《能源监测与评价》——能源系统工程之概述

第六章 能源系统工程

第一节 概述

一、基本概念

现实世界是错综复杂和千变万化的，但是用抽象的观点来看，是由一些具体事物以及这些事物之间存在的各种各样的关系所组成。通常人们只研究现实世界的一个很小的部分，并且把它叫做一个系统，一般的讲，将多个元素有机结合成能够执行特定功能、达到特定目的一个整体就叫做系统。

系统大致可以分成三类：自然系统、人造系统、自然系统和人造系统的复合系统。自然系统是由自然界中本身就存在的物体(如星球、江河、生物等)构成，并且按照其本来的客观规律运动和演变。人造系统则是由人类创造或者改造的物体、设施、工程等组成，例如供热系统、输电系统等。随着人类活动领域的扩大和人类科学技术的发展，许多自然系统被局部改造为人造系统，从而成为复合系统。能源系统就是典型的复合系统，它不但涉及各种自然的能源资源(如煤、石油、风力、太阳能、潮汐等)，还包括了大量的人类活动(如能源的开采、加工、输运、转换和利用等)以及这些活动对自然环境的影响。

系统工程就是从整体的观点出发来分析各类系统的内部关系及其发展规律。系统工程的理论基础有两大类：①反映各种系统内在规律的专业理论;②反映组织管理客观规律的科学理论，主要是运筹学、信息学、控制论、系统论和计算机科学等。

系统工程是一大综合科学工程技术门类，横跨自然科学、社会科学和工程技术。它有许多分支，如社会系统工程、军事系统T程、教育系统工程等，能源系统工程也是其中之一。能源系统工程的研究对象是能源系统。能源系统包括能源勘探、开发、生产、加工、转换、运输、分配、储备、使用以及环境保护等多个环节，每个环节又是由国民经济的若干部门组成。例如，能源运输环节涉及铁路、公路、水运等交通运输部门，物质管理部门，电力输送部门等。每个环节彼此制约和互相影响而形成一个复杂的整体，起着为国民经济发展和人民生活需要提供能量和原料等物质基础的作用。显然，能源系统是社会经济大系统中的一个子系统。

由于能源系统所包含的能源工业部门资本密集度高，在国民经济总投资中能源系统的投资占到很大比重。同时，由于重大能源项目的建设周期长、服役期长，能源系统又是一个大时间常数的惯性系统。这些就使得能源系统的改造和发展非常困难，任何关于能源的决策都会给整个国民经济系统带来重大而长远的影响，这就要求人们对能源系统进行战略性的长期动态分析。

二、能源系统工程的任务

能源系统工程可以为世界、国家、地区、企业等能源系统作预测、分析、规划、管理、评价等工作，具体说来，可以解决以下各种问题。

1.能源需求预测

采用能源系统工程中的不同方法，按照历史统计数据、人口发展趋势、国民经济发展速度、生活水平提高程度，可以对全世界及世界上某一个地区、国家、省市做出一定期间内的需求预测，预测的时间可以是今后几年、十几年、几十年等。预测的能源需求可以是能源总需求量、各种能源的分总需求量、需求的年增长率等。需求预测是能源生产、开发和规划的基本依据，是能源系统工程的首要任务。

2.能源供应预测

能源供应预测就是在现有的资源条件和现有的能源技术条件下，预计在一定时间内可以供应的各种能源总量及其年增长率。从全球的长远观点来看，能源供应预测具有重要意义，它将影响世界各国在能源经济政策和能源技术政策上的决策方针，以及如何应对世界或地区性的能源危机。

3.能源发展规划

由于能源与各个国家的经济发展息息相关，为了解决这个问题，就要运用能源系统工程的方法来做好能源规划工作，对可能采取的能源开发总方针和可能实现的总目标作分析，同时对各种能源工业的建设规模、投资分配、发展速度作出明确的规定。研究和制定一个国家或地区的能源发展规划，常常需要建立一个相关的国家或地区的能源模型以作为研究的基础。

4.能源的合理分配和使用

能源的合理分配和使用是能源利用中重要的一环。我国在计划经济年代，农村的生活用能.农村牧、渔业用能，绝大部分依靠生物质能解决，由于农村能源利用率很低，造成了极大的能源浪费。长期以来我国在能源规划、计划、分配和统计中，往往忽视农村能源。能源的规划、计划、分配和统计中主要研究的也是商品能源。这种重城市、轻农村，重工业、轻农业，重生产、轻生活的能源分配方式造成了能源分配的严重不合理和能源的浪费。运用系统工程的方法，就可以找出较好的解决方案，从根本上解决上述问题。