智能电网环境效益理论研究及评价模型

王程

摘要：通过对智能电网的环境效益组成因素进行分析，得出智能电网的环境效益主要包括节能减排效益与可持续发展效益。选择替代市场评价法中的防护费用法来分折智能电网环境效益，确定了节能减排效益与可持续发展效益的估算模型。

关键词：智能电网  环境效益  节能减排  可持续发展

0 引言

智能电网作为近年新兴的一种优化资源配置的电力网络，为了规划其建设投资及分析产生的效益，众多研究者对智能电网进行了大量研究和实践。但目前我国对智能电网的研究主要体现在技术与营运、投资的经济效益和社会效益、发展规划与政策建议等方面，而没有对智能电网投资建设带来的环境效益进行系统研究。

本文对智能电网的研究，重点考虑智能化电网建设对生态环境产生的影响及电网智能化建设后区别于传统电网的给环境带来的额外效益。

1 智能电网环境效益组成因素分析

智能电网建设作为一项工程建设，其环境效益主要包括直接环境效益和间接环境效益。

直接环境效益即工程的环境效益，也就是此工程的节能减排效益。如果某项工程的建设可以减少有害气体排放、节约能源，就不会有因环境污染而产生社会性经济损失，则可以认为此项工程节约的环境经济价值，就是该工程的节能减排效益。对于智能电网来说，其直接环境效益主要体现在满足用户电力需求基础上，通过提高煤炭使用效率和清洁能源并网所减少的有害气体排放所带来的效益。

间接环境效益被认为是随着社会发展所带来的可持续发展方面的效益，智能电网的间接环境效益就是智能电网的可持续发展效益，主要体现在提高单位能源的利用率、提高电能稳定性而减少故障损失、节约土地资源、引导企业进行环保生产、指引用户进行绿色消费等诸多方面。

2 智能电网环境效益评估方法选择

目前，对于智能电网环境效益评估主要有传统市场法、替代市场法和假想市场法三种方法。

传统市场法又被称为直接评价法，是直接用货币价格来评价由于环境质量变化而带来的价值影响，广泛用于因环境变动而形成的物理影响的评价，并对物理影响给予相应的市场价值，所以又称为物理影响的市场评价法。传统市场法具有应用广泛、理解容易、直观、易于计算和调整等特点。但也存在一定的局限性，如采用的价格随市场环境变化而产生较大的偏差、过量假设导致的误差、某些重复性论证计算等。直接市场评价法主要包含生产函数法、人力资本法、重置成本法和机会成本法。

替代市场法又称为间接市场评价法，是使用某些有价替代物的市场价格作为价值，来代替要衡量的无市场价格或缺少价格信息的环境物品的一种评价方法。

它主要是通过对环境的偏好来估计环境质量变化所带来的经济价值，使用替代市场评价法的关键在于确定哪些环境物品是可替代的环境物品。替代市场法可以利用本身没有价格的信息来进行评估，这是直接市场法所无法实现的。但替代市场法的使用要求一个相对成熟稳定且具有大量信息的市场环境。主要可分为旅行费用法、房产价格法、工资差额法和防护费用法，其中房产价格法、工资差额法和防护费经常被用于环境污染的评价中。

假想市场法，是通过对人们进行问卷调查的方式，来获取人们对于环境质量改善或损失的支付或受偿意愿来估算环境物品的价格，适用于市场产出与环境变化没有直接影响的物品。假想市场法特别适用于那些受人的意志选择影响比较大的环境价值评估，如自然景观和文化古迹等。但是由于被调查者的意识程度与思维方向不同，调查结果存在一定的偏差，导致调查结果准确性较低。

通过比较以上三种评估法，根据智能电网环境效益的评估内容，本文选用替代市场评价法中的防护费用法来分折智能电网环境效益。

3 智能电网的节能减排效益

3.1节能减排效益分析 在低碳减排的绿色大背景下提出的智能电网可以有效应对能源危机，同时也能快速发展清洁能源。智能电网比传统电网具有更高的兼容性，可以容纳更多数量、更大规模、类型不同的发电设备进行并网，特别是可以提高分布式可再生清洁能源电源的并网能力。

