TIMES_model
TIMES Version 4.8.3
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TIMES(통합 MARKAL-EFOM 시스템) 모델 생성기는 국제에너지기구(International Energy Agency)의 기술 협력 프로그램인 에너지 기술 시스템 분석 프로그램(Energy Technology Systems Analysis Program)에 의해 ETSAP에 의해 개발되었습니다. ETSAP는 장기 에너지 시나리오를 사용하여 심층적인 에너지 및 환경 분석을 수행하는 국제 커뮤니티입니다. TIMES 모델 생성기는 에너지 모델링에 대한 서로 다르지만 보완적이고 체계적인 두 가지 접근 방식, 즉 기술 엔지니어링 접근 방식과 경제적 접근 방식을 결합합니다. TIMES는 선형 프로그래밍을 사용하여 중장기적 기간에 걸쳐 다양한 사용자 제약 조건에 따라 최적화된 최소 비용 에너지 시스템을 생성하는 기술이 풍부한 상향식 모델 생성기입니다. 간단히 말해서 TIMES는 "대조된 시나리오를 기반으로 가능한 에너지 미래 탐색"에 사용됩니다.
TIMES 모델은 에너지 소비자가 요구하는 에너지 서비스 공급으로 에너지를 변환, 운송, 분배 및 변환하는 일련의 프로세스를 통해 기본 자원의 모든 단계를 포괄합니다. 에너지 공급 측면에서는 연료 채굴, 1차 및 2차 생산, 외생적 수입 및 수출로 구성됩니다. 에너지 공급측의 "대리인"은 "생산자"입니다. 다양한 에너지 운반체를 통해 에너지는 수요측으로 전달되며, 수요측은 주거, 상업, 농업, 운송, 산업 부문으로 분류될 수 있습니다. TIMES에서는 수요 부문의 브레이크다운이 완전히 유연하고 적응 가능합니다. 에너지 수요 측면의 "대리인"은 "소비자"입니다. 이러한 에너지 "생산자"와 "소비자" 사이의 수학적, 경제적, 공학적 관계는 TIMES 모델을 뒷받침하는 기초입니다.
TIMES에서 생성된 원리 통찰력은 시나리오 분석을 통해 달성됩니다. 정책 제약이 없는 상태에서 모델을 실행하여 기준 에너지 시나리오가 먼저 생성됩니다. 참조 시나리오의 이러한 결과는 일반적으로 국가 에너지 예측(미래 에너지 수요 및 공급을 시뮬레이션하여 생성됨)과 완전히 일치하지 않습니다. 이는 주로 TIMES가 최소 비용 솔루션을 제공하는 에너지 시스템을 최적화하기 때문입니다. 그런 다음 두 번째 시나리오는 모델에 정책 제약(예: 재생 가능 에너지의 최소 비율, GHG 배출량의 최대량 또는 에너지 보안의 최소 수준)을 부과하여 설정되며 모델은 다음과 같은 다른 최소 비용 에너지 시스템을 생성합니다. 다양한 기술과 연료 선택. 결과를 참조 시나리오의 결과와 비교할 때 최소한의 비용으로 정책 제약을 제공하는 다양한 기술 선택을 식별할 수 있습니다.
모든 입력, 제약 조건 및 시나리오가 적용되면 모델은 전체 기간에 걸쳐 최소한의 비용으로 에너지 서비스 요구를 충족하는 에너지 시스템을 해결하고 결정하려고 시도합니다. 이를 위해 지역별 장비 투자 결정과 운영, 1차 에너지 공급, 에너지 거래 결정을 동시에 내립니다. TIMES는 완벽한 예측을 가정합니다. 즉, 모든 투자 결정은 미래 사건에 대한 완전한 지식을 바탕으로 각 기간에 이루어집니다(근시안적인 모델 실행도 가능함). 수평적(모든 부문에 걸쳐) 및 수직적(제한이 적용되는 모든 기간에 걸쳐)으로 최적화됩니다. 결과는 수요를 충족시키기 위한 관련 배출량과 함께 각 기간에 대한 기술과 연료의 최적 혼합이 될 것입니다. 모델은 상품(예: 연료, 자재, 에너지 서비스)의 생산 및 소비와 가격을 구성합니다. 모델이 수요와 공급을 일치시킬 때, 즉 에너지 생산자와 에너지 소비자가 일치하면 균형 상태에 있다고 말합니다. 수학적으로 이는 모형이 생산자 잉여와 소비자 잉여를 최대화한다는 것을 의미합니다. 이 모델은 상품 생산 가격이 해당 상품의 수요에 영향을 미치고 동시에 수요가 상품 가격에 영향을 미치도록 설정되었습니다. 어떤 소비자도 q보다 적은 양을 구매하기를 원하지 않고 어떤 생산자도 가격 p에서 q보다 더 많은 것을 생산하기를 원하지 않을 때 시장은 가격 p와 수량 q에서 균형에 도달했다고 합니다. 모든 시장이 균형을 이루면 총 경제적 잉여(즉, 생산자와 소비자 잉여의 합)가 극대화됩니다. 주요 출력 TIMES는 다양한 제약 조건(예: 80% 배출 감소, 40% 재생 전력 보급률)을 준수하면서 최소한의 비용으로 최종 사용 에너지 서비스 요구를 충족하는 에너지 시스템 구성입니다. 첫 번째로 TIMES 모델은 다음과 같은 질문을 다룹니다. 목표가 실현 가능한가? 에너지 시스템이 가능하다면 어떤 비용으로 검사할 수 있습니까? 모델 출력은 에너지 흐름, 에너지 상품 가격, GHG 배출, 기술 용량, 에너지 비용 및 한계 배출 저감 비용입니다.
자세한 문서는 ETSAP 웹사이트에서 확인할 수 있습니다.
i) 개념과 이론. ii) 종합 참조 매뉴얼. iii) TIMES 코드의 작동.
데모 모델은 GitHub에서 사용할 수 있습니다.
ETSAP 활동에 대한 정보는 ETSAP 웹사이트에서 확인할 수 있습니다.
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