突尼斯热电厂效率提升与可持续发展:基于数据包络分析的政策启示

【字体: 时间:2025年06月29日 来源:Next Research

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  为解决突尼斯热电厂(TPPs)效率低下导致的能源安全与成本问题,研究人员采用两阶段数据包络分析(DEA)结合双自举法(Simar & Wilson, 2007),评估18座电厂2005-2013年数据。研究发现联合循环机组效率显著高于燃气轮机,并提出基础设施升级、监管改革等政策建议,为能源转型提供科学依据。

  

在全球能源需求持续增长的背景下,热电厂(TPPs)仍是电力供应的主力,占全球发电量的60%。然而,这类电厂面临燃料价格波动、运营成本上升和环境监管收紧等多重挑战。突尼斯的情况尤为严峻——其97%的电力依赖热电厂,且47%的能源需要进口,导致能源安全脆弱、电网频繁中断。尽管可再生能源发展被提上议程,但资金短缺和技术滞后使转型步履维艰。

为破解这一困局,研究人员对突尼斯18座热电厂展开效率评估。传统的数据包络分析(Data Envelopment Analysis, DEA)存在效率评分偏差、无法区分高效单位等缺陷。为此,研究创新性地采用两阶段双自举DEA框架:第一阶段通过Banker-Charnes-Cooper(BCC)和超效率(Super Efficiency, SE)模型计算效率值;第二阶段采用截断自举回归识别关键影响因素。这种方法有效克服了统计噪声和样本量限制,首次实现了对突尼斯热电厂的无偏效率评估。

关键方法
研究采用2005-2013年突尼斯18座热电厂运营数据,输入变量包括燃料消耗、装机容量等,输出变量为发电量和CO2排放。通过BCC-DEA和SE-DEA模型计算技术效率,再运用Simar-Wilson双自举法校正偏差,最后用截断回归分析植物年龄、技术类型等外部因素的影响。

效率评估结果

  • 联合循环电厂平均效率(0.92)远超燃气轮机(0.65),尤其在峰值负荷时优势显著
  • 老旧电厂效率普遍低于新建电厂,每增加10年运营年限效率下降8.3%
  • 装机容量与效率呈倒U型关系,中型电厂(300-500MW)表现最优

政策启示
研究建议优先淘汰燃气轮机技术,推广联合循环系统;建立基于效率评分的碳排放交易机制;设立基金支持电厂智能化改造。这些措施可使突尼斯每年减少12%的发电成本,并降低15%的温室气体排放。

结论与展望
该研究通过方法论创新,首次为北非地区热电厂提供了经统计验证的效率基准。其双自举DEA框架不仅适用于能源领域,还可扩展至医疗、交通等行业的效率评估。未来研究可结合机器学习进一步优化变量选择,或探索效率与可再生能源整合的协同效应。论文发表于《Next Research》,为发展中国家能源转型提供了兼具科学性和操作性的解决方案。

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