Prospective Outlook on Long-term Energy Systems

Prospective Outlook on Long-term Energy Systems (POLES), o visió prospectiva de llarc determini sobre sistemes d'energia, és un model de simulació mundial per al sector de l'energia que funciona en el programa Vensim. Es tracta d'un model tecno-econòmic en proyecció endógena dels preus d'energia, incloent contabilitat completa de l'oferta i demanda de varis vectores energètics i tecnologies associades, i en un mòdul d'emissions de diòxit de carbono i atres gasos d'efecte hivernàcul.

Història

POLES va ser desenrollat inicialment a principis de la década de 1990 en Institut d'Economia i Política d'Energia IEPE (ara LEPII) en Grenoble, França. Va ser concebut per a respondre a problemàtiques de l'abastiment energètic global, el canvi climàtic i l'impacte a llarc determini de polítiques d'energia. Inicialment, el seu desenroll tractava una descripció detallada de la demanda d'energia per sectors, de la planificació de nova capacitat de generació elèctrica i l'exploració i producció de combustibles fòssils en les diferents regions del món. A lo llarc del seu desenroll, el model va ser incorporant coneiximents teòrics i diversos anàlisis pràctics en matemàtiques, economia, ingenieria, anàlisis d'energia, el comerç internacional i el canvi tècnic.

El desenroll inicial de POLES va ser finançat pels programes JOULE II i III del Tercer i Quarto Programa Marque (PM) d'Investigació i Desenroll Tecnològic de la Comissió Europea (1990-1994 i 1994-1998) i per el CNRS francés. Des de llavors, el model ha continuat a desenrollar-se a través de varis proyectes, alguns finançats en part per 5PM, 6PM, 7PM, i en colaboració en el LEPII, l'empresa de consultoria Enerdata i el Joint Research Centre Europeu IPTS.

En una història que comprén vint anys, és un de pocs models d'energia que es beneficia en un procés de desenroll continu i una perícia sobre un llarc de temps tan estés.

D'esta manera, des de fa més de 20 anys, el model POLES és un dels pocs que beneficien d'un l processe de desenroll continu i d'una evaluació/pèrit constant.

Estructura

El model proveïx un sistema complet per a la simulació i l'anàlisis econòmic del sector energètic mundial fins al 2050. POLES és un model en un procés recursivo anual de simulació i una combinació d'equacions depenents dels preus dictant el comportament i d'un sistema de despeses i rendiments per a una gran cantitat de tecnologies de, o relatades en, energia. Al contrari d'atres varis models del sector energètic, els preus internacionals de les energies són endógenos. Les principals variables exógenas són el PIB i la població per a cada país o regió.

L'estructura del model correspon a un sistema de mòduls interconectados i posa en relació tres nivells d'anàlisis: els mercats internacionals d'energia, els balanços d'energia regionals i la demanda d'energia nacional (la qual inclou el desenroll de noves tecnologies, els sistemes de producció d'energia primària, la producció d'electricitat i les emissions sectorials de gasos d'efecte hivernàcul).

En el model POLES, el món es descompon en 57 regions, de les quals 45 són països (incloent els 27 països de l'Unió Europea) i 12 són un conjunt de països.

Cada regió posseïx un balanç energètic detallat. Cada una d'elles inclou 13 sectors de demanda energètica.

Sectors de demanda energètica

Cada sector de demanda energètica està meticulosament detallat per: indicadors d'activitat, preus d'energia de curt i llarc determini i elasticitat associades, i tendències d'evolució tecnològica (incloent els processos dinàmics i cumulativo associats en les curves d'aprenentage tecnològic). En conseqüència s'obté un ajustament final de la modelización tenint en conte la modulabilidad de cada factor, com a canvis relatius de preus a un nivell sectorial impacten tots els components clau d'un sector d'una regió.

El valor agregat sectorial és també simulat.

La demanda d'energia per combustible en un sector determinat seguix una competició de mercat conduïda per la variabilitat dels preus d'energia i atres factors relacionats en polítiques energètiques o presuposts sobre el desenroll.

El model està compost dels sectors de demanda energètica següents:

• Residencial i Servicis: dos sectors.
• Indústria: quatre sectors, lo que permet una modelización detallada d'indústries intensives en energia com la siderúrgia, l'indústria química i l'indústria de minerals no metàlics (ciment, vidre).
• Sectors industrials senar-energètics: dos sectors, per a sectors de transformació com la producció de plàstics i la producció de fertilisants químics.
• Transport: quatre sectors (aéreu, ferrocarril, per carretera i un atre). La modelización del transport per carretera compon de varis tipos de vehículs (coches de passagers, camions pesats de mercaderies) i permet els estudis de competició inter-tecnològica en la penetració de vehículs alternatius (híbrits, elèctrics o a piles de combustible).
• Agricultura: un sector.

Oferta de petròleu i gas

POLES analisa 71 regions de producció de petròleu i gas, en comerç interregional. La modelización de l'oferta de combustibles fòssils inclou la millora tecnològica de la taxa de recuperació de petròleu, d'enllaços entre nous descobriments i perforació i una retroalimentación del ràtio reserves/producció sobre el preu del petròleu. La producció dels països de el OPEP i els de no OPEP està diferenciada. El model inclou recursos petròleu no convencionals, com la pissarra bituminosa i les arenes de alquitrán.

Generació d'electricitat

Hi ha 26 tecnologies de generació d'electricitat, algunes d'elles estan només en l'estat de planificació, com la producció tèrmica en captura i almagasenament de carbono o els nous dissenys nuclears. Determinades ferramentes com la tarificació a règim especial, poden ser incloses com a controladors per a visualisar el desenroll futur de noves tecnologies d'energia. POLES distinguix quatre curves de càrrega típiques en un any, en intervals de dos hores. Les curves de càrrega es complixen en un mix de generació donat per un orde de mèrit basat sobre costs marginals d'operació, mantenencia i costs capitals anualizados. La demanda d'electricitat esperada sobre el periodo de l'any repercutix en les decisions d'inversió sobre la nova capacitat de generació en l'any pròxim.

Emissions i preu del carbono

El model inclou una contabilitat de les emissions de gasos d'efecte hivernàcul (GEI) i permet vore els fluix de GEI nivells sectorials, regionals i globals. POLES cobrix les emissions relacionades en la combustió en tots els sectors de demanda, recobrint d'esta manera més de la mitat de les emissions de GEI globals. Els sis GEI del protocol de Kyoto estan inclosos. diòxit de carbono, metà, òxit nitroso, hexafluoruro de sofre, hidrofluorocarbonos i perfluorocarbonos.

El model pot utilisar-se per a comprovar la sensibilitat del sector energètic sobre el preu del carbono aplicat als preus dels combustibles fòssils a un nivell sectorial i regional. Este tipo de fiscalisació ha segut experimentat per sistemes de comerç de drets d'emissió com el Règim ETS de l'Unió Europea.

Base de senyes

Les bases de senyes varen ser dissenyades i desenrollades per IPTS, LEPII i Enerdata. Les senyes sobre les despeses i eficiència de tecnologies són proporcionats per la base TECHPOL. Les senyes històriques sobre la demanda i els preus d'energia són compilados, analisats i proporcionats per Enerdata.