随着全球经济的蓬勃发展，煤碳等化石燃料已成为各国重要的战略物资。根据最乐观的探明储量估计值预测，在开采量保持不变的情况下，目前全球煤炭的可开采年限为415年，石油41年，天然气165年。化石资源面临枯竭，世界将产生严重的能源危机。化石能源的大量开采与使用，不但对生态环境造成了不可逆的严重破坏，还因其产生的碳、硫、氮等元素被排放到空气，造成严重的环境污染。所以寻找节能环保的新能源，已经成为当务之急。风能、光伏太阳能可再生清洁能源应运而生。可再生清洁能源的使用不但可以节约化石资源，降低不可再生能源消耗，而且因其较少使用或不使用化石燃料，而很大程度降低碳、硫等气体排放量，大大减少环境污染。

由以上分析可知，智能电网的节能减排效益主要是通过清洁能源并网、储能及提高能源使用效率来体现的。

3.2 智能电网节能减排效益估算模型 为了衡量智能电网在发电侧的节能减排影响，引入节煤指标C，

C=∑λWi        （1）

其中，Wi=TiICi                         （2）

上式λ——电力综合耗能指数，即每度电折合的标煤量;Wi——第i种发电装置并网发电量;Ti——第i种发电机组年平均利用小时数;ICi——第i种发电机组装机容量。

将每种发电途径排放污染气体总量相加，就可以得到第j种污染气体排放总量。

Vj=∑λajWi        （3）endprint

式中Vj——第j种污染气体排放总量;aj——标煤燃烧排放环保指数，即燃烧一吨标煤排放第j种气体量。

将智能电网节能减排效益进行经济量化计算，即

E1=PjλajTiICi+δ              （4）

式中Pj——第j种气体的排放价格;δ——为浮动偏差。

用式（4）可以估算出智能电网节能减排的环境效益。

4 智能电网可持续发展效益

4.1 智能电网可持续发展效益分析 智能电网可以有效提高节能电压调节控制水平，提供更大的电力输送能力，降低输送过程中的电能损失，减少配电损耗，降低煤炭边际成本。传统电力系统都占用大量资源，而智能电网技术的使用加强了电网中消费侧与发电侧的沟通，对发电变电建设进行结构优化，提高土地资源利用率，减少生态破坏，具有可持续发展意义。

与电源侧相比，用电侧资源具有成本低、响应速度快、零排放等优点，在相同供电可靠性的情况下，用智能电网中需求侧资源替代供电成本较高的部分供应侧资源，降低总系统供电成本，进而实现资源优化配置，减少环境污染，形成低碳电力系统的建设。本文采取需求响应与降低线损带来的节电能力来分析可持续发展效益。

4.2 可持续发展效益估算模型 在效益的环境效益，及可持续发展效益的基础上，可持续发展效益可量化表示为：

E1=Pjλajqi                （5）

其中 Pj——为第j种气体的排放价格;λ——电力综合耗能指数，即每度电折合的标煤量;aj——为标煤燃烧排放环保指数，即燃烧一吨标煤排放第j种气体量;qi——为第i种途径的节电量。使用此估算模型可以估算出智能电网的环境可持续发展效益。

5 结论

本文主要分析了进行智能电网项目建设带来的环境效益。首先，通过对电源侧、电网侧、用电侧三方面分析，将环境效益主要归纳为节能减排效益与可持续发展效益两方面。然后，在此基础上并阐述了两方面效益所包含的主要内容，建立了智能电网环境效益估算模型，为继续研究智能电网的环境效益提供有效的理论依据。

参考文献：

[1]吴鹏.智能电网综合效益评价[J].中国电力企业管理，2009（7）：35-37.

[2]王志东，等.智能电网评估指标体系探讨[J].能源技术经济，2010，22（8）：23-26.

[3]何晓阳，康庆平.基于可靠性成本——效益分析的电网规划[J].继电器，2005，33（10）：8-11.

[4]魏学好，周浩.中国火力发电行业减排污染物的环境价值标准估算[J].环境科学研究，2003，16（1）：53-56.

[5]周黎莎，余顺坤.考虑环境因素的智能电网低碳效益评价模型研究[J].华东电力，2013，41（2）：275-280.endprint