能源模型的實(shí)踐意義在于:通過(guò)多種典型場(chǎng)景和極端場(chǎng)景(如安全事故、氣象災(zāi)害、網(wǎng)絡(luò)安全、戰(zhàn)爭(zhēng)、其他行業(yè)帶來(lái)的聯(lián)動(dòng)影響等)的研究,發(fā)現(xiàn)多路徑,并基于不同時(shí)期的當(dāng)下實(shí)踐,選擇最佳的能源轉(zhuǎn)型應(yīng)對(duì)之法和轉(zhuǎn)型策略,而非單純的預(yù)測(cè)未來(lái)。實(shí)際中,由于內(nèi)外部環(huán)境的變化及不可預(yù)測(cè)性,任何企圖通過(guò)模型規(guī)劃進(jìn)行預(yù)測(cè)未來(lái)的嘗試往往事與愿違。
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