TIMES_model
TIMES Version 4.8.3
Эта работа распространяется под лицензией GNU General Public License.
Генератор моделей TIMES (Интегрированная система MARKAL-EFOM) был разработан ETSAP, Программой анализа систем энергетических технологий, которая является Программой технологического сотрудничества Международного энергетического агентства. ETSAP – это международное сообщество, которое использует долгосрочные энергетические сценарии для проведения углубленного энергетического и экологического анализа. Генератор моделей TIMES сочетает в себе два разных, но взаимодополняющих систематических подхода к моделированию энергетики: инженерно-технический подход и экономический подход. TIMES — это технологичный генератор моделей «снизу вверх», который использует линейное программирование для создания наименее затратной энергетической системы, оптимизированной в соответствии с рядом ограничений пользователя, в среднесрочных и долгосрочных временных горизонтах. Короче говоря, TIMES используется для «исследования возможного будущего энергетики на основе противоположных сценариев».
Модели TIMES охватывают все этапы: от первичных ресурсов до цепочки процессов, которые преобразуют, транспортируют, распределяют и преобразуют энергию в поставку энергетических услуг, востребованных потребителями энергии. Что касается энергоснабжения, то оно включает добычу топлива, первичное и вторичное производство, а также экзогенный импорт и экспорт. «Агентами» со стороны энергоснабжения являются «производители». Через различные энергоносители энергия доставляется на сторону спроса, который может быть структурирован по секторам: жилой, коммерческий, сельскохозяйственный, транспортный и промышленный. Сектор спроса полностью гибкий и адаптируемый в TIMES. «Агентами» со стороны спроса на энергию являются «потребители». Математические, экономические и инженерные отношения между этими «производителями» и «потребителями» энергии являются основой моделей TIMES.
Основные выводы, полученные с помощью TIMES, достигаются посредством анализа сценариев. Эталонный энергетический сценарий сначала создается путем запуска модели при отсутствии каких-либо политических ограничений. Эти результаты базового сценария обычно не полностью соответствуют национальным энергетическим прогнозам (созданным путем моделирования будущего спроса и предложения энергии), главным образом потому, что TIMES оптимизирует энергетические системы, обеспечивая наименее затратное решение. Затем создается второй сценарий путем наложения на модель политического ограничения (одного из многих) (например, минимальная доля возобновляемых источников энергии, максимальный объем выбросов парниковых газов или минимальный уровень энергетической безопасности), и модель создает другую энергетическую систему с наименьшими затратами с различные технологии и выбор топлива. Когда результаты сравниваются с результатами базового сценария, можно определить различные варианты технологий, которые обеспечивают стратегическое ограничение с наименьшими затратами.
После того, как все исходные данные, ограничения и сценарии будут введены в действие, модель попытается решить и определить энергетическую систему, которая удовлетворяет потребности в энергетических услугах на протяжении всего временного горизонта с наименьшими затратами. Это достигается путем одновременного принятия решений об инвестициях в оборудование, а также решений об эксплуатации, поставках первичной энергии и торговле энергией по регионам. TIMES предполагает идеальное предвидение, то есть все инвестиционные решения принимаются в каждый период с полным знанием будущих событий (возможны также близорукие прогоны модели). Он оптимизирует горизонтально (по всем секторам) и вертикально (во всех периодах времени, на которые наложено ограничение). Результатом будет оптимальное сочетание технологий и видов топлива в каждый период, а также соответствующие выбросы для удовлетворения спроса. Модель настраивает производство и потребление товаров (т.е. топлива, материалов и энергетических услуг) и их цены; когда модель сопоставляет предложение со спросом, т. е. производители энергии с потребителями энергии, говорят, что она находится в равновесии. Математически это означает, что модель максимизирует излишек производителя и потребителя. Модель построена таким образом, что цена производства товара влияет на спрос на этот товар, и в то же время спрос влияет на цену товара. Говорят, что рынок достиг равновесия при ценах p и количествах q, когда ни один потребитель не желает покупать меньше, чем q, и ни один производитель не желает производить больше, чем q, по цене p. Когда все рынки находятся в равновесии, общий экономический излишек максимизируется (т.е. сумма излишков производителей и потребителей). Основным результатом TIMES являются конфигурации энергетических систем, которые удовлетворяют потребности конечного потребления в энергетических услугах с наименьшими затратами, одновременно соблюдая различные ограничения (например, сокращение выбросов на 80%, проникновение возобновляемой электроэнергии на 40%). В первую очередь модель TIMES отвечает на вопрос: достижима ли цель? Если энергетическая система возможна, ее можно будет исследовать, какой ценой? Результатами модели являются потоки энергии, цены на энергоносители, выбросы парниковых газов, возможности технологий, затраты на энергию и предельные затраты на борьбу с выбросами.
Подробная документация доступна на веб-сайте ETSAP:
i) Концепция и теория. ii) Подробное справочное руководство. iii) Использование кода TIMES.
Демо-модель доступна на GitHub.
Информация о деятельности ETSAP доступна на сайте ETSAP.
Если вы заинтересованы в получении информации и информационных бюллетеней об инструменте ETSAP, вы можете зарегистрироваться здесь.
Доступен форум для пользователей TIMES.